Компьютерлік графика
жүктеу/скачать 156,53 Kb.
|
Бейсенбай Нұрдаулет18-06
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.3 Үшөлшемді (3Д) графика
| 1.2 Векторлық графика
Векторлық графика, растрлық көріністен айырмашылығы, олардың барлық кескіндерінің сипаттамаларын сызықтар мен пішіндер түрінде көрсетеді, көлеңкелі аймақтарды қатты және градиент түстерімен толтыруға болады. Суреттердің көптеген түрлері үшін математикалық сипаттау оңайырақ, дегенмен бұл нүктелік кескіннен гөрі күрделі болып көрінуі мүмкін. Векторлық графикада объектілерді сипаттау үшін объектілерді сипаттау үшін компьютерлік командалар мен математикалық формулалардың комбинациясы қолданылады. Векторлық графика объектілерді сипаттауға арналған компьютерлік командалар мен математикалық формулалар комбинациясымен сипатталады. Бұл нақты нүктелерді, монитор және принтер сияқты әртүрлі компьютерлік құрылғыларды қай жерде орналастырғыңыз келетінін анықтауға мүмкіндік береді. Суреттердің векторлық көрінісін объектіге бағытталған немесе сызба графикасы деп те атауға болады. Векторлық графиканың қарапайым объектілері: эллипс, шаршы, тіктөртбұрыш, ромб, сызық. Сондай-ақ, бұл нысандар қарабайыр деп аталады. Олардың комбинацияларындағы бұл нысандар ең күрделі кескіндерді жасау үшін қолданылады. 1.3 Үшөлшемді (3Д) графика Үшөлшемді графика ғылыми есептеулер, инженерлік дизайн, физикалық объектілерді компьютерлік модельдеу сияқты басқа да көптеген салаларда қолданылады. Мысал ретінде біз үш өлшемді модельдеудің ең күрделі нұсқасын қарастырамыз - нақты физикалық дененің қозғалмалы бейнесін жасау. Нысанды кеңістіктік модельдеу үшін жеңілдетілген нысанда мыналар қажет: объектінің нақты формасына дәл сәйкес келетін виртуалды жақтауды («қаңқа») жобалау және құру; визуализацияға ұқсас физикалық қасиеттерге ұқсас виртуалды материалдарды жобалау және жасау; объектінің бетінің әртүрлі бөліктеріне материалдарды тағайындау (кәсіби жаргонда - «объектінің дизайн текстурасы»); объект жұмыс істейтін кеңістіктің физикалық параметрлерін реттеңіз - жарық, ауырлық, атмосфералық қасиеттерді, өзара әрекеттесетін заттар мен беттердің қасиеттерін орнатыңыз; объектілер қозғалысының траекториясын орнатыңыз; алынған кадрлардың реттілігін есептеңіз; соңғы анимациялық клипке беттік эффекттерді қолданыңыз. Үшөлшемді графикада сплайн беттері сияқты ұғым қолданылады. Сплит беттер - бұл төртбұрыш, текше, доп, конус және басқалар сияқты геометриялық примитивтер. Олар объектінің нақты моделін құру үшін қолданылады. Соңғы жағдайда, біркелкі емес торда (NURBS) бикубиялық рационалды В-сплиндердің жиі қолданылатын әдісі. Бетінің көрінісі кеңістіктегі басқару пункттерінің торымен анықталады. Әр нүктеге коэффициент тағайындалады, оның мәні оның нүктенің жанында өтетін бетіне әсер ету дәрежесін анықтайды. Беттің пішіні мен «тегістігі» тұтастай алғанда нүктелердің орналасуы мен коэффициенттердің көлеміне байланысты. Нысанның «қаңқасы» пайда болғаннан кейін оның бетін материалдармен жабу керек. Компьютерлік модельдеудің барлық қасиеттері беттің визуализациясына, яғни беттің мөлдірлік коэффициентін және материал мен қоршаған кеңістік шекарасындағы жарық сәулелерінің сыну бұрышын есептеуге дейін азаяды. Беттік кескіндеме Гурауд (Гурауд) немесе Понг (Фонг) әдістерімен жүзеге асырылады. Бірінші жағдайда, қарабайырдың түсі тек оның шыңдары бойынша есептеледі, содан кейін сызықтық интерполяция арқылы бетіне түседі. Екінші жағдайда объектіге қалыпты жағдай жасалады, оның векторы компонент примитивтерінің үстінен интерполяцияланады және жарықтандыру әр нүктеге есептеледі. Бетті бақылаушының бағытымен белгілі бір нүктеде қалдыратын жарық - бұл сол кездегі бетінің материалы мен түсіне байланысты коэффициентке көбейтілген компоненттердің қосындысы. Бұл компоненттерге мыналар кіреді: беттің артқы жағынан түсетін жарық, яғни сынған жарық ; бетіне біркелкі шашыраған жеңіл (Диффуз); ерекше шағылысқан жарық (шағылысқан); жарқырау, яғни шағылысқан жарық көздері (ерекше); өзіндік жарықтандыру (өзін-өзі жарықтандыру). Келесі қадам - бұл объектінің жақтауының белгілі бір бөлімдеріндегі текстуралардың қабаттасуы («дизайн»). Бұл жағдайда примитивтердің шекараларында олардың өзара әсерін ескеру қажет. Нысанға арналған материалдарды жобалау қиын формальды міндет болып табылады, ол көркемдік процеске сәйкес келеді және суретшіден кем дегенде минималды шығармашылық қабілеттерге ие болуды талап етеді. Нысанды салу және визуализациялауды аяқтағаннан кейін олар оны «қалпына келтіре» бастайды, яғни қозғалыс параметрлерін орнатады. Компьютерлік анимация негізгі кадрларға негізделген. Бірінші кадрда нысан бастапқы күйіне келтірілген. Белгілі бір кезеңнен кейін (мысалы, сегізінші кадрда) объектінің жаңа позициясы орнатылады және т.с.с. Аралық шамалар арнайы алгоритм бойынша бағдарлама бойынша есептеледі. Бұл жағдайда сызықтық жақындау ғана емес, сонымен бірге берілген шарттарға сәйкес объектінің басқару нүктелерінің жағдайында біркелкі өзгеріс болады. Бұл жағдайлар объектілердің иерархиясымен (яғни олардың бір-бірімен әрекеттесу заңдылықтарымен), қозғалыс жазықтықтарының рұқсат етілген деңгейімен, айналуының шекті бұрыштарымен, үдеу мен жылдамдықтың мәндерімен анықталады. Бұл тәсіл қозғалыстың кері кинематикасы әдісі деп аталады. Механикалық құрылғыларды модельдеу кезінде жақсы жұмыс істейді. Тірі заттарды еліктеген жағдайда қаңқалық модельдер қолданылады. Яғни, симуляцияланған нысанға тән нүктелерде қозғалатын белгілі бір кадр жасалады. Ұпайлардың қозғалысы алдыңғы әдіспен есептеледі. Содан кейін рамкаға модельденген беттерден тұратын қабық қолданылады, ол үшін рамка бақылау нүктелерінің жиынтығы, яғни рамалық модель жасалады. Сымның моделі жарық жағдайларын ескере отырып, беткі текстураны керемет түрде бейнелейді. Нысанды жылжыту кезінде тірі тіршілік иелерінің қозғалыстарына өте нақты еліктеу алынады. Анимацияның ең жетілдірілген әдісі - бұл физикалық объектінің нақты қозғалыстарын түсіру. Мысалы, жарықтың жарық көздері адамның бақылау нүктелеріне орнатылып, қозғалыс бейне немесе фильмге жазылады. Содан кейін кадрлардағы нүктелердің координаталары пленкадан компьютерге өткізіліп, сымдық модельдің тиісті сілтемелік нүктелеріне тағайындалады. Модельденген объектінің қозғалысы нәтижесінде олар тірі прототиптен іс жүзінде ажыратылмайды. Шынайы бейнелерді есептеу процесі көрсету деп аталады. Қазіргі заманғы көрсету бағдарламаларының көпшілігі Backway Ray Tracing әдісіне негізделген. Күрделі математикалық модельдерді қолдану жарылыстар, жаңбыр, өрт, түтін, тұман сияқты физикалық әсерлерді модельдеуге мүмкіндік береді. Көрсету аяқталғаннан кейін үш өлшемді компьютерлік анимация тәуелсіз өнім ретінде немесе дайын өнімнің жеке бөліктері немесе рамалары ретінде қолданылады. Нақты уақыттағы үш өлшемді модельдеудің арнайы бағыты - техникалық құралдарды - автомобильдер, кемелер, әуе кемелері және ғарыш аппараттары. Олар объектілердің техникалық параметрлерін және айналадағы физикалық ортаның қасиеттерін нақты орындауы керек. Қарапайым нұсқаларда, мысалы, жер үсті көліктерін жүргізу кезінде тренажерлер дербес компьютерлерде қолданылады. Қазіргі кездегі ең жетілдірілген құрылғылар ғарыш кемесі мен әскери ұшақтарды ұшуға үйретуге арналған. Мұндай тренажерлардағы нысандарды модельдеу және визуализациялауды қуатты RISC-процессорлар мен үш өлшемді графикалық аппараттық үдеткіштері бар жоғары жылдамдықты видео адаптерлерде құрылған бірнеше арнайы графикалық станциялар алады . Жүйені жалпы басқару және өзара әрекеттесу сценарийлерін есептеу бірнеше ондаған және жүздеген процессорлардан тұратын суперкомпьютерге жүктелген. Мұндай кешендердің құны тоғыз таңбалы сандармен көрсетілген, бірақ оларды қолдану өте тез аяқталады, өйткені нақты құрылғыларда оқыту он есе қымбат. жүктеу/скачать 156,53 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|