Trodimenzionalna grafika danas se toliko učvrstila u našim životima da ponekad čak i ne obraćamo pažnju na njene manifestacije.

Gledajući bilbord koji prikazuje unutrašnjost sobe ili reklamni video o sladoledu, gledajući kadrove filma prepunog akcije, nemamo pojma da se iza svega toga krije mukotrpan rad majstora 3D grafike.

3D grafika je

3D grafika (trodimenzionalna grafika)- ovo je posebna vrsta kompjuterska grafika- skup metoda i alata koji se koriste za kreiranje slika 3D objekata (trodimenzionalnih objekata).

3D sliku nije teško razlikovati od dvodimenzionalne, jer uključuje kreiranje geometrijske projekcije 3D modela scene na ravninu pomoću specijaliziranih softverskih proizvoda. Rezultirajući model može biti predmet iz stvarnosti, na primjer model kuće, automobila, komete, ili može biti potpuno apstraktan. Proces izgradnje takvog trodimenzionalnog modela naziva se i ima za cilj, prije svega, stvaranje vizualne trodimenzionalne slike modeliranog objekta.

Danas, na osnovu 3D grafike, možete kreirati vrlo preciznu kopiju stvarnog objekta, kreirati nešto novo i oživjeti najnerealnije dizajnerske ideje.

Tehnologije 3D grafike i tehnologije 3D štampe prodrle su u mnoga područja ljudske djelatnosti i donose ogromne profite.

3D slike nas svakodnevno bombarduju na televiziji, u filmovima, dok radimo sa kompjuterima i u 3D igricama, sa bilborda, jasno predstavljajući snagu i dostignuća 3D grafike.

Dostignuća moderne 3D grafike koriste se u sljedećim industrijama

1. Kinematografija i animacija- stvaranje trodimenzionalnih likova i realističnih specijalnih efekata . Kreacija kompjuterske igrice - razvoj 3D likova, okruženja virtuelne stvarnosti, 3D objekata za igre.
2. Oglašavanje- mogućnosti 3D grafike omogućavaju vam da proizvod povoljno predstavite tržištu; pomoću 3D grafike možete stvoriti iluziju kristalno bijele košulje ili ukusnog voćnog sladoleda s komadićima čokolade itd. Istovremeno, u stvarnosti, reklamirani proizvod može imati mnogo nedostataka koji se lako skrivaju iza lijepih i kvalitetnih slika.
3. Unutrasnji dizajn- dizajn i razvoj dizajna interijera danas također ne mogu bez trodimenzionalne grafike. 3D tehnologije omogućavaju stvaranje realističnih 3D modela namještaja (sofe, fotelje, stolice, komoda, itd.), precizno ponavljajući geometriju objekta i stvarajući imitaciju materijala. Koristeći 3D grafiku, možete kreirati video koji prikazuje sve spratove projektovane zgrade, koja možda još nije ni počela da se gradi.

Koraci za kreiranje 3D slike

Da biste dobili 3D sliku objekta, morate izvršiti sljedeće korake

1. Modeliranje- izrada matematičkog 3D modela opće scene i njenih objekata.
2. Teksturiranje uključuje primjenu tekstura na kreirane modele, prilagođavanje materijala i stvaranje realističnih modela.
3. Postavke osvjetljenja.
4. (pokretni objekti).
5. Rendering- proces kreiranja slike objekta pomoću prethodno kreiranog modela.
6. Kompozitiranje ili sastavljanje- naknadna obrada rezultirajuće slike.

Modeliranje- kreiranje virtuelnog prostora i objekata unutar njega, obuhvata kreiranje različitih geometrija, materijala, izvora svetlosti, virtuelnih kamera, dodatnih specijalnih efekata.

Najčešći softverski proizvodi za 3D modeliranje su: Autodesk 3D max, Pixologic Zbrush, Blender.

Teksturiranje je preklapanje na površini kreiranog trodimenzionalnog modela rasterske ili vektorske slike koji vam omogućava da prikažete svojstva i materijal objekta.

Osvetljenje- kreiranje, postavljanje smjera i podešavanje izvora svjetlosti u kreiranoj sceni. Grafički 3D uređivači u pravilu koriste sljedeće vrste izvora svjetlosti: spot svjetlo (divergentni zraci), omni svjetlo (svesmjerno svjetlo), usmjereno svjetlo (paralelne zrake) itd. Neki uređivači omogućavaju stvaranje volumetrijskog izvora sjaja (Svjetlo sfere).

Fotorealistična slika 3D scene je posebna slika scene koja uzima u obzir sjene koje bacaju objekti, kao i fenomene kao što su refleksija i prelamanje svjetlosti.

Program ima tri različita mehanizma za kreiranje fotorealističnih slika. Prvi koristi aplikaciju POV-Ray , drugi – ugrađena tehnologija NVIDIA OptiX , treći koristi Embree - jezgro za praćenje zraka koje je razvio Intel.

Odabir i podešavanje kvaliteta slike

Rijetko je moguće napraviti uspješnu fotorealističnu sliku iz prvog pokušaja. Obično ćete morati da napravite nekoliko fotorealističnih probnih slika koje će vam pomoći da prilagodite položaj kamere, osvetljenost i položaj svetla, kao i da proverite da li je animacija ispravna. Nakon toga se vrši završna vizualizacija.

Ali stvaranje fotorealistične slike može potrajati različito vrijeme, ovisno o složenosti scene i parametrima koji određuju kvalitet slike. Poznavanje ovih parametara, s jedne strane, pomaže da se izbjegne nepotrebno vrijeme utrošeno na probno snimanje, as druge strane, pomaže da se postigne više Visoka kvaliteta konačna slika.

Postoje različiti parametri koji vam omogućavaju da promijenite kvalitetu rezultirajuće fotorealistične slike.

Kvalitet mreže . Ovaj parametar se postavlja u parametrima dokumenta (komanda ST: Parametri dokumenta), a osim na fotorealizam utiče i na kvalitet prikaza objekata u 3D prozoru.

Osim toga, postavci kvaliteta slike može se pristupiti pomoću panela Pogledaj .

Što je ovaj parametar veći, duže je potrebno za izvoz scene u POV format, to više ram memorija Koristi se POV-Ray i duži POV-Ray odvodi preliminarne pripreme scene prije renderiranja (parsing). S tim u vezi, pri izvođenju preliminarne vizualizacije preporučljivo je smanjiti kvalitet mreže, možda čak i na minimum. Prilikom izvođenja finalnog renderiranja, bolje je postaviti kvalitet mreže na maksimum.

1. Fotorealističan izgled

Ovaj mehanizam za generisanje fotorealističnih slika je zasnovan na NVIDIA tehnologije OptiX. Dizajniran je za generiranje visokokvalitetnih fotorealističnih slika uzimajući u obzir osvjetljenje, kao i svojstva materijala kao što su transparentnost, indeks loma, svojstva površine itd.

Mehanizam vam omogućava da dobijete fotorealističnu sliku direktno iz T-FLEX CAD okruženja, pružajući korisničko sučelje kontrola parametara scene, kvaliteta generisanja slike, kao i mogućnost snimanja rezultata generisanja u fajl i štampanje. Koristeći ovaj mehanizam, možete dobiti fotorealističnu sliku ne samo od 3D modela, već i od uvezenih 3D slika.

NVIDEA OptiX tehnologija se koristi za kreiranje fotorealističnih videa prilikom snimanja animacija rastavljanja u komandi "3VX: Rastavljanje"

Treći mehanizam za generisanje fotorealističnih slika koristi Embree, motor za praćenje zraka koji je razvio Intel.

Embree koristi centralni procesor za svoje proračune i odlikuje se visokim performansama i kvalitetom slike.

Interfejs za rad sa NVIDIA Optix-om je identičan interfejsu za rad sa Embree-om, tako da će biti opisani zajedno u nastavku.

Rad sa timom

Da pozovete opciju, koristite naredbu:

Piktogram	Ribbon
	Alati → Izgled → Fotorealizam → Fotorealističan izgled (NVIDIA GPU)
Tastatura	Tekst meni
<3RV>	Alati > Fotorealistički prikaz (NVIDIA GPU)

Piktogram	Ribbon
	Alati → Izgled → Fotorealizam → Fotorealistički prikaz (CPU)
Tastatura	Tekst meni
	Alati > Fotorealistički prikaz (CPU)

Nakon aktiviranja naredbe, pojavljuje se novi prozor u kojem se generira slika.

Kvalitet kreirane slike u velikoj mjeri ovisi o broju iteracija. Iteracija je izračunavanje boje piksela slike. Broj iteracija zavisi od veličine slike, gustine mreže i broja objekata.

Broj iteracija je prikazan na dnu ekrana.

U zavisnosti od snage računara, složenosti modela i utvrđeni kvalitet proces generisanja slike može trajati od nekoliko minuta do nekoliko sati.

Traka sa alatkama prikazuje opcije za rad sa komandom.

Odštampajte sliku. Omogućava štampanje rezultirajuće slike.

