Koje vrste računalne grafike postoje? 3D grafika u modernom svijetu 3D grafika

Pitanje što je motor cijele računalne industrije već dugo zabrinjava mnoge korisnike. Ili je to Intel, koji neprestano proizvodi i izdaje nove procesore. Ali tko ih onda tjera da kupuju? Možda je za sve kriv Microsoft koji svoje prozore stalno čini sve većim i ljepšim? Ne, možete biti zadovoljni starim verzijama programa - pogotovo zato što raspon njihovih mogućnosti ostaje praktički nepromijenjen. Zaključak se sam nameće - igrice su krive za sve. Da, igre su te koje teže postati sve sličnije stvarnom svijetu, stvarajući njegovu virtualnu kopiju, i žele sve moćnije resurse.

Cijela priča računalna grafika na računalu je dokaz za to. Zapamtite, na početku su bili Tetris, Diggers, Arkanoids. Sva se grafika sastojala od ponovnog iscrtavanja malih područja zaslona, spriteova, i dobro je radila čak i na XT-u. Ali ti dani su prošli. Zvijezda simulatora je izašla.

S izlaskom igara poput F19, Formule 1 itd., u kojima smo morali ponovno iscrtavati cijeli zaslon, prethodno ga pripremivši u memoriji, svi smo morali nabaviti barem 286 procesor. Ali napredak tu nije stao. Želja za uspoređivanjem virtualnog svijeta u igri sa stvarnim svijetom se pojačala i pojavio se Wolf 3D.

Ovo je, reklo bi se, prva 3D igra u kojoj je modeliran nekakav, ali ipak realističan svijet. Da bismo ga implementirali, morali smo koristiti gornju (više od 640 KB) memoriju i staviti program u zaštićeni način rada. Za potpunu igru morao sam instalirati procesor 80386. Ali svijet Wolf 3D također je patio od nedostataka. Iako zidovi nisu bili samo jednobojni pravokutnici, za njihovo popunjavanje korištene su teksture niske rezolucije pa su površine izgledale pristojno samo iz daljine. Naravno, bilo je moguće krenuti putem povećanja rezolucije tekstura, sjetite se, na primjer, DOOM-a. Zatim smo se morali ponovno prebaciti na više novi procesor i povećati količinu memorije. Istina, svejedno, iako se slika poboljšala, i dalje je imala iste nedostatke. A ravni predmeti i čudovišta - koga briga? Ovdje je izašla zvijezda Quakea. Ova igra koristila je revolucionarni pristup - z-buffer, koji je omogućio davanje volumena svim objektima. Međutim, cijela je igra i dalje radila u niskoj razlučivosti i nije bila vrlo realistična.

Spremalo se novo hardversko rješenje. I pokazalo se da ovo rješenje općenito leži na površini. Budući da se korisnici žele igrati u trodimenzionalnom virtualnom svijetu, proces njegovog stvaranja (sjetite se minuta provedenih čekajući u 3D Studiju prije nego što se pojavi sljedeća slika) mora biti dramatično ubrzan. A budući da se središnji procesor vrlo loše nosi s tim zadatkom, donesena je revolucionarna odluka - napraviti specijalizirani.

Tu se oglasio proizvođač automata 3Dfx koji je uz pomoć svog Voodoo grafičkog procesora ostvario ovu bajku. Čovječanstvo je napravilo još jedan korak u virtualni svijet.

I od operacijski sustav na računalu s teksturiranim prozorima koji lebde natrag u maglu još nije, i ne očekuje se, cjelokupni aparat trodimenzionalne grafike za sada se može primijeniti samo na igrice, što uspješno čini cijelo civilizirano čovječanstvo.

Model

Za prikaz trodimenzionalnih objekata na zaslonu monitora potreban je niz procesa (koji se obično nazivaju cjevovod), nakon čega slijedi prevođenje rezultata u dvodimenzionalni oblik. U početku se objekt predstavlja kao skup točaka ili koordinata u trodimenzionalnom prostoru. Trodimenzionalni koordinatni sustav definiraju tri osi: vodoravna, okomita i dubinska, koje se obično nazivaju osi x, y i z. Objekt može biti kuća, osoba, automobil, zrakoplov ili cijeli 3D svijet, a koordinate određuju položaj vrhova (čvornih točaka) koji čine objekt u prostoru. Spajanjem vrhova objekta linijama dobivamo žičani model, nazvan tako jer su vidljivi samo rubovi površina trodimenzionalnog tijela. Model žičanog okvira definira područja koja čine površinu objekta koja se može ispuniti bojom, teksturama i osvijetliti zrakama svjetlosti.

Riža. 1: Model žičane kocke

Čak i uz ovo pojednostavljeno objašnjenje cjevovoda 3D grafike, jasno je koliko je računanja potrebno za renderiranje 3D objekta na 2D ekranu. Možete zamisliti koliko se potrebni izračuni na koordinatnom sustavu povećavaju ako se objekt pomiče.

Riža. 2: Model aviona s obojenim površinama

Uloga API-ja

Aplikacijsko programabilno sučelje (API) sastoji se od funkcija koje kontroliraju 3D cjevovod u softveru, ali također može iskoristiti prednosti 3D hardverske implementacije ako je dostupna. Ako postoji hardverski akcelerator, API ga koristi; ako ne, onda API radi s njim optimalne postavke, dizajniran za najčešće sustave. Dakle, zahvaljujući korištenju API-ja, bilo koja količina softver može biti podržan od strane bilo kojeg broja hardverskih 3D akceleratora.

Za općenite i zabavne aplikacije postoje sljedeći API-ji:

Microsoft Direct3D
Criterion Renderware
Argonaut BRender
Intel 3DR

Tvrtka Apple promovira vlastito Rave sučelje, izgrađeno na temelju vlastitog Quickdraw 3D API-ja.

Za profesionalne aplikacije koje rade pod Windows kontrola NT-om dominira OpenGL sučelje. Autodesk tvrtka, najveći proizvođač inženjerskih aplikacija, razvila je vlastiti API pod nazivom Heidi.
Tvrtke kao što su Intergraph - RenderGL i 3DFX - GLide također su razvile svoje API-je.

Postojanje i dostupnost 3D sučelja koja podržavaju razne grafičke podsustave i aplikacije povećavaju potrebu za hardverskim akceleratorima 3D grafike u stvarnom vremenu. Zabavne aplikacije glavni su potrošač i kupac ovakvih akceleratora, ali ne treba zaboraviti ni profesionalne aplikacije za obradu 3D grafike koje rade pod Windows NT, od kojih su mnoge prenesene s radnih stanica visokih performansi, poput Silicon Graphics, na PC platformu. Internetske aplikacije uvelike će imati koristi od nevjerojatne agilnosti, intuitivnosti i fleksibilnosti koje pruža 3D GUI. Interakcija na World Wide Webu bit će puno lakša i praktičnija ako se odvija u trodimenzionalnom prostoru.

