მავნე პროგრამა არის შემაშფოთებელი ან საშიში პროგრამა, რომელიც...
კითხვა, თუ რა არის მთელი კომპიუტერული ინდუსტრიის ძრავა, დიდი ხანია აწუხებს ბევრ მომხმარებელს. ან Intel, რომელიც შეუჩერებლად უშვებს და უშვებს ახალ პროცესორებს. მაგრამ ვინ აიძულებს მათ იყიდონ? იქნებ ყველაფერში Microsoft-ის ბრალია, რომელიც მუდმივად ადიდებს და ალამაზებს თავის ფანჯრებს? არა, თქვენ შეგიძლიათ დაკმაყოფილდეთ პროგრამების ძველი ვერსიებით - მით უმეტეს, რომ მათი შესაძლებლობების დიაპაზონი პრაქტიკულად არ იცვლება. დასკვნა თავისთავად გვთავაზობს - თამაშები არის ყველაფერში დამნაშავე. დიახ, ეს არის თამაშები, რომლებიც უფრო და უფრო ემსგავსებიან რეალურ სამყაროს, ქმნიან მის ვირტუალურ ასლს, მათ სურთ უფრო და უფრო ძლიერი რესურსები.
კომპიუტერზე კომპიუტერული გრაფიკის მთელი ისტორია ამის დასტურია. დაიმახსოვრეთ, თავიდან იყო ტეტრისი, დიგერები, არკანოიდები. ყველა გრაფიკა შედგებოდა ეკრანის მცირე უბნების, სპრაიტების გადახაზვისგან და კარგად მუშაობდა XT-ზეც კი. მაგრამ ეს დღეები გავიდა. სიმულაციური ვარსკვლავი ამოვიდა.
ისეთი თამაშების გამოშვებით, როგორებიცაა F19, ფორმულა 1 და ა.შ., რომლებშიც მთელი ეკრანი უნდა გადაგვეხატა, წინასწარ მოვამზადეთ იგი მეხსიერებაში, ყველას უნდა მივიღოთ მინიმუმ 286 პროცესორი. მაგრამ პროგრესი აქ არ გაჩერებულა. თამაშში ვირტუალური სამყაროს რეალურ სამყაროსთან შედარების სურვილი გაძლიერდა და Wolf 3D დაიბადა.
ეს არის, შეიძლება ითქვას, პირველი 3D თამაში, რომელშიც რაღაც, მაგრამ მაინც რეალისტური სამყაროს მოდელირება მოხდა. მის განსახორციელებლად მოგვიწია ზედა (640 კბ-ზე მეტი) მეხსიერების გამოყენება და პროგრამის დაცულ რეჟიმში გადაყვანა. სრულფასოვანი თამაშისთვის მომიწია 80386 პროცესორის დაყენება.მაგრამ Wolf 3D-ის სამყაროსაც აწუხებდა ხარვეზები. მიუხედავად იმისა, რომ კედლები არ იყო მხოლოდ მყარი მართკუთხედები, ისინი სავსე იყო დაბალი გარჩევადობის ტექსტურებით, ამიტომ ზედაპირები მხოლოდ შორიდან გამოიყურებოდა წესიერად. რა თქმა უნდა, შესაძლებელი იყო ტექსტურების გარჩევადობის გაზრდის გზით წასვლა, გახსოვდეთ, მაგალითად, DOOM. შემდეგ მოგვიწია ახალ პროცესორზე დაბრუნება და მეხსიერების ოდენობის გაზრდა. მართალია, არა უშავს, მართალია იმიჯი გაუმჯობესდა, მაგრამ ყველა ერთი და იგივე ნაკლოვანება თანდაყოლილი იყო. დიახ, და ბრტყელი ობიექტები და მონსტრები - ვინ ზრუნავს. შემდეგ კი Quake-ის ვარსკვლავი ამოვიდა. ამ თამაშში გამოყენებული იყო რევოლუციური მიდგომა - z-ბუფერი, რამაც შესაძლებელი გახადა მოცულობის მიცემა ყველა ობიექტს. თუმცა, მთელი თამაში მაინც მუშაობდა დაბალი გარჩევადობით და არც თუ ისე რეალისტური იყო.
ახალი ტექნიკის გადაწყვეტა მწიფდებოდა. და ეს გამოსავალი, ზოგადად, ზედაპირზე იწვა. ვინაიდან მომხმარებლებს სურთ სამგანზომილებიან ვირტუალურ სამყაროში თამაში, მისი შექმნის პროცესი (გახსოვდეთ 3D Studio-ში გატარებული ლოდინის წუთები, სანამ შემდეგი სურათი გამოჩნდება) მკვეთრად უნდა დაჩქარდეს. და რადგან ცენტრალური პროცესორი ძალიან ცუდად უმკლავდება ამ ამოცანას, მიიღეს რევოლუციური გადაწყვეტილება - სპეციალიზებულის გაკეთება.
შემდეგ კი სათამაშო აპარატების მწარმოებელი 3Dfx გამოვიდა, რომელმაც ეს ზღაპარი ახდა თავისი Voodoo GPU-ს დახმარებით. კაცობრიობამ კიდევ ერთი ნაბიჯი გადადგა ვირტუალურ სამყაროში.
და რადგან არ არსებობს ოპერაციული სისტემა კომპიუტერზე, ტექსტურირებული ფანჯრებით, რომლებიც უკან ნისლში მცურავს და ეს არ არის მოსალოდნელი, მთელი 3D გრაფიკული აპარატი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ თამაშებზე, რასაც წარმატებით აკეთებს მთელი ცივილიზებული კაცობრიობა.
მოდელი
სამგანზომილებიანი ობიექტების მონიტორის ეკრანზე საჩვენებლად, საჭიროა მთელი რიგი პროცესები (ჩვეულებრივ, მილსადენს უწოდებენ), რასაც მოჰყვება შედეგის გადათარგმნა ორგანზომილებიან ხედში. თავდაპირველად, ობიექტი წარმოდგენილია როგორც წერტილების, ან კოორდინატების ერთობლიობა სამგანზომილებიან სივრცეში. სამგანზომილებიანი კოორდინატთა სისტემა განისაზღვრება სამი ღერძით: ჰორიზონტალური, ვერტიკალური და სიღრმე, რომლებსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ x, y და z ღერძებს, შესაბამისად. ობიექტი შეიძლება იყოს სახლი, ადამიანი, მანქანა, თვითმფრინავი ან მთელი 3D სამყარო და კოორდინატები განსაზღვრავენ წვეროების (კვანძოვანი წერტილების) პოზიციას, რომლებიც ქმნიან ობიექტს სივრცეში. ობიექტის წვეროების ხაზებთან შეერთებით ვიღებთ მავთულხლართების მოდელს, ე.წ. იმიტომ, რომ ჩანს მხოლოდ სამგანზომილებიანი სხეულის ზედაპირების კიდეები. მავთულის ჩარჩო განსაზღვრავს უბნებს, რომლებიც ქმნიან ობიექტის ზედაპირს, რომელიც შეიძლება შეივსოს ფერებით, ტექსტურებით და განათდეს სინათლის სხივებით.
ბრინჯი. 1: კუბის ჩარჩო
3D გრაფიკული მილსადენის ამ გამარტივებული ახსნითაც კი, ცხადი ხდება, რამდენი გამოთვლაა საჭირო 3D ობიექტის 2D ეკრანზე დახატვისთვის. შეიძლება წარმოიდგინოთ, რამდენად იზრდება კოორდინატთა სისტემაზე საჭირო გამოთვლების რაოდენობა, თუ ობიექტი მოძრაობს.
ბრინჯი. 2: თვითმფრინავის მოდელი დაჩრდილული ზედაპირით
API როლი
აპლიკაციის პროგრამირებადი ინტერფეისი (API) შედგება ფუნქციებისგან, რომლებიც აკონტროლებენ 3D მილსადენს პროგრამულ უზრუნველყოფაში, მაგრამ შეუძლიათ ისარგებლონ 3D აპარატურის დანერგვით, თუ ეს შესაძლებელია. თუ არსებობს აპარატურის ამაჩქარებელი, API სარგებლობს ამით, თუ არა, მაშინ API მუშაობს ყველაზე გავრცელებული სისტემებისთვის განკუთვნილი ოპტიმალური პარამეტრებით. ამრიგად, API-ს გამოყენების წყალობით, ნებისმიერი რაოდენობის პროგრამული ინსტრუმენტების მხარდაჭერა შესაძლებელია ნებისმიერი რაოდენობის ტექნიკის 3D ამაჩქარებლის მიერ.
