Tredimensjonal grafikk i dag har blitt så godt etablert i livene våre at vi noen ganger ikke engang legger merke til dens manifestasjoner.

Når vi ser på en reklametavle som viser interiøret i et rom eller en reklamevideo om iskrem, ser på rammene til en actionfylt film, aner vi ikke at bak alt dette ligger det møysommelige arbeidet til en 3D-grafikkmester.

3D-grafikk er

3D-grafikk (tredimensjonal grafikk)– Dette er en spesiell type data-grafikk- et sett med metoder og verktøy som brukes til å lage bilder av 3D-objekter (tredimensjonale objekter).

Et 3D-bilde er ikke vanskelig å skille fra et todimensjonalt, siden det innebærer å lage en geometrisk projeksjon av en 3D-modell av scenen på et plan ved hjelp av spesialiserte programvareprodukter. Den resulterende modellen kan være et objekt fra virkeligheten, for eksempel en modell av et hus, en bil, en komet, eller den kan være helt abstrakt. Prosessen med å konstruere en slik tredimensjonal modell kalles og er først og fremst rettet mot å lage et visuelt tredimensjonalt bilde av det modellerte objektet.

I dag, basert på 3D-grafikk, kan du lage en svært nøyaktig kopi av et ekte objekt, lage noe nytt og bringe de mest urealistiske designideene til live.

3D-grafikkteknologier og 3D-utskriftsteknologier har trengt inn i mange områder av menneskelig aktivitet og gir enorme fortjenester.

3D-bilder bombarderer oss hver dag på TV, i filmer, mens du arbeider med datamaskiner og i 3D-spill, fra reklametavler, som tydelig representerer kraften og prestasjonene til 3D-grafikk.

Prestasjonene til moderne 3D-grafikk brukes i følgende bransjer

1. Kinematografi og animasjon- opprettelse av tredimensjonale karakterer og realistiske spesialeffekter . Opprettelse dataspill - utvikling av 3D-karakterer, virtuelle virkelighetsmiljøer, 3D-objekter for spill.
2. Reklame- egenskapene til 3D-grafikk lar deg med fordel presentere et produkt til markedet ved å bruke 3D-grafikk, kan du skape en illusjon av en krystallhvit skjorte eller deilig fruktis med sjokoladebiter, etc. Samtidig kan det annonserte produktet i realiteten ha mange mangler som lett skjules bak vakre bilder av høy kvalitet.
3. Interiørdesign– design og utvikling av interiør kan heller ikke klare seg uten tredimensjonal grafikk i dag. 3D-teknologier gjør det mulig å lage realistiske 3D-modeller av møbler (sofa, lenestol, stol, kommode, etc.), gjenta objektets geometri nøyaktig og skape en imitasjon av materialet. Ved å bruke 3D-grafikk kan du lage en video som viser alle etasjene i den utformede bygningen, som kanskje ikke engang har startet byggingen ennå.

Trinn for å lage et 3D-bilde

For å få et 3D-bilde av et objekt, må du fullføre følgende trinn

1. Modellering- konstruksjon av en matematisk 3D-modell av den generelle scenen og dens objekter.
2. Teksturering inkluderer å bruke teksturer på opprettede modeller, justere materialer og få modeller til å se realistiske ut.
3. Lysinnstillinger.
4. (gjenstander i bevegelse).
5. Gjengivelse- prosessen med å lage et bilde av et objekt ved å bruke en tidligere opprettet modell.
6. Sammensetting eller kompositering- etterbehandling av det resulterende bildet.

Modellering- opprettelse av virtuelt rom og objekter inne i det, inkluderer opprettelse av forskjellige geometrier, materialer, lyskilder, virtuelle kameraer, ekstra spesialeffekter.

De vanligste programvareproduktene for 3D-modellering er: Autodesk 3D max, Pixologic Zbrush, Blender.

Teksturering er et overlegg på overflaten av den opprettede tredimensjonale modellen av raster eller vektor bilde, som lar deg vise egenskapene og materialet til et objekt.

Belysning- opprettelse, retningsinnstilling og justering av lyskilder i den opprettede scenen. Grafiske 3D-redigerere bruker som regel følgende typer lyskilder: punktlys (divergerende stråler), omni-lys (omnidireksjonelt lys), retningsbestemt lys (parallelle stråler), etc. Noen redaktører gjør det mulig å lage en volumetrisk glødekilde (Sfærelys).

Et fotorealistisk bilde av en 3D-scene er et spesielt bilde av en scene som tar hensyn til skygger som kastes av objekter, samt fenomener som refleksjon og lysbrytning.

Programmet har tre forskjellige mekanismer for å lage fotorealistiske bilder. Den første bruker applikasjonen POV-Ray , den andre – innebygd teknologi NVIDIA OptiX , den tredje bruker Embree - ray tracing kjerne utviklet av Intel.

Velge og justere bildekvalitet

Det er sjelden mulig å lage et vellykket fotorealistisk bilde på første forsøk. Vanligvis må du lage flere fotorealistiske testbilder for å hjelpe deg med å justere kameraposisjonen, lysstyrken og plasseringen av lysene, samt kontrollere at animasjonen er riktig. Etter dette gjennomføres endelig visualisering.

Men å lage et fotorealistisk bilde kan ta varierende tid, avhengig av kompleksiteten til scenen og parametrene som bestemmer bildekvaliteten. Å kjenne til disse parametrene hjelper på den ene siden å unngå unødvendig tid brukt på prøveavbildning, og på den annen side bidrar til å oppnå mer Høy kvalitet endelig bilde.

Det er forskjellige parametere som lar deg endre kvaliteten på det resulterende fotorealistiske bildet.

Mesh kvalitet . Denne parameteren settes i dokumentparametrene (kommando ST: Document Parameters), og i tillegg til fotorealisme påvirker det også kvaliteten på visning av objekter i 3D-vinduet.

I tillegg kan innstillingen for bildekvalitet nås ved hjelp av panelet Visning .

Jo høyere denne parameteren er, jo lengre tid tar det å eksportere scenen til POV-format, jo mer tilfeldig tilgang minne POV-Ray brukes og de lengre POV-Ray-ledningene foreløpig forberedelse scener før gjengivelse (Parsing). I denne forbindelse, når du utfører foreløpig visualisering, er det tilrådelig å redusere kvaliteten på nettet, kanskje til et minimum. Når du utfører endelig gjengivelse, er det bedre å sette maskekvaliteten til maksimalt.

1. Fotorealistisk utseende

Denne mekanismen for å generere fotorealistiske bilder er basert på NVIDIA-teknologier OptiX. Den er designet for å generere fotorealistiske bilder av høy kvalitet som tar hensyn til belysning, samt materialegenskaper som gjennomsiktighet, brytningsindeks, overflateegenskaper, etc.

Mekanismen lar deg få et fotorealistisk bilde direkte fra T-FLEX CAD-miljøet brukervennlig grensesnitt kontroll av sceneparametere, bildegenereringskvalitet, samt muligheten til å lagre generasjonsresultater til en fil og skrive ut. Ved bruk av denne mekanismen Du kan få fotorealistiske bilder ikke bare fra 3D-modeller, men også fra importerte 3D-bilder.

NVIDEA OptiX-teknologi brukes til å lage fotorealistiske videoer når du tar opp demonteringsanimasjoner i kommandoen "3VX: Disassembly"

Den tredje motoren for å generere fotorealistiske bilder bruker Embree, en strålesporingsmotor utviklet av Intel.

For sine beregninger bruker Embree prosessor og har høy ytelse og bildekvalitet.

Grensesnittet for å jobbe med NVIDIA Optix er identisk med grensesnittet for å jobbe med Embree, så de vil bli beskrevet sammen nedenfor.

Jobber med teamet

For å ringe alternativet, bruk kommandoen:

Piktogram	Bånd
	Verktøy → Utseende → Fotorealisme → Fotorealistisk utseende (NVIDIA GPU)
Tastatur	Tekstmeny
<3RV>	Verktøy > Fotorealistisk visning (NVIDIA GPU)

Piktogram	Bånd
	Verktøy → Utseende → Fotorealisme → Fotorealistisk visning (CPU)
Tastatur	Tekstmeny
	Verktøy > Fotorealistisk visning (CPU)

Etter å ha aktivert kommandoen, vises et nytt vindu der bildet genereres.

Kvaliteten på det opprettede bildet avhenger i stor grad av antall iterasjoner. Iterasjon er beregningen av fargen på bildepiklene. Antall iterasjoner avhenger av bildestørrelsen, masketettheten og antall objekter.

Antall iterasjoner vises nederst på skjermen.

