3D графика: Трехмерная графика (3D графика) в современном мире

Что такое 3D графика?

Вступление

Вопрос о том, что же является двигателем всей компьютерной индустрии, давно заботит многих пользователей. То ли это фирма Intel, которая, не переставая, выпускает и выпускает новые процессоры. Но кто тогда заставляет их покупать? Может, во всем виноват Microsoft, который непрерывно делает свои окна больше и краше? Да нет, можно ведь довольствоваться старыми версиями программ — тем более спектр их возможностей практически не изменяется. Вывод напрашивается сам собой — во всем виноваты игры. Да, именно игры стремятся все более и более уподобиться реальному миру, создавая его виртуальную копию, хотят все более мощных ресурсов.

Вся история компьютерной графики на PC является тому подтверждением. Вспомните, в начале были тетрисы, диггеры, арканоиды. Вся графика заключалась в перерисовке небольших участков экрана, спрайтов, и нормально работала даже на XT. Но прошли те времена. Взошла звезда симуляторов.

С выходом таких игр, как F19, Formula 1 и т. п., в которых приходилось уже перерисовывать весь экран, предварительно заготавливая его в памяти, всем нам пришлось обзавестись, по крайней мере, 286 процессором. Но прогресс на этом не остановился. Желание уподобить виртуальный мир в игре реальному миру усилилось, и появился Wolf 3D.

Это, можно сказать, первая 3D-игра, в которой был смоделирован какой-никакой, но все же реалистичный мир. Для его реализации пришлось использовать верхнюю (более 640 Кб) память и загнать программу в защищенный режим. Для полноценной игры пришлось установить процессор 80386. Но и мир Wolf 3D страдал недостатками. Хотя стены и были не просто одноцветными прямоугольниками, но для их закраски использовались текстуры с небольшим разрешением, поэтому поверхности смотрелись прилично лишь на расстоянии. Конечно, можно было пойти по пути наращивания разрешения текстур, вспомним, например, DOOM. Тогда нам пришлось снова перейти на более новый процессор и увеличить количество памяти. Правда, все равно, хотя изображение и улучшилось, но ему были присущи все те же недостатки. Да и плоские объекты и монстры — кому это интересно. Тут то и взошла звезда Quake. В этой игре был применен революционный подход — z-буфер, позволивший придать объемность всем объектам. Однако вся игра все равно работала в невысоком разрешении и не отличалась высокой реалистичностью.

Назревало новое аппаратное решение. И решение это оказалось, в общем-то, лежащим на поверхности. Раз пользователи хотят играть в трехмерном виртуальном мире, то процесс его создания (вспомним минуты ожидания, проведенные за 3D Studio перед появлением очередной картинки) надо кардинально ускорить. А раз центральный процессор с этой задачей справляется из рук вон плохо, было принято революционное решение — сделать специализированный.

Тут то и вылез производитель игровых автоматов 3Dfx, сделавший эту сказку былью с помощью своего графического процессора Voodoo. Человечество сделало еще один шаг в виртуальный мир.

А поскольку операционной системы на PC с текстурными окнами, уплывающими назад, в туман, пока нет, и не предвидится, весь аппарат трехмерной графики можно пока применить только к играм, что успешно делает все цивилизованное человечество.

Модель

Для изображения трехмерных объектов на экране монитора требуется проведение серии процессов (обычно называемых конвейером) с последующей трансляцией результата в двумерный вид. Первоначально, объект представляется в виде набора точек, или координат, в трехмерном пространстве. Трехмерная система координат определяется тремя осями: горизонтальной, вертикальной и глубины, обычно называемых, соответственно осями x, y и z. Объектом может быть дом, человек, машина, самолет или целый 3D мир и координаты определяют положение вершин (узловых точек), из которых состоит объект, в пространстве. Соединив вершины объекта линиями, мы получим каркасную модель, называемую так из-за того, что видимыми являются только края поверхностей трехмерного тела. Каркасная модель определяет области, составляющие поверхности объекта, которые могут быть заполнены цветом, текстурами и освещаться лучами света.

Рис. 1: Каркасная модель куба

Даже при таком упрощенном объяснении конвейера 3D графики становится ясно, как много требуется вычислений для прорисовки трехмерного объекта на двумерном экране. Можно представить, насколько увеличивается объем требуемых вычислений над системой координат, если объект движется.

Рис. 2: Модель самолета с закрашенными поверхностями

Роль API

Программируемый интерфейс приложений (API) состоит из функций, управляющих 3D конвейером на программном уровне, но при этом может использовать преимущества аппаратной реализации 3D, в случае наличия этой возможности. Если имеется аппаратный ускоритель, API использует его преимущества, если нет, то API работает с оптимальными настройками, рассчитанными на самые обычные системы. Таким образом, благодаря применению API, любое количество программных средств может поддерживаться любым количеством аппаратных 3D ускорителей.

Для приложений общего и развлекательного направления, существуют следующие API:

• Microsoft Direct3D
• Criterion Renderware
• Argonaut BRender
• Intel 3DR

Компания Apple продвигает свой собственный интерфейс Rave, созданный на основе их собственного API Quickdraw 3D.

Для профессиональных приложений, работающих под управлением WindowsNT доминирует интерфейс OpenGL. Компания Autodesk, крупнейший производитель инженерных приложений, разработала свой собственный API, называемый Heidi.
Свои API разработали и такие компании, как Intergraph — RenderGL, и 3DFX — GLide.

Существование и доступность 3D интерфейсов, поддерживающих множество графических подсистем и приложений, увеличивает потребность в аппаратных ускорителях трехмерной графике, работающих в режиме реального времени. Развлекательные приложения, главный потребитель и заказчик таких ускорителей, но не стоит забывать и о прфессиональных приложениях для обработки 3D графики, работающих под управлением Windows NT, многие из которых переносятся с высокопроизводительных рабочих станций, типа Silicon Graphics, на PC платформу. Интернет приложения сильно выиграют от невероятной маневренности, интуитивности и гибкости, которые обеспечивает применение трехмерного графического интерфейса. Взаимодействие в World Wide Web будет гораздо проще и удобнее, если будет происходить в трехмерном пространстве.

Графический ускоритель

Рынок графических подсистем до появления понятия малтимедиа был относительно прост в развитии. Важной вехой в развитии был стандарт VGA (Video graphics Array), разработанный компанией IBM в 1987 году, благодаря чему производители видеоадаптеров получили возможность использовать более высокое разрешение (640х480) и большую глубину представления цвета на мониторе компьютера. С ростом популярности ОС Windows, появилась острая потребность в аппаратных ускорителях двумерной графики, чтобы разгрузить центральный процессор системы, вынужденный обрабатывать дополнительные события. Отвлечение CPU на обработку графики существенно влияет на общую производительность GUI (Graphical User Interface) — графического интерфеса пользователя, а так как ОС Windows и приложениям для нее требуется как можно больше ресурсов центрального процессора, обработка графики осуществлялась с более низким приоритетом, т.е. делалась очень медленно. Производители добавили в свои продукты функции обработки двумерной графики, такие, как прорисовка окон при открытии и свертовании, аппаратный курсор, постоянно видимый при перемещении указателя, закраска областей на экране при высокой частоте регенерации изображения. Итак, появился процессор, обеспечивающий ускорение VGA (Accelerated VGA — AVGA), также известный, как Windows или GUI ускоритель, который стал обязательным элементом в современных компьютерах.

Внедрение малтимедиа создало новые проблемы, вызванные добавлением таких компонентов, как звук и цифровое видео к набору двумерных графических функций. Сегодня легко заметить, что многие продукты AVGA поддерживают на аппаратном уровне обработку цифрового видео. Следовательно, если на Вашем мониторе видео проигрывается в окне, размером с почтовую марку — пора установить в Вашей машине малтимедиа ускоритель. Малтимедиа ускоритель (multimedia accelerator) обычно имеет встроенные аппаратные функции, позволяющие масштабировать видеоизображение по осям x и y, а также аппаратно преобразовывать цифровой сигнал в аналоговый, для вывода его на монитор в формате RGB. Некоторые малтимедиа акселлераторы могут также иметь встроенные возможности декомпресси цифрового видео.

Разработчики графических подсистем должны исходить из требований, частично диктуемых размерами компьютерного монитора, частично под влиянием GUI, и частично под влиянием графического процессора. Первичный стандарт VGA с разрешением 640х480 пикселов был адекватен 14″ мониторам, наиболее распространенных в то время. Сегодня наиболее предпочтительны мониторы с размером диагонали трубки 17″, благодаря возможности выводить изображения с разрешением 1024х768 и более.

Основной тенденцией при переходе от VGA к малтимедиа ускорителям была возможность размещения как можно больше визуальной информации на мониторе компьютера. Использование 3D графики является логичным развитием этой тенденции. Огроммные объемы визуальной информации могут быть втиснуты в ограниченное пространство экрана монитора, если она представляется в трехмерном виде. Обработка трехмерной графики в режиме реального времени дает возможность пользователю легко оперировать представляемыми данными.