ზოგადი და გასართობი აპლიკაციებისთვის არსებობს შემდეგი API:
- Microsoft Direct3D
- კრიტერიუმი Renderware
- არგონავტი BRender
- Intel 3DR
WindowsNT-ის ქვეშ გაშვებული პროფესიონალური აპლიკაციებისთვის დომინირებს OpenGL ინტერფეისი. Autodesk, საინჟინრო აპლიკაციების უმსხვილესი მწარმოებელი, შეიმუშავა საკუთარი API სახელწოდებით Heidi.
კომპანიებმა, როგორიცაა Intergraph - RenderGL და 3DFX - GLide, ასევე შეიმუშავეს თავიანთი API.
3D ინტერფეისების არსებობა და ხელმისაწვდომობა, რომლებიც მხარს უჭერენ მრავალ გრაფიკულ ქვესისტემას და აპლიკაციას, ზრდის რეალურ დროში 3D გრაფიკული ტექნიკის ამაჩქარებლების საჭიროებას. გასართობი აპლიკაციები ასეთი ამაჩქარებლების მთავარი მომხმარებელი და მომხმარებელია, მაგრამ არ დაივიწყოთ პროფესიონალური აპლიკაციები 3D გრაფიკის დასამუშავებლად, რომელიც მუშაობს Windows NT-ზე, რომელთაგან ბევრი გადადის მაღალი ხარისხის სამუშაო სადგურებიდან, როგორიცაა Silicon Graphics PC პლატფორმაზე. ინტერნეტ აპლიკაციები დიდ სარგებელს მიიღებს წარმოუდგენელი სისწრაფით, ინტუიციურობითა და მოქნილობით, რომელსაც უზრუნველყოფს 3D GUI. მსოფლიო ქსელში ურთიერთქმედება ბევრად უფრო ადვილი და მოსახერხებელი იქნება, თუ ის სამგანზომილებიან სივრცეში მოხდება.
გრაფიკული ამაჩქარებელი
გრაფიკული ქვესისტემების ბაზარი კონცეფციის მოსვლამდე მულტიმედიაშედარებით ადვილი იყო განვითარება. განვითარების მნიშვნელოვანი ეტაპი იყო IBM-ის მიერ 1987 წელს შემუშავებული VGA (ვიდეო გრაფიკული მასივი) სტანდარტი, რომლის წყალობითაც ვიდეო ადაპტერების მწარმოებლებმა შეძლეს გამოიყენონ უფრო მაღალი გარჩევადობა (640x480) და მეტი ფერის სიღრმე კომპიუტერის მონიტორზე. ვინდოუსის ოპერაციული სისტემის მზარდი პოპულარობის გამო, 2D გრაფიკის ტექნიკის ამაჩქარებლების გადაუდებელი აუცილებლობაა სისტემის ცენტრალური პროცესორის განტვირთვისთვის, რომელიც იძულებულია დაამუშავოს დამატებითი მოვლენები. გრაფიკული დამუშავებისთვის CPU-ს ყურადღების გადატანა მნიშვნელოვნად აისახება GUI-ს (Graphical User Interface) - გრაფიკული მომხმარებლის ინტერფეისის ზოგად მუშაობაზე, და ვინაიდან Windows OS და მისი აპლიკაციები საჭიროებენ რაც შეიძლება მეტ CPU რესურსს, გრაფიკული დამუშავება განხორციელდა უფრო დაბალი პრიორიტეტი, ე.ი. შესრულებულია ძალიან ნელა. მწარმოებლებმა თავიანთ პროდუქტებს დაამატეს 2D გრაფიკის დამუშავების ფუნქციები, როგორიცაა ფანჯრების დახატვა გახსნისა და მინიმიზაციისას, აპარატურის კურსორი, რომელიც მუდმივად ჩანს მაჩვენებლის გადაადგილებისას და ეკრანზე არეების ხატვა გამოსახულების განახლების მაღალი სიხშირით. ასე რომ, იყო პროცესორი, რომელიც უზრუნველყოფს აჩქარებას VGA (Accelerated VGA - AVGA), ასევე ცნობილი როგორც Windows ან GUI ამაჩქარებელი, რომელიც გახდა აუცილებელი ელემენტი თანამედროვე კომპიუტერებში.
მულტიმედიის დანერგვამ შექმნა ახალი გამოწვევები 2D გრაფიკული მახასიათებლების კომპლექტში ისეთი კომპონენტების დამატებით, როგორიცაა აუდიო და ციფრული ვიდეო. დღეს ადვილია იმის დანახვა, რომ ბევრი AVGA პროდუქტი მხარს უჭერს ციფრული ვიდეო დამუშავებას აპარატურაში. ამიტომ, თუ თქვენი მონიტორი უკრავს ვიდეოს საფოსტო მარკის ზომის ფანჯარაში - დროა დააინსტალიროთ თქვენს აპარატში მულტიმედიური ამაჩქარებელი. მულტიმედია ამაჩქარებელს (მულტიმედია ამაჩქარებელს) ჩვეულებრივ აქვს ჩაშენებული აპარატურის ფუნქციები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ გააფართოვოთ ვიდეო გამოსახულება x და y ღერძების გასწვრივ, ასევე გადაიყვანოთ ციფრული სიგნალი ანალოგურ აპარატურაში მონიტორზე გამოსასვლელად RGB ფორმატში. ზოგიერთ მულტიმედია ამაჩქარებელს შეიძლება ჰქონდეს ჩაშენებული ციფრული ვიდეოს დეკომპრესიის შესაძლებლობები.
გრაფიკულმა დიზაინერებმა თავიანთი მოთხოვნები ნაწილობრივ უნდა დააფუძნონ კომპიუტერის მონიტორის ზომაზე, ნაწილობრივ GUI-ზე და ნაწილობრივ GPU-ზე. პირველადი VGA სტანდარტი, გარჩევადობით 640x480 პიქსელი, ადეკვატური იყო იმ დროისთვის ყველაზე გავრცელებული 14" მონიტორებისთვის. დღეს მონიტორები დიაგონალური მილის ზომით 17" ყველაზე სასურველია სურათების რეზოლუციით ჩვენების შესაძლებლობის გამო. 1024x768 ან მეტი.
VGA-დან მულტიმედია ამაჩქარებლებზე გადასვლის მთავარი ტენდენცია იყო კომპიუტერის მონიტორზე რაც შეიძლება მეტი ვიზუალური ინფორმაციის მოთავსების შესაძლებლობა. 3D გრაფიკის გამოყენება ამ ტენდენციის ლოგიკური განვითარებაა. დიდი რაოდენობით ვიზუალური ინფორმაცია შეიძლება მოთავსდეს მონიტორის ეკრანის შეზღუდულ სივრცეში, თუ ის წარმოდგენილია 3D-ში. სამგანზომილებიანი გრაფიკის რეალურ დროში დამუშავება მომხმარებელს საშუალებას აძლევს ადვილად მართოს წარმოდგენილი მონაცემები.
თამაშის ძრავები
კომპიუტერული თამაშების პირველი წესი არის ის, რომ არ არსებობს წესები. ტრადიციულად, თამაშების შემქმნელებს უფრო მეტად აინტერესებთ მაგარი გრაფიკა თავიანთ პროგრამებში, ვიდრე ტექნიკოსების რჩევების მიყოლებით. მიუხედავად იმისა, რომ დეველოპერებს აქვთ მრავალი 3D API, როგორიცაა Direct3D, ზოგიერთი პროგრამისტი მიდის საკუთარი 3D თამაშის ინტერფეისის ან ძრავის შექმნის გზაზე. საკუთრების სათამაშო ძრავები დეველოპერებისთვის არის ერთ-ერთი გზა, რათა მიაღწიონ წარმოუდგენელ ვიზუალურ რეალიზმს, ფაქტობრივად, გრაფიკული პროგრამირების ზღვრამდე.
არაფერია უფრო სასურველი დეველოპერისთვის, ვიდრე უშუალო წვდომა სისტემის კომპონენტების აპარატურულ მახასიათებლებზე. რამდენიმე ცნობილმა დეველოპერმა შექმნა საკუთარი სათამაშო ძრავები, რომლებიც მუშაობენ გრაფიკული ტექნიკის ამაჩქარებლების ოპტიმალური გამოყენებით, რამაც მათ დიდება და ფული მოუტანა. მაგალითად, Interplay ძრავები Descent II-ისთვის და id Software for Quake უზრუნველყოფს ნამდვილ 3D მოქმედებას სრული 3D ტექნიკის ფუნქციების გამოყენებით, სადაც ეს შესაძლებელია.
