التكنولوجيا لإنشاء صور واقعية ثلاثية الأبعاد. رسومات ثلاثية الأبعاد. رسومات الكمبيوتر: فتاة

يعمل Works باستخدام رسومات كمبيوتر ثلاثية الأبعاد جذب الانتباه ومصممي ZD، وأولئك الذين لديهم فكرة غامضة إلى حد ما وكيف تم ذلك. لا يمكن تمييز أحدث أعمال ثلاثية الأبعاد عن التصوير الحقيقي. مثل هذا العمل، كقاعدة عامة، تولد نزاعات ساخنة حول أنفسها حول ما هي صورة أو ثلاثية الأبعاد وهمية.
مستوحاة من أعمال فنانين ZD البارزين، يتم اتخاذ العديد منهم لدراسة المحررين ثلاثي الأبعاد، معتقدين أنهم ستقيدهم بسهولة مثل فوتوشوب. وفي الوقت نفسه، تعد برامج إنشاء رسومات ZD معقدة للغاية في التنمية، وتستغرق دراستها الكثير من الوقت والجهد. ومع ذلك، حتى أن درس مجموعة أدوات المحرر ثلاثي الأبعاد، لتحقيق صورة واقعية لمصمم المبتدئ ليس بالأمر السهل. مرة واحدة في موقف يبدو فيه المشهد "غير مألوف"، لا يمكنه دائما العثور على هذا التفسير. ما المشكلة؟
المشكلة الرئيسية في إنشاء صورة ضوئية هي صعوبات التقليد البيئي الدقيق. الصورة التي يتم الحصول عليها كنتيجة للمخالفات الخاطئة (التصور) في المحرر ثلاثي الأبعاد هي نتيجة الحسابات الرياضية على خوارزمية معينة. من الصعب اختيار مطوري البرمجيات خوارزمية من شأنها أن تساعد في وصف جميع العمليات الفيزيائية للحياة الحقيقية. لهذا السبب، تكمن النمذجة البيئية على أكتاف فنان ZD نفسه.
كل يوم زيادة قدرات الأجهزة في محطات العمل، مما يجعل من الممكن استخدام الأدوات للعمل مع رسومات ثلاثية الأبعاد أكثر كفاءة. في الوقت نفسه، تم تحسين ترسانة محرري الرسومات ثلاثية الأبعاد.
هناك مجموعة محددة من القواعد لإنشاء صورة واقعية ثلاثية الأبعاد. بغض النظر عن المحرر ثلاثي الأبعاد الذي تعمله والمشاهد يخلق، فإنها تظل دون تغيير. إن تنفيذ هذه المتطلبات لا يضمن أن الصورة المستلمة ستكون مشابهة للصورة. ومع ذلك، فإن تجاهلهم سيكون بالتأكيد سبب الفشل.
إنشاء صورة ضوئية، تعمل على مشروع ثلاثي الأبعاد وحده، هو مهمة صعبة بشكل لا يصدق. كقاعدة عامة، أولئك الذين يكرسون أنفسهم رسومات ثلاثية الأبعاد والعمل معها أداء مهنيا واحدة من مراحل إنشاء مشهد ثلاثي الأبعاد. البعض يعرف جميع التفاصيل الدقيقة للنمذجة، وسيشعر الآخرون بإنشائهم من إنشاء مواد، والثالث "انظر" الإضاءة الصحيحة للمشاهد، وما إلى ذلك لهذا السبب، بدءا من العمل مع الرسومات ثلاثية الأبعاد، حاول العثور على المنطقة التي تشعر فيها أكثر واثق وتطوير مواهبك الخاصة.
كما تعلمون، فإن نتيجة العمل في المحرر ثلاثي الأبعاد هو ملف ثابت أو رسوم متحركة. اعتمادا على كيفية قيام المنتج النهائي في قضيتك، قد تختلف النهج لخلق صورة واقعية.

نبدأ مع التكوين
موقع الكائنات في مشهد ثلاثي الأبعاد له أهمية كبيرة للنتيجة النهائية. يجب أن تكون موجودة في هذه الطريقة التي لا يخسر فيها المشاهد في التخمين، والنظر في كائن الكائن عشوائيا في الإطار، واللقاء الأول، يمكن أن تتعرف جميع مكونات المشهد.
عند إنشاء مشهد ثلاثي الأبعاد، تحتاج إلى الانتباه إلى موضع الكائنات المتعلقة بالغرفة الافتراضية. تذكر أن الكائنات الأقرب من عدسة الكاميرا تبدو كبيرة الحجم. لهذا السبب، تحتاج إلى التأكد من أن نفس الكائنات في نفس السطر.
بغض النظر عن أي مؤامرة المشهد ثلاثي الأبعاد، يجب أن تحدد عواقب بعض الأحداث التي حدثت في الماضي.
على سبيل المثال، إذا أدى أي آثار شخص ما إلى المنزل المغطى بالثلوج، فافعل هذا الصورة، سيقوم المشاهد بخير إلى أن شخصا ما ذهب إلى المنزل.
العمل على مشروع ثلاثي الأبعاد، والاهتمام بالمزاج العام للمشهد. يمكن نقله بواسطة عنصر الديكور المختار جيدا أو مجموعة معينة من الألوان. على سبيل المثال، ستؤكد إضافة شمعة إلى المشهد رومانسية الوضع. إذا كنت تحاكي أحرف الرسوم المتحركة، فيجب أن تكون الألوان مشرقة، إذا قمت بإنشاء وحش، فحدد ظلال داكنة.

لا تنسى التفاصيل
عند العمل على مشروع ثلاثي الأبعاد، يجب أن تأخذ دائما في الاعتبار مقدار الشيء المرئي في المشهد، بقدر ما يتم تغطيته، وما إلى ذلك حسب هذا، يجب أن يكون الكائن درجة أكبر أو أقل من التفاصيل. العالم ثلاثي الأبعاد هو حقيقة افتراضية، حيث يشبه كل شيء مناظر مسرحية. إذا كنت لا ترى الجزء الخلفي من الكائن - لا تضع طرازها. إذا كان لديك الترباس مع مفك البراغي، فلا تندمج الخيط تحت الجوز، إذا كان واجهة المنزل مرئية في مكان الحادث، فلن تحتاج إلى طراز الداخلية إذا قمت بإنشاء مشهد للغابات الليلية جديرة بالاهتمام بالدفع فقط لتلك الأشياء الموجودة في المقدمة. الأشجار الموجودة في الخلفية مرئية على الصورة المرئية، وبالتالي فهي لا معنى لها محاكاة دقة الورقة.
في كثير من الأحيان، عند إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد، لا تلعب الأجزاء الصغيرة، مما يجعل الكائن أكثر واقعية.
إذا لم تنجح في تحقيق الواقعية في مكان الحادث، فحاول زيادة درجة تفصيل الكائنات. ستتضمن المزيد من التفاصيل الصغيرة المشهد، كلما زادت الحقيقة تبدو وكأنها الصورة الأخيرة ستبدو. يخضع خيار بزيادة تفاصيل المشهد مربحا عمليا، ولكن لديه عيب واحد - عدد كبير من المضلعات، مما يؤدي إلى زيادة وقت تقدير سوء التقدير.
تأكد من أن الواقعية في اقتران يعتمد مباشرة على درجة التفاصيل، فمن الممكن على مثال بسيط. إذا قمت بإنشاء ثلاث نماذج من الشفرات في المشهد وتصورها، فلن تصدر الصورة أي انطباع على المشاهد. ومع ذلك، إذا كانت هذه المجموعة من الكائنات يمكن استنساخ متكررة، فستظهر الصورة أكثر إثارة.
يمكنك التحكم في التفاصيل بطريقتين: كما هو موضح أعلاه (زيادة عدد المضلعات في المشهد)، أو زيادة حل الملمس.
في كثير من الحالات، من المنطقي إيلاء المزيد من الاهتمام لإنشاء نسيج، بدلا من نموذج النموذج نفسه. في الوقت نفسه، ستحفظ موارد النظام المطلوبة لحق تقدير النماذج المعقدة، وبالتالي تقليل وقت التصور. من الأفضل أن نجعل نسيج أفضل من زيادة عدد المضلعات. مثال ممتاز للاستخدام المعقول للملمس يمكن أن يكون جدار المنزل. يمكنك محاكاة كل لبنة بشكل فردي، والتي تستغرق أيضا بعض الوقت، والموارد. من الأسهل بكثير استخدام صورة جدار من الطوب.

