تکنولوژی برای ایجاد تصاویر سه بعدی واقع گرایانه. گرافیک سه بعدی. گرافیک کامپیوتری: دختر

آثار ساخته شده با استفاده از گرافیک کامپیوتری سه بعدی به همان اندازه جذب توجه و طراحان ZD و کسانی که ایده ای نسبتا مبهم از چگونگی انجام آن را دارند. موفق ترین کار سه بعدی را نمی توان از فیلمبرداری واقعی متمایز کرد. چنین کاری، به عنوان یک قاعده، اختلافات داغ را در اطراف خود در مورد آنچه که یک عکس یا سه بعدی جعلی است، تولید می کند.
الهام گرفته از آثار هنرمندان برجسته ZD، بسیاری از آنها برای مطالعه سردبیران سه بعدی گرفته شده اند و معتقدند که آنها به راحتی آنها را به عنوان فتوشاپ کار خواهند کرد. در همین حال، برنامه های ایجاد گرافیک ZD در توسعه بسیار پیچیده است و مطالعه آنها زمان زیادی را صرف می کند. با این حال، حتی با بررسی مجموعه ابزار ویرایشگر سه بعدی، برای رسیدن به یک تصویر واقع گرایانه از طراح تازه کار آسان نیست. یک بار در وضعیتی که صحنه به نظر می رسد "بی جان"، او همیشه نمی تواند این توضیح را پیدا کند. مشکل چیه؟ چته؟
مشکل اصلی ایجاد یک تصویر فتوتراپی، مشکلات دقیق تقلید زیست محیطی است. تصویری که به عنوان یک نتیجه از سوء تفاهم (تجسم) به دست آمده در ویرایشگر سه بعدی به دست می آید، نتیجه محاسبات ریاضی در یک الگوریتم داده شده است. توسعه دهندگان نرم افزار دشوار است برای انتخاب یک الگوریتم که کمک به توصیف تمام فرایندهای فیزیکی زندگی واقعی. به همین دلیل، مدل سازی زیست محیطی بر روی شانه های هنرمند ZD قرار دارد.
هر روز قابلیت های سخت افزاری از ایستگاه های کاری افزایش می یابد، که امکان استفاده از ابزارها را برای کار با گرافیک سه بعدی حتی کارآمدتر می کند. در عین حال، زرادخانه ویراستاران گرافیک سه بعدی بهبود یافته است.
یک مجموعه خاص از قوانین برای ایجاد یک تصویر سه بعدی واقع بینانه وجود دارد. صرف نظر از اینکه ویرایشگر سه بعدی شما کار می کنید و صحنه ها ایجاد می شوند، آنها بدون تغییر باقی می مانند. اجرای این الزامات تضمین نمی کند که تصویر دریافت شده شبیه به عکس باشد. با این حال، نادیده گرفتن آنها قطعا علت شکست خواهد بود.
یک تصویر فتوتراپی ایجاد کنید، کار بر روی یک پروژه سه بعدی به تنهایی، - باور نکردنی وظیفه دشوار. به عنوان یک قاعده، کسانی که خود را به سه بعدی گرافیک اختصاص می دهند و با آن کار می کنند، تنها یکی از مراحل ایجاد یک صحنه سه بعدی را انجام می دهند. بعضی از آنها همه ظرافت های مدل سازی را می دانند، دیگران به طور کارآمد به طور کارشناسی ارشد را مجددا می کنند، سومین "روشنایی صحیح صحنه ها و غیره را می بینند. به همین دلیل، شروع به کار با گرافیک سه بعدی، سعی کنید منطقه ای را که بیشترین احساس را پیدا کنید پیدا کنید اعتماد به نفس و توسعه استعدادهای خود را.
همانطور که می دانید، نتیجه کار در ویرایشگر سه بعدی یک فایل یا انیمیشن استاتیک است. بسته به نحوه محصول نهایی در مورد شما، رویکردهای ایجاد یک تصویر واقع گرایانه ممکن است متفاوت باشد.

ما با ترکیب شروع می کنیم
محل اشیاء در یک صحنه سه بعدی اهمیت زیادی برای نتیجه نهایی دارد. آنها باید به گونه ای قرار گیرند که بیننده حدس زدن را از دست ندهد، به دنبال هدف جسم به طور تصادفی در قاب، و در نگاه اول، تمام اجزای صحنه می تواند تشخیص دهد.
هنگام ایجاد یک صحنه سه بعدی، باید به موقعیت اشیاء مربوط به اتاق مجازی توجه کنید. به یاد داشته باشید که اشیائی که به لنز دوربین نزدیک تر می شوند، به نظر می رسد بزرگ است. به همین دلیل، شما باید اطمینان حاصل کنید که اشیاء مشابه در همان خط هستند.
صرف نظر از اینکه طرح صحنه سه بعدی، باید عواقب برخی حوادثی را که در گذشته رخ داده است، تعریف کند.
به عنوان مثال، اگر کسی به خانه های تحت پوشش برف منجر شود، سپس به چنین تصویری نگاه می کند، بیننده نتیجه می گیرد که کسی به خانه رفت.
کار بر روی یک پروژه سه بعدی، توجه به خلق و خوی کلی صحنه. این را می توان با یک عنصر دکوراسیون به خوبی انتخاب شده یا طیف خاصی از رنگ ها منتقل کرد. به عنوان مثال، اضافه کردن شمع به صحنه بر روی عاشقانه وضعیت تأکید خواهد کرد. اگر شخصیت های کارتونی را شبیه سازی کنید، رنگ ها باید روشن باشند، اگر یک هیولا ایجاد می کنید، سایه های تاریک را انتخاب کنید.

جزئیات را فراموش نکنید
هنگام کار بر روی یک پروژه سه بعدی، شما همیشه باید توجه داشته باشید که چقدر جسم در صحنه قابل مشاهده است، تا آنجا که تحت پوشش قرار می گیرد، و غیره بسته به این، جسم باید بیشتر یا کمتر از جزئیات دقیق باشد. جهان سه بعدی است واقعیت مجازیجایی که همه چیز به مناظر تئاتری یاد می دهد. اگر پشت جسم را نمی بینید - آن را مدل نکنید. اگر یک پیچ را با یک پیچ گوشتی داشته باشید، موضوع را تحت مهره ای مدل نکنید، اگر نمای داخلی خانه در صحنه قابل مشاهده باشد، اگر شما یک صحنه از جنگل شب ایجاد کنید، نیازی به مدل سازی داخلی ندارید ارزشمند برای پرداخت فقط به اشیاء که در پیش زمینه هستند. درختان واقع در پس زمینه در تصویر تجسم قابل مشاهده هستند، بنابراین منطقی نیست که آنها را با دقت برگ شبیه سازی کنید.
اغلب، هنگام ایجاد مدل های سه بعدی، قطعات کوچک به سختی بازی می شوند، که شی را واقع گرایانه تر می کند.
اگر در دستیابی به واقع گرایی در صحنه موفق نشدید، سعی کنید درجه جزئیات اشیا را افزایش دهید. جزئیات کوچکتر شامل صحنه خواهد بود، حقیقت بیشتر به نظر می رسد مانند تصویر نهایی به نظر می رسد. یک گزینه با افزایش جزئیات صحنه، عملا برنده می شود، اما دارای یک نقص است - تعداد زیادی از چند ضلعی، که منجر به افزایش زمان محاسبه غلط می شود.
اطمینان حاصل کنید که واقع گرایی اتصال به طور مستقیم به درجه جزئیات بستگی دارد، در یک مثال ساده امکان پذیر است. اگر سه مدل از تیغه ها را در صحنه ایجاد کنید و آنها را تجسم کنید، سپس تصویر بر روی بیننده تاثیر نمی گذارد. با این حال، اگر این گروه از اشیا را می توان کلون تکرار کرد، سپس تصویر به نظر می رسد جذاب تر است.
شما می توانید جزئیات را به دو روش کنترل کنید: همانطور که در بالا توضیح داده شده است (افزایش تعداد چند ضلعی در صحنه) یا افزایش رزولوشن بافت.
در بسیاری از موارد، این امر منطقی است که توجه بیشتری به ایجاد بافت، به جای مدل مدل خود داشته باشیم. در عین حال، شما منابع سیستم مورد نیاز برای غلط محاسبه مدل های پیچیده را ذخیره خواهید کرد، در نتیجه زمان تجسم را کاهش می دهید. بهتر است بافت بهتر را بهتر از افزایش تعداد چند ضلعی کنید. یک نمونه عالی از استفاده معقول از بافت می تواند دیوار خانه باشد. شما می توانید هر آجر را به صورت جداگانه شبیه سازی کنید، که همچنین زمان و منابع را می گیرد. استفاده از یک عکس از دیوار آجری بسیار ساده تر است.

