Alapfogalmak háromdimenziós grafika
Háromdimenziós grafika már széles körben használják olyan területeken, mint a tudományos számításokat, műszaki tervezés, számítógépes szimuláció a fizikai tárgyak.
Ahhoz, hogy hozzon létre egy élethű modelljét az objektumot geometriai primitívek (kocka, gömb, kúp, stb), és sima, úgynevezett spline felületeket. Típusú felületi található a tér által meghatározott rács referenciapontok. Minden egyes pont van rendelve egy együttható, amelynek értéke határozza meg a mértékét annak hatása a felületi szakasz közel húzódó pontot. A kölcsönös helyzete pontok és az együtthatók függő alakja és felületének simaságát egészére.
A deformáció az objektum által a kontrol pontok mozgatásával, közel. Minden ellenőrző pont jár a legközelebb referenciapontok a mértéke hatással rájuk határozza távolról. Egy másik módszer az úgynevezett hálós deformáció. Az objektum körül vagy annak egy része található a háromdimenziós háló, elmozdulás bármely pontjára ami a rugalmas deformációja mind a háló és a körülvett tárgy.
Egy másik módja, hogy építsenek tárgyakat primitívek szilárd modellezés. Az objektumok képviseli szilárd anyag, amely a kölcsönhatás más szervek különböző módokon (Union, kivonás, összevonása és mtsai.) Alávetni kívánt átalakulást.
Minden különböző tulajdonságok a számítógépes modellezés csökken a képalkotó felületét, azaz a felület kiszámítása az átviteli együtthatóval és az a szög a fénytörés sugarak határán az anyag és a környező tér. A felületi tulajdonságok leírása a generált textúra tömbök, amely adatokat tartalmaz az átláthatóság mértéke az anyag, refraktív indexet, színt minden ponton, egy kiemelő szín, a szélessége és az élesség és mások.
Befejezése után a tervezés és láthatóvá létesítmény kezdi „ébredés”, azaz hozzárendelését mozgási paraméterek. Számítógépes animáció alapul kulcskockákat.
A komplex matematikai modellek szimulálására különböző fizikai hatások: robbanás, eső, hó, tűz, füst, köd, és mások.
Háromdimenziós grafika már széles körben használják olyan területeken, mint a tudományos számításokat, műszaki tervezés, számítógépes szimuláció a fizikai tárgyak (3.). Példaként tekintsük a legbonyolultabb változatát háromdimenziós modellezés - létrehozása a mozgókép valós fizikai testet.
Egyszerűsített formában térbeli modellezés objektum igényli:
- a tervezés és hozzon létre egy virtuális csontvázat ( „gerinc”) az objektum, amely a legjobban megfelel annak jelenlegi formájában;
- a tervezés és virtuális anyagok fizikai tulajdonságai hasonlóak a valódi képalkotás;
- hozzárendelése anyagok különböző részein a felület a tárgy (a zsargonban - „tervezési textúra tárgy”);
- beállítani a fizikai paraméterek a tér, amely azt a tárgyat - meghatározott világítás, a gravitáció, a légköri tulajdonságok, tulajdonságai kölcsönható tárgyak és felületek;
- állítsa be a pályára a tárgyak;
- kiszámítja a kapott keretek sorozatára;
- felülíró felületi hatások a végső animáció.
Ahhoz, hogy hozzon létre egy realisztikus modell a tárgy segítségével geometriai formák (négyzet, kocka, gömb, kúp, stb), és sima, az úgynevezett spline felületek. Az utóbbi a leggyakrabban használt módszer a bicubic racionális B-spline szabálytalan háló (NURBS). Írja felület míg található a tér által meghatározott rács referenciapontok. Minden egyes pont van rendelve egy együttható, amelynek értéke határozza meg a mértékét annak hatása a felületi szakasz közel húzódó pontot. A relatív pozíciója pontok és a nagysága az együtthatók alakjától függ, és „sima” felület egészére.