إذا كنت بحاجة إلى إنشاء أفقي
واحدة من أصعب المهام التي تتعامل معها غالبا ما تتعامل مع مصممي الرسومات ثلاثي الأبعاد هي طبيعة النمذجة. ما هي مشكلة خلق الوضع الطبيعي من حولنا؟ الشيء هو أن أي كائن عضوي، سواء كان حيوان، نبات، إلخ، غير متجانسة. على الرغم من الهيكل المتناظرة الواضحة، فإن شكل مثل هذه الأشياء غير قابلة للصلاحية لأي وصف رياضي، حيث يتعامل المحررين ثلاثي الأبعاد. حتى تلك الأشياء التي، للوهلة الأولى، لها مظهر متماثل، مع إيصال أكثر تفصيلا، تتحول إلى غير متماثل. على سبيل المثال، يقع الشعر الموجود على رأس الرجل بشكل مختلف عن الجانب الأيمن واليسار، في معظم الأحيان يتم تمشيطها إلى اليمين، وقد تضررت الورقة الموجودة على فرع الشجرة من قبل كاتربيلر في مكان ما، إلخ.
يمكن اعتبار أفضل حل لتقليد العضوية في الرسومات ثلاثية الأبعاد خوارزمية كسورية، وغالبا ما يستخدم في إعدادات المواد وأدوات النمذجة الثلاث الأبعاد المختلفة. هذه الخوارزمية أفضل من التعبيرات الرياضية الأخرى تساعد في تقليد العضوية. لذلك، عند إنشاء كائنات عضوية، تأكد من استخدام قدرات خوارزمية كسورية لوصف خصائصها.

الدقيقة لإنشاء المواد
المواد التي يتم محاكاة الرسومات ثلاثية الأبعاد يمكن أن تكون الأكثر تنوعا - من المعادن والخشب والبلاستيك إلى الزجاج والحجر. بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد كل مادة من خلال عدد كبير من العقارات، من بينها تخفيف السطح ومرآة ورسم وحجم وسطوع الوهج، إلخ.
تصور أي نسيج، يجب أن نتذكر أن جودة المواد في الصورة الناتجة تعتمد اعتمادا كبيرا على عدد كبير من العوامل، بما في ذلك معلمات الإضاءة (سطوع، زاوية ضوء الضوء، لون مصدر الضوء، إلخ .)، خوارزمية التصور (نوع Visualizer المستخدمة وإعداداتها)، دقة الملمس النقطي. طريقة إسقاط الملمس على الكائن هي أيضا ذات أهمية كبيرة. يمكن أن "القضية الفرضية الفرضية" كائن ثلاثي الأبعاد تشكلت من قبل التماس أو نمط متكرر بشكل مثير للريبة. بالإضافة إلى ذلك، عادة ما تكون الكائنات الحقيقية نظيفة تماما، وهذا هو، لديهم دائما آثار الأوساخ. إذا كنت تقوم بنمذجة جدول مطبخ، على الرغم من أن الرسم على غراء المطبخ يتكرر، لا ينبغي أن يكون سطحه في كل مكان نفسه - يمكن أن يكون الزيت على زوايا الطاولة، ويقطع من السكين، إلخ وبعد
بحيث لا تبدو كائناتك ثلاثية الأبعاد نظيفة بشكل غير طبيعي، يمكنك استخدام خرائط التلوث المصنوعة يدويا (على سبيل المثال، في Adobe Photoshop) وخلطها باستخدام قوام المصدر، تلقي مواد واقعية البالية.

لزيادة واقعية عرض القوام المتراكمة على المضلعات، يتم استخدام تقنيات مختلفة:

· تجانس (مكافحة التعرج)؛

mip - رسم الخرائط؛

تصفية النصية.

تقنية تجانس (مكافحة التعرج)

المضادة للتعايش هي تقنية تستخدم في معالجة الصور للقضاء على تأثير كائنات الحواف "الصعود" (التعرج). مع طريقة تشكيل الصورة النقطية، فإنه يتكون من بكسل. نظرا لحقيقة أن البكسلات لها حجم نهائي، على حواف الأشياء ثلاثية الأبعاد، يمكنك التمييز بين درج الدرج أو الحواف المزعومة. لتقليل تأثير الدرج، أسهل طريقة لزيادة دقة الشاشة، وبالتالي تقليل حجم البكسل. ولكن هذا المسار غير ممكن دائما. إذا كنت تستطيع التخلص من تأثير الخطوة عن طريق زيادة إذن الشاشة، فيمكنك استخدام تقنية مكافحة التعرجات، والتي تتيح لك تصنيع تأثير الدرج بصريا. الأكثر استخداما لهذه التقنية هو إنشاء انتقال سلس من لون الخط أو الحافة إلى لون الخلفية. يتم تعريف لون النقطة المستلقية على حدود الكائنات على أنه متوسط \u200b\u200bقيمة ألوان نقطتين الحدود.

هناك العديد من تقنيات التعرج الأساسية. أعطت أعلى جودة نتيجة لأول مرة تقنية تجانس الشاشة FSAA (ملء الشاشة المضادة للتعايم). في بعض المصادر الأدبية، تسمى هذه التكنولوجيا SSAA. جوهر هذه التكنولوجيا هو أن المعالج يحسب إطار الصورة في دقة أكبر بكثير من دقة الشاشة، ثم عند عرض الشاشة Averaries قيم مجموعة البكسل إلى واحد؛ يتوافق عدد وحدات البكسل المتوسطات مع حل شاشة الشاشة. على سبيل المثال، إذا تم تصنيع إطار بدقة 800 × 600 مع FSAA، فسيتم احتساب الصورة في دقة 1600 × 1200. عند الانتقال إلى حل شاشة ملونة لأربعة نقاط محسوبة مقابلة لحبة البكسل واحد من الشاشة، المتوسط. نتيجة لذلك، تظهر جميع الخطوط حدود ألوان ناعمة من التحولات، والتي تزيل تأثير الدرج بصريا.

تقدم FSAA الكثير من العمل الزائد، وتنزيل معالج رسومات، تجانس الحدود، ولكن الصورة بالكامل، وهي عيبها الرئيسي. للقضاء على هذا العيب، تم تطوير تقنية اقتصادية أكثر - MSSA.

يشبه جوهر تكنولوجيا MSSA لتكنولوجيا FSAA، ولكن لا يتم إجراء أي حسابات على البكسلات الموجودة داخل المضلعات. بالنسبة لحدود البكسلات في حدود الكائنات، اعتمادا على مستوى التجانس أو 4 نقاط إضافية أو أكثر، يتم تحديد اللون النهائي للبكسل. هذه التكنولوجيا هي الأكثر شيوعا في الوقت الحاضر.

النمو الفردي لمحول الفيديو المصنعين معروفين. على سبيل المثال، قامت NVIDIA بتطوير تقنية أخذ العينات التغطية التغطية (CSAA)، والتي تدعمها محولات الفيديو GeForce التي تبدأ من السلسلة الثامنة (8600 - 8800، 9600 - 9800). قدم ATI R520 إلى معالج الرسومات R520 وجميع AAA التكيف اللاحقة (التكيف المضاد للتعرج).

MIP رسم الخرائط التكنولوجيا

تستخدم التكنولوجيا لتحسين نسامات الجودة من الأشياء ثلاثية الأبعاد. لإعطاء صورة واقعية ثلاثية الأبعاد، من الضروري مراعاة عمق المشهد. كما أزيلت من نقطة الملاحظة، يجب أن تبدو الملمس التطبيقي أكثر وضوحا. لذلك، عندما يتم استخدام الأسطوانات حتى سطح متجانس في الغالب ليست واحدة، ولكن العديد من القوام، مما يجعل من الممكن مراعاة التشوهات الواعدة بشكل صحيح للكائن ثلاثي الأبعاد.