Sačuvaj sliku. Omogućava vam da izvezete rezultirajuću sliku u datoteke u rasterskim formatima *.bmp, *.jpg, *gif, *tiff, *tif, *.png, *.tga. Datoteci možete dati ime i odrediti gdje će biti pohranjena.

View Options . Omogućava postavljanje parametara za generiranje slike. Više Detaljan opis opcije su date u nastavku.

Zaključajte parametre prikaza. Omogućava vam da fiksirate smjer gledanja i razmjer slike. Rotacija modela postaje nemoguća.

Ponovno pokretanje generacije. Ponovo pokreće generisanje fotorealistične slike, a trenutni rezultati se resetuju.

Generisanje pauze. Omogućava vam da privremeno zaustavite generiranje slike. Ovo oslobađa računarske resurse utrošene na ovaj proces, što poboljšava performanse.

Odabir kvalitete generirane slike. U padajućoj listi možete odabrati jednu od četiri vrijednosti kvaliteta slike.

Za nacrte slika se koriste niski i srednji kvaliteti. Prilikom odabira ovog kvaliteta, sistem automatski izračunava minimalni broj iteracija potrebnih za dobijanje slika sa određenim nivoom „šuma“.

Da biste dobili najrealističnije slike, trebate odabrati visok ili maksimalan kvalitet. Kod maksimalnog kvaliteta, broj iteracija je neograničen.

Odabir trenutno aktivne kamere. Omogućava vam da odaberete jednu od kamera prisutnih u 3D sceni. Slika će biti kreirana prema položaju odabrane kamere.

Pored gore navedenih opcija, „Kvalitet slike" Može se promijeniti pomoću padajuće liste u ST prozoru: Parametri dokumenta na kartici “ 3D".

Što je kvalitet veći, to je veća gustina mreže. Da biste dobili što realističnije slike, preporučuje se da postavite kvalitet najmanje na " Povećano."

Ovaj parametar je posebno važan ako model ima zaobljene površine.

Vizuelno razlikovati slike različitog kvaliteta.

Veoma nepristojno	Standard	Veoma visoko

Proces kreiranja fotorealističnih slika ima visoke zahtjeve za karakteristike sistema. Detaljnije informacije o njima možete pronaći na našoj web stranici ili u poglavlju „Brzi početak“.

Generisanje slike se može zaustaviti u bilo kom trenutku. Dobijeni rezultat se može sačuvati na vašem računaru koristeći opciju ili odmah poslati na štampanje pomoću opcije.

Rezultat operacije:

Fotorealistična slika

Datoteke s primjerima kreiranja fotorealističnih slika nalaze se u biblioteci "3D primjeri 15\Servisni alati\Materijali i fotorealizam».

Radi lakšeg korišćenja, možete istovremeno prikazati fotorealistički prozor i prozor modela na ekranu. Da biste to uradili potrebno je da koristite naredbu “WO: Otvorite novi prozor dokumenta».

U dijaloškom okviru koji se pojavi, sa padajuće liste morate odabrati “Fotorealističan izgled" Koristeći četiri padajuće liste, možete konfigurisati pogodan raspored prozora na ekranu.

Opcije slike

Uklopi se u prozor . Opcija je aktivna samo kada je "" Kada je opcija omogućena, slika određene veličine se u potpunosti prikazuje na ekranu. Fiksna veličina slike. Kada je aktiviran, omogućava vam da podesite veličinu kreirane slike. Ovo će omogućiti opciju trake sa alatkama “Zaključajte parametre prikaza". Veličina slike je navedena u pikselima. Slika određene veličine će biti kreirana u cijelosti, bez obzira da li stane na ekran ili ne. Da biste dobili visokokvalitetne slike, preporučuje se da fiksnu veličinu slike postavite što je moguće veću. Kvalitet slike. Ova opcija ponavlja listu postavki sa glavnog panela. Jedina razlika je mogućnost ručnog postavljanja broja iteracija odabirom kvaliteta slike "običaj" i unosom traženog broja u polje. Broj refleksije zraka. Parametar je važan pri generiranju refrakcija i refleksija.

Postavke pozadine i teksture u potpunosti se poklapaju sa standardnim istoimenim parametrima 3D prikaza. Više o njima možete pročitati u poglavlju “Rad sa prozorom za 3D prikaz».

Faktor ambijentalne osvetljenosti. Omogućava vam da prilagodite svjetlinu scene podešavanjem količine svjetlosti koja pada na objekte.

Optimalni parametri za kreiranje fotorealistične slike su podrazumevano postavljeni.

Primjeri fotorealističnih slika

NVIDIA Optix:

Embree:

2. Realistična slika

Ovaj mehanizam koristi POV-Ray tehnologiju, program koji koristi praćenje zraka. Uslovi za generisanje slike navedeni su u T-FLEX CAD-u u tekstualnom obliku. POV-Ray aplikacija je uključena u paket. Osim toga, aplikacija se može preuzeti sa odgovarajuće web stranice.

Slika u T-FLEX CAD fotorealistična slika (POV-Ray)

Fotorealistična slika se dobija pomoću praćenja zraka. Da biste to učinili, koristite aplikaciju POV-Ray koja je uključena u isporuku.

Treba napomenuti da je aplikacija POV-Ray zahtijeva posebnu instalaciju. Da biste to učinili, na instalacionom CD-u morate odabrati datoteku “ povwin36.exe "iz direktorija "POV-Ray". Instalacija POV-Ray-a se vrši na engleskom jeziku. Za korisnike koji nisu upoznati sa engleski jezik, preporučuje se da kliknete na sva dugmeta za odobravanje ([ Dalje ], [Da] ili [Slažem se ]) u dijaloškim okvirima koji se uzastopno pojavljuju.

Da biste dobili fotorealističnu 3D sliku, scena se izvozi u POV format koristeći postavke trenutnog 3D prozora. Zatim se automatski pokreće POV-Ray aplikacija za generiranje rezultirajuće slike. Kada je generisanje završeno, rezultujuća slika se može videti u prozoru za pregled i, po želji, sačuvati u datoteku.

Prilikom izvoza u POV-Ray, teksture se primjenjuju na objekte na isti način kao što su prikazane u T-FLEX CAD 3D prozoru. Osim toga, zajedno sa POV-Rayom možete koristiti teksture svih formata koje POV-Ray podržava (gif, tga, iff, ppm, pgm, png, jpeg, tiff, sys).

POV-Ray radi paralelno sa drugim sistemima, tj. Nakon pokretanja ove aplikacije, možete nastaviti sa radom u T-FLEX CAD-u. Međutim, u zavisnosti od složenosti generisane slike, POV-Ray može zauzeti više resursa i tada će se rad u T-FLEX CAD-u usporiti.

Rad sa timom

Da biste kreirali fotorealističnu sliku, koristite “3VY: Kreirajte realističnu sliku" Ova komanda je dostupna kada je 3D prozor aktivan. Prije pozivanja komande, morate postaviti 3D scenu na željenu poziciju, set potreban materijal operacije, izvori svjetlosti (možete koristiti izvore svjetlosti na kameri). Prilikom kreiranja fotorealistične slike preporučuje se korištenje perspektivne projekcije.

Naredba se poziva na sljedeći način:

Piktogram	Ribbon
	Alati → Izgled → Fotorealizam → Realistična slika (POV-zraka)
Tastatura	Tekst meni
<3VY >	Alati > Realistična slika (POV-zraka)

T-FLEX CAD pohranjuje informacije o lokaciji POV-Ray aplikacije i provjerava njeno prisustvo svaki put kada joj se pristupi.

U slučaju kada se POV-Ray poziva po prvi put, kao i ako sistem ne može pronaći ovu aplikaciju, T-FLEX CAD traži putanju do nje. U tom slučaju na ekranu se pojavljuje dijaloški okvir pomoću kojeg trebate postaviti putanju do POV-Ray aplikacije. Obično se aplikacija nalazi na sljedećoj putanji: "Program Files\POV-Ray za Windows v3.6\bin" Odsustvo odgovarajućeg direktorija ukazuje da aplikacija nije instalirana (pogledajte paragraf “Osnovne odredbe”).

Nakon pozivanja komande, na ekranu se pojavljuje dijaloški okvir.

Širina i visina . Postavite širinu i visinu kreirane fotorealistične slike u pikselima. Podrazumevano je podešena veličina trenutnog 3D prozora.

Izglađivanje boja. Odgovoran je za ujednačavanje boje generirane slike. Vrijednost ovog parametra mora biti veća od 0.

Što je ova vrijednost niža, to će prijelaz iz jedne boje u drugu izgledati mekše, ali će u ovom slučaju renderiranje (tj. izračunavanje slike) trajati duže. Vrijednost ovog parametra se može odabrati sa liste ili postaviti nezavisno.