اگر شما نیاز به ایجاد یک منظره دارید
یکی از سخت ترین وظایف که اغلب با آن باید با طراحان گرافیک سه بعدی مقابله کند، طبیعت مدل سازی است. مشکل ایجاد وضعیت طبیعی در اطراف ما چیست؟ نکته این است که هر جسم آلی، چه یک حیوان، گیاه و غیره است، ناهمگن است. با وجود ساختار متقارن ظاهری، شکل چنین اشیا برای توصیف ریاضی قابل قبول نیست، که ویراستاران سه بعدی آن را معامله می کنند. حتی این اشیاء که در نگاه اول، ظاهر متقارن دارند، با توجه به دقیق تر، به عنوان نامتقارن به نظر می رسد. به عنوان مثال، مو بر روی سر مردی متفاوت از سمت راست و چپ قرار دارد، اغلب آنها به سمت راست شانه می شوند، و ورق در شاخه درخت ممکن است توسط کاترپیلار در برخی از مکان ها و غیره آسیب دیده باشد
اکثر. تصمیم بهتر برای شبیه سازی دسته بندی ها در یک نمودار سه بعدی، می توانید الگوریتم فراکتال را بخوانید، که اغلب در تنظیمات مواد و ابزارهای مختلف مدل سازی سه بعدی استفاده می شود. این الگوریتم بهتر از سایر عبارات ریاضی کمک می کند تا ارگانیک را تقلید کنند. بنابراین، هنگام ایجاد اشیاء ارگانیک، مطمئن شوید که از قابلیت های الگوریتم فراکتال برای توصیف خواص آنها استفاده کنید.

ظرافت های ایجاد مواد
مواد شبیه سازی شده در گرافیک سه بعدی می تواند متنوع ترین ها باشد - از فلز، چوب و پلاستیک به شیشه و سنگ. علاوه بر این، هر ماده توسط تعداد زیادی از خواص تعیین می شود، از جمله کاهش سطح، آینه، نقاشی، اندازه و روشنایی تابش و غیره
تجسم هر بافت، باید به یاد داشته باشید که کیفیت مواد در تصویر حاصل از آن به شدت وابسته به تعدادی از عوامل، از جمله پارامترهای روشنایی (روشنایی، زاویه نور نور، رنگ منبع نور و غیره .)، الگوریتم تجسم (نوع ویژوالایزر مورد استفاده و تنظیمات آن)، رزولوشن بافت شطرنجی. روش طراحی بافت بر روی جسم نیز اهمیت زیادی دارد. بافت ناموفق اعمال می تواند یک شیء سه بعدی را تشکیل دهد که توسط یک الگوی یکپارچه یا مشکوک مکرر تشکیل شده است. علاوه بر این، معمولا اشیاء واقعی کاملا تمیز نیستند، یعنی آنها همیشه دارای آثار خاک هستند. اگر شما یک میز آشپزخانه را مدل سازی کنید، به رغم این واقعیت که نقاشی روی چسب آشپزخانه تکرار می شود، سطح آن نباید در همه جا باشد - روغن می تواند بر روی گوشه های جدول باشد، از چاقو کاهش یافته است، و غیره .
به طوری که اشیاء سه بعدی شما به طور غیر طبیعی تمیز نیستند، می توانید از نقشه های آلودگی به صورت دستی (به عنوان مثال، در Adobe Photoshop) استفاده کنید و آنها را با بافت های منبع مخلوط کنید، دریافت مواد فرسوده واقعی.

برای افزایش رئالیسم صفحه نمایش بافت ها بر روی چند ضلعی، فن آوری های مختلف استفاده می شود:

· صاف کردن (ضد aliasing)؛

· MIP - نقشه برداری؛

· فیلتر کردن بافت

تکنولوژی صاف کردن (ضد aliasing)

Anti-aliasing تکنولوژی است که در پردازش تصاویر مورد استفاده قرار می گیرد تا اثر "لبه های" لبه های گام "(aliasing) را از بین ببرد. با روش شکل گیری تصویر شطرنجی، از پیکسل ها تشکیل شده است. با توجه به این واقعیت که پیکسل ها دارای اندازه نهایی هستند، در لبه های اشیاء سه بعدی شما می توانید به اصطلاح پله یا لبه های گام را تشخیص دهید. برای به حداقل رساندن اثر پله ها، ساده ترین راه برای افزایش وضوح صفحه نمایش، در نتیجه کاهش اندازه پیکسل ها. اما این مسیر همیشه امکان پذیر نیست. اگر شما می توانید از طریق افزایش مجوز مانیتور از مرحله گام خلاص شوید، می توانید از تکنولوژی Anti-Aliasing استفاده کنید، که به شما امکان می دهد تا به صورت بصری اثر پله را صاف کنید. معمولا برای این تکنیک استفاده می شود، ایجاد یک انتقال صاف از رنگ خط یا لبه به رنگ پس زمینه است. رنگ نقطه ای که در مرز اشیا قرار دارد به عنوان مقدار متوسط \u200b\u200bرنگ دو نقطه مرزی تعریف می شود.

چندین تکنولوژی ضد عفونی اساسی وجود دارد. نتیجه بالاترین کیفیت برای اولین بار به FSAA فناوری صاف کردن صفحه نمایش FSAA (کامل صفحه نمایش ضد aliasing). در برخی از منابع ادبی، این تکنولوژی SSAA نامیده می شود. ماهیت این تکنولوژی این است که پردازنده فریم تصویر را با وضوح بسیار بیشتری نسبت به رزولوشن صفحه نمایش محاسبه می کند و سپس هنگام نمایش روی صفحه نمایش، مقادیر گروه پیکسل به یک؛ تعداد پیکسل های متوسط \u200b\u200bبه وضوح صفحه نمایش مانیتور مربوط می شود. به عنوان مثال، اگر یک قاب با رزولوشن 800x600 با FSAA صاف باشد، تصویر در رزولوشن 1600x1200 محاسبه می شود. هنگام انتقال به رزولوشن مانیتور رنگ چهار نقطه محاسبه شده مربوط به یک پیکسل مانیتور، به طور متوسط. در نتیجه، تمام خطوط به نظر می رسد مرزهای رنگ صاف از انتقال، که بصری اثر راه پله را از بین می برد.

FSAA باعث می شود بسیاری از کارهای اضافی، دانلود یک پردازنده گرافیکی، صاف کردن مرز، اما تصویر به طور کامل، که معایب اصلی آن است. برای از بین بردن این ضرر، تکنولوژی اقتصادی تر توسعه یافت - MSSA.

ماهیت تکنولوژی MSSA شبیه فن آوری FSAA است، اما هیچ محاسباتی بر روی پیکسل هایی که در داخل چند ضلعی هستند انجام نمی شود. برای پیکسل ها در مرزهای اشیاء، بسته به سطح صاف کردن، 4 یا بیشتر امتیاز اضافی محاسبه می شود، که رنگ نهایی پیکسل تعیین می شود. این تکنولوژی در حال حاضر شایع است.

توسعه فردی تولید کنندگان آداپتور ویدئو شناخته شده است. به عنوان مثال، NVIDIA تکنولوژی نمونه برداری پوشش (CSAA) را توسعه داده است، که تنها توسط آداپتورهای ویدئویی GeForce پشتیبانی می شود از سری 8 (8600 تا 8800، 9600 تا 9800) پشتیبانی می شود. ATI R520 را به پردازنده گرافیکی R520 معرفی کرد و تمام AAA انطباقی بعدی (ضد عفونی سازگار) را معرفی کرد.

تکنولوژی نقشه برداری MIP

تکنولوژی برای بهبود کیفیت بافت های سه بعدی استفاده می شود. برای دادن تصویر سه بعدی واقع بینانه، لازم است که عمق صحنه را در نظر بگیریم. همانطور که از نقطه مشاهده حذف شد، بافت کاربردی باید بیشتر و بیشتر تار شود. بنابراین، هنگامی که بافت حتی یک سطح همگن اغلب استفاده نمی شود، اما بافت های متعددی، که باعث می شود تا به طور صحیح، تحریفات امیدوار کننده از جسم سه بعدی را در نظر بگیرد.