على سبيل المثال، من الضروري تصوير جسر مكسور، ويعيق في مكان الحادث. إذا حاولت استخدام نسيج واحد فقط على طول الطول بأكمله، فما يتم إزالته من نقطة الملاحظة، فقد تظهر تموجات أو لون صلب فقط. الحقيقة هي أنه في هذه الحالة، تقع العديد من نسيج بكسل (Texelov) في بكسل واحد على الشاشة. السؤال ينشأ: لصالح texel لاتخاذ خيار عند عرض بكسل؟

تم حل هذه المهمة باستخدام تقنية رسم الخرائط MIP، والتي تنطوي على إمكانية استخدام مجموعة من القوام بدرجات متفاوتة من التفاصيل. على أساس كل نسيج، يتم إنشاء مجموعة من القوام مع مستوى أصغر من التفاصيل. تسمى القوام من هذه المجموعة بطاقات MIP (خريطة MIP).

في أبسط حالة، يتم تحديد تراكب الملمس لكل بكسل صورة من قبل بطاقة MIP المقابلة وفقا لجدول Detail Detail (مستوى التفاصيل). بعد ذلك، يتم تحديد Texel واحد فقط من بطاقة MIP، وهو لون بكسل.

تقنيات الترشيح

كقاعدة عامة، يتم استخدام تقنية رسم الخرائط MIP بالاشتراك مع تقنيات التصفية المصممة لتصحيح القطع الأثرية ل MIP. على سبيل المثال، عند إزالة كائن، تحدث أبعد من نقطة الملاحظة من مستوى خريطة MIP منخفضة إلى مستوى خريطة MIP أعلى. في وقت العثور على كائن في الحالة الانتقالية من مستوى خريطة MIP إلى آخر، يظهر نوع خاص من أخطاء التصور: حدود قابلة للتصور بشكل صريح للانتقال من مستوى خريطة MIP إلى آخر.

مظهر الترشيح هو أن لون البكسلات الكائن يحسب بواسطة النقاط المجاورة للملمس (Texels).

كانت الطريقة الأولى لتصفية القوام هي أخذ عينات النقطة المزعومة، والتي لا تستخدم في رسومات ثلاثية الأبعاد الحديثة. تم تطوير التالي bilinear. الترشيح. عند تصفية Bilinear، يتم أخذ متوسط \u200b\u200bقيمة متوسط \u200b\u200bمرجح لأربعة بكسلات نصية مجاورة لعرض نقطة السطح للسطح. مع مثل هذه التصفية، تكون جودة الكائنات الدورية ببطء أو تتحرك ببطء مع الحواف (نوع المكعب) منخفضة (وجوه غير واضحة).

جودة أعلى يعطي triliner.يتم التصفية التي يتم فيها التقاط متوسط \u200b\u200bقيمة اللون الثمانية من الثمانية لتحديد لون بكسل، وأربعة من هياكلين مجاورة، ونتيجة لسبعة عمليات خلط، يتم تحديد لون البكسل.

مع زيادة أداء معالجات الرسومات التناسية الترشيح الذي يتم تطبيقه بنجاح حتى الآن. عند تحديد لون النقطة، يستخدم كمية كبيرة من Texel وتأخذ في الاعتبار موضع المضلعات. يتم تحديد مستوى الترشيح الخفيف من خلال عدد المنسوجات، التي تتم معالجتها عند حساب لون بكسل: 2x (16 Texel)، 4x (32 Texel)، 8x (64 Texel)، 16x (128 Texel). توفر هذه الترشيح جودة عالية من الصورة المتحركة المتحركة.

جميع هذه الخوارزميات تنفذ المعالج الرسومي لبطاقة الفيديو.

واجهة برمجة التطبيق (API)

لتسريع تنفيذ خطوات الناقل ثلاثية الأبعاد، يجب أن يكون مسرع الرسومات ثلاثي الأبعاد مجموعة معينة من الوظائف، أي الأجهزة، دون مشاركة المعالج المركزي، لإنتاج العمليات اللازمة لبناء صورة ثلاثية الأبعاد. مجموعة من هذه الوظائف هي أهم سمة من سمات مسرع ثلاثي الأبعاد.

نظرا لأن جهاز التسجيل ثلاثي الأبعاد يحتوي على نظام قيامه الخاص، فإن تطبيقه الفعال ممكن فقط عندما يستخدم برنامج التطبيق هذه الأوامر. ولكن نظرا لوجود العديد من النماذج المختلفة للمعجلات ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى العديد من برامج التطبيقات التي تشكل الصور السائبة، هناك مشكلة في التوافق: من المستحيل كتابة هذا البرنامج من شأنه أن يكون أيضا أوامر منخفضة المستوى منخفضة المستوى مسرعات. من الواضح أن مطوري برامج التطبيق والمصنعين من مسرعات ثلاثية الأبعاد يحتاجون إلى حزمة برنامج خدمة خاصة يقومون بالوظائف التالية:

التحويل الفعال للطلبات المعمول بها إلى تسلسل محسن من أوامر المسرعات ثلاثية الأبعاد منخفضة المستوى، مع مراعاة خصائص بناء الأجهزة لها؛

مضاهاة البرمجيات للوظائف المطلوبة، إذا كان في التسارع المستخدم لا يوجد دعم في الأجهزة.

يتم استدعاء حزمة من برامج الخدمة الخاصة لأداء هذه الوظائف واجهة برمجة تطبيق (واجهة تطبيق البرنامج. = API.).

تشغل API موقعا متوسطا بين برامج التطبيق الرفيع المستوى وأوامر التسارع المنخفضة التي يتم إنشاؤها بواسطة برنامج تشغيلها. يؤدي استخدام API إلى إزالة مطور برنامج التطبيق من الحاجة إلى العمل مع أوامر التسارع المنخفضة المستوى، مما يسهل عملية إنشاء البرامج.

حاليا، في ثلاثي الأبعاد، هناك العديد من برامج برمجة التطبيقات، التي يتم تحديد تطبيقاتها بشكل واضح تماما:

DirectX.تم تطويره بواسطة Microsoft، المستخدمة في تطبيقات الألعاب التي تعمل بنظام التشغيل Windows 9x والإصدارات الأحدث؛

opengl.تستخدم أساسا في التطبيقات المهنية (أنظمة التصميم الآلي، أنظمة النمذجة ثلاثية الأبعاد، محاكاة، إلخ.) تشغيل نظام التشغيل Windows NT؛

العلامة التجارية (الأصلية - الأصلية) APIالشركات المصنعة للمعجلات ثلاثية الأبعاد حصرية لشرائحهم للاستخدام الأكثر كفاءة قدراتهم.

DirectX هو معيار مغلقة بشكل صارم، لا يسمح بالتغييرات في إصداره الجديد الجديد. هذا، من ناحية، يحد من قدرات مطوري البرامج وخاصة الشركات المصنعة للمجالس، ولكن يسهل المستخدم بشكل كبير من تكوين البرامج والأجهزة ثلاثية الأبعاد.

بخلاف DirectX، يتم بناء OpenGL API على مفهوم قياسي مفتوح يحتوي على مجموعة أساسية صغيرة من الوظائف والعديد من الامتدادات التي تنفذ وظائف أكثر تعقيدا. تعمل الشركة المصنعة لشرائح Accelerator ثلاثية الأبعاد على إنشاء BIOS وبرامج التشغيل التي تقوم بأداء الوظائف الأساسية ل GL Open، ولكنها غير مطلوبة لتوفير الدعم لجميع الملحقات. يولد هذا عددا من المشكلات المرتبطة بكتابة الشركات المصنعة للسائقين لمنتجاتهم التي يتم توفيرها بالكامل ومقنعة.

يطلق على النسخة الكاملة من برنامج تشغيل OpenGL متوافق مع ICD (برنامج تشغيل العميل المتكرر - برنامج تشغيل العميل). يوفر أقصى سرعة، ل يحتوي على رموز منخفضة المستوى التي توفر الدعم لعدم المجموعة الأساسية فقط من الوظائف، ولكن أيضا ملحقاتها. بطبيعة الحال، مع الأخذ في الاعتبار مفهوم OpenGL، إنشاء برنامج تشغيل مماثل هو عملية معقدة وغير مستهلكة بشكل استثنائي. هذا هو أحد أسباب ارتفاع تكلفة التسجيلات ثلاثية الأبعاد المهنية مقارنة باللعبة.