Игровые двигатели (Games engines)

Первое правило компьютерных игр — нет никаких правил. Традиционно, разработчики игр больше заинтересованы в крутой графике своих программ, чем следованию рекомендаций технарей. Не взирая на то, что в распоряжении разработчиков имеется множество трехмерных API, например — Direct3D, некоторые программисты идут по пути создания собственного 3D игрового интерфейса или двигателя. Собственные игровые двигатели — один из путей для разработчиков добиться невероятной реалистичности изображения, фактически на пределе возможностей графического программирования.

Нет ничего более желанного для разработчика, чем иметь прямой доступ к аппаратным функциям компонентов системы. Несколько известных разработчиков создали свои собственные игровые двигатели, работающие с оптимальным использованием аппаратных ускорителей графики, которые принесли им известность и деньги. Например, двигатели Interplay для Descent II и id Software для Quake, обеспечивают истинную трехмерность действия, используя наполную аппаратные функции 3D, если они доступны.

Графика без компромисов

Разговоры, ведущиеся уже довольно долгое время, о перспективах применения трехмерной графики в таких областях, как развлечения и бизнес, допредела подогрели интерес потенциальных пользователей, на рынке уже появился новый тип продуктов. Эти новые технологические решения, совмещают в себе великолепную поддержку 2D графики, соответствующую сегодняшним требованиям к Windows акселлераторам, аппаратную поддержку функций 3D графики и проигрывают цифровое видео с требуемой частотой смены кадров.
В принципе, эти продукты можно смело отнести к новому поколению графических подсистем, обеспечивающих графику без компромиссов, занимающих достойное место стандартного оборудования в настольных вычислительных системах.
Среди представителей нового поколения можно назвать, в качестве примера, следующие продукты:

• процессор Ticket-To-Ride компании Number Nine Visual Technologies
• серия процессоров ViRGE компании S3 Inc.
• процессор RIVA128, разработанный совместно компаниями SGS Thomson и nVidia

Технология 3D-графики

Пусть нам все-таки удалось убедить Вас попробовать трехмерную графику в действии (если Вы до сих пор не сделали это), и Вы решили сыграть в одну из трехмерных игр, предназначенных для применения 3D-видеокарты.
Допустим, такой игрой оказался симулятор автомобильных гонок, и Ваша машина уже стоит на старте, готовая устремиться к покорению новых рекордов. Идет предстартовый обратный отсчет, и Вы замечаете, что вид из кабины, отображаемый на экране монитора, немного отличается от привычного.
Вы и прежде участвовали в подобных гонках, но впервые изображение поражает Вас исключительным реализмом, заставляя поверить в действительность происходящего. Горизонт, вместе с удаленными объектами, тонет в утренней дымке. Дорога выглядит необычайно ровно, асфальт представляет собой не набор грязно-серых квадратов, а однотонное покрытие с нанесенной дорожной разметкой. Деревья вдоль дороги действительно имеют лиственные кроны, в которых, кажется, можно различить отдельные листья. От всего экрана в целом складывается впечатление как от качественной фотографии с реальной перспективой, а не как от жалкой попытки смоделировать реальность.

Попробуем разобраться, какие же технические решения позволяют 3D-видеокартам передавать виртуальную действительность с такой реалистичностью. Каким образом изобразительным средствам PC удалось достигнуть уровня профессиональных студий, занимающихся трехмерной графикой.

Часть вычислительных операций, связанных с отображением и моделированием трехмерного мира переложено теперь на 3D-акселератор, который является сердцем 3D-видеокарты. Центральный процессор теперь практически не занят вопросами отображения, образ экрана формирует видеокарта. В основе этого процесса лежит реализация на аппаратном уровне ряда эффектов, а также применение несложного математического аппарата. Попробуем разобраться, что же конкретно умеет графический 3D-процессор.

Возвращаясь к нашему примеру с симулятором гонок, задумаемся, каким образом достигается реалистичность отображения поверхностей дороги или зданий, стоящих на обочине. Для этого применяется распространенный метод, называемый текстурирование (texture mapping).
Это самый распространенный эффект для моделирования поверхностей. Например, фасад здания потребовал бы отображения множества граней для моделирования множества кирпичей, окон и дверей. Однако текстура (изображение, накладываемое на всю поверхность сразу) дает больше реализма, но требует меньше вычислительных ресурсов, так как позволяет оперировать со всем фасадом как с единой поверхностью. Перед тем, как поверхности попадают на экран, они текстурируются и затеняются. Все текстуры хранятся в памяти, обычно установленной на видеокарте. Кстати, здесь нельзя не заметить, что применение AGP делает возможным хранение текстур в системной памяти, а ее объем гораздо больше.

Очевидно, что когда поверхности текстурируются, необходим учет перспективы, например, при отображении дороги с разделительной полосой, уходящей за горизонт. Перспективная коррекция необходима для того, чтобы текстурированные объекты выглядели правильно. Она гарантирует, что битмэп правильно наложится на разные части объекта — и те, которые ближе к наблюдателю, и на более далекие.
Коррекция с учетом перспективы очень трудоемкая операция, поэтому нередко можно встретить не совсем верную ее реализацию.

При наложении текстур, в принципе, также можно увидеть швы между двумя ближайшими битмэпами. Или, что бывает чаще, в некоторых играх при изображении дороги или длинных коридоров заметно мерцание во время движения. Для подавления этих трудностей применяется фильтрация (обычно Bi- или tri-линейная).

Билинейная фильтрация — метод устранения искажений изображения. При медленном вращении или движении объекта могут быть заметны перескакивания пикселов с одного места на другое, что и вызывает мерцание. Для снижения этого эффекта при билинейной фильтрации для отображения точки поверхности берется взвешенное среднее четырех смежных текстурных пикселов.

Трилинейная фильтрация несколько сложнее. Для получения каждого пиксела изображения берется взвешенное среднее значение результатов двух уровней билинейной фильтрации. Полученное изображение будет еще более четкое и менее мерцающее.

Текстуры, с помощью которых формируется поверхность объекта, изменяют свой вид в зависимости от изменения расстояния от объекта до положения глаз зрителя. При движущемся изображении, например, по мере того, как объект удаляется от зрителя, текстурный битмэп должен уменьшаться в размерах вместе с уменьшением размера отображаемого объекта. Для того чтобы выполнить это преобразование, графический процессор преобразует битмэпы текстур вплоть до соответствующего размера для покрытия поверхности объекта, но при этом изображение должно оставаться естественным, т.е. объект не должен деформироваться непредвиденным образом.

Для того, чтобы избежать непредвиденных изменений, большинство управляющих графикой процессов создают серии предфильтрованных битмэпов текстур с уменьшенным разрешением, этот процесс называется mip mapping. Затем, графическая программа автоматически определяет, какую текстуру использовать, основываясь на деталях изображения, которое уже выведено на экран. Соответственно, если объект уменьшается в размерах, размер его текстурного битмэпа тоже уменьшается.

Но вернемся в наш гоночный автомобиль. Сама дорога уже выглядит реалистично, но проблемы наблюдаются с ее краями! Вспомните, как выглядит линия, проведенная на экране не параллельно его краю. Вот и у нашей дороги появляются «рваные края». И для борьбы с этим недостатком изображения применяется anti-aliasing.

Рваные края		Ровные края

Это способ обработки (интерполяции) пикселов для получения более четких краев (границ) изображения (объекта). Наиболее часто используемая техника — создание плавного перехода от цвета линии или края к цвету фона. Цвет точки, лежащей на границе объектов определяется как среднее цветов двух граничных точек. Однако в некоторых случаях, побочным эффектом anti-aliasing является смазывание (blurring) краев.

Мы подходим к ключевому моменту функционирования всех 3D-алгоритмов. Предположим, что трек, по которому ездит наша гоночная машина, окружен большим количеством разнообразных объектов — строений, деревьев, людей.
Тут перед 3D-процессором встает главная проблема, как определить, какие из объектов находятся в области видимости, и как они освещены. Причем, знать, что видимо в данный момент, недостаточно. Необходимо иметь информацию и о взаимном расположении объектов. Для решения этой задачи применяется метод, называемый z-буферизация. Это самый надежный метод удаления скрытых поверхностей. В так называемом z-буфере хранятся значения глубины всех пикселей (z-координаты). Когда рассчитывается (рендерится) новый пиксел, его глубина сравнивается со значениями, хранимыми в z-буфере, а конкретнее с глубинами уже срендеренных пикселов с теми же координатами x и y. Если новый пиксел имеет значение глубины больше какого-либо значения в z-буфере, новый пиксел не записывается в буфер для отображения, если меньше — то записывается.

Z-буферизация при аппаратной реализации сильно увеличивает производительность. Тем не менее, z-буфер занимает большие объемы памяти: например даже при разрешении 640×480 24-разрядный z-буфер будет занимать около 900 Кб. Эта память должна быть также установлена на 3D-видеокарте.