Avhengig av kraften til datamaskinen, kompleksiteten til modellen og etablert kvalitet bildegenereringsprosessen kan ta fra flere minutter til flere timer.

Verktøylinjen viser alternativer for å arbeide med kommandoen.

Skriv ut et bilde. Lar deg skrive ut det resulterende bildet.

Lagre bildet. Lar deg eksportere det resulterende bildet til filer i rasterformater *.bmp, *.jpg, *gif, *tiff, *tif, *.png, *.tga. Du kan navngi filen og angi hvor den skal lagres.

Vis alternativer . Lar deg angi bildegenereringsparametere. Mer Detaljert beskrivelse alternativene er gitt nedenfor.

Lås visningsparametere. Lar deg fikse visningsretningen og skalaen til bildet. Rotasjon av modellen blir umulig.

Start generasjonen på nytt. Starter genereringen av et fotorealistisk bilde på nytt, og de nåværende resultatene tilbakestilles.

Sett generering på pause. Lar deg stoppe bildegenerering midlertidig. Dette frigjør datamaskinressurser brukt på denne prosessen, noe som forbedrer ytelsen.

Velge kvaliteten på det genererte bildet. I rullegardinlisten kan du velge én av fire bildekvalitetsverdier.

Lav og middels kvalitet brukes til bildeutkast. Når du velger denne kvaliteten, beregner systemet automatisk minimumsantallet av iterasjoner som kreves for å få bilder med et visst nivå av "støy".

For å få de mest realistiske bildene bør du velge Høy eller Maksimal kvalitet. På maksimal kvalitet antall iterasjoner er ikke begrenset.

Velge gjeldende aktive kamera. Lar deg velge ett av kameraene som er til stede i 3D-scenen. Bildet vil bli laget i henhold til posisjonen til det valgte kameraet.

I tillegg til alternativene ovenfor, "Bildekvalitet" Det kan endres ved å bruke nedtrekkslisten i ST-vinduet: Dokumentparametere på fanen “ 3D".

Jo høyere kvalitet, jo høyere masketetthet. For å få de mest realistiske bildene, anbefales det å sette kvaliteten til minst "Økt."

Denne parameteren er spesielt viktig hvis modellen har avrundede overflater.

Visuelt skille mellom bilder av ulik kvalitet.

Veldig frekk	Standard	Veldig høy

Prosessen med å lage fotorealistiske bilder har høye krav Til systemegenskaper. Mer detaljert informasjon om dem finner du på vår nettside eller i kapittelet "Hurtigstart".

Bildegenerering kan stoppes når som helst. Det resulterende resultatet kan lagres på datamaskinen din ved å bruke alternativet eller umiddelbart sendes til utskrift med alternativet.

Resultat av operasjonen:

Fotorealistisk bilde

Filer med eksempler på å lage fotorealistiske bilder er i biblioteket "3D-eksempler 15\Service Tools\Materials and Photorealism».

For enkel bruk kan du vise det fotorealistiske visningsvinduet og modellvinduet på skjermen samtidig. For å gjøre dette må du bruke kommandoen "WO: Åpne et nytt dokumentvindu».

I dialogboksen som vises, fra rullegardinlisten må du velge "Fotorealistisk utseende" Ved å bruke fire nedtrekkslister kan du konfigurere et praktisk arrangement av vinduer på skjermen.

Bildealternativer

Passer inn i vinduet . Alternativet er bare aktivt når "" Når dette alternativet er aktivert, vises bildet av den angitte størrelsen fullstendig på skjermen. Fast bildestørrelse. Når den er aktivert, kan du angi størrelsen på det opprettede bildet. Dette vil aktivere verktøylinjealternativet "Lås visningsparametere". Bildestørrelsen er spesifisert i piksler. Bildet av den angitte størrelsen vil bli laget i sin helhet, uavhengig av om det passer på skjermen eller ikke. For å få bilder av høy kvalitet, anbefales det å sette den faste bildestørrelsen så stor som mulig. Bildekvalitet. Dette alternativet gjentar listen over innstillinger fra hovedpanelet. Den eneste forskjellen er muligheten til å stille inn antall iterasjoner manuelt ved å velge bildekvaliteten "tilpasset" og skriv inn ønsket nummer i feltet. Antall strålerefleksjoner. Parameteren er viktig når man genererer refraksjoner og refleksjoner.

Innstillingene for bakgrunn og tekstur faller fullstendig sammen med standard 3D-visningsparametere med samme navn. Du kan lese mer om dem i kapittelet "Arbeide med 3D-visningsvinduet».

Omgivende luminansfaktor. Lar deg justere lysstyrken til scenen ved å justere mengden lys som faller på objekter.

De optimale parameterne for å lage et fotorealistisk bilde er satt som standard.

Eksempler på fotorealistiske bilder

NVIDIA Optix:

Embree:

2. Realistisk bilde

Denne mekanismen bruker POV-Ray-teknologi, et program som bruker strålesporing. Betingelsene for bildegenerering er spesifisert i T-FLEX CAD in tekstform. POV-Ray-applikasjonen er inkludert i pakken. I tillegg kan applikasjonen lastes ned fra den tilsvarende nettsiden.

Bilde i T-FLEX CAD Fotorealistisk bilde (POV-Ray)

Det fotorealistiske bildet oppnås ved bruk av ray-tracing. For å gjøre dette, bruk POV-Ray-applikasjonen som er inkludert i leveransen.

Det skal bemerkes at søknaden POV-Ray krever separat installasjon. For å gjøre dette, på installasjons-CDen må du velge filen " povwin36.exe "fra katalogen "POV-Ray". Installasjon av POV-Ray utføres på engelsk. For brukere som ikke er kjent med engelske språk, anbefales det å klikke på alle godkjenningsknappene ([ Neste ], [Ja] eller [Jeg er enig ]) i etterfølgende dialogbokser.

For å få et fotorealistisk 3D-bilde eksporteres scenen til POV-format ved å bruke innstillingene til det gjeldende 3D-vinduet. Deretter startes POV-Ray-applikasjonen automatisk for å generere det resulterende bildet. Når genereringen er fullført, kan det resulterende bildet vises i visningsvinduet og, om ønskelig, lagres i en fil.

Ved eksport til POV-Ray brukes teksturer på objekter på samme måte som de vises i T-FLEX CAD 3D-vinduet. I tillegg kan du sammen med POV-Ray bruke teksturer av alle formater som støttes av POV-Ray (gif, tga, iff, ppm, pgm, png, jpeg, tiff, sys).

POV-Ray opererer parallelt med andre systemer, d.v.s. Etter å ha startet denne applikasjonen, kan du fortsette å jobbe i T-FLEX CAD. Avhengig av kompleksiteten til det genererte bildet kan POV-Ray imidlertid ta flere ressurser, og deretter vil arbeidet i T-FLEX CAD avta.

Jobber med teamet

For å lage et fotorealistisk bilde, bruk "3VY: Lag et realistisk bilde" Denne kommandoen er tilgjengelig når 3D-vinduet er aktivt. Før du ringer kommandoen, må du sette 3D-scenen til ønsket posisjon, sett nødvendig materiale operasjoner, lyskilder (du kan bruke lyskilder på kameraet). Når du lager et fotorealistisk bilde, anbefales det å bruke perspektivprojeksjon.

Kommandoen kalles på følgende måte:

Piktogram	Bånd
	Verktøy → Utseende → Fotorealisme → Realistisk bilde (POV-ray)
Tastatur	Tekstmeny
<3VY >	Verktøy > Realistisk bilde (POV-ray)

T-FLEX CAD lagrer informasjon om plasseringen av POV-Ray-applikasjonen og sjekker dens tilstedeværelse hver gang den åpnes.

I tilfellet når POV-Ray kalles opp for første gang, og også hvis systemet ikke finner denne søknaden, T-FLEX CAD ber om banen til den. I dette tilfellet vises en dialogboks på skjermen, hvor du må angi banen til POV-Ray-applikasjonen. Vanligvis er applikasjonen plassert i følgende bane: "Programfiler\POV-Ray for Windows v3.6\bin" Fraværet av en tilsvarende katalog indikerer at applikasjonen ikke er installert (se avsnitt "Grunnleggende bestemmelser”).

Etter å ha kalt kommandoen, vises en dialogboks på skjermen.

Bredde og Høyde . Still inn bredden og høyden på det opprettede fotorealistiske bildet i piksler. Som standard er størrelsen på gjeldende 3D-vindu angitt.

Fargeutjevning. Ansvarlig for å jevne ut fargen på det genererte bildet. Verdien av denne parameteren må være større enn 0.

Jo lavere denne verdien, desto mykere vil overgangen fra en farge til en annen se ut, men i dette tilfellet vil gjengivelsen (dvs. bildeberegning) ta lengre tid. Verdien til denne parameteren kan velges fra listen eller angis uavhengig.

