Триизмерната графика (3D графика, три измерения на изображението, 3 измерения, руски 3 измерения) е раздел от компютърната графика, набор от техники и инструменти (както софтуерни, така и хардуерни), предназначени за изобразяване на триизмерни обекти. Най-често се използва за създаване на изображения върху равнината на екран или лист печатни материали в архитектурната визуализация, киното, телевизията, компютърните игри, печатните материали, както и в науката и индустрията.

Триизмерното изображение в равнина се различава от двуизмерното по това, че включва изграждането на геометрична проекция на триизмерен модел на сцената върху равнина (например екран на компютър) с помощта на специализирани програми. В този случай моделът може или да съответства на обекти от реалния свят (коли, сгради, ураган, астероид) или да бъде напълно абстрактен (проекция на четириизмерен фрактал).

За да получите триизмерно изображение в равнина, са необходими следните стъпки:

моделиране - създаване на триизмерен математически модел на сцената и обектите в нея.

рендиране (визуализация) - изграждане на проекция в съответствие с избрания физически модел.

изведе полученото изображение на изходно устройство - дисплей или принтер.

Въпреки това, поради опитите за създаване на 3D дисплеи и 3D принтери, 3D графиките не включват непременно проекция върху равнина

Моделиране

Сцената (виртуално пространство за моделиране) включва няколко категории обекти:

Геометрия (модел, конструиран с помощта на различни техники, например сграда)

Материали (информация за визуалните свойства на модела, като цвят на стената и отразяваща способност на прозореца)

Източници на светлина (посока, мощност, настройки на светлинния спектър)

Виртуални камери (избор на точка и ъгъл на проекция)

Сили и въздействия (настройки за динамични изкривявания на обекти, използвани главно в анимацията)

Допълнителни ефекти (обекти, симулиращи атмосферни явления: светлина в мъгла, облаци, пламъци и др.)

Проблем с 3D моделиране- опишете тези обекти и ги поставете в сцената, като използвате геометрични трансформации в съответствие с изискванията за бъдещото изображение.

Изобразяване

На този етап математическият (векторен) пространствен модел се превръща в плоска (растерна) картина. Ако искате да създадете филм, тогава се изобразява поредица от такива картини - кадри. Като структура от данни изображението на екрана е представено от матрица от точки, където всяка точка се определя от поне три числа: интензитета на червеното, синьото и зеленото. По този начин изобразяването преобразува триизмерна векторна структура от данни в плоска матрица от пиксели. Тази стъпка често изисква много сложни изчисления, особено ако трябва да се създаде илюзията за реалност. Най-простата форма на изобразяване е да се начертаят контурите на модели на компютърен екран с помощта на проекция, както е показано по-горе. Обикновено това не е достатъчно и трябва да създадете илюзията за материалите, от които са направени предметите, както и да изчислите изкривяванията на тези обекти поради прозрачни среди (например течност в чаша).

Има няколко технологии за изобразяване, често комбинирани заедно. Например:

Z-буфер (използван в OpenGL и DirectX 10);

сканираща повърхност. Цветът на пиксела ще бъде същият като цвета на тази повърхност (понякога като се вземе предвид осветлението и т.н.);

Проследяването на лъчи (проследяване на лъчи) е същото като scanline, но цветът на пиксела се прецизира чрез конструиране на допълнителни лъчи (отразени, пречупени и т.н.) от точката на пресичане на лъча за гледане. Въпреки името се използва само обратно проследяване на лъчи (т.е. от наблюдателя към източника на светлина), директното проследяване на лъчи е изключително неефективно и изразходва твърде много ресурси за получаване на висококачествена картина;

Глобална илюминация (на английски: global illumination, radiosity) - изчисляване на взаимодействието на повърхности и среди във видимия спектър на излъчване с помощта на интегрални уравнения.

Границата между алгоритмите за проследяване на лъчи вече е почти размита. И така, в 3D Studio Max стандартният визуализатор се нарича Default scanline renderer, но той отчита не само приноса на дифузна, отразена и присъща (цвет на самосветене) светлина, но също така и изгладени сенки. Поради тази причина по-често концепцията за Raycasting се отнася за обратно проследяване на лъчи, а Raytracing се отнася за проследяване на лъчи напред.

