Trodimenzionalna grafika danas je postala toliko čvrsto uspostavljena u našim životima da ponekad čak i ne obraćamo pozornost na njezine manifestacije.

Gledajući jumbo plakat koji prikazuje unutrašnjost sobe ili reklamni video o sladoledu, gledajući kadrove akcijskog filma, ne slutimo da iza svega toga stoji mukotrpan rad majstora 3D grafike.

3D grafika je

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

3D sliku nije teško razlikovati od dvodimenzionalne, budući da uključuje stvaranje geometrijske projekcije 3D modela scene na ravninu pomoću specijaliziranih softverskih proizvoda. Dobiveni model može biti predmet iz stvarnosti, primjerice model kuće, automobila, kometa, ili može biti potpuno apstraktan. Proces konstruiranja takvog trodimenzionalnog modela naziva se i usmjeren je, prije svega, na stvaranje vizualne trodimenzionalne slike modeliranog objekta.

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

Tehnologije 3D grafike i tehnologije 3D printanja prodrle su u mnoga područja ljudskog djelovanja i donose enormnu zaradu.

3D slike bombardiraju nas svaki dan na televiziji, u filmovima, tijekom rada s računalima iu 3D igrama, s jumbo plakata, jasno prikazujući snagu i postignuća 3D grafike.

Dostignuća moderne 3D grafike koriste se u sljedećim industrijama

1. Kinematografija i animacija- stvaranje trodimenzionalnih likova i realističnih specijalnih efekata . Stvaranje računalne igrice - razvoj 3D likova, okruženja virtualne stvarnosti, 3D objekata za igre.
2. Oglašavanje- mogućnosti 3D grafike omogućuju povoljnu prezentaciju proizvoda na tržištu; pomoću 3D grafike možete stvoriti iluziju kristalno bijele košulje ili ukusnog voćnog sladoleda s komadićima čokolade itd. U isto vrijeme, u stvarnosti, reklamirani proizvod može imati mnoge nedostatke koji se lako skrivaju iza lijepih i kvalitetnih slika.
3. Dizajn interijera- dizajn i razvoj dizajna interijera također danas ne može bez trodimenzionalne grafike. 3D tehnologije omogućuju izradu realističnih 3D modela namještaja (kauč, fotelja, stolica, komoda itd.), koji točno ponavljaju geometriju predmeta i stvaraju imitaciju materijala. Pomoću 3D grafike možete izraditi video koji prikazuje sve etaže projektirane zgrade, koja možda još nije ni počela graditi.

Koraci za stvaranje 3D slike

Kako 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 izrađene modele, prilagođavanje materijala i stvaranje realističnih modela.
3. Postavke osvjetljenja.
4. (pokretni objekti).
5. Renderiranje- proces stvaranja slike objekta pomoću prethodno stvorenog modela.
6. Slaganje ili slaganje- naknadna obrada dobivene slike.

Modeliranje- kreiranje virtualnog prostora i objekata unutar njega, uključuje izradu različitih geometrija, materijala, izvora svjetlosti, virtualnih kamera, dodatnih specijalnih efekata.

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

Teksturiranje je sloj na površini stvorenog trodimenzionalnog modela rasterske ili vektorske slike koji vam omogućuje prikaz svojstava i materijala objekta.

Rasvjeta- kreiranje, usmjeravanje i podešavanje izvora rasvjete u kreiranoj sceni. Grafički 3D uređivači u pravilu koriste sljedeće vrste izvora svjetlosti: točkasto svjetlo (divergentne zrake), omni svjetlo (svjetlo u svim smjerovima), usmjereno svjetlo (paralelne zrake) itd. Neki uređivači omogućuju stvaranje volumetrijskog izvora sjaja (Svjetlost kugle).

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

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

Odabir i podešavanje kvalitete slike

Rijetko je moguće stvoriti uspješnu fotorealističnu sliku iz prvog pokušaja. Obično ćete morati izraditi nekoliko fotorealističnih probnih slika koje će vam pomoći u podešavanju položaja kamere, svjetline i položaja svjetala, kao i provjeriti je li animacija ispravna. Nakon toga se provodi završna vizualizacija.

Ali stvaranje fotorealistične slike može potrajati različite količine vremena, ovisno o složenosti scene i parametrima koji određuju kvalitetu slike. Poznavanje ovih parametara, s jedne strane, pomaže u izbjegavanju nepotrebnog trošenja vremena na probno snimanje, as druge strane, pomaže u postizanju više Visoka kvaliteta konačna slika.

Postoje različiti parametri koji vam omogućuju promjenu kvalitete rezultirajuće fotorealistične slike.

Kvaliteta mreže . Ovaj parametar postavlja se u parametrima dokumenta (naredba ST: Document Parameters), a osim na fotorealizam utječe i na kvalitetu prikaza objekata u 3D prozoru.

Osim toga, postavci kvalitete slike može se pristupiti pomoću ploče Prikaz .

Što je veći ovaj parametar, to više traje izvoz scene u POV format RAM memorija POV-Ray se koristi i dulje POV-Ray elektrode prethodna priprema scene prije renderiranja (Parsing). U tom smislu, prilikom provođenja preliminarne vizualizacije, preporučljivo je smanjiti kvalitetu mreže, možda čak i na minimum. Prilikom izvođenja konačnog renderiranja, bolje je postaviti kvalitetu mreže na maksimalnu.

1. Fotorealističan izgled

Ovaj mehanizam za generiranje fotorealističnih slika temelji se na NVIDIA tehnologije OptiX. Dizajniran je za generiranje fotorealističnih slika visoke kvalitete uzimajući u obzir osvjetljenje, kao i svojstva materijala kao što su prozirnost, indeks loma, svojstva površine itd.

Mehanizam vam omogućuje dobivanje fotorealistične slike izravno iz okruženja T-FLEX CAD, pružajući korisničko sučelje kontrola parametara scene, kvaliteta generiranja slike, kao i mogućnost spremanja rezultata generiranja u datoteku i ispisa. Pomoću ovog mehanizma možete dobiti fotorealističnu sliku ne samo iz 3D modela, već i iz uvezenih 3D slika.

NVIDEA OptiX tehnologija koristi se za stvaranje fotorealističnih videa prilikom snimanja animacija rastavljanja u naredbi “3VX: Rastavljanje”

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

Embree koristi središnji procesor za svoje izračune i karakteriziraju ga visoke performanse i kvaliteta slike.

Sučelje za rad s NVIDIA Optixom identično je sučelju za rad s Embreejem, pa će u nastavku biti opisani zajedno.

Rad s timom

Za poziv opcije koristite naredbu:

Piktogram	Vrpca
	Alati → Izgled → Fotorealizam → Fotorealističan izgled (NVIDIA GPU)
Tipkovnica	Izbornik teksta
<3RV>	Alati > Fotorealistični prikaz (NVIDIA GPU)

Piktogram	Vrpca
	Alati → Izgled → Fotorealizam → Fotorealistični prikaz (CPU)
Tipkovnica	Izbornik teksta
	Alati > Fotorealistični prikaz (CPU)

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

Kvaliteta izrađene slike uvelike ovisi o broju ponavljanja. Iteracija je izračun boje piksela slike. Broj ponavljanja ovisi o veličini slike, gustoći mreže i broju objekata.

Broj ponavljanja prikazan je na dnu ekrana.

Ovisno o snazi ​​računala, složenosti modela i uspostavljena kvaliteta proces stvaranja slike može trajati od nekoliko minuta do nekoliko sati.

Alatna traka prikazuje opcije za rad s naredbom.

Ispis slike. Omogućuje ispis dobivene slike.

Spremiti sliku. Omogućuje vam izvoz dobivene slike u datoteke u rasterskim formatima *.bmp, *.jpg, *gif, *tiff, *tif, *.png, *.tga. Datoteci možete dati naziv i odrediti gdje će biti pohranjena.

Prikaz opcija . Omogućuje vam postavljanje parametara generiranja slike. Više Detaljan opis opcije su navedene u nastavku.

