КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Архитектура- (3434) Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Война- (14632) Високи технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) 1065) House- (47672) Журналистика и масови медии- (912) Изобретения- (14524) Чужди езици- (4268) Компютри- (17799) Изкуство- (1338) История- (13644) Компютри- (11121 ) Художествена литература (373) Култура- (8427) Лингвистика- (374 ) Медицина- (12668 ) Naukovedenie- (506) Образование- (11852) Защита на труда- ( 3308) Педагогика- (5571) P Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Олимпиада- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Инструменти- ( 1369) Програмиране- (2801) Производство- (97182) Промишленост- (8706) Психология- (18388) Земеделие- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строителство- (4793) Търговия- (5050) Транспорт- (2929) Туризъм- (1568) Физика- (3942) ) Химия- (22929 ) Екология- (12095) Икономика- (9961) Електроника- (8441) Електротехника- (4623) Енергетика- (12629 )

Основни понятия на триизмерната графика




Вижте също:
  1. Г.2 Идентифициране на разходите за основни дейности.
  2. I. Основните задачи на сигурността и информацията в информационните системи
  3. I. ОСНОВНИ УСЛОВИЯ И РАЗПОРЕДБИ ЗА ЗАЩИТА НА ИНФОРМАЦИЯТА В КОМПЮТЪРНИТЕ СИСТЕМИ
  4. I. Основната теория за произхода на държавата и правото.
  5. I. КОНЦЕПЦИЯ ОТ ГРЕШКИ И ДЕФЕКТИВНИ ПРОДУКТИ
  6. А. Колониалната система: основните етапи.
  7. Значението и основните понятия на контролната функция
  8. Алгоритмични основи на съвременната компютърна графика
  9. Арбитражните съдилища, тяхната роля и основни задачи
  10. Фитинги. Основните му физически и механични свойства. Арматурни изделия
  11. Основни понятия за изкуствен интелект
  12. Основни концепции за софтуер в реално време

Фрактална графика

Векторна графика

Ако в растерната графика основният елемент на изображението е точка, то във векторни графики това е линия. Линията е описана математически като единичен обект и следователно количеството данни за показване на обект чрез векторна графика е значително по-малко, отколкото в растерната графика.

Линия - елементарен обект на векторна графика. Както всеки обект, линията има свойствата: форма (права, крива), дебелина, цвят, очертание (твърдо, пунктирано). Затворените линии придобиват собствеността на пълненето. Пространството, което покриват, може да бъде запълнено с други обекти (текстури, карти) или избран цвят.

Най-простата открита линия е ограничена от две точки, наречени възли. Възлите също имат свойства, чиито параметри влияят върху формата на края на линията и естеството на конюгирането с други обекти.

Всички други векторни графични обекти се състоят от линии. Например куб може да бъде съставен от шест свързани правоъгълника, всяка от които, от своя страна, е оформена от четири свързани линии. Възможно е да си представите куб като дванадесет свързани линии, образуващи ръбове.

Фракталната графика, като векторна графика, се основава на математически изчисления. Основният елемент на фракталната графика обаче е самата математическа формула, т.е. не се съхраняват предмети в паметта на компютъра и изображението се конструира само от уравненията. По този начин те изграждат едновременно най-простите регулярни структури и сложни илюстрации, които имитират природните ландшафти и триизмерните обекти.

Триизмерната графика намери широко приложение в области като научни изчисления, инженерно проектиране, компютърна симулация на физически обекти. Като пример, помислете за най-сложната версия на триизмерното моделиране - създаването на движещ се образ на истинско физическо тяло.

В опростена форма, пространственото моделиране на обект изисква:

· Да се ​​проектира и създаде виртуална рамка ("скелет") на обект, която най-пълно съответства на неговата реална форма;

· Проектиране и създаване на виртуални материали с физически свойства, подобни на реалните;

· Присвояване на материали към различни части от повърхността на обекта (в професионален жаргон, "текстуриране на обект");

· Регулиране на физическите параметри на пространството, в което обектът ще действа - за определяне на осветеността, гравитацията, свойствата на атмосферата, свойствата на взаимодействащите обекти и повърхности;

· Задайте траекторията на обектите;

· Изчислява се получената последователност от рамки;



· Насладете повърхностните ефекти върху окончателния анимационен филм.