به عنوان مثال، لازم است یک پل شکسته را به تصویر بکشیم، عمیق به صحنه بروید. اگر شما سعی می کنید فقط یک بافت را در طول طول استفاده کنید، پس از آنکه از نقطه نظر حذف می شود، موج ها ممکن است ظاهر شوند یا فقط یک رنگ جامد باشند. واقعیت این است که در این وضعیت چند پیکسل بافت (Texelov) به یک پیکسل بر روی مانیتور می افتد. این سوال مطرح می شود: به نفع آن Texel برای انتخاب یک پیکسل انتخاب کنید؟

این وظیفه با استفاده از تکنولوژی نقشه برداری MIP حل شده است، که نشان می دهد امکان استفاده از مجموعه ای از بافت ها با درجه های مختلفی از جزئیات. بر اساس هر بافت، مجموعه ای از بافت ها با سطح کوچکتر از جزئیات ایجاد شده است. بافت های چنین مجموعه ای از کارت های MIP نامیده می شود (MIP Map).

در ساده ترین مورد، پوشش های بافتی برای هر پیکسل تصویر توسط MIP-Card مربوطه با توجه به جدول جزئیات LOD (سطح جزئیات) تعیین می شود. بعد، تنها یک Texel از کارت MIP انتخاب شده است، رنگ آن یک پیکسل اختصاص داده شده است.

فن آوری های تصفیه

به عنوان یک قانون، تکنولوژی نقشه برداری MIP در ترکیب با فن آوری های فیلتر شده طراحی شده برای اصلاح آثار MIP-TEXTURE استفاده می شود. به عنوان مثال، هنگام برداشتن یک شی، دورتر از نقطه مشاهده از یک سطح نقشه کوچک MIP به سطح نقشه MIP بالاتر می رود. در زمان پیدا کردن یک شی در وضعیت انتقال از یک سطح MIP سطح به دیگری، یک نوع خاص از خطاهای تجسم ظاهر می شود: مرزهای صریح قابل تشخیص از انتقال از یک سطح MIP نقشه به دیگری.

ظاهر فیلتراسیون این است که رنگ پیکسل های شیء توسط نقاط مجاور بافت (Texels) محاسبه می شود.

اولین راه برای فیلتر کردن بافت، نمونه برداری به اصطلاح نقطه بود که در گرافیک مدرن 3D استفاده نمی شود. بعد توسعه یافت بیلیارد فیلتراسیون هنگامی که فیلتر کردن bilinear، مقدار متوسط \u200b\u200bوزن چهار پیکسل بافت مجاور به منظور نمایش نقطه سطح سطح گرفته شده است. با چنین فیلتر کردن، کیفیت به آرامی چرخش و یا به آرامی حرکت اشیاء با لبه ها (نوع مکعب) کم است (چهره های تاریک).

بیشتر کیفیت بالا می دهد سه تاییفیلتر کردن که در آن مقدار متوسط \u200b\u200bرنگ هشت نسخه از هشت نسخه برای تعیین رنگ پیکسل، چهار دو ساختار مجاور، و به عنوان یک نتیجه از هفت عملیات مخلوط، رنگ پیکسل تعیین می شود.

با افزایش عملکرد پردازنده های گرافیکی توسعه یافت بی نظیری فیلتراسیون که تا کنون موفقیت آمیز است. هنگام تعیین رنگ نقطه، از مقدار زیادی از Texel استفاده می کند و موقعیت چند ضلعی را در نظر می گیرد. سطح فیلتراسیون آنیزوتروپیک توسط تعداد منسوجات تعیین می شود که هنگام محاسبه رنگ پیکسل پردازش می شوند: 2x (16 Texel)، 4X (32 Texel)، 8X (64 Texel)، 16x (128 Texel). این فیلتر کردن کیفیت بالا را از تصویر متحرک متحرک فراهم می کند.

همه این الگوریتم ها پردازنده گرافیکی کارت گرافیک را اجرا می کنند.

رابط برنامه کاربردی برنامه (API)

برای سرعت بخشیدن به اجرای مراحل نوار نقاله سه بعدی، شتاب دهنده گرافیک سه بعدی باید مجموعه ای از توابع خاصی داشته باشد، I.E. سخت افزار، بدون مشارکت پردازنده مرکزی، برای تولید عملیات لازم برای ساخت یک تصویر 3D. مجموعه ای از این توابع مهمترین ویژگی شتاب دهنده 3D است.

از آنجا که شتاب دهنده 3D دارای سیستم فرماندهی خود است، برنامه موثر آن تنها زمانی امکان پذیر است که یک برنامه کاربردی از این دستورات استفاده کند. اما، از آنجا که بسیاری از مدل های مختلف از 3D شتاب دهنده ها وجود دارد، و همچنین برنامه های کاربردی مختلفی که تصاویر فله ای را تشکیل می دهند، یک مشکل سازگاری وجود دارد: این برنامه غیرممکن است که چنین برنامه ای را بنویسید که به همان اندازه از دستورات پایین سطح پایین استفاده شود شتاب دهنده ها بدیهی است، توسعه دهندگان نرم افزار نرم افزار و تولید کنندگان شتاب دهنده های 3D نیاز به یک بسته برنامه ویژه ای دارند که توابع زیر را انجام می دهند:

تبدیل مؤثر درخواست های قابل اجرا به یک توالی بهینه از دستورات پایین تر 3D-شتاب دهنده، با توجه به ویژگی های ساخت و ساز سخت افزار آن؛

شبیه سازی نرم افزار توابع درخواست شده، اگر در شتاب دهنده استفاده شود، پشتیبانی سخت افزاری وجود ندارد.

بسته های ویژه برنامه های خدماتی برای انجام این توابع نامیده می شود رابط برنامه نویسی برنامه (رابط ApplicationProgram. = API).

API یک موقعیت متوسط \u200b\u200bبین برنامه های کاربردی سطح بالا و دستورات شتاب دهنده پایین را که توسط راننده آن تولید می شود، اشغال می کند. با استفاده از API، توسعه دهنده برنامه کاربردی را از نیاز به کار با دستورات شتاب دهنده سطح پایین، تسهیل فرآیند ایجاد برنامه ها حذف می کند.

در حال حاضر، در 3D، API های متعددی وجود دارد که برنامه های کاربردی آن کاملا واضح است:

مستقیماتوسعه یافته توسط مایکروسافت، مورد استفاده در برنامه های بازی در حال اجرا سیستم عامل های ویندوز 9X و نسخه های بعدی؛

openglبه طور عمده در برنامه های حرفه ای (سیستم های طراحی خودکار، سیستم های مدل سازی سه بعدی، شبیه سازی های شبیه ساز، و غیره) استفاده می شود سیستم عامل ویندوز NT؛

نام تجاری (بومی - بومی) APIتولید کنندگان شتاب دهنده های 3D به طور انحصاری برای چیپ ست خود را برای کارآمد ترین استفاده از قابلیت های خود را.

DirectX یک استاندارد محکم است، بسته شده است که اجازه نمی دهد تغییرات به یکی دیگر از آن، نسخه جدید. این، از یک طرف، امکانات توسعه دهندگان برنامه و به ویژه تولید کنندگان شتاب دهنده را محدود می کند، اما به طور قابل توجهی تنظیمات کاربر را تسهیل می کند سخت افزار برای 3D.

بر خلاف DirectX، API OpenGL بر روی مفهوم استاندارد باز شده ساخته شده است که دارای مجموعه ای کوچک از توابع و بسیاری از پسوندهایی است که توابع پیچیده تر را اجرا می کنند. سازنده چیپ ست 3D شتاب دهنده موظف به ایجاد BIOS و رانندگان است که توابع اساسی GL باز را انجام می دهند، اما لازم نیست که پشتیبانی از تمام برنامه های افزودنی را ارائه دهیم. این باعث می شود تعدادی از مشکلات مربوط به نوشتن تولید کنندگان رانندگان برای محصولات خود را که هر دو به طور کامل و کوتاه ارائه شده است.