Zaključaj parametre prikaza. Omogućuje vam da popravite smjer gledanja i mjerilo slike. Rotacija modela postaje nemoguća.

Ponovno pokrenite generiranje. Ponovno pokreće generiranje fotorealistične slike, a trenutni rezultati se poništavaju.

Pauziraj generiranje. Omogućuje vam da privremeno zaustavite generiranje slike. Ovo oslobađa računalne resurse koji se troše na ovaj proces, što poboljšava performanse.

Odabir kvalitete generirane slike. Na padajućem popisu možete odabrati jednu od četiri vrijednosti kvalitete slike.

Niska i srednja kvaliteta koriste se za skice slika. Prilikom odabira ove kvalitete, sustav automatski izračunava minimalni broj ponavljanja potrebnih za dobivanje slika s određenom razinom "šuma".

Da biste dobili najrealističnije slike, trebali biste odabrati visoku ili maksimalnu kvalitetu. Pri maksimalnoj kvaliteti, broj ponavljanja je neograničen.

Odabir trenutno aktivne kamere. Omogućuje odabir jedne od kamera prisutnih u 3D sceni. Slika će biti kreirana prema položaju odabrane kamere.

Osim gore navedenih opcija, "Kvaliteta slike" Može se promijeniti pomoću padajućeg popisa u ST prozoru: Parametri dokumenta na kartici “ 3D".

Što je veća kvaliteta, to je veća gustoća mreže. Kako biste dobili najrealističnije slike, preporuča se postaviti kvalitetu na najmanje " Povećana."

Ovaj je parametar posebno važan ako model ima zaobljene površine.

Vizualno razlikovanje slika različite kvalitete.

Vrlo nepristojno	Standard	Vrlo visoko

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

Generiranje slike može se zaustaviti u bilo kojem trenutku. Dobiveni rezultat može se spremiti na vaše računalo pomoću opcije ili odmah poslati na ispis pomoću opcije.

Rezultat operacije:

Fotorealistična slika

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

Radi lakšeg korištenja, na zaslonu možete istovremeno prikazati prozor fotorealističnog prikaza i prozor modela. Da biste to učinili, morate koristiti naredbu "WO: Otvori novi prozor dokumenta».

U dijaloškom okviru koji se pojavi s padajućeg popisa morate odabrati "Fotorealističan izgled" Pomoću četiri padajuća popisa možete konfigurirati prikladan raspored prozora na zaslonu.

Opcije slike

Uklopi u prozor . Opcija je aktivna samo kada je "" Kada je opcija uključena, slika zadane veličine se u cijelosti prikazuje na ekranu. Fiksna veličina slike. Kada se aktivira, omogućuje vam postavljanje veličine stvorene slike. Ovo će omogućiti opciju alatne trake "Zaključaj parametre prikaza". Veličina slike navedena je u pikselima. Slika zadane veličine bit će izrađena u cijelosti, bez obzira stane li na zaslon ili ne. Kako biste dobili slike visoke kvalitete, preporuča se postaviti što je moguće veću fiksnu veličinu slike. Kvaliteta slike. Ova opcija ponavlja popis postavki s glavnog panela. Jedina razlika je mogućnost ručnog postavljanja broja ponavljanja odabirom kvalitete slike "prilagođen" i unesite željeni broj u polje. Broj refleksija snopa. Parametar je važan pri generiranju loma i refleksija.

Postavke pozadine i teksture potpuno se podudaraju s istoimenim standardnim parametrima 3D prikaza. Više o njima možete pročitati u poglavlju “Rad s prozorom 3D prikaza».

Faktor ambijentalnog osvjetljenja. Omogućuje podešavanje svjetline scene podešavanjem količine svjetlosti koja pada na objekte.

Optimalni parametri za stvaranje fotorealistične slike postavljeni su prema zadanim postavkama.

Primjeri fotorealističnih slika

NVIDIA Optix:

Embree:

2. Realna slika

Ovaj mehanizam koristi tehnologiju POV-Ray, program koji koristi praćenje zraka. Uvjeti za generiranje slike navedeni su u T-FLEX CAD-u u tekstualnom obliku. Aplikacija POV-Ray je uključena u paket. Osim toga, aplikaciju je moguće preuzeti s odgovarajuće web stranice.

Slika u T-FLEX CAD fotorealističnoj slici (POV-Ray)

Fotorealistična slika dobiva se pomoću praćenja zraka. Da biste to učinili, koristite aplikaciju POV-Ray uključenu u isporuku.

Treba napomenuti da aplikacija POV-zraka zahtijeva zasebnu instalaciju. Da biste to učinili, na instalacijskom CD-u morate odabrati datoteku “ povwin36.exe "iz imenika "POV-Ray". Instalacija POV-Ray-a provodi se na engleskom jeziku. Za korisnike koji nisu upoznati s Engleski jezik, preporučuje se kliknuti sve gumbe za odobravanje ([ Dalje ], [Da] ili [Slažem se ]) u dijaloškim okvirima koji se uzastopno pojavljuju.

Za dobivanje fotorealistične 3D slike, scena se izvozi u POV format pomoću postavki trenutnog 3D prozora. Zatim se automatski pokreće aplikacija POV-Ray za generiranje rezultirajuće slike. Nakon što je generiranje završeno, rezultirajuća slika se može vidjeti u prozoru za gledanje i, ako želite, spremiti u datoteku.

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

POV-Ray radi paralelno s drugim sustavima, tj. Nakon pokretanja ove aplikacije možete nastaviti s radom u T-FLEX CAD-u. Međutim, ovisno o složenosti generirane slike, POV-Ray može uzeti više resursa, a tada će se rad u T-FLEX CAD-u usporiti.

Rad s timom

Za izradu fotorealistične slike upotrijebite "3VY: Stvorite realističnu sliku" Ova naredba je dostupna kada je 3D prozor aktivan. Prije pozivanja naredbe morate postaviti 3D scenu na željenu poziciju, set potreban materijal operacije, izvori svjetla (možete koristiti izvore svjetla na kameri). Prilikom izrade fotorealistične slike preporuča se koristiti perspektivnu projekciju.

Naredba se poziva na sljedeći način:

Piktogram	Vrpca
	Alati → Izgled → Fotorealizam → Realistična slika (POV-zraka)
Tipkovnica	Izbornik teksta
<3VY >	Alati > Realna slika (POV-zraka)

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

U slučaju kada se POV-Ray pozove prvi put, te ako sustav ne može pronaći ovu aplikaciju, T-FLEX CAD traži put do nje. U tom slučaju na zaslonu se pojavljuje dijaloški okvir pomoću kojeg trebate postaviti put do aplikacije POV-Ray. Obično se aplikacija nalazi na sljedećoj stazi: "Programske datoteke\POV-Ray za Windows v3.6\bin" Nepostojanje odgovarajućeg direktorija znači da aplikacija nije instalirana (pogledajte odlomak "Osnovne odredbe”).

Nakon poziva naredbe, na ekranu se pojavljuje dijaloški okvir.

Širina i visina . Postavite širinu i visinu stvorene fotorealistične slike u pikselima. Prema zadanim postavkama postavljena je veličina trenutnog 3D prozora.

Izglađivanje boje. Odgovoran za izglađivanje boje generirane slike. Vrijednost ovog parametra mora biti veća od 0.

Što je ta vrijednost niža, to će prijelaz iz jedne boje u drugu izgledati blaži, ali u ovom slučaju renderiranje (tj. izračun slike) će trajati duže. Vrijednost ovog parametra može se odabrati s popisa ili postaviti samostalno.

POV-Ray koristi poseban jezik za opisivanje 3D scene. Uz njegovu pomoć moguće je postaviti veliki broj različitih karakteristika kako za površinu materijala, tako 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-Rayu (naredba “3MT:Uredite materijale", gumb [ POV materijal ]). Prilikom provjere "Koristite zamjene materijala", ove će se upute prenijeti na POV-Ray. Svi materijali isporučeni sa sustavom uključuju specifične upute za POV-Ray. Osim materijala POV će i izvoziti dodatne upute za izvor svjetla (pogledajte "Opcije izvora svjetlosti", parametar "POV upute").