Grafički akcelerator

Tržište grafičkih podsustava prije pojave koncepta multimedija bio je relativno jednostavan za razvoj. Važna prekretnica u razvoju bio je VGA (Video graphics Array) standard, koji je razvio IBM 1987. godine, zahvaljujući kojem su proizvođači video adaptera mogli koristiti veću razlučivost (640x480) i veću dubinu boja na monitoru računala. Uz sve veću popularnost Windows OS-a, postoji hitna potreba za hardverskim akceleratorima dvodimenzionalne grafike kako bi se rasteretio središnji procesor sustava koji je prisiljen obrađivati dodatni događaji. CPU distrakcija za obradu grafike značajno utječe ukupna izvedba GUI (Graphical User Interface) - grafičko korisničko sučelje, a budući da Windows OS i aplikacije za njega zahtijevaju što više više resursa CPU, grafička obrada izvršena je s nižim prioritetom, tj. radilo se vrlo sporo. Proizvođači su svojim proizvodima dodali funkcije obrade dvodimenzionalne grafike, kao što je crtanje prozora prilikom otvaranja i minimiziranja, hardverski kursor koji je stalno vidljiv kada se pomiče pokazivač, sjenčanje područja na ekranu kada visoka frekvencija regeneracija slike. Tako se pojavio procesor koji je omogućio VGA akceleraciju (Accelerated VGA - AVGA), također poznat kao Windows ili GUI akcelerator, koji je postao obavezan element u modernim računalima.

Uvođenje multimedije stvorilo je nove probleme uzrokovane dodavanjem komponenti kao što su audio i digitalni video skupu dvodimenzionalnih grafičke funkcije. Danas je lako primijetiti da mnogi AVGA proizvodi podržavaju digitalnu video obradu na hardverskoj razini. Stoga, ako vaš monitor reproducira video u prozoru veličine poštanske marke, vrijeme je da ga ugradite u svoj automobil multimedijski akcelerator. Multimedijski akcelerator obično ima ugrađene hardverske funkcije koje omogućuju skaliranje video slike po x i y osi, kao i hardversku konverziju digitalni signal u analogni, da ga pošaljete na monitor RGB format. Neki multimedijski akceleratori također mogu imati ugrađene mogućnosti dekompresije digitalnog videa.

Grafički dizajneri moraju se osloniti na zahtjeve koje diktiraju djelomično veličina monitora računala, djelomično GUI, a djelomično GPU. Primarni VGA standard razlučivosti 640x480 piksela bio je primjeren tada najčešćim 14" monitorima. Danas su najpoželjniji monitori s dijagonalom cijevi od 17" zbog mogućnosti prikaza slike razlučivosti 1024x768 ili više.

Glavni trend tijekom prijelaza s VGA na multimedijske akceleratore bila je mogućnost prilagodbe što većeg broja vizualne informacije na monitoru računala. Korištenje 3D grafike logičan je razvoj ovog trenda. Ogromne količine vizualnih informacija mogu se ugurati u ograničen prostor na zaslonu kada su predstavljene u tri dimenzije. Obrada trodimenzionalne grafike u stvarnom vremenu omogućuje korisniku jednostavno manipuliranje prikazanim podacima.

Motori za igre

Prvo pravilo računalnih igara je da pravila nema. Tradicionalno, programere igara više zanima cool grafika za njihove programe nego slijedeći preporuke tehničara. Unatoč činjenici da programeri imaju na raspolaganju mnogo 3D API-ja, kao što je Direct3D, neki programeri idu putem stvaranja vlastitog sučelja ili motora za 3D igre. Vlastiti motori za igre jedan su od načina da programeri postignu nevjerojatan realizam, praktički pomičući granice mogućnosti grafičkog programiranja.

Ne postoji ništa poželjnije za programera od izravnog pristupa hardverskim funkcijama komponenti sustava. Nekoliko renomiranih programera stvorilo je vlastite motore igara koji optimalno koriste hardverske grafičke akceleratore koji su im donijeli slavu i novac. Na primjer, Interplayevi motori za Descent II i id Software za Quake pružaju pravu 3D akciju, iskorištavajući sve mogućnosti 3D hardvera kada su dostupne.

Grafika bez kompromisa

Razgovori koji traju već neko vrijeme dugo vremena, izgledi za korištenje trodimenzionalne grafike u područjima poput zabave i poslovanja potaknuli su interes potencijalnih korisnika do krajnjih granica, a na tržištu se već pojavila nova vrsta proizvoda. Ova nova tehnološka rješenja kombiniraju izvrsnu podršku za 2D grafiku koja zadovoljava današnje zahtjeve za Windows akceleratore, hardversku podršku za funkcije 3D grafike i reprodukciju digitalnog videa pri potrebnoj brzini sličica u sekundi.
U načelu, ovi se proizvodi sa sigurnošću mogu pripisati novoj generaciji grafičkih podsustava koji pružaju grafiku bez kompromisa, zauzimajući svoje pravo mjesto kao standardna oprema u stolnim računalnim sustavima.
Među predstavnicima nove generacije možemo navesti, kao primjer, sljedeće proizvode:

CPU Karta za vožnju tvrtke Vizualne tehnologije broj devet
serije procesora ViRGE tvrtke S3 Inc.
CPU RIVA128, koje su tvrtke zajednički razvile SGS Thomson I nVidia

Tehnologija 3D grafike

Dopustite nam da vas konačno uvjerimo da isprobate 3D grafiku na djelu (ako to još niste učinili), a vi odlučite zaigrati jednu od 3D igrica dizajniranih za korištenje 3D video kartice.
Recimo da se ova igra pokaže kao simulator automobilskih utrka, a vaš automobil je već na startnoj crti, spreman da pojuri u osvajanje novih rekorda. Odbrojavanje prije lansiranja je u tijeku i primjećujete da se pogled iz kokpita prikazan na ekranu monitora malo razlikuje od onoga na što ste navikli.
Već ste sudjelovali u sličnim utrkama, ali po prvi put vas slika zadivljuje izuzetnim realizmom, tjerajući vas da vjerujete u stvarnost onoga što se događa. Horizont, zajedno s udaljenim predmetima, utapa se u jutarnju izmaglicu. Cesta izgleda neuobičajeno glatka, asfalt nije skup prljavo sivih kvadrata, već jednobojna površina s nanesenim oznakama na cesti. Stabla uz cestu zapravo imaju listopadne krošnje, u kojima kao da se naziru pojedini listovi. Cijeli ekran ostavlja dojam kvalitetne fotografije sa stvarnom perspektivom, a ne jadnog pokušaja simulacije stvarnosti.

Pokušajmo shvatiti koja tehnička rješenja omogućuju 3D video karticama da prenesu virtualnu stvarnost s takvim realizmom. Kako su PC vizualni mediji uspjeli dosegnuti razinu profesionalnih studija za 3D grafiku?