نسخه کامل درایور سازگار با OpenGL ICD (درایور مشتری قابل نصب - راننده مشتری) نامیده می شود. این حداکثر سرعت را فراهم می کند، زیرا شامل کدهای سطح پایین است که پشتیبانی از نه تنها مجموعه پایه ای از توابع، بلکه همچنین پسوندهای آن است. به طور طبیعی، با توجه به مفهوم OpenGL، ایجاد یک راننده مشابه، یک فرایند فوق العاده پیچیده و وقت گیر است. این یکی از دلایل هزینه های بالاتر شتاب دهنده های حرفه ای 3D نسبت به بازی است.

بر خلاف انیمیشن دو بعدی، جایی که می توان از طریق دست نقاشی کرد، در اشیاء سه بعدی، خیلی صاف است، فرم آنها خیلی درست است و آنها در مسیرهای "هندسی" حرکت می کنند. درست است، این مشکلات برطرف می شود. بسته های انیمیشن بهبود ابزار تجسم بهبود یافته است، ابزار به روز شده برای ایجاد جلوه های ویژه و کتابخانه های مواد افزایش می یابد. برای ایجاد اشیاء "ناهموار"، مانند مو یا دود، از تکنولوژی تشکیل یک شی از انواع ذرات استفاده کنید. سینماتیک معکوس و سایر تکنیک های Fracther معرفی شده است، روش های جدید برای ترکیب ضبط ویدئو و اثرات انیمیشن متحرک، که به شما اجازه می دهد تا صحنه ها و حرکات را واقعی تر کنید. علاوه بر این، فناوری سیستم های باز به شما اجازه می دهد بلافاصله با چند بسته کار کنید. شما می توانید یک مدل را در یک بسته ایجاد کنید، آن را در یکی دیگر رنگ کنید، در سومین بازی کنید، ویدیو را در چهارم اضافه کنید. در نهایت، توابع بسیاری از بسته های حرفه ای را می توان امروز با برنامه های کاربردی اضافی که به طور خاص برای پایه نوشته شده است، گسترش یافته است.

3D استودیو I.3D استودیو حداکثر

یکی از معروف ترین بسته های 3D-انیمیشن در IBM یک استودیوی 3D Autodesk است. این برنامه تحت DOS کار می کند، تمام فرایند ایجاد یک فیلم سه بعدی را فراهم می کند: اشیاء مدل سازی و تشکیل صحنه، انیمیشن و تجسم، عملیات ویدئویی. علاوه بر این، طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی (پروسه های IPAS) به طور خاص برای استودیو 3D نوشته شده است. برنامه جدید همان شرکت به نام 3D Studio Max Max برای ویندوز NT در چند سال گذشته ایجاد شد و ادعا می کند که رقیب بسته های قدرتمند برای ایستگاه های کاری SGI است. رابط برنامه جدید یکی برای همه ماژول ها و دارای درجه بالایی از تعاملی است. 3D Studio Max پیاده سازی قابلیت های پیشرفته انیمیشن پیشرفته، تاریخچه زندگی هر شیء را ذخیره می کند و به شما اجازه می دهد تا انواع مختلفی از نور را ایجاد کنید، از شتاب دهنده های 3D پشتیبانی می کند و دارای یک معماری باز است، یعنی اجازه می دهد تا شرکت های سوم شامل برنامه های اضافی در سیستم.

Truespace، Prisms، سه بعدی، Renderman، Topas کریستال

تصویر الکتریکی، Softimage

برای ایجاد یک انیمیشن سه بعدی در رایانه های IBM و مکینتاش، راحت استفاده از بسته بندی سیستم انیمیشن تصویر الکتریکی، که شامل یک مجموعه بزرگ از ابزارهای انیمیشن، جلوه های ویژه، ابزار برای کار با ژنراتور صدا و فونت با پارامترهای قابل تنظیم است. اگر چه این برنامه دارای ابزارهای مدل سازی نیست، اما ممکن است بیش از 30 فرمت مدل های مختلف را وارد کنید. این بسته همچنین از کار با اشیاء سلسله مراتبی و سینماتیک معکوس پشتیبانی می کند. به نوبه خود، برنامه مایکروسافت Softimage 3D در سیستم عامل های SGI و ویندوز NT کار می کند. این پشتیبانی از مدل سازی بر اساس چند ضلعی و اسپلینت، ایجاد جلوه های ویژه، کار با ذرات و تکنولوژی حرکت با بازیگران زنده بر روی شخصیت های کامپیوتری پشتیبانی می کند.

راه های دستیابی به واقع گرایی در گرافیک سه بعدی

آثار انجام شده با استفاده از گرافیک کامپیوتری سه بعدی به طور مساوی توجه و طراحان 3D را جذب می کند و کسانی که ایده ای نسبتا مبهم دارند، چگونه همه چیز انجام می شود. موفق ترین آثار 3D را نمی توان از فیلمبرداری واقعی متمایز کرد. چنین کاری، به عنوان یک قاعده، اختلافات داغ را در اطراف خود در مورد آنچه که این است، تولید کنید: یک عکس یا سه بعدی جعلی. الهام گرفته از آثار هنرمندان برجسته 3D، بسیاری از آنها برای مطالعه سردبیران سه بعدی گرفته شده اند، معتقدند که آنها به راحتی به عنوان فتوشاپ کار خواهند کرد. در همین حال، برنامه هایی برای ایجاد گرافیک 3D کاملا پیچیده است و مطالعه آنها زمان زیادی را صرف می کند. اما حتی با بررسی مجموعه ابزار ویرایشگر سه بعدی برای رسیدن به یک تصویر واقع گرایانه از طراح 3D تازه کار، آسان نیست. پیدا کردن به وضعیتی که صحنه به نظر می رسد "مرده"، او همیشه نمی تواند این توضیح را پیدا کند. مشکل چیه؟ چته؟

مشکل اصلی ایجاد یک تصویر فتوتراپی، مشکلات دقیق تقلید زیست محیطی است. تصویری که به عنوان یک نتیجه از سوء تفاهم (تجسم) به دست آمده در ویرایشگر سه بعدی به دست می آید، نتیجه محاسبات ریاضی در یک الگوریتم داده شده است. توسعه دهندگان نرم افزار دشوار است برای انتخاب یک الگوریتم که کمک به توصیف تمام فرایندهای فیزیکی که در زندگی واقعی انجام می شود. بنابراین، مدل سازی زیست محیطی بر روی شانه های هنرمند 3D قرار دارد. یک مجموعه خاص از قوانین برای ایجاد یک تصویر سه بعدی واقع بینانه وجود دارد. صرف نظر از اینکه ویرایشگر سه بعدی شما کار می کنید و صحنه ها ایجاد می شوند، آنها بدون تغییر باقی می مانند. نتیجه کار در ویرایشگر سه بعدی یک فایل یا انیمیشن استاتیک است. بسته به نحوه محصول نهایی در مورد شما، رویکردهای ایجاد یک تصویر واقع گرایانه ممکن است متفاوت باشد.

ما با ترکیب شروع می کنیم

محل اشیاء در یک صحنه سه بعدی اهمیت زیادی برای نتیجه نهایی دارد. آنها باید به گونه ای قرار گیرند که بیننده حدس زدن را از دست ندهد، به دنبال هدف جسم به طور تصادفی در قاب، و در نگاه اول، تمام اجزای صحنه می تواند تشخیص دهد. هنگام ایجاد یک صحنه سه بعدی، باید به موقعیت اشیاء مربوط به اتاق مجازی توجه کنید. به یاد داشته باشید که اشیاء نزدیک به لنز دوربین به نظر می رسد به نظر می رسد بزرگ است. بنابراین، لازم است اطمینان حاصل شود که اشیاء مشابه در همان خط هستند. صرف نظر از اینکه طرح صحنه سه بعدی، باید عواقب برخی حوادثی را که در گذشته رخ داده است، تعریف کند. بنابراین، به عنوان مثال، اگر ردیابی به خانه تحت پوشش برف منجر شود، سپس به چنین تصویری نگاه کرد، بیننده نتیجه گیری خواهد کرد که کسی به خانه رفت. کار بر روی یک پروژه سه بعدی، توجه به خلق و خوی کلی صحنه. این را می توان با یک عنصر دکوراسیون به خوبی انتخاب شده یا طیف خاصی از رنگ ها منتقل کرد. به عنوان مثال، اضافه کردن شمع به صحنه بر روی عاشقانه وضعیت تأکید خواهد کرد. اگر شما شخصیت های کارتونی را مدل سازی می کنید، رنگ ها باید روشن باشند، اگر شما یک هیولا منزجر کننده ایجاد کنید، سایه های تیره را انتخاب کنید.