Най-популярните системи за изобразяване са:

Фотореалистичен RenderMan (PRMan)

Поради големия обем подобни изчисления, изобразяването може да бъде разделено на нишки (паралелизирани). Следователно за рендирането е много важно да се използват многопроцесорни системи. Напоследък има активно развитие на системи за рендиране, които използват графични процесори вместо централни процесори и днес тяхната ефективност за такива изчисления е много по-висока. Такива системи включват:

Refractive Software Octane Render

AAA студио FurryBall

RandomControl ARION (хибрид)

Много производители на CPU рендиращи системи също планират да въведат GPU поддръжка (LuxRender, YafaRay, mental images iray).

Най-напредналите постижения и идеи в триизмерната графика (и компютърната графика като цяло) се докладват и обсъждат на годишния симпозиум SIGGRAPH, който традиционно се провежда в САЩ.

Вероятно четете тази статия на екрана на компютърен монитор или мобилно устройство – дисплей, който има реални размери, височина и ширина. Но когато гледате например анимационния филм „Играта на играчките“ или играете играта „Tomb Raider“, вие гледате триизмерен свят. Едно от най-удивителните неща в 3D света е, че светът, който виждате, може да бъде светът, в който живеем, светът, в който ще живеем утре, или свят, който живее само в умовете на създателите на филми или игри. И всички тези светове могат да се появят само на един екран - това е най-малкото интересно.
Как един компютър заблуждава очите ни, че когато гледаме плосък екран, виждаме дълбочината на представената картина? Как разработчиците на игри гарантират, че виждаме истински герои, движещи се в реален пейзаж? Днес ще ви разкажа за визуалните трикове, използвани от графичните дизайнери и как всичко е проектирано и изглежда толкова просто за нас. Всъщност всичко не е просто и за да разберете какво е 3D графика, отидете на изрезката - там ще намерите завладяваща история, в която, сигурен съм, ще се потопите с безпрецедентно удоволствие.

Какво прави изображението триизмерно?

Изображение, което има или изглежда има височина, ширина и дълбочина, е триизмерно (3D). Картина, която има височина и ширина, но няма дълбочина, е двуизмерна (2D). Напомни ми къде намираш двуизмерни изображения? - Почти навсякъде. Спомнете си дори обичайния символ на вратата на тоалетната, показващ кабина за един или друг пол. Символите са проектирани по такъв начин, че да ги разпознавате и разпознавате с един поглед. Ето защо те използват само най-основните форми. По-подробна информация за даден символ може да ви каже какви дрехи носи това малко човече, което виси на вратата, или цвета на косата му, като например символиката на вратата на женската тоалетна. Това е една от основните разлики между начина, по който се използват 3D и 2D графики: 2D графиките са прости и запомнящи се, докато 3D графиките използват повече детайли и пакетират значително повече информация в привидно обикновен обект.

Например триъгълниците имат три линии и три ъгъла - всичко, което е необходимо, за да се разбере от какво се състои триъгълникът и какво представлява той като цяло. Погледнете обаче триъгълника от другата страна - пирамидата е триизмерна структура с четири триъгълни страни. Моля, обърнете внимание, че в този случай вече има шест линии и четири ъгъла - от това се състои пирамидата. Вижте как един обикновен обект може да стане триизмерен и да съдържа много повече информация, необходима за разказване на историята на триъгълник или пирамида.

В продължение на стотици години художниците са използвали някои визуални трикове, които могат да направят едно плоско 2D изображение да изглежда като прозорец към истинския 3D свят. Можете да видите подобен ефект в обикновена снимка, която можете да сканирате и прегледате на компютърен монитор: обектите на снимката изглеждат по-малки, когато са по-далеч; обектите в близост до обектива на камерата са на фокус, което означава, че съответно всичко зад обектите на фокус е замъглено. Цветовете обикновено са по-малко живи, ако обектът не е толкова близо. Когато говорим за 3D графики на компютрите днес, говорим за изображения, които се движат.