Ako je potvrdni okvir " Koristite zamjene materijala» je onemogućeno, upute koje automatski generira T-FLEX CAD bit će poslane u POV-Ray, na temelju svojstava materijala kao što su boja i refleksija.

U 3D prozoru kameri je prema zadanim postavkama dodijeljen jedan ili više izvora svjetla. Ovi izvori svjetlosti su orijentirani u odnosu na kameru i kreću se s njom (pogledajte opis "Opcije 3D prikaza"). Ako je potvrdni okvir "Izvoz svjetla na fotoaparatu» je uključen, ovi izvori svjetlosti prenose se u POV-Ray.

Spremi rezultat u. Ovo prikazuje put 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 dobivanja rezultata, slika iz ove datoteke se može pogledati kasnije koristeći bilo koji drugi preglednik slika.

Sve je prolazno generirane datoteke Tijekom procesa generiranja, slike se stvaraju u mapi navedenoj u sistemskoj varijabli TEMP. Nakon što je slika stvorena, brišu se sve datoteke osim izlazne. Sama izlazna datoteka pohranjuje se u ovu mapu dok se ne stvori nova fotorealistična slika.

Informacije za korisnike s iskustvom u POV-Rayu

Parametri izvora svjetlosti. Prilikom stvaranja fotorealistične slike korištenjem konvencionalnih izvora svjetlosti, sjene objekata su vrlo jasne, budući da su izvori svjetlosti infinitezimalni. U stvarnosti se to događa vrlo rijetko, pa se sjene najčešće izglađuju. Korištenje difuznih izvora svjetlosti čini sjene glatkijim i poboljšava kvalitetu i realizam slike. U difuznim izvorima svjetlosti umjesto jednog točkastog izvora svjetlosti koristi se nekoliko točkastih izvora pomaknutih jedan u odnosu na drugi. Što su više pomaknute, to će sjena biti manje jasna. Što veći broj točkastih izvora ima difuzni izvor, to je veće zamućenje sjene i potrebno je više vremena za renderiranje.

Normalno svjetlo Difuzno svjetlo

Difuzni izvor svjetlosti u POV-Rayu skup je točkastih izvora svjetlosti. Ovi izvori svjetlosti postavljeni su u obliku pravokutnika, na neki način orijentirani u odnosu na navedeno središte. Broj izvora svjetlosti duž svake strane pravokutnika može biti različit. Kako bi izvor svjetlosti kreiran u T-FLEX CAD-u postao difuzni izvor svjetlosti u POV-Rayu, u svojstvima izvora svjetlosti u polju “POV Instructions” potrebno je napisati sljedeće:

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

Ovdje su u trokutastim zagradama dane koordinate suprotnih kutova pravokutnika u odnosu na početnu točku (točku u kojoj se nalazi izvor difuzne svjetlosti). "5, 5" je broj izvora svjetlosti u svakom smjeru. U ovom slučaju ukupan broj točkastih izvora svjetlosti je 5x5=25. “adaptive 1 jitter” - dodatni parametri, uključujući optimizaciju izračuna sjena.

Antialiasing. Tijekom normalne vizualizacije, gradacija i diskontinuitet tankih linija mogu se pojaviti na granicama objekata. Izglađivanje dodatnim izračunima može smanjiti Negativan utjecaj ovih pojava.

Nazubljeni obrubi Anti-aliasing je omogućen

Anti-aliasing se temelji na renderiranju dijelova scene s povećanom rezolucijom. Istodobno se renderiranje scene usporava. Stoga ne biste trebali omogućiti anti-aliasing tijekom faze probnog renderiranja. Ali za konačno iscrtavanje preporučljivo je omogućiti anti-aliasing.

Difuzno osvjetljenje (Radiosity). Konvencionalno iscrtavanje uzima u obzir izravno osvjetljenje, pri čemu su osvijetljena samo ona područja predmeta koja su izravno osvijetljena svjetlom iz izvora svjetlosti. Međutim, u stvarnom svijetu svjetlost ne dolazi samo iz izvora. Također se reflektira od predmeta osvijetljenih izravnim svjetlom. POV-Ray ima mogućnost uključivanja mehanizma za izračunavanje difuznog osvjetljenja, što u nekim slučajevima pomaže u poboljšanju realističnosti slike.

Normalno osvjetljenje Ambijentalno osvjetljenje

Zbog veliki iznos dodatnim izračunima, korištenje mehanizma difuznog osvjetljenja može dovesti do značajnog usporavanja renderiranja. Stoga bi se korištenje ambijentalnog osvjetljenja u testnom snimanju trebalo provoditi samo pri niskim razlučivostima.

Da biste omogućili mehanizam difuznog osvjetljenja, idite na " Omogućite retke "Prozor". Stvaranje fotorealistične slike» zapišite sljedeće:

globalne postavke(

radiosity (broj 500 minimum_reuse 0,018 svjetlina 0,8))

Značenje ovih uputa, kao i dodatne informacije o mehanizmu difuzne rasvjete, treba pronaći u dokumentaciji aplikacije POV-Ray.

Razlučivost slike. Ovaj parametar značajno utječe na vrijeme provedeno na vizualizaciji. Uz nepromijenjenu kvalitetu slike, brzina renderiranja izravno je proporcionalna površini rezultirajuće slike. Prilikom testiranja vizualizacije možete se ograničiti na male rezolucije, na primjer, 320*240.

Dodatna INI datoteka: Kada pokrenete POV-Ray aplikaciju, kreira se datoteka s ini proširenje, gdje su zapisane izvezene postavke. Ako je potrebno, možete navesti druge postavke, pa čak i nadjačati one generirane u T-FLEX CAD-u tako da ih navedete u ovoj datoteci. U ovom slučaju, naziv ove datoteke je naznačen u polju ovog dijaloga.

Uključi retke : 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 uključene su u izvezenu datoteku:

● fAspectRatio – širina/visina zaslona. Kada nadjačavate postavke širine i visine u dodatnoj INI datoteci, morate nadjačati ovu varijablu pomoću<включаемые строки>.

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

● vSceneCenter – središte kocke.

● fSceneSize – duljina dijagonale kocke.

● vCameraPos – položaj kamere.

● vCamera2Scene – vektor od vCameraPos do središta kocke.

● fCamera2Scene – duljina vCamera2Scene vektora.

● cBackColor – boja pozadine.

Ove se varijable 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 izradu fotorealistične slike potrebno je kliknuti na gumb [ u redu ]. Ponekad se prilikom pokretanja POV-Raya može pojaviti dijaloški okvir "", za pokretanje aplikacije u ovom slučaju samo kliknite gumb [ U REDU].

Prilikom izrade animacije s uključenim fotorealizmom u naredbi ":Animirajte model" preporučljivo je pričekati dok se prvi okvir ne renderira u POV-Rayu kako biste bili sigurni da je prozor " O POV-Ray(tm) za Windows » se nije pojavio i ne ometa stvaranje animacije.

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

Ako trebate pogledati rezultirajuću sliku, trebate kliknuti na gumb [ Da ]. Kao rezultat toga otvara se prozor za pregled čija se slika može spremiti u datoteku. Ako pregledavanje i spremanje dobivene slike nije potrebno, kliknite na [ Ne ]. U tom će slučaju rezultat fotorealistične slike neko vrijeme biti pohranjen u direktoriju sustava (dok se ne stvori sljedeća fotorealistična slika) TEMP.

Prije završetka generiranja slike, možete ponovno pokrenuti POV-Ray (broj takvih pokretanja nije ograničen). Tada će T-FLEX CAD, vršeći izvoz u POV, na kraju procesa generiranja prethodne slike, proizvesti novo lansiranje POV-Ray aplikacije. Dakle, implementiran je red zadataka za generiranje slika, tj. novi zadatak se pokreće nakon što prethodni završi generiranje.