جزئیات را فراموش نکنید

هنگام کار بر روی یک پروژه سه بعدی، همیشه باید توجه داشته باشید که چگونه جسم در صحنه قابل مشاهده است، تا آنجا که روشن است، و غیره بسته به این، شی باید جزئیات بیشتری از جزئیات داشته باشد. دنیای سه بعدی یک واقعیت مجازی است، جایی که همه چیز شبیه مناظر تئاتری است. اگر پشت جسم را نمی بینید - آن را مدل نکنید. اگر شما یک پیچ با پیچ گوشتی دارید، موضوع را زیر مهره مدل نکنید؛ اگر نمای داخلی خانه در صحنه قابل مشاهده است، شما نیازی به مدل سازی داخلی ندارید؛ اگر شما در حال شبیه سازی صحنه جنگل شب هستید، ارزشمند است که تنها کسانی را که در پیش زمینه هستند، پرداخت کنید. درختان واقع در پس زمینه، بر روی یک تصویر رندر تقریبا قابل مشاهده نیست، بنابراین با دقت برگ، منطقی نیست.

اغلب، هنگام ایجاد مدل های سه بعدی، قطعات کوچک به سختی بازی می شوند، که شی را واقع گرایانه تر می کند. اگر در دستیابی به واقع گرایی در صحنه موفق نشدید، سعی کنید درجه جزئیات اشیا را افزایش دهید. جزئیات کوچکتر شامل صحنه خواهد بود، حقیقت بیشتر به نظر می رسد مانند تصویر نهایی به نظر می رسد. یک گزینه با افزایش جزئیات صحنه، عملا برنده می شود، اما دارای یک نقص است - تعداد زیادی از چند ضلعی، که منجر به افزایش زمان محاسبه غلط می شود. اطمینان حاصل کنید که صحنه واقع گرایانه به طور مستقیم به درجه جزئیات بستگی دارد، ممکن است در چنین مثال ساده ای امکان پذیر باشد. اگر سه مدل از تیغه ها را در صحنه ایجاد کنید و آنها را تجسم کنید، سپس تصویر بر روی بیننده تاثیر نمی گذارد. با این حال، اگر این گروه از اشیا را می توان کلون تکرار کرد، تصویر به نظر می رسد جذاب تر است. شما می توانید جزئیات را به دو روش کنترل کنید: همانطور که در بالا توضیح داده شد (افزایش تعداد چند ضلعی در صحنه) یا افزایش رزولوشن بافت. در بسیاری از موارد، این امر منطقی است که توجه بیشتری به ایجاد بافت، به جای مدل مدل خود داشته باشیم. در عین حال، شما منابع سیستم مورد نیاز برای غلط محاسبه مدل های پیچیده را ذخیره خواهید کرد، در نتیجه زمان رندر را کاهش می دهید. بهتر است بافت بهتر را بهتر از افزایش تعداد چند ضلعی کنید. یک نمونه عالی از استفاده معقول از بافت می تواند دیوار خانه باشد. شما می توانید هر آجر را به صورت جداگانه شبیه سازی کنید، که همچنین زمان و منابع را می گیرد. استفاده از یک عکس از دیوار آجری بسیار ساده تر است.

اگر شما نیاز به ایجاد یک منظره دارید

یکی از سخت ترین وظایف که اغلب آن را باید با طراحان 3D مقابله کند، طبیعت مدل سازی است. مشکل ایجاد وضعیت طبیعی در اطراف ما چیست؟ نکته این است که هر جسم آلی، چه یک حیوان، گیاه و غیره است - ناهمگن است. با وجود ساختار متقارن ظاهری، شکل چنین اشیا برای توصیف ریاضی قابل قبول نیست، که ویراستاران سه بعدی آن را معامله می کنند. حتی این اشیاء که در نگاه اول، ظاهر متقارن دارند، با توجه به دقیق تر، به عنوان نامتقارن به نظر می رسد. بنابراین، به عنوان مثال، مو بر روی سر انسان نابرابر با سمت راست و چپ، اغلب آنها را به سمت راست مبارزه، و ورق در شاخه درخت می تواند توسط کاترپیلار در برخی از مکان ها و غیره آسیب دیده است. بهترین راه حل برای تقلید از ارگانیک ها در 3D می تواند یک الگوریتم فراکتال در نظر گرفته شود که اغلب در تنظیمات مواد و ابزارهای مختلف مدل سازی سه بعدی استفاده می شود. این الگوریتم بهتر از سایر عبارات ریاضی کمک می کند تا ارگانیک را تقلید کنند. بنابراین، هنگام ایجاد اشیاء ارگانیک، مطمئن شوید که از قابلیت های الگوریتم فراکتال برای توصیف خواص آنها استفاده کنید.

ظرافت های ایجاد مواد

مواد شبیه سازی شده در گرافیک سه بعدی می تواند متنوع ترین ها باشد - از فلز، چوب و پلاستیک به شیشه و سنگ. علاوه بر این، هر ماده توسط تعداد زیادی از خواص تعیین می شود، از جمله کاهش سطح، آینه، اندازه، اندازه و روشنایی تابش و غیره تجسم هر بافت، باید به یاد داشته باشید که کیفیت مواد در تصویر حاصل از آن بسیار وابسته به مجموعه ای از عوامل است، که از جمله پارامترهای روشنایی (روشنایی، زاویه نور، رنگ منبع نور و غیره .)، الگوریتم تجسم (نوع رندر استفاده شده و تنظیمات آن)، رزولوشن بافت شطرنجی. همچنین روش طراحی بافت بر روی جسم نیز اهمیت زیادی دارد. بافت ناموفق اعمال می تواند یک شیء سه بعدی را تشکیل دهد که توسط یک الگوی یکپارچه یا مشکوک مکرر تشکیل شده است. علاوه بر این، معمولا اشیاء در واقعیت کامل نیستند، یعنی آنها همیشه دارای آثار خاک هستند. اگر شما یک میز آشپزخانه را مدلسازی می کنید، با وجود این واقعیت که نقاشی بر روی روغن آشپزخانه تکرار می شود، سطح آن نباید در همه جا باشد - روغن می تواند بر روی گوشه های جدول باشد، از چاقو کاهش یافته است ، و غیره. به طوری که اشیاء سه بعدی شما به طور غیر طبیعی تمیز نیستند، شما می توانید از نقشه های آلودگی دستی (به عنوان مثال، در Adobe Photoshop) استفاده کنید و آنها را با بافت های منبع مخلوط کنید، دریافت مطالب واقعی "فرسوده".

اضافه کردن ترافیک

هنگام ایجاد انیمیشن، هندسه اشیاء نقش مهمی را نسبت به یک تصویر استاتیک ایفا می کند. در فرایند حرکت، بیننده می تواند اشیا را در زاویه های مختلف مشاهده کند، بنابراین مهم است که مدل از همه طرف ها واقع بینانه باشد. به عنوان مثال، هنگامی که مدل سازی در یک صحنه درخت استاتیک، شما می توانید به یک ترفند بروید و کار را ساده کنید: به جای ایجاد یک درخت واقعی، شما می توانید دو هواپیما عمودی را متقاطع کنید و بافت را بر روی آنها با استفاده از ماسک شفاف تحمیل کنید. هنگام ایجاد یک صحنه متحرک، این روش مناسب نیست، زیرا چنین درختی تنها از یک نقطه واقع بینانه نگاه می کند و هر نوبت دوربین "جعلی" را می دهد. در اغلب موارد، به محض اینکه اشیاء سه بعدی از لنز دوربین مجازی ناپدید شوند، بهتر است آنها را از صحنه حذف کنید. در غیر این صورت، کامپیوتر هر کسی را انجام می دهد که نیازی به کار لازم نیست، محاسبه هندسه نامرئی.