Разрешающая способность z-буфера — самый главный его атрибут. Она критична для высококачественного отображения сцен с большой глубиной. Чем выше разрешающая способность, тем выше дискретность z-координат и точнее выполняется рендеринг удаленных объектов. Если при рендеринге разрешающей способности не хватает, то может случиться, что два перекрывающихся объекта получат одну и ту же координату z, в результате аппаратура не будет знать какой объект ближе к наблюдателю, что может вызвать искажение изображения.
Для избежания этих эффектов профессиональные платы имеют 32-разрядный z-буфер и оборудуются большими объемами памяти.

Кроме вышеперечисленных основ, трехмерные графические платы обычно имеют возможность воспроизведения некоторого количества дополнительных функций. Например, если бы Вы на своем гоночном автомобиле въехали бы в песок, то обзор бы затруднился поднявшейся пылью. Для реализации таких и подобных эффектов применяется fogging (затуманивание). Этот эффект образуется за счет комбинирования смешанных компьютерных цветовых пикселов с цветом тумана (fog) под управлением функции, определяющей глубину затуманивания. С помощью этого же алгоритма далеко отстоящие объекты погружаются в дымку, создавая иллюзию расстояния.

Реальный мир состоит из прозрачных, полупрозрачных и непрозрачных объектов. Для учета этого обстоятельства, применяется alpha blending — способ передачи информации о прозрачности полупрозрачных объектов. Эффект полупрозрачности создается путем объединения цвета исходного пиксела с пикселом, уже находящимся в буфере.
В результате цвет точки является комбинацией цветов переднего и заднего плана. Обычно, коэффициент alpha имеет нормализованное значение от 0 до 1 для каждого цветного пиксела. Новый пиксел = (alpha)(цвет пиксела А) + (1 — alpha)(цвет пиксела В).

Очевидно, что для создания реалистичной картины происходящего на экране необходимо частое обновление его содержимого. При формировании каждого следующего кадра, 3D-акселератор проходит весь путь подсчета заново, поэтому он должен обладать немалым быстродействием. Но в 3D-графике применяются и другие методы придания плавности движению. Ключевой — Double Buffering.
Представьте себе старый трюк аниматоров, рисовавших на уголках стопки бумаги персонаж мультика, со слегка изменяемым положением на каждом следующем листе. Пролистав всю стопку, отгибая уголок, мы увидим плавное движение нашего героя. Практически такой же принцип работы имеет и Double Buffering в 3D анимации, т.е. следующее положение персонажа уже нарисовано, до того, как текущая страница будет пролистана. Без применения двойной буферизации изображение не будет иметь требуемой плавности, т.е. будет прерывистым. Для двойной буферизации требуется наличие двух областей, зарезервированных в буфере кадров трехмерной графической платы; обе области должны соответствовать размеру изображения, выводимого на экран. Метод использует два буфера для получения изображения: один для отображения картинки, другой для рендеринга. В то время как отображается содержимое одного буфера, в другом происходит рендеринг. Когда очередной кадр обработан, буфера переключаются (меняются местами). Таким образом, играющий все время видит отличную картинку.

В заключение обсуждения алгоритмов, применяемых в 3D-графических акселераторах, попробуем разобраться, каким же образом применение всех эффектов по отдельности позволяет получить целостную картину. 3D-графика реализуется с помощью многоступенчатого механизма, называемого конвейером рендеринга.
Применение конвейерной обработки позволяет еще ускорить выполнение расчетов за счет того, что вычисления для следующего объекта могут быть начаты до окончания вычислений предыдущего.

Конвейер рендеринга может быть разделен на 2 стадии: геометрическая обработка и растеризация.

На первой стадии геометрической обработки выполняется преобразование координат (вращение, перенос и масштабирование всех объектов), отсечение невидимых частей объектов, расчет освещения, определение цвета каждой вершины с учетом всех световых источников и процесс деления изображения на более мелкие формы. Для описания характера поверхности объекта она делится на всевозможные многоугольники.
Наиболее часто при отображении графических объектов используется деление на треугольники и четырехугольники, так как они легче всего обсчитываются и ими легко манипулировать. При этом координаты объектов переводятся из вещественного в целочисленное представление для ускорения вычислений.

На второй стадии к изображению применяются все описанные эффекты в следующей последовательности: удаление скрытых поверхностей, наложение с учетом перспективы текстур (используя z-буфер), применение эффектов тумана и полупрозрачности, anti-aliasing. После этого очередная точка считается готовой к помещению в буфер со следующего кадра.

Из всего вышеуказанного можно понять, для каких целей используется память, установленная на плате 3D-акселератора. В ней хранятся текстуры, z-буфер и буфера следующего кадра. При использовании шины PCI, использовать для этих целей обычную оперативную память нельзя, так как быстродействие видеокарты существенно будет ограничено пропускной способностью шины. Именно по этому для развития 3D-графики особенно перспективно продвижение шины AGP, позволяющее соединить 3D-чип с процессором напрямую и тем самым организовать быстрый обмен данными с оперативной памятью. Это решение, к тому же, должно удешевить трехмерные акселераторы за счет того, что на борту платы останется лишь немного памяти собственно для кадрового буфера.

Заключение

Повсеместное внедрение 3D-графики вызвало увеличение мощности компьютеров без какого-либо существенного увеличения их цены. Пользователи ошеломлены открывающимися возможностями и стремятся попробовать их у себя на компьютерах. Множество новых 3D-карт позволяют пользователям видеть трехмерную графику в реальном времени на своих домашних компьютерах. Эти новые акселераторы позволяют добавлять реализм к изображениям и ускорять вывод графики в обход центрального процессора, опираясь на собственные аппаратные возможности.

Хотя в настоящее время трехмерные возможности используются только в играх, думается, деловые приложения также смогут впоследствии извлечь из них выгоду. Например, средства автоматизированного проектирования уже нуждаются в выводе трехмерных объектов. Теперь создание и проектирование будет возможно и на персональном компьютере благодаря открывающимся возможностям. Трехмерная графика, возможно, сможет также изменить способ взаимодействия человека с компьютером. Использование трехмерных интерфейсов программ должно сделать процесс общения с компьютером еще более простым, чем в настоящее время.

При подготовке материала использовалась информация из Diamond White Papers

Что такое 3D-графика и как она устроена

Персонажи, оружие, машины, пончики, пейзажи… всё, что вы видите в играх и фильмах с использованием 3D-графики, состоит из точек, граней и плоскостей. Вот, например, изображение трёхмерной сферы:

Кажется, что это просто гладкий шар, но на самом деле он состоит из множества точек — вершин (англ. vertices — вершины):

Чем больше вершин, тем более детализированной выглядит модель и тем больше ресурсов требуется компьютеру, чтобы отрисовать такой объект на экране.

Вершины соединяются друг с другом и образуют рёбра (англ. edge) и грани (англ. face):

Всё это образует полигональную сетку (англ. polygon mesh или просто меш, геометрия) —- совокупность вершин, рёбер и граней (плоскостей), которая определяет форму объекта.

У каждой вершины есть свои координаты по осям X, Y и Z. А то, как грань отображается на мониторе, зависит от её положения относительно камеры и источников света:

Изменяя меш, добавляя вершины и меняя их положение, мы можем создавать любые сложные объекты:

3D-моделирование в Blender

Для создания твёрдых объектов (англ. hard surface) 3D-художники обычно меняют положение граней вручную, как это показано выше.

При работе с персонажами чаще используется скульптинг (англ. sculpting) — напоминает лепку из пластилина:

Скульптинг в Blender

Но геометрия — не последний этап создания 3D-модели. Например, у моделей, созданных скульптингом, плохая топология (то, как именно устроен меш) — слишком много задействовано вершин:

Чтобы исправить это, используют специальные инструменты для ретопологии — это когда удаляют лишние грани, чтобы оптимизировать модель.

Также нужно подготовить материал — это то, как окрашены разные грани или вся модель. Возможен как и простой цвет, так и изображение или паттерн.

Есть множество других важных моментов: анимирование, запекание текстур, составление карт нормалей и так далее. Всё это стоит вплотную изучить тем, кто собирается моделировать 3D. Сейчас же мы поговорим о более техническом вопросе.

3D графика — основа 3Д графики лежит геометрическая проекция отличием от 2Д

3D графика — разработка и создание 3д дизайна

3D графика «трехмерная графика» — это особая разновидность компьютерной графики, предназначенная для созданий трехмерных моделей. В их основе лежит геометрическая проекция, которая выступает ключевым отличием между 3D и 2D. Создание геометрической проекции сопровождается использованием специализированного программного обеспечения. Конечным результатом выступает высокоточная копия реального объекта.

Наша компания предлагает комплексные услуги по разработке 3D графики и дизайну с использованием современного технического оснащения. Специалисты руководствуются полученным опытом и знаниями. Регулярное повышение квалификации позволяет справиться с задачами любой сложности.