Primjeri fotorealističnih slika T-FLEX CAD modela

Prototipovi za fotorealizam

U standardnoj instalaciji postoje prototipovi posebno dizajnirani za brzo stvaranje fotorealistične slike. Da biste izradili dokumente temeljene na ovim prototipovima, morate pozvati naredbu “:Stvoriti novi dokument na temelju datoteke prototipa", a na kartici " Fotorealizam » odaberite jedan od dva prototipa: « soba" ili " Let oko objekta».

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

Obično se rad s tim prototipovima odvija na sljedeći način: na temelju jednog od prototipova kreira se novi dokument. 3D model (u odgovarajućem mjerilu) umetnut je u ovaj dokument kao 3D fragment ili 3D slika, čija se fotorealistična slika mora dobiti. Zatim se izvodi nekoliko probnih renderiranja kako bi se odredio odgovarajući položaj izvora svjetla i kamere. Na kraju se provodi završna vizualizacija.

O postavkama koje je potrebno odrediti za probnu i konačnu vizualizaciju bit će riječi u nastavku. Ali prvo je potrebno reći o razlikovna obilježja svaki od prototipova.

Prototip "Sobe" » dizajniran je za stvaranje statične slike. U ovom prototipu scena se sastoji od "sobe", dva svjetla i kamere. Osim toga, radi praktičnosti, unaprijed je stvoren koordinatni sustav za povezivanje 3D fragmenta. Prema zadanim postavkama, dva zida i strop "sobe" nisu vidljivi, ali mogu postati vidljivi ako poništite potvrdni okvir "Sakrij strop" u 2D prozoru.

prototip" Let oko objekta" je namijenjen kako stvaranju statične slike tako i stvaranju fotorealistične animacije u kojoj se kamera kreće oko objekta. Pozornica se sastoji od velike kružne platforme, tri izvora svjetla i kamere. U sceni je unaprijed kreiran koordinatni sustav za povezivanje 3D fragmenta. Dodatno, pozicija kamere povezana je s ekspresijom i ovisi o kadru u kojem se scena nalazi. U 2D prozoru potrebno je postaviti trajanje animacije (odnosno vrijeme u kojem će kamera obletjeti objekt i vratiti se na prvobitno mjesto). Scena mora biti animirana pomoću varijable “frame”, uzimajući u obzir da je broj sličica u sekundi 25.

Primjer korištenja prototipa "Let oko objekta" nalazi se u biblioteci "3D Primjeri 15", u mapi "Servisni alati\ Fotorealistična slika\ Let oko objekta". Otvaranjem datoteke "Scena temeljena na prototipu.grb", trebate odabrati kameru u 3D prozoru " Fotoaparat " Zatim trebate upotrijebiti naredbu “AN: Animate model” i izvršiti animaciju na varijabli “frame” od 0 do 250 s koracima od 1.

3D modeliranje i vizualizacija neophodni su kod proizvodnje proizvoda ili pakiranja, kao i kod izrade prototipa proizvoda i izrade 3D animacije.

Stoga se usluge 3D modeliranja i vizualizacije pružaju kada:

• potrebna je procjena fizičkih i tehničkih značajki proizvoda i prije nego što se izradi u izvornoj veličini, materijalu i konfiguraciji;
• potrebno je izraditi 3D model budućeg interijera.

U takvim slučajevima svakako ćete morati pribjeći uslugama stručnjaka u području 3D modeliranja i vizualizacije.

3D modeli- sastavni dio kvalitetne prezentacije i tehničke dokumentacije te temelj za izradu prototipa proizvoda. Posebnost naše tvrtke je sposobnost provođenja cijelog ciklusa rada za stvaranje realističnog 3D objekta: od modeliranja do izrade prototipova. Budući da se svi radovi mogu izvoditi u kompleksu, to značajno smanjuje vrijeme i troškove traženja izvođača i postavljanja novih tehničkih specifikacija.

Ako govorimo o proizvodu, pomoći ćemo vam u puštanju probne serije i postavljanju daljnje proizvodnje, male ili industrijske.

Definicija pojmova “3D modeliranje” i “vizualizacija”

3D grafika ili 3D modeliranje- računalna grafika, koja kombinira tehnike i alate potrebne za stvaranje trodimenzionalnih objekata u tehničkom prostoru.

Tehnike treba shvatiti kao metode oblikovanja trodimenzionalnog grafičkog objekta - izračunavanje njegovih parametara, crtanje "kostura" ili trodimenzionalnog nedetaljnog oblika; ekstruzija, produženje i rezanje dijelova 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.

Volumen rendering je izrada dvodimenzionalne rasterske slike na temelju konstruiranog 3D modela. U svojoj srži, ovo je najrealističnija slika trodimenzionalnog grafičkog objekta.

Primjene 3D modeliranja:

• Oglašavanje i marketing

Trodimenzionalna grafika neizostavna je za prezentaciju budućeg proizvoda. Za početak proizvodnje potrebno je nacrtati, a potom i izraditi 3D model objekta. A na temelju 3D modela, korištenjem tehnologija brze izrade prototipa (3D ispis, glodanje, lijevanje u silikonske kalupe i dr.), kreira se realan prototip (uzorak) budućeg proizvoda.

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

• Urbano planiranje

Korištenjem trodimenzionalne grafike postiže se najrealističnije modeliranje urbane arhitekture i krajolika - uz minimalni troškovi. Vizualizacija građevinske arhitekture i krajobraznog dizajna omogućuje investitorima i arhitektima da dožive efekt prisutnosti u projektiranom prostoru. To vam omogućuje da objektivno procijenite zasluge projekta i uklonite nedostatke.

• Industrija

Suvremena proizvodnja ne može se zamisliti bez predprodukcijskog modeliranja proizvoda. S pojavom 3D tehnologija, proizvođači imaju priliku značajno uštedjeti materijale i smanjiti financijske troškove za inženjerski dizajn. Koristeći 3D modeliranje, grafički dizajneri stvaraju trodimenzionalne slike dijelova i predmeta, koje se kasnije mogu koristiti za izradu kalupa i prototipova predmeta.

• Računalne igrice

3D tehnologija koristi se u izradi računalnih igara više od deset godina. U profesionalnim programima iskusni stručnjaci ručno crtaju trodimenzionalne krajolike, modele likova, animiraju stvorene 3D objekte i likove, a također stvaraju konceptualnu umjetnost (koncept dizajna).

• Kino

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

• Arhitektura i dizajn interijera

Tehnologija 3D modeliranja u arhitekturi odavno se pokazala najboljom. Danas je izrada trodimenzionalnog modela zgrade neizostavan atribut dizajna. Na temelju 3D modela možete izraditi prototip zgrade. Štoviše, i prototip, koji ponavlja samo opće obrise zgrade, i detaljan 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 stvoriti animirani lik, "natjerati" ga da se kreće, a također, dizajniranjem složenih scena animacije, stvoriti punopravni animirani video.

Faze razvoja 3D modela

Izrada 3D modela odvija se u nekoliko faza:

1. Modeliranje ili stvaranje geometrije modela

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

• istiskivanje;
• modifikatori;
• poligonalno modeliranje;
• rotacija.

2. Teksturiranje objekta

Razina realizma budućeg modela izravno ovisi o izboru materijala pri izradi tekstura. Profesionalni programi raditi s 3D grafika Praktično nema ograničenja u mogućnostima stvaranja realne slike.

3. Postavljanje svjetla i osmatračnice

Jedna od najtežih faza pri izradi 3D modela. Uostalom, realistična percepcija slike izravno ovisi o izboru svjetlosnog tona, razini svjetline, oštrini i dubini sjena. Osim toga, potrebno je odabrati točku promatranja za objekt. To može biti pogled iz ptičje perspektive ili skaliranje prostora kako bi se postigao učinak prisustva u njemu - odabirom pogleda na objekt s visine ljudske visine.+

4. 3D vizualizacija ili renderiranje

Završna faza 3D modeliranja. Sastoji se od detaljiziranja postavki prikaza 3D modela. Odnosno, dodavanje grafičkih specijalnih efekata kao što su odsjaj, magla, sjaj itd. U slučaju video renderiranja određuju se točni parametri 3D animacije likova, detalja, krajolika i sl. (vrijeme promjene boje, sjaja itd.).