POV-Ray bruker et spesielt språk for å beskrive en 3D-scene. Med sin hjelp er det mulig å stille inn et stort antall parametere for overflaten av materialet, så vel som for det indre av materialet. ulike egenskaper. Derfor, i T-FLEX CAD, har materialet spesielle instruksjoner som bestemmer hvordan materialet vil se ut når det gjengis i POV-Ray (kommando "3MT:Rediger materiell", knapp [ POV-materiale ]). Når du sjekker "Bruk materialerstatninger", vil disse instruksjonene bli overført til POV-Ray. Alt materiale som leveres med systemet inkluderer spesifikke instruksjoner for POV-Ray. I tillegg til materialer vil POV også eksportere tilleggsinstruksjoner for lyskilden (se "Lyskildealternativer", parameter "POV-instruksjoner").

Hvis avmerkingsboksen " Bruk materialerstatninger» er deaktivert, vil instruksjoner som genereres automatisk av T-FLEX CAD sendes til POV-Ray, basert på materialegenskaper som farge og reflektivitet.

I 3D-vinduet er en eller flere lyskilder tilordnet kameraet som standard. Disse lyskildene er orientert i forhold til kameraet og beveger seg med det (se beskrivelsen "3D-visningsalternativer"). Hvis avmerkingsboksen "Eksporter lys på kamera» er slått på, overføres disse lyskildene til POV-Ray.

Lagre resultatet til. Dette viser banen til en midlertidig generert utdatafil som POV-Ray vil bruke til å lagre det resulterende bildet til bmp-format, og T-FLEX CAD for å lese den. Derfor, hvis T-FLEX CAD-applikasjonen lukkes før resultatet er oppnådd, kan bildet fra denne filen vises senere ved å bruke en hvilken som helst annen bildeviser.

Alt er midlertidig opprettet filer Under genereringsprosessen opprettes bilder i mappen spesifisert i TEMP-systemvariabelen. Etter at bildet er opprettet, slettes alle filer unntatt utdata. Selve utdatafilen lagres i denne mappen til et nytt fotorealistisk bilde er opprettet.

Informasjon til brukere med erfaring i POV-Ray

Lyskildeparametere. Når du lager et fotorealistisk bilde ved bruk av konvensjonelle lyskilder, er skyggene til objekter veldig klare, siden lyskildene er uendelig små. I virkeligheten skjer dette svært sjelden, så skygger jevnes oftest ut. Bruken av diffuse lyskilder gjør skygger jevnere og forbedrer kvaliteten og realismen i bildet. I diffuse lyskilder brukes i stedet for én punktlyskilde flere punktkilder forskjøvet i forhold til hverandre. Jo mer de forskyves, jo mindre klar blir skyggen. Jo større antall punktkilder en diffus kilde har, desto høyere er skyggeuskarphet og jo mer tid tar det å gjengi.

Normalt lys Omgivelseslys

En diffus lyskilde i POV-Ray er et sett med punktlyskilder. Disse lyskildene er plassert i form av et rektangel, orientert på en eller annen måte i forhold til det angitte senteret. Antall lyskilder langs hver side av rektangelet kan være forskjellig. For at en lyskilde laget i T-FLEX CAD skal bli en diffus lyskilde i POV-Ray, må du skrive følgende i egenskapene til lyskilden i feltet "POV Instructions":

område_lys<0.035, 0, 0>, <0, 0.035, 0.035>, 5, 5 adaptiv 1 jitter

Her, i trekantede parenteser, er koordinatene til de motsatte hjørnene av rektangelet i forhold til startpunktet (punktet der den diffuse lyskilden befinner seg). "5, 5" er antall lyskilder i hver retning. I dette tilfellet er det totale antallet punktlyskilder 5x5=25. "adaptive 1 jitter" - tilleggsparametere, inkludert optimalisering av skyggeberegninger.

Antialiasing. Under normal visualisering kan gradering og diskontinuitet av tynne linjer forekomme ved grensene til objekter. Utjevning gjennom tilleggsberegninger kan redusere Negativ påvirkning av disse fenomenene.

Border jaggies Anti-aliasing aktivert

Anti-aliasing er basert på å gjengi deler av scenen med økt oppløsning. Samtidig bremses gjengivelsen av scenen. Derfor bør du ikke aktivere kantutjevnelse under prøvegjengivelsesfasen. Men for endelig gjengivelse er det tilrådelig å aktivere kantutjevnelse.

Diffus belysning (radiositet). Konvensjonell gjengivelse tar hensyn til direkte belysning, der bare de områdene av objekter som er direkte opplyst av lys fra lyskilden blir opplyst. Men i den virkelige verden kommer lys ikke bare fra kilder. Det reflekteres også fra objekter som er opplyst av direkte lys. POV-Ray har muligheten til å aktivere en mekanisme for å beregne diffus belysning, som i noen tilfeller bidrar til å forbedre realismen i bildet.

Normal belysning Omgivelseslys

På grunn av stort beløp tilleggsberegninger kan bruken av den diffuse lysmekanismen føre til en betydelig nedgang i gjengivelsen. Derfor bør bruken av omgivelseslys i testavbildning kun utføres ved lave oppløsninger.

For å aktivere den diffuse belysningsmekanismen, gå til " Aktiver "Vindu"-linjer Opprette et fotorealistisk bilde» skriv ned følgende:

globale innstillinger(

radiositet (antall 500 minimum_reuse 0,018 lysstyrke 0,8))

Betydningen av instruksjonene gitt, samt tilleggsinformasjon Informasjon om den diffuse belysningsmekanismen bør finnes i POV-Ray-applikasjonsdokumentasjonen.

Bildeoppløsning. Denne parameteren påvirker i betydelig grad tiden brukt på visualisering. Med uendret bildekvalitet er gjengivelseshastigheten direkte proporsjonal med området til det resulterende bildet. Når du tester visualisering, kan du begrense deg til små oppløsninger, for eksempel 320*240.

Ekstra INI-fil: Når du starter POV-Ray-applikasjonen, opprettes en fil med ini utvidelse, hvor eksporterte innstillinger skrives. Om nødvendig kan du spesifisere andre innstillinger og til og med overstyre de som er generert i T-FLEX CAD ved å spesifisere dem i denne filen. I dette tilfellet er navnet på denne filen angitt i feltet i denne dialogboksen.

Ta med rader : I feltet til denne dialogboksen kan du sette inn strenger, som er uttrykk skrevet i POV-format, som vil bli satt inn i den eksporterte filen.

Forklaring: Når du kjører kommandoen, opprettes en fil i POV-format som har følgende struktur:

● <генерируемые переменные>

● <включаемые строки>

● <экспортированная 3D сцена>.

Genererte variabler

Følgende variabler er inkludert i den eksporterte filen:

● fAspectRatio – skjermbredde/høyde. Når du overstyrer innstillingene for bredde og høyde i avansert INI filen du må overstyre denne variabelen også ved å bruke<включаемые строки>.

● vSceneMin og vSceneMax – kubetopper som begrenser 3D-scenen i 3D-rom.

● vSceneCenter – midten av kuben.

● fSceneSize – kubediagonallengde.

● vCameraPos – kameraposisjon.

● vCamera2Scene – vektor fra vCameraPos til midten av kuben.

● fCamera2Scene – lengden på vCamera2Scene-vektoren.

● cBackColor – bakgrunnsfarge.

Disse variablene kan overstyres eller brukes i<включаемых строках>.

For eksempel:

#declare cBackColor<0.1, 0.1, 0.1>

avstand fCamera2Scene / 2

rgb<0, 0, 1>

fog_offset vSceneMin . z

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

opp<0, 0, 1>

omdefinerer bakgrunnsfargen og setter en blå tåke, avhengig av posisjonen og størrelsen på 3D-scenen.

Etter å ha angitt alle nødvendige parametere for å lage et fotorealistisk bilde, må du klikke på [-knappen OK ]. Noen ganger, når du starter POV-Ray, kan det vises en dialogboks "", for å starte applikasjonen i dette tilfellet, klikker du bare på [-knappen OK].

Når du lager en animasjon med fotorealisme aktivert i kommandoen ":Animer modellen" det anbefales å vente til den første rammen er gjengitt i POV-Ray for å sikre at vinduet " Om POV-Ray(tm) for Windows " vises ikke og forstyrrer ikke opprettelsen av animasjon.

