WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Тривимірна комп’ютерна графіка і анімація. Ключові концепції 3D Studio MAX - Реферат

Тривимірна комп’ютерна графіка і анімація. Ключові концепції 3D Studio MAX - Реферат


Реферат на тему:
Тривимірна комп'ютерна графіка і анімація. Ключові концепції 3D Studio MAX
3D-графіка призначена для імітації фотографування або відео зйомки тривимірних образів об'єктів, які попередньо створюються в пам'яті комп'ютера в такій послідовності: попередня підготовка, створення геометричної моделі сцени, настроювання освітлення і знімальних камер, підготовка і призначення матеріалів, візуалізація сцени. Таким чином створюється уявний світ, який часто називають віртуальним.
Попередня підготовка передбачає продумування складу сцени, розміщення об'єктів і їх деталей, які будуть видимими з передбачуваних напрямів спостереження.
На етапі створення геометричної моделі сцени за допомогою різноманітних інструментальних засобів будуються тривимірні геометричні моделі об'єктів сцени, після чого сцену можна розглядати і "фотографувати" з будь-якого потрібного ракурсу.
Правильний вибір джерел світла дозволяє виконувати імітацію фотографування сцени в будь-яких умовах освітленості, причому освітленість всіх об'єктів, тіні від них і бліки світла розраховуються автоматично. Моделі знімальних камер дають можливість розглядати тривимірну сцену і виконувати її знімання під будь-яким вибраним кутом зору.
На етапі підготовки і призначення матеріалів забезпечується надання сцені візуальної правдоподібності, що наближує якість зображення до реальної фотографії. Працюючи з матеріалами, можна настроювати такі їх якості, як сила блиску, прозорість, самосвічення, дзеркальність, рельєфність та інші. Реальні фотографії можна включати в склад матеріалів або використовувати для імітації фону.
Візуалізація сцени або рендерінг (rendering) полягає в проведенні програмою розрахунків і нанесення на зображення всіх тіней, бліків, взаємних відблисків об'єктів і т. п. і може тривати досить довго, що залежить від складності сцени і швидкодії комп'ютера.
Типовими галузями застосування тривимірної графіки і анімації є:
· комп'ютерне проектування - архітектурне, конструювання інтер'єрів, віртуальних виставок, створення тривимірних образів деталей і конструкцій і т. п.;
· комп'ютерні ігри;
· комбінована зйомка - використовується там, де виконання реальної фотозйомки неможливо, важко реалізується або вимагає значних матеріальних витрат, а також для синтезу зображень подій, які не зустрічаються в повсякденному житті (книжкова і журнальна графіка, реклама, художня творчість, популяризація науки);
· комп'ютерна мультиплікація - спрощується робота над мультиплікаційними відеофрагментами за рахунок використання методів анімації тривимірних сцен (телевізійна реклама, кінозйомка з включенням анімаційних ефектів, створення науково-популярних або фантастичних сюжетів, відеотренажерів і т. п.).
До недоліків тривимірної графіки слід віднести:
· підвищені вимоги до апаратної частини і пам'яті комп'ютера;
· необхідність проведення великої підготовчої роботи по створенню моделей всіх об'єктів сцени і призначення їм матеріалів;
· меншу, ніж в двовимірній графіці, свободу в формуванні зображень;
· необхідність контролю за взаємним положенням об'єктів в складі сцени;
· неправдоподібну ідеальність результатів візуалізації.
В тривимірній графіці оболонки об'єктів, незалежно від їх форми, складаються з трикутникових граней, що утворюють сітку. Кожна грань має три вершини і три ребра. Суміжні грані, що лежать в одній площині, утворюють багатокутник, або полігон, тому сітку часто називають полігональною. Ребра між гранями, які не лежать в одній площині, зображують на сітці суцільними лініями, а між гранями, які лежать в одній площині - пунктиром. Нормаль (перпендикуляр до поверхні грані) дозволяє визначити, чи буде дана грань видимою. Видимими вважаються тільки ті грані, нормалі яких направлені в бік спостерігача. Кожна грань задається координатами своїх вершин (Х,Y,Z).
Кожний об'єкт розміщується в так званому габаритному контейнері, який являє собою прямокутний паралелепіпед, описаний навкруги об'єкту. В момент створення об'єкту сторони габаритного контейнера орієнтуються паралельно координатним плоскостям глобальної системи координат, а при повертаннях об'єкту разом з ним повертається і його габаритний контейнер. Габаритні контейнери дозволяють програмі швидко визначати, чи закривають об'єкти один одного при спостеріганні сцени з певного напряму. Вони використовуються при підгонці розміру об'єкту під розмір вікна, визначають геометричний центр об'єктів складної форми (центр габаритного контейнера), дозволяють відобразити об'єкти в вигляді габаритного контейнера.
Використовуючи контролери анімації, програми тривимірної графіки здатні автоматично створювати анімаційні послідовності кадрів з врахуванням взаємного затінення, зміни освітленості, відбиття і перевідбиття світла, рівномірного або прискореного руху і т. п.
В 3D-графіці використовується два види проекцій: паралельні (аксонометричні) і центральні (перспективні). При побудові аксонометричної проекції тривимірного об'єкту його окремі точки зносяться на площину проекції паралельним пучком променів, а при побудові центральної проекції - пучком променів, що виходять з одної точки, яка відповідає положенню ока спостерігача. Окремим випадком аксонометричних проекцій є ортографічні проекції, коли площина проекції вирівнюється паралельно одній з координатних площин тривимірного простору (вид зверху, знизу, спереду, ззаду, справа і зліва).
Всі об'єкти сцени розміщуються в глобальній системі координат (Х,Y,Z) з початком в точці (0,0,0). Умовно вважають, що в віртуальному тривимірному просторі цієї системи вісь Z відповідає поняттю висоти, вісь Х - ширини, а вісь Y - довжини або глибини сцени. Площинами, на які зображуються проекції об'єктів сцени, по замовчуванню є три площини, що проходять через осі глобальної системи координат: ZX (вид спереду, вид ззаду), XY (вид зверху, вид знизу), ZY (вид зліва, вид справа).
Локальна система координат призначається кожному об'єкту і визначає поняття "верх", "ліво", "право" для цього об'єкту. Початок її
Loading...

 
 

Цікаве