გრაფიკა კომპრომისის გარეშე
3D გრაფიკის გამოყენების პერსპექტივებზე ისეთ სფეროებში, როგორიცაა გასართობი და ბიზნესი, საუბრებმა, რომელიც საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში მიმდინარეობდა, პოტენციური მომხმარებლების ინტერესი ლიმიტამდე გაზარდა და ბაზარზე უკვე გამოჩნდა ახალი ტიპის პროდუქტი. ეს ახალი ტექნოლოგიური გადაწყვეტილებები აერთიანებს შესანიშნავი 2D გრაფიკის მხარდაჭერას Windows ამაჩქარებლის დღევანდელი მოთხოვნებისთვის, ტექნიკის მხარდაჭერა 3D გრაფიკის მახასიათებლებისთვის და ციფრული ვიდეოს დაკვრა საჭირო კადრების სიხშირით.
პრინციპში, ამ პროდუქტებს უსაფრთხოდ შეიძლება მივაკუთვნოთ ახალი თაობის გრაფიკული ქვესისტემები, რომლებიც უზრუნველყოფენ გრაფიკას კომპრომისის გარეშე და იკავებს სტანდარტული აღჭურვილობის ღირსეულ ადგილს დესკტოპ გამოთვლით სისტემებში.
ახალი თაობის წარმომადგენლებს შორის, მაგალითად, შემდეგი პროდუქტები შეიძლება აღინიშნოს:
- პროცესორი ბილეთი-გასეირნებაკომპანიები ნომერი ცხრა ვიზუალური ტექნოლოგიები
- პროცესორის სერია ViRGEკომპანიები S3 Inc.
- პროცესორი RIVA128კომპანიების მიერ ერთობლივად შემუშავებული SGS ტომსონიდა nVidia
3D გრაფიკული ტექნოლოგია
მოდით მაინც მოვახერხოთ დაგარწმუნოთ, რომ სცადოთ 3D გრაფიკა მოქმედებაში (თუ ეს უკვე არ გაგიკეთებიათ) და გადაწყვეტთ ითამაშოთ ერთ-ერთი 3D თამაში, რომელიც შექმნილია 3D ვიდეო ბარათის გამოსაყენებლად.
ვთქვათ, რომ ავტორბოლის სიმულატორი ასეთი თამაში აღმოჩნდა და თქვენი მანქანა უკვე საწყის ეტაპზეა, მზად არის იჩქაროს ახალი რეკორდების დასაპყრობად. არსებობს წინასწარი გაშვების ათვლა და შეამჩნევთ, რომ მონიტორის ეკრანზე ნაჩვენები კაბინის ხედი ოდნავ განსხვავდება იმისგან, რასაც შეჩვეული ხართ.
თქვენ ადრეც მიგიღიათ მონაწილეობა ასეთ რბოლებში, მაგრამ პირველად გამოსახულება გამორჩეული რეალიზმით გაგრძნობინებთ, რაც გაიძულებთ დაიჯეროთ რა ხდება. ჰორიზონტი შორეულ ობიექტებთან ერთად დილის ნისლში იძირება. გზა უჩვეულოდ გლუვი გამოიყურება, ასფალტი არ არის ბინძური ნაცრისფერი კვადრატების ნაკრები, არამედ მონოქრომატული საფარი, საგზაო მონიშვნებით. გზის გასწვრივ ხეებს მართლაც აქვთ ფოთლოვანი გვირგვინები, რომლებშიც ცალკეული ფოთლები ჩანს. მთლიანი ეკრანიდან იქმნება მაღალი ხარისხის ფოტოს შთაბეჭდილება რეალური პერსპექტივით და არა როგორც რეალობის სიმულაციის პათეტიკური მცდელობა.
შევეცადოთ გაერკვნენ, რა ტექნიკური გადაწყვეტილებები აძლევს საშუალებას 3D ვიდეო ბარათებს ვირტუალური რეალობის ასეთი რეალიზმით გადმოცემა. როგორ მოახერხეს კომპიუტერის ვიზუალურმა ინსტრუმენტებმა პროფესიონალური სტუდიების დონემდე მიღწევა, რომლებიც სამგანზომილებიან გრაფიკას ეხება.
გამოთვლითი ოპერაციების ნაწილი, რომელიც დაკავშირებულია სამგანზომილებიანი სამყაროს ჩვენებასთან და მოდელირებასთან, ახლა გადადის 3D ამაჩქარებელზე, რომელიც არის 3D ვიდეო ბარათის გული. ცენტრალური პროცესორი ახლა პრაქტიკულად არ არის დაკავებული ჩვენების პრობლემებით, ეკრანის გამოსახულება იქმნება ვიდეო ბარათით. ეს პროცესი ეფუძნება ტექნიკის დონეზე რიგი ეფექტების განხორციელებას, ასევე მარტივი მათემატიკური აპარატის გამოყენებას. შევეცადოთ გაერკვნენ, თუ რისი გაკეთება შეუძლია 3D გრაფიკულ პროცესორს.
რბოლის სიმულატორის ჩვენს მაგალითს რომ დავუბრუნდეთ, მოდით ვიფიქროთ იმაზე, თუ როგორ მიიღწევა გზის ზედაპირის ან გზის პირას მდგარი შენობების რეალისტური ჩვენება. ეს კეთდება საერთო ტექნიკის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება ტექსტურის რუქა.
ეს არის ყველაზე გავრცელებული ეფექტი ზედაპირის მოდელირებისთვის. მაგალითად, შენობის ფასადი საჭიროებს რამდენიმე სახეს მრავალი აგურის, ფანჯრის და კარის მოდელირებისთვის. თუმცა, ტექსტურა (გამოსახულება, რომელიც მთელ ზედაპირზე ერთბაშად არის გადაწეული) იძლევა მეტ რეალიზმს, მაგრამ ნაკლებ გამოთვლით რესურსს მოითხოვს, რადგან ის საშუალებას გაძლევთ იმუშაოთ მთელ ფასადზე, როგორც ერთი ზედაპირი. სანამ ზედაპირები ეკრანზე მოხვდება, ისინი ტექსტურირებული და დაჩრდილულია. ყველა ტექსტურა ინახება მეხსიერებაში, რომელიც ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია გრაფიკულ ბარათზე. სხვათა შორის, შეუძლებელია აქ არ შეამჩნიოთ, რომ AGP-ის გამოყენება შესაძლებელს ხდის ტექსტურების შენახვას სისტემის მეხსიერებაში და მისი მოცულობა გაცილებით დიდია.
ცხადია, როდესაც ზედაპირები ტექსტურირებულია, პერსპექტივა მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული, მაგალითად, გზის ჩვენებისას მედიანურით, რომელიც სცილდება ჰორიზონტს. პერსპექტივის კორექტირება აუცილებელია იმისათვის, რომ ტექსტურირებული ობიექტები სწორად გამოიყურებოდეს. ის უზრუნველყოფს ბიტმაპის სწორად გადაფარვას ობიექტის სხვადასხვა ნაწილზე - როგორც დამკვირვებელთან უფრო ახლოს, ასევე უფრო შორს.
პერსპექტივის კორექტირება ძალიან შრომატევადი ოპერაციაა, ამიტომ ხშირად შეგიძლიათ იპოვოთ ის არც თუ ისე სწორი განხორციელება.
ტექსტურების გამოყენებისას, პრინციპში, თქვენ ასევე შეგიძლიათ ნახოთ ნაკერები ორ უახლოეს ბიტმაპს შორის. ან, უფრო ხშირად, ზოგიერთ თამაშში, გზის ან გრძელი დერეფნების გამოსახვისას, მოძრაობისას შესამჩნევია ციმციმი. ამ სირთულეების დასაძლევად გამოიყენება ფილტრაცია (ჩვეულებრივ, ორ ან სამხაზოვანი).
ორმხრივი ფილტრაცია არის გამოსახულების დამახინჯების მოხსნის მეთოდი. როდესაც ობიექტი ბრუნავს ან ნელა მოძრაობს, პიქსელები შეიძლება გადახტეს ერთი ადგილიდან მეორეზე, რაც იწვევს ციმციმს. ამ ეფექტის შესამცირებლად, ბიწრფივი ფილტრაცია იყენებს შეწონილ საშუალოდ ოთხი მიმდებარე ტექსტურის პიქსელს ზედაპირის წერტილის საჩვენებლად.