Etter lansering av POV-Ray, overføres kontrollen til T-FLEX CAD (dvs. du kan fortsette å jobbe med den). På slutten av bildegenereringen eller hvis den blir avbrutt, vises følgende melding på skjermen:

Hvis du trenger å se det resulterende bildet, må du klikke på [-knappen Ja ]. Som et resultat åpnes et visningsvindu, hvor bildet kan lagres i en fil. Hvis det ikke er nødvendig å se og lagre det resulterende bildet, klikker du på [ Nei ]. I dette tilfellet vil resultatet av det fotorealistiske bildet bli lagret i systemkatalogen i noen tid (til neste fotorealistiske bilde er opprettet) TEMP.

Før bildegenereringen er fullført, kan du kjøre POV-Ray igjen (antall slike lanseringer er ikke begrenset). Deretter vil T-FLEX CAD, som utfører eksport til POV, på slutten av prosessen med å generere det forrige bildet, produsere ny lansering POV-Ray-applikasjoner. Dermed implementeres en kø med oppgaver for å generere bilder, dvs. en ny oppgave lanseres etter at den forrige har fullført generasjonen.

Eksempler på fotorealistiske bilder av T-FLEX CAD-modeller

Prototyper for fotorealisme

I en standardinstallasjon er det prototyper spesielt designet for rask opprettelse fotorealistisk bilde. For å lage dokumenter basert på disse prototypene, må du kalle kommandoen ":Skape nytt dokument basert på prototypefil", og på fanen" Fotorealisme » velg en av to prototyper: « rom" eller " Flyr rundt et objekt».

I hver av disse prototypene er flere lyskilder, et kamera og et koordinatsystem for å koble sammen et 3D-fragment på forhånd. Plasseringen av disse elementene kan endres etter eget skjønn ved å flytte de tilsvarende elementene i tegnevinduet. Også i 2D-vinduet er det en liten instruksjon om hvordan du bruker prototypen.

Vanligvis utføres arbeidet med disse prototypene som følger: et nytt dokument lages basert på en av prototypene. En 3D-modell (i passende skala) legges inn i dette dokumentet som et 3D-fragment eller 3D-bilde, og det må skaffes et fotorealistisk bilde. Deretter utføres flere prøvegjengivelser for å bestemme riktig plassering av lyskilder og kamera. På slutten gjennomføres en siste visualisering.

Innstillingene som må spesifiseres for prøveversjon og endelig visualisering vil bli diskutert nedenfor. Men først er det nødvendig å si om særegne trekk hver av prototypene.

Prototype "Room" » er designet for å lage et statisk bilde. I denne prototypen består scenen av et «rom», to lys og et kamera. I tillegg er det for enkelhets skyld opprettet et koordinatsystem for kobling av et 3D-fragment. Som standard er de to veggene og taket i "rommet" ikke synlige, men de kan gjøres synlige hvis du fjerner merket for "Skjul tak" i 2D-vinduet.

Prototype" Flyr rundt et objekt" er ment for både å lage et statisk bilde og lage fotorealistisk animasjon der kameraet beveger seg rundt objektet. Scenen består av en stor sirkulær plattform, tre lyskilder og et kamera. Et koordinatsystem for kobling av et 3D-fragment er laget på forhånd i scenen. I tillegg er kameraposisjon relatert til uttrykk og avhenger av rammen som scenen er plassert i. I 2D-vinduet må du angi varigheten av animasjonen (det vil si tiden kameraet vil fly rundt objektet og gå tilbake til sin opprinnelige plassering). Scenen må animeres ved å bruke «frame»-variabelen, med tanke på at antall bilder per sekund er 25.

Eksempel på bruk av en prototype "Flyr rundt et objekt" ligger i biblioteket "3D-eksempler 15", i mappen "Tjenesteverktøy\ Fotorealistisk bilde\ Fly rundt et objekt". Ved å åpne filen "Scene basert på prototype.grb", må du velge kamera i 3D-vinduet " Kamera " Deretter må du bruke kommandoen "AN: Animate model" og utføre animasjon på "frame"-variabelen fra 0 til 250 med trinn på 1.

3D-modellering og visualisering er nødvendig når man produserer produkter eller deres emballasje, så vel som når man lager produktprototyper og lager 3D-animasjon.

Derfor tilbys 3D-modellerings- og visualiseringstjenester når:

• krever vurdering av fysisk og tekniske funksjoner produkter selv før de ble opprettet i original størrelse, materiale og konfigurasjon;
• det er nødvendig å lage en 3D-modell av fremtidens interiør.

I slike tilfeller vil du definitivt måtte ty til tjenestene til spesialister innen 3D-modellering og visualisering.

3D-modeller- en integrert komponent av høykvalitets presentasjoner og teknisk dokumentasjon, samt grunnlaget for å lage en produktprototype. Det særegne ved selskapet vårt er evnen til å utføre en full syklus med arbeid for å lage et realistisk 3D-objekt: fra modellering til prototyping. Siden alt arbeid kan utføres i et kompleks, reduserer dette betydelig tid og kostnader ved å søke etter utøvere og sette nye tekniske spesifikasjoner.

Hvis vi snakker om et produkt, vil vi hjelpe deg med å gi ut en prøveserie og sette opp videre produksjon, småskala eller industriell skala.

Definisjon av begrepene "3D-modellering" og "visualisering"

3D-grafikk eller 3D-modellering- datagrafikk, som kombinerer teknikkene og verktøyene som er nødvendige for å lage tredimensjonale objekter i teknisk rom.

Teknikker skal forstås som metoder for å danne tredimensjonale grafisk objekt- beregning av parametrene, tegning av et "skjelett" eller en tredimensjonal ikke-detaljert form; ekstrudering, forlengelse og skjæring av deler m.m.

Og under verktøyene er det profesjonelle 3D-modelleringsprogrammer. Først av alt - SolidWork, ProEngineering, 3DMAX, samt noen andre programmer for volumetrisk visualisering av objekter og rom.

Volumgjengivelse er opprettelsen av et todimensjonalt rasterbilde basert på den konstruerte 3D-modellen. I kjernen er dette det mest realistiske bildet av et tredimensjonalt grafisk objekt.

Anvendelser av 3D-modellering:

• Reklame og markedsføring

Tredimensjonal grafikk er uunnværlig for presentasjonen av et fremtidig produkt. For å starte produksjonen må du tegne og deretter lage en 3D-modell av objektet. Og basert på 3D-modellen, ved bruk av hurtige prototyping-teknologier (3D-utskrift, fresing, silikonstøping, etc.), lages en realistisk prototype (prøve) av det fremtidige produktet.

Etter gjengivelse (3D-visualisering) kan det resulterende bildet brukes ved utvikling av emballasjedesign eller når du lager utendørsreklame, POS-materialer og utstillingsstanddesign.

• Urban planlegging

Ved å bruke tredimensjonal grafikk oppnås den mest realistiske modelleringen av urban arkitektur og landskap - med minimale kostnader. Visualisering av bygningsarkitektur og landskapsdesign lar investorer og arkitekter oppleve effekten av tilstedeværelse i det utformede rommet. Dette lar deg objektivt vurdere fordelene ved prosjektet og eliminere manglene.

• Industri

Moderne produksjon kan ikke forestilles uten pre-produksjonsmodellering av produkter. Med bruken av 3D-teknologier har produsenter muligheten til å spare materialer betydelig og redusere økonomiske kostnader for ingeniørdesign. Ved hjelp av 3D-modellering lager grafiske designere tredimensjonale bilder av deler og objekter, som senere kan brukes til å lage former og prototyper av objektet.

• Dataspill

3D-teknologi har blitt brukt til å lage dataspill i mer enn ti år. I profesjonelle programmer tegner erfarne spesialister manuelt tredimensjonale landskap, modeller av karakterer, animerer skapte 3D-objekter og karakterer, og lager også konseptkunst (konseptdesign).

• Kino

Hele den moderne filmindustrien er fokusert på kino i 3D-format. For slik filming brukes spesielle kameraer som kan skyte i 3D-format. I tillegg, ved hjelp av 3D-grafikk, skapes individuelle objekter og fullverdige landskap for filmindustrien.

• Arkitektur og interiørdesign

Teknologien for 3D-modellering i arkitektur har lenge vist seg å være den beste. I dag er det å lage en tredimensjonal modell av en bygning en uunnværlig designattributt. Basert på 3D-modellen kan du lage en byggeprototype. Dessuten både en prototype, som kun gjentar de generelle konturene av bygningen, og en detaljert prefabrikkert modell av den fremtidige strukturen.+

Når det gjelder interiørdesign, ved hjelp av 3D-modelleringsteknologi kan kunden se hvordan hjemmet eller kontorlokalet vil se ut etter renovering.

• Animasjon

Ved å bruke 3D-grafikk kan du lage en animert karakter, "få" ham til å bevege seg, og også, ved å designe komplekse animasjonsscener, lage en fullverdig animert video.