Neke od računalnih operacija povezanih s prikazom i modeliranjem trodimenzionalnog svijeta sada su prenesene na 3D akcelerator, koji je srce 3D video kartice. Središnji procesor sada praktički nije zauzet problemima s prikazom; sliku na zaslonu stvara video kartica. Ovaj se proces temelji na implementaciji niza učinaka na hardverskoj razini, kao i korištenju jednostavnog matematičkog aparata. Pokušajmo otkriti što točno može učiniti 3D grafički procesor.

Vraćajući se našem primjeru sa simulatorom utrka, razmislimo o tome kako se postiže realističan prikaz cestovnih površina ili zgrada koje stoje uz cestu. Da biste to učinili, koristi se uobičajena metoda koja se zove mapiranje teksture.
Ovo je najčešći učinak za modeliranje površina. Na primjer, fasada zgrade zahtijevala bi prikaz mnogih lica kako bi se modelirale brojne cigle, prozori i vrata. Međutim, tekstura (slika primijenjena na cijelu površinu odjednom) daje više realizma, ali zahtijeva manje računalnih resursa, jer vam omogućuje da radite s cijelom fasadom kao jednom površinom. Prije nego površine dođu do zaslona, teksturiraju se i osjenčaju. Sve teksture pohranjene su u memoriji, obično instaliranoj na video kartici. Usput, ovdje se ne može ne primijetiti da korištenje AGP-a omogućuje pohranu tekstura u sistemsku memoriju, a njezin je volumen mnogo veći.

Očito, kada su površine teksturirane, perspektiva se mora uzeti u obzir, na primjer, kada se prikazuje cesta sa središnjom sredinom koja se proteže iza horizonta. Korekcija perspektive je neophodna kako bi objekti s teksturom izgledali ispravno. Osigurava da bitmapa bude pravilno postavljena na različite dijelove objekta - kako one koji su bliži promatraču tako i one koji su udaljeniji.
Ispravak uzimajući u obzir perspektivu je vrlo radno intenzivna operacija, tako da se često može naći da njegova implementacija nije sasvim ispravna.

Prilikom primjene tekstura, u načelu, također možete vidjeti spojeve između dvije obližnje bitmape. Ili, što se češće događa, u nekim igrama, kada se prikazuju ceste ili dugi hodnici, primjetno je treperenje tijekom kretanja. Za suzbijanje ovih poteškoća koristi se filtriranje (obično bi- ili tri-linearno).

Bilinearno filtriranje je metoda za uklanjanje izobličenja slike. Kada se objekt rotira ili pomiče sporo, pikseli mogu skakati s jednog mjesta na drugo, što uzrokuje treperenje. Kako bi se smanjio ovaj učinak, bilinearno filtriranje uzima ponderirani prosjek od četiri susjedna piksela teksture za prikaz površinske točke.

Trilinearno filtriranje je nešto složenije. Da bi se dobio svaki piksel na slici, uzima se ponderirani prosjek rezultata dviju razina bilinearnog filtriranja. Rezultirajuća slika bit će još jasnija i manje će titrati.

Teksture kojima je oblikovana površina predmeta mijenjaju svoj izgled ovisno o promjeni udaljenosti od predmeta do položaja očiju promatrača. U pokretnoj slici, na primjer, kako se objekt udaljava od gledatelja, bitmapa teksture trebala bi se smanjivati u veličini zajedno s veličinom prikazanog objekta. Da biste izvršili ovu konverziju, GPU pretvara bitmape teksture u odgovarajuću veličinu za pokrivanje površine objekta, ali slika mora ostati prirodna, tj. predmet se ne smije deformirati na neočekivani način.

Kako bi se izbjegle neočekivane promjene, većina grafičkih procesa stvara niz unaprijed filtriranih bitmapa teksture smanjene rezolucije, proces koji se naziva mip mapiranje. Zatim grafički program automatski određuje koju će teksturu koristiti na temelju detalja slike koja je već prikazana na zaslonu. Sukladno tome, ako se objekt smanji u veličini, smanjuje se i veličina njegove bitmape teksture.

Ali vratimo se našem trkaćem automobilu. Sama cesta već izgleda realno, ali ima problema s njezinim rubovima! Prisjetite se kako linija izgleda ako nije paralelna s rubom ekrana. Dakle, naša cesta ima "neravne rubove". I za borbu protiv ovog nedostatka slike koristi se.


Potrgani rubovi		Glatki rubovi

To je način obrade (interpolacije) piksela za dobivanje oštrijih rubova (obruba) slike (objekta). Najčešće korištena tehnika je stvaranje glatkog prijelaza iz boje linije ili ruba u boju pozadine. Boja točke koja leži na granici objekata određena je kao prosjek boja dviju graničnih točaka. Međutim, u nekim slučajevima, nuspojava anti-aliasinga je zamućivanje rubova.

Približavamo se ključnoj točki u funkcioniranju svih 3D algoritama. Pretpostavimo da je staza kojom vozi naš trkaći automobil okružena veliki iznos razni predmeti - zgrade, drveće, ljudi.
Ovdje se 3D procesor suočava s glavnim problemom kako odrediti koji su objekti u vidnom polju i kako su osvijetljeni. Štoviše, znati što je vidljivo u ovaj trenutak, nedovoljno. Također je potrebno imati podatke o relativnom položaju objekata. Za rješavanje ovog problema koristi se tehnika zvana međuspremnik. Ovo je najpouzdaniji način za uklanjanje skrivenih površina. Takozvani z-buffer pohranjuje vrijednosti dubine svih piksela (z-koordinate). Kada se novi piksel izračuna (renderira), njegova se dubina uspoređuje s vrijednostima pohranjenima u z-bufferu, točnije s dubinama već renderiranih piksela s istim x i y koordinatama. Ako novi piksel ima vrijednost dubine veću od bilo koje vrijednosti u z-spremniku, novi piksel se ne upisuje u međuspremnik za prikaz; ako je manja, zapisuje se.

Z-buffering kada se implementira u hardver uvelike povećava performanse. Međutim, z-međuspremnik zauzima velike količine memorije: na primjer, čak i pri rezoluciji 640x480, 24-bitni z-međuspremnik će zauzeti oko 900 KB. Ova memorija također mora biti instalirana na 3D video kartici.

Razlučivost z-spremnika je njegov najvažniji atribut. Kritično je za kvalitetan prikaz scena s velikom dubinom. Što je veća razlučivost, to je veća diskretnost z-koordinata i točniji je prikaz udaljenih objekata. Ako prilikom iscrtavanja nema dovoljne razlučivosti, može se dogoditi da dva preklapajuća objekta dobiju istu z koordinatu, kao rezultat toga, oprema neće znati koji je objekt bliži promatraču, što može uzrokovati izobličenje slike.
Kako bi se izbjegli ti učinci, profesionalne ploče imaju 32-bitni z-buffer i opremljene su velikom količinom memorije.