على عكس الرسوم المتحركة ثنائية الأبعاد، حيث يمكن رسم الكثير باليد، في كائنات ثلاثية الأبعاد ناعمة للغاية، فإن شكلها صحيحة للغاية وأنها تتحرك على طول مسارات "هندسية" للغاية. صحيح، هذه المشاكل التغلب عليها. يتم تحسين حزم الرسوم المتحركة تحسين أدوات التصور، يتم تحديث الأدوات لإنشاء تأثيرات خاصة وزيادة مكتبات المواد. لإنشاء كائنات "غير متساوية"، مثل الشعر أو الدخان، استخدم تقنية تشكيل كائن من مجموعة متنوعة من الجزيئات. يتم تقديم Kinematics Inverse وتقنيات Fracther الأخرى، وطرق جديدة للجمع بين تسجيلات الفيديو وتأثيرات الرسوم المتحركة تنشأ، مما يسمح لك بإجراء مشاهد وحركات أكثر واقعية. بالإضافة إلى ذلك، تسمح لك تقنية النظام المفتوحة بالعمل على الفور بحزم متعددة. يمكنك إنشاء نموذج في حزمة واحدة، طلاءه في مكان آخر، وإحياء الفيديو الثالث، إضافة الفيديو في الرابع. أخيرا، يمكن توسيع وظائف العديد من الحزم المهنية اليوم مع تطبيقات إضافية مكتوبة خصيصا للخط الأساسي.

3D استوديو I.3D ستوديو ماكس

واحدة من أشهر حزم الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد في IBM هي استوديو ثلاثي الأبعاد من Autodesk. يوفر البرنامج الذي يعمل تحت DOS، عملية إنشاء فيلم ثلاثي الأبعاد: كائنات النمذجة وتشكيل المشهد والرسوم المتحركة والتصور، تشغيل الفيديو. بالإضافة إلى ذلك، هناك مجموعة واسعة من برامج التطبيق (عمليات IPAS) مكتوبة خصيصا للاستوديو ثلاثي الأبعاد. تم إنشاء البرنامج الجديد لنفس الشركة المسماة 3D Studio Max لنظام التشغيل Windows NT خلال السنوات القليلة الماضية ويدعي منافس لحزم قوية لمحطات عمل SGI. واجهة البرنامج الجديدة هي واحدة لجميع الوحدات ولديها درجة عالية من التفاعل. 3D Studio Max ينفذ قدرات إدارة الرسوم المتحركة المتقدمة، يخزن تاريخ حياة كل كائن ويسمح لك بإنشاء مجموعة متنوعة من التأثيرات الخفيفة، يدعم مسرع ثلاثي الأبعاد ولديه بنية مفتوحة، وهذا هو، يسمح للشركات الثالثة بتضمين تطبيقات إضافية في النظام.

Triespace، المنشورات، ثلاث د، ريندرمان، توباس كريستال

الصورة الكهربائية، softimage

لإنشاء رسوم متحركة ثلاثية الأبعاد على أجهزة كمبيوتر IBM و Macintosh، فهي مريحة لاستخدام حزمة نظام الرسوم المتحركة للرسوم المتحركة الكهربائية، والتي تتضمن مجمع كبير من أدوات الرسوم المتحركة والمؤثرات الخاصة والأدوات اللازمة للعمل مع الصوت ومولد الخط مع معلمات قابلة للتكوين. على الرغم من أن هذا البرنامج ليس لديه أدوات النمذجة، ولكن من الممكن استيراد أكثر من ثلاثين نماذج مختلفة من النماذج. كما تدعم الحزمة العمل بأشياء هرمية وعكس Kinematics. بدوره، يعمل برنامج Microsoft Softimage 3D على منصات SGI و Windows NT. وهو يدعم النمذجة على أساس المضلعات والجزهات، وإنشاء مؤثرات خاصة، والعمل مع جزيئات وتكنولوجيا الحركة مع الجهات الفاعلة الحية على أحرف الكمبيوتر.

طرق لتحقيق الواقعية في الرسومات ثلاثية الأبعاد

تعمل الأعمال التي تم إجراؤها باستخدام رسومات كمبيوتر ثلاثية الأبعاد تجتذب بالاهتمام والمصممين ثلاثي الأبعاد، وأولئك الذين لديهم فكرة غامضة إلى حد ما عن كيفية انتهاء كل شيء. لا يمكن تمييز الأعمال الأكثر نجاحا في ثلاثي الأبعاد عن التصوير الحقيقي. مثل هذا العمل، كقاعدة عامة، تولد نزاعات ساخنة حول أنفسهم حول ما هو هذا: صورة أو ثلاثية الأبعاد وهمية. مستوحاة من أعمال الفنانين ثلاثي الأبعاد البارزين، يتم اتخاذ العديد منهم لدراسة المحررين ثلاثي الأبعاد، معتقدين أنهم ستقيدهم بسهولة مثل فوتوشوب. وفي الوقت نفسه، تعد برامج إنشاء رسومات ثلاثية الأبعاد معقدة للغاية في الإتقان، وتستغرق دراستها الكثير من الوقت والجهد. ولكن حتى درس مجموعة أدوات المحرر ثلاثي الأبعاد لتحقيق صورة واقعية لمصمم 3D المبتدئ ليس بالأمر السهل. العثور على موقف حيث يبدو المشهد "ميتا"، لا يستطيع دائما العثور على هذا التفسير. ما المشكلة؟

المشكلة الرئيسية في إنشاء صورة ضوئية هي صعوبات التقليد البيئي الدقيق. الصورة التي يتم الحصول عليها كنتيجة للمخالفات الخاطئة (التصور) في المحرر ثلاثي الأبعاد هي نتيجة الحسابات الرياضية على خوارزمية معينة. من الصعب اختيار مطوري البرمجيات خوارزمية من شأنها أن تساعد في وصف جميع العمليات الفيزيائية التي تحدث في حياة حقيقية. لذلك، تكمن النمذجة البيئية على أكتاف الفنان ثلاثي الأبعاد. هناك مجموعة محددة من القواعد لإنشاء صورة واقعية ثلاثية الأبعاد. بغض النظر عن المحرر ثلاثي الأبعاد الذي تعمله والمشاهد يخلق، فإنها تظل دون تغيير. نتيجة العمل في المحرر ثلاثي الأبعاد هو ملف ثابت أو رسوم متحركة. اعتمادا على كيفية وجود المنتج النهائي في قضيتك، قد تختلف النهج الخاضعة لخلق صورة واقعية.

نبدأ مع التكوين

موقع الكائنات في مشهد ثلاثي الأبعاد له أهمية كبيرة للنتيجة النهائية. يجب أن تكون موجودة في هذه الطريقة التي لا يخسر فيها المشاهد في التخمين، والنظر في كائن الكائن عشوائيا في الإطار، واللقاء الأول، يمكن أن تتعرف جميع مكونات المشهد. عند إنشاء مشهد ثلاثي الأبعاد، تحتاج إلى الانتباه إلى موضع الكائنات المتعلقة بالغرفة الافتراضية. تذكر أن الكائنات الموجودة بالقرب من عدسة الكاميرا تبدو كبيرة الحجم. لذلك، من الضروري ضمان أن تكون الكائنات نفسها على نفس الخط. بغض النظر عن أي مؤامرة المشهد ثلاثي الأبعاد، يجب أن تحدد عواقب بعض الأحداث التي حدثت في الماضي. لذلك، على سبيل المثال، إذا أدى الآثار إلى المنزل المغطى بالثلوج، ثم النظر في مثل هذه الصورة، فسوف يستنتج المشاهد أن شخصا ما ذهب إلى المنزل. العمل على مشروع ثلاثي الأبعاد، والاهتمام بالمزاج العام للمشهد. يمكن نقله بواسطة عنصر الديكور المختار جيدا أو مجموعة معينة من الألوان. على سبيل المثال، ستؤكد إضافة شمعة إلى المشهد رومانسية الوضع. إذا كنت تقوم بأحرف الرسوم المتحركة، يجب أن تكون الألوان مشرقة، إذا قمت بإنشاء وحش مثير للاشمئزاز، فحدد ظلال داكنة.