Какво е 3D графика?

За много от нас играта на персонален компютър, мобилно устройство или усъвършенствана система за игри като цяло е най-яркият пример и общ начин, чрез който можем да съзерцаваме 3D графики. Всички тези компютърно генерирани игри и страхотни филми трябва да преминат през три основни стъпки, за да създадат и представят реалистични 3D сцени:

1. Създаване на виртуален 3D свят
2. Определяне коя част от света ще бъде показана на екрана
3. Определяне как ще изглежда пиксел на екрана, така че пълното изображение да изглежда възможно най-реалистично

Създаване на виртуален 3D свят
Виртуалният 3D свят, разбира се, не е същият като реалния свят. Създаването на виртуален 3D свят е сложна работа по компютърна визуализация на свят, подобен на реалния, за чието създаване се използват голям брой инструменти и което предполага изключително висока детайлност. Вземете например една много малка част от реалния свят - вашата ръка и работния плот под нея. Вашата ръка има специални качества, които определят как може да се движи и да изглежда външно. Ставите на пръстите се огъват само към дланта, а не срещу нея. Ако ударите масата, с нея няма да се случи никакво действие - масата е здрава. Съответно ръката ви не може да мине през работния плот. Можете да докажете, че това твърдение е вярно, като погледнете нещо естествено, но във виртуалния триизмерен свят нещата са съвсем различни – във виртуалния свят няма природа, няма естествени неща като ръката ви например. Обектите във виртуалния свят са напълно синтетични - това са единствените свойства, които са им дадени с помощта на софтуер. Програмистите използват специални инструменти и проектират 3D виртуални светове с изключително внимание, за да гарантират, че всичко се държи по определен начин по всяко време.

Каква част от виртуалния свят е показана на екрана?
Във всеки един момент екранът показва само малка част от виртуалния 3D свят, създаден за компютърната игра. Това, което се показва на екрана, са определени комбинации от начини, по които светът е дефиниран, където вземате решения за това къде да отидете и какво да видите. Без значение накъде вървите - напред или назад, нагоре или надолу, наляво или надясно - виртуалният 3D свят около вас определя какво виждате, когато сте в определена позиция. Това, което виждате, има смисъл от една сцена до друга. Ако погледнете обект от едно и също разстояние, независимо от посоката, той трябва да изглежда високо. Всеки обект трябва да изглежда и да се движи по такъв начин, че да вярвате, че има същата маса като истинския обект, че е твърд или мек като истинския обект и т.н.

Програмистите, които пишат компютърни игри, полагат много усилия да проектират 3D виртуални светове и да ги направят така, че да можете да се скитате наоколо, без да срещате нищо, което да ви накара да си помислите: „Това не може да се случи в този свят!“ Последното нещо, което искате да видите, са два твърди обекта, които могат да минават един през друг. Това е ярко напомняне, че всичко, което виждате, е измама. Третата стъпка включва поне толкова повече изчисления, колкото другите две стъпки и също трябва да се извършва в реално време.

Отляво е компютърна графика, отдясно е mocap актьор

Осветление и перспектива

Когато влезете в стая, светнете светлината. Вероятно не прекарвате много време да се чудите как всъщност работи и как светлината идва от лампата и пътува из стаята. Но хората, работещи с 3D графики, трябва да помислят за това, защото всички повърхности и околните телени рамки и подобни неща трябва да бъдат осветени. Един метод, проследяване на лъчи, включва участъци от пътя, по които светлинните лъчи преминават, докато напускат електрическа крушка, отскачат от огледала, стени и други отразяващи повърхности и накрая се приземяват върху обекти с различна интензивност от различни ъгли. Това е трудно, тъй като една крушка може да произведе един лъч, но в повечето стаи се използват няколко източника на светлина - няколко лампи, плафониери (полилеи), подови лампи, прозорци, свещи и т.н.