Stadier av utvikling av en 3D-modell

Utviklingen av en 3D-modell utføres i flere trinn:

1. Modellering eller lage modellgeometri

Vi snakker om å lage en tredimensjonal geometrisk modell, uten å ta hensyn til objektets fysiske egenskaper. Følgende teknikker brukes:

• ekstrudering;
• modifikatorer;
• polygonal modellering;
• rotasjon.

2. Teksturering av et objekt

Nivået av realisme av den fremtidige modellen avhenger direkte av valg av materialer når du lager teksturer. Profesjonelle programmerå jobbe med 3D-grafikk Det er praktisk talt ubegrensede muligheter for å skape et realistisk bilde.

3. Sette opp lys og observasjonspunkt

En av de vanskeligste stadiene når du lager en 3D-modell. Tross alt avhenger den realistiske oppfatningen av bildet direkte av valget av lystone, lysstyrkenivå, skarphet og dybde av skygger. I tillegg er det nødvendig å velge et observasjonspunkt for objektet. Dette kan være et fugleperspektiv eller å skalere plassen for å oppnå effekten av å være tilstede i den - ved å velge en visning av objektet fra menneskelig høyde.+

4. 3D-visualisering eller gjengivelse

Den siste fasen av 3D-modellering. Den består av detaljering av skjerminnstillingene til 3D-modellen. Det vil si å legge til grafiske spesialeffekter som gjenskinn, tåke, glans osv. Når det gjelder videogjengivelse, bestemmes de nøyaktige parametrene for 3D-animasjon av karakterer, detaljer, landskap osv. (tidspunkt for fargeendringer, glød osv.).

På samme trinn er visualiseringsinnstillingene detaljert: det nødvendige antallet bilder per sekund og utvidelsen av den endelige videoen velges (for eksempel DivX, AVI, Cinepak, Indeo, MPEG-1, MPEG-4, MPEG-2 , WMV, etc.). Skaff om nødvendig en todimensjonal rasterbilde, formatet og oppløsningen til bildet bestemmes, hovedsakelig JPEG, TIFF eller RAW.

5. Post-produksjon

Behandling av bilder og videoer med medieredigering - Adobe Photoshop, Adobe Premier Pro (eller Final Cut Pro/Sony Vegas), GarageBand, Imovie, Adobe etter Effects Pro, Adobe Illustrator, Samplitude, SoundForge, Wavelab, etc.

Postproduksjon innebærer å gi mediefiler originale visuelle effekter, hvis formål er å begeistre hodet til en potensiell forbruker: å imponere, vekke interesse og bli husket i lang tid!

3D-modellering i støperi

I støperiproduksjon er 3D-modellering gradvis i ferd med å bli en uunnværlig teknologisk komponent i produktskapingsprosessen. Hvis vi snakker om støping i metallformer, lages 3D-modeller av slike former ved hjelp av 3D-modelleringsteknologier, samt 3D-prototyping.

Men støping i silikonformer blir ikke mindre populær i dag. I i dette tilfellet- 3D-modellering og visualisering vil hjelpe deg med å lage en prototype av et objekt, på grunnlag av hvilken en form vil bli laget av silikon eller annet materiale (tre, polyuretan, aluminium, etc.).

3D-visualiseringsmetoder (gjengivelse)

1. Rasterisering.

En av de mest enkle metoder gjengivelse. Når du bruker det, tas det ikke hensyn til ytterligere visuelle effekter (for eksempel fargen og skyggen til et objekt i forhold til observasjonspunktet).

2. Raycasting.

3D-modellen ses fra et bestemt, forhåndsbestemt punkt - fra menneskelig høyde, fugleperspektiv osv. Stråler sendes fra observasjonspunktet som bestemmer lyset og skyggen til objektet når det ses i det vanlige 2D-formatet.

3. Strålesporing.

Denne gjengivelsesmetoden betyr at når den treffer en overflate, deles strålen inn i tre komponenter: reflektert, skygge og brutt. Dette danner faktisk fargen på pikselen. I tillegg avhenger realismen til bildet direkte av antall inndelinger.

4. Stisporing.

En av de mest komplekse 3D-visualiseringsmetodene. Når du bruker denne 3D-gjengivelsesmetoden, er forplantningen av lysstråler så nær som mulig de fysiske lovene for lysutbredelse. Det er dette som sikrer høy realisme i det endelige bildet. Det er verdt å merke seg det denne metoden forskjellig i ressursintensitet.

Vårt firma vil gi deg et komplett spekter av tjenester innen 3D-modellering og visualisering. Vi har alle tekniske muligheter til å lage 3D-modeller av varierende kompleksitet. Vi har også lang erfaring med 3D-visualisering og modellering, som du personlig kan verifisere ved å studere vår portefølje, eller våre andre arbeider som ennå ikke er presentert på nettstedet (på forespørsel).

Merkevarebyrå KOLORO vil gi deg tjenester for produksjon av en prøveserie av produkter eller småskala produksjon. For å gjøre dette vil spesialistene våre lage den mest realistiske 3D-modellen av objektet du trenger (emballasje, logo, karakter, 3D-prøve av ethvert produkt, støpeform, etc.), på grunnlag av hvilken en prototype av produktet vil bli opprettet. Kostnaden for arbeidet vårt avhenger direkte av kompleksiteten til 3D-modelleringsobjektet og diskuteres individuelt.

Verk laget med 3D-datagrafikk tiltrekker seg like mye oppmerksomhet fra både 3D-designere og de som har en ganske vag idé om hvordan det ble gjort. De mest vellykkede 3D-verkene kan ikke skilles fra ekte filming. Slike arbeider gir som regel opphav til heftige debatter om det er et fotografi eller en tredimensjonal forfalskning.
Inspirert av verkene til kjente 3D-artister tar mange opp studiet av 3D-redigerere, og tror at det er like enkelt å mestre dem som Photoshop. I mellomtiden er programmer for å lage 3D-grafikk ganske vanskelig å mestre, og å lære dem tar mye tid og krefter. Men selv etter å ha studert verktøyene til en 3D-editor, er det ikke lett for en nybegynner å oppnå et realistisk bilde. Når han befinner seg i en situasjon der scenen ser «livløs» ut, kan han ikke alltid finne en forklaring på dette. Hva er i veien?
Hovedproblemet med å lage et fotorealistisk bilde er vanskeligheten med å simulere miljøet nøyaktig. Bildet som oppnås som et resultat av beregning (visualisering) i en tredimensjonal editor er resultatet av matematiske beregninger i henhold til en gitt algoritme. Det er vanskelig for programvareutviklere å finne en algoritme som kan hjelpe til med å beskrive alle de fysiske prosessene i det virkelige liv. Av denne grunn faller miljømodellering på skuldrene til 3D-kunstneren selv.
Maskinvarekapasiteten til arbeidsstasjoner øker hver dag, noe som gjør det mulig å bruke verktøy for å jobbe med 3D-grafikk enda mer effektivt. Samtidig forbedres arsenalet av 3D-grafikkredigeringsverktøy.
Det er et visst sett med regler for å lage et realistisk 3D-bilde. Uansett hvilken 3D-editor du jobber i og kompleksiteten til scenene du lager, forblir de de samme. Overholdelse av disse kravene garanterer ikke at det resulterende bildet vil være likt bildet. Men å ignorere dem vil sikkert føre til feil.
Å lage et fotorealistisk bilde mens du jobber med et 3D-prosjekt alene er en utrolig vanskelig oppgave. Som regel utfører de som vier seg til 3D-grafikk og jobber med det profesjonelt, bare ett av stadiene for å lage en 3D-scene. Noen kjenner alle forviklingene ved modellering, andre kan mesterlig lage materialer, andre "ser" den riktige lyssettingen av scener osv. Av denne grunn, når du begynner å jobbe med tredimensjonal grafikk, prøv å finne det området du føler deg mest i. selvsikker og utvikle dine talenter.
Som du vet, er resultatet av å jobbe i en 3D-editor en statisk fil eller animasjon. Avhengig av hva det endelige produktet ditt blir, kan tilnærminger til å lage et realistisk bilde variere.