لا تنسى التفاصيل

عند العمل على مشروع ثلاثي الأبعاد، يجب أن تأخذ دائما في الاعتبار كيف يكون الكائن مرئيا في المشهد، بقدر ما هو مضاءة، إلخ. اعتمادا على هذا، يجب أن يكون الكائن درجة أكبر أو أصغر من التفاصيل. العالم ثلاثي الأبعاد هو حقيقة افتراضية، حيث يشبه كل شيء مناظر مسرحية. إذا كنت لا ترى الجزء الخلفي من الكائن - لا تضع طرازها. إذا كان لديك صاعد مع مفك البراغي، فلا تندمج الخيط تحت الجوز؛ إذا كان واجهة المنزل مرئية في مكان الحادث، فأنت لا تحتاج إلى نموذج الداخلية؛ إذا كنت تحاكي مشهد الغابات الليلية، فمن المفيد أن تدفع هذه الأشياء الموجودة في المقدمة فقط. الأشجار الموجودة في الخلفية، على صورة مقدمة مرئية لن تكون تقريبا، وبالتالي فهي لا معنى لها بدقة ورقة.

في كثير من الأحيان، عند إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد، لا تلعب الأجزاء الصغيرة، مما يجعل الكائن أكثر واقعية. إذا لم تنجح في تحقيق الواقعية في مكان الحادث، فحاول زيادة درجة تفصيل الكائنات. ستتضمن المزيد من التفاصيل الصغيرة المشهد، كلما زادت الحقيقة تبدو وكأنها الصورة الأخيرة ستبدو. يخضع خيار بزيادة تفاصيل المشهد مربحا عمليا، ولكن لديه عيب واحد - عدد كبير من المضلعات، مما يؤدي إلى زيادة وقت تقدير سوء التقدير. تأكد من أن المشهد الواقعي يعتمد مباشرة على درجة التفاصيل، فمن الممكن على هذا المثال البسيط. إذا قمت بإنشاء ثلاث نماذج من الشفرات في المشهد وتصورها، فلن تصدر الصورة أي انطباع على المشاهد. ومع ذلك، إذا كانت هذه المجموعة من الكائنات يمكن استنساخ متكررة، فستظهر الصورة أكثر إثارة. يمكنك التحكم في التفاصيل بطريقتين: كما هو موضح أعلاه (زيادة عدد المضلعات في المشهد)، أو زيادة حل الملمس. في كثير من الحالات، من المنطقي إيلاء المزيد من الاهتمام لإنشاء نسيج، بدلا من نموذج النموذج نفسه. في الوقت نفسه، ستحفظ موارد النظام المطلوبة لتخلي عن النماذج المعقدة، وبالتالي تقليل وقت التقديم. من الأفضل أن نجعل نسيج أفضل من زيادة عدد المضلعات. مثال ممتاز للاستخدام المعقول للملمس يمكن أن يكون جدار المنزل. يمكنك محاكاة كل لبنة بشكل فردي، والتي تستغرق أيضا بعض الوقت، والموارد. من الأسهل بكثير استخدام صورة جدار من الطوب.

إذا كنت بحاجة إلى إنشاء أفقي

واحدة من أصعب المهام التي تتعامل معها غالبا ما تتعامل مع المصممين ثلاثي الأبعاد هي طبيعة النمذجة. ما هي مشكلة خلق الوضع الطبيعي من حولنا؟ الشيء هو أن أي كائن عضوي، سواء كان حيوان، نبات، إلخ. - غير متجانسة. على الرغم من الهيكل المتناظرة الواضحة، فإن شكل مثل هذه الأشياء غير قابلة للصلاحية لأي وصف رياضي، حيث يتعامل المحررين ثلاثي الأبعاد. حتى تلك الأشياء التي، للوهلة الأولى، لها مظهر متماثل، مع إيصال أكثر تفصيلا، تتحول إلى غير متماثل. لذلك، على سبيل المثال، يقع الشعر الموجود على رأس الرجل غير متكافئ مع الجانب الأيمن واليسار، في معظم الأحيان يتحدى إليهم بشكل صحيح، ويمكن أن تتلف الورقة الموجودة على فرع الشجرة من قبل Caterpillar في مكان ما، إلخ. يمكن اعتبار أفضل حل لتقليد العضوية في ثلاثي الأبعاد خوارزمية كسورية، وغالبا ما يستخدم في إعدادات المواد وأدوات النمذجة الثلاث الأبعاد المختلفة. هذه الخوارزمية أفضل من التعبيرات الرياضية الأخرى تساعد في تقليد العضوية. لذلك، عند إنشاء كائنات عضوية، تأكد من استخدام قدرات خوارزمية كسورية لوصف خصائصها.

الدقيقة لإنشاء المواد

المواد التي يتم محاكاة الرسومات ثلاثية الأبعاد يمكن أن تكون الأكثر تنوعا - من المعادن والخشب والبلاستيك إلى الزجاج والحجر. بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد كل مادة من خلال عدد كبير من العقارات، من بينها - الإغاثة السطحية، المرآة، الرسم، حجم وسطوع الوهج، إلخ. تصور أي نسيج، يجب أن نتذكر أن جودة المواد على الصورة الناتجة تعتمد اعتمادا كبيرا على مجموعة العوامل، من بينها معلمات الإضاءة (سطوع، زاوية الضوء، لون مصدر الضوء، إلخ .)، خوارزمية التصور (نوع التجسيد المستخدمة وإعداداتها)، دقة الملمس النقطي. أيضا، فإن طريقة إسقاط الملمس على الكائن هي أيضا ذات أهمية كبيرة. يمكن أن "القضية الفرضية الفرضية" كائن ثلاثي الأبعاد تشكلت من قبل التماس أو نمط متكرر بشكل مثير للريبة. بالإضافة إلى ذلك، عادة ما تكون الكائنات غير مثالية في الواقع، وهذا هو، لديهم دائما آثار الأوساخ. إذا كنت تقوم بنمذذ جدول مطبخ، فهذا، على الرغم من أن الرسم على زيت المطبخ يتكرر، لا ينبغي أن يكون سطحه في كل مكان نفسه - يمكن أن يكون الزيت على زوايا الطاولة، ويقطع من السكين ، إلخ. بحيث لا تبدو الكائنات ثلاثية الأبعاد نظيفة بشكل غير طبيعي، يمكنك استخدام خرائط التلوث المصنوعة يدويا (على سبيل المثال، في Adobe Photoshop) وخلطها باستخدام قوام المصدر، وتلقي مادة واقعية "ترتدي".

إضافة حركة المرور

عند إنشاء الرسوم المتحركة، يلعب هندسة الكائنات دورا أكثر أهمية مما كانت عليه في حالة صورة ثابتة. في عملية الحركة، يمكن للمشاهد رؤية الكائنات في زوايا عرض مختلفة، لذلك من المهم أن يبدو النموذج واقعيا من جميع الجوانب. على سبيل المثال، عند النمذجة في مشهد شجرة ثابت، يمكنك الذهاب إلى خدعة وتبسيط المهمة: بدلا من إنشاء شجرة "حقيقية"، يمكنك جعل طائرتين متقاطعتين عموديا وفرض نسيجا عليهم باستخدام قناع الشفافية. عند إنشاء مشهد متحرك، هذه الطريقة ليست مناسبة، لأن هذه الشجرة ستبدو واقعية فقط من نقطة واحدة، وأي منعطفا من الكاميرا "تعطي" وهمية. في معظم الحالات، بمجرد اختفاء أشياء ثلاثية الأبعاد من عدسة الكاميرا الافتراضية، من الأفضل إزالتها من المشهد. خلاف ذلك، سيقوم الكمبيوتر بإجراء أي شخص لا يحتاج إلى المهمة اللازمة، وحساب الهندسة غير المرئية.