Osim gore navedenih osnova, 3D grafičke kartice obično imaju mogućnost renderiranja određene količine dodatne funkcije. Na primjer, ako ste se svojim trkaćim automobilom zabili u pijesak, prašina koja se diže zaklanjala bi vam pogled. Za provedbu ovih i sličnih učinaka koristi se zamagljivanje. Ovaj efekt nastaje kombiniranjem mješovitih pikselnih boja računala s bojom magle pod kontrolom funkcije koja određuje dubinu magle. Koristeći isti algoritam, udaljeni objekti uronjeni su u izmaglicu, stvarajući iluziju udaljenosti.

Stvarni svijet sastoji se od prozirnih, prozirnih i neprozirnih objekata. Da bi se ova okolnost uzela u obzir, koristi se alfa miješanje - metoda prijenosa informacija o prozirnosti prozirnih objekata. Prozirni učinak stvara se kombiniranjem boje izvornog piksela s pikselom koji je već u međuspremniku.
Kao rezultat toga, boja točke je kombinacija boja prednjeg plana i pozadine. Tipično, alfa koeficijent ima normaliziranu vrijednost između 0 i 1 za svaki piksel boje. Novi piksel = (alfa)(boja piksela A) + (1 - alfa)(boja piksela B).

Očito, za stvaranje realne slike onoga što se događa na ekranu, potrebno je često ažurirati njegov sadržaj. Prilikom formiranja svakog sljedećeg okvira, 3D akcelerator iznova prolazi cijeli put izračuna, tako da mora imati priličnu brzinu. Ali 3D grafika također koristi druge metode kako bi kretanje učinilo glatkim. Ključni je Double Buffering.
Zamislite stari trik animatora koji crtaju lika iz crtića na uglovima hrpe papira, pri čemu se pozicija lagano mijenja na svakom sljedećem listu. Nakon što smo se pomaknuli kroz cijeli hrp, savijajući kut, vidjet ćemo glatko kretanje našeg heroja. Double Buffering u 3D animaciji ima gotovo isti princip rada, tj. sljedeća pozicija lika već je nacrtana prije okretanja trenutne stranice. Bez dvostrukog međuspremnika, slika neće imati potrebnu glatkoću, tj. bit će povremeni. Dvostruki međuspremnik zahtijeva dva područja rezervirana u međuspremniku okvira 3D grafičke kartice; oba područja moraju odgovarati veličini slike prikazane na ekranu. Metoda koristi dva međuspremnika za primanje slike: jedan za prikaz slike, drugi za renderiranje. Dok se prikazuje sadržaj jednog međuspremnika, renderiranje se odvija u drugom. Kada se obradi sljedeći okvir, međuspremnici se prebacuju (zamjenjuju). Dakle, igrač cijelo vrijeme vidi izvrsnu sliku.

Da zaključimo našu raspravu o algoritmima koji se koriste u akceleratorima 3D grafike, pokušajmo shvatiti kako nam uporaba svih efekata zasebno omogućuje dobivanje holističke slike. 3D grafika implementirana je pomoću višestupanjskog mehanizma koji se naziva cjevovod renderiranja.
Korištenje cjevovodne obrade omogućuje dodatno ubrzanje izvođenja izračuna zbog činjenice da se izračuni za sljedeći objekt mogu započeti prije nego što se dovrše izračuni prethodnog.

Cjevovod renderiranja može se podijeliti u 2 faze: geometrijska obrada i rasterizacija.

U prvom stupnju geometrijske obrade vrši se transformacija koordinata (rotacija, translacija i skaliranje svih objekata), odsijecanje nevidljivih dijelova objekata, izračun osvjetljenja, određivanje boje svakog vrha uzimajući u obzir sve izvore svjetla i proces dijeljenja. sliku u manje oblike. Da bi se opisala priroda površine objekta, ona je podijeljena na različite poligone.
Najčešće se pri prikazivanju grafičkih objekata koristi podjela na trokute i četverokute, jer ih je najlakše izračunati i njima je lako manipulirati. U ovom slučaju, koordinate objekata se pretvaraju iz stvarnog u cjelobrojni prikaz kako bi se ubrzali izračuni.

U drugoj fazi, svi opisani efekti primjenjuju se na sliku u sljedećem nizu: uklanjanje skrivenih površina, primjena tekstura uzimajući u obzir perspektivu (koristeći z-buffer), primjena efekata magle i prozirnosti, anti-aliasing. Nakon toga, sljedeća točka se smatra spremnom za postavljanje u međuspremnik iz sljedećeg okvira.

Iz svega navedenog možete razumjeti u koje se svrhe koristi memorija instalirana na ploči 3D akceleratora. Pohranjuje teksture, z-buffer i međuspremnike sljedećeg okvira. Kada koristite PCI sabirnicu, ne možete koristiti obični RAM za te svrhe, jer će performanse video kartice biti značajno ograničene propusnost gume. Zbog toga je napredak AGP sabirnice posebno obećavajući za razvoj 3D grafike, omogućujući vam da povežete 3D čip izravno s procesorom i na taj način organizirate brzu razmjenu podataka s radna memorija. Ovo bi rješenje, štoviše, trebalo smanjiti troškove 3D akceleratora zbog činjenice da će na brodu ostati samo malo memorije za sam međuspremnik okvira.

Zaključak

Široko prihvaćanje 3D grafike uzrokovalo je povećanje snage računala bez značajnijeg povećanja njihove cijene. Korisnici su preplavljeni mogućnostima i nestrpljivi su da ih isprobaju na svojim računalima. Mnoštvo novih 3D kartica omogućuje korisnicima da vide 3D grafiku u stvarnom vremenu na svojim kućnim računalima. Ovi novi akceleratori omogućuju vam da dodate realizam slikama i ubrzate grafički izlaz zaobilazeći CPU, oslanjajući se na izvorne hardverske mogućnosti.

Iako se 3D mogućnosti trenutno koriste samo u igrama, smatra se da će poslovne aplikacije također imati koristi od njih u budućnosti. Na primjer, alati za računalno potpomognuti dizajn već trebaju prikazati 3D objekte. Sada će stvaranje i dizajn biti mogući na osobno računalo zahvaljujući prilikama koje se otvaraju. 3D grafika, također može promijeniti način na koji ljudi komuniciraju s računalima. Korištenje trodimenzionalnih programskih sučelja trebalo bi proces komunikacije s računalom učiniti još jednostavnijim nego što je trenutno.