POV-Ray koristi poseban jezik za opisivanje 3D scene. Uz njegovu pomoć moguće je postaviti veliki broj različitih karakteristika za površinu materijala, kao i za unutrašnjost materijala. Stoga, u T-FLEX CAD-u, materijal ima posebne upute koje određuju kako će materijal izgledati kada se renderira u POV-Ray (naredba „3MT:Uredite materijale", dugme [ POV materijal ]). Prilikom provjere "Koristite zamjene materijala", ova uputstva će se prenijeti na POV-Ray. Svi materijali koji se isporučuju sa sistemom uključuju posebna uputstva za POV-Ray. Osim materijala, POV će i izvoziti dodatna uputstva za izvor svjetlosti (vidi "Opcije izvora svjetlosti", parametar "POV uputstva").

Ako je polje za potvrdu " Koristite zamjene materijala» je onemogućen, instrukcije koje automatski generiše T-FLEX CAD će biti poslate u POV-Ray, na osnovu svojstava materijala kao što su boja i reflektivnost.

U 3D prozoru, jedan ili više izvora svjetlosti su dodijeljeni kameri po defaultu. Ovi izvori svetlosti su orijentisani u odnosu na kameru i kreću se sa njom (pogledajte opis „Opcije 3D prikaza“). Ako je polje za potvrdu "Izvoz svjetla na kameri» uključen, ovi izvori svjetlosti se prenose na POV-Ray.

Sačuvaj rezultat na. Ovo prikazuje putanju do privremeno generirane izlazne datoteke koju će POV-Ray koristiti za spremanje rezultirajuće slike u bmp format, i T-FLEX CAD za čitanje. Stoga, ako se T-FLEX CAD aplikacija zatvori prije nego što se dobije rezultat, slika iz ove datoteke može se kasnije pregledati koristeći bilo koji drugi preglednik slika.

Sve je privremeno generisani fajlovi Tokom procesa generisanja, slike se kreiraju u fascikli navedenoj u sistemskoj varijabli TEMP. Nakon kreiranja slike, sve datoteke osim izlazne se brišu. Sama izlazna datoteka se čuva u ovoj fascikli dok se ne kreira nova fotorealistična slika.

Informacije za korisnike sa iskustvom u POV-Ray

Parametri izvora svjetlosti. Prilikom kreiranja fotorealistične slike korištenjem konvencionalnih izvora svjetlosti, sjene objekata su vrlo jasne, jer su izvori svjetlosti beskonačno mali. U stvarnosti se to dešava vrlo rijetko, pa se sjene najčešće izglađuju. Upotreba difuznih izvora svjetlosti čini sjene glatkijim i poboljšava kvalitetu i realizam slike. U raspršenim izvorima svjetlosti, umjesto jednog tačkastog izvora svjetlosti, koristi se nekoliko tačkastih izvora pomaknutih jedan u odnosu na drugi. Što su više pomaknute, sjena će biti manje jasna. Što veći broj tačkastih izvora ima difuzni izvor, to je veće zamućenje senke i više vremena je potrebno za renderovanje.

Normalno svjetlo Difuzno svjetlo

Difuzni izvor svjetlosti u POV-Ray-u je skup točkastih izvora svjetlosti. Ovi izvori svjetlosti su postavljeni u obliku pravougaonika, orijentirani na neki način u odnosu na navedeni centar. Broj izvora svjetlosti duž svake strane pravokutnika može biti različit. Da bi izvor svjetlosti kreiran u T-FLEX CAD-u postao difuzni izvor svjetlosti u POV-Ray-u, u svojstva izvora svjetlosti u polju “POV uputstva” mora biti upisano sljedeće:

area_light<0.035, 0, 0>, <0, 0.035, 0.035>, 5, 5 adaptivni 1 podrhtavanje

Ovdje su u trokutastim zagradama date koordinate suprotnih uglova pravougaonika u odnosu na početnu tačku (tačku u kojoj se nalazi raspršeni izvor svjetlosti). "5, 5" je broj izvora svjetlosti u svakom smjeru. U ovom slučaju, ukupan broj tačkastih izvora svjetlosti je 5x5=25. “adaptive 1 jitter” - dodatni parametri, uključujući optimizaciju izračunavanja senki.

Antialiasing. Tokom normalne vizualizacije, na granicama objekata može doći do gradacije i diskontinuiteta tankih linija. Izglađivanje kroz dodatne proračune može smanjiti Negativan uticaj ovih pojava.

Border jaggies Anti-aliasing omogućen

Anti-aliasing se zasniva na renderovanju delova scene sa povećanom rezolucijom. Istovremeno, renderovanje scene se usporava. Stoga ne biste trebali omogućiti anti-aliasing tokom probne faze renderiranja. Ali za konačni rendering preporučljivo je omogućiti anti-aliasing.

Difuzno osvjetljenje (radiozitet). Konvencionalno renderovanje uzima u obzir direktno osvjetljenje, u kojem se osvjetljavaju samo one oblasti objekata koje su direktno osvijetljene svjetlošću iz izvora svjetlosti. Međutim, u stvarnom svijetu, svjetlost ne dolazi samo iz izvora. Takođe se reflektuje od predmeta osvetljenih direktnim svetlom. POV-Ray ima mogućnost da omogući mehanizam za izračunavanje difuznog osvjetljenja, što u nekim slučajevima pomaže u poboljšanju realizma slike.

Normalno osvetljenje Ambijentalno osvetljenje

Zahvaljujući veliki iznos Dodatni proračuni, upotreba mehanizma difuznog osvjetljenja može dovesti do značajnog usporavanja renderiranja. Stoga, korištenje ambijentalnog osvjetljenja u probnom snimanju treba izvoditi samo pri niskim rezolucijama.

Da biste omogućili mehanizam difuznog osvjetljenja, idite na " Omogućite "Window" linije Kreiranje fotorealistične slike» zapišite sljedeće:

global_settings(

radiost (broj 500 minimalno_ponovno korištenje 0,018 svjetlina 0,8))

Značenje ovih uputstava, kao i dodatne informacije u vezi sa mehanizmom difuznog osvjetljenja, treba pronaći u dokumentaciji POV-Ray aplikacije.

Rezolucija slike. Ovaj parametar značajno utječe na vrijeme utrošeno na vizualizaciju. Uz nepromijenjen kvalitet slike, brzina renderiranja je direktno proporcionalna površini rezultirajuće slike. Kada testirate vizualizaciju, možete se ograničiti na male rezolucije, na primjer, 320*240.

Dodatni INI fajl: Kada pokrenete POV-Ray aplikaciju, kreira se datoteka sa ini ekstenzija, gdje su upisane izvezene postavke. Ako je potrebno, možete odrediti druge postavke, pa čak i nadjačati one generirane u T-FLEX CAD-u tako što ćete ih navesti u ovoj datoteci. U ovom slučaju, ime ove datoteke je naznačeno u polju ovog dijaloga.

Uključi redove : U polje ovog dijaloga možete umetnuti nizove, koji su izrazi napisani u POV formatu, koji će biti umetnuti u izvezenu datoteku.

Objašnjenje: Kada pokrenete naredbu, kreira se POV datoteka koja ima sljedeću strukturu:

● <генерируемые переменные>

● <включаемые строки>

● <экспортированная 3D сцена>.

Generirane varijable

Sljedeće varijable su uključene u izvezeni fajl:

● FAspectRatio – širina/visina ekrana. Kada poništite postavke širine i visine u dodatnoj INI datoteci, morate nadjačati ovu varijablu koristeći<включаемые строки>.

● vSceneMin i vSceneMax – vrhovi kocke koji ograničavaju 3D scenu u 3D prostoru.

● vSceneCenter – centar kocke.

● fSceneSize – dužina dijagonale kocke.

● vCameraPos – položaj kamere.

● vCamera2Scene – vektor od vCameraPos do centra kocke.

● fCamera2Scene – dužina vektora vCamera2Scene.

● cBackColor – boja pozadine.

Ove varijable se mogu nadjačati ili koristiti u<включаемых строках>.

Na primjer:

#declare cBackColor<0.1, 0.1, 0.1>

udaljenost fCamera2Scene / 2

rgb<0, 0, 1>

fog_offset vSceneMin . z

fog_alt (vSceneMax. z - vSceneMin. z) / 4

gore<0, 0, 1>

redefinira boju pozadine i postavlja plavu maglu, ovisno o položaju i veličini 3D scene.

Nakon postavljanja svih potrebnih parametara za kreiranje fotorealistične slike, potrebno je da kliknete na dugme [ uredu ]. Ponekad, kada pokrenete POV-Ray, može se pojaviti dijaloški okvir "", da biste pokrenuli aplikaciju u ovom slučaju, samo kliknite na dugme [ UREDU].

Kada kreirate animaciju sa fotorealizmom uključenim u naredbi ":Animirajte model" preporučljivo je sačekati dok se prvi okvir ne prikaže u POV-Ray-u kako biste bili sigurni da je prozor " O POV-Ray(tm) za Windows " se ne pojavljuje i ne ometa stvaranje animacije.