دومین مورد لازم است در هنگام ایجاد صحنه های متحرک مورد توجه قرار گیرد - این جنبشی است که اکثر اشیاء در واقعیت وجود دارد. به عنوان مثال، پرده ها در اتاق از باد سکوت می کنند، فلش های ساعت و غیره بنابراین، هنگام ایجاد یک انیمیشن، لازم است که صحنه را تجزیه و تحلیل کنید و آن دسته از اشیا را تعیین کنید که باید جنبش را تنظیم کنید. به هر حال، جنبش به واقع گرایی و صحنه های استاتیک می دهد. با این حال، در مقابل متحرک، در آنها، جنبش باید در بی نظیر یخ زده حدس زده شود - در کشویی از پشت صندلی، یک پیراهن خزنده خزنده بر روی تنه، خم از باد توسط درخت. اگر برای اشیاء ساده تر صحنه برای ایجاد یک انیمیشن واقع گرایانه نسبتا ساده است، سپس حرکت حرکت شخصیت را بدون ابزار کمکی تقریبا غیرممکن است. در زندگی روزمره، جنبش های ما بسیار طبیعی هستند و ما آشنا هستیم که ما فکر نمی کنیم، به عنوان مثال، به دنبال سران به ما در طول خنده یا استفاده از آن، عبور از زیر یک سایبان کم. مدل سازی رفتار مشابه در جهان گرافیک سه بعدی با انواع مختلفی از مشکلات مرتبط است و حرکات را بازسازی می کند، و حتی بیشتر ایمان، فرد خیلی ساده نیست. به همین دلیل است که روش زیر برای ساده سازی کار اعمال می شود: تعداد زیادی از سنسورها بر روی بدن انسان آویزان هستند، که حرکت هر بخش را در فضا رفع می کند و سیگنال مربوط به کامپیوتر را خدمت می کند. یکی، به نوبه خود، فرایندهای اطلاعات دریافت شده و از آن در رابطه با یک مدل کاراکتر اسکلتی استفاده می کند. این تکنولوژی ضبط حرکت نامیده می شود. هنگام حرکت پوسته، که بر اساس اسکلتی قرار دارد، لازم است که تغییر شکل عضلانی را در نظر بگیریم. این انیمیشن های 3D که با انیمیشن کارتونی مشغول هستند، مفید خواهد بود برای کشف آناتومی به منظور بهتر شدن در استخوان و عضلات.

روشنایی نه تنها نور، بلکه سایه ها است

ایجاد یک صحنه با روشنایی واقع گرایانه، وظیفه دیگری است که باید به منظور ایجاد تصویر نهایی واقع گرایی بزرگ حل شود. در دنیای واقعی، اشعه های نور به طور مکرر منعکس شده و در اشیا بازتاب می شوند، زیرا در نتیجه سایه هایی که توسط اشیا از بین می روند، عمدتا مرزهای فازی و تار شده اند. برای کیفیت صفحه نمایش سایه ها، عمدتا مربوط به دستگاه تجسم است. الزامات جداگانه ای به سایه هایی که در صحنه کاهش یافته است ارائه شده است. سایه از شی افتاده است می تواند در مورد بسیاری بگوید - چقدر بالا آن را بالاتر از زمین، ساختار سطح که در آن سایه سقوط می کند، کدام منبع از طریق شیء، و غیره روشن است. اگر شما در مورد سایه ها در صحنه را فراموش کرده اید، چنین صحنه ای هرگز به نظر نمی رسد واقع بینانه، از آنجایی که در واقعیت هر شیء سایه خود را دارد. علاوه بر این، سایه ممکن است بر کنتراست بین طرح جلو و پشتی، و همچنین "مسئله" یک شی که به میدان دید لنز مجازی مجازی نرسیده است، تأکید کند. در این مورد، بیننده فرصتی برای مشخص کردن محیط صحنه اطراف آن داده شده است. به عنوان مثال، بر روی یک پیراهن سه بعدی شخصیت، او می تواند سایه سقوط از شاخه ها و برگ ها را ببینید و حدس بزنید که با پشت از نقطه تیراندازی یک درخت رشد می کند. از سوی دیگر، سایه های بیش از حد تصویر را واقعی تر نمی کند. اطمینان حاصل کنید که جسم سایه ها را از منابع کمکی کمکی دور نمی کند. اگر چندین اشیا را در صحنه منتشر کنید، به عنوان مثال، فانوس ها، پس از آن تمام عناصر صحنه باید سایه ها را از هر یک از منابع نور دور کنند. با این حال، اگر در چنین صحنه ای از منابع نور کمکی استفاده می کنید (به عنوان مثال، به منظور برجسته کردن قطعه های تاریک صحنه)، شما نیازی به ایجاد سایه ها از این منابع نیستید. منبع کمکی باید به بیننده نامرئی باشد و سایه ها حضور خود را ارائه می دهند.

هنگام ایجاد یک صحنه، مهم نیست که آن را با تعداد منابع نور از دست ندهید. بهتر است کمی وقت صرف کنید بهترین راه موقعیت خود را از استفاده از چندین منبع نور انتخاب کنید که در آن شما می توانید انجام دهید و به تنهایی. در مورد زمانی که استفاده از چندین منبع ضروری است، اطمینان حاصل کنید که هر یک از آنها سایه ها را از بین می برد. اگر شما نمیتوانید سایه ها را از منبع نور مشاهده کنید، شاید یکی دیگر، قوی تر، منبع آنها را ترجمه می کند. هنگام قرار دادن منابع نور در صحنه، مطمئن شوید که به رنگ آنها توجه کنید. منابع نور روز دارای رنگ آبی رنگ هستند، برای ایجاد منبع نور مصنوعی، شما باید آن را به رنگ زرد رنگ بدهید. همچنین باید توجه داشته باشید که رنگ منبع، تقلید نور روز، همچنین به زمان روز بستگی دارد. بنابراین، اگر طرح صحنه به معنای شب باشد، نورپردازی می تواند، به عنوان مثال، در سایه های قرمز غروب آفتاب.

مهمترین چیز این است که بپرسید

تجسم، نهایی و قطعا، مسئولانه ترین گام برای ایجاد یک صحنه سه بعدی است. ویرایشگر گرافیک سه بعدی تصویر را محاسبه می کند، با توجه به هندسه اشیاء، خواص مواد از آنها ساخته شده، محل و پارامترهای منابع نور و غیره اگر این عملیات را در 3DS Max با تیراندازی ویدئو مقایسه کنید، ارزش موتور رندر را می توان با فیلم که مواد حذف می شود مقایسه می شود. درست مانند دو فیلم از شرکت های مختلف، تصاویر روشن و محو شده را می توان به دست آورد، نتیجه کار شما می تواند واقع بینانه و یا تنها رضایت بخش بسته به کدام الگوریتم تصویر شما انتخاب شده است. وجود تعداد زیادی از الگوریتم های تجسم، دلیل افزایش تعداد رندر متصل خارجی بود. اغلب رندر می تواند با بسته های گرافیکی مختلف 3D ادغام شود. با سرعت و کیفیت تصویر محاسبه شده، سفرهای خارجی معمولا نسبت به دستگاه رندر استاندارد ویراستاران 3D برتر است. با این حال، قطعا به مسئله ای که یکی از بهترین نتیجه را می دهد، غیرممکن است. مفهوم "واقع بینانه" در این مورد ذهنی است، زیرا هیچ معیار عینی وجود ندارد که بتواند میزان رئالیسم تجسم را برآورد کند.

با این حال، می توان می توان گفت که به منظور تصویر نهایی واقع گرایانه تر است، الگوریتم تجسم باید تمام ویژگی های گسترش موج نور را در نظر بگیرد. همانطور که ما در بالا صحبت کردیم، به اشیاء، پرتو نور بارها و بارها منعکس شده و بازتاب می شود. غیر ممکن است که محاسبه نور در هر نقطه از فضا، با توجه به تعداد بی نهایت بازتاب، دو مدل ساده شده برای تعیین شدت نور استفاده می شود: ردیابی (raytraction) و روش نورپردازی جهانی (روشنایی جهانی). تا همین اواخر، الگوریتم تجسم محبوب ترین، ردیابی اشعه های نور بود. این روش این بود که ویرایشگر سه بعدی سکته مغزی پرتو منتشر شده توسط منبع نور را با تعداد مشخصی از نارسایی ها و بازتاب ها نشان داد. ردیابی نمی تواند یک تصویر فتوشاپ ارائه دهد، زیرا این الگوریتم اثرات اثرات سوزاننده بازتابنده و انکساری را فراهم نمی کند (انعکاس ناشی از انعکاس و انعکاس نور)، و همچنین خواص انتشار نور. تا به امروز، استفاده از یک روش روشنایی جهانی، پیش نیاز برای به دست آوردن یک تصویر واقع گرایانه است. اگر تنها بخش های صحنه در طول ردیابی محاسبه می شود، روش روشنایی جهانی، پراکندگی نور را محاسبه می کند و در سایه صحنه، بر اساس تجزیه و تحلیل هر تصویر پیکسل، پراکندگی نور را محاسبه می کند. در عین حال، تمام بازتاب های اشعه های نور در صحنه به حساب می آیند.