La oss starte med komposisjon
Plasseringen av objekter i en 3D-scene har stor betydning for det endelige resultatet. De bør plasseres på en slik måte at betrakteren ikke er på villspor når han ser på en del av objektet som ved et uhell dukker opp i rammen, men kan gjenkjenne alle komponentene i scenen ved første øyekast.
Når du lager en 3D-scene, må du være oppmerksom på plasseringen av objekter i forhold til det virtuelle kameraet. Husk at objekter som er nærmere kameralinsen virker større i størrelse. Av denne grunn må du sørge for at objekter av samme størrelse er på samme linje.
Uavhengig av handlingen i en 3D-scene, må den nødvendigvis gjenspeile konsekvensene av noen hendelser som har skjedd i fortiden.
For eksempel, hvis noens fotspor fører til et snødekt hus, vil betrakteren, når han ser på et slikt bilde, konkludere med at noen har kommet inn i huset.
Når du jobber med et 3D-prosjekt, vær oppmerksom på den generelle stemningen i scenen. Det kan formidles av et velvalgt element av dekorasjon eller et visst utvalg av farger. For eksempel vil det å legge til et stearinlys i en scene understreke romantikken i innstillingen. Hvis du modellerer tegneseriefigurer, bør fargene være lyse, men hvis du lager et monster, velg mørke nyanser.

Ikke glem detaljene
Når du jobber med et 3D-prosjekt bør du alltid ta hensyn til hvor synlig objektet er i scenen, hvor opplyst det er osv. Avhengig av dette bør objektet ha større eller mindre grad av detaljer. Den tredimensjonale verden er en virtuell virkelighet, hvor alt ligner teatralsk kulisser. Hvis du ikke kan se baksiden av objektet, ikke modeller det. Hvis du har en bolt med påskrudd skrue, bør du ikke modellere gjengen under mutteren hvis fasaden på huset vil være synlig i scenen, trenger du ikke modellere interiøret skogscene, bør du kun fokusere på de objektene som er i forgrunnen. Trær i bakgrunnen vil være nesten usynlige i det gjengitte bildet, så det gir ingen mening å modellere dem ned til bladet.
Ofte, når du lager tredimensjonale modeller, spiller små detaljer nesten hovedrollen, noe som gjør objektet mer realistisk.
Hvis du ikke kan oppnå realisme i en scene, kan du prøve å øke detaljnivået i objektene. Jo flere fine detaljer scenen inneholder, jo mer troverdig vil det endelige bildet se ut. Alternativet for å øke detaljene i scenen er nesten en vinn-vinn, men har en ulempe - et stort antall polygoner, noe som fører til en økning i gjengivelsestid.
Du kan sørge for at realismen til koblingen direkte avhenger av detaljnivået på enkelt eksempel. Hvis du lager tre modeller av gresstrå i en scene og visualiserer dem, vil ikke bildet gjøre noe inntrykk på betrakteren. Men hvis denne gruppen av objekter klones mange ganger, vil bildet se mer imponerende ut.
Du kan kontrollere detaljer på to måter: som beskrevet ovenfor (øke antall polygoner i scenen), eller øke teksturoppløsningen.
I mange tilfeller er det fornuftig å være mer oppmerksom på å lage teksturen i stedet for selve objektmodellen. Samtidig vil du spare systemressurser som kreves for å gjengi komplekse modeller, og dermed redusere gjengivelsestiden. Det er bedre å lage en bedre tekstur enn å øke antall polygoner. Et godt eksempel på smart bruk av tekstur er veggen i et hus. Du kan modellere hver murstein individuelt, noe som vil ta både tid og ressurser. Det er mye enklere å bruke et bilde av en murvegg.

Hvis du trenger å lage et landskap
En av de vanskeligste oppgavene som 3D-grafikkdesignere ofte må håndtere, er å modellere naturen. Hva er problemet med å skape det naturlige miljøet rundt oss? Hele poenget er at enhver organisk gjenstand, det være seg et dyr, en plante, osv., er heterogen. Til tross for den tilsynelatende symmetriske strukturen, egner ikke formen til slike objekter seg til noen matematisk beskrivelse som 3D-redaktører håndterer. Selv de gjenstandene som ved første øyekast har et symmetrisk utseende, viser seg ved nærmere undersøkelse å være asymmetriske. For eksempel er håret på en persons hode forskjellig plassert på høyre og venstre side, oftest er det kammet til høyre, og et blad på en tregren kan bli skadet av en larve på et sted, etc.
Det meste den beste løsningen For å simulere organisk materiale i tredimensjonal grafikk, kan man vurdere en fraktalalgoritme, som ofte brukes i innstillinger av materialer og ulike tredimensjonale modelleringsverktøy. Denne algoritmen er bedre enn andre matematiske uttrykk for å simulere organisk materiale. Derfor, når du lager organiske objekter, sørg for å bruke egenskapene til fraktalalgoritmen for å beskrive egenskapene deres.

Finesser av å lage materiale
Materialene som simuleres i 3D-grafikk kan være svært varierte – fra metall, tre og plast til glass og stein. Dessuten bestemmes hvert materiale av et stort antall egenskaper, inkludert overflatetopografi, spekularitet, mønster, størrelse og lysstyrke på gjenskinn, etc.
Når du visualiserer en hvilken som helst tekstur, må du huske at kvaliteten på materialet i det resulterende bildet i stor grad avhenger av mange faktorer, inkludert: lysparametere (lysstyrke, lysinnfallsvinkel, farge på lyskilden, etc.), visualiseringsalgoritme (type visualizer som brukes og dens innstillinger), rasterteksturoppløsning. Metoden for å projisere tekstur på et objekt er også av stor betydning. En mislykket påført tekstur kan "gi bort" et tredimensjonalt objekt som en søm eller et mistenkelig gjentatt mønster. I tillegg er virkelige gjenstander vanligvis ikke helt rene, det vil si at det alltid er spor av smuss på dem. Hvis du modellerer et kjøkkenbord, til tross for at mønsteret på kjøkkenduken gjentas, bør overflaten ikke være den samme overalt - voksduken kan bæres i hjørnene av bordet, ha kutt fra en kniv osv. .
Til din tredimensjonale objekter uten å se unaturlig ren ut, kan du bruke håndlagde (for eksempel Adobe Photoshop) skittkart og blande dem med de originale teksturene for å lage et realistisk, utslitt materiale.

Måter å oppnå realisme i 3D-grafikk

Verk laget med tredimensjonal datagrafikk tiltrekker seg like mye oppmerksomhet fra både 3D-designere og de som har en ganske vag idé om hvordan det hele ble gjort. De mest vellykkede 3D-verkene kan ikke skilles fra ekte filming. Slike arbeider gir som regel opphav til heftige debatter om hva det er: et fotografi eller en tredimensjonal forfalskning. Inspirert av arbeidet til kjente 3D-artister begynner mange å lære seg 3D-redigerere, og tror at de er like enkle å mestre som Photoshop. I mellomtiden er programmer for å lage 3D-grafikk ganske vanskelig å mestre, og å lære dem tar mye tid og krefter. Men selv etter å ha studert verktøyene til en 3D-editor, er det ikke lett for en begynnende 3D-designer å oppnå et realistisk bilde. Når han befinner seg i en situasjon der scenen ser "død" ut, kan han ikke alltid finne en forklaring på dette. Hva er i veien?

Hovedproblemet med å lage et fotorealistisk bilde er vanskeligheten med å simulere miljøet nøyaktig. Bildet som oppnås som et resultat av beregning (visualisering) i en tredimensjonal editor er resultatet av matematiske beregninger i henhold til en gitt algoritme. Det er vanskelig for programvareutviklere å finne en algoritme som kan hjelpe til med å beskrive alle de fysiske prosessene som finner sted i det virkelige liv. Derfor hviler modellering av miljøet på skuldrene til 3D-kunstneren selv. Det er et visst sett med regler for å lage et realistisk 3D-bilde. Uansett hvilken 3D-editor du jobber i og kompleksiteten til scenene du lager, forblir de de samme. Resultatet av å jobbe i en 3D-editor er en statisk fil eller animasjon. Avhengig av hva sluttproduktet vil være i ditt tilfelle, kan tilnærminger til å lage et realistisk bilde variere.

La oss starte med komposisjon

Plasseringen av objekter i en 3D-scene har stor betydning for det endelige resultatet. De bør plasseres på en slik måte at betrakteren ikke er på villspor når han ser på en del av objektet som ved et uhell dukker opp i rammen, men kan gjenkjenne alle komponentene i scenen ved første øyekast. Når du lager en 3D-scene, må du være oppmerksom på plasseringen av objekter i forhold til det virtuelle kameraet. Husk at objekter som befinner seg nærmere kameralinsen ser større ut. Derfor må du sørge for at objekter av samme størrelse er på samme linje. Uavhengig av handlingen i en 3D-scene, må den nødvendigvis gjenspeile konsekvensene av noen hendelser som har skjedd i fortiden. Så, for eksempel, hvis noens fotspor fører til et snødekt hus, vil seeren, når han ser på et slikt bilde, konkludere med at noen har kommet inn i huset. Når du jobber med et 3D-prosjekt, vær oppmerksom på den generelle stemningen i scenen. Det kan formidles av et velvalgt element av dekorasjon eller et visst utvalg av farger. For eksempel vil det å legge til et stearinlys i en scene understreke romantikken i innstillingen. Hvis du modellerer tegneseriefigurer, skal fargene være lyse, men hvis du modellerer et ekkelt monster, velg mørke nyanser.

