Grafika 3D

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Prosta animacja w grafice trójwymiarowej

Grafika 3D, grafika trójwymiarowa – dziedzina grafiki komputerowej zajmująca się głównie wizualizacją obiektów trójwymiarowych.

Siatka to w grafice 3D i CAD dwa lub więcej wielokątów połączonych ze sobą krawędziami. Zwykle siatki tworzone są z trójkątów lub czworokątów wypukłych.Procesor graficzny, inaczej GPU (ang. Graphics Processing Unit) – jest główną jednostką obliczeniową znajdującą się w nowych kartach graficznych.

Geometria[ | edytuj kod]

Dolphin triangle mesh.png

Ribo-Voxels.png

Torus2.png
Trzy sposoby reprezentacji geometrii obiektów trójwymiarowych, kolejno: siatka wielokątów, woksele i opis matematyczny

Geometria obiektów trójwymiarowych może być reprezentowana na kilka sposobów:

Karta graficzna – karta rozszerzeń komputera odpowiedzialna za renderowanie grafiki i jej konwersję na sygnał zrozumiały dla wyświetlacza.Grafika rastrowa – prezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym.
  • siatka wielokątów – obiekt jest budowany z płaskich wielokątów (najczęściej trójkątów lub czworokątów), które mają wspólne wierzchołki i krawędzie. W ten sposób można tworzyć proste bryły, albo – jeśli siatka jest dostatecznie gęsta – dobrze przybliżać skomplikowane obiekty.
  • woksele – obiekt jest budowany z elementarnych sześcianów (trójwymiarowych pikseli). Tego rodzaju reprezentacja jest rozpowszechniona szczególnie w diagnostyce medycznej, gdzie uzyskuje się szereg przekrojów (obrazów bitmapowych) ciała pacjenta i na ich podstawie tworzy trójwymiarowe modele.
  • opis matematyczny – obiekty są określone równaniami. Mogą to być kule, płaszczyzny oraz szczególnie użyteczne i powszechnie stosowane powierzchnie parametryczne (płaty powierzchni), na przykład płaty Béziera, Hermite'a, czy NURBS. Istnieją programy, które swoje funkcjonowanie opierają głównie o właśnie taki sposób modelowania; zaliczyć do nich można POV-Ray.
  • Dane trójwymiarowe mogą zostać pobrane ze świata rzeczywistego, między innymi za pomocą wspomnianych tomografów komputerowych, skanerów trójwymiarowych, ze zdjęć satelitarnych (topografia terenów) a także ze zdjęć stereoskopowych. W animacji komputerowej wykorzystywana jest również technika motion capture, która polega na nagrywaniu ruchu człowieka – czujniki położenia umieszczane są w kluczowych punktach ciała: na rękach, nogach, głowie, karku. Przeniesienie nagranych w ten sposób ruchów na sztuczne postacie nadaje ich ruchom naturalność, trudną do uzyskania klasycznymi metodami animacji.

    Usuwanie niewidocznych powierzchni to w komputerowej grafice 3D jeden z pierwszych etapów poprzedzających wyświetlanie obrazów, w którym określa się, które z obiektów umieszczonych na scenie są w danym rzucie widoczne (w całości lub tylko częściowo).Skrót perspektywiczny – efekt wizualny, w którym wielkość rzutu perspektywicznego jest odwrotnie proporcjonalna do odległości obiektu od środka rzutowania. Prościej mówiąc, jest to pozorne zmniejszanie rozmiarów obserwowanego przedmiotu wraz ze zwiększaniem się odległości.

    Obiekty trójwymiarowe mogą również zostać stworzone przez człowieka w procesie modelowania.

    Duże znaczenie mają też techniki komputerowe, które automatycznie modelują skomplikowane efekty (dym, ogień, śnieg, deszcz) i obiekty (chmury, góry, drzewa).

    Podstrony: 1 [2] [3] [4]




    Warto wiedzieć że... beta

    Woksel (ang. volumetric element, w skrócie voxel - utworzone analogicznie do słowa piksel) to w grafice trójwymiarowej najmniejszy element przestrzeni, w pewnym sensie odpowiednik piksela w grafice dwuwymiarowej. Przy użyciu wokseli scenę przedstawia się jako trójwymiarową tablicę, na przykład 512×512×512 wokseli.
    Śledzenie promieni (ang. ray tracing) – technika generowania fotorealistycznych obrazów scen trójwymiarowych. Opiera się na analizowaniu tylko tych promieni światła, które trafiają bezpośrednio do obserwatora. W rekursywnym śledzeniu promieni bada się dodatkowo promienie odbite zwierciadlane oraz załamane.
    Rzut prostokątny – odwzorowanie przestrzeni euklidesowej trójwymiarowej na daną płaszczyznę w ten sposób, że każdemu punktowi przestrzeni przypisany jest punkt przecięcia się prostej prostopadłej do płaszczyzny, która przechodzi przez dany punkt, z płaszczyzną. Rzut prostokątny jest szczególnym przypadkiem rzutu równoległego.
    Wizualizacja - jako termin grafiki komputerowej, oznacza sposób przedstawienia dowolnego istniejącego, lub będącego w fazie projektowania) obiektu za pomocą dowolnego programu do tworzenia grafiki 3D.
    Drukowanie przestrzenne (ang. 3D printing) – proces wytwarzania trójwymiarowych, fizycznych obiektów na podstawie komputerowego modelu. Początkowo była to jedynie jedna z metod szybkiego prototypowania używana zarówno do budowania form i samych prototypów. Wraz z postępami dokładności wykonania obiektów przez drukarki 3D, stała się to także metoda wykonywania gotowych obiektów, w tym zabawek, ubrań, czekoladek, a nawet protez.
    Mapowanie normalnych (ang. Normal Mapping lub Dot3 bump mapping) – jedna z wielu technik symulowania wypukłości na płaskich wielokątach, stosowana w grafice trójwymiarowej. Jest rozwinięciem koncepcji mapowania wypukłości (ang. Bump Mapping) oparacowanej przez Jamesa F. Blinna i opisanej w publikacji z 1978 roku. Podstawą działania mapowania normalnych jest zastąpienie wektorów normalnych opisanych przez geometrię, wektorami zapisanymi w specjalnej teksturze - mapie normalnych. Istnieje wiele podobnych technik symulowania wypukłości, jednak odwzorowanie normalnych jest obok parallax occlusion mappingu najczęściej stosowaną techniką we współczesnych grach komputerowych. Głównie za sprawą niewielkiej złożoności obliczeniowej, zależnej od ilości wierzchołków z których składa się model. Mapowanie normalnych pozwala w bardzo efektywny sposób, uzyskać wizualne złudzenie większej złożoności modelu trójwymiarowego niż jest w rzeczywistości. Dzięki temu liczba wielokątów potrzebnych do opisania takiego modelu może być znacznie ograniczona.
    Mapowanie wypukłości (ang. bump mapping) – w grafice 3D technika teksturowania, która symuluje niewielkie wypukłości powierzchni, bez ingerencji w geometrię obiektu trójwymiarowego.

    Reklama