ტრიწრფივი ფილტრაცია გარკვეულწილად უფრო რთულია. გამოსახულების თითოეული პიქსელის მისაღებად, მიღებულია ორმხრივი ფილტრაციის ორი დონის შედეგების საშუალო შეწონილი. შედეგად მიღებული სურათი კიდევ უფრო ნათელი და ნაკლებად ციმციმდება.
ტექსტურები, რომლებიც ქმნიან საგნის ზედაპირს, იცვლებიან თავიანთ იერსახეს, რაც დამოკიდებულია ობიექტიდან მაყურებლის თვალის პოზიციამდე მანძილის ცვლილებაზე. მოძრავ სურათში, მაგალითად, როდესაც ობიექტი შორდება მნახველს, ტექსტურის ბიტმაპი უნდა შემცირდეს ზომით, გამოსახული ობიექტის ზომასთან ერთად. ამ ტრანსფორმაციის განსახორციელებლად, GPU გარდაქმნის ტექსტურის ბიტმაფებს შესაბამის ზომამდე, რათა დაფაროს ობიექტის ზედაპირი, მაგრამ სურათი უნდა დარჩეს ბუნებრივი, ე.ი. ობიექტი არ უნდა დეფორმირებული იყოს მოულოდნელად.
მოულოდნელი ცვლილებების თავიდან აცილების მიზნით, გრაფიკული მართვის პროცესების უმეტესობა ქმნის წინასწარ გაფილტრულ, შემცირებული გარჩევადობის ტექსტურის ბიტმაპების სერიას, პროცესს, რომელსაც ეწოდება mip mapping. შემდეგ, გრაფიკული პროგრამა ავტომატურად განსაზღვრავს რომელი ტექსტურა გამოიყენოს უკვე ნაჩვენები სურათის დეტალებზე დაყრდნობით. შესაბამისად, თუ ობიექტის ზომა მცირდება, მისი ტექსტურის ბიტმაპის ზომაც მცირდება.
მაგრამ დავუბრუნდეთ ჩვენს სარბოლო მანქანას. თავად გზა უკვე რეალისტურად გამოიყურება, მაგრამ პრობლემები შეინიშნება მის კიდეებთან! გაიხსენეთ, როგორ გამოიყურება ეკრანზე დახატული ხაზი, რომელიც არ არის მისი კიდის პარალელურად. აქაც და ჩვენს გზასთან არის „მოწყვეტილი კიდეები“. და ამ ნაკლოვანების წინააღმდეგ საბრძოლველად, გამოსახულება გამოიყენება.
| მოწყვეტილი კიდეები | გლუვი კიდეები |
|---|
ეს არის პიქსელების დამუშავების (ინტერპოლაციის) გზა გამოსახულების (ობიექტის) უფრო მკვეთრი კიდეების (საზღვრების) მისაღებად. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტექნიკა არის გლუვი გადასვლის შექმნა ხაზის ან კიდის ფერიდან ფონის ფერზე. ობიექტების საზღვარზე მდებარე წერტილის ფერი განისაზღვრება ორი სასაზღვრო წერტილის ფერების საშუალოდ. თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში, ანტი-ალიასინგის გვერდითი ეფექტი არის კიდეების დაბინდვა.
ჩვენ ვუახლოვდებით საკვანძო პუნქტს ყველა 3D ალგორითმის ფუნქციონირებაში. დავუშვათ, რომ ტრასაზე, რომელზეც ჩვენი სარბოლო მანქანა მოძრაობს, გარშემორტყმულია უამრავი სხვადასხვა ობიექტით - შენობებით, ხეებით, ადამიანებით.
აქ მთავარი პრობლემა 3D პროცესორისთვის არის ის, თუ როგორ უნდა დადგინდეს, რომელი ობიექტია ხედვის ველში და როგორ განათებულია. უფრო მეტიც, იმის ცოდნა, რაც ამ მომენტში ჩანს, საკმარისი არ არის. აუცილებელია გქონდეთ ინფორმაცია ობიექტების შედარებითი პოზიციის შესახებ. ამ პრობლემის გადასაჭრელად გამოიყენება ტექნიკა სახელწოდებით z-buffering. ეს არის ყველაზე საიმედო მეთოდი ფარული ზედაპირების მოსაშორებლად. ეგრეთ წოდებული z-ბუფერი ინახავს ყველა პიქსელის სიღრმის მნიშვნელობებს (z-კოორდინატები). როდესაც ახალი პიქსელი გამოითვლება (გადაყვანისას), მისი სიღრმე შედარებულია z-ბუფერში შენახულ მნიშვნელობებთან და უფრო კონკრეტულად უკვე გამოსახული პიქსელების სიღრმეებთან იგივე x და y კოორდინატებით. თუ ახალ პიქსელს აქვს სიღრმის მნიშვნელობა z-ბუფერში ნებისმიერ მნიშვნელობაზე, ახალი პიქსელი არ ჩაიწერება ეკრანის ბუფერში, თუ ის მასზე ნაკლებია.
Z-ბუფერირება ტექნიკის დანერგვაში მნიშვნელოვნად ზრდის შესრულებას. თუმცა, z-ბუფერი იკავებს მეხსიერების დიდ რაოდენობას: მაგალითად, თუნდაც 640x480 გარჩევადობით, 24-ბიტიანი z-ბუფერი დაიკავებს დაახლოებით 900 კბ-ს. ეს მეხსიერება ასევე უნდა იყოს დაინსტალირებული 3D გრაფიკულ ბარათზე.
z-ბუფერის გარჩევადობა მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი ატრიბუტია. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია სცენების მაღალი ხარისხის ჩვენებისთვის დიდი სიღრმით. რაც უფრო მაღალია გარჩევადობა, მით უფრო მაღალია z-კოორდინატების დისკრეტულობა და უფრო ზუსტია შორეული ობიექტების გადმოცემა. თუ რენდერის დროს არ არის საკმარისი გარჩევადობა, მაშინ შეიძლება მოხდეს, რომ ორმა გადახურულმა ობიექტმა მიიღოს იგივე z-კოორდინატი, რის შედეგადაც მოწყობილობამ არ იცის, რომელი ობიექტია უფრო ახლოს დამკვირვებელთან, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს გამოსახულების დამახინჯება.
ამ ეფექტების თავიდან ასაცილებლად, პროფესიონალურ დაფებს აქვთ 32-ბიტიანი z-ბუფერი და აღჭურვილია დიდი რაოდენობით მეხსიერებით.
ზემოაღნიშნული საფუძვლების გარდა, 3D გრაფიკულ ბარათებს ჩვეულებრივ აქვთ დამატებითი ფუნქციების დაკვრის შესაძლებლობა. მაგალითად, თუ თქვენი სარბოლო მანქანა ქვიშაში ჩახვალთ, მტვერი აფერხებს ხედს. ამ და მსგავსი ეფექტების განსახორციელებლად გამოიყენება ნისლი. ეს ეფექტი იქმნება შერეული კომპიუტერის ფერადი პიქსელების ნისლის ფერთან შერწყმით, რომელიც კონტროლდება ფუნქციით, რომელიც განსაზღვრავს ნისლის სიღრმეს. იგივე ალგორითმის გამოყენებით, შორეული ობიექტები ჩაძირულია ნისლში, რაც ქმნის მანძილის ილუზიას.
რეალური სამყარო შედგება გამჭვირვალე, გამჭვირვალე და გაუმჭვირვალე ობიექტებისგან. ამ გარემოების გასათვალისწინებლად გამოიყენება ალფა შერევა - გამჭვირვალე ობიექტების გამჭვირვალობის შესახებ ინფორმაციის გადაცემის მეთოდი. გამჭვირვალობის ეფექტი იქმნება ორიგინალური პიქსელის ფერის შერწყმით ბუფერში უკვე არსებულ პიქსელთან.
შედეგად, წერტილის ფერი არის წინა და ფონის ფერების კომბინაცია. როგორც წესი, ალფას აქვს ნორმალიზებული მნიშვნელობა 0-დან 1-მდე თითოეული ფერის პიქსელისთვის. ახალი პიქსელი = (ალფა) (პიქსელის ფერი A) + (1 - ალფა) (პიქსელის ფერი B).
ცხადია, ეკრანზე მომხდარის რეალისტური სურათის შესაქმნელად საჭიროა მისი შინაარსის ხშირი განახლება. ყოველი შემდეგი კადრის ფორმირებისას, 3D ამაჩქარებელი კვლავ გადის მთელ დათვლის გზას, ამიტომ მას უნდა ჰქონდეს მნიშვნელოვანი სიჩქარე. მაგრამ 3D გრაფიკაში სხვა მეთოდები გამოიყენება მოძრაობის გასამარტივებლად. მთავარია ორმაგი ბუფერირება.