Разработка 3D графики

Разработка 3D графики осуществляется в несколько последовательных этапов. От правильного соблюдения установленного алгоритма зависит качество конечного результата. Специалисты нашей компании проводят комплексную работу по разработке 3D графики в несколько этапов:

• Оценка проекта — специалисты занимаются изучением предоставленного материала, объема работ
• Старт проекта — после согласования основных этапов, а также обсуждения финансовых вопросов, специалисты приступают к реализации проекта
• Выполнение работ — основная часть осуществляется в специальных программах, где дизайнер делает основные наброски. После утверждения подходящего варианта, он дорабатывается до совершенства
• Закрытие проекта — на данном этапе клиент получает готовый заказ

Специалисты компании «МирСео24» работают по-готовому техническому заданию «ТЗ», что исключает развитие непредвиденных ситуаций. Все этапы разработки с указанием общей стоимости содержаться в договоре, который подписывается между клиентом и исполнителем.

Технологии применения 3D графики

Технологии применения 3D графики необходимы во многих сферах жизни человека. Примечательно, что они доставляют визуальное наслаждение, и при этом приносят реальную прибыль. Встретить трехмерные изображения можно на телевидение, в кино, в играх, на рекламных щитах и т.д. Современная 3D графика, это:

• 3D графика в видеофильмах и мультфильмах — все персонажи, а также реалистичные спецэффекты создаются с помощью комплексной работы по разработке и созданию 3D графики в специальных 3D программных обеспечениях.
• 3D графика рекламных объектов — способности графики неисчерпаемы, благодаря уникальной модели можно создать рекламу продукта, и тем самым, побудить клиента к его приобретению
• 3D графический дизайн интерьеров — перед укладкой плитки или поклейкой обоев, клиент желает увидеть 3D модель и расставить все объекты согласно собственным предпочтениям. Сегодня, такая услуга предоставляется во всех строительных и мебельных магазинах

В скором времени, графика затронет и другие сферы жизни и станет неотъемлемой частью повседневной рутины. А пока, остается лишь заказывать качественный визуал и тем самым повышать узнаваемость бренда!

Образец 3D модели «Задвижка»
«Autodesk 3ds Max 2020»

Образец 3D модели «Музыкальный центр»

«Autodesk 3ds Max 2020»

Образец 3D модели «Червяк испанский»
«Autodesk 3ds Max 2020»

Создание 3D графики

Наша компания специализируется на создании 3D графики для любых сфер жизни. Веб дизайнеры проводят разработку по созданию 3D графики любого объекта с использованием современного технического оснащения. В основе создания уникальной модели лежат следующие этапы:

• 3D Моделирование — модель будущего объекта создается в специальном редакторе. Наиболее продвинутыми программами являются 3Ds Max и Adobe After Effects
• Текстурирование — на данном этапе осуществляется наложение текстур на ранее разработанную модель. Дополнением выступает настройка материалов и придание моделям реалистичности
• Освещение — на данном этапе создается и устанавливается направление и настройка источников освещения. Это действие осуществляется в графических редакторах, с использованием установленных источников света
• 3D Анимация — движущие объекты подчеркивают реалистичность любой модели. Создание анимации осуществляется в современных редакторах, оснащенных множеством инструментов
• Рендеринг — на заключительном этапе трехмерная модель проходит через процесс преобразования. Итогом работы является «плоское» изображение

Описанные этапы разработки являются ключевыми, они следуют друг за другом в четко установленной последовательности.

Интересны услуги по созданию 3D графики Оформляйте заказ на официальной странице компании «МирСео24». Консультации и квалифицированная помощь предоставляются на бесплатной основе.

Видео пример 3D модели
«Задвижка»

Видео пример 3D модели
«Музыкальный центр»

Видео пример 3D модели
«Червяк испанский»

 

Виды 3D графики

Существует несколько разновидностей 3D моделирования. Наиболее востребованными вариантами выступают: полигональное и сплайновое.

Полигональное моделирование — полигональный вид 3D графики появился несколько десятков лет назад. На тот момент для создания объемной модели приходилось вручную вводить координаты по осям. Это значительно увеличивало длительность работы и отражалось на корректности конечного результата.

В основе полигонального вида лежит использование трех или четырех вершин, в зависимости от требуемого результата. Большинство изображений созданы посредством трех вершин. Для каждого полигона характерен определенный оттенок и текстура. Все полигоны соединяются между собой, создавая тем самым полигональную сетку или объект. При необходимости дальнейшего увеличения объекта необходимо заранее создавать несколько полигонов.

Методика полигонального моделирования используется повсеместно, особенно для создания компьютерных игр.

Сплайновое моделирование — в основе сплайнового моделирования лежит использование специальных сплайнов. Их линии задаются посредством трехмерного набора контрольных точек, которые и определяют гладкость кривой. Все сплайны подводятся к сплайновому каркасу, на основе которого в дальнейшем создается огибающая трехмерная геометрическая поверхность.

Указанная методика моделирования используется повсеместно, для создания персонажей игр, моделей для рекламных компаний, персонажей фильмов и мультфильмов.

Услуги по созданию и разработке 3D графики

Наша компания предоставляет комплексные услуги по созданию и разработке 3D графики. Специалисты оказывают качественный сервис по объемному моделированию для заказчиков из любой сферы деятельности. Полный спектр услуг по разработке 3D графики включает:

• Подготовка 3D модели, которая будет полностью оптимизирована под требования потенциального заказчика (с учетом конечной цели)
• Создание трехмерной модели с последующей печатью объекта
• Проведение консультаций относительно последующей реализации и процесса подготовки

Специалисты работают по установленному алгоритму, начиная с момента проектирования и заканчивая полной сдачей объекта. Услуги по моделированию решают ряд задач клиентов:

• демонстрация заказа в реалистичном виде (для застройщиков)
• наглядная презентация коммерческой недвижимости (для арендодателей)
• яркие презентации с целью реализации продукта/услуги (для маркетинга и рекламных компаний)

Виртуальная проекция позволяет увидеть ошибки и объективно оценить конечный результат. Это качественный инструмент, который является визуалом любого бизнеса. Для оформления услуг по 3D графике, звоните по указанным номерам телефонов или обращайтесь через форму обратной связи.

Программное обеспечение для создания 3D графики

Моделирование сопровождается использованием установленного программного обеспечения. Для получения броской трехмерной графики используются различные коммерческие продукты, в частности:

• Autodesk 3ds Max
• Autodesk Maya

• Autodesk Softimage
• Blender

Наша компания активно использует несколько программ среди которых две программы считаются самыми приоритетными: «Autodesk 3ds Max 2020» и специальный плагин «3D Element» для популярной программы по созданию видео и видео эффектов «Adobe After Effects». Программа 3Ds Max используется во многих сферах, в частности:

• визуализация объектов
• дизайн интерьера

• 3D моделирование
• Профильный 3Д дизайн

• Рекламная анимация
• 3D анимация

• 3D WEB-дизайн
• Компьютерная графика

Программа действительно многопрофильная, и указанными сферами использования не ограничивается. В 3Ds Max можно свободно создать фотореалистичную трехмерную модель. Разнообразный инструментарий позволяет разрабатывать уникальные объекты. Посредством анализа и настройки освещенности они обретают новые очертания и «оживают». Благодаря встроенному фотореалистичному визуализатору удалось добиться высокого уровня правдоподобности.

Ключевое достоинство программы – возможность установления дополнительных плагинов, что благотворно отражается на количестве инструментов и значительно расширяет стандартные возможности. 3Ds Max позволяет гибко управлять частицами, а также создавать разнообразные эффекты.

3D Element специальный плагин для Adobe After Effects – это универсальная программа (плагин — «plugin»), которая пользуется не меньшей популярностью. Главное достоинство – возможность редактирования любого видео, создание визуальных эффектов и анимации любой сложности. Программу часто используются в кинематографе для создания постпродакшна. Более того, она свободно функционирует как обычный редактор нелинейного типа, звуковой редактор и транскодер. Посредством программного обеспечения можно создавать модели с несколькими слоями в трехмерном пространстве.

Примечательно, что несмотря на расширенный функционал, программа очень простая в работе. Но при этом она позволяет создавать нереальные модели, подобий которым не существует.

Требуется качественный визуал? Планируете создание уникальных 3D моделей? Обращайтесь за помощью к специалистам компании «МирСео24».

Мы гарантируем комплексный подход и быстрое решение задач любой сложности.

Стоимость услуг по созданию 3D графики

Интересует стоимость услуг по созданию 3D графики? Фиксированный прайс-лист представлен на официальной странице компании «МирСео24». Но, стоимость способна варьироваться в зависимости от сложности графики и установленных сроков. На конечную цену влияют:

• Сложность объекта
• Наличие дополнительной анимации
• Наличие дополнительных спецэффектов
• Сроки выполнения

Проконсультироваться по любым вопросам вы можете по указанным номерам телефонов. Звоните прямо сейчас и получайте бесплатный расчет прямо сейчас!