Savladali ste uređivanje dvodimenzionalne grafike, poput rasterske grafike, koristeći sljedeće softverski proizvodi Kako Adobe Photoshop i drugi poput nje. Ali zašto se zaustaviti na 2D kada možete koristiti potpunu kreativnu slobodu u punoj mjeri, naime u 3D. Danas postoji mnogo programa za modeliranje, animaciju i vizualizaciju trodimenzionalnih objekata. Na primjer, Autodesk Maya, Houdini, LightWave 3D, Rhinoceros i svaki od njih je dobar na svoj način, ali preporučujem početniku da koristi 3Ds MAX iz Autodeska. Budući da je u ovom programu bilo moguće stvoriti, kako mi se čini, kombinaciju jednostavnosti upravljanja i učinkovitosti konačnog rezultata. I doista, za korisnika početnika, ovaj program je vrlo jednostavan i nekompliciran za izradu malih 3D modela, i što je najvažnije, nije samo jednostavan, već i brz.

Uz 3Ds MAX vrlo je jednostavno i brzo stvoriti jednostavne i nekomplicirane trodimenzionalne objekte kao što su lopte, kutije, cilindri, stošci, piramide pa čak i čajnik. Ali to su, recimo, primitivni objekti, a možete stvoriti i prilično složene kompozicije i modele. S tim objektima također možete izvoditi bilo kakve manipulacije. Povećajte, smanjite, uredite, rotirajte u bilo kojem smjeru i bojite u različite boje i nijanse, općenito, igrajte se kako želite. Što nije manje važno za Web dizajnera. Budući da ondje možete stvarati različite minijature ili 3D scene, na primjer za svoju web stranicu ili blog na Internetu.

Kao primjer toga koliko je ovaj program jednostavan za korištenje, pokazat ću vam kako stvoriti 3D tekst. Ovdje se to radi vrlo jednostavno i brzo. Također možete sami izraditi zanimljiv i lijep 3D tekst primjenom i korištenjem lijepih fontova za svoj web blog.

Primjer: br. 1 – 3D volumetrijski tekst, s lijepim fontom

Pokrenite program i kreirajte novi projekt File -> New... odaberite New All i kliknite OK.

Zatim u izborniku Create, gdje biramo tip elementa koji želimo izraditi, kliknemo na gumb Shapes - izrada dvodimenzionalnih oblika. I pritisnite gumb Text.. Također u ovim parametrima možete odabrati bilo koji tip fonta koji želite i njegovu veličinu.

Nakon toga lijevom tipkom miša smireno kliknete u središte Perspective prozora, gdje bi se trebao pojaviti vaš tekst. Ali tekst je i dalje dvodimenzionalan - ravan, da bi postao trodimenzionalan treba ga razvući. Da bismo to učinili, modificiramo naš odabrani ravni tekst - idite na izbornik Modify, iu njemu otvorite Modifier List i potražite u njemu Extrude i kliknite na njega. Dalje, u donjim parametrima trebate postaviti vrijednost Količina: koliko proširiti tekst. Nakon ovih jednostavnih manipulacija, trebali bismo imati voluminozan tekst.

Ali prije nego što u potpunosti pogledate svoj projekt, morate ga malo rotirati, prilagoditi kut gledanja našeg teksta. U tu svrhu postoji takva ploča za kontrolu pogleda/projekcija, promjenu smjera i kuta gledanja. U njemu trebate odabrati Arc Rotate kako biste mogli promijeniti kut gledanja u prozoru perspektive. Sada u perspektivnom prozoru možete okretati, gledati i gledati svoj voluminozni tekst na bilo koji način. Kada se odlučite za izgled koji vam se sviđa, možete prijeći na pregled gotovog rezultata.

Vjerojatno ovaj članak čitate na ekranu monitora računala ili mobilnog uređaja – zaslonu koji ima stvarne dimenzije, visinu i širinu. Ali kada gledate, na primjer, crtić Priča o igračkama ili igrate igricu Tomb Raider, gledate u trodimenzionalni svijet. Jedna od najnevjerojatnijih stvari o 3D svijetu je da svijet koji vidite može biti svijet u kojem živimo, svijet u kojem ćemo živjeti sutra ili svijet koji živi samo u glavama kreatora filma ili igre. I svi ti svjetovi mogu se pojaviti na samo jednom ekranu - ovo je barem zanimljivo.
Kako računalo prevari naše oči da misle da kada gledamo u ravni ekran vidimo dubinu prikazane slike? Kako programeri igara osiguravaju da vidimo stvarne likove kako se kreću u stvarnom krajoliku? Danas ću vam pričati o vizualnim trikovima koje koriste grafički dizajneri i kako je sve to osmišljeno, a nama izgleda tako jednostavno. Zapravo, sve nije jednostavno, a da biste saznali što je 3D grafika, idite na rez - tamo ćete pronaći fascinantnu priču u koju ćete, siguran sam, uroniti s neviđenim zadovoljstvom.

Što čini sliku trodimenzionalnom?

Slika koja ima, ili se čini da ima, visinu, širinu i dubinu je trodimenzionalna (3D). Slika koja ima visinu i širinu, ali nema dubinu je dvodimenzionalna (2D). Podsjeti me gdje nalaziš dvodimenzionalne slike? - Gotovo posvuda. Sjetite se čak i uobičajenog simbola na vratima WC-a, koji označava štand za jedan ili drugi spol. Simboli su dizajnirani tako da ih možete prepoznati i prepoznati na prvi pogled. Zato koriste samo najosnovnije oblike. Detaljnije informacije o simbolu mogu vam reći kakvu odjeću nosi ta mala osoba koja visi na vratima ili boju kose, kao što je simbolika vrata ženskog toaleta. Ovo je jedna od glavnih razlika između načina na koji se koriste 3D i 2D grafika: 2D grafika je jednostavna i pamtljiva, dok 3D grafika koristi više detalja i spakira znatno više informacija u naizgled običan objekt.

Na primjer, trokuti imaju tri crte i tri kuta - sve što je potrebno da se kaže od čega se trokut sastoji i što uopće predstavlja. No, pogledajte trokut s druge strane – piramida je trodimenzionalna struktura s četiri trokutaste stranice. Imajte na umu da u ovom slučaju već postoji šest linija i četiri kuta - od toga se sastoji piramida. Pogledajte kako običan objekt može postati trodimenzionalan i sadržavati puno više informacija potrebnih da se ispriča priča o trokutu ili piramidi.

Stotinama godina umjetnici su koristili neke vizualne trikove koji mogu učiniti da ravna 2D slika izgleda kao prozor u stvarni 3D svijet. Sličan učinak možete vidjeti na običnoj fotografiji koju možete skenirati i pogledati na monitoru računala: objekti na fotografiji izgledaju manji kada su udaljeniji; objekti blizu objektiva kamere su u fokusu, što znači da je, sukladno tome, sve iza objekata u fokusu mutno. Boje su manje jarke ako subjekt nije toliko blizu. Kada danas govorimo o 3D grafici na računalima, govorimo o slikama koje se kreću.

Što je 3D grafika?