الشيء الثاني ضروري لأخذ في الاعتبار عند إنشاء مشاهد متحركة - هذه حركة معظم الكائنات في الواقع. على سبيل المثال، ستستظير الستائر في الغرفة صامتة من الرياح، والسهام الساعة تذهب، إلخ. لذلك، عند إنشاء رسوم متحركة، من الضروري تحليل المشهد وتعيين هذه الكائنات التي تحتاجها لتعيين الحركة. بالمناسبة، تمنح الحركة الواقعية والمشاهد الثابتة. ومع ذلك، على عكس الرسوم المتحركة، يجب تخمين الحركة في تفاهات المجمدة - في انزلاق من الجزء الخلفي من الكرسي، قميص بالزحف اليرقات على الجذع، عازمة من الريح من الشجرة. إذا لم يكن لكائنات مشهد أبسط لإنشاء رسوم متحركة واقعية بسيطة نسبيا، فستكون محاكاة حركة الشخصية دون أدوات مساعدة مستحيلة تقريبا. في الحياة اليومية، حركاتنا طبيعية جدا ونحن على دراية بأننا لا نفكر، على سبيل المثال، لتتبع الرؤوس إلينا أثناء الضحك أو التعود، تمر تحت مظلة منخفضة. يرتبط النمذجة في نفس السلوك في عالم الرسومات ثلاثية الأبعاد بمجموعة متنوعة من المزالق، وإعادة إنشاء الحركات، وحتى المزيد من الإيمان، الشخص ليس بسيطا للغاية. هذا هو السبب في أن الطريقة التالية يتم تطبيقها على تبسيط المهمة: يتم تعليق عدد كبير من أجهزة الاستشعار على جسم الإنسان، الذي يعمل على إصلاح حركة أي جزء في الفضاء وخدمة الإشارة المقابلة للكمبيوتر. واحد، بدوره، عمليات المعلومات المستلمة واستخدامها فيما يتعلق بنموذج حرف الهيكل العظمي. وتسمى هذه التكنولوجيا التقاط الحركة. عند تحريك القشرة، التي يتم وضعها على أساس هيكلي، من الضروري أيضا أن تأخذ في الاعتبار التشوه العضلي. ستكون هذه الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد مشغولة مع الرسوم المتحركة الكرتونية مفيدة لاستكشاف التشريح من أجل التنقل بشكل أفضل في العظام والعضلات.

الإضاءة ليست الضوء فقط، ولكن أيضا الظلال

إن إنشاء مشهد مع إضاءة واقعية هو مهمة أخرى يجب حلها من أجل جعل الصورة النهائية للواقعية العظيمة. في العالم الحقيقي، تنعكس الأشعة الخفيفة مرارا وتكرارا في الكائنات، نتيجة لها الظلال التي تم التخلص منها بواسطة الكائنات لها حدود غامضة غير واضحة. بالنسبة لجودة عرض الظلال، معظمها تتوافق مع جهاز التصور. يتم تقديم متطلبات منفصلة إلى الظل انخفضت في مكان الحادث. يمكن أن يقول الظل انخفض من الكائن عن الكثير - كيف أعلى مستوى أعلى من الأرض، ما هو هيكل السطح الذي يسقط عليه الظل الذي يسقط عليه المصدر الذي يضفيه الكائن، إلخ. إذا نسيت الظل في المشهد، فلن يبدو هذا المشهد واقعيا، لأن كل شيء في الواقع لديه ظله. بالإضافة إلى ذلك، قد تؤكد الظل على النقيض بين الخطة الأمامية والخلفية، وكذلك "القضية" كائن لا يقع في مجال عرض عدسة الغرفة الافتراضية. في هذه الحالة، يتم منح المشاهد الفرصة لتحديد بيئة المشهد المحيطة. على سبيل المثال، على قميص شخصيات ثلاثي الأبعاد، يمكنه رؤية الظل الساقط من الفروع والأوراق وأعتقد أن الشجرة تنمو على الجانب الخلفي من نقطة التصوير. من ناحية أخرى، فإن الكثير من الظلال لن تجعل الصورة أكثر واقعية. تأكد من أن الكائن لا يتجاهل الظل من مصادر الضوء الإضافية. إذا كان هناك العديد من الأشياء التي تنبعث منها الضوء في المشهد، على سبيل المثال، يجب أن تتجاهل جميع عناصر المشهد من الظل من كل مصادر الضوء. ومع ذلك، إذا كنت في مثل هذا المشهد، فسوف تستخدم مصادر الضوء الإضافية (على سبيل المثال، من أجل تسليط الضوء على المؤامرات المظلمة للمشهد)، لا تحتاج إلى إنشاء ظلال من هذه المصادر. يجب أن يكون المصدر الإضافي غير مرئي للمشاهد، وسوف تعطي الظلال وجودها.

عند إنشاء مشهد، من المهم عدم المبالغة في ذلك مع عدد مصادر الضوء. من الأفضل قضاء بعض الوقت لتحقيق أفضل طريقة لاختيار موقفها من استخدام العديد من مصادر الضوء حيث يمكنك القيام به وحدها. في الحالة عندما يكون استخدام العديد من المصادر ضروريا، تأكد من أن كل منهم يتخلص من الظل. إذا لم تتمكن من رؤية الظل من مصدر الضوء، فربما آخر، أقوى، سوف يقوم المصدر بترجمةها. عند تحديد مصادر الضوء في مكان الحادث، تأكد من الاهتمام بألوانها. مصادر النهار لها صبغة زرقاء، لإنشاء مصدر الضوء الاصطناعي، تحتاج إلى منحها لون مصفر. يجب أن تؤخذ أيضا في الاعتبار أن لون المصدر، تقليد ضوء النهار، يعتمد أيضا على وقت اليوم. لذلك، إذا كان مؤامرة المشهد ينطوي على المساء، فيمكن أن يكون الإضاءة، على سبيل المثال، في ظلال الغروب المحمر.

الشيء الأكثر أهمية هو أن نسأل

التصور هو النهائي وبالتأكيد، الخطوة الأكثر مسؤولية في إنشاء مشهد ثلاثي الأبعاد. يقوم محرر الرسومات ثلاثي الأبعاد بحساب الصورة، مع مراعاة هندسة الكائنات، خصائص المواد التي يتم إجراؤها، وموقع ومعلمات مصادر الضوء، إلخ. إذا قارنت العملية في 3DS كحد أقصى مع تصوير الفيديو، فيمكن مقارنة قيمة محرك التقديم بالفيلم الذي تتم إزالته المواد عليه. تماما مثل أفلام مختلفة من الشركات المختلفة، يمكن الحصول على صور مشرقة و تلاوية، يمكن أن تكون نتيجة عملك واقعية أو مرضية فقط حسب خوارزمية الصورة التي اخترتها. كان وجود عدد كبير من خوارزميات التصور هو سبب زيادة عدد العارض الخارجي المتصل. غالبا ما يتم دمج نفس التجسيد مع حزم الرسومات ثلاثية الأبعاد المختلفة. بالسرعة وجودة الصورة المحسوبة، عادة ما تكون المشروعات الخارجية متفوقة على جهاز التقديم القياسي للمحررين ثلاثي الأبعاد. ومع ذلك، من المستحيل الإجابة بالتأكيد على السؤال الذي يعطيه المرء أفضل نتيجة. مفهوم "واقعية" في هذه الحالة هو شخصي، لأنه لا توجد معايير موضوعية التي سيكون من الممكن تقدير درجة الواقعية في المرافق.

ومع ذلك، يمكن للمرء أن يقول بالتأكيد أنه من أجل أن تكون الصورة النهائية أكثر واقعية، يجب أن تأخذ خوارزمية التصور في الاعتبار جميع ميزات انتشار الموجة الخفيفة. كما تحدثنا أعلاه، الوصول إلى الكائنات، تنعكس شعاع الضوء مرارا وتكرارا. من المستحيل حساب الإضاءة في كل نقطة من المساحة، مع مراعاة العدد اللانهائي من الانعكاسات، يتم استخدام نماذج مبسطة لتحديد شدة الضوء: تتبع (raytraction) وسيلة الإضاءة العالمية (الإضاءة العالمية). حتى وقت قريب، كانت خوارزميات التصور الأكثر شعبية تتبع أشعة الضوء. كانت هذه الطريقة أن المحرر ثلاثي الأبعاد تتبع ضربة الحزمة المنبعثة من مصدر الضوء مع عدد معين من الانكسارات والانعكاسات. لا يمكن أن توفر التتبع صورة ضوئية، لأن هذه الخوارزمية لا تنص على تأثيرات الآثار الكاوية العاكسة والمكسورية (الوهج الناشئ عن الانعكاس والكسار من الضوء)، وكذلك خصائص نشر الضوء. حتى الآن، فإن استخدام طريقة الإضاءة العالمية هو شرط أساسي للحصول على صورة واقعية. إذا تم احتساب تلك الأقسام فقط من المشهد أثناء النزرة، فإن طريقة الإضاءة العالمية تحسب عملية إخراج الضوء وفي ظل المشهد غير المبطن أو في الظل على أساس تحليل كل صورة بكسل. في الوقت نفسه، تؤخذ جميع انعكاسات الأشعة الخفيفة في المشهد في الاعتبار.