Nakon pokretanja POV-Ray-a, kontrola se prenosi na T-FLEX CAD (tj. možete nastaviti raditi s njim). Na kraju generisanja slike ili ako je prekinuta, na ekranu se pojavljuje sljedeća poruka:

Ako želite da vidite rezultujuću sliku, potrebno je da kliknete na dugme [ Da ]. Kao rezultat, otvara se prozor za pregled čija se slika može spremiti u datoteku. Ako pregledavanje i pohranjivanje rezultirajuće slike nije potrebno, kliknite na [ br ]. U ovom slučaju, rezultat fotorealistične slike će biti pohranjen u sistemskom direktoriju neko vrijeme (dok se ne kreira sljedeća fotorealistična slika) TEMP.

Prije nego što se generiranje slike završi, možete ponovo pokrenuti POV-Ray (broj takvih pokretanja nije ograničen). Tada će T-FLEX CAD, koji vrši izvoz u POV, na kraju procesa generisanja prethodne slike, proizvesti novo lansiranje POV-Ray aplikacije. Tako se implementira red zadataka za generisanje slika, tj. novi zadatak se pokreće nakon što prethodni završi generaciju.

Primjeri fotorealističnih slika T-FLEX CAD modela

Prototipovi za fotorealizam

U standardnoj instalaciji postoje prototipovi posebno dizajnirani da brzo kreiraju fotorealističnu sliku. Da biste kreirali dokumente na osnovu ovih prototipova, morate pozvati naredbu “:Stvoriti novi dokument na osnovu prototipa fajla", i na kartici " Fotorealizam » izaberite jedan od dva prototipa: « soba" ili " Let oko objekta».

U svakom od ovih prototipova, unaprijed je kreirano nekoliko izvora svjetlosti, kamera i koordinatni sistem za povezivanje 3D fragmenta. Položaj ovih elemenata možete mijenjati po vlastitom nahođenju pomicanjem odgovarajućih elemenata u prozoru za crtanje. Također u 2D prozoru nalazi se mala instrukcija o tome kako koristiti prototip.

Obično se rad s ovim prototipovima odvija na sljedeći način: novi dokument se kreira na osnovu jednog od prototipova. 3D model (u odgovarajućem mjerilu) se ubacuje u ovaj dokument kao 3D fragment ili 3D slika čija se fotorealistična slika mora dobiti. Zatim se radi nekoliko probnih prikaza kako bi se odredio odgovarajući položaj izvora svjetlosti i kamere. Na kraju se vrši završna vizualizacija.

Postavke koje je potrebno specificirati za probnu i konačnu vizualizaciju će biti razmotrene u nastavku. Ali prvo, potrebno je reći o karakteristične karakteristike svaki od prototipova.

Prototip "Soba" » je dizajniran za stvaranje statične slike. U ovom prototipu, scena se sastoji od "sobe", dva svjetla i kamere. Osim toga, radi praktičnosti, unaprijed je kreiran koordinatni sistem za povezivanje 3D fragmenta. Podrazumevano, dva zida i plafon "sobe" nisu vidljivi, ali se mogu učiniti vidljivim ako poništite izbor u polju za potvrdu "Sakrij plafon" u 2D prozoru.

prototip" Let oko objekta" je namijenjen i stvaranju statične slike i stvaranju fotorealistične animacije u kojoj se kamera kreće oko objekta. Scena se sastoji od velike kružne platforme, tri izvora svjetlosti i kamere. U sceni je unaprijed kreiran koordinatni sistem za povezivanje 3D fragmenta. Dodatno, pozicija kamere je povezana sa ekspresijom i zavisi od kadra u kojem se scena nalazi. U 2D prozoru morate podesiti trajanje animacije (tj. vrijeme za koje će kamera letjeti oko objekta i vratiti se na prvobitnu lokaciju). Scena mora biti animirana pomoću varijable “frame”, uzimajući u obzir da je broj kadrova u sekundi 25.

Primjer korištenja prototipa "Let oko objekta" nalazi se u biblioteci "3D primjeri 15", u folderu "Servisni alati\ Fotorealistična slika\ Let oko objekta". Otvaranjem fajla "Scena bazirana na prototype.grb", potrebno je da odaberete kameru u 3D prozoru" Kamera " Zatim trebate upotrijebiti naredbu “AN: Animate model” i izvesti animaciju na varijabli “frame” od 0 do 250 sa koracima od 1.

3D modeliranje i vizualizacija neophodni su pri izradi proizvoda ili njihove ambalaže, kao i pri izradi prototipa proizvoda i kreiranju 3D animacije.

Dakle, usluge 3D modeliranja i vizualizacije se pružaju kada:

• procjena fizičkih i tehničkih karakteristika proizvoda je neophodna čak i prije nego što je stvoren u svojoj originalnoj veličini, materijalu i konfiguraciji;
• potrebno je izraditi 3D model budućeg interijera.

U takvim slučajevima svakako ćete morati pribjeći uslugama stručnjaka iz područja 3D modeliranja i vizualizacije.

3D modeli- sastavni dio kvalitetne prezentacije i tehničke dokumentacije, kao i osnova za izradu prototipa proizvoda. Posebnost naše kompanije je sposobnost da izvršimo cijeli ciklus rada na stvaranju realističnog 3D objekta: od modeliranja do izrade prototipa. Budući da se svi radovi mogu izvoditi u kompleksu, to značajno smanjuje vrijeme i troškove traženja izvođača i postavljanja novih tehničkih specifikacija.

Ako je riječ o proizvodu, pomoći ćemo vam da objavite probnu seriju i uspostavite daljnju proizvodnju, male ili industrijske.

Definicija pojmova “3D modeliranje” i “vizualizacija”

3D grafika ili 3D modeliranje- kompjuterska grafika, koja kombinuje tehnike i alate neophodne za kreiranje trodimenzionalnih objekata u tehničkom prostoru.

Tehnike treba shvatiti kao metode formiranja trodimenzionalnog grafičkog objekta - izračunavanje njegovih parametara, crtanje „kostura“ ili trodimenzionalne nedetaljne forme; ekstruziju, produžavanje i sečenje delova itd.

A ispod alata su profesionalni programi za 3D modeliranje. Prije svega - SolidWork, ProEngineering, 3DMAX, kao i neki drugi programi za volumetrijsku vizualizaciju objekata i prostora.

Volume rendering je izrada dvodimenzionalne rasterske slike na osnovu konstruisanog 3D modela. U suštini, ovo je najrealističnija slika trodimenzionalnog grafičkog objekta.

Primjena 3D modeliranja:

• Oglašavanje i marketing

Trodimenzionalna grafika je neophodna za prezentaciju budućeg proizvoda. Da biste započeli proizvodnju, potrebno je da nacrtate, a zatim kreirate 3D model objekta. I na osnovu 3D modela, korišćenjem tehnologija brze izrade prototipa (3D štampa, glodanje, livenje silikonskih kalupa, itd.), kreira se realan prototip (uzorak) budućeg proizvoda.

Nakon renderiranja (3D vizualizacije), rezultirajuća slika se može koristiti pri izradi dizajna ambalaže ili prilikom kreiranja vanjskog oglašavanja, POS materijala i dizajna izložbenog štanda.

• Urbano planiranje

Korišćenjem trodimenzionalne grafike postiže se najrealističnije modelovanje urbane arhitekture i pejzaža - sa minimalni troškovi. Vizualizacija arhitekture zgrada i pejzažnog dizajna omogućava investitorima i arhitektima da iskuse efekat prisustva u projektovanom prostoru. To vam omogućava da objektivno procijenite prednosti projekta i eliminišete nedostatke.

• Industrija

Moderna proizvodnja se ne može zamisliti bez predproizvodnog modeliranja proizvoda. Pojavom 3D tehnologija, proizvođači imaju priliku značajno uštedjeti materijale i smanjiti financijske troškove za inženjerski dizajn. Koristeći 3D modeliranje, grafički dizajneri kreiraju trodimenzionalne slike dijelova i objekata, koje se kasnije mogu koristiti za izradu kalupa i prototipova objekta.

• Kompjuterske igre

3D tehnologija se koristi u kreiranju kompjuterskih igrica više od deset godina. U profesionalnim programima, iskusni stručnjaci ručno crtaju trodimenzionalne pejzaže, modele likova, animiraju stvorene 3D objekte i likove, a također kreiraju konceptualne umjetnosti (koncepti dizajn).

• Bioskop

Cijela moderna filmska industrija usmjerena je na bioskop u 3D formatu. Za takvo snimanje koriste se posebne kamere koje mogu snimati u 3D formatu. Osim toga, uz pomoć 3D grafike, za filmsku industriju stvaraju se pojedinačni objekti i punopravni pejzaži.

• Arhitektura i dizajn enterijera

Tehnologija 3D modeliranja u arhitekturi odavno se pokazala kao najbolja. Danas je izrada trodimenzionalnog modela zgrade neizostavan atribut dizajna. Na osnovu 3D modela možete kreirati prototip zgrade. Štaviše, i prototip, koji ponavlja samo opšte obrise zgrade, i detaljni montažni model buduće strukture.+

Što se tiče uređenja interijera, korištenjem tehnologije 3D modeliranja kupac može vidjeti kako će izgledati njegov dom ili poslovni prostor nakon renoviranja.