Осветлението играе ключова роля в два ефекта, които придават външния вид, тежестта и външната плътност на обектите: затъмнение и сенки. Първият ефект, засенчването, е когато повече светлина пада върху обект от едната страна, отколкото от другата. Засенчването придава на обекта много натурализъм. Това засенчване прави гънките на одеялото дълбоки и меки, а високите скули изглеждат поразителни. Тези разлики в интензитета на светлината подсилват цялостната илюзия, че един обект има дълбочина, както и височина и ширина. Илюзията за маса идва от втория ефект – сянката.

Твърдите тела хвърлят сенки, когато светлината пада върху тях. Можете да видите това, когато наблюдавате сянката, която слънчев часовник или дърво хвърля върху тротоара. Затова сме свикнали да виждаме реални обекти и хора, хвърлящи сенки. В 3D сянката отново подсилва илюзията, създавайки ефекта, че сте в реалния свят, а не в екран от математически генерирани форми.

Перспектива
Перспектива е една дума, която може да означава много неща, но всъщност описва прост ефект, който всички виждат. Ако застанете отстрани на дълъг, прав път и погледнете в далечината, изглежда, че двете страни на пътя се събират в една точка на хоризонта. Освен това, ако дърветата са близо до пътя, дърветата по-далеч ще изглеждат по-малки от дърветата по-близо до вас. Всъщност изглежда, че дърветата се събират в определена точка на хоризонта, образуван близо до пътя, но това не е така. Когато изглежда, че всички обекти в една сцена се събират в една точка в далечината, това е перспектива. Има много вариации на този ефект, но повечето 3D графики използват същата гледна точка, която току-що описах.

Дълбочина на рязкост

Друг оптичен ефект, успешно използван за създаване на триизмерни графични обекти, е дълбочината на полето. Използвайки моя пример с дърветата, в допълнение към горното се случва още нещо интересно. Ако погледнете дървета близо до вас, дърветата по-далеч ще изглеждат извън фокус. Режисьори и компютърни аниматори използват този ефект, дълбочина на полето, за две цели. Първият е да се подобри илюзията за дълбочина в сцената, която потребителят гледа. Втората цел е използването на дълбочина на полето от режисьорите да фокусира вниманието им върху субектите или актьорите, които се считат за най-важни. За да привлечете вниманието си към някой, различен от героинята на филма, например, може да се използва "плитка дълбочина на полето", където само актьорът е на фокус. Сцена, която е предназначена да ви даде пълно впечатление, вместо това ще използва „дълбока дълбочина на полето“, за да запази възможно най-много обекти на фокус и по този начин видими за зрителя.

Изглаждане

Друг ефект, който също разчита на измама на окото, е изглаждането. Цифровите графични системи са много добри в създаването на ясни линии. Но също така се случва диагоналните линии да имат предимство (те се появяват доста често в реалния свят и тогава компютърът възпроизвежда линии, които по-скоро напомнят на стълби (мисля, че знаете какво е стълба, когато разгледате подробно обекта на изображението )). Така че, за да подмами окото ви да види гладка крива или линия, компютърът може да добави определени нюанси на цвета към редовете от пиксели, заобикалящи линията. С този „сив цвят“ на пикселите компютърът всъщност заблуждава очите ви, а междувременно си мислите, че вече няма назъбени стъпки. Този процес на добавяне на допълнителни цветни пиксели, за да подмамят окото, се нарича антиалиасинг и е една от техниките, които се създават ръчно от 3D компютърна графика. Друга предизвикателна задача за компютър е създаването на 3D анимация, пример за която ще ви бъде представен в следващия раздел.

Реални примери

Когато всички трикове, които описах по-горе, се използват заедно, за да се създаде зашеметяващо реална сцена, резултатът оправдава усилията. Най-новите игри, филми и машинно генерирани обекти са комбинирани с фотографски фонове, за да подобрят илюзията. Можете да видите невероятни резултати, когато сравнявате снимки и компютърно генерирана сцена.

Снимката по-горе показва типичен офис, който използва тротоара като вход. На една от следващите снимки обикновена обикновена топка е поставена на тротоара и сцената е заснета. Третата снимка представя използването на компютърна графична програма, която създава топка, която всъщност не съществува на тази снимка. Можете ли да кажете, че има някакви съществени разлики между тези две снимки? Мисля че не.

