Триизмерните графики са графики, които използват триизмерни изображения на геометрични фигури (често картезиански), съхранявани на компютър за целите на изчисленията и визуализацията на двуизмерни изображения. Такива изображения могат да бъдат запаметени за по-късно гледане или показване в реално време.
Какво е това?
Триизмерната компютърна графика разчита на много от същите алгоритми като двуизмерен компютърен вектор в рамков модел и двуизмерен компютърен растер в крайното изображение. В компютърните графични приложения, 2D програмите могат да използват 3D методи, за да произвеждат подобни ефекти (например осветление), а 3D може да използва 2D методи за визуализация.
Триизмерните графики често се наричат 3D модели. В допълнение към визуализирания образ, моделът се съдържа в графичен файл с данни. Има обаче различия: триизмерният модел е математическото представяне на всеки триизмерен обект. Това технически не е графика, докато не се покаже. Тя може да се визуализира визуално като двуизмерно изображение, използвайки процес, наречен 3D визуализация, или използван в не-графични компютърни симулации и изчисления. При 3D печатането тези модели се преобразуват по подобен начин в триизмерно физическо представяне с ограничения върху точността на визуализация за виртуален модел.
История на технологиите
Триизмерната графична система има дълга история. Уилям ФетърТерминът "компютърна графика" е назначен от 1961 г. за описание на работата му в Boeing. Едно от първите произведения в стила на компютърната анимация е Futureworld (1976), което включва анимация на човешкото лице и ръце. Тази технология първоначално се появи в експерименталната кратка серия "Компютърна анимация", създадена от студенти от Юта университет от Едуин Катмъл и Фред Парк. Оттогава триизмерна графика - това е най-новата технология, която започна да се развива много активно до момента.
Триизмерната графика започна да се появява за домашни компютри в края на 70-те години. Най-ранният известен пример е 3D Art Graphics - набор от триизмерни компютърни графични ефекти, написани от Kazumasa Mitazawa и издаден през юни 1978 г. за Apple II.
Как се прави това?
Създаването на триизмерна графика е разделено на три основни етапа:
3D-симулация - е процес на създаване на компютърен модел, който отразява формата на обекта.
Оформление и анимация - поставяне и преместване на обекти в рамките на дадена сцена.
3D рендеринг - компютърни изчисления, които генерират изображения въз основа на местоположението на светлината, типовете повърхности и други качества.
Симулация
Симулацията описва процеса на създаване на форма на обект. Двата най-често срещани източника на триизмерни модели са следните:
тези, които един художник или инженер създава на компютър с който и да е инструмент на триизмерна симулация;
модели, сканирани към компютър от реални обекти.
Те могат също да бъдат направени процедурно или с помощта нафизическа симулация. По същество триизмерният модел се състои от точки, наречени върхове, които определят формата и образуват многоъгълници. За целта се използва изграждането на триизмерни графики.
Многоъгълник е област, образувана от най-малко три върха (триъгълник). На свой ред полигонът с n точки е n-ъгъл. Целостта на модела като цяло и неговата пригодност за анимация зависят от нейната структура. За да бъде функционална, е необходимо правилно да се изгради триизмерна графика.
Процес на симулация
Има три най-често срещани метода за представяне на модел. Те се различават по следния начин:
Многоъгълни - точки в триизмерно пространство, наречени върхове, свързани чрез сегменти, образуващи многоъгълна решетка. Повечето съвременни триизмерни модели са изградени като текстурирани многоъгълни модели, защото са гъвкави и компютрите могат да ги показват много бързо. Въпреки това, полигоните са плоски и могат да се доближат само до извитите повърхности, използвайки много полигони.
Симулацията на криви повърхности се определя от кривите, засегнати от претеглените контролни точки. Кривата трябва (но не непременно да интерполира) точки. Увеличаването на теглото за точката ще привлече кривата по-близо до нея. Видовете криви включват хетерогенни рационални B-сплайни (NURBS), пачове, сплайни и геометрични примитиви.
Цифровите технологии все още са сравнително нова техника за моделиране. Тя стана много популярна през последните няколко години.
Днес съществуват три вида цифрово моделиране:
Най-широко разпространена е промянаизползваните приложения. В този момент се прилага плътен модел (често генерира полигонални повърхности ведомства контролират мрежа), което спестява пространство за нови разпоредби върхове, използващи графични карти, която съхранява коригираната позиция.
Surround лошо въз основа на воксели, която има подобни възможности пристрастия, но не страдат от разтягане на границите, когато достатъчно точки, за да се постигне деформацията на обекта.
Dynamic мозайка подобен на воксели, но разделя повърхността използване триангулация да се поддържа гладка повърхност и по-фините детайли.
Моделирането може да се извърши с помощта на специална програма (например, Cinema 4D, 3ds Max, Maya, Blender, Modo, LightWave) или приложение компонент (Shaper, пръчка за голф за висок удар в 3ds Max), или с помощта на някои език, описващ сцената (както е в POV лъчи). Понякога няма строго разграничение между тези фази. В тези случаи за моделиране триизмерна графика - това е само част от процеса на създаване на сцена.