• Animacija

Koristeći 3D grafiku, možete kreirati animirani lik, "natjerati" ga da se kreće, a također, dizajniranjem složenih animacijskih scena, stvoriti punopravni animirani video.

Faze razvoja 3D modela

Razvoj 3D modela odvija se u nekoliko faza:

1. Modeliranje ili kreiranje geometrije modela

Govorimo o kreiranju trodimenzionalnog geometrijskog modela, bez uzimanja u obzir fizičkih svojstava objekta. Koriste se sljedeće tehnike:

• ekstruzija;
• modifikatori;
• poligonalno modeliranje;
• rotacija.

2. Teksturiranje objekta

Nivo realizma budućeg modela direktno ovisi o izboru materijala pri kreiranju tekstura. Stručni programi raditi sa 3D grafika Praktično nema ograničenja u mogućnostima stvaranja realistične slike.

3. Postavljanje svjetla i osmatračnice

Jedna od najtežih faza pri izradi 3D modela. Uostalom, realistična percepcija slike direktno ovisi o izboru svjetlosnog tona, razine svjetline, oštrine i dubine sjenki. Osim toga, potrebno je odabrati mjesto za posmatranje objekta. To može biti pogled iz ptičje perspektive ili skaliranje prostora kako bi se postigao efekat prisustva u njemu - odabirom pogleda na objekt sa visine ljudske visine.+

4. 3D vizualizacija ili renderiranje

Završna faza 3D modeliranja. Sastoji se od detaljnih postavki prikaza 3D modela. Odnosno, dodavanje grafičkih specijalnih efekata kao što su odsjaj, magla, sjaj, itd. U slučaju video renderovanja, određuju se tačni parametri 3D animacije likova, detalja, pejzaža itd. (vrijeme promjene boje, sjaj, itd.).

U istoj fazi detaljiziraju se postavke vizualizacije: odabire se potreban broj sličica u sekundi i produžetak konačnog videa (na primjer, DivX, AVI, Cinepak, Indeo, MPEG-1, MPEG-4, MPEG-2 , WMV, itd.). Ako je potrebno, dobijete dvodimenzionalni rasterska slika, određuje se format i rezolucija slike, uglavnom JPEG, TIFF ili RAW.

5. Postprodukcija

Obrada snimljenih slika i video zapisa pomoću uređivača medija - Adobe Photoshop, Adobe Premier Pro (ili Final Cut Pro/ Sony Vegas), GarageBand, Imovie, Adobe After Effects Pro, Adobe Illustrator, Samplitude, SoundForge, Wavelab, itd.

Postprodukcija uključuje davanje medijskih fajlova originalnih vizuelnih efekata, čija je svrha da uzbude umove potencijalnog potrošača: da impresioniraju, pobude interesovanje i da se dugo pamte!

3D modeliranje u livnici

U proizvodnji livnice 3D modeliranje postepeno postaje nezaobilazna tehnološka komponenta procesa stvaranja proizvoda. Ako govorimo o livenju u metalne kalupe, onda se 3D modeli takvih kalupa kreiraju korištenjem tehnologija 3D modeliranja, kao i 3D prototipa.

Ali lijevanje u silikonskim kalupima danas ne dobiva manje popularnosti. U ovom slučaju, 3D modeliranje i vizualizacija pomoći će vam da napravite prototip objekta na osnovu kojeg će se napraviti kalup od silikona ili drugog materijala (drvo, poliuretan, aluminij itd.).

Metode 3D vizualizacije (renderiranje)

1. Rasterizacija.

Jedan od mnogih jednostavne metode rendering. Kada se koristi, dodatni vizualni efekti (na primjer, boja i sjena objekta u odnosu na točku promatranja) se ne uzimaju u obzir.

2. Raycasting.

3D model se posmatra sa određene, unapred određene tačke - iz ljudske visine, iz ptičje perspektive itd. Sa tačke posmatranja se šalju zraci koji određuju svetlost i senku objekta kada se posmatra u uobičajenom 2D formatu.

3. Praćenje zraka.

Ova metoda renderiranja znači da kada udari u površinu, zrak se dijeli na tri komponente: reflektiranu, sjenčanu i prelomljenu. Ovo zapravo formira boju piksela. Osim toga, realizam slike direktno ovisi o broju podjela.

4. Trasiranje putanje.

Jedna od najsloženijih metoda 3D vizualizacije. Kada koristite ovu metodu 3D renderiranja, širenje svjetlosnih zraka je što je moguće bliže fizičkim zakonima širenja svjetlosti. To je ono što osigurava visok realizam finalne slike. Vrijedi napomenuti da je ova metoda zahtjevna za resurse.

Naša kompanija će Vam pružiti kompletan spektar usluga u oblasti 3D modeliranja i vizualizacije. Posjedujemo sve tehničke mogućnosti za kreiranje 3D modela različite složenosti. Također imamo veliko iskustvo u 3D vizualizaciji i modeliranju, što možete lično provjeriti proučavanjem našeg portfolia ili drugih naših radova koji još nisu predstavljeni na stranici (na zahtjev).

Brand agencija KOLOROće Vam pružiti usluge izrade probne serije proizvoda ili njihove male proizvodnje. Da bi to učinili, naši stručnjaci će kreirati najrealističniji 3D model objekta koji vam je potreban (ambalaža, logotip, lik, 3D uzorak bilo kojeg proizvoda, kalup za livenje itd.), na osnovu kojeg će biti izrađen prototip proizvoda kreiran. Cijena našeg rada direktno ovisi o složenosti objekta 3D modeliranja i raspravlja se pojedinačno.

Radovi napravljeni pomoću 3D kompjuterske grafike podjednako privlače pažnju i 3D dizajnera i onih koji imaju prilično nejasnu ideju o tome kako je to urađeno. Najuspješniji 3D radovi ne mogu se razlikovati od pravog snimanja. Takvi radovi, po pravilu, izazivaju burne rasprave o tome da li je riječ o fotografiji ili trodimenzionalnom lažnom.
Inspirisani radovima poznatih 3D umjetnika, mnogi se bave proučavanjem 3D uređivača, vjerujući da je savladavanje njima jednostavno kao Photoshop. U međuvremenu, programe za kreiranje 3D grafike prilično je teško savladati, a njihovo učenje zahtijeva mnogo vremena i truda. Međutim, čak i nakon proučavanja alata 3D editora, dizajneru početniku nije lako postići realističnu sliku. Našavši se u situaciji da scena izgleda “beživotno”, ne može uvijek pronaći objašnjenje za to. Sta je bilo?
Glavni problem u stvaranju fotorealistične slike je teškoća preciznog simuliranja okoline. Slika koja se dobije kao rezultat proračuna (vizualizacije) u trodimenzionalnom uređivaču rezultat je matematičkih proračuna prema datom algoritmu. Programerima softvera je teško pronaći algoritam koji bi pomogao u opisivanju svih fizičkih procesa stvarnog života. Iz tog razloga, modeliranje okoliša pada na ramena samog 3D umjetnika.
Hardverske mogućnosti radnih stanica se svakodnevno povećavaju, što omogućava da se alati za rad sa 3D grafikom još efikasnije koriste. Istovremeno se poboljšava arsenal alata za 3D grafičko uređivanje.
Postoji određeni skup pravila za kreiranje realistične 3D slike. Bez obzira na to u kojem 3D uređivaču radite i složenost scena koje kreirate, one ostaju iste. Usklađenost s ovim zahtjevima ne jamči da će rezultirajuća slika biti slična fotografiji. Međutim, njihovo ignoriranje će sigurno uzrokovati neuspjeh.
Stvaranje fotorealistične slike dok radite samo na 3D projektu je nevjerovatno težak zadatak. Po pravilu, oni koji se posvete 3D grafici i rade s njom profesionalno, izvode samo jednu od faza kreiranja 3D scene. Neki znaju sve zamršenosti modeliranja, drugi mogu majstorski kreirati materijale, treći „vide“ ispravno osvjetljenje scena itd. Iz tog razloga, kada počnete raditi s trodimenzionalnom grafikom, pokušajte pronaći područje u kojem se najviše osjećate. budite sigurni i razvijajte svoje talente.
Kao što znate, rezultat rada u 3D uređivaču je statična datoteka ili animacija. Ovisno o tome kakav će biti vaš konačni proizvod, pristupi stvaranju realistične slike mogu se razlikovati.