Създаване на анимация и изяви на живо

Досега разгледахме инструменти, които правят всяко цифрово изображение да изглежда по-реалистично - независимо дали изображението е кадър или част от анимационна последователност. Ако това е анимирана поредица, програмистите и дизайнерите ще използват още повече различни визуални трикове, за да изглежда като „екшън на живо“, а не като компютърно генерирани изображения.

Колко кадъра в секунда?
Когато отидете да гледате хитов филм в местното кино, поредицата от изображения, наречени кадри, се изпълнява с 24 кадъра в секунда. Тъй като нашите ретини задържат изображение малко по-дълго от 1/24 от секундата, очите на повечето хора ще смесят кадрите в едно непрекъснато изображение на движение и действие.

Ако не разбирате какво току-що написах, нека го погледнем по следния начин: това означава, че всеки кадър от филм е снимка, направена при скорост на затвора (експозиция) от 1/24 от секундата. Така, ако погледнете един от многото кадри на състезателен филм, ще видите, че някои от състезателните коли са "размазани", защото са карани с висока скорост, докато камерата е била отворена. Тази замъгленост на нещата, създадена от бързо движение, е това, което сме свикнали да виждаме, и е част от това, което прави изображението реално за нас, когато го гледаме на екрана.

Цифровите 3D изображения обаче все пак не са снимки, така че не се получава ефект на замъгляване, когато обектът се движи в рамката по време на снимане. За да направят изображенията по-реалистични, размазването трябва да бъде изрично добавено от програмистите. Някои дизайнери смятат, че са необходими повече от 30 кадъра в секунда, за да се „превъзмогне“ тази липса на естествено размазване, поради което игрите са издигнати на следващото ниво – 60 кадъра в секунда. Докато това позволява всяко отделно изображение да се показва с много детайли и да показва движещи се обекти на по-малки стъпки, то значително увеличава броя на кадрите за дадена анимирана последователност от действия. Има други определени части от изображения, при които точното компютърно изобразяване трябва да бъде пожертвано в името на реализма. Това се отнася както за движещи се, така и за неподвижни обекти, но това е съвсем различна история.

Да стигнем до края

Компютърната графика продължава да учудва целия свят, като създава и генерира голямо разнообразие от наистина реалистични движещи се и неподвижни обекти и сцени. От 80 колони и 25 реда монохромен текст, графиките са напреднали значително и резултатът е ясен – милиони хора играят игри и изпълняват голямо разнообразие от симулации с днешната технология. Новите 3D процесори също ще осезаят присъствието си - благодарение на тях ще можем буквално да изследваме други светове и да преживеем неща, които никога не смеели да опитаме в реалния живот. И накрая, обратно към примера с топката: как е създадена тази сцена? Отговорът е прост: изображението има компютърно генерирана топка. Не е лесно да се каже кое от двете е истинско, нали? Нашият свят е невероятен и ние трябва да живеем според него. Надявам се, че ви е било интересно и сте научили още една интересна информация.

Триизмерната графика не включва непременно проекция върху равнина.....

Енциклопедичен YouTube

1 / 5

✪ Теория на 3D графиката, урок 01 - Въведение в 3D графиката

✪ Компютърна графика в киното

✪ Лекция 1 | Компютърна графика | Виталий Галински | Лекториум

✪ 12 - Компютърна графика. Основни понятия на компютърната графика

✪ Лекция 4 | Компютърна графика | Виталий Галински | Лекториум

субтитри

Приложение

Триизмерната графика се използва активно за създаване на изображения върху равнина на екрана или лист от печатни материали в науката и промишлеността, например в системите за автоматизация на дизайна (CAD; за създаване на твърди елементи: сгради, машинни части, механизми), архитектурна визуализация (това включва и така наречената „виртуална археология“), в съвременните системи за медицинска визуализация.

Най-широко се използва в много съвременни компютърни игри, както и като елемент от киното, телевизията и печатните продукти.