واحدة من أكثر الطرق شيوعا لمخطورات الإضاءة العالمية هي خرائط الفوتون (تتبع الفوتون). تتضمن هذه الطريقة حساب الإضاءة العالمية بناء على إنشاء خريطة الفوتون المزعومة - معلومات حول إضاءة المشهد الذي تم جمعه عن طريق التتبع. تتمثل ميزة تعيين الفوتون في أنه بمجرد تخزينه في شكل بطاقات الفوتونات، يمكن استخدام نتائج تتبع الفوتون في وقت لاحق لإنشاء تأثير الإضاءة العالمية في مشاهد الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد. تعتمد جودة الإضاءة العالمية، التي تحسب باستخدام تتبع الفوتون، على عدد الفوتونات، وكذلك أعماق التتبع. باستخدام رسم الخرائط الفوتون، يمكنك أيضا تنفيذ طلب Caustic. بالإضافة إلى سوء تقدير الإضاءة العالمية، السماح للنظارات الخارجية بالتصور بناء على الانتشرات الفرعية. هذا التأثير هو شرط أساسي لتحقيق واقعية المواد مثل الجلود والشمع والأقمشة الرقيقة، إلخ. أشعة الضوء تسقط على مثل هذه المواد، بالإضافة إلى الانكسار والتفكير، تبدد في المواد نفسها، وبالتالي تسبب توهج طفيف من الداخل.

سبب آخر من أجل الصور التي تحسب باستخدام برنامج العمل المكون الإضافي أكثر واقعية من الصور المرئي باستخدام خوارزميات التوعية القياسية - القدرة على استخدام تأثيرات الكاميرا. وتشمل هذه أولا وقبل كل شيء، عمق الحقل (عمق الحقل)، تزييت الأجسام المتحركة (طمس الحركة). يمكن استخدام تأثير عمق الحقل عندما يلزم دفع انتباه المشاهد إلى بعض التفاصيل من المشهد. إذا كانت الصورة تحتوي على تأثير عمق الحقل، فإن المشاهد يلاحظ في المقام الأول عناصر المشهد التي هي الحدة هي السكن. تأثير عمق الحقل يمكن أن يساعد في الحالة عندما يكون من الضروري تصور ما ترى الشخصية. باستخدام تأثير عمق الحدة، يمكنك التركيز على طريقة عرض الشخصية ثم على واحد، ثم على كائن آخر. تأثير عمق الحقل هو مكون إلزامي للصورة الواقعية ثم عند الانتباه في المشهد إلى كائن صغير - على سبيل المثال، على كاتربيلر على الجذع. إذا كانت جميع الكائنات التي تقع في التركيز في الصورة، فإن جميع الكائنات التي تقع في التركيز، بما في ذلك الفروع والأوراق والبرميل والبرميل و Caterpillar ستظهر بنفس القدر، ثم هذه الصورة لن تبدو واقعية. إذا كان هذا المشهد موجودا في الواقع، وكان التصوير ظاهريا، ولكن كاميرا حقيقية، في التركيز فقط الكائن الرئيسي - كاتربيلر. كل ما هو على مسافة بعيدة مما تبدو ضبابية. لذلك، على صورة ثلاثية الأبعاد، فهي ملزمة بتقديم تأثير عمق المجال.

انتاج |

كل يوم زيادة قدرات الأجهزة في محطات العمل، مما يجعل من الممكن استخدام الأدوات للعمل مع رسومات ثلاثية الأبعاد أكثر كفاءة. في الوقت نفسه، تم تحسين ترسانة محرري الرسومات ثلاثية الأبعاد. في الوقت نفسه، تظل النهج الرئيسية لإنشاء الصور الضوئية دون تغيير. إن تنفيذ هذه المتطلبات لا يضمن أن الصورة المستلمة ستكون مشابهة للصورة. ومع ذلك، فإن تجاهلهم سيكون بالتأكيد سبب الفشل. إنشاء صورة ضوئية، تعمل على مشروع ثلاثي الأبعاد وحده - مهمة صعبة بشكل لا يصدق. كقاعدة عامة، أولئك الذين يكرسون أنفسهم رسومات ثلاثية الأبعاد والعمل مهنيا، يظهرون أنفسهم فقط في واحدة من مراحل إنشاء مشهد ثلاثي الأبعاد. يعرف البعض أن جميع التفاصيل الدقيقة للنمذجة، والبعض الآخر يعرف كيفية إتقان المواد، والثالث "انظر" التغطية الصحيحة للمشاهد، إلخ. لذلك، بدءا من العمل مع ثلاثي الأبعاد، حاول العثور على المنطقة التي تشعر فيها أكثر ثقة، وتطوير مواهبك.

سيرجي ومارينا بوندارينكو، http://www.3domen.com

بناء صورة ثلاثية الأبعاد

مع شق قوة الحوسبة وتوافر عناصر الذاكرة، مع ظهور محطات الرسومات عالية الجودة وأجهزة الإخراج، تم تطوير مجموعة كبيرة من الخوارزميات وحلول البرامج، والتي تتيح لك تشكيل صورة على الشاشة التي تمثل بعضها البعض مشهد حجم. وكانت أول حلول مثل هذه الحلول لمهام التصميم المعماري والهندسي.

عند تشكيل صورة ثلاثية الأبعاد (ثابتة أو ديناميكية)، يتم اعتبار بناءها ضمن مساحة تنسيق معينة تسمى مشهدوبعد ينطوي المشهد على العمل في الجزء الأكبر، العالم ثلاثي الأبعاد - وبالتالي حصل الاتجاه على اسم الرسومات ثلاثية الأبعاد (ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد).

يحتوي المشهد على كائنات فردية تتكون من أجسام معدنية هندسية وأقسام من الأسطح المعقدة (غالبا ما تسمى البناء B-splines.). لتشكيل صورة وأداء المزيد من العمليات السطحية، يتم تقسيمها إلى مثلثات - الحد الأدنى من الأرقام المسطحة - وفي المستقبل معالجتها بدقة كمجموعة من المثلثات.

في المرحلة التالية " عالم"يتم إعادة حساب إحداثيات جمعيات الشبكة باستخدام تحويلات مصفوفة للإحداثيات محيطوبعد اعتمادا على وجهة النظر حول المشهد. عرض نقطة النظرتميل إلى الاتصال موقف الكاميرا.

نظام التدريب الفضاء العمل
رسومات خلاط ثلاثية الأبعاد (مثال من الموقع
http://www.blender.org.)

بعد التكوين جثة ("شبكة سلكية") يتم تنفيذها لوحة - إعطاء أسطح كائنات من الخصائص معينة. يتم تحديد خصائص السطح بشكل أساسي من خلال خصائص الضوء: لمعان تعكس القدرة على امتصاص القدرة والقدرة على التشتت. تتيح لك مجموعة الخصائص هذه تحديد المواد، سطحها على غرار (المعادن، البلاستيك، الزجاج، إلخ). المواد الشفافة والشفافة لها خصائص أخرى.

كقاعدة عامة، يتم إجراء خلال تنفيذ هذا الإجراء و تخليص الأسطح غير المرئيةوبعد هناك العديد من الطرق لأداء مثل هذا القطع، ولكن الطريقة الأكثر شعبية أصبحت
Z-Buffer.عند إنشاء مجموعة من الأرقام، تدل على "العمق" - المسافة من النقطة الموجودة على الشاشة إلى نقطة غير شفافة الأولى. سيتم معالجة نقاط السطح التالية فقط عندما يكون عمقها أقل، ثم ينخفض \u200b\u200bتنسيق Z. تعتمد قوة هذه الطريقة مباشرة على أقصى قيمة ممكنة للنقطة البعيدة لنقطة المشهد من الشاشة، أي من عدد البتات لكل نقطة في المخزن المؤقت.