წარმოიდგინეთ ანიმატორების ძველი ხრიკი, რომლებიც ხატავენ მულტფილმის პერსონაჟს ქაღალდის დასტაზე, ყოველ მომდევნო ფურცელზე ოდნავ განსხვავებული პოზიციით. მთელ დასტაზე გადახვევით, კუთხის მოხრით, დავინახავთ ჩვენი გმირის გლუვ მოძრაობას. მოქმედების თითქმის იგივე პრინციპი აქვს Double Buffering 3D ანიმაციაში, ე.ი. პერსონაჟის შემდეგი პოზიცია უკვე დახატულია მიმდინარე გვერდის ამობრუნებამდე. ორმაგი ბუფერის გამოყენების გარეშე გამოსახულებას არ ექნება საჭირო სიგლუვე, ე.ი. წყვეტილი იქნება. ორმაგი ბუფერირება მოითხოვს ორ ზონას, რომლებიც დაცულია 3D გრაფიკული ბარათის ფრეიმბუფერში; ორივე მხარე უნდა შეესაბამებოდეს ეკრანზე გამოსახული სურათის ზომას. მეთოდი იყენებს ორ ბუფერს გამოსახულების მისაღებად: ერთი გამოსახულების საჩვენებლად, მეორე გამოსახულების გამოსატანად. სანამ ერთი ბუფერის შიგთავსის რენდერი ხდება, მეორე ხდება. როდესაც შემდეგი ფრეიმ დამუშავდება, ბუფერები იცვლება (გაცვლა). ამრიგად, მოთამაშე ყოველთვის ხედავს შესანიშნავ სურათს.
3D გრაფიკის ამაჩქარებლებში გამოყენებული ალგორითმების განხილვის დასასრულს, შევეცადოთ გაერკვნენ, თუ როგორ საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ყველა ეფექტის ცალკე გამოყენება სრული სურათი. 3D გრაფიკა ხორციელდება მრავალსაფეხურიანი მექანიზმის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება რენდერის მილსადენი.
მილსადენის დამუშავების გამოყენება შესაძლებელს ხდის კიდევ უფრო დააჩქაროს გამოთვლების შესრულება იმის გამო, რომ შემდეგი ობიექტის გამოთვლები შეიძლება დაიწყოს წინა გამოთვლების დასრულებამდე.
რენდერის მილსადენი შეიძლება დაიყოს 2 ეტაპად: გეომეტრიის დამუშავება და რასტერიზაცია.
გეომეტრიული დამუშავების პირველ ეტაპზე კოორდინატთა ტრანსფორმაცია (ყველა ობიექტის როტაცია, თარგმნა და მასშტაბირება), ობიექტების უხილავი ნაწილების ამოჭრა, განათების გაანგარიშება, თითოეული წვერის ფერის განსაზღვრა ყველა სინათლის წყაროს გათვალისწინებით და გამოსახულების გაყოფის პროცესი. შესრულებულია პატარა ფორმებში. ობიექტის ზედაპირის ბუნების აღსაწერად იგი იყოფა სხვადასხვა მრავალკუთხედად.
სამკუთხედებად და ოთხკუთხედებად დაყოფა ყველაზე ხშირად გამოიყენება გრაფიკული ობიექტების ჩვენებისას, რადგან მათი გამოთვლა და მანიპულირება ყველაზე მარტივია. ამ შემთხვევაში, ობიექტების კოორდინატები გარდაიქმნება რეალურიდან მთელ რიცხვში, რათა დააჩქაროს გამოთვლები.
მეორე ეტაპზე, ყველა აღწერილი ეფექტი გამოიყენება სურათზე შემდეგი თანმიმდევრობით: ფარული ზედაპირების მოცილება, ტექსტურების გადაფარვა პერსპექტივით (z-ბუფერის გამოყენებით), ნისლისა და გამჭვირვალე ეფექტების გამოყენება, ალიასის საწინააღმდეგოდ. ამის შემდეგ, შემდეგი პუნქტი განიხილება მზად ბუფერში მოთავსებისთვის შემდეგი ჩარჩოდან.
ყოველივე ზემოთქმულიდან შეგიძლიათ გაიგოთ, რა მიზნებისთვის გამოიყენება 3D ამაჩქარებლის დაფაზე დაყენებული მეხსიერება. ის ინახავს ტექსტურებს, z-ბუფერს და მომდევნო ჩარჩოს ბუფერებს. PCI ავტობუსის გამოყენებისას, თქვენ არ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ჩვეულებრივი ოპერატიული მეხსიერება ამ მიზნებისათვის, რადგან ვიდეო ბარათის შესრულება მნიშვნელოვნად შეიზღუდება ავტობუსის გამტარუნარიანობით. სწორედ ამიტომ, AGP ავტობუსის წინსვლა განსაკუთრებით პერსპექტიულია 3D გრაფიკის განვითარებისთვის, რაც შესაძლებელს ხდის 3D ჩიპის უშუალოდ პროცესორთან დაკავშირებას და ამით მონაცემთა სწრაფი გაცვლის ორგანიზებას RAM-თან. ამ გადაწყვეტამ, უფრო მეტიც, უნდა შეამციროს 3D ამაჩქარებლების ღირებულება იმის გამო, რომ დაფაზე დარჩება მხოლოდ მცირე მეხსიერება ჩარჩო ბუფერისთვის.
დასკვნა
3D გრაფიკის ფართოდ დანერგვამ გამოიწვია კომპიუტერების სიმძლავრის ზრდა მათი ფასის მნიშვნელოვანი ზრდის გარეშე. მომხმარებლები გაოგნებულები არიან შესაძლებლობებით და სურთ სცადონ ისინი თავიანთ კომპიუტერებზე. ბევრი ახალი 3D რუკა საშუალებას აძლევს მომხმარებლებს ნახონ რეალურ დროში 3D გრაფიკა თავიანთი სახლის კომპიუტერებზე. ეს ახალი ამაჩქარებლები საშუალებას გაძლევთ დაამატოთ რეალიზმი სურათებს და დააჩქაროთ გრაფიკული გამომავალი პროცესორის გვერდის ავლით, საკუთარი ტექნიკის შესაძლებლობებზე დაყრდნობით.
მიუხედავად იმისა, რომ 3D შესაძლებლობები ამჟამად გამოიყენება მხოლოდ თამაშებში, მოსალოდნელია, რომ ბიზნეს აპლიკაციებსაც ექნებათ შესაძლებლობა, ისარგებლონ მათგან მომავალში. მაგალითად, კომპიუტერის დახმარებით დიზაინს უკვე სჭირდება სამგანზომილებიანი ობიექტების გამოტანა. ახლა შექმნა და დიზაინი შესაძლებელი იქნება პერსონალურ კომპიუტერზე იმ შესაძლებლობების წყალობით, რომელიც იხსნება. 3D გრაფიკამ ასევე შეიძლება შეცვალოს ადამიანების კომპიუტერთან ურთიერთობის გზა. 3D პროგრამული ინტერფეისების გამოყენებამ უნდა გააადვილოს კომპიუტერთან კომუნიკაციის პროცესი, ვიდრე ამჟამად.
თქვენ დაეუფლეთ ორგანზომილებიანი გრაფიკის რედაქტირებას, როგორიცაა რასტრული გრაფიკა, ისეთი პროგრამული პროდუქტების გამოყენებით, როგორიცაა Adobe Photoshop და სხვა მსგავსი. მაგრამ რატომ უნდა გაჩერდე 2D-ზე, როცა შეგიძლია გამოიყენო სრული შემოქმედებითი თავისუფლება მაქსიმალურად, კერძოდ 3D-ში. დღემდე, არსებობს მრავალი პროგრამა სამგანზომილებიანი ობიექტების მოდელირების, ანიმაციისა და ვიზუალიზაციისთვის. მაგალითად, როგორიცაა Autodesk Maya, Houdini, LightWave 3D, Rhinoceros და თითოეული მათგანი თავისებურად კარგია, თუმცა დამწყებთათვის გირჩევთ გამოიყენოთ Autodesk-ის 3Ds MAX. ვინაიდან სწორედ ამ პროგრამაში მოვახერხე შემექმნა, როგორც მეჩვენება, მართვის სიმარტივისა და რა თქმა უნდა სანახაობრივი შედეგების კომბინაცია. და მართლაც, დამწყები მომხმარებლისთვის ეს პროგრამა ძალიან მარტივი და გაურთულებელია პატარა 3D მოდელების შესაქმნელად და რაც მთავარია, ის არამარტო მარტივი, არამედ სწრაფიცაა.