Триизмерната графика обикновено се занимава с виртуално, въображаемо триизмерно пространство, което се показва на плоска, двуизмерна повърхност на дисплей или лист хартия. Понастоящем са известни няколко метода за показване на триизмерна информация в обемна форма, въпреки че повечето от тях представят обемни характеристики много условно, тъй като работят със стерео изображение. От тази област можем да отбележим стерео очила, виртуални шлемове, 3D дисплеи, способни да демонстрират триизмерно изображение. Няколко производители демонстрираха готови за производство 3D дисплеи. Въпреки това, 3D дисплеите все още не позволяват създаването на пълноценно физическо, осезаемо копие на математическия модел, създаден чрез триизмерни графични методи. Технологиите за бързо създаване на прототипи, които се развиват от 90-те години на миналия век, затварят тази празнина. Трябва да се отбележи, че технологиите за бързо създаване на прототипи използват представяне на математическия модел на обект под формата на твърдо тяло (воксел модел).

Създаване

За да получите триизмерно изображение в равнина, са необходими следните стъпки:

• моделиране- създаване на тримерен математически модел на сцената и обектите в нея;
• текстуриране- присвояване на растерни или процедурни текстури на моделни повърхности (предполага и задаване на свойства на материала - прозрачност, отражения, грапавост и др.);
• осветление- монтаж и конфигурация;
• анимация(в някои случаи) - придаване на движение на предмети;
• динамична симулация(в някои случаи) - автоматично изчисляване на взаимодействието на частици, твърди/меки тела и др. със симулирани сили на гравитация, вятър, плаваемост и др., както и помежду си;
• изобразяване(визуализация) - изграждане на проекция в съответствие с избрания физически модел;
• композиране(layout) - усъвършенстване на изображението;
• изведе полученото изображение на изходно устройство - дисплей или специален принтер.

Моделиране

Най-популярните пакети само за моделиране са:

• Робърт Макнийл и доц. Носорог 3D ;

За да създадете триизмерен модел на човек или създание, скулптурата може да се използва като прототип (в повечето случаи).

Текстуриране

SketchUp

Визуализация на 3D графики в игри и приложения

Има редица софтуерни библиотеки за визуализиране на 3D графики в приложни програми - DirectX, OpenGL и др.

Има редица подходи за представяне на 3D графики в игрите - пълно 3D, псевдо-3D.

Такива пакети дори не позволяват на потребителя да работи директно с 3D модела; например има пакет OpenSCAD, в който моделът се формира чрез изпълнение на генериран от потребителя скрипт, написан на специализиран език.

3D дисплеи

Триизмерни или стереоскопични дисплеи, (3D дисплеи, 3D екрани) - дисплеи, които чрез стереоскопичен или някакъв друг ефект създават илюзията за реален обем на показаните изображения.

Понастоящем по-голямата част от триизмерните изображения се показват с помощта на стереоскопичния ефект, тъй като той е най-лесният за изпълнение, въпреки че използването само на стереоскопия не може да се нарече достатъчно за триизмерно възприятие. Човешкото око, както по двойки, така и самостоятелно, е еднакво добро в разграничаването на триизмерни обекти от плоски изображения [ ] .

Триизмерната графика днес е толкова здраво установена в живота ни, че понякога дори не обръщаме внимание на нейните проявления.

Гледайки билборд, изобразяващ интериора на стая или рекламен видеоклип за сладолед, гледайки кадри от филм, пълен с екшън, нямаме представа, че зад всичко това се крие усърдната работа на майстор на 3D графика.

3D графика е

3D графика (триизмерна графика)- това е специален вид компютърна графика - набор от методи и инструменти, използвани за създаване на изображения на 3D обекти (триизмерни обекти).

Триизмерното изображение не е трудно да се разграничи от двуизмерното, тъй като включва създаване на геометрична проекция на 3D модел на сцената върху равнина с помощта на специализирани софтуерни продукти. Полученият модел може да бъде обект от реалността, например модел на къща, кола, комета, или може да бъде напълно абстрактен. Процесът на конструиране на такъв триизмерен модел се нарича и е насочен преди всичко към създаване на визуално триизмерно изображение на моделирания обект.