Заказать 3D графику, анимацию, цена на создание Москва

Изобразительное искусство развивалось, как известно, не всегда равномерно и плавно. Сначала, десятки тысяч лет, человечество изображало на шершавых стенах своих уютных коммунальных пещер различных зверушек и, собственно, человечков, бегающих за этими зверушками. Кстати, вероятно именно тогда зародился тренд «эти милые зверята», популяризирующий котиков, собачек и прочих.

Затем Египетская цивилизация дала невероятной силы толчок развитию графического дизайна, осуществив первую в истории попытку создать 3D графику, изобразив всех своих персонажей торсом в анфас, а головами и ногами в профиль. То есть они показали, что существуют разные углы зрения и, соответственно, разные измерения пространства. Кстати, буква «D» в понятии 3D  означает demention — измерение, а графика 3D , соответственно — изображение в трех измерениях.

Но вернемся к истории. Вслед за египтянами античные мастера из Греции почти сразу, по меркам исторического исчисления времени, совершили небывалый рывок в создании трехмерных изображений, подарив миру такой  вид визуального искусства, как скульптура (месопотамские фигурки, бывшие до этого, мы в расчет не берем). А ещё греки научились ярко и красиво оформлять все вокруг себя, от посуды до фасадов зданий — это был очередной виток развития графического дизайна.

Затем случилось нечто совершенно неожиданное. Ближе к средним векам жители планеты Земля просто взяли да и забыли начисто все, что было придумано и египтянами и греками в области изобразительного искусства. Они опять начали рисовать кривеньких человечков и зверушек. Только уже не на каменных сводах пещер, а на каменных сводах храмов и, чуть позже, на бумаге, спасибо китайцам за ее изобретение. Так что развитие графического дизайна началось заново. А о 3D графике в любом ее проявлении в этот период и вообще говорить не приходится.

Но в четырнадцатом веке полным ходом начало набирать обороты знаменитое Возрождение. Опять, усилиями таких великих мастеров как Дюрер, стали появляться пропорции в изображениях живых существ, включая человека, опять художники задумались об анатомии, а в среднем периоде Возрождения великолепный итальянец Джотто открыл миру законы перспективы, и у 3D графики появился прекрасный шанс. Затем многие и многие ныне всем известные мастера довели то, что мы сейчас называем графическим дизайном, до совершенства, практикуясь на росписях соборов и домов самых знатных представителей своего времени. И в течении четырехсот лет, в общем-то, ничего кардинально уже не менялось, пока, ближе к двадцатому веку, не объявились смельчаки, заявившие, что в графическом искусстве уместны стилизации и символизм в чистом виде. Абсент на Монмартре потек бурлящими потоками. И в журчании этих потоков зародились основы графического дизайна, каким мы его знаем сегодня. Оставалось совсем немного до появления на свет анимации.

Технологии в двадцатом веке стали развиваться так стремительно, что обогнали, можно сказать, даже сами себя. И графический дизайн перекочевал в компьютеры, оставаясь там, по большей части, и по сей день.

А еще технологии предложили людям возможность моделировать в графических редакторах самые настоящие объекты, существующие в трех измерениях и заставлять эти объекты двигаться. Так появились современная 3D графика, поражающая своей реалистичностью и анимация.

Ну и вполне естественно, что 3D графика не прошла мимо анимации. С тех пор, как свет увидел фильм «история игрушек», 3dанимация получила статус  вершины массового визуального искусства.

Как и все лучшее, 3D графика и анимация были привлечены на службу коммерческих интересов и таким образом перекочевали в рекламу. Теперь каждый уважающий себя бренд, будь то Coca-Cola, Nikon, Volvo или любой иной производитель такого же масштаба, не обходится без 3D графики и анимации в своих рекламных материалах.

Не могла не включить 3D графику и анимацию в список своих услуг и рекламно-производственная компания «Эффект», где работают люди с художественным образованием и экспертным знанием технологий.

Поэтому здесь Вам всегда смогут предложить интересные идеи (конечно, посоветовавшись с аналитическим отделом) и впечатляющую по качеству реализацию рекламных продуктов с использованием и статичной 3D графики и анимации — будь то анимированные рекламные ролики, модули для печатной продукции или 3D визуализация объектов или продуктов Вашего бизнеса.

И это, как и положено 3D графике и анимации, сделает Ваш бизнес объемным и подвижным.

Заказать услугу создание 3D графики и анимации

Создание 3D графики для рекламы, графика для печати и презентаций.

При помощи графики можно преподнести информацию, которую трудно описать словами. Это относится, например, к схемам работы устройств, рецептам, техникам создания художественных изделий. 

 
Стоимость 3D иллюстрации в нашей компании является не высокой для каждого и рассчитывается с учетом индивидуальных пожеланий наших клиентов. Мы создали максимально удобные условия сотрудничества, поэтому заказать разработку графики у нас вы можете по самым приемлемым ценам. Мы стремимся удивлять своих клиентов и превосходить все ваши ожидания, поэтому работаем с полной отдачей на достижение максимального результата. Поверти, что наша цена на иллюстрацию, с учетом проведенных нами работ

Наши работы по 3D иллюстрациям

 

3D иллюстрации используется для:

• показ продукции на сайте или каталоге;
• визуализация объектов недвижимости;
• визуализация генплана территории;
• отображение схемы объектов.

Наша студия предлагает своим клиентам ряд услуг по созданию уникальных иллюстрационных шедевров. У нас Вы можете заказать иллюстрацию к любому своему произведению или идеи. На сегодняшний день иллюстрации являются одними из самых распространенных и желанных в издательском мире, а так же мире других услуг. Иллюстрации помогают лучше понять и представить себе целостную картину определенного события или человека. 

Графика для рекламы

Реклама в печатных издания позволяет охватить широкую часть аудитории, привлечь новых клиентов в компанию. Сегодня потребители, искушенные обилием заманчивых предложений, осторожны в вопросах выбора. Очень важно привлечь внимание потенциальных потребителей, создать запоминающийся образ, которым они смогут руководствоваться при покупке товаров и заказе услуг.

Яркие, нешаблонные, цепляющие образы создаются усилиями специалистов студии “Multiplex”. В зависимости от финансовых возможностей мы всегда предложим заказчику оптимальное решение для его бизнеса.

Мы разрабатываем стандартный дизайн для полиграфии, каталогов, брошюр и упаковки, а также предлагаем разработку новаторского креативного дизайна и создание сложных моделей с нуля или по эскизам заказчика. Нам вы можете доверить разработку графики для печати, нацеленной на формировании запоминающейся визуальной составляющей, которая поможет клиенту выделить предложение именно вашей компании из сотен других. В основе нашей работы лежит стремление довести каждый проект до совершенства. Созданная нами графика для печати, сродни арт-объекту – ее нельзя не заметить. А это значит, что ваше послание непременно тронет своего адресата. Ведь именно это главная цель – не так ли?!

С нашими работами для печатных изданий и полиграфии вы можете ознакомиться в разделе “портфолио”. 

3D графика для веба | Cinema 4D (Octane & Physical)

Что тебе даст этот курс?
Научит создавать коммерческие иллюстрации и 3D иконки. Узнай, как моделировать сложные объекты из простых примитивов, расставлять свет, настраивать материалы и делать рендер сцен

Что получим по итогу?
На курсе нам предстоит создать 3 предмета, пройдя через моделирование, настройку света c материалами и финальный рендер. Надеюсь, что после этого – тебе всё будет по зубам!

Что потребуется?
Даже если у тебя слабая тачка – не проблема. Чтобы начать моделировать подойдёт абсолютно любой компьютер

—=== Программа курса ===—

01. Поиск референсов
Обзор и составление визуалов того, что будем делать в дальнейшем. Поиск референсов для будущего проекта на основных дизайн площадках

02. Обзор Cinema 4D
Обзор интерфейса приложения и основных инструментов

03. Моделирование
На курсе нам предстоит создать 3 объекта: будильник, мегафон и телефон. Шаг за шагом мы будем создавать сложные объекты из простых примитивов

04. Освещение
Оброз техник освещения предмета и настройка источников светаДоступно под Octane и Physical

05. Создание материалов
Обзор основных свойств материала (пластик, металл, стекло). Будем разбираться за что отвечает каждая настройкаДоступно под Octane и Physical

06. Рендер сцены
Оптимизация сцены для рендера, обзор основных параметров, влияющих на качество картинкиРендер осуществляется:Octane Render (потребуется видеокарта от Nvidia)Physical (подойдёт любая видеокарта)

07. Композитинг изображения
Настройка пасов из Octane
Краткий обзор After Effects
Практика применения основных инструментов для композитинга

What will this course give you?
Teaches how to create commercial illustrations and 3D icons for web pages. Learn how to model complex objects from simple primitives, arrange lights, set up materials and render scenes

What do we get as a result?
On the course, we have to create 3 objects, going through modeling, setting up lighting with materials and the final rendering. I hope that after that — you will be able to handle everything!

Создание эмоциональной 3D графики и видео

Мы используем компьютерную 3D-графику, чтобы создавать изображения, видеоролики, интерактивные 3D-прогулки и демонстрации, которые работают на сайтах и мобильных устройствах.