Miután alkotó „csontváz” a bevonandó tárgy az anyagok felületén. Minden különböző tulajdonságok a számítógépes modellezés csökken a képalkotó felületét, azaz a felület kiszámítása az átviteli együtthatóval és az a szög a fénytörés sugarak határán az anyag és a környező tér.
Árnyékolás azt jelenti felületek készült Guro (Gouraud) vagy Phong (Phong). Az első esetben, a színe a primitív számítjuk csak a csúcsait, majd lineárisan interpolált egész felületén. A második esetben, a normális, hogy az objektum, mint egy egész, annak vektor komponensek interpolált egész felületén primitívek és a lefedettség kiszámítjuk minden egyes ponton.
A fény kimenő a felszínről egy adott helyen az irányt a megfigyelő, a komponensek összegére vonatkoztatva együtthatóval kell megszorozni társított anyag és a szín a felület ezen a ponton. Ahhoz, hogy ezen összetevők közé tartoznak:
- fény, érkező a hátsó oldalán felülete, azaz a megtört fény (megtört);
- fény egyenletesen szórt felülete (diffúz);
- tükröződve visszavert fényt (visszavert);
- tükröződés, azaz a visszavert fény forrás (Spekuláris);
- intrinsic emissziós felülete (Self Illumination).
A következő lépés a bevezetése ( „design”) textúrák bizonyos részein a keret az objektum. Meg kell venni ezek kölcsönösen hatnak a határok a primitívek. Tervezése anyagok a témában - a feladat nehéz, hogy hivatalossá, ez hasonlít a művészi folyamatot, és szükség van az előadóművész legalább minimális kreativitás.
Befejezése után a tervezési és megjelenítő eszköz megkezdi „ébredés”, azaz a feladat a mozgás paramétereit. Számítógépes animáció alapul kulcskockákat. Az első képen, a tárgy ki van téve az eredeti helyére. Bizonyos idő eltelte után (például, a nyolcadik blokk) kap egy új helyzetben a tárgy és így tovább, egészen a véghelyzetbe. Közbenső értékeket úgy számítjuk ki, a program egy speciális algoritmus. Ha ez nem egyszerűen egy lineáris közelítés, és a fokozatos változás abban a helyzetben, referenciapontok a tárgy szerint a megadott feltételekkel.
Ezek a feltételek által meghatározott hierarchiáját tárgyak (azaz, a törvényi azok egymással kölcsönhatásban), hagyjuk síkok mozgását forgását korlátozza szögek, az értékeket a gyorsulások és sebességek. Ez a megközelítés az úgynevezett eljárás inverz kinematikai mozgás. Ez jól működik a szimuláció mechanikus eszközök. Abban az esetben, utánzás élőlények használja az úgynevezett csontváz modell. Ez azt jelenti, hozzon létre egy keretet, mozgó pontok jellemző tárgy modellezzük. Mozgás pontok kiszámítása az előző módszerrel. Ezután, a kereten szuperponált héj, amely a modellezett felületek, amelyek a keret egy sor ellenőrzési pontok, azaz generált drótváz modell. Drótváz modell láthatóvá overlay felületi textúrák fényviszonyoknak megfelelően. A mozgás során az objektum kapott nagyon valószínűnek utánzata mozgását élőlényt.
Számítási nevezett folyamat teszi valósághű képeket (rendering). A legtöbb modern renderelő program alapján a fordított sugárkövetéssel (Backway Sugárkövetés). A komplex matematikai modellek szimulálására fizikai hatások, mint például a robbanások, eső, tűz, füst, köd. A következtetés teszi a háromdimenziós számítógépes animáció, használjuk, mint önálló termék, akár különálló részek vagy keretek késztermék.
A speciális területe a háromdimenziós szimuláció a valós idejű szimulátorok képezik technikai eszközök - autók, hajók, repülőgépek és űrhajók. Úgy kell nagyon pontosan végrehajtja a műszaki paramétereit a tárgyak és tulajdonságait a környezettől függ. Az egyszerűbb megvalósítási módok, például amikor a képzés a vezetés szárazföldi járművek, szimulátorok végrehajtott személyi számítógépek.