Za mnoge od nas igranje na osobnom računalu mobilni uređaj ili općenito, napredni sustav igranja najupečatljiviji je primjer i uobičajeni način na koji možemo promatrati trodimenzionalnu grafiku. Sve ove računalno generirane igre i cool filmovi moraju proći kroz tri osnovna koraka za stvaranje i predstavljanje realističnih 3D scena:

Stvaranje virtualnog 3D svijeta
Određivanje dijela svijeta koji će se prikazati na ekranu
Određivanje kako će piksel na zaslonu izgledati tako da cijela slika izgleda što realističnije

Stvaranje virtualnog 3D svijeta
Virtualni 3D svijet, naravno, nije isti kao stvarni svijet. Stvaranje virtualnog 3D svijeta kompleksan je rad na računalnoj vizualizaciji svijeta sličnog stvarnom, za čiju izradu se koristi veliki broj alata i koji podrazumijeva izuzetno visoke detalje. Uzmimo, na primjer, vrlo mali dio stvarnog svijeta - svoju ruku i radnu površinu ispod nje. Vaša ruka ima posebne kvalitete koje određuju kako se može pomicati i izgledati izvana. Zglobovi prstiju savijaju se samo prema dlanu, a ne suprotno od njega. Ako udarite u stol, ništa se neće dogoditi - stol je čvrst. Sukladno tome, vaša ruka ne može proći kroz radnu površinu. Možete dokazati da je ova tvrdnja točna gledajući nešto prirodno, ali u virtualnom trodimenzionalnom svijetu stvari su potpuno drugačije – u virtualnom svijetu nema prirode, nema prirodnih stvari poput vaše ruke, na primjer. Objekti u virtualnom svijetu potpuno su sintetički - to su jedina svojstva koja su im dana korištenjem softver. Programeri koriste posebne alate i dizajniraju 3D virtualne svjetove s velikom pažnjom kako bi osigurali da se sve u svakom trenutku ponaša na određeni način.

Koliko je virtualnog svijeta prikazano na ekranu?
U bilo kojem trenutku zaslon prikazuje samo maleni dio virtualnog 3D svijeta stvorenog za računalne igre. Ono što je prikazano na ekranu određene su kombinacije načina na koje je definiran svijet, gdje donosite odluke o tome kamo ići i što vidjeti. Bez obzira kamo idete - naprijed ili nazad, gore ili dolje, lijevo ili desno - virtualni 3D svijet oko vas određuje što vidite kada ste u određenom položaju. Ono što vidite ima smisla od jedne scene do druge. Ako gledate predmet s iste udaljenosti, bez obzira na smjer, trebao bi se činiti visoko. Svaki predmet mora izgledati i kretati se na takav način da vjerujete da ima istu masu kao stvarni objekt, da je tvrd ili mekan kao pravi objekt, i tako dalje.

Programeri koji pišu računalne igrice, uložili su puno truda u razvoj 3D virtualnih svjetova i načinili ih tako da možete lutati uokolo, a da ne naiđete na bilo što što bi vas natjeralo da pomislite: "To se ne bi moglo dogoditi u ovom svijetu!" Zadnje što želite vidjeti su dva čvrsta objekta koji mogu proći jedan kroz drugi. Ovo je snažan podsjetnik da je sve što vidite laž. Treći korak uključuje najmanje isto toliko izračuna kao i druga dva koraka i također se mora dogoditi u stvarnom vremenu.

Rasvjeta i perspektiva

Kad uđete u sobu, upalite svjetlo. Vjerojatno ne provodite puno vremena pitajući se kako to zapravo radi i kako svjetlost dolazi iz lampe i putuje prostorijom. Ali ljudi koji rade s 3D grafikom moraju razmišljati o ovome jer sve površine i okolni okviri i takve stvari moraju biti osvijetljeni. Jedna metoda, praćenje zraka, uključuje dijelove puta koje svjetlosne zrake prolaze dok napuštaju žarulju, odbijaju se od zrcala, zidova i drugih reflektirajućih površina, te na kraju padaju na objekte s različitim intenzitetom iz različitih kutova. To je teško, jer jedna žarulja može proizvesti jedan snop, ali u većini prostorija koristi se nekoliko izvora svjetlosti - nekoliko svjetiljki, stropne svjetiljke(lusteri), podne lampe, prozori, svijeće i tako dalje.

Rasvjeta igra ključnu ulogu u dva efekta koja daju izgled, težina i vanjska čvrstoća predmeta: sjenčanje i sjene. Prvi učinak, sjenčanje, je kada više svjetla pada na objekt s jedne nego s druge strane. Sjenčanje subjektu daje dosta naturalizma. Ovo sjenčanje čini nabore na pokrivaču dubokim i mekim, a visoke jagodice upečatljivima. Ove razlike u intenzitetu svjetla pojačavaju opću iluziju da objekt ima dubinu, kao i visinu i širinu. Iluzija mase dolazi od drugog efekta - sjene.

Krute tvari bacaju sjene kada svjetlost padne na njih. To možete vidjeti kada promatrate sjenu koju sunčani sat ili drvo bacaju na pločnik. Stoga smo navikli vidjeti stvarne predmete i ljude koji bacaju sjene. U 3D, sjena opet pojačava iluziju, stvarajući učinak da ste u stvarnom svijetu, a ne na ekranu matematički generiranih oblika.

Perspektiva
Perspektiva je jedna riječ koja može značiti mnogo stvari, ali zapravo opisuje jednostavan učinak koji su svi vidjeli. Ako stojite na strani duge, ravne ceste i gledate u daljinu, čini se kao da se obje strane ceste spajaju u jednoj točki na horizontu. Također, ako je drveće blizu ceste, stabla dalje će izgledati manja od stabala bliže vama. Zapravo, činit će se da se drveće skuplja u određenoj točki na horizontu formiranom u blizini ceste, ali to nije slučaj. Kada se čini da se svi objekti u sceni skupljaju u jednoj točki u daljini, to je perspektiva. Postoje mnoge varijacije ovog efekta, ali većina 3D grafike koristi istu točku gledišta koju sam upravo opisao.

Dubina polja

Drugi optički efekt koji se uspješno koristi za stvaranje trodimenzionalnih grafičkih objekata je dubina polja. Koristeći se mojim primjerom sa drvećem, osim navedenog, postoji još jedan zanimljiva stvar. Ako pogledate stabla blizu sebe, stabla koja su dalje izgledat će kao da su izvan fokusa. Filmski redatelji i računalni animatori koriste ovaj efekt, dubinsku oštrinu, u dvije svrhe. Prvi je pojačati iluziju dubine u sceni koju korisnik gleda. Druga je svrha da redatelji upotrebom dubinske oštrine usredotoče svoju pozornost na subjekte ili glumce koji se smatraju najvažnijima. Za privlačenje vaše pozornosti na nekoga tko nije filmska junakinja, na primjer, može se koristiti "plitka dubina polja", gdje je samo glumac u fokusu. Scena koja je osmišljena da vam ostavi potpuni dojam umjesto toga će koristiti "duboku dubinsku oštrinu" kako bi što više objekata bilo u fokusu i tako vidljivo gledatelju.