сложни материали като пясък движещи се облаци и спрей течност моделирани използвайки системи на частиците и са много триизмерни координати за този момент, полигони, текстури или спирала.
Материали и текстури
Материали и текстури - са свойства, които са оказване на двигателя, използван за създаване на модела. В nesmeschennom механизъм прави, като блендер цикъла, може да даде представа за модела на двигателя за материали. Например, за да можете да настроите да се справят светлина, когато го удари на повърхността.
Текстурите се използват за оцветяване на материала, използвайки цветна карта или албедо, или за добавяне на повърхностни характеристики, използвайки карта на неравенствата или нормалностите. Той може да се използва и за модифициране на самия модел чрез използване на карта на отклонение. Независимо от факта, че е създаден чрез изграждане на триизмерни графики, тези процеси имат силно влияние.
Оформление и анимация
Преди да направят изображения, обектите трябва да бъдат поставени в композицията. Това определя пространствените връзки между различните обекти, включително техния размер и местоположение. Анимацията е временно описание на обект (т.е. как се движи и променя с времето). Общите методи включват изрязване, обратна кинематика и движение на улавяне. Тези инструменти често се използват заедно и имат пряко въздействие върху изпълнението на триизмерната графика. Както и при анимацията, физическото моделиране също поставя движение.
Какво представлява рендирането?
Представянето превръща модела в образ, като симулира светлинен трансфер за получаване на фотореалистични изображения или чрез прилагане на художествен стил, както в случая на неореалистично представяне. При реалистично представяне двете основни операции носят (колко светлина пада от едно място на друго) и разсейване (повърхностно взаимодействие със светлина).
Обикновено, тази стъпка се извършва с помощта на софтуер за компютърна 3D графика или API за него. Променете сценатаПодходящата за визуализация форма също включва триизмерна проекция, отразяваща триизмерно изображение в две измерения. Въпреки че 3D-моделирането и CAD могат също да изпълняват 3D рендеринг (например, Autodesk 3DS Max или Blender), има и изключителен 3D рендер софтуер.
Софтуер
3D графичен софтуер създава компютърни изображения (CGI), използвайки 3D моделиране и рендиране. Или създайте модели за аналитични, научни и промишлени цели. Софтуерът за 3D моделиране е клас за триизмерна компютърна графика, който се използва за създаване на триизмерни модели. Отделни програми от този клас се наричат услуги за моделиране или разработчици на модели. Тези услуги позволяват на потребителите да въвеждат и променят модели, използвайки 3D мрежа. Така че артистите могат да изваждат, добавят, разтягат и по друг начин да променят мрежата по свое усмотрение. Моделите могат да се гледат под различни ъгли, обикновено по едно и също време. Те могат да се въртят, а гледката - да се увеличи и намали.
Повечето 3D програми включват редица сродни опции, като лъчисти пресичатели и други алтернативи за визуализация и текстурни наслагвания. Някои предлагат и функции, които поддържат или позволяват анимационни модели. Някои от тях могат да генерират видео с пълно движение от поредица от визуализирани сцени (т.е. анимации).
Автоматизирани системи за проектиране
Триизмерните графики са резултат от взаимодействието на различни услуги. софтуерза автоматизирано проектиране могат да се използват същите основни методи като за самото моделиране, но тяхната цел е различна. Те се използват в компютърното проектиране, автоматизираното производство, анализ на крайните елементи, управление на продукти от жизнения цикъл, 3D печат и автоматизирано архитектурно проектиране.
Допълнителни инструменти
След изработването на видео студиото те редактират или комбинират с помощта на програми като Adobe Premiere Pro или Final Cut Pro средно, или Autodesk Combustion, Digital Fusion или Shake на високо ниво. Софтуерът за картографиране на движещите се изображения обикновено се използва за монтиране на видео в реално време, генерирано от компютъра, и за синхронизирането им като движение на камерата.
Общности
Има много уебсайтове, посветени на разработчиците на софтуер, но има и някои любителски ресурси. Тези общности позволяват на участниците да потърсят съвет, да публикуват учебни материали, да предоставят прегледи на продукти или да публикуват примери за собствената си работа.
Различия от други видове компютърна графика
Не всички компютърни графики, които се появяват в 3D, се основават на модел на рамката. Неговото двуизмерно разнообразие с триизмерни фотореалистични ефекти често се постига без моделиране на рамки и понякога е невъзможно да се разграничи в крайната му форма. Някои графични програми включват филтри, които могат да бъдат приложени към двуизмерни векторни или двумерни растерни графики в прозрачни слоеве. Визуалните артисти могаткопирайте или визуализирайте 3D изображения и ръчно създавайте фотореалистични ефекти, без да използвате филтри. Въпреки това, този триизмерен графичен режим във видео и анимация често изисква специално оборудване (точки) за по-добро гледане.
Псевдо-3D и True 3D
Някои видеоигри използват ограничена проекция на триизмерни среди, като изометрични графики или виртуални камери с фиксиран ъгъл, предназначени да подобрят работата на игровия двигател или стилистични и игрови задачи. Смята се, че такива игри използват псевдо-3D графика. Изпълнението на 3D графики и игри, създадени чрез симулация, е значително различно.