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

5. Post produkcija

Obrada snimljenih slika i videa 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 datoteka izvornim vizualnim efektima, čija je svrha uzbuditi umove potencijalnog potrošača: impresionirati, pobuditi interes i dugo pamtiti!

3D modeliranje u ljevaonici

U ljevaoničkoj proizvodnji 3D modeliranje postupno postaje neizostavna tehnološka komponenta procesa izrade proizvoda. Ako govorimo o lijevanju u metalne kalupe, onda se 3D modeli takvih kalupa izrađuju pomoću tehnologija 3D modeliranja, kao i 3D prototipa.

Ali lijevanje u silikonskim kalupima danas ne dobiva ništa manje popularnost. U tom slučaju 3D modeliranje i vizualizacija pomoći će vam u izradi prototipa objekta na temelju kojeg će se izraditi kalup od silikona ili drugog materijala (drvo, poliuretan, aluminij itd.).

Metode 3D vizualizacije (renderiranje)

1. Rasterizacija.

Jedan od naj jednostavne metode prikazivanje. Pri korištenju se ne uzimaju u obzir dodatni vizualni efekti (na primjer, boja i sjena objekta u odnosu na točku promatranja).

2. Raycasting.

3D model se promatra s određene, unaprijed određene točke - iz ljudske visine, iz ptičje perspektive itd. S točke promatranja šalju se zrake koje određuju svjetlo i sjenu objekta kada se promatra u uobičajenom 2D formatu.

3. Praćenje zraka.

Ova metoda prikazivanja znači da kada udari u površinu, zraka se dijeli na tri komponente: reflektirana, sjenka i lomljena. Ovo zapravo oblikuje boju piksela. Osim toga, realizam slike izravno ovisi o broju podjela.

4. Trasiranje puta.

Jedna od najsloženijih metoda 3D vizualizacije. Pri korištenju ove metode 3D renderiranja, širenje svjetlosnih zraka je što je moguće bliže fizičkim zakonima širenja svjetlosti. To je ono što osigurava visoku realističnost konačne slike. Važno je napomenuti da je ova metoda intenzivna.

Naša tvrtka će Vam pružiti cijeli niz usluga u području 3D modeliranja i vizualizacije. Imamo sve tehničke mogućnosti za izradu 3D modela različite složenosti. Također imamo veliko iskustvo u 3D vizualizaciji i modeliranju, u što se možete osobno uvjeriti proučavanjem našeg portfelja ili naših drugih radova koji još nisu predstavljeni na stranici (na zahtjev).

Brand agencija KOLOROće Vam pružiti usluge izrade probne serije proizvoda ili njegove male serije. Da bi to učinili, naši stručnjaci će izraditi najrealističniji 3D model predmeta koji vam je potreban (ambalaža, logotip, lik, 3D uzorak bilo kojeg proizvoda, kalup za lijevanje itd.), na temelju kojeg će se izraditi prototip proizvoda. stvorio. Trošak našeg rada izravno ovisi o složenosti objekta 3D modeliranja i raspravlja se pojedinačno.

Radovi izrađeni korištenjem 3D računalne grafike podjednako privlače pozornost kako 3D dizajnera, tako i onih koji imaju prilično nejasnu predodžbu o tome kako je to napravljeno. Najuspješniji 3D radovi ne mogu se razlikovati od stvarnog snimanja. Takvi radovi u pravilu izazivaju žestoke rasprave o tome radi li se o fotografiji ili trodimenzionalnoj krivotvorini.
Inspirirani djelima poznatih 3D umjetnika, mnogi prionu na proučavanje 3D editora, vjerujući da je njihovo svladavanje lako poput Photoshopa. U međuvremenu, programe za izradu 3D grafike prilično je teško svladati, a njihovo učenje zahtijeva puno vremena i truda. Međutim, čak i nakon proučavanja alata 3D uređivača, dizajneru početniku nije lako postići realističnu sliku. Nalazeći se u situaciji da prizor izgleda “beživotno”, ne može uvijek naći objašnjenje za to. Što je bilo?
Glavni problem kod stvaranja fotorealistične slike je teškoća točne simulacije okoline. Slika koja se dobije kao rezultat izračuna (vizualizacije) u trodimenzionalnom editoru je rezultat matematičkih izračuna prema zadanom algoritmu. Programerima je teško pronaći algoritam koji bi pomogao opisati sve fizičke procese stvarnog života. Iz tog razloga, modeliranje okoliša pada na ramena samog 3D umjetnika.
Hardverske mogućnosti radnih stanica svakodnevno se povećavaju, što omogućuje još učinkovitiju upotrebu alata za rad s 3D grafikom. U isto vrijeme, arsenal alata za uređivanje 3D grafike se poboljšava.
Postoji određeni skup pravila za stvaranje realne 3D slike. Bez obzira u kojem 3D uređivaču radite i složenosti scena koje stvarate, one ostaju iste. Usklađenost s ovim zahtjevima ne jamči da će rezultirajuća slika biti slična fotografiji. Međutim, njihovo ignoriranje sigurno će uzrokovati neuspjeh.
Stvaranje fotorealistične slike dok radite samo na 3D projektu nevjerojatno je težak zadatak. U pravilu, oni koji se posvete 3D grafici i profesionalno rade s njom, izvode samo jednu od faza stvaranja 3D scene. Neki znaju sve zamršenosti modeliranja, drugi mogu majstorski stvoriti materijale, treći "vide" ispravno osvjetljenje scena, itd. Iz tog razloga, kada počnete raditi s trodimenzionalnom grafikom, pokušajte pronaći područje u kojem se najviše osjećate samouvjereni 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 realne slike mogu varirati.

Počnimo sa sastavom
Položaj objekata u 3D sceni od velike je važnosti za konačni rezultat. Treba ih postaviti tako da gledatelj ne bude u nedoumici gledajući dio predmeta koji se slučajno pojavi u kadru, već da na prvi pogled prepozna sve sastavnice prizora.
Prilikom izrade 3D scene morate obratiti pozornost na položaj objekata u odnosu na virtualnu kameru. Ne zaboravite da se objekti koji su bliže objektivu fotoaparata čine veći. Iz tog razloga morate osigurati da objekti iste veličine budu na istoj liniji.
Bez obzira na radnju 3D scene, ona mora nužno odražavati posljedice nekih događaja koji su se dogodili u prošlosti.
Na primjer, ako nečiji tragovi dovedu do kuće prekrivene snijegom, gledajući takvu sliku, gledatelj će zaključiti da je netko ušao u kuću.
Kada radite na 3D projektu, obratite pozornost na opće raspoloženje scene. Može se prenijeti dobro odabranim elementom dekoracije ili određenim rasponom boja. Na primjer, dodavanjem svijeće u scenu naglasit ćete romantiku okruženja. Ako modelirate likove iz crtića, boje trebaju biti svijetle, ali ako stvarate čudovište, odaberite tamne nijanse.