حساب صورة واقعية. إن أداء هذه العمليات يسمح لك بإنشاء ما يسمى نماذج الحالة الصلبة الكائنات، ولكن واقعية هذه الصورة لن تكون. لتشكيل صورة واقعية على المشهد وضعت مصادر الضوء وتنفيذها حساب الضوء كل نقطة من الأسطح المرئية.

لإعطاء كائنات الواقعية، فإن سطح الكائنات "مغطاة" الملمس - صورة(أو الإجراء الذي يتكون)، تحديد الفروق الدقيقة للمظهروبعد يسمى الإجراء "فرض الملمس". خلال تطبيق الملمس، يتم تطبيق أساليب التمدد والتنعيم - الترشيحوبعد على سبيل المثال، يشار إليه في وصف بطاقات الفيديو تصفية التناهير، مستقلة عن اتجاه تحويل الملمس.

بعد تحديد جميع المعلمات، يجب إجراء إجراء تكوين الصور، I.E. حساب نقاط اللون على الشاشة. يسمى إجراء CCTM استدعاء. يجب تحديد وقت إجراء مثل هذا الحساب من خلال الضوء الذي يدخل كل نقطة من النموذج، مع مراعاة أنه قد يعكس أن السطح يمكن أن يغلق مناطق أخرى من هذا المصدر، إلخ.

يتم استخدام طريقتين أساسيتين لحساب الإضاءة. الأول هو طريقة تشغيل التتبعوبعد مع هذه الطريقة يتم احتساب مسار تلك الأشعة، والتي تقع في النهاية في بكسل الشاشة - على العكس الذهاب. يتم إجراء الحساب بشكل منفصل لكل قنوات اللون، لأن ضوء الطيف المختلفة يتصرف بشكل مختلف عن الأسطح المختلفة.

الطريقة الثانية - طريقة انبعاث -إنه ينص على حساب اللمعان المتكامل لجميع المجالات التي تقع في الإطار، وتبادل الضوء بينهما.

تأخذ الصورة الناتجة في الاعتبار الخصائص المحددة للغرفة، أي مشاهد.

وبالتالي، نتيجة لعدد كبير من الحسابات، من الممكن إنشاء صور يصعب قراءتها من الصور الفوتوغرافية. لتقليل عدد العمليات الحسابية، يحاولون تقليل عدد الكائنات وأين من الممكن استبدال حساب الصورة؛ على سبيل المثال، عند تشكيل خلفية صورة.

نموذج الحالة الصلبة والنتيجة النهائية نموذج النتيجة
(مثال من الموقع http://www.blender.org.)

الرسوم المتحركة والواقع الافتراضي

كانت الخطوة التالية في تطوير تقنيات الرسومات الواقعية ثلاثية الأبعاد إمكانية الرسوم المتحركة - الحركة وتغيير العينة. في البداية، فقط أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي تم تعاملها مع حجم الحسابات مثل هذا الحسابات، وتم استخدامها لإنشاء بكرات الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد الأولى.

في وقت لاحق، مخصص خصيصا لمجهزة CENDC وتشكيل الصور - مسرعات ثلاثية الأبعادوبعد سمح هذا على شكل مبسط لتنفيذ مثل هذا التكوين في الوقت الفعلي، والذي يستخدم في ألعاب الكمبيوتر الحديثة. في الواقع، الآن حتى بطاقات الفيديو العادية تشمل هذه الأموال وهي أجهزة الكمبيوتر المصغرة Narching Narching.

عند إنشاء ألعاب، تصوير الأفلام، تطوير محاكاة، في مهام النمذجة وتصميم الأشياء المختلفة، يظهر جانب كبير آخر في مهمة تشكيل صورة واقعية - محاكاة ليست مجرد حركة وتغييرات في الكائنات، ولكن نمذجة سلوكهم المقابلة إلى المبادئ الفعلية للعالم المحيط.

مثل هذا الاتجاه، مع مراعاة استخدام جميع أنواع وسائل الأجهزة ذات الإرسال آثار العالم الخارجي وزيادة تأثير الوجود، الواقع الافتراضي.

يتم إنشاء طرق خاصة لحساب المعلمات وتحويل الكائنات لتجسيد هذه الواقعية - التغييرات في شفافية المياه من حركتها، حساب السلوك ومظهر الحريق والانفجارات والتصادم من الكائنات، إلخ. هذه الحسابات معقدة للغاية، ولتنفيذها في البرامج الحديثة، يتم اقتراح عدد من الطرق.

واحد منهم هو المعالجة والاستخدام تظليل - إجراءات تغيير الضوء(أو موقف دقيق) النقاط الحالية لبعض الخوارزميةوبعد تتيح لك هذه المعالجة إنشاء آثار "الغيوم المضيئة"، "انفجار"، وزيادة واقعية الكائنات المعقدة، إلخ.

ظهرت واجهات العمل مع المكون "المادي" في تكوين الصورة والمواصفات - مما يتيح لك زيادة سرعة ودقة حسابات الحسابات، وبالتالي فإن الواقعية النموذجية التي تم إنشاؤها في العالم.

الرسومات ثلاثية الأبعاد هي واحدة من أكثر الاتجاهات ناجحة خلسة وتجاريا لتطوير تكنولوجيا المعلومات، وغالبا ما تسمى إحدى الحوافز الرئيسية لتطوير الأجهزة. تستخدم أموال الرسومات ثلاثية الأبعاد بنشاط في الهندسة المعمارية، والهندسة الميكانيكية، في الأعمال العلمية، عند اطلاق النار الأفلام، في ألعاب الكمبيوتر، في التدريب.

أمثلة على المنتجات البرمجيات

مايا، 3Dstudio، خلاط

الموضوع جذاب للغاية للطلاب في أي عمر ويطرحون في جميع مراحل دراسة علوم الكمبيوتر. يتم تفسير جاذبية الطلاب من خلال عنصر إبداعي كبير في العمل العملي، نتيجة مرئية، وكذلك نقطة تطبيقية واسعة من الموضوع. المطلوبة المعرفة والمهارات في هذه المنطقة في جميع فروع الإنسان تقريبا.

تدرس المدرسة الرئيسية نوعين من الرسومات: النقطية والمتجه. تتم مناقشة قضايا تمييز نوع واحد من الآخر، نتيجة لذلك، جوانب إيجابية وعيوب. سيسمح لك نطاق هذه الأنواع من الرسوم البيانية بتقديم أسماء منتجات برامج محددة تتيح لك معالجة نوع واحد أو آخر من الرسومات. لذلك، فإن المواد الموجودة في المواضيع: الرسومات النقطية، نماذج الألوان، رسومات ناقلات - ستكون في الطلب على حد أكبر في المدرسة الرئيسية. في المدرسة الثانوية، يكمل هذا الموضوع من خلال النظر في خصوصيات الرسومات العلمية وقدرات الرسومات ثلاثية الأبعاد. لذلك، ستكون المواضيع ذات صلة: الصور الضوئية، ونمذجة العالم المادي، والضغط وتخزين البيانات الجرافيك والتدفق.

معظم الوقت يشغله إعداد عمل عملي ومعالجة الصور الرسومية باستخدام محرري الرسومات النقطية والمتجه. في المدرسة الأساسية، هذا عادة ما يكون أدوبي فوتوشوب، coreldraw و / أو macromediaflach. لا يظهر الفرق بين دراسة بعض حزم البرامج في المدرسة الرئيسية والثانوية أكثر في المحتوى، ولكن في شكل عمل. في المدرسة الرئيسية، هذا العمل العملي (المختبرات)، نتيجة لذلك يتقن الطلاب من قبل الطلاب. في المدرسة الثانوية، فإن الشكل الرئيسي للعمل هو ورشة عمل فردية أو مشروع، حيث يكون المكون الرئيسي هو محتوى المهمة، ومنتجات البرمجيات المستخدمة لحلها لا تزال أداة فقط.

في تذاكر المدرسة الرئيسية والأقدم، هناك أسئلة تتعلق بكلتا أساسيات نظرية الرسومات الحاسوبية ومهارات معالجة الرسومات العملية. هذه الأجزاء من هذا الموضوع كما عد النطاق الإعلامي للصور الرسومية وميزات ترميز الرسومات موجودة في مواد قياس التحكم في امتحان الدولة الموحد.