3Ds MAX-ის დახმარებით ძალიან მარტივი და სწრაფია მარტივი და გაურთულებელი სამგანზომილებიანი ობიექტების შექმნა, როგორიცაა ბურთები, ყუთები, ცილინდრები, კონუსები, პირამიდები და თუნდაც ჩაიდანი. მაგრამ ეს არის, ვთქვათ, პრიმიტიული ობიექტები და თქვენ ასევე შეგიძლიათ შექმნათ საკმაოდ რთული კომპოზიციები და მოდელები. ასევე ამ ობიექტებით შეგიძლიათ გააკეთოთ ნებისმიერი სახის მანიპულირება. მასშტაბირება, დაპატარავება, რედაქტირება, როტაცია ნებისმიერი მიმართულებით და შეღებეთ სხვადასხვა ფერებში და ფერებში, ზოგადად, გამოდით თქვენი გულისთვის. რაც თანაბრად მნიშვნელოვანია ვებ დიზაინერისთვის. ვინაიდან იქ შეგიძლიათ შექმნათ სხვადასხვა მინიატურები ან 3D სცენები, ვთქვათ თქვენი ვებსაიტისთვის ან ბლოგისთვის ინტერნეტში.
ამ პროგრამის მარტივი გამოყენების მაგალითისთვის მე გაჩვენებთ როგორ შექმნათ 3D ტექსტი. სწორედ აქ კეთდება საკმაოდ მარტივად და სწრაფად. თქვენ ასევე შეგიძლიათ შექმნათ საინტერესო და ლამაზი 3D ტექსტი თქვენი ვებ ბლოგისთვის ლამაზი შრიფტების გამოყენებით და გამოყენებით.
მაგალითი: No1 - 3D 3D ტექსტი, ლამაზი შრიფტით
ჩვენ გავუშვით პროგრამა და ვქმნით ახალ პროექტს File -> New ... აირჩიეთ New All და დააჭირეთ OK.
შემდეგ Create მენიუში, სადაც შესაძლებელია შევარჩიოთ ელემენტის ტიპი, რომლის შექმნაც გვინდა, დააწკაპუნეთ Shapes ღილაკზე - ორგანზომილებიანი ფორმების შექმნა. და დააჭირეთ ღილაკს ტექსტი.. ასევე ამ პარამეტრებში შეგიძლიათ აირჩიოთ თქვენთვის სასურველი ნებისმიერი ტიპის შრიფტი და მისი ზომა (ზომა).
ამის შემდეგ მშვიდად დააწკაპუნებთ Perspective ფანჯრის ცენტრში მაუსის მარცხენა ღილაკით, სადაც უნდა გამოჩნდეს თქვენი ტექსტი. მაგრამ ტექსტი მაინც ორგანზომილებიანია - ბრტყელი, იმისათვის რომ მოცულობითი გახდეს, მისი დაჭიმვაა საჭირო. ამისათვის ჩვენ ვაცვლით ჩვენს შერჩეულ ბრტყელ ტექსტს - გადადით Modify მენიუში და მასში გახსენით Modifier List და ვეძებთ მასში Extrude და დააწკაპუნეთ მასზე. უფრო ქვემოთ პარამეტრებში თქვენ უნდა დააყენოთ Amount მნიშვნელობა: რამდენი უნდა გაჭიმოთ ტექსტი. ამ მარტივი მანიპულაციების შემდეგ უნდა მივიღოთ მოცულობითი ტექსტი.
მაგრამ სანამ სრულად ათვალიერებთ თქვენს პროექტს, საჭიროა ოდნავ გადახვიდეთ, დაარეგულიროთ ხედვის კუთხე ჩვენს ტექსტზე. ამისათვის არის ასეთი პანელი ხედების / პროგნოზების კონტროლისთვის, მიმართულების და ხედვის კუთხის შეცვლისთვის. მასში თქვენ უნდა აირჩიოთ Arc Rotate, რათა შეცვალოთ ხედვის კუთხე პერსპექტივის ფანჯარაში. ახლა პერსპექტივის ფანჯარაში შეგიძლიათ შეტრიალდეთ, შეხედოთ და ნახოთ თქვენი მოცულობითი ტექსტი ნებისმიერი გზით. როდესაც გადაწყვეტთ ხედს, რომელიც მოგწონთ, შეგიძლიათ გააგრძელოთ დასრულებული შედეგის ნახვა.
ამ ტიპის კომპიუტერული გრაფიკა შთანთქავს უამრავ ვექტორულ და რასტრულ კომპიუტერულ გრაფიკას. იგი გამოიყენება ინტერიერის დიზაინის პროექტების, არქიტექტურული ობიექტების შემუშავებაში, რეკლამაში, საგანმანათლებლო კომპიუტერული პროგრამების, ვიდეო კლიპების, ნაწილების და პროდუქტების ვიზუალური გამოსახულებების შექმნაში მექანიკურ ინჟინერიაში და ა.შ.
3D კომპიუტერული გრაფიკასაშუალებას გაძლევთ შექმნათ მოცულობითი სამგანზომილებიანი სცენები განათების პირობების მოდელირებით და ხედვის დაყენებით.
კომპოზიციის ტექნიკისა და საშუალებების შესასწავლად, როგორიცაა სივრცის გადაცემა, გარემო, ქიაროსკურო, ხაზოვანი, საჰაერო და ფერადი პერსპექტივის კანონები, აქ აშკარაა ამ ტიპის კომპიუტერული გრაფიკის უპირატესობა ვექტორულ და რასტრულ გრაფიკასთან შედარებით. 3D გრაფიკაში სურათების (ან პერსონაჟების) მოდელირება და გადაადგილება ხდება ვირტუალურ სივრცეში, ბუნებრივ გარემოში ან ინტერიერში და მათი ანიმაცია საშუალებას გაძლევთ ნახოთ ობიექტი ნებისმიერი თვალსაზრისით, გადაიტანოთ იგი ხელოვნურად შექმნილ გარემოსა და სივრცეში. რა თქმა უნდა, თან ახლავს სპეციალური ეფექტები.
სამგანზომილებიანი კომპიუტერული გრაფიკა, ისევე როგორც ვექტორული გრაფიკა, არის ობიექტზე ორიენტირებული, რაც საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ სამგანზომილებიანი სცენის ყველა ელემენტი და თითოეული ობიექტი ინდივიდუალურად. ამ ტიპის კომპიუტერულ გრაფიკას დიდი პოტენციალი აქვს ტექნიკური ნახაზის მხარდასაჭერად. სამგანზომილებიანი კომპიუტერული გრაფიკის გრაფიკული რედაქტორების დახმარებით, მაგალითად Autodesk 3D Studio, შეგიძლიათ გააკეთოთ მექანიკური ინჟინერიის ნაწილებისა და პროდუქტების ვიზუალური გამოსახულებები, ასევე არქიტექტურული და სამშენებლო ნახაზის შესაბამის განყოფილებაში შესწავლილი შენობებისა და არქიტექტურული ობიექტების განლაგება. ამასთან ერთად, გრაფიკული მხარდაჭერა შეიძლება იყოს აღწერილობითი გეომეტრიის ისეთ მონაკვეთებზე, როგორიცაა პერსპექტიული, აქსონომეტრიული და ორთოგონალური პროგნოზები, რადგან სამგანზომილებიან კომპიუტერულ გრაფიკაში გამოსახულების აგების პრინციპები ნაწილობრივ არის ნასესხები მათგან.
ხელოვნებისა და ხელოსნობისთვის, 3D კომპიუტერული გრაფიკა იძლევა სამომავლო პროდუქციის მოდელირების შესაძლებლობას იმ მასალების ტექსტურის და ტექსტურის გადაცემით, საიდანაც დამზადდება ეს პროდუქტები. პროდუქტის განლაგების ნებისმიერი თვალსაზრისით დანახვის შესაძლებლობა, სანამ ის მასალაში იქნება ჩასმული, საშუალებას გაძლევთ შეიტანოთ ცვლილებები და შესწორებები მის ფორმაში ან პროპორციებში, რაც შეიძლება აღარ იყოს შესაძლებელი სამუშაოს დაწყების შემდეგ (მაგალითად, სამკაულები, ლითონის დეკორატიული ჩამოსხმა და ა.შ.). ამავე მიმართულებით, 3D კომპიუტერული გრაფიკა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქანდაკების, დიზაინის, მხატვრული გრაფიკის და ა.შ. 3D ანიმაცია და სპეციალური ეფექტები ასევე შექმნილია 3D გრაფიკის გამოყენებით. სამეურვეო ვიდეოების შექმნა გაკვეთილებისთვის შეიძლება იყოს ამ 3D კომპიუტერული გრაფიკის შესაძლებლობების ძირითადი გამოყენება.