Ne zaboravite detalje
Kada radite na 3D projektu, uvijek trebate voditi računa o tome koliko je objekt vidljiv u sceni, koliko je osvijetljen itd. Ovisno o tome, objekt bi trebao imati veći ili manji stupanj detalja. Trodimenzionalni svijet je virtualna stvarnost, gdje sve podsjeća na kazališnu kulisu. Ako ne možete vidjeti stražnju stranu objekta, nemojte ga modelirati. Ako imate vijak sa zavrnutim vijkom, ne biste trebali modelirati navoj ispod matice; ako će fasada kuće biti vidljiva u sceni, ne morate modelirati unutrašnjost; ako kreirate noć šumske scene, trebali biste se usredotočiti samo na one objekte koji su u prvom planu. Stabla koja se nalaze u pozadini bit će gotovo nevidljiva na renderiranoj slici, tako da ih nema smisla modelirati do lista.
Često, pri izradi trodimenzionalnih modela, mali detalji igraju gotovo glavnu ulogu, čineći objekt realističnijim.
Ako ne možete postići realizam u sceni, pokušajte povećati razinu detalja u objektima. Što više finih detalja prizor sadrži, to će konačna slika izgledati vjerodostojnije. Mogućnost povećanja detalja scene gotovo je dobitna, ali ima jedan nedostatak - veliki broj poligona, što dovodi do povećanja vremena renderiranja.
Možete se uvjeriti da realističnost spajanja izravno ovisi o razini detalja na jednostavan primjer. Ako napravite tri modela vlati trave u sceni i vizualizirate ih, slika neće ostaviti nikakav dojam na gledatelja. Međutim, ako se ova skupina objekata više puta klonira, slika će izgledati impresivnije.
Detalje možete kontrolirati na dva načina: kao što je gore opisano (povećanjem broja poligona u sceni) ili povećanjem rezolucije teksture.
U mnogim slučajevima ima smisla posvetiti više pažnje stvaranju teksture nego samom modelu objekta. U isto vrijeme, uštedjet ćete resurse sustava potrebne za renderiranje složenih modela, čime se smanjuje vrijeme renderiranja. Bolje je napraviti bolju teksturu nego povećati broj poligona. Sjajan 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 opeke.

Ako trebate stvoriti krajolik
Jedan od najtežih zadataka s kojima se dizajneri 3D grafike često moraju nositi jest modeliranje prirode. U čemu je problem stvaranja prirodnog okoliša oko nas? Cijela stvar je u tome da je svaki organski objekt, bilo da je to životinja, biljka itd., heterogen. Unatoč prividnoj simetričnoj strukturi, oblik takvih objekata nije podložan nikakvom matematičkom opisu s kojim se bave 3D uređivači. Čak i oni predmeti koji na prvi pogled izgledaju simetrično, pomnijim ispitivanjem ispadaju asimetrični. Na primjer, kosa na glavi osobe različito se nalazi na desnoj i lijevoj strani, najčešće je začešljana na desnu stranu, a list na grani drveta može na nekom mjestu oštetiti gusjenica itd.
Najviše najbolje rješenje Za simulaciju organske tvari u trodimenzionalnoj grafici, može se razmotriti fraktalni algoritam, koji se često koristi u postavkama materijala i raznim alatima za trodimenzionalno modeliranje. Ovaj algoritam je bolji od drugih matematičkih izraza u simulaciji organske tvari. Stoga, kada stvarate organske objekte, svakako koristite mogućnosti fraktalnog algoritma za opisivanje njihovih svojstava.

Suptilnosti stvaranja materijala
Materijali koji se simuliraju u 3D grafici mogu biti vrlo raznoliki - od metala, drva i plastike do stakla i kamena. Štoviše, svaki materijal određen je velikim brojem svojstava, uključujući površinsku topografiju, zrcalnost, uzorak, veličinu i svjetlinu odsjaja itd.
Kada vizualizirate bilo koju teksturu, morate zapamtiti da kvaliteta materijala u rezultirajućoj slici uvelike ovisi o mnogim čimbenicima, uključujući: parametre osvjetljenja (svjetlina, kut upadanja svjetlosti, boja izvora svjetlosti itd.), algoritam vizualizacije (vrsta korištenog vizualizatora i njegove postavke), rezolucija rasterske teksture. Metoda projiciranja teksture na objekt također je od velike važnosti. Neuspješno primijenjena tekstura može "odati" trodimenzionalni objekt kao šav ili uzorak koji se sumnjivo ponavlja. Osim toga, obično pravi predmeti nisu savršeno čisti, odnosno na njima uvijek ima tragova prljavštine. Ako modelirate kuhinjski stol, unatoč činjenici da se uzorak na kuhinjskoj krpi ponavlja, njezina površina ne smije biti posvuda ista - krpa može biti istrošena na uglovima stola, imati posjekotine od noža itd. .
Vašem 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, istrošeni materijal.

Načini postizanja realizma u 3D grafici

Radovi izrađeni pomoću trodimenzionalne računalne grafike podjednako privlače pažnju kako 3D dizajnera, tako i onih koji imaju prilično nejasnu predodžbu o tome kako je sve to napravljeno. Najuspješniji 3D radovi ne mogu se razlikovati od stvarnog snimanja. Takvi radovi, u pravilu, izazivaju žestoke rasprave o tome što je to: fotografija ili trodimenzionalna krivotvorina. Inspirirani radovima poznatih 3D umjetnika, mnogi počinju učiti 3D uređivače, vjerujući da ih je jednako lako svladati kao Photoshop. U međuvremenu, programe za izradu 3D grafike prilično je teško svladati, a njihovo učenje zahtijeva puno vremena i truda. Ali čak i nakon proučavanja alata 3D uređivača, početnom 3D dizajneru nije lako postići realističnu sliku. Nalazeći se u situaciji da scena izgleda “mrtvo”, ne može uvijek pronaći objašnjenje za to. Što je bilo?

Glavni problem kod stvaranja fotorealistične slike je teškoća točne simulacije okoline. Slika koja se dobije kao rezultat izračuna (vizualizacije) u trodimenzionalnom editoru je rezultat matematičkih izračuna prema zadanom algoritmu. Programerima je teško pronaći algoritam koji bi pomogao opisati sve fizičke procese koji se odvijaju u stvarnom životu. Stoga je modeliranje okoliša na plećima samog 3D umjetnika. Postoji određeni skup pravila za stvaranje realne 3D slike. Bez obzira u kojem 3D uređivaču radite i složenosti scena koje stvarate, one ostaju iste. Rezultat rada u 3D editoru je statična datoteka ili animacija. Ovisno o tome kakav će biti konačni proizvod u vašem slučaju, pristupi stvaranju realne slike mogu se razlikovati.

Počnimo sa sastavom

Položaj objekata u 3D sceni od velike je važnosti za konačni rezultat. Treba ih postaviti tako da gledatelj ne bude u nedoumici gledajući dio predmeta koji se slučajno pojavi u kadru, već da na prvi pogled prepozna sve sastavnice prizora. Prilikom izrade 3D scene morate obratiti pozornost na položaj objekata u odnosu na virtualnu kameru. Imajte na umu da se objekti koji se nalaze bliže objektivu kamere čine veći. Stoga morate osigurati da objekti iste veličine budu na istoj liniji. Bez obzira na radnju 3D scene, ona mora nužno odražavati posljedice nekih događaja koji su se dogodili u prošlosti. Tako, na primjer, ako nečiji tragovi dovedu do kuće prekrivene snijegom, gledajući takvu sliku, gledatelj će zaključiti da je netko ušao u kuću. Kada radite na 3D projektu, obratite pozornost na opće raspoloženje scene. Može se prenijeti dobro odabranim elementom dekoracije ili određenim rasponom boja. Na primjer, dodavanjem svijeće u scenu naglasit ćete romantiku okruženja. Ako modelirate likove iz crtića, boje trebaju biti svijetle, ali ako modelirate odvratno čudovište, odaberite tamne nijanse.

Ne zaboravite detalje

Kada radite na 3D projektu, uvijek morate voditi računa o tome koliko je objekt vidljiv u sceni, koliko je osvijetljen itd. Ovisno o tome, objekt bi trebao imati veći ili manji stupanj detalja. Trodimenzionalni svijet je virtualna stvarnost, gdje sve podsjeća na kazališnu kulisu. Ako ne možete vidjeti stražnju stranu objekta, nemojte ga modelirati. Ako imate zavrtanj s maticom, nemojte modelirati navoje ispod matice; ako je fasada kuće vidljiva u sceni, nema potrebe modelirati unutrašnjost; Ako modelirate noćnu šumsku scenu, trebali biste se usredotočiti samo na one objekte koji su u prvom planu. Stabla koja se nalaze u pozadini bit će gotovo nevidljiva na renderiranoj slici, tako da ih nema smisla modelirati do lista.