Ikke glem detaljene

Når du jobber med et 3D-prosjekt, bør du alltid ta hensyn til hvor synlig objektet er i scenen, hvor opplyst det er osv. Avhengig av dette bør objektet ha større eller mindre detaljgrad. Den tredimensjonale verdenen er en virtuell virkelighet, der alt ligner på teatralske kulisser. Hvis du ikke kan se baksiden av objektet, ikke modeller det. Hvis du har en bolt med en mutter skrudd på, må du ikke modellere gjengene under mutteren; hvis fasaden til huset er synlig i scenen, er det ikke nødvendig å modellere interiøret; Hvis du modellerer en nattskogscene, bør du kun fokusere på de objektene som er i forgrunnen. Trær i bakgrunnen vil være nesten usynlige i det gjengitte bildet, så det gir ingen mening å modellere dem ned til bladet.

Ofte, når du lager tredimensjonale modeller, spiller små detaljer nesten hovedrollen, noe som gjør objektet mer realistisk. Hvis du ikke kan oppnå realisme i en scene, kan du prøve å øke detaljnivået i objektene. Jo flere fine detaljer scenen inneholder, jo mer troverdig vil det endelige bildet se ut. Alternativet for å øke detaljene i scenen er nesten en vinn-vinn, men har en ulempe - et stort antall polygoner, noe som fører til en økning i gjengivelsestid. Du kan se at realismen til en scene direkte avhenger av detaljnivået ved å bruke dette enkle eksemplet. Hvis du lager tre modeller av gresstrå i en scene og visualiserer dem, vil ikke bildet gjøre noe inntrykk på betrakteren. Men hvis denne gruppen av objekter klones mange ganger, vil bildet se mer imponerende ut. Du kan kontrollere detaljer på to måter: som beskrevet ovenfor (øke antall polygoner i scenen), eller øke teksturoppløsningen. I mange tilfeller er det fornuftig å være mer oppmerksom på å lage teksturen i stedet for selve objektmodellen. Samtidig vil du spare systemressurser som kreves for å gjengi komplekse modeller, og dermed redusere gjengivelsestiden. Det er bedre å lage en bedre tekstur enn å øke antall polygoner. Et godt eksempel på smart bruk av tekstur er veggen i et hus. Du kan modellere hver murstein individuelt, noe som vil ta både tid og ressurser. Det er mye enklere å bruke et bilde av en murvegg.

Hvis du trenger å lage et landskap

En av de vanskeligste oppgavene som 3D-designere ofte må håndtere, er å modellere naturen. Hva er problemet med å skape det naturlige miljøet rundt oss? Hele poenget er at enhver organisk gjenstand, det være seg et dyr, en plante, osv., er heterogen. Til tross for den tilsynelatende symmetriske strukturen, egner ikke formen til slike objekter seg til noen matematisk beskrivelse som 3D-redaktører håndterer. Selv de gjenstandene som ved første øyekast har et symmetrisk utseende, viser seg ved nærmere undersøkelse å være asymmetriske. Så, for eksempel, er håret på en persons hode forskjellig plassert på høyre og venstre side, som oftest kjemmer det til høyre, og et blad på en tregren kan bli skadet av en larve på et sted, etc. Den beste løsningen for å simulere organisk materiale i 3D kan betraktes som en fraktalalgoritme, som ofte brukes i innstillinger av materialer og ulike 3D-modelleringsverktøy. Denne algoritmen er bedre enn andre matematiske uttrykk for å simulere organisk materiale. Derfor, når du lager organiske objekter, sørg for å bruke egenskapene til fraktalalgoritmen for å beskrive egenskapene deres.

Finesser av å lage materiale

Materialene som simuleres i 3D-grafikk kan være svært varierte – fra metall, tre og plast til glass og stein. Dessuten bestemmes hvert materiale av et stort antall egenskaper, inkludert overflateavlastning, spekularitet, mønster, størrelse og lysstyrke på gjenskinn, etc. Når du visualiserer tekstur, må du huske at kvaliteten på materialet i det resulterende bildet avhenger veldig av mange faktorer, inkludert lysparametre (lysstyrke, lysinnfallsvinkel, fargen på lyskilden, etc.), visualiseringsalgoritme (type gjengiver som brukes og dens innstillinger), rasterteksturoppløsning. Også veldig viktig har en metode for å projisere tekstur på et objekt. En mislykket påført tekstur kan "gi bort" et tredimensjonalt objekt som en søm eller et mistenkelig gjentatt mønster. I tillegg er gjenstander i virkeligheten vanligvis ikke helt rene, det vil si at det alltid er spor av smuss på dem. Hvis du modellerer et kjøkkenbord, til tross for at mønsteret på kjøkkenduken gjentas, bør overflaten ikke være den samme overalt - voksduken kan bæres i hjørnene av bordet, ha kutt fra en kniv, etc. For å forhindre at 3D-objektene dine ser unaturlig rene ut, kan du bruke håndlagde (for eksempel Adobe Photoshop) skittkart og blande dem med de originale teksturene for å lage et realistisk "slitt" materiale.

Legger til bevegelse

Når du lager animasjon, spiller geometrien til objekter en viktigere rolle enn i tilfellet med et statisk bilde. Under bevegelse kan betrakteren se objekter fra forskjellige vinkler, så det er viktig at modellen ser realistisk ut fra alle kanter. For eksempel, når du modellerer trær i en statisk scene, kan du bruke et triks og forenkle oppgaven din: i stedet for å lage et "ekte" tre, kan du lage to kryssende vinkelrette plan og bruke en tekstur på dem ved hjelp av en gjennomsiktighetsmaske. Når du lager en animert scene, er denne metoden ikke egnet, siden et slikt tre vil se realistisk ut fra bare ett punkt, og enhver kamerarotasjon vil "gi bort" falsken. I de fleste tilfeller, når 3D-objekter forsvinner fra den virtuelle kameralinsen, er det best å fjerne dem fra scenen. Ellers vil datamaskinen utføre en ubrukelig oppgave ved å beregne usynlig geometri.

Den andre tingen som må tas i betraktning når du lager animerte scener, er bevegelsen der de fleste objekter er i virkeligheten. For eksempel svaier gardinene i rommet i vinden, klokkeviserne beveger seg osv. Derfor, når du lager animasjon, er det nødvendig å analysere scenen og identifisere de objektene som det er nødvendig å sette bevegelse for. For øvrig tilfører bevegelse realisme til statiske scener. Imidlertid, i motsetning til animerte, bør bevegelsen i dem gjettes i frosne små ting - i en skjorte som glir av stolryggen, en krypende larve på en stamme, et tre bøyd av vinden. Hvis for mer enkle gjenstander scener, er det relativt enkelt å lage realistisk animasjon, men å simulere en karakters bevegelse uten hjelpeverktøy er nesten umulig. I hverdagen er bevegelsene våre så naturlige og vane at vi for eksempel ikke tenker på om vi skal kaste hodet tilbake når vi ler eller bøye oss ned når vi passerer under en lav kalesje. Å modellere slik oppførsel i en verden av tredimensjonal grafikk er forbundet med mange fallgruver, og det er ikke så lett å gjenskape bevegelsene, og spesielt ansiktsuttrykk, til en person. Det er derfor, for å forenkle oppgaven, bruker vi neste vei: et stort antall sensorer er festet til menneskekroppen, som registrerer bevegelsen til enhver del av den i rommet og sender et tilsvarende signal til datamaskinen. Han behandler på sin side den mottatte informasjonen og bruker den i forhold til en skjelettmodell av karakteren. Denne teknologien kalles motion capture. Når du flytter skallet, som er plassert på skjelettbasen, er det også nødvendig å ta hensyn til muskeldeformasjon. For 3D-animatorer involvert i karakteranimasjon vil det være nyttig å studere anatomi for bedre å forstå bein- og muskelsystemene.