За да се създаде реалистичен модел на обект, се използват геометрични примитиви (правоъгълник, куб, топка, конус и т.н.) и гладки, така наречените сплайнни повърхности. В последния случай най-често се използва методът на двубактериални рационални B-сплайни върху неравномерна мрежа (NURBS). Изгледът на повърхността се определя от решетка от опорни точки, разположени в пространството. На всяка точка се определя коефициент, чиято стойност определя степента на нейното влияние върху частта от повърхността, преминаваща близо до точката. Формата и "гладкостта" на повърхността като цяло зависи от относителната позиция на точките и от големината на коефициентите. Специалните инструменти ви позволяват да се справите с примитивите, които съставят обекта като цяло, като вземете предвид взаимодействието им въз основа на определен физически модел.

Деформацията на обекта се осъществява чрез придвижване на контролни точки, разположени в близост. Всяка контролна точка е свързана с близки еталонни точки, степента на нейното влияние върху тях се определя от разстоянието. Друг метод се нарича мрежа на основата. Триизмерна решетка е разположена около обекта или неговата част, изменението на която и да е точка от него предизвиква еластична деформация както на самата мрежа, така и на заобикалящия обект.

Друг начин за изграждане на обекти от примитиви е солидното моделиране. Обектите се представят от твърди вещества, които при взаимодействие с други тела по различни начини (съюз, изваждане, сливане и други) преминават през необходимата трансформация. Например, изваждането на топката от правоъгълен паралелепипед ще доведе до полукръгъл дупчин в паралелепипеда.

След формирането на "скелета" на обекта е необходимо покритието да се покрие с материали. Цялото разнообразие от свойства в компютърното моделиране се свежда до визуализацията на повърхността, т.е. до изчисляването на коефициента на прозрачност на повърхността и ъгъла на пречупване на светлинните лъчи в границите на материала и околното пространство.

Повърхностите са боядисани с помощта на методите Gouraud или Phong . В първия случай цветът на примитивата се изчислява само на нейните върхове и след това се интерполира линейно върху повърхността. Във втория случай, нормалният е конструиран спрямо обекта като цяло, неговият вектор се интерполира върху повърхността на съставните примитиви и осветеността се изчислява за всяка точка.

Следващата стъпка е налагането ("дизайна") на текстурите върху определени области на рамката на обекта. В този случай е необходимо да се вземе предвид тяхното взаимно влияние върху границите на примитивите. Проектирането на материали за даден обект е трудно да се формализира, прилича на художествения процес и изисква най-малко минимални творчески способности от изпълнителя.

След завършване на конструкцията и визуализацията на обекта, той започва да "съживява", т.е. да настрои параметрите на движение. Компютърната анимация се основава на ключови кадри. В първата рамка обектът е зададен в първоначалното си положение. След определен период (например, в осмия кадър) се поставя нова позиция на обекта и т.н. до крайната позиция. Средните стойности се изчисляват от програмата, като се използва специален алгоритъм. Когато това се случи, не само линейно приближение, но гладка промяна в положението на референтните точки на обекта в съответствие с определените условия.

Най-усъвършенстваният метод за анимация е да улови истинските движения на физически обект. Например, човек определя ярките източници на светлина в контролните точки и премахва дадено движение на видео или филм. След това координатите на точките в кадрите се прехвърлят от филма към компютъра и се присвояват на съответните референтни точки на модела на рамката. В резултат на движението на симулирания обект е почти неразличимо от живия прототип.

Специална област на триизмерното моделиране в реално време се състои от симулатори на технически средства - автомобили, кораби, самолети и космически кораби. Те трябва да прилагат много точно техническите параметри на обектите и свойствата на околната среда. В по-прости варианти, например, когато преподават превозни средства с принудително движение, симулаторите се изпълняват на персонални компютри.

Най-модерните устройства днес са проектирани да обучават пилотиране на космически кораби и военни самолети. Моделирането и визуализацията на обекти в такива симулатори използва няколко специализирани графични станции, изградени на мощен RISC процесор и високоскоростни видео адаптери с хардуерни ускорители на триизмерна графика. Цялостното управление на системата и неправилното изчисление на сценариите за взаимодействие се приписват на суперкомпютър, състоящ се от десетки и стотици процесори. Цената на тези комплекси се изразява в деветцифрени числа, но използването им се изплаща достатъчно бързо, тъй като обучението на реални устройства е десет пъти по-скъпо.