სამგანზომილებიანი გრაფიკით მუშაობის საშუალებებში, შეიტანეთ ისეთი გრაფიკული რედაქტორი, როგორიცაა 3D Studio Max. ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი 3D რედაქტორი და ხშირად გამოიყენება ფილმების გადაღებაში. პროგრამის შემუშავება 3D Studio MAXამოქმედდა 1993 წელს. ვერსია 3D Studio MAX 1.0გამოვიდა 1995 წელს პლატფორმაზე Windows NT.
მაშინაც ზოგიერთი ექსპერტი ფრთხილად გამოთქვამდა მოსაზრებას, რომ მაქსშეუძლია კონკურენცია გაუწიოს სხვა 3D გრაფიკულ პაკეტებს. 2003 წლის შემოდგომა თავდაჭერილიავრცელებს 3D MAX 6. ნაწილაკების ანიმაციის ახალი ხელსაწყოები მოდულებთან ერთად საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ფოტორეალისტური ატმოსფერული ეფექტები. არსებობს ჩაშენებული მხარდაჭერა drop-mesh ობიექტებისთვის, სრულფასოვანი ქსელის ვიზუალიზაცია, მონაცემთა იმპორტი CAD-აპლიკაციები, სიმულაციის ახალი შესაძლებლობები. მაგრამ გარდა იმისა 3D Studio Maxარსებობს სხვა თანაბრად პოპულარული 3D მოდელირების პროგრამები, მაგალითად მაია. მაიაარის მსგავსი პროგრამა 3D Studio Max, მაგრამ ის განკუთვნილია ძირითადად ანიმაციისთვის და სამგანზომილებიანი მსახიობის სახეზე სახის გამონათქვამების გადასატანად. გარდა ამისა, ში მაიაუფრო ადვილია დახატვა. 3D Studio Maxიგი მიზნად ისახავს, პირველ რიგში, ობიექტების მაღალი ხარისხის ვიზუალიზაციას, მასში პრიმიტიული ნახატების გაკეთებაც კი შეიძლება.
ზოგადად, არსებობს ხატვის 3D მოდელირების პროგრამები, მათგან ყველაზე ცნობილი AutoCAD, ArchiCAD. AutoCADგანკუთვნილია ძირითადად მანქანათმშენებლობის ნახატისათვის და ArchiCADარქიტექტურული მოდელირებისთვის.
რას მოითხოვს 3D გრაფიკა ადამიანისგან?
რა თქმა უნდა, სხვადასხვა ფორმისა და დიზაინის მოდელირების შესაძლებლობა სხვადასხვა პროგრამული ინსტრუმენტების გამოყენებით, ასევე ორთოგონალური (მართკუთხა) და ცენტრალური პროექციის ცოდნა. ბოლო ჰქვია პერსპექტივა. მოდელირების ძალიან კარგი ხარისხი მიიღწევა ტექსტურებისა და მასალების ფრთხილად შერჩევით, სცენაზე განათების და კამერების სწორად განთავსებასთან ერთად. ნებისმიერი სივრცითი ფორმის აგების საფუძველია ობიექტის სიბრტყე და სახე. 3D გრაფიკაში თვითმფრინავი განისაზღვრება სამი წერტილის გამოყენებით, რომლებიც დაკავშირებულია სწორი ხაზის სეგმენტებით.
ეს არის ის მდგომარეობა, რომელიც შესაძლებელს ხდის აღწეროს მიღებული თვითმფრინავების დახმარებით "სივრცითი ბადე", რომელიც არის ობიექტის მოდელი. შემდეგ ობიექტს დამატებით ენიჭება ობიექტის ზედაპირის მახასიათებლები - მასალა. თავის მხრივ, მასალა ახასიათებს ზედაპირის ხარისხს, მაგალითად, გაპრიალებული, უხეში, მბზინავი და ა.შ. აღწერილია მისი ტექსტურაც (ქვა, ქსოვილი, მინა და ა.შ.). ასევე მითითებულია ოპტიკური თვისებები, მაგალითად, სინათლის სხივების გამჭვირვალობა, არეკვლა ან გარდატეხა და ა.შ.
ამასთან ერთად, შეგიძლიათ დააყენოთ განათების პირობები სამგანზომილებიანი ობიექტისთვის და შეარჩიოთ ხედვა (კამერა) ყველაზე საინტერესო ვიზუალური გამოსახულების მისაღებად. სამგანზომილებიანი ობიექტისგან, განათების პირობებისა და არჩეული ხედვისგან შემდგარი დადგმა ეწოდება "სამგანზომილებიანი სცენა". მაგრამ სამგანზომილებიანი სივრცისა და მის შიგნით მდებარე ობიექტის აღსაწერად გამოიყენება ცნობილი კოორდინატთა მეთოდი.
სამგანზომილებიანი ობიექტების მოდელირების სხვადასხვა მეთოდი არსებობს. მაგალითად, მოდელის ტექსტური აღწერის მეთოდი სპეციალური პროგრამირების ენების გამოყენებით "სკრიპტი".
სამგანზომილებიანი გრაფიკა დღეს მტკიცედ შემოვიდა ჩვენს ცხოვრებაში, რომ ზოგჯერ ყურადღებასაც არ ვაქცევთ მის გამოვლინებებს.
ოთახის ინტერიერის გამოსახულ ბილბორდს ან ნაყინის რეკლამას, მოქმედებით სავსე ფილმის კადრებს რომ ვუყურებთ, ვერც კი ვხვდებით, რომ ამ ყველაფრის უკან 3D გრაფიკის ოსტატის შრომატევადი ნამუშევარი დგას.
3D გრაფიკა არის
3D გრაფიკა (სამგანზომილებიანი გრაფიკა)- ეს არის კომპიუტერული გრაფიკის სპეციალური სახეობა - მეთოდებისა და ხელსაწყოების ნაკრები, რომლებიც გამოიყენება 3D ობიექტების (სამგანზომილებიანი ობიექტების) გამოსახულების შესაქმნელად.
3D გამოსახულების გარჩევა არ არის რთული ორგანზომილებიანი სურათისგან, რადგან ის გულისხმობს 3D სცენის მოდელის გეომეტრიული პროექციის შექმნას თვითმფრინავზე სპეციალიზებული პროგრამული პროდუქტების გამოყენებით. შედეგად მიღებული მოდელი შეიძლება იყოს რეალობის ობიექტი, როგორიცაა სახლის, მანქანის, კომეტის მოდელი, ან შეიძლება იყოს სრულიად აბსტრაქტული. ასეთი სამგანზომილებიანი მოდელის აგების პროცესს უწოდებენ და მიზნად ისახავს, პირველ რიგში, მოდელირებული ობიექტის ვიზუალური სამგანზომილებიანი გამოსახულების შექმნას.
დღეს, სამგანზომილებიანი გრაფიკის საფუძველზე, შეგიძლიათ შექმნათ რეალური ობიექტის მაღალი სიზუსტის ასლი, შექმნათ რაიმე ახალი, გააცოცხლოთ ყველაზე არარეალური დიზაინის იდეები.
3D გრაფიკის ტექნოლოგიებმა და 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიებმა შეაღწიეს ადამიანის საქმიანობის ბევრ სფეროში და მოაქვს უზარმაზარი მოგება.
3D გამოსახულებები ყოველდღიურად გვბომბავს ტელევიზორში, ფილმებში, კომპიუტერთან მუშაობისას და 3D თამაშებში, ბილბორდებიდან, რაც ასახავს 3D გრაფიკის სრულ ძალასა და მიღწევებს.
თანამედროვე 3D გრაფიკის მიღწევები გამოიყენება შემდეგ ინდუსტრიებში
- კინემატოგრაფია და ანიმაცია- სამგანზომილებიანი პერსონაჟების შექმნა და რეალისტური სპეცეფექტები . კომპიუტერული თამაშების შექმნა- 3D პერსონაჟების განვითარება, ვირტუალური რეალობის გარემო, 3D ობიექტები თამაშებისთვის.