Često, pri izradi trodimenzionalnih modela, mali detalji igraju gotovo glavnu ulogu, čineći objekt realističnijim. Ako ne možete postići realizam u sceni, pokušajte povećati razinu detalja u objektima. Što više finih detalja prizor sadrži, to će konačna slika izgledati vjerodostojnije. Mogućnost povećanja detalja scene gotovo je dobitna, ali ima jedan nedostatak - veliki broj poligona, što dovodi do povećanja vremena renderiranja. Na ovom jednostavnom primjeru možete vidjeti da realističnost scene izravno ovisi o razini detalja. Ako napravite tri modela vlati trave u sceni i vizualizirate ih, slika neće ostaviti nikakav dojam na gledatelja. Međutim, ako se ova skupina objekata više puta klonira, slika će izgledati impresivnije. Detalje možete kontrolirati na dva načina: kao što je gore opisano (povećanjem broja poligona u sceni) ili povećanjem rezolucije teksture. U mnogim slučajevima ima smisla posvetiti više pažnje stvaranju teksture nego samom modelu objekta. U isto vrijeme, uštedjet ćete resurse sustava potrebne za renderiranje složenih modela, čime se smanjuje vrijeme renderiranja. Bolje je napraviti bolju teksturu nego povećati broj poligona. Sjajan 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 opeke.

Ako trebate stvoriti krajolik

Jedan od najtežih zadataka s kojima se 3D dizajneri često moraju nositi jest modeliranje prirode. U čemu je problem stvaranja prirodnog okoliša oko nas? Cijela stvar je u tome da je svaki organski objekt, bilo da je to životinja, biljka itd., heterogen. Unatoč prividnoj simetričnoj strukturi, oblik takvih objekata nije podložan nikakvom matematičkom opisu s kojim se bave 3D uređivači. Čak i oni predmeti koji na prvi pogled izgledaju simetrično, pomnijim ispitivanjem ispadaju asimetrični. Tako je, na primjer, kosa na glavi osobe različito smještena na desnoj i lijevoj strani, najčešće se 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 raznim alatima za 3D modeliranje. Ovaj algoritam je bolji od drugih matematičkih izraza u simulaciji organske tvari. Stoga, kada stvarate organske objekte, svakako koristite mogućnosti fraktalnog algoritma za opisivanje njihovih svojstava.

Suptilnosti stvaranja materijala

Materijali koji se simuliraju u 3D grafici mogu biti vrlo raznoliki - od metala, drva i plastike do stakla i kamena. Štoviše, svaki materijal određen je velikim brojem svojstava, uključujući površinski reljef, spekularnost, uzorak, veličinu i svjetlinu odsjaja itd. Kada vizualizirate bilo koju teksturu, morate zapamtiti da kvaliteta materijala u rezultirajućoj slici uvelike ovisi o mnogim čimbenicima, uključujući parametre osvjetljenja (svjetlina, kut upadanja svjetlosti, boja izvora svjetlosti itd.), algoritam vizualizacije (vrsta korištenog renderera i njegove postavke), rezolucija rasterske teksture. Također veliki značaj ima metodu za projiciranje teksture na objekt. Neuspješno primijenjena tekstura može "odati" trodimenzionalni objekt kao formirani šav ili uzorak koji se sumnjivo ponavlja. Osim toga, u stvarnosti predmeti najčešće nisu savršeno čisti, odnosno na njima uvijek ima tragova prljavštine. Ako modelirate kuhinjski stol, tada, unatoč činjenici da se uzorak na kuhinjskoj krpi ponavlja, njezina površina ne smije biti posvuda ista - krpa može biti istrošena na uglovima stola, imati posjekotine od noža, itd. Kako biste spriječili da vaši 3D objekti izgledaju neprirodno čisti, možete upotrijebiti ručno izrađene (na primjer, Adobe Photoshop) karte prljavštine i pomiješati ih s izvornim teksturama kako biste stvorili realističan "istrošeni" materijal.

Dodavanje pokreta

Kod izrade animacije geometrija objekata igra važniju ulogu nego u slučaju statične slike. Tijekom kretanja gledatelj može vidjeti predmete iz različitih kutova, stoga je važno da model izgleda realno sa svih strana. Na primjer, kada modelirate stabla u statičnoj sceni, možete upotrijebiti trik i olakšati si stvari: umjesto stvaranja "pravog" stabla, možete napraviti dvije okomite ravnine koje se sijeku i na njih primijeniti teksturu pomoću maske prozirnosti. Pri stvaranju animirane scene ova metoda nije prikladna, jer će takvo stablo izgledati realno samo s jedne točke, a svaka rotacija kamere "odat će" lažnjak. U većini slučajeva, nakon što 3D objekti nestanu s objektiva virtualne kamere, najbolje ih je ukloniti sa scene. U suprotnom, računalo će obaviti beskoristan zadatak, računajući nevidljivu geometriju.

Druga stvar koju treba uzeti u obzir pri izradi animiranih scena je kretanje u kojem se većina objekata nalazi u stvarnosti. Na primjer, zavjese u sobi se njišu na vjetru, kazaljke na satu se pomiču itd. Stoga je prilikom izrade animacije potrebno analizirati scenu i identificirati one objekte za koje je potrebno postaviti kretanje. Usput, pokret dodaje realizam statičnim scenama. No, za razliku od animiranih, u njima se kretanje treba naslutiti u zaleđenim sitnicama - u košulji koja sklizne s naslona stolice, gmižućoj gusjenici na deblu, stablu koje vjetar savija. Ako za više jednostavnih predmeta scene, stvaranje realistične animacije relativno je jednostavno, no simulacija kretanja lika bez pomoćnih alata gotovo je nemoguća. U svakodnevnom životu naše su kretnje toliko prirodne i uobičajene da ne razmišljamo, na primjer, hoćemo li zabaciti glavu kad se smijemo ili se sagnuti kad prolazimo ispod niske krošnje. Modeliranje takvog ponašanja u svijetu trodimenzionalne grafike povezano je s mnogim zamkama, a rekreirati pokrete, a posebice izraze lica osobe nije tako jednostavno. Zato, da bismo pojednostavili zadatak, koristimo sljedeći način: na ljudsko tijelo pričvršćen je veliki broj senzora koji bilježe kretanje bilo kojeg njegovog dijela u prostoru i šalju odgovarajući signal računalu. On pak obrađuje primljene informacije i koristi ih u odnosu na neki kosturni model lika. Ova tehnologija se zove snimanje pokreta. Pri pomicanju školjke koja se postavlja na skeletnu podlogu potrebno je voditi računa i o mišićnoj deformaciji. Za 3D animatore koji se bave animacijom likova, bit će korisno proučavati anatomiju kako bi bolje razumjeli sustav kostiju i mišića.

Rasvjeta nije samo svjetlost, već i sjene

Stvaranje scene s realističnim osvjetljenjem još je jedan izazov koji se mora savladati kako bi se konačnoj slici dao veći realizam. U stvarnom svijetu, svjetlosne zrake se opetovano reflektiraju i lome od predmeta, što rezultira time da sjene koje bacaju objekti općenito imaju nejasne, zamućene granice. Uređaj za renderiranje uglavnom je odgovoran za kvalitetu prikaza sjena. Postoje posebni zahtjevi za sjene koje se bacaju na scenu. Sjena koju baca sjena može puno reći - koliko je visoko iznad tla, kakva je struktura površine na koju sjena pada, koji izvor je osvijetlio predmet itd. Ako zaboravite na sjene u sceni, takva scena nikada neće izgledati realno, jer u stvarnosti svaki objekt ima svoju sjenu. Osim toga, sjena može naglasiti kontrast između prednjeg i pozadinskog plana, kao i "izdati" objekt koji nije u vidnom polju objektiva virtualne kamere. U ovom slučaju, gledatelju se daje prilika da zamisli okolno okruženje scene. Na primjer, na majici trodimenzionalnog lika može vidjeti padajuću sjenu s grana i lišća i pogoditi da na suprotnoj strani od točke snimanja raste drvo. S druge strane, previše sjena neće učiniti sliku realističnijom. Uvjerite se da predmet ne baca sjene od pomoćnih izvora svjetla. Ako u sceni postoji nekoliko objekata koji emitiraju svjetlost, na primjer, svjetiljke, tada svi elementi scene trebaju bacati sjene od svakog od izvora svjetlosti. Međutim, ako ćete u takvoj sceni koristiti pomoćne izvore svjetla (na primjer, za isticanje tamnih dijelova scene), nema potrebe stvarati sjene iz tih izvora. Pomoćni izvor trebao bi biti nevidljiv gledatelju, a sjene će otkriti njegovu prisutnost.