یکی از رایج ترین روش های غلط محاسبه جهانی، نقشه برداری فوتون (ردیابی فوتون) است. این روش شامل محاسبه نورپردازی جهانی بر اساس ایجاد نقشه به اصطلاح فوتون - اطلاعات در مورد روشنایی صحنه جمع آوری شده توسط ردیابی است. مزیت نقشه برداری فوتون این است که هنگامی که در قالب کارت های فوتون ذخیره می شود، نتایج Photon ردیابی نتایج را می توان پس از آن برای ایجاد اثر روشنایی جهانی در صحنه های انیمیشن سه بعدی استفاده کرد. کیفیت روشنایی جهانی، محاسبه شده با استفاده از ردیابی فوتون، بستگی به تعداد فوتون ها، و همچنین عمق ردیابی دارد. با استفاده از نقشه برداری فوتون، شما همچنین می توانید درخواست Caustic را انجام دهید. علاوه بر محاسبه غلط روشنایی جهانی، تجسم های خارجی اجازه می دهد مواد تجسم را بر اساس پراکندگی زیر سطح قرار دهند. این اثر است پيش نياز دستاوردهای رئالیسم مواد مانند چرم، موم، پارچه نازک و غیره اشعه های نور که بر روی چنین مواد قرار می گیرند، علاوه بر انعکاس و انعکاس، در خود مادی را از بین می برند، در نتیجه باعث ایجاد یک درخشش کمی از داخل می شود.

یکی دیگر از دلایلی که تصاویر محاسبه شده با استفاده از رندر پلاگین، واقعی تر از تصاویری است که با استفاده از الگوریتم های استاندارد نادرست محاسبه می شود - توانایی استفاده از جلوه های دوربین. اینها عبارتند از: اول از همه، عمق میدان (عمق میدان)، روانکاری اشیاء متحرک (حرکت تاری). اثر عمق میدان می تواند مورد استفاده قرار گیرد زمانی که لازم است توجه تماشاگر را به برخی از جزئیات صحنه پرداخت کند. اگر تصویر حاوی اثر عمق میدان باشد، بیننده عمدتا عناصر صحنه را که به وضوح مسکن است، اعلام می کند. اثر عمق میدان می تواند در مورد زمانی که لازم است تجسم آنچه شخصیت را می بیند، کمک کند. با استفاده از اثر عمق تیز، می توانید نمایه شخصیت را پس از آن بر روی یک شی دیگر تمرکز کنید. اثر عمق میدان یک جزء اجباری یک تصویر واقع گرایانه است و پس از آن زمانی که توجه در صحنه به یک شی کوچک تبدیل می شود - به عنوان مثال، بر روی کاترپیلار بر روی تنه. اگر در تصویر تمام اشیائی که به تمرکز از جمله شاخه ها، برگ ها، بشکه ها و کاترپیلار سقوط می کنند، به همان اندازه به همان اندازه کشیده می شود، پس چنین تصویری واقعی نیست. اگر چنین صحنه ای در واقعیت وجود داشته باشد، عکسبرداری مجازی نبود، اما یک دوربین واقعی، در تمرکز تنها شیء اصلی - کاترپیلار. همه چیز که در فاصله ای از او فاصله دارد، تار می شود. بنابراین، در یک تصویر سه بعدی، موظف است تا اثر عمق میدان را ارائه دهد.

خروجی

هر روز قابلیت های سخت افزاری از ایستگاه های کاری افزایش می یابد، که امکان استفاده از ابزارها را برای کار با گرافیک سه بعدی حتی کارآمدتر می کند. در عین حال، زرادخانه ویراستاران گرافیک سه بعدی بهبود یافته است. در عین حال، رویکردهای اصلی ایجاد تصاویر فتوتراپی، بدون تغییر باقی می ماند. اجرای این الزامات تضمین نمی کند که تصویر دریافت شده شبیه به عکس باشد. با این حال، نادیده گرفتن آنها قطعا علت شکست خواهد بود. یک تصویر فتوتراپی ایجاد کنید، کار بر روی یک پروژه سه بعدی به تنهایی - یک کار فوق العاده دشوار است. به عنوان یک قاعده، کسانی که خود را به عنوان گرافیک سه بعدی اختصاص می دهند و حرفه ای کار می کنند، خود را تنها در یکی از مراحل ایجاد یک صحنه سه بعدی آشکار می کنند. بعضی از آنها می دانند همه ظرافت های مدل سازی، دیگران می دانند که چگونه به مواد کارشناسی ارشد، سومین "دیدن" پوشش صحیح صحنه ها و غیره بنابراین، شروع به کار با 3D، سعی کنید منطقه را پیدا کنید که در آن شما احساس اعتماد به نفس بیشتری دارید و استعدادهای خود را توسعه دهید.

سرگئی و مارینا Bondarenko، http://www.3domen.com

ساخت یک تصویر سه بعدی

با برش قدرت محاسبات و در دسترس بودن عناصر حافظه، با ظهور پایانه های گرافیکی با کیفیت بالا و دستگاه های خروجی، یک گروه بزرگ از الگوریتم ها و راه حل های نرم افزاری توسعه یافته است، که به شما این امکان را می دهد که یک تصویر بر روی صفحه نمایش نشان داده شود صحنه جلد نخستین چنین راه حل هایی برای وظایف طراحی معماری و مهندسی طراحی شده است.

هنگام تشکیل یک تصویر سه بعدی (استاتیک یا پویا)، ساخت آن در یک فضای مختصات خاص به نام "در نظر گرفته می شود صحنه. صحنه مستلزم کار در فله، جهان سه بعدی است - بنابراین جهت نام سه بعدی (3 بعدی، 3D) گرافیک دریافت شده است.

صحنه شامل اشیاء فردی متشکل از اجسام حجمی هندسی و بخش های سطوح پیچیده (اغلب به اصطلاح ساخت و ساز b-splines) برای تشکیل یک تصویر و انجام عملیات سطحی بیشتر، آنها به مثلث تقسیم می شوند - حداقل چهره های مسطح - و در آینده دقیقا به عنوان مجموعه ای از مثلث ها پردازش می شود.

در مرحله بعدی " جهان"مختصات مجامع شبکه با استفاده از تحولات ماتریس به هماهنگی مجدد محاسبه می شود گونه ها. بسته به نقطه نظر در صحنه. نقطه نظر موقعیتتمایل به تماس دارند موقعیت دوربین.

سیستم آموزش فضایی کار
گرافیک مخلوط کننده سه بعدی (به عنوان مثال از سایت
http://www.blender.org.)

پس از تشکیل لاشه ("سیم مش") انجام می شود رنگ آمیزی - دادن سطوح اشیاء از ویژگی های خاص. خواص سطح عمدتا توسط ویژگی های نور آن تعیین می شود: روشنایی منعکس کننده توانایی جذب توانایی و ظرفیت پراکندگی است. این مجموعه ویژگی ها به شما این امکان را می دهد که مواد را تعیین کنید، سطح آن مدل سازی شده (فلز، پلاستیک، شیشه، و غیره). مواد شفاف و شفاف دارای ویژگی های دیگری هستند.

به عنوان یک قاعده، در طول اجرای این روش انجام می شود و ترخیص از سطوح نامرئی. روش های زیادی برای انجام چنین قطع وجود دارد، اما روش محبوب ترین تبدیل شده است
z-bufferهنگامی که یک آرایه از اعداد ایجاد می شود، نشان دهنده "عمق" - فاصله از نقطه بر روی صفحه نمایش به اولین نقطه مبهم است. نقاط سطح زیر فقط زمانی که عمق آنها کمتر است پردازش می شود و سپس مختصات Z کاهش می یابد. قدرت این روش به طور مستقیم بستگی به حداکثر مقدار ممکن از نقطه از راه دور نقطه از نقطه از صحنه از صفحه نمایش، I.E. از تعداد بیت ها در هر نقطه در بافر.

محاسبه یک تصویر واقع بینانه. انجام این عملیات به شما اجازه می دهد تا به اصطلاح ایجاد کنید مدل های حالت جامد اشیاء، اما واقع بینانه این تصویر نخواهد بود. برای تشکیل یک تصویر واقع بینانه در صحنه قرار می گیرد منابع نور و اعدام محاسبه نور هر نقطه از سطوح قابل مشاهده.