Днес, на базата на 3D графика, можете да създадете много точно копие на реален обект, да създадете нещо ново и да вдъхнете живот на най-нереалистичните дизайнерски идеи.

3D графичните технологии и технологиите за 3D принтиране са навлезли в много области на човешката дейност и носят огромни печалби.

3D изображенията ни бомбардират всеки ден по телевизията, във филмите, при работа с компютри и в 3D игри, от билбордове, ясно представящи силата и постиженията на 3D графиката.

Постиженията на съвременната 3D графика намират приложение в следните отрасли

1. Операторско майсторство и анимация- създаване на триизмерни герои и реалистични специални ефекти . Създаване на компютърни игри- разработка на 3D герои, среди за виртуална реалност, 3D обекти за игри.
2. реклама- възможностите на 3D графиката ви позволяват изгодно да представите продукт на пазара, като използвате 3D графика, можете да създадете илюзията за кристално бяла риза или вкусен плодов сладолед с парченца шоколад и др. В същото време в действителност рекламираният продукт може да има много недостатъци, които лесно се крият зад красиви и качествени изображения.
3. Вътрешен дизайн- проектирането и разработването на интериорен дизайн днес също не може без триизмерна графика. 3D технологиите позволяват да се създават реалистични 3D модели на мебели (диван, фотьойл, стол, скрин и др.), като точно повтарят геометрията на обекта и създават имитация на материала. Използвайки 3D графики, можете да създадете видео, показващо всички етажи на проектираната сграда, която може дори да не е започнала строеж.

Стъпки за създаване на 3D изображение

За да получите 3D изображение на обект, трябва да изпълните следните стъпки

1. Моделиране- изграждане на математически 3D модел на общата сцена и нейните обекти.
2. Текстурираневключва прилагане на текстури към създадени модели, коригиране на материали и правене на моделите да изглеждат реалистични.
3. Настройки на осветлението.
4. (движещи се обекти).
5. Изобразяване- процесът на създаване на изображение на обект с помощта на предварително създаден модел.
6. Композиране или композиране- последваща обработка на полученото изображение.

Моделиране- създаване на виртуално пространство и обекти в него, включва създаване на различни геометрии, материали, източници на светлина, виртуални камери, допълнителни специални ефекти.

Най-често срещаните софтуерни продукти за 3D моделиране са: Autodesk 3D max, Pixologic Zbrush, Blender.

Текстуриранее наслагване върху повърхността на създаден триизмерен модел на растерно или векторно изображение, което ви позволява да покажете свойствата и материала на даден обект.

Осветление- създаване, настройка на посоката и настройка на източниците на осветление в създадената сцена. Графичните 3D редактори, като правило, използват следните видове източници на светлина: точкова светлина (различни лъчи), всеобхватна светлина (всепосочна светлина), насочена светлина (паралелни лъчи) и др. Някои редактори позволяват създаването на обемен източник на светене (Сферична светлина).

3D графиката е процес на създаване на триизмерен модел с помощта на специални компютърни програми. Този тип компютърна графика е погълнал много от векторната, както и от растерната компютърна графика. Въз основа на чертежи, рисунки, подробни описания или друга графична или текстова информация, 3D дизайнер създава триизмерно изображение.

В специална програма моделът може да бъде разгледан от всички страни (отгоре, отдолу, отстрани), вграден във всяка равнина и във всяка среда. Триизмерната компютърна графика, подобно на векторната, е обектно-ориентирана, което ви позволява да променяте както всички елементи на триизмерна сцена, така и всеки обект поотделно. Този тип компютърна графика има голям потенциал да поддържа техническо чертане. С помощта на графични редактори на триизмерна компютърна графика можете да създавате визуални изображения на части и машиностроителни продукти, както и да правите прототипи на сгради и архитектурни обекти, изучавани в съответния раздел на архитектурен и строителен чертеж. Заедно с това може да се осигури графична поддръжка за такива раздели на дескриптивната геометрия като перспективни, аксонометрични и ортогонални проекции, т.к. принципите на конструиране на изображения в триизмерната компютърна графика са частично заимствани от тях.