Počnimo sa kompozicijom
Lokacija objekata u 3D sceni je od velike važnosti za konačni rezultat. Treba ih postaviti tako da gledalac ne bude u nedoumici kada pogleda dio predmeta koji se slučajno pojavi u kadru, već na prvi pogled prepozna sve komponente scene.
Kada kreirate 3D scenu, morate obratiti pažnju na položaj objekata u odnosu na virtuelnu kameru. Imajte na umu da objekti koji su bliže objektivu kamere izgledaju veće veličine. Iz tog razloga, morate osigurati da su objekti iste veličine na istoj liniji.
Bez obzira na radnju 3D scene, ona nužno mora odražavati posljedice nekih događaja koji su se desili u prošlosti.
Na primjer, ako nečiji otisci dovedu do kuće prekrivene snijegom, onda će gledajući takvu sliku, gledatelj zaključiti da je neko ušao u kuću.
Kada radite na 3D projektu, obratite pažnju na cjelokupno raspoloženje scene. Može se prenijeti dobro odabranim elementom dekoracije ili određenim rasponom boja. Na primjer, dodavanjem svijeće sceni će se naglasiti romantičnost ambijenta. Ako modelirate likove iz crtanih filmova, boje bi trebale biti svijetle, ali ako stvarate čudovište, odaberite tamne nijanse.

Ne zaboravite detalje
Prilikom rada na 3D projektu uvijek treba voditi računa o tome koliko je objekt vidljiv u sceni, koliko je osvijetljen itd. U zavisnosti od toga, objekt bi trebao imati veći ili manji stepen detalja. Trodimenzionalni svijet jeste virtuelna stvarnost, gde sve podseća na pozorišnu scenografiju. Ako nećete moći vidjeti stražnji dio objekta, nemojte ga modelirati. Ako imate vijak sa ušrafljenim vijkom, ne treba modelirati navoj ispod matice; ako će se u sceni vidjeti fasada kuće, ne morate modelirati unutrašnjost; ako kreirate noć šumsku scenu, trebalo bi da se fokusirate samo na one objekte koji su u prvom planu. Drveće koje se nalazi u pozadini bit će gotovo nevidljivo na prikazanoj slici, tako da nema smisla modelirati ih do lista.
Često, pri stvaranju trodimenzionalnih modela, mali detalji igraju gotovo glavnu ulogu, čineći objekt realističnijim.
Ako ne možete postići realizam u sceni, pokušajte povećati nivo detalja u objektima. Što scena sadrži više finih detalja, to će konačna slika izgledati uvjerljivije. Opcija povećanja detalja scene je gotovo dobitna, ali ima jedan nedostatak - veliki broj poligona, što dovodi do povećanja vremena renderiranja.
Možete biti sigurni da realizam spojnice direktno zavisi od nivoa detalja na jednostavan primjer. Ako kreirate tri modela vlati trave u sceni i vizualizirate ih, slika neće ostaviti nikakav utisak na gledatelja. Međutim, ako se ova grupa objekata klonira više puta, slika će izgledati impresivnije.
Možete kontrolirati detalje na dva načina: kao što je gore opisano (povećanje broja poligona u sceni) ili povećanje rezolucije teksture.
U mnogim slučajevima ima smisla posvetiti više pažnje kreiranju teksture, a ne samom objektnom modelu. U isto vrijeme, uštedjet ćete sistemske resurse potrebne za renderiranje složenih modela, čime ćete smanjiti vrijeme renderiranja. Bolje je napraviti bolju teksturu nego povećati broj poligona. Odličan primjer pametne upotrebe teksture je zid kuće. Možete modelirati svaku ciglu pojedinačno, što će oduzeti i vrijeme i resurse. Mnogo je lakše koristiti fotografiju zida od cigle.

Ako trebate kreirati pejzaž
Jedan od najtežih zadataka s kojima se dizajneri 3D grafike često moraju nositi je modeliranje prirode. Koji je problem stvaranja prirodnog okruženja oko nas? Čitava poenta je u tome da je svaki organski objekt, bilo da je to životinja, biljka, itd., heterogen. Unatoč prividnoj simetričnoj strukturi, oblik takvih objekata ne podliježe nikakvom matematičkom opisu kojim se bave 3D uređivači. Čak i oni predmeti koji na prvi pogled imaju simetričan izgled, nakon detaljnijeg pregleda pokazuju se da su asimetrični. Na primjer, dlaka na glavi osobe se različito nalazi s desne i lijeve strane, najčešće je češljana udesno, a list na grani drveta može na nekom mjestu biti oštećen od gusjenice itd.
Najviše najbolje rješenje Za simulaciju organske tvari u trodimenzionalnoj grafici može se uzeti u obzir fraktalni algoritam, koji se često koristi u postavkama materijala i raznih alata za trodimenzionalno modeliranje. Ovaj algoritam je bolji od drugih matematičkih izraza u simulaciji organske materije. Stoga, kada kreirate organske objekte, obavezno koristite mogućnosti fraktalnog algoritma da opišete njihova svojstva.

Suptilnosti izrade materijala
Materijali koji se simuliraju u 3D grafici mogu biti vrlo raznoliki - od metala, drveta i plastike do stakla i kamena. Štaviše, svaki materijal je određen velikim brojem svojstava, uključujući topografiju površine, spekularnost, uzorak, veličinu i svjetlinu odsjaja, itd.
Kada vizualizirate bilo koju teksturu, morate imati na umu da kvaliteta materijala na rezultirajućoj slici u velikoj mjeri ovisi o mnogim faktorima, uključujući: parametre osvjetljenja (svjetlina, kut upada svjetlosti, boja izvora svjetlosti, itd.), algoritam vizualizacije (tip korištenog vizualizatora i njegove postavke), rezolucija rasterske teksture. Metoda projektovanja teksture na objekat je takođe od velike važnosti. Neuspješno primijenjena tekstura može "odati" trodimenzionalni objekt kao šav ili sumnjivo ponavljajući uzorak. Osim toga, obično pravi predmeti nisu savršeno čisti, odnosno na njima uvijek postoje tragovi prljavštine. Ako modelirate kuhinjski stol, onda uprkos činjenici da se uzorak na kuhinjskoj uljanici ponavlja, njegova površina ne bi trebala biti svugdje ista - platna se može nositi na uglovima stola, imati rezove od noža itd. .
To your trodimenzionalni objekti a da ne izgledate neprirodno čisto, možete koristiti ručno izrađene (na primjer, Adobe Photoshop) mape prljavštine i pomiješati ih s originalnim teksturama kako biste stvorili realističan, izlizani materijal.

Načini postizanja realizma u 3D grafici

Radovi napravljeni trodimenzionalnom kompjuterskom grafikom podjednako privlače pažnju kako 3D dizajnera, tako i onih koji imaju prilično nejasnu predstavu o tome kako je sve to urađeno. Najuspješniji 3D radovi ne mogu se razlikovati od pravog snimanja. Takvi radovi, u pravilu, izazivaju burne rasprave o tome šta je to: fotografija ili trodimenzionalni lažnjak. Inspirisani radom poznatih 3D umjetnika, mnogi se bave učenjem 3D uređivača, vjerujući da ih je lako savladati kao i Photoshop. U međuvremenu, programe za kreiranje 3D grafike prilično je teško savladati, a njihovo učenje zahtijeva mnogo vremena i truda. Ali čak i nakon proučavanja alata 3D uređivača, 3D dizajneru početniku nije lako postići realističnu sliku. Našavši se u situaciji da scena izgleda “mrtva”, ne može uvijek pronaći objašnjenje za to. Sta je bilo?

Glavni problem u stvaranju fotorealistične slike je teškoća preciznog simuliranja okoline. Slika koja se dobije kao rezultat proračuna (vizualizacije) u trodimenzionalnom uređivaču rezultat je matematičkih proračuna prema datom algoritmu. Programerima softvera je teško pronaći algoritam koji bi pomogao u opisu svih fizičkih procesa koji se odvijaju u stvarnom životu. Stoga modeliranje okoline leži na ramenima samog 3D umjetnika. Postoji određeni skup pravila za kreiranje realistične 3D slike. Bez obzira na to u kojem 3D uređivaču radite i složenost scena koje kreirate, one ostaju iste. Rezultat rada u 3D uređivaču je statična datoteka ili animacija. Ovisno o tome kakav će konačni proizvod biti u vašem slučaju, pristupi stvaranju realistične slike mogu se razlikovati.

Počnimo sa kompozicijom

Lokacija objekata u 3D sceni je od velike važnosti za konačni rezultat. Treba ih postaviti tako da gledalac ne bude u nedoumici kada pogleda dio predmeta koji se slučajno pojavi u kadru, već na prvi pogled prepozna sve komponente scene. Kada kreirate 3D scenu, morate obratiti pažnju na položaj objekata u odnosu na virtuelnu kameru. Imajte na umu da objekti koji se nalaze bliže objektivu fotoaparata izgledaju veće veličine. Stoga morate osigurati da se objekti iste veličine nalaze na istoj liniji. Bez obzira na radnju 3D scene, ona nužno mora odražavati posljedice nekih događaja koji su se desili u prošlosti. Tako, na primjer, ako nečiji otisci stopala vode do kuće prekrivene snijegom, onda će gledajući takvu sliku, gledatelj zaključiti da je neko ušao u kuću. Kada radite na 3D projektu, obratite pažnju na cjelokupno raspoloženje scene. Može se prenijeti dobro odabranim elementom dekoracije ili određenim rasponom boja. Na primjer, dodavanjem svijeće sceni će se naglasiti romantičnost ambijenta. Ako modelirate likove iz crtanih filmova, boje bi trebale biti svijetle, ali ako modelirate odvratno čudovište, odaberite tamne nijanse.