- Სარეკლამო- 3D გრაფიკის შესაძლებლობები საშუალებას გაძლევთ მომგებიანად წარმოადგინოთ პროდუქტი ბაზარზე, სამგანზომილებიანი გრაფიკის დახმარებით შეგიძლიათ შექმნათ ბროლის თეთრი პერანგის ან უგემრიელესი ჩიპების ილუზია შოკოლადის ჩიფსებით და ა.შ. ამავდროულად, რეალურ რეკლამირებულ პროდუქტში შეიძლება იყოს ბევრი ნაკლი, რომელიც ადვილად იმალება ლამაზი და მაღალი ხარისხის სურათების მიღმა.
- Ინტერიერის დიზაინი- ინტერიერის დიზაინის დიზაინი და განვითარება დღესაც არ შეიძლება სამგანზომილებიანი გრაფიკის გარეშე. 3D ტექნოლოგიები შესაძლებელს ხდის ავეჯის რეალისტური 3D მოდელების შექმნას (დივანი, სავარძელი, სკამი, კომოდი და ა.შ.), ზუსტად გაიმეოროს ობიექტის გეომეტრია და შექმნას მასალის იმიტაცია. სამგანზომილებიანი გრაფიკის საშუალებით შეგიძლიათ შექმნათ ვიდეო, სადაც ნაჩვენებია დაპროექტებული შენობის ყველა სართული, რომელიც შესაძლოა არც კი დაწყებულიყო აშენება.
სამგანზომილებიანი გამოსახულების შექმნის ეტაპები
იმისათვის, რომ მიიღოთ ობიექტის 3D გამოსახულება, თქვენ უნდა შეასრულოთ შემდეგი ნაბიჯები
- მოდელირება- ზოგადი სცენისა და მისი ობიექტების მათემატიკური 3D მოდელის აგება.
- ტექსტურირებამოიცავს შექმნილ მოდელებზე ტექსტურების გადაფარვას, მასალების კორექტირებას და მოდელების რეალისტურ ქცევას.
- განათების დაყენება.
- (მოძრავი ობიექტები).
- გაწევა- ობიექტის გამოსახულების შექმნის პროცესი ადრე შექმნილი მოდელის მიხედვით.
- კომპოზიცია ან განლაგება- მიღებული სურათის შემდგომი დამუშავება.
მოდელირება- ვირტუალური სივრცისა და მის შიგნით არსებული ობიექტების შექმნა, მოიცავს სხვადასხვა გეომეტრიის, მასალების, სინათლის წყაროების, ვირტუალური კამერების, დამატებითი სპეციალური ეფექტების შექმნას.
ყველაზე გავრცელებული 3D მოდელირების პროგრამული პროდუქტებია: Autodesk 3D max, Pixologic Zbrush, Blender.
ტექსტურირებაარის რასტრული ან ვექტორული გამოსახულების შექმნილი სამგანზომილებიანი მოდელის ზედაპირზე გადაფარვა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ აჩვენოთ ობიექტის თვისებები და მასალა.
განათება- შექმნა, მიმართულების დაყენება და სინათლის წყაროების დაყენება შექმნილ სცენაზე. გრაფიკული 3D რედაქტორები, როგორც წესი, იყენებენ სინათლის წყაროების შემდეგ ტიპებს: წერტილოვანი შუქი (განსხვავებული სხივები), omni შუქი (ყოვლისმომცველი შუქი), მიმართულების შუქი (პარალელური სხივები) და ა.შ. ზოგიერთი რედაქტორი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ მოცულობითი შუქის წყარო ( სფეროს შუქი).
ჩვენს დროში სამგანზომილებიანი გრაფიკა აქტიურად აღწევს ცხოვრების ყველა სფეროში და გამონაკლისი არც გრაფიკული დიზაინია.
3D გრაფიკა ყველგანაა: ჟურნალებში, ქუჩის სარეკლამო პლაკატებზე, პოპულარული ფოტოგრაფების კოლაჟებში და ა.შ.
ბევრი დამწყები დიზაინერი ფიქრობს, რომ მაგალითად, მაგარი ფილმის პოსტერის შესაქმნელად, საკმარისია Photoshop და 3D გრაფიკის გამოყენება შეუძლებელია.
რაც მათ არ ესმით არის ის, რომ 3D გრაფიკის გამოყენებაზე უარის თქმით, ისინი ზღუდავენ საკუთარ თავს და ართმევენ თავს იმ სარგებელს, რაც მათ მუშაობას მოუტანს.
მაგალითს მოგიყვან. ქვემოთ შეგიძლიათ იხილოთ ფილმის „დავიწყების“ პოსტერი. როგორც ხედავთ, ეს არის 3D გრაფიკის ნახევარზე მეტი!
3D გრაფიკა გაძლევთ წარმოუდგენელ შესაძლებლობებს თქვენი მხატვრული იდეების გასაცოცხლებლად!
კიდევ ერთი მაგალითი! ცოტა ხნის წინ მაკდონალდსში ყავის სმისას შევნიშნე ულამაზესი პლაკატი, რომელიც კედელზე ეკიდა.
რამ მიმიზიდა ამ პოსტერმა, გეკითხებით? დიახ, მთელი საქმე იმაშია, რომ ამ პოსტერზე ბურგერი რაღაცნაირად სუპერ იდეალური იყო!
დიახ, ის შესანიშნავი იყო!
მე (ადამიანმა, რომელმაც ცოტა რამ იცის ფოტოგრაფიის შესახებ) მივხვდი, რომ ასეთი სრულყოფილი ბურგერის პოვნა და თუნდაც მისი ასეთი მაგარი გადაღება, უბრალოდ არარეალურია! ამას უბრალოდ წარმოუდგენელი ძალისხმევა სჭირდება!
მაშასადამე, ვფიქრობდი, მაგრამ ეს სამგანზომილებიანი გრაფიკაა?
სახლში რომ მივედი და ინტერნეტში ვეძებე, დამხვდა 3D მხატვრის საიტი, რომელმაც ეს ბურგერი დახატა.
დიახ, მართალი ვიყავი! ეს ბურგერი 100% მოდელირებული იყო 3D პროგრამულ უზრუნველყოფაში.
ეს არის კიდევ ერთი მაგალითი იმისა, თუ რამდენად პოპულარულია 3D გრაფიკა.
მოდით გადავხედოთ რეკლამაში 3D გრაფიკის გამოყენების კიდევ რამდენიმე მაგალითს.
სამგანზომილებიანი გრაფიკა იმდენად სრულყოფილი გახდა, რომ ძნელია მათი გარჩევა ფოტოგრაფიისგან. გასათვალისწინებელია, რომ, როგორც წესი, 3D გრაფიკა ბევრად უფრო მიმზიდველად გამოიყურება, ვიდრე ფოტოსურათი.
ავტომობილების მწარმოებლები იყვნენ პირველები, ვინც გააცნობიერეს 3D გრაფიკის ძალა და ახლა ყველაფერი, რასაც ხედავთ პლაკატებზე და ჟურნალებში, არის არა მანქანების სურათები, არამედ მათი 3D მოდელები.
მე არ ვსაუბრობ იმაზე, რომ 3D გრაფიკის დახმარებით თქვენ შეგიძლიათ სიტყვასიტყვით დაშალოთ მანქანა ნაწილებისთვის.
კონკრეტული პროდუქტის გასაყიდად, თქვენ უნდა წარუდგინოთ ის მომხმარებელს მთელი თავისი დიდებით. სწორედ ამ მიზეზით 2013 წელს IKEA-მ მიატოვა ფოტოგრაფია 3D გრაფიკის სასარგებლოდ. ახლა IKEA კატალოგში ყველა სურათი მზადდება სამგანზომილებიანი პროგრამების გამოყენებით.
აქ არის კიდევ რამდენიმე მაგალითი:
დარწმუნებული ვარ, რომ თქვენ, ადამიანებს, რომლებიც უკვე იცნობთ Photoshop-ს, გაქვთ ადგილი, რომ გაიზარდოთ და დაეუფლოთ ახალ პროგრამებს, რათა გაეცანით დროს!
რაც შეეხება პროგრამებს 3D გრაფიკის შესაქმნელად? რა ვარიანტებია საერთოდ და რა უნდა მოძებნოთ, თუ ამ საკითხში ახალი ხართ.
დღეს ბაზარზე ბევრი პროგრამაა, თითოეულს აქვს თავისი ძლიერი და სუსტი მხარეები. აქ არის რამდენიმე მათგანი: 3ds Max, Cinema 4D, Maya, Houdini, Blender.
მაგრამ რა ავირჩიოთ აქედან და სად დავიწყოთ მუშაობა, ხვალ გეტყვით. ხვალ კი თქვენ შეძლებთ შექმნათ თქვენი პირველი 3D ობიექტი! ხვალამდე!