برای دادن اشیاء واقع گرایی، سطح اشیاء "پوشش داده شده" بافت - تصویر(یا روش تشکیل دهنده) تعریف تفاوت های ظریف دیدگاه خارجی . این روش به نام "اعمال بافت" نامیده می شود. در طول استفاده از بافت، روش های کشش و صاف کردن استفاده می شود - تصفیه. به عنوان مثال، در توضیحات فیلتر ویدیویی های ویدئویی، مستقل از جهت تبدیل بافت، اشاره شده است.

پس از تعریف تمام پارامترها، شما باید یک روش شکل گیری تصویر را انجام دهید، I.E. محاسبه نقاط رنگ بر روی صفحه نمایش. روش CCTM نامیده می شود تفسیر. زمان انجام چنین محاسبات باید توسط نور وارد شود هر نقطه از مدل، با توجه به اینکه ممکن است منعکس شود که سطح می تواند مناطق دیگر را از این منبع و غیره ببندد.

دو روش اساسی برای محاسبه روشنایی استفاده می شود. اولین روش است در حال اجرا ردیابی. با این روش مسیر این اشعه ها محاسبه می شود، که در نهایت به پیکسل های صفحه نمایش می رسد - در مقابل بروید محاسبه به طور جداگانه برای هر یک از کانال های رنگی انجام می شود، زیرا نور طیف های مختلف بر روی سطوح مختلف متفاوت عمل می کند.

روش دوم - روش انتشار -این فراهم می کند برای محاسبه نورپردازی انتگرال از تمام مناطق سقوط به قاب، و تبادل نور بین آنها.

تصویر حاصل از ویژگی های خاص محفظه، I.E. بیننده

بنابراین، به عنوان یک نتیجه از تعداد زیادی از محاسبات، ممکن است تصاویری را ایجاد کنید که از عکس ها خواندن دشوار باشد. برای کاهش تعداد محاسبات، آنها سعی می کنند تعداد اشیا را کاهش دهند و جایی که ممکن است محاسبه عکس را جایگزین کنید؛ به عنوان مثال، هنگام تشکیل یک پس زمینه تصویر.

مدل حالت جامد و نتیجه نهایی نتیجه نتیجه
(مثال از سایت http://www.blender.org.)

انیمیشن و واقعیت مجازی

گام بعدی در توسعه فن آوری های گرافیکی واقع گرایانه سه بعدی، امکان انیمیشن انیمیشن و تغییر نمونه آن بود. در ابتدا، تنها ابر رایانه ها با چنین حجمی محاسبات مقابله کرد و از آنها برای ایجاد اولین غلطک های انیمیشن سه بعدی استفاده می شد.

بعدها، به ویژه در نظر گرفته شده برای CCEMC و تشکیل تصاویر سخت افزاری - شتاب دهنده های 3D. این اجازه داد فرم ساده برای انجام چنین شکل گیری در زمان واقعی، که در بازی های کامپیوتری مدرن استفاده می شود. در واقع، در حال حاضر حتی کارت های ویدئویی معمولی شامل چنین بودجهی هستند و مینی کامپیوترهای خاصی هستند.

هنگام ایجاد بازی ها، فیلمبرداری فیلم ها، توسعه شبیه ساز ها، در وظایف مدل سازی و طراحی اشیاء مختلف، یکی دیگر از جنبه های قابل توجهی در وظیفه تشکیل یک تصویر واقع گرایانه ظاهر می شود - شبیه سازی فقط حرکت و تغییر در اشیاء نیست، بلکه مدل سازی رفتار آنها را مدل سازی می کند به اصول فیزیکی جهان اطراف.

چنین جهت، با توجه به استفاده از انواع سخت افزاری ابزار انتقال اثرات دنیای خارجی و افزایش اثر حضور، نامیده می شود واقعیت مجازی.

روش های ویژه ای برای محاسبه پارامترها و تبدیل اشیاء برای تجسم چنین رئالیسم ایجاد می شود - تغییرات در شفافیت آب از حرکت آن، محاسبه رفتار و ظاهر آتش، انفجار، برخورد از اشیاء و غیره ایجاد می شود. چنین محاسباتی بسیار پیچیده است و برای اجرای آنها در برنامه های مدرن تعدادی از روش ها پیشنهاد شده است.

یکی از آنها پردازش و استفاده است شیدر - روش های تغییر نور(یا موقعیت دقیق) نقاط فعلی برای برخی از الگوریتم. این پردازش به شما اجازه می دهد تا اثرات "ابرهای درخشان"، "انفجار" را ایجاد کنید، واقع گرایانه از اشیاء پیچیده و غیره را افزایش دهید.

رابط های کار با مولفه "فیزیکی" شکل گیری تصویر ظاهر شد و استاندارد می شود - که به شما امکان می دهد سرعت و دقت چنین محاسبات را افزایش دهید و بنابراین واقع گرایی مدل ایجاد شده جهان را افزایش دهید.

گرافیک سه بعدی - یکی از دیدگاه های دیدنی و تجاری موفق برای توسعه فن آوری های اطلاعاتی، اغلب آن را یکی از انگیزه های اصلی برای توسعه سخت افزار نامیده می شود. بودجه گرافیک سه بعدی به طور فعال در معماری، مهندسی مکانیک، در آثار علمی، هنگام فیلمبرداری، در بازی های کامپیوتری، در بازی های کامپیوتری استفاده می شود.

نمونه هایی از محصولات نرم افزاری

مایا، 3dstudio، مخلوط کن

این موضوع برای دانش آموزان هر سنی بسیار جذاب است و در تمام مراحل مطالعه علوم رایانه بوجود می آید. جذابیت دانش آموزان توسط یک مولفه خلاق بزرگ در کار عملی، یک نتیجه بصری، و همچنین یک نقطه گسترده ای از موضوع توضیح داده شده است. دانش و مهارت های این منطقه تقریبا در تمام شاخه های انسان درخواست می شود.

مدرسه اصلی دو نوع گرافیک را در نظر بگیرید: raster و بردار. مسائل مربوط به تمایز یک گونه از طرف دیگر، به عنوان یک نتیجه، جنبه های مثبت و معایب مورد بحث قرار گرفته است. دامنه این نوع گراف ها به شما این امکان را می دهد که نام محصولات نرم افزاری خاص را معرفی کنید که به شما امکان می دهد یک یا چند گرافیک را پردازش کنید. بنابراین، مواد در موضوعات: گرافیک شطرنجی، مدل های رنگی گرافیک بردار - تقاضا به میزان بیشتری در مدرسه اصلی خواهد بود. در دبیرستان، این موضوع با توجه به ویژگی های گرافیک علمی و قابلیت های گرافیک سه بعدی تکمیل شده است. بنابراین، موضوعات مربوطه: تصاویر عکس های فانتزی، مدل سازی دنیای فیزیکی، فشرده سازی و ذخیره سازی داده های گرافیکی و جریان.

اکثر زمان های کاری آماده سازی کار عملی و پردازش تصاویر گرافیک با استفاده از raster و بردار سردبیران گرافیک. در مدرسه ابتدایی، این معمولا فتوشاپ، Coreldraw و / یا MacromediaFlach است. تفاوت بین مطالعه برخی از بسته های نرم افزاری خاص در دبیرستان و دبیرستان بیشتر در محتوا ظاهر نمی شود، بلکه به شکل کار است. در مدرسه اصلی، این کار عملی (آزمایشگاهی)، به عنوان یک نتیجه از آن برنامه های دانش آموزان تسلط یافته است. در دبیرستان، فرم اصلی کار یک کارگاه شخصی یا یک پروژه است، جایی که جزء اصلی محتوای این کار است و محصولات نرم افزاری مورد استفاده برای حل آن تنها ابزار باقی می ماند.

در بلیط های مدرسه اصلی و قدیمی تر، سوالاتی مربوط به مبانی نظری گرافیک کامپیوتری و مهارت های پردازش گرافیک عملی وجود دارد. چنین بخش هایی از موضوع به عنوان شمارش دامنه اطلاعاتی تصاویر گرافیکی و ویژگی های برنامه نویسی گرافیک در مواد اندازه گیری کنترل آزمون یکپارچه ایالتی وجود دارد.