Триизмерната графика може да бъде с всякаква сложност. Можете да създадете прост 3D модел с малко детайли и опростена форма. Или може да бъде по-сложен модел, в който се разработват най-малките детайли, текстури, използват се професионални техники (сенки, отражения, пречупване на светлината и т.н.). Разбира се, това сериозно се отразява на цената на готовия 3D модел, но ви позволява да разширите използването на 3D модела.

Къде се използва 3D графика?

Триизмерното моделиране (3D графика) се използва днес в много области. Разбира се, на първо място това е строителството. Това може да бъде модел на бъдещ дом, било то частна, апартаментна или офис сграда, или всъщност всяко промишлено съоръжение. В допълнение, визуализацията се използва активно в проекти за интериорен дизайн.

3D моделите са много популярни при разработката на уебсайтове. За да създадат специален ефект, някои създатели на уебсайтове добавят не само графични елементи към дизайна, но и триизмерни модели, понякога дори анимирани. Програмите и технологиите за триизмерно моделиране се използват широко в производството, например при производството на корпусни мебели, и в строителството, например, за създаване на фотореалистичен дизайнерски проект за бъдеща стая. Много дизайнери отдавна са преминали от използването на владетел и молив към модерни триизмерни компютърни програми. Постепенно други компании, предимно производствени и търговски, усвояват нови технологии.

Разбира се, 3D моделите се използват предимно за демонстрационни цели. Те са незаменими при презентации, изложби, а също така се използват при работа с клиенти, когато е необходимо ясно да се покаже какъв ще бъде крайният резултат. Освен това са необходими методи за триизмерно моделиране, когато е необходимо да се покажат в обем вече готови обекти или обекти, които са съществували някога. 3D моделирането е не само бъдещето, но и миналото и настоящето.

Предимства на 3D моделирането

3D моделирането има много предимства пред другите методи за визуализация. Триизмерното моделиране осигурява много точен модел, който е възможно най-близо до реалността. Съвременните програми помагат за постигане на висока детайлност. В същото време видимостта на проекта се увеличава значително. Изразяването на триизмерен обект в двуизмерна равнина не е лесно, докато 3D визуализацията ви позволява внимателно да изработите и най-важното да видите всички детайли. Това е по-естествен начин за визуализация.

Много е лесно да направите почти всякакви промени в 3D модела. Можете да промените проекта, да премахнете някои части и да добавите нови. Вашето въображение е практически неограничено и можете бързо да изберете опцията, която ви подхожда най-добре.

Но 3D моделирането е удобно не само за клиента. Професионалните програми предоставят много предимства и на производителя. От триизмерен модел можете лесно да извлечете чертеж на всеки компонент или цялата структура. Въпреки факта, че създаването на триизмерен модел е доста трудоемък процес, работата с него в бъдеще е много по-лесна и удобна, отколкото с традиционните чертежи. В резултат времето за проектиране е значително намалено и разходите са намалени.

Специализираните програми позволяват интеграция с всеки друг професионален софтуер, като инженерни приложения, машинни инструменти или счетоводни програми. Внедряването на такива решения в производството осигурява значителни икономии на ресурси, значително разширява възможностите на предприятието, опростява работата и подобрява нейното качество.

Софтуер за 3D моделиране

Има доста голям брой различни програми за 3D моделиране. Така една от популярните програми, които са специално предназначени за създаване на триизмерна графика и интериорен дизайн, е програмата 3D Studio MAX. Тя ви позволява реалистично да визуализирате обекти с различна сложност. Освен това „3D Studio MAX“ позволява да ги композирате, да задавате траектории на движение и в крайна сметка дори да създавате пълноценно видео, включващо триизмерни модели. Въпреки че такава работа, разбира се, изисква специалист да има сериозни умения, както и големи компютърни ресурси, предимно памет и скорост на процесора.

Редакторът Maya е кръстен на санскритската дума, която означава илюзия. Maya е разработена от Alias ​​​​Systems. През октомври 2005 г. Alias ​​се сля с Autodesk. Maya се използва по-често за създаване на анимация и 3D ефекти във филми.