Ne zaboravite detalje

Kada radite na 3D projektu, uvijek treba voditi računa o tome koliko je objekt vidljiv u sceni, koliko je osvijetljen itd. U zavisnosti od toga, objekat treba da ima veći ili manji stepen detalja. Trodimenzionalni svijet je virtuelna stvarnost, u kojoj sve liči na pozorišnu scenografiju. Ako nećete moći vidjeti stražnji dio objekta, nemojte ga modelirati. Ako imate vijak sa navrtanom maticom, nemojte modelirati navoje ispod matice; ako je fasada kuće vidljiva u sceni, nema potrebe za modeliranjem unutrašnjosti; Ako modelirate scenu noćne šume, trebali biste se fokusirati samo na one objekte koji su u prvom planu. Drveće koje se nalazi u pozadini bit će gotovo nevidljivo na prikazanoj slici, tako da nema smisla modelirati ih do lista.

Često, pri stvaranju trodimenzionalnih modela, mali detalji igraju gotovo glavnu ulogu, čineći objekt realističnijim. Ako ne možete postići realizam u sceni, pokušajte povećati nivo detalja u objektima. Što scena sadrži više finih detalja, to će konačna slika izgledati uvjerljivije. Opcija povećanja detalja scene je gotovo dobitna, ali ima jedan nedostatak - veliki broj poligona, što dovodi do povećanja vremena renderiranja. Možete vidjeti da realizam scene direktno ovisi o razini detalja koristeći ovaj jednostavan primjer. Ako kreirate tri modela vlati trave u sceni i vizualizirate ih, slika neće ostaviti nikakav utisak na gledatelja. Međutim, ako se ova grupa objekata klonira više puta, slika će izgledati impresivnije. Možete kontrolirati detalje na dva načina: kao što je gore opisano (povećanje broja poligona u sceni) ili povećanje rezolucije teksture. U mnogim slučajevima ima smisla posvetiti više pažnje kreiranju teksture, a ne samom objektnom modelu. U isto vrijeme, uštedjet ćete sistemske resurse potrebne za renderiranje složenih modela, čime ćete smanjiti vrijeme renderiranja. Bolje je napraviti bolju teksturu nego povećati broj poligona. Odličan primjer pametne upotrebe teksture je zid kuće. Možete modelirati svaku ciglu pojedinačno, što će oduzeti i vrijeme i resurse. Mnogo je lakše koristiti fotografiju zida od cigle.

Ako trebate kreirati pejzaž

Jedan od najtežih zadataka s kojima se 3D dizajneri često moraju nositi je modeliranje prirode. Koji je problem stvaranja prirodnog okruženja oko nas? Čitava poenta je u tome da je svaki organski objekt, bilo da je to životinja, biljka, itd., heterogen. Unatoč prividnoj simetričnoj strukturi, oblik takvih objekata ne podliježe nikakvom matematičkom opisu kojim se bave 3D uređivači. Čak i oni predmeti koji na prvi pogled imaju simetričan izgled, nakon detaljnijeg pregleda pokazuju se da su asimetrični. Tako se, na primjer, dlaka na glavi osobe različito nalazi s desne i lijeve strane, najčešće je češlja na desnu stranu, a list na grani drveta može na nekom mjestu oštetiti gusjenica itd. Najboljim rješenjem za simulaciju organske tvari u 3D može se smatrati fraktalni algoritam, koji se često koristi u postavkama materijala i raznih alata za 3D modeliranje. Ovaj algoritam je bolji od drugih matematičkih izraza u simulaciji organske materije. Stoga, kada kreirate organske objekte, obavezno koristite mogućnosti fraktalnog algoritma da opišete njihova svojstva.

Suptilnosti izrade materijala

Materijali koji se simuliraju u 3D grafici mogu biti vrlo raznoliki - od metala, drveta i plastike do stakla i kamena. Štaviše, svaki materijal je određen velikim brojem svojstava, uključujući površinski reljef, spekularnost, uzorak, veličinu i svjetlinu odsjaja itd. Kada vizualizirate bilo koju teksturu, morate imati na umu da kvaliteta materijala na rezultirajućoj slici uvelike ovisi o mnogim faktorima, uključujući parametre osvjetljenja (svjetlina, kut upada svjetlosti, boja izvora svjetlosti, itd.), algoritam vizualizacije (tip korištenog renderera i njegove postavke), rezolucija rasterske teksture. Također veliki značaj ima metodu za projektovanje teksture na objekat. Neuspješno primijenjena tekstura može "odati" trodimenzionalni objekt u obliku šava ili uzorka koji se sumnjivo ponavlja. Osim toga, u stvarnosti predmeti obično nisu savršeno čisti, odnosno na njima uvijek postoje tragovi prljavštine. Ako modelirate kuhinjski stol, onda, unatoč činjenici da se uzorak na kuhinjskoj uljanici ponavlja, njegova površina ne bi trebala biti svugdje ista - platna se može nositi na uglovima stola, imati rezove od noža, itd. Kako biste spriječili da vaši 3D objekti izgledaju neprirodno čisto, možete koristiti ručno izrađene (na primjer, Adobe Photoshop) mape prljavštine i pomiješati ih s originalnim teksturama kako biste stvorili realističan "istrošeni" materijal.

Dodavanje pokreta

Prilikom kreiranja animacije, geometrija objekata igra važniju ulogu nego u slučaju statične slike. Tokom kretanja, posmatrač može da vidi objekte iz različitih uglova, pa je važno da model sa svih strana izgleda realistično. Na primjer, kada modelirate stabla u statičkoj sceni, možete koristiti trik i pojednostaviti svoj zadatak: umjesto stvaranja „pravog“ stabla, možete napraviti dvije okomite ravnine koje se sijeku i na njih primijeniti teksturu pomoću maske prozirnosti. Kada kreirate animiranu scenu, ova metoda nije prikladna, jer će takvo stablo izgledati realistično samo iz jedne tačke, a svaka rotacija kamere će "odati" laž. U većini slučajeva, kada 3D objekti nestanu iz objektiva virtuelne kamere, najbolje ih je ukloniti sa scene. U suprotnom, računar će obaviti beskorisni zadatak, računajući nevidljivu geometriju.

Druga stvar koju treba uzeti u obzir pri kreiranju animiranih scena je kretanje u kojem je većina objekata u stvarnosti. Na primjer, zavjese u prostoriji se njišu na vjetru, kazaljke na satu se pomiču itd. Stoga je prilikom kreiranja animacije potrebno analizirati scenu i identificirati one objekte za koje je potrebno postaviti kretanje. Inače, pokret dodaje realizam statičnim scenama. Međutim, za razliku od animiranih, u njima se kretanje treba naslutiti u zamrznutim sitnicama - u košulji koja sklizne sa naslona stolice, gusjenici koja puzi po deblu, drvetu savijenom vjetrom. Ako za više jednostavnih objekata scena, stvaranje realistične animacije je relativno jednostavno, ali simulacija kretanja lika bez pomoćnih alata je gotovo nemoguća. U svakodnevnom životu naši su pokreti toliko prirodni i uobičajeni da ne razmišljamo, na primjer, da li da zabacimo glavu kada se smijemo ili se sagnemo kada prolazimo ispod niskog baldahina. Modeliranje takvog ponašanja u svijetu trodimenzionalne grafike povezano je s mnogim zamkama, a rekreiranje pokreta, a posebno izraza lica, čovjeka nije tako jednostavno. Zato, da bismo pojednostavili zadatak, koristimo sljedeći način: na ljudsko tijelo je pričvršćen veliki broj senzora koji bilježe kretanje bilo kojeg njegovog dijela u prostoru i šalju odgovarajući signal kompjuteru. On pak obrađuje primljene informacije i koristi ih u odnosu na neki skeletni model lika. Ova tehnologija se zove snimanje pokreta. Prilikom pomicanja školjke, koja se postavlja na bazu skeleta, potrebno je voditi računa i o mišićnoj deformaciji. Za 3D animatore koji se bave animacijom likova, bit će korisno proučiti anatomiju kako bi bolje razumjeli sisteme kostiju i mišića.