Zaglađivanje

Drugi učinak koji se također oslanja na varanje oka je anti-aliasing. Digitalni grafički sustavi vrlo su dobri u stvaranju jasnih linija. Ali također se događa da dijagonalne linije imaju prednost (prilično se često pojavljuju u stvarnom svijetu, a zatim računalo reproducira linije koje više podsjećaju na ljestve (mislim da znate što su ljestve kada detaljno pregledate objekt slike) )). Dakle, kako bi prevarilo vaše oko da vidi glatku krivulju ili liniju, računalo može dodati određene nijanse boje u redove piksela koji okružuju liniju. Ovom “sivom bojom” piksela računalo zapravo vara vaše oči, a vi pritom mislite da više nema neravnih koraka. Ovaj postupak dodavanja dodatnih piksela u boji kako bi se zavaralo oko naziva se anti-aliasing i jedna je od tehnika koje ručno stvara 3D računalna grafika. Još jedan težak zadatak za računalo je stvaranje 3D animacija, čiji primjer ćemo vam predstaviti u sljedećem odjeljku.

Pravi primjeri

Kada se svi trikovi koje sam gore opisao koriste zajedno za stvaranje nevjerojatno stvarne scene, rezultat opravdava trud. Najnovije igre, filmovi i strojno generirani objekti kombinirani su s fotografskim pozadinama kako bi se poboljšala iluzija. Možete vidjeti nevjerojatne rezultate kada usporedite fotografije i računalno generiranu scenu.

Gornja fotografija prikazuje tipičan ured koji koristi pločnik kao ulaz. Na jednoj od sljedećih fotografija obična obična lopta postavljena je na pločnik i fotografirana je scena. Treća fotografija predstavlja korištenje računala grafički program, koji je zapravo stvorio loptu koja zapravo ne postoji na ovoj fotografiji. Možete li reći da postoje značajne razlike između ove dvije fotografije? Mislim da ne.

Stvaranje animacija i nastupa uživo

Do sada smo gledali alate koji čine da svaka digitalna slika izgleda realističnije - bilo da je slika fotografija ili dio niza animacije. Ako se radi o animiranoj sekvenci, tada će programeri i dizajneri koristiti još više različitih vizualnih trikova kako bi izgledalo kao da se radi o "živoj akciji", a ne računalno generiranim slikama.

Koliko sličica u sekundi?
Kad idete gledati filmsku uspješnicu u lokalnom kinu, slijed slika koji se nazivaju sličice kreću se brzinom od 24 sličice u sekundi. Budući da naše mrežnice zadržavaju sliku nešto dulje od 1/24 sekunde, oči većine ljudi stopiće okvire u jednu kontinuiranu sliku pokreta i akcije.

Ako ne razumijete što sam upravo napisao, pogledajmo to ovako: to znači da je svaki kadar filma fotografija snimljena pri brzini zatvarača (ekspoziciji) od 1/24 sekunde. Tako, pogledate li jedan od brojnih kadrova trkaćeg filma, vidjet ćete da su neki od trkaćih automobila "zamućeni" jer su se vozili velikom brzinom dok je kamera bila otvorena. Ova zamućenost stvari stvorena brzim kretanjem je ono što smo navikli vidjeti, i to je dio onoga što sliku čini stvarnom za nas kada je gledamo na ekranu.

Međutim, digitalne 3D slike ipak nisu fotografije, tako da nema efekta zamućenja kada se subjekt pomiče u kadru tijekom snimanja. Da bi slike bile realističnije, programeri moraju izričito dodati zamućenje. Neki dizajneri vjeruju da je potrebno više od 30 sličica u sekundi da se "prevlada" ovaj nedostatak prirodnog zamućenja, zbog čega se igre guraju da dosegnu nova razina- 60 sličica u sekundi. Iako to omogućuje da se svaka pojedinačna slika pojavi s velikim detaljima i prikazuje pokretne objekte u manjim koracima, to značajno povećava broj okvira za dati animirani akcijski niz. Postoje i drugi određeni dijelovi slika kod kojih se radi realističnosti mora žrtvovati točno računalno prikazivanje. To vrijedi i za pokretne i za nepokretne objekte, ali to je sasvim druga priča.

Dođimo do kraja

Računalna grafika nastavlja zadivljivati cijeli svijet stvaranjem i generiranjem široke palete istinski realističnih pokretnih i nepokretnih objekata i scena. Od 80 stupaca i 25 redaka monokromatskog teksta, grafika je značajno napredovala, a rezultat je jasan - milijuni ljudi igraju igrice i pokreću širok izbor simulacija s današnjom tehnologijom. Novi 3D procesori također će osjetiti svoju prisutnost - zahvaljujući njima, moći ćemo doslovno istraživati druge svjetove i iskusiti stvari koje se nikada prije nismo usudili isprobati. stvaran život. Konačno, vratimo se na primjer s loptom: kako je nastala ova scena? Odgovor je jednostavan: slika ima računalno generiranu loptu. Nije lako reći koji je od to dvoje pravi, zar ne? Naš svijet je nevjerojatan i moramo živjeti u skladu s njim. Nadam se da vam je bilo zanimljivo i da ste saznali još koju zanimljivu informaciju.

Programi za 3D modeliranje mogu pomoći pretvoriti neke ideje u prekrasne modele i prototipove koji se kasnije mogu koristiti u razne svrhe. Ovi vam alati omogućuju stvaranje modela od nule, bez obzira na razinu vještine. Neki 3D uređivači su prilično jednostavni, tako da ih čak i početnik može savladati u kratkom vremenu. Danas se 3D modeli koriste u najrazličitijim područjima: kino, računalne igre, dizajn interijera, arhitektura i još mnogo toga.

Odabir najboljeg softvera za modeliranje često je težak, jer nije lako pronaći program koji ima sve potrebne funkcije. FreelanceToday vam predstavlja 20 besplatni programi za 3D modeliranje.

Daz Studio je moćan, ali potpuno besplatan softver za 3D modeliranje. To ne znači da je ovaj alat jednostavan za naučiti; početnici će morati provesti dugo vremena proučavajući mogućnosti programa. Kreatori programa pobrinuli su se za korisničko iskustvo, ali praktičnost Daz Studija neće se odmah cijeniti. Jedna od značajki programa je stvaranje GPU-ubrzanih 3D slika tijekom renderiranja, što omogućuje stvaranje vrlo realističnih modela. Daz Studio također ima podršku za kreiranje scena i funkcionalnost za animiranje modela.

DostupnoZa: Windows | OS X

Besplatni softver za 3D modeliranje Open SCAD dizajniran je za ozbiljan dizajn (industrijski dizajn, interijeri, arhitektura). Kreatore programa puno su manje zanimali umjetnički aspekti. Za razliku od drugih sličnih programa, Open SCAD nije interaktivni alat - to je 3D kompajler koji prikazuje detalje projekta u tri dimenzije.