Prilikom izrade scene važno je ne pretjerati s brojem izvora svjetla. Bolje je potrošiti malo vremena na odabir najboljeg položaja za njega nego koristiti nekoliko izvora svjetla gdje možete proći samo s jednim. U slučaju kada je potrebno koristiti nekoliko izvora, pobrinite se da svaki od njih baca sjenu. Ako ne možete vidjeti sjene izvora svjetlosti, onda ih možda drugi, jači izvor preeksponira. Prilikom raspoređivanja izvora svjetla u scenu, svakako obratite pozornost na njihovu boju. Izvori dnevne svjetlosti imaju plavu nijansu, ali da biste stvorili umjetni izvor svjetlosti, morate mu dati žućkastu boju. Također treba uzeti u obzir da boja izvora simulira dnevno svjetlo, ovisi i o dobu dana. Stoga, ako zaplet scene uključuje večernje vrijeme, rasvjeta može biti, na primjer, u crvenkastim nijansama zalaska sunca.

Najvažnija stvar je pogrešna procjena

Vizualizacija je završna i, naravno, najvažnija faza u stvaranju trodimenzionalne scene. Uređivač 3D grafike izračunava sliku, uzimajući u obzir geometriju objekata, svojstva materijala od kojih su izrađeni, položaj i parametre izvora svjetlosti itd. Ako usporedimo rad u 3ds maxu sa snimanjem videa, tada se vrijednost rendering enginea može usporediti s filmom na kojem je materijal snimljen. Baš kao što dva filma različitih tvrtki mogu dati svijetle i izblijedjele fotografije, rezultat vašeg rada može biti realan ili samo zadovoljavajući, ovisno o tome koji algoritam za prikaz slike odaberete. Postojanje velikog broja algoritama za vizualizaciju uzrokovalo je povećanje broja vanjskih povezanih renderera. Često se isti renderer može integrirati s različitim paketima 3D grafike. Što se tiče brzine i kvalitete renderirane slike, vanjski vizualizatori u pravilu su superiorniji od standardnih uređaja za renderiranje 3D urednika. Međutim, nemoguće je dati jasan odgovor na pitanje koji od njih daje najbolji rezultat. Koncept "realizma" u ovom je slučaju subjektivan, jer ne postoje objektivni kriteriji prema kojima bi se mogao procijeniti stupanj realizma vizualizatora.

Međutim, sa sigurnošću možemo reći da kako bi konačna slika bila realističnija, algoritam vizualizacije mora uzeti u obzir sve značajke širenja svjetlosnog vala. Kao što smo gore rekli, kada zraka svjetlosti pogodi objekte, ona se reflektira i lomi mnogo puta. Nemoguće je izračunati osvijetljenost u svakoj točki prostora, uzimajući u obzir beskonačan broj refleksija, pa se za određivanje intenziteta svjetlosti koriste dva pojednostavljena modela: Raytracing i Global Illumination metoda. Sve do nedavno, najpopularniji algoritam za renderiranje bilo je praćenje svjetlosnih zraka. Ova se metoda sastojala u činjenici da je trodimenzionalni editor pratio tijek zrake koju je emitirao izvor svjetlosti sa zadanim brojem loma i refleksija. Praćenje ne može dati fotorealističnu sliku jer algoritam ne pruža efekte refleksijske i refrakcijske kaustike (odbljesci koji nastaju refleksijom i lomom svjetlosti), kao ni svojstva raspršenja svjetlosti. Danas je korištenje metode globalnog osvjetljenja preduvjet za dobivanje realne slike. Ako praćenje izračunava samo ona područja scene koja primaju zrake svjetlosti, metoda globalne iluminacije izračunava raspršenje svjetlosti u neosvijetljenim ili zasjenjenim područjima scene na temelju analize svakog piksela na slici. Ovo uzima u obzir sve refleksije svjetlosnih zraka u sceni.

Jedna od najčešćih metoda za izračunavanje globalnog osvjetljenja je Photon Mapping. Ova metoda uključuje izračunavanje globalnog osvjetljenja na temelju stvaranja takozvane fotonske mape - informacija o osvjetljenju scene prikupljenih praćenjem. Prednost Photon Mappinga je u tome što se rezultati praćenja fotona, nakon što se pohrane kao fotonska karta, kasnije mogu koristiti za stvaranje globalnih efekata osvjetljenja u scenama 3D animacije. Kvaliteta globalnog osvjetljenja izračunata pomoću praćenja fotona ovisi o broju fotona, kao i o dubini praćenja. Koristeći Photon Mapping također možete izračunati kaustike. Uz izračun globalnog osvjetljenja, vanjski rendereri omogućuju vizualizaciju materijala uzimajući u obzir učinak raspršenja ispod površine (Sub-Surface Scattering). Ovaj efekt je nužan uvjet za postizanje realizma u materijalima kao što su koža, vosak, tanka tkanina itd. Zrake svjetlosti koje padaju na takav materijal, osim loma i refleksije, raspršuju se u samom materijalu, uzrokujući tako blagi sjaj iznutra.

Još jedan razlog zašto su slike prikazane pomoću plug-in renderera realističnije od slika prikazanih standardnim algoritmima za prikaz je mogućnost korištenja efekata kamere. To prije svega uključuje dubinsku oštrinu (Depth of Field), zamućivanje pokretnih objekata (motion blur). Efekt dubinske oštrine možete koristiti kada želite privući pozornost gledatelja na neki detalj u sceni. Ako slika sadrži efekt dubinske oštrine, gledatelj će prvo primijetiti elemente u sceni koji su fokusirani. Efekt dubinske oštrine može biti od pomoći kada trebate vizualizirati što lik vidi. Pomoću efekta dubine polja možete fokusirati pogled lika na jedan ili drugi objekt. Učinak dubinske oštrine bitna je komponenta realistične slike čak i kada pozornost u sceni privlači mali objekt - na primjer, gusjenica na deblu. Ako su svi predmeti koji dolaze u fokus jednako jasno nacrtani na slici, uključujući grane, lišće, deblo i gusjenicu, tada takva slika neće izgledati realno. Da takva scena postoji u stvarnosti, a da se snimanje ne vrši virtualnom, već stvarnom kamerom, u fokusu bi bio samo glavni objekt - gusjenica. Sve što je udaljeno od njega izgledalo bi mutno. Stoga trodimenzionalna slika mora imati efekt dubinske oštrine.

Zaključak

Hardverske mogućnosti radnih stanica svakodnevno se povećavaju, što omogućuje još učinkovitiju upotrebu alata za rad s 3D grafikom. U isto vrijeme, arsenal alata za uređivanje 3D grafike se poboljšava. Istodobno, osnovni pristupi stvaranju fotorealističnih slika ostaju nepromijenjeni. Usklađenost s ovim zahtjevima ne jamči da će rezultirajuća slika biti slična fotografiji. Međutim, njihovo ignoriranje sigurno će uzrokovati neuspjeh. Stvaranje fotorealistične slike dok radite samo na 3D projektu nevjerojatno je težak zadatak. U pravilu, oni koji se posvete 3D grafici i rade s njom profesionalno, pokazuju se samo u jednoj od faza stvaranja 3D scene. Neki znaju sve zamršenosti modeliranja, drugi znaju kako vješto stvarati materijale, treći "vide" ispravno osvjetljenje scena itd. Stoga, kada počnete raditi s 3D-om, pokušajte pronaći područje u kojem se osjećate najpouzdanije i razvijajte svoje talente.

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