Osvetljenje nije samo svetlost, već i senke

Kreiranje scene sa realističnim osvjetljenjem još je jedan izazov koji se mora savladati kako bi se konačnoj slici dao veći realizam. U stvarnom svijetu, svjetlosni zraci se više puta odbijaju i prelamaju od objekata, što rezultira sjenkama koje bacaju objekti koji općenito imaju nejasne, zamagljene granice. Aparat za renderovanje je uglavnom odgovoran za kvalitet prikaza senki. Postoje posebni zahtjevi za sjene koje se bacaju u sceni. Sjena bačena sa nekog objekta može mnogo reći - koliko je visoko iznad zemlje, kakva je struktura površine na koju pada sjena, koji je izvor osvijetlio predmet itd. Ako zaboravite na senke u sceni, takva scena nikada neće izgledati realistično, jer u stvarnosti svaki objekat ima svoju senku. Osim toga, sjena može naglasiti kontrast između prednjeg plana i pozadine, kao i "izdati" objekt koji nije u vidnom polju objektiva virtuelne kamere. U ovom slučaju, gledatelju se daje prilika da zamisli okruženje koje okružuje scenu. Na primjer, na košulji trodimenzionalnog lika može vidjeti padajuću sjenu sa grana i lišća i pogoditi da na suprotnoj strani mjesta pucanja raste drvo. S druge strane, previše senki neće učiniti sliku realnijom. Uverite se da objekat ne baca senke od pomoćnih izvora svetlosti. Ako u sceni postoji nekoliko objekata koji emituju svjetlost, na primjer, lampioni, tada bi svi elementi scene trebali bacati sjenku iz svakog od izvora svjetlosti. Međutim, ako ćete u takvoj sceni koristiti pomoćne izvore svjetlosti (na primjer, za isticanje tamnih područja scene), nema potrebe za stvaranjem sjene od tih izvora. Pomoćni izvor treba da bude nevidljiv za gledaoca, a senke će otkriti njegovo prisustvo.

Prilikom kreiranja scene važno je ne pretjerati s brojem izvora svjetlosti. Bolje je potrošiti malo vremena birajući najbolju poziciju za njega nego koristiti nekoliko izvora svjetlosti gdje se možete snaći samo sa jednim. U slučaju kada je potrebna upotreba nekoliko izvora, pobrinite se da svaki od njih baca sjene. Ako ne možete vidjeti sjene izvora svjetlosti, možda ih drugi, jači izvor preeksponira. Kada raspoređujete izvore svjetlosti u sceni, obratite pažnju na njihovu boju. Izvori dnevne svjetlosti imaju plavu nijansu, ali za stvaranje umjetnog izvora svjetlosti morate mu dati žućkastu boju. Takođe treba uzeti u obzir da se boja izvora simulira dnevno svjetlo, takođe zavisi od doba dana. Stoga, ako radnja scene uključuje večernje vrijeme, osvjetljenje može biti, na primjer, u crvenkastim nijansama zalaska sunca.

Najvažnija stvar je pogrešna računica

Vizualizacija je završna i, naravno, najvažnija faza u kreiranju trodimenzionalne scene. 3D grafički uređivač izračunava sliku, uzimajući u obzir geometriju objekata, svojstva materijala od kojih su napravljeni, lokaciju i parametre izvora svjetlosti itd. Ako uporedimo rad u 3ds max-u sa video snimanjem, onda se vrijednost rendering engine-a može uporediti sa filmom na kojem je snimljen materijal. Kao što dva filma različitih kompanija mogu proizvesti svijetle i izblijedjele fotografije, rezultat vašeg rada može biti realističan ili samo zadovoljavajući ovisno o tome koji algoritam za prikazivanje slike odaberete. Postojanje velikog broja algoritama za vizualizaciju izazvalo je povećanje broja eksterno povezanih renderera. Često se isti renderer može integrirati s različitim 3D grafičkim paketima. Po brzini i kvaliteti renderovane slike, eksterni vizualizatori su po pravilu superiorniji od standardnog aparata za renderovanje 3D uređivača. Međutim, nemoguće je dati jasan odgovor na pitanje koji od njih daje najbolji rezultat. Koncept „realizma“ u ovom slučaju je subjektivan, jer ne postoje objektivni kriterijumi po kojima bi se mogao proceniti stepen realizma vizualizatora.

Međutim, sa sigurnošću možemo reći da, kako bi konačna slika bila realističnija, algoritam vizualizacije mora uzeti u obzir sve karakteristike širenja svjetlosnih valova. Kao što smo već rekli, kada zrak svjetlosti udari u objekte, on se reflektira i prelama mnogo puta. Nemoguće je izračunati osvjetljenje u svakoj tački u prostoru, uzimajući u obzir beskonačan broj refleksija, pa se za određivanje intenziteta svjetlosti koriste dva pojednostavljena modela: Raytracing i Global Illumination metoda. Do nedavno, najpopularniji algoritam za renderiranje bio je praćenje svjetlosnih zraka. Ova metoda se sastojala u činjenici da je trodimenzionalni uređivač pratio tok zraka kojeg emituje izvor svjetlosti sa datim brojem prelamanja i refleksija. Praćenje ne može da obezbedi fotorealističnu sliku jer algoritam ne obezbeđuje efekte reflektivne i refrakcione kaustike (odblesci koji su rezultat refleksije i prelamanja svetlosti), kao ni svojstva rasipanja svetlosti. Danas je upotreba metode globalnog osvjetljenja preduvjet za dobijanje realistične slike. Ako praćenje izračunava samo ona područja scene koja primaju zrake svjetlosti, metoda globalnog osvjetljenja izračunava rasipanje svjetlosti u neosvijetljenim ili zasjenjenim područjima scene na osnovu analize svakog piksela na slici. Ovo uzima u obzir sve refleksije svjetlosnih zraka u sceni.

Jedna od najčešćih metoda za izračunavanje globalnog osvjetljenja je fotonsko mapiranje. Ova metoda uključuje izračunavanje globalnog osvjetljenja na osnovu kreiranja takozvane fotonske mape - informacije o osvjetljenju scene prikupljene pomoću praćenja. Prednost fotonskog mapiranja je u tome što se jednom sačuvani kao fotonska mapa, rezultati praćenja fotona mogu kasnije koristiti za kreiranje globalnih efekata osvjetljenja u scenama 3D animacije. Kvalitet globalnog osvetljenja izračunat korišćenjem praćenja fotona zavisi od broja fotona, kao i od dubine praćenja. Koristeći Photon Mapping također možete izračunati kaustike. Pored izračunavanja globalnog osvetljenja, eksterni rendereri vam omogućavaju da vizualizujete materijale uzimajući u obzir efekat podzemnog rasejanja (Sub-Surface Scattering). Ovaj efekat je neophodan uslov za postizanje realizma u materijalima kao što su koža, vosak, tanka tkanina itd. Zraci svjetlosti koji padaju na takav materijal, osim prelamanja i refleksije, raspršuju se u samom materijalu, uzrokujući tako blagi sjaj iznutra.

Drugi razlog zašto su slike prikazane pomoću plug-in renderera realističnije od slika prikazanih korištenjem standardnih algoritama za renderiranje je mogućnost korištenja efekata kamere. To uključuje, prije svega, dubinsku oštrinu (Depth of Field), zamućenje pokretnih objekata (motion blur). Efekat dubine polja se može koristiti kada želite da skrenete pažnju gledaoca na neki detalj u sceni. Ako slika sadrži efekat dubine polja, gledalac će prvo primetiti elemente u sceni koji se fokusiraju. Efekt dubine polja može biti od pomoći kada trebate vizualizirati ono što lik vidi. Koristeći efekat dubine polja, možete fokusirati pogled lika na jedan ili drugi objekt. Efekat dubine polja je bitna komponenta realistične slike čak i kada je pažnja u sceni privučena malom objektu - na primjer, gusjenici na deblu. Ako su svi objekti koji dolaze u fokus jednako jasno nacrtani na slici, uključujući grane, lišće, deblo i gusjenicu, tada takva slika neće izgledati realistično. Da takva scena postoji u stvarnosti, a snimanje se odvijalo ne virtuelnom kamerom, već pravom kamerom, u fokusu bi bio samo glavni objekat - gusjenica. Sve što je udaljeno od njega izgledalo bi mutno. Stoga, trodimenzionalna slika mora imati efekat dubine polja.

Zaključak

Hardverske mogućnosti radnih stanica se svakodnevno povećavaju, što omogućava da se alati za rad sa 3D grafikom još efikasnije koriste. Istovremeno se poboljšava arsenal alata za 3D grafičko uređivanje. Istovremeno, osnovni pristupi stvaranju fotorealističnih slika ostaju nepromijenjeni. Usklađenost s ovim zahtjevima ne jamči da će rezultirajuća slika biti slična fotografiji. Međutim, njihovo ignoriranje će sigurno uzrokovati neuspjeh. Stvaranje fotorealistične slike dok radite samo na 3D projektu je nevjerovatno težak zadatak. Po pravilu, oni koji se posvete 3D grafici i profesionalno rade s njom, pokažu se tek u jednoj od faza kreiranja 3D scene. Neki znaju sve zamršenosti modeliranja, drugi znaju vješto kreirati materijale, treći "vide" ispravno osvjetljenje scena itd. Stoga, kada počnete da radite sa 3D, pokušajte da pronađete oblast u kojoj se osećate najpouzdanije i razvijete svoje talente.

Sergej i Marina Bondarenko, http://www.3domen.com