Dostupan za: Windows | OS X | Linux

AutoDesk 123D je veliki set razni instrumenti za CAD i 3D modeliranje. Pomoću programa možete dizajnirati, izraditi i vizualizirati gotovo svaki 3D model. AutoDesk također podržava tehnologiju 3D printanja. Glavna AutoDesk 123D stranica ima nekoliko satelitskih stranica na kojima možete pronaći mnogo zanimljivih besplatnih 3D modela s kojima možete eksperimentirati ili ih samo koristiti za vlastite potrebe.

Dostupan za: Windows | OS X | iOS |

Meshmixer 3.0 omogućuje vam da dizajnirate i vizualizirate 3D strukture kombiniranjem dva ili više modela u samo nekoliko jednostavnih koraka. Program za to ima prikladnu funkciju "izreži i zalijepi", odnosno možete izrezati potrebne dijelove iz modela i zalijepiti ih u drugi model. Program podržava čak i kiparstvo - korisnik može stvoriti virtualnu skulpturu, oblikujući i dotjerujući površinu na isti način kao da kleše model od gline. I sve to u stvarnom vremenu! Program podržava 3D ispis, gotovi modeli su u potpunosti optimizirani za slanje na printer.

DostupnoZa: Windows | OS X

3DReshaper je pristupačan i jednostavan za korištenje softver za 3D modeliranje. Program se može koristiti u raznim područjima kao što su umjetnost, rudarstvo, niskogradnja ili brodogradnja. 3DReshaper dolazi s podrškom za različite scenarije i teksture te ima mnogo korisnih alata i značajki koje olakšavaju proces 3D modeliranja.

DostupnoZa: Windows

Besplatni program 3D Crafter dizajniran je za 3D modeliranje i stvaranje animacija u stvarnom vremenu. Glavna značajka ovog uređivača je njegov intuitivni pristup povuci i ispusti. Složeni modeli mogu se izgraditi korištenjem jednostavnih oblika, program podržava kiparstvo i 3D ispis. Ovo je jedan od naj prikladni alati za stvaranje animacije.

DostupnoZa: Windows

PTC Creo je sveobuhvatan sustav dizajniran posebno za strojarske inženjere, dizajnere i tehnologe. Program će također biti koristan dizajnerima koji stvaraju proizvode korištenjem metoda računalno potpomognutog dizajna. Izravno modeliranje omogućuje stvaranje dizajna iz postojećih crteža ili korištenje programa za vizualizaciju novih ideja. Izmjene geometrije objekta mogu se izvršiti vrlo brzo, što značajno ubrzava proces rada. Program se, za razliku od prethodnih, plaća, ali postoji probna verzija od 30 dana i besplatna verzija za nastavnike i učenike.

DostupnoZa: Windows

Besplatni softver LeoCAD je računalno potpomognuti sustav dizajna za virtualne LEGO modele. Postoje verzije za Windows, Mac OS i Linux. Program može biti dobra alternativa za Lego Digital Designer (LDD), budući da ima jednostavno sučelje, podržava ključne kadrove i radi u načinu animacije. Podrška za animaciju izdvaja LeoCAD od ostalih programa slične prirode.

DostupnoZa: Windows | OS X | Linux

Program VUE Pioneer pomoći će vam u izradi trodimenzionalnog modela za vizualizaciju krajolika. Softver može biti koristan naprednim korisnicima koji traže praktične alate za iscrtavanje. Pioneer vam omogućuje stvaranje nevjerojatnih 3D krajolika s velikim brojem unaprijed postavljenih postavki i pruža izravan pristup Cornucopia 3D sadržaju. Pomoću programa možete stvoriti mnoge svjetlosne efekte.

DostupnoZa: Windows | OS X

Netfabb nije samo program za gledanje interaktivnih 3D scena, može se koristiti za analizu, uređivanje i modificiranje 3D modela. Program podržava 3D ispis te je najlakši i najjednostavniji alat za instalaciju i korištenje.

DostupnoZa: Windows | OS X | Linux

Besplatni program NaroCad potpun je i proširiv sustav računalno potpomognutog dizajna koji se temelji na OpenCascade tehnologiji i radi na Windows platforme i Linux. Program ima sve potrebne funkcionalnosti i podržava osnovne i napredne operacije 3D modeliranja. Funkcije programa mogu se proširiti pomoću dodataka i softverskog sučelja.

DostupnoZa: Windows | Linux

LEGO Digital Designer omogućuje vam izradu 3D modela koristeći virtualne LEGO kocke. Rezultat se može izvesti u različite formate i nastaviti s radom u drugim 3D editorima.

DostupnoZa: Windows | OS X

Besplatni program ZCAD može se koristiti za izradu 2D i 3D crteža. Uređivač podržava različite platforme i pruža velike kutove gledanja. Prisutnost mnogih prikladnih alata omogućuje vam rješavanje većine problema povezanih s modeliranjem trodimenzionalnih objekata. Korisničko sučelje programa je jednostavno i intuitivno, što uvelike olakšava proces crtanja. Gotov projekt može se spremiti u AutoCAD formatu i drugim popularnim 3D formatima.

DostupnoZa: Windows | Linux

Besplatna verzija Houdini FX, Houdini Apprentice, korisna je za studente, umjetnike i hobiste koji stvaraju projekte nekomercijalnih 3D modela. Program ima donekle ogoljelu, ali u isto vrijeme prilično široku funkcionalnost i pažljivo osmišljenu korisničko sučelje. Na nedostatke besplatna verzija To može uključivati vodeni žig koji se prikazuje na 3D vizualizaciji.

DostupnoZa: Windows | OS X | Linux

Aplikacija za radni list dizajna omogućuje vam stvaranje prilično detaljnih 3D modela. Kreatori programa pobrinuli su se za funkcije koje vam omogućuju uklanjanje problematičnih područja kroz izmjene i dopune postojećeg dizajna. DesignSpark se također može koristiti za brzu promjenu koncepta 3D proizvoda. Program podržava izravne tehnike modeliranja i 3D ispis modela.

DostupnoZa: Windows

FreeCAD je parametarski 3D modeler dizajniran za stvaranje stvarnih objekata bilo koje veličine. Korisnik može jednostavno promijeniti dizajn koristeći povijest modela i mijenjajući pojedinačne parametre. Program je višeplatformski i može čitati i pisati različite formate datoteka. FreeCAD omogućuje izradu vlastitih modula te njihovo korištenje u daljnjem radu.

DostupnoZa: Windows | OS X | Linux

Besplatni program Sculptris korisnicima će otvoriti prozor u uzbudljivi svijet 3D-a. Sculptris ima praktičnu navigaciju i jednostavnost korištenja. Program može lako savladati čak i početnik koji nema iskustva u digitalnoj umjetnosti ili 3D modeliranju. Proces rada je osmišljen tako da