Belysning er ikke bare lys, men også skygger

Å lage en scene med realistisk lyssetting er en annen utfordring som må overvinnes for å gi det endelige bildet større realisme. I den virkelige verden blir lysstråler gjentatte ganger reflektert og brutt av objekter, noe som resulterer i at skyggene som kastes av objekter generelt har uklare, uskarpe grenser. Gjengivelsesapparatet er hovedsakelig ansvarlig for kvaliteten på skyggevisningen. Det er egne krav til skygger i en scene. Skyggekastet fra et objekt kan si mye - hvor høyt det er over bakken, hvordan er strukturen på overflaten som skyggen faller på, hvilken kilde som belyste objektet osv. Hvis du glemmer skygger i en scene, vil en slik scene aldri se realistisk ut, siden i virkeligheten har hvert objekt sin egen skygge. I tillegg kan en skygge understreke kontrasten mellom forgrunn og bakgrunn, samt "gi ut" et objekt som ikke er i synsfeltet til den virtuelle kameralinsen. I dette tilfellet får betrakteren muligheten til å forestille seg miljøet rundt scenen. For eksempel, på skjorten til en tredimensjonal karakter, kan han se en fallende skygge fra grener og blader og gjette at det vokser et tre på motsatt side av skytepunktet. På den annen side vil ikke for mange skygger gjøre bildet mer realistisk. Pass på at motivet ikke kaster skygger fra ekstra lyskilder. Hvis det er flere objekter i scenen som sender ut lys, for eksempel lanterner, bør alle elementene i scenen kaste skygger fra hver av lyskildene. Men hvis du i en slik scene vil bruke ekstra lyskilder (for eksempel for å fremheve mørke områder av scenen), er det ikke nødvendig å lage skygger fra disse kildene. Hjelpekilden skal være usynlig for betrakteren, og skyggene vil avsløre dens tilstedeværelse.

Når du lager en scene, er det viktig å ikke overdrive med antall lyskilder. Det er bedre å bruke litt tid på å velge den beste posisjonen for den enn å bruke flere lyskilder hvor du kan klare deg med bare én. I tilfelle det er nødvendig å bruke flere kilder, sørg for at hver av dem kaster skygger. Hvis du ikke kan se skyggene til en lyskilde, er det kanskje en annen, sterkere kilde som overeksponerer dem. Når du arrangerer lyskilder i en scene, pass på å ta hensyn til fargen deres. Dagslyskilder har en blå fargetone, men for å lage en kunstig lyskilde må du gi den en gulaktig farge. Det bør også tas i betraktning at fargen på kilden simulerer dagslys, avhenger også av tidspunktet på dagen. Derfor, hvis handlingen av scenen involverer kveldstid, kan belysningen for eksempel være i de rødlige nyansene av solnedgangen.

Det viktigste er feilberegninger

Visualisering er det siste og, selvfølgelig, det viktigste stadiet i å skape en tredimensjonal scene. 3D-grafikkeditoren beregner bildet, tar hensyn til geometrien til objekter, egenskapene til materialene de er laget av, plasseringen og parametrene til lyskilder, etc. Hvis vi sammenligner arbeid i 3ds max med videoopptak, så kan verdien av renderingsmotoren sammenlignes med filmen som materialet er filmet på. Akkurat som to filmer fra forskjellige selskaper kan produsere lyse og falmede fotografier, kan resultatet av arbeidet ditt være realistisk eller bare tilfredsstillende avhengig av hvilken bildegjengivelsesalgoritme du velger. Eksistensen av et stort antall visualiseringsalgoritmer har forårsaket en økning i antallet eksterne tilkoblede gjengivere. Ofte kan den samme rendereren integreres med forskjellige 3D-grafikkpakker. Når det gjelder hastighet og kvalitet på det gjengitte bildet, er eksterne visualisatorer som regel overlegne standard gjengivelsesapparater til 3D-redigerere. Det er imidlertid umulig å gi et klart svar på spørsmålet hvilken av dem som gir best resultat. Konseptet "realisme" i dette tilfellet er subjektivt, fordi det ikke er noen objektive kriterier som man kan evaluere graden av realisme til visualisatoren.

Imidlertid kan vi si sikkert at for at det endelige bildet skal være mer realistisk, må visualiseringsalgoritmen ta hensyn til alle funksjonene til lysbølgeutbredelse. Som vi sa ovenfor, når en lysstråle treffer objekter, reflekteres og brytes den mange ganger. Det er umulig å beregne belysningen ved hvert punkt i rommet, tatt i betraktning et uendelig antall refleksjoner, så to forenklede modeller brukes for å bestemme lysintensiteten: Raytracing og Global Illumination-metoden. Inntil nylig var den mest populære gjengivelsesalgoritmen lysstrålesporing. Denne metoden besto i det faktum at en tredimensjonal editor sporet forløpet til en stråle som sendes ut av en lyskilde med et gitt antall brytninger og refleksjoner. Sporing kan ikke gi et fotorealistisk bilde fordi algoritmen ikke gir effekten av reflekterende og refraktive kaustics (flammer som følge av refleksjon og refraksjon av lys), så vel som lysspredningsegenskaper. I dag er bruk av den globale belysningsmetoden en forutsetning for å få et realistisk bilde. Hvis sporingen bare beregner de områdene av scenen som mottar lysstråler, beregner den globale belysningsmetoden spredningen av lys i ubelyste eller skyggelagte områder av scenen basert på en analyse av hver piksel i bildet. Dette tar hensyn til alle refleksjoner av lysstråler i scenen.

En av de vanligste metodene for å beregne global belysning er Photon Mapping. Denne metoden innebærer å beregne global belysning basert på opprettelsen av et såkalt fotonkart – informasjon om belysningen av scenen samlet inn ved hjelp av sporing. Fordelen med Photon Mapping er at når de er lagret som et fotonkart, kan fotonsporingsresultater senere brukes til å lage globale belysningseffekter i 3D-animasjonsscener. Kvaliteten på Global Illumination beregnet ved hjelp av fotonsporing avhenger av antall fotoner, samt sporingsdybden. Ved å bruke Photon Mapping kan du også beregne kaustikk. I tillegg til å beregne global belysning, lar eksterne gjengivelser deg visualisere materialer som tar hensyn til effekten av undergrunnsspredning (Sub-Surface Scattering). Denne effekten er en nødvendig forutsetning for å oppnå realisme i materialer som lær, voks, tynt stoff, etc. Lysstråler som faller på et slikt materiale, i tillegg til brytning og refleksjon, er spredt i selve materialet, og forårsaker derved en svak glød fra innsiden.

En annen grunn til at bilder som er gjengitt ved hjelp av plug-in-renderere er mer realistiske enn bilder som er gjengitt med standard gjengivelsesalgoritmer, er muligheten til å bruke kameraeffekter. Disse inkluderer først og fremst dybdeskarphet (dybdeskarphet), uskarphet av bevegelige objekter (bevegelsesuskarphet). Dybdeskarphet-effekten kan brukes når du vil trekke seerens oppmerksomhet til noen detaljer i scenen. Hvis et bilde inneholder en dybdeskarphet-effekt, vil seeren først legge merke til elementene i scenen som fokuseres. Dybdeskarphet-effekten kan være nyttig når du trenger å visualisere hva en karakter ser. Ved å bruke dybdeskarphet-effekten kan du fokusere karakterens blikk på ett eller annet objekt. Effekten av dybdeskarphet er en viktig komponent i et realistisk bilde selv når oppmerksomheten i scenen trekkes til en liten gjenstand - for eksempel en larve på en stamme. Hvis alle objektene som kommer i fokus er like tydelig tegnet i bildet, inkludert grener, blader, stamme og larve, vil et slikt bilde ikke se realistisk ut. Hvis en slik scene eksisterte i virkeligheten, og filmingen ikke ble utført med et virtuelt kamera, men med et ekte kamera, ville bare hovedobjektet - larven - være i fokus. Alt på avstand fra det vil virke uskarpt. Derfor må et tredimensjonalt bilde ha en dybdeskarphet-effekt.

Konklusjon

Maskinvarekapasiteten til arbeidsstasjoner øker hver dag, noe som gjør det mulig å bruke verktøy for å jobbe med 3D-grafikk enda mer effektivt. Samtidig forbedres arsenalet av 3D-grafikkredigeringsverktøy. Samtidig forblir de grunnleggende tilnærmingene til å lage fotorealistiske bilder uendret. Overholdelse av disse kravene garanterer ikke at det resulterende bildet vil være likt bildet. Men å ignorere dem vil sikkert føre til feil. Å lage et fotorealistisk bilde mens du jobber med et 3D-prosjekt alene er en utrolig vanskelig oppgave. Som regel viser de som vier seg til 3D-grafikk og jobber med det profesjonelt, seg kun på ett av stadiene for å lage en 3D-scene. Noen kjenner alle forviklingene ved modellering, andre vet hvordan man dyktig lager materialer, andre "ser" riktig lyssetting av scener, etc. Derfor, når du begynner å jobbe med 3D, prøv å finne det området du føler deg mest trygg på og utvikle talentene dine.

Sergey og Marina Bondarenko, http://www.3domen.com