 

Чем мы отличаемся?

Эмоциональное 3D

Одна из главных задач при продвижении конкурентного товара или услуги, выделяться из толпы подобных. Люди видят одинаковые солнечные виды с высоты птичьего полёта на сотнях баннеров, плакатов, рекламных конструкций.

Мы стремимся создавать эмоциональные, непохожие картинки, чтобы с помощью переживания усиливать содержание. Особенностьнашего маркетингового подхода в уходе от материальных благ к эмоциональной наполненности. В двух словах — ВЫЗОВ ЧУВСТВ. И эти чувства обязательно должны соответствовать идеологии продвигаемого бренда.

Итеративная разработка

Мы строим длительные отношения с клиентом и системно подходим к продвижению вашего бизнеса. Поэтому мы рассчитываем на сотрудничество на протяжении всего периода продаж. Вам требуется только 12 простеньких рендеров к старту продаж, и всё? Это не к нам.

Вот почему мы разрабатываем 3D-графику поэтапно.

• Платежи выравниваются во времени: вам не придётся ещё до старта продаж сразу инвестировать крупную сумму в полный пакет графики и видео, упрощается бюджетирование проекта.
• Вы получаете контент всегда вовремя: быстрые «технические» рендеры для заглушки сайта; планировки и полноценные рендеры к запуску полной версии сайта, печати полиграфии к началу PR в сети; яркие эмоциональные рендеры к началу размещения наружной рекламы; видеоролики к старту рекламной кампании на телевидении.
• Мы можем гораздо точнее прогнозировать сроки выполнения работ.

Процесс создания 3D графики и видео

Процесс создания 3D графики, изображений и видеороликов строится примерно одинаково.

Подготовка

Исполнитель с клиентом определяются, что требуется на выходе для решения бизнес-задачи, на всю рекламную кампанию вперёд. Нужна ли единственная картинка? Серия картинок с разных ракурсов или с разными историями? Видеоролик? Для каких целей? Какие именно характеристики товара или услуги нужно будет рекламировать?

Сбор материалов и точная оценка проекта

Обычно клиенты предоставляют чертежи, либо наброски 3D-моделей от дизайнеров. Оценив качество моделей и поняв объём конечного продукта на этапе 1, можно оценить трудоёмкость работ и начать разработку.

Планирование видеоролика

Создание видеоролика — значительно более сложный процесс, чем создание статичных картинок. По сути, видеоролик проходит этап проектирования, аналогичный проектированию при строительстве дома или разработке сайта. В этот этап входят создание утверждение сценария, выбор и утверждение фоновой музыки, создание раскадровок, а также запись финального голоса для ролика (если ролик будет озвучен актёрами).

Моделинг

3D-графика основана на создании моделей объектов окружающего мира, состоящих из простейших полигонов — треугольников и прямоугольников. По сути, 3D-модельеры строят точный «проволочный каркас» для каждого объекта, который появится на картинке или в видео: от игрушечного мяча до самолёта. На этот каркас накладываются текстуры, придающие ему цвет, окраску, степень прозрачности и зеркальности или иллюзию рельефа. Наконец, в сцене расставляются источники света, которые будут освещать будущую сцену — от Солнца до лампочек в помещениях.
Моделинг для видео требует гораздо большей степени проработки. Если для картинки можно не моделировать часть окружения, которая не попадает в кадр (например, скрыта за домом), то с видео такая возможность часто отсутствует.

Постановка или анимация камер

Когда сцена готова, в ней расставляются камеры. Конечно, это воображаемые камеры — точки, откуда будет идти взгляд на смоделированную сцену. Для видео камеры анимируются. 3D-специалисты задают траектории, согласно которым камеры будут перемещаться и поворачиваться.

Визуализация

Специальное программное обеспечение на специальных компьютерах (рендер-фермах) из моделей создаёт картинки — рендеры. Специалисты тестируют разные варианты освещённости, цветов, материалов, чтобы добиться наилучшего результата. Только после множества опытов выбирается наилучшая картинка.
Если речь о видеороликах, это приходится делать с каждой сценой, а иногда с каждым кадром. 1500 кадров для минутного ролика. Если ролик делается в формате 3D, цифру можно умножить на два.

Цветокоррекция, монтаж

После того, как с рендер-фермы получены итоговые картинки, их требуется ретушировать для достижения желаемого художественного эффекта. Например, встроить в сцену фотографии людей, вставить дом в фотографию, сделанную с квадрокоптера, или совместить ролик с видеосъёмкой.

Шумовое озвучание

На ролик нужно наложить музыку и финальный голос (утверждённые на ранних этапах работы), а также различные шумы — ветер, крики птиц, плеск воды или шелест шин по гравию.

Кодинг

Видео требуется перекодировать в нужные форматы, подходящие для нужных пропорций экранов или носителей.

3D сделано. Что дальше?

• Вы ещё не выбрали подрядчика на разработку сайта? Взгляните, как мы создаём сайты, а также как мы комплексно подходим к созданию всех видов инструментов для продвижения новых жилых объекты в сети.
• Если будет необходимость, всегда можно развить ваш 3D-контент. Если были только простые рендеры, то сделать эмоциональное 3D видео. Если были картинки и видеоролики, сделать интерактивную прогулку.
• 3D-контент можно и нужно активно использовать для продвижения в интернете. Не только на вашем сайте, но и на внешних ресурсах. В этом поможет PR-отдел SEO Студи«Master Web».

3D компьютерная графика

---

2

Автоматизированная техника раскраски аниме с использованием глубокого обучения

28 ноября 2018 г. — Исследователи сообщают о первой в мире технике автоматической раскраски, ориентированной на производство японских аниме. Ожидается, что новый метод будет способствовать повышению эффективности и автоматизации в аниме …

---

Более реалистичная компьютерная графика

24 июля 2020 г. — Новые программные технологии делают освещение в компьютерных изображениях более реалистичным для использования в видеоиграх, расширенной реальности и научной визуализации…

---

Новые атаки на графические процессоры угрожают конфиденциальности пользователей

5 ноября 2018 г. — Веб-браузеры используют графические процессоры для рендеринга графики на настольных компьютерах, ноутбуках и смартфонах. Графические процессоры также используются для ускорения приложений в облаке и центрах обработки данных. Графические процессоры обычно программируются с использованием …

---

Новый метод превращает любой трехмерный объект в кубический стиль

21 октября 2019 г. — Ученые-информатики разработали вычислительный метод для количественной оценки абстрактного кубического стиля.Кроме того, их метод также позволяет пользователям создавать новые формы, которые напоминают форму ввода и …

---

Анимация воды становится проще

5 декабря 2019 г. — Группа профессоров информатики создала метод быстрого изменения размера анимации жидкостей без необходимости полностью повторно моделировать всю …

---

Разработка более умного и быстрого машинного интеллекта с помощью света

18 декабря 2020 г. — Исследователи разработали ускоритель оптической сверточной нейронной сети, способный обрабатывать большие объемы информации, порядка петабайт, на…

---

Большинство ноутбуков уязвимы для атак через периферийные устройства

25 февраля 2019 г. — Согласно новому …

, многие современные ноутбуки и все большее количество настольных компьютеров гораздо более уязвимы для взлома с помощью обычных подключаемых устройств, чем считалось ранее.

---

Команда

значительно сокращает время анализа изображений с помощью глубокого обучения и других подходов

29 июня 2020 г. — Ученые разработали глубокое обучение и другие подходы, которые резко сокращают время анализа изображений на несколько порядков — в некоторых случаях до уровня скорости получения данных изображений…

---

Новые возможности виртуальной реальности для получения изображений исключительно высокого качества

26 июля 2018 г. — Ученые представили новый опыт погружения в виртуальную реальность (VR), основанный на новой системе, которая захватывает и визуализирует высококачественные реалистичные изображения из реального мира с использованием света …

---

Система синтеза реалистичных звуков для компьютерной анимации

6 августа 2018 г. — Звуки, сопровождающие компьютерный анимационный контент, обычно создаются с помощью записей.Теперь новая система синтезирует синхронизированный звук одним нажатием …

---

3D-графика

Изображения существовали сотни лет, начиная с каменного века. Однако с течением времени человечество эволюционировало, а вместе с ним и его продукты, в том числе искусство. И хотя изображения были в основном двухмерными, классифицированными по ширине и высоте, с началом компьютерной эры изображения очень скоро приобрели третье измерение — глубину.

3D графика

3D-графика была впервые создана в 1960-х годах, когда были представлены векторные изображения. Векторный подход позволял создавать трехмерную графику, используя те же методы — математические формулы, вычисляющие положение каждого пикселя в трехмерном изображении. Как только трехмерная графика стала популярной, она быстро завоевала популярность в мире искусства для различных целей. Вскоре трехмерные изображения были анимированы, а изображения CGI (компьютерные изображения) стали широко использоваться в кино и компьютерных играх.

3D-графика предлагает другой подход по сравнению с тем, который используется в 2D-изображениях, создавая изображения, более близкие к реальности. Несмотря на то, что первые трехмерные изображения были явно созданы на компьютере, сегодня трехмерное изображение может быть почти таким же реальным и ярким, как и настоящая жизнь.

3D анимация

3D-анимация была представлена ​​вскоре после того, как 3D-изображения стали популярными и сыграли важную роль в продвижении 3D-графики. 3D-изображения, используемые в фильмах и видеоиграх, открывают иную перспективу и предоставляют создателям гораздо больше возможностей.Теперь они могли создавать изображения и анимацию с помощью компьютеров, что было бы слишком дорого или просто невозможно, если бы их создавали реальные люди.

Программное обеспечение

, такое как 3D Studio Max (теперь 3ds Max) и Maya, могло создавать сложные изображения почти без усилий и очень быстро.

Искусство 3D-изображения

Первые программные решения для 3D-изображений были очень дорогими и были доступны только избранной группе людей. С популяризацией 3D-искусства были созданы программные редакторы 3D-изображений с открытым исходным кодом, такие как Blender и Geist3D, которые позволили каждому использовать программное обеспечение, почти такое же мощное, как платные решения, такие как 3D Studio Max.Это вдохновило многих мелких дизайнеров на создание трехмерных изображений, и очень скоро Интернет наполнился трехмерным искусством.

3D-искусство делится в основном на два потока — абстрактное искусство и общее искусство. Абстрактные трехмерные изображения представляют собой немыслимые формы и конструкции, которые практически невозможно нарисовать вручную. Они быстро завоевали популярность среди множества интернет-пользователей, которые к тому времени устали от графического оформления.

Обычное трехмерное искусство представляет собой объекты и формы из реальной жизни.Хотя абстрактное 3D-искусство имеет только эстетическую ценность, общие 3D-изображения используются на многих веб-сайтах как часть дизайна веб-страницы, а также в качестве технических иллюстраций.

3D Студия Макс

3D Studio Max — один из лидеров и первое имя, которое приходит на ум, когда речь идет о манипуляциях с 3D-изображениями. Это один из первых редакторов 3D-изображений, который на сегодняшний день используется при создании большого количества видеоигр и фильмов. Одним из самых больших преимуществ 3D ​​Studio Max является архитектура плагинов, которая позволяет добавлять дополнительные функции в любой момент.Плагины также означают, что каждый может внести свой вклад в это программное обеспечение. 3D Studio Max также предлагает множество визуальных эффектов, которые можно мгновенно добавить к изображению без необходимости создавать их вручную. С каждой версией количество готовых эффектов резко растет, и сегодня это программное обеспечение предлагает такое разнообразие настраиваемых эффектов, которые могут напугать любого начинающего пользователя.

Ватт, Алан: 9780201398557: Amazon.com: Книги

Третье издание Библии компьютерной графики 3D Computer Graphics Алана Ватта включает в себя компакт-диск, полный примеров и обновленной информации о графике и алгоритмах рендеринга.В книге обсуждаются многие методы, которые развились за семь лет с момента публикации предыдущего издания.

3D компьютерная графика — это учебник, предназначенный для серьезных программистов, создающих графические приложения (а не для конечных пользователей). В течение 16 разделов Ватт знакомит с концепциями и реализацией компьютерной визуализации, от «Математических основ компьютерной графики» до «Представления и рендеринга» и заканчивая «Рендерингом на основе изображений и фото-моделированием».»Последний раздел, посвященный компьютерной анимации, включает методы для связанных структур, обнаружения столкновений и анимации частиц (и это лишь некоторые из них).

Хотя темы иногда трудно понять, г-н Ватт пишет четко и кратко, делая щедрые использование диаграмм для передачи принципов, описанных в тексте.

Прилагаемый компакт-диск включает более десятка исследований методов компьютерной графики и алгоритмов рендеринга. Представленные в HTML исчерпывающие исследования, каждое с матрицей эскизов, демонстрируют различные достижимые результаты.Здесь есть одна небольшая жалоба: хотя миниатюры можно щелкнуть для просмотра гораздо большего изображения, более крупные версии имеют формат .tif, который могут просматривать лишь немногие (если таковые имеются) веб-браузеры. Пользователям потребуется другое приложение для их просмотра. Наличие большого изображения в формате .jpg позволило бы читателю просмотреть его в уже открытом веб-браузере.

3D компьютерная графика идеально подходит для графических программистов и исследователей, работающих над созданием новых медицинских устройств визуализации; системы геологических исследований; системы виртуальных структурных испытаний самолетов, автомобилей и космических аппаратов; или эффекты и фотореалистичная голливудская анимация. — Майк Капуто

Третье издание этой книги продолжает фокусироваться на трехмерных аспектах компьютерной графики и отражает растущий спрос на приложения реального времени, такие как игры и виртуальная реальность. Он также включает новые материалы по визуализации в научных вычислениях и графические стандарты, такие как PHIGS. Он имеет дело с процессами, связанными с преобразованием математического или геометрического описания объекта — компьютерной графической модели — в визуализацию — двумерную проекцию, которая имитирует внешний вид реального объекта.Алан Ватт дает студентам знания по сложным и новым темам в области компьютерной графики, включая достижения в области рендеринга и новые материалы по анимации. Это подходящий текст для первого курса компьютерной графики для младших, старших классов или для выпускников.

Характеристики

• NEW! Глава о Advanced Radiosity
• NEW! Глава по анимации
• NEW! Глава, посвященная методам предварительного расчета
• NEW! Материал о приложениях реального времени для высокой сложности, таких как прогрессивная оптимизация сетки, дерево BSP, методы предварительного расчета и методы фото-моделирования
• Расширенный охват достижений в области рендеринга
• Полная версия материала по анимации
• Включает компакт-диск с исследованием 400 изображений и несколькими программами компьютерной графики

0201398559B04062001

Об авторе

Алан Ватт — преподаватель информатики в Университете Шеффилда.

0201398559AB04062001

Вставка анимированной 3D-графики

Подписчики Microsoft 365 могут встроить анимированное трехмерное изображение в Word, Excel или PowerPoint для Windows или macOS. Эта графика очень похожа на анимированные GIF-файлы. У каждого есть предустановленные анимации или сцены, которые можно воспроизвести, чтобы проинформировать или развлечь вашу аудиторию.

Хотя в настоящее время вы не можете вставить трехмерную графику в PowerPoint для Интернета, если вы вставляете графику в PowerPoint для Windows или Mac, а затем воспроизводите слайд-шоу в PowerPoint для Интернета, анимация будет воспроизводиться должным образом.

В macOS эта функция доступна начиная с версии 16.24.

Вставить анимированное трехмерное изображение

1. Выберите Вставить > 3D-модели > Из сетевых источников .

2. В диалоговом окне выберите категорию со значком «бегун», который указывает, что графика в ней анимирована.

3. Выберите модель, а затем выберите Вставить .

   Рисунок вставлен, и начнется воспроизведение анимации по умолчанию.

4. Чтобы выбрать другую анимацию для 3D-графики, выберите Формат > Сцены .

   Каждая графика содержит несколько сцен или анимаций на выбор.

5. Чтобы остановить эффект анимации, выберите вкладку Формат и нажмите Пауза .

   (Вы также можете щелкнуть правой кнопкой мыши рисунок и выбрать Пауза или нажать пробел, когда рисунок выделен.)

6. Чтобы настроить вид модели, щелкните и перетащите элемент управления 3D. Или выберите Формат > Виды 3D-модели , чтобы открыть предопределенную галерею видов, и выберите тот, который вам нужен.

7. Чтобы переместить изображение в другое место, выберите его, затем щелкните и перетащите в пределах его границы.

8. Чтобы увеличить или уменьшить изображение, выберите его и перетащите угловой маркер на его границу.

Удалить анимированное трехмерное изображение

Просто щелкните, чтобы выбрать модель, затем нажмите клавишу «Удалить».

Подробнее о 3D-моделях

См. Проявите творческий подход с 3D-моделями, чтобы узнать о дополнительных функциях, таких как Pan и Zoom , которые позволяют изменить то, как 3D-графика помещается в его рамку.

В PowerPoint просмотрите эффекты анимации, разработанные для 3D-моделей. Эти эффекты особенно полезны для добавления движения к статическим 3D-моделям (3D-модели, которые не содержат собственной анимации).

Введение в 3D-графику — ARTS 473

Введение в 3D-графику — ARTS 473

CG • Раздел 8WK • с 11.08.2019 по 16.04.2020 • Изменено 26.10.2020

Описание курса

Введение к концепциям и терминологии 2D и 3D дизайна.Практический опыт разработки и оценки статической и анимированной 2D / 3D графики. Студенты получают практический опыт раскадровки, проектирования, анимации и рендеринга 2D / 3D графических объектов и анимаций. Обучение работе с стандартными программами для работы с 3D-графикой на основе принципов дизайна. (Ранее «2D / 3D графика и анимация»)

Для получения информации о предварительных условиях для этого курса, пожалуйста, обратитесь к каталогу академических курсов.

Обоснование

Компьютерная графика, 2D и 3D графика и анимация, в частности, расширяют наши возможности общения, предоставляя студентам инструменты, необходимые для разработки более эффективной графики, которая легко интегрируется с другим программным обеспечением для обработки изображений.Это быстрорастущая область графического дизайна и визуальной коммуникации в целом. Его можно найти в таких форматах, как телевидение, анимация, графика, спецэффекты и симуляторы.

Измеримые результаты обучения

После успешного завершения этого курса студент сможет:

1. Продемонстрировать знание базового макета / дизайна в программном обеспечении для 3D-анимации.
2. Продемонстрировать знание отрасли и словарного запаса программного обеспечения.
3. Изучите решения для различных 3D-проектов.
4. Используйте процесс проектирования для создания полностью визуализированных проектов.
5. Интегрируйте христианские принципы в создание трехмерных дизайнов.

Задание на курс

Чтения из учебников и презентации лекций

Контрольный список требований к курсу

После прочтения программы «Ожидания учащихся» студент заполнит соответствующий контрольный список из модуля / недели 1.

Доска обсуждений Форумы (2)

Доски обсуждений предназначены для совместного обучения.Таким образом, студент должен пройти 2 форума дискуссионных форумов в этом курсе. Студент должен опубликовать 1 ветку не менее 200 слов. Кроме того, ученик должен опубликовать 2 ответа не менее 100 слов в обсуждениях одноклассников. Для каждой ветки студент должен подтвердить свои утверждения как минимум одной цитатой в текущем формате MLA. В ответах не обязательно включать цитаты. Приемлемые источники включают учебник, Библию или Интернет, и они должны быть опубликованы в течение последних 10 лет.

Учебные пособия (7)

Учащийся завершит каждое учебное пособие, следуя пошаговым инструкциям, приведенным в учебном пособии. Требуется пройти 1 учебное пособие из нескольких, перечисленных в каждой главе учебного пособия; тем не менее, ученик рассмотрит возможность прохождения всех уроков в каждой главе для дополнительной практики. По завершении обучения учащийся экспортирует изображение в формате JPG и загрузит цифровой файл по соответствующей ссылке для отправки задания в Blackboard.

Назначения приложений (3)

Используя навыки, полученные в учебных пособиях, ученик применяет полученные знания, создавая модель или сцену. После завершения модели или сцены студент экспортирует изображение в формате JPG и загружает цифровой файл по соответствующей ссылке для отправки задания.

Создание анимации

Это задание состоит из 3 частей, чтобы помочь в создании анимации.

Часть 1: Предложение

В этой части задания «Создание анимации» студент создаст предложение для своего анимационного фильма продолжительностью 1 минуту или короче.Студент будет раскадровывать то, что он / она планирует анимировать, и опишет фон, текстуру и освещение, которые передадут внешний вид анимации. Предложение должно содержать не менее 300 слов и содержать не менее 10 панелей раскадровки.

Часть 2: Черновик

Для этого задания студент выполнит предложение по созданию 1-минутного анимационного фильма. Это задание продемонстрирует совокупные навыки студента, полученные в ходе курса. Анимация учащегося будет представлена ​​в виде видеофайла MP4 с низким разрешением.

Часть 3: Финал

Для этого задания учащийся представит финальный 1-минутный анимационный фильм. Это задание продемонстрирует совокупные навыки студента, полученные в этом семестре. Необходимо учитывать все отзывы, полученные от преподавателя после того, как ученик отправил черновик. Это задание будет отправлено в виде файла фильма Quicktime.

WebGL: 2D- и 3D-графика для Интернета — веб-API

WebGL (библиотека веб-графики) — это API-интерфейс JavaScript для рендеринга высокопроизводительной интерактивной трехмерной и двухмерной графики в любом совместимом веб-браузере без использования подключаемых модулей.WebGL делает это, представляя API, который полностью соответствует OpenGL ES 2.0, который может использоваться в элементах HTML5 . Это соответствие позволяет API использовать преимущества аппаратного ускорения графики, обеспечиваемого устройством пользователя.

Поддержка WebGL присутствует в Firefox 4+, Google Chrome 9+, Opera 12+, Safari 5.1+, Internet Explorer 11+ и Microsoft Edge build 10240+; однако на устройстве пользователя также должно быть оборудование, поддерживающее эти функции.

API WebGL 2 обеспечивает поддержку большей части набора функций OpenGL ES 3.0; он предоставляется через интерфейс WebGL2RenderingContext .

Элемент также используется Canvas API для создания 2D-графики на веб-страницах.

Стандартные интерфейсы

Расширения

События

Константы и типы

WebGL 2

Ниже вы найдете набор руководств, которые помогут вам изучить концепции WebGL и руководства, которые предлагают пошаговые уроки и примеры.

Руководства

Данные в WebGL

Руководство по переменным, буферам и другим типам данных, используемым при написании кода WebGL.

Лучшие практики WebGL

Советы и предложения, которые помогут вам улучшить качество, производительность и надежность вашего содержимого WebGL.

Использование расширений

Руководство по использованию расширений WebGL.

Учебники

Учебники WebGL

Руководство для начинающих по основным концепциям WebGL.Хорошее место для начала, если у вас еще нет опыта работы с WebGL.

Примеры

Пример простой 2D-анимации WebGL

Этот пример демонстрирует простую анимацию одноцветной фигуры. Рассматриваемые темы включают адаптацию к различиям в соотношении сторон, функцию построения шейдерных программ из наборов нескольких шейдеров и основы рисования в WebGL.

WebGL на примере

Серия живых примеров с краткими пояснениями, демонстрирующими концепции и возможности WebGL.Примеры отсортированы по тематике и уровню сложности, охватывая контекст рендеринга WebGL, программирование шейдеров, текстуры, геометрию, взаимодействие с пользователем и многое другое.

Учебные пособия для углубленного уровня

Проекция вида модели WebGL

Подробное объяснение трех основных матриц, которые обычно используются для представления вида трехмерного объекта: матрицы модели, вида и проекции.

Матрица для Интернета

Полезное руководство по работе матриц 3D-преобразований, которое можно использовать в Интернете — как для вычислений WebGL, так и для преобразований CSS3.

Библиотеки

• three.js — это полнофункциональная библиотека 3D WebGL с открытым исходным кодом.
• Babylon.js — мощный, простой и открытый движок игр и 3D-рендеринга, упакованный в дружественную среду JavaScript.
• Pixi.js — это быстрое средство визуализации 2D WebGL с открытым исходным кодом.
• Phaser — это быстрая, бесплатная и увлекательная среда с открытым исходным кодом для браузерных игр на Canvas и WebGL.
• PlayCanvas — игровой движок с открытым исходным кодом.
• glMatrix — это матричная и векторная библиотека JavaScript для высокопроизводительных приложений WebGL.
• twgl — это библиотека, позволяющая сделать webgl менее подробным.
• RedGL — это библиотека 3D WebGL с открытым исходным кодом.
• vtk.js — это библиотека JavaScript для научной визуализации в вашем браузере.
• webgl-lint поможет найти ошибки в вашем коде WebGL и предоставит полезную информацию

WebGL 1

Таблицы BCD загружаются только в браузере

WebGL 2

Таблицы BCD загружаются только в браузере

Замечания по совместимости

Помимо браузера, графический процессор должен поддерживать эту функцию.Так, например, S3 Texture Compression (S3TC) доступно только на планшетах на базе Tegra. Большинство браузеров делают контекст WebGL доступным через имя контекста webgl , но для более старых версий также требуется experimental-webgl . Кроме того, будущий WebGL 2 полностью обратно совместим и будет иметь контекстное имя webgl2 .

Заметки Gecko

Отладка и тестирование WebGL

Начиная с Gecko 10.0 (Firefox 10.0 / Thunderbird 10.0 / SeaMonkey 2.7) доступны две настройки, которые позволяют вам контролировать возможности WebGL в целях тестирования:

webgl.min_capability_mode

Логическое свойство, которое, когда истинно , включает режим минимальных возможностей. В этом режиме WebGL настроен на поддержку только минимального набора функций и возможностей, требуемых спецификацией WebGL. Это позволяет вам гарантировать, что ваш код WebGL будет работать на любом устройстве или браузере, независимо от их возможностей.По умолчанию это ложь .

webgl.disable_extensions

Логическое свойство, которое, если истинно , отключает все расширения WebGL. По умолчанию это ложь .

Поддерживаемые функции 2D / 3D графики

Использование поиска Intel.com

Вы можете легко выполнить поиск по всему сайту Intel.com несколькими способами.

• Название бренда: Core i9
• Номер документа: 123456
• Кодовое имя: Kaby Lake
• Специальные операторы: «Ледяное озеро», Лед И Озеро, Лед ИЛИ Озеро, Лед *

Быстрые ссылки

Вы также можете воспользоваться быстрыми ссылками ниже, чтобы увидеть результаты наиболее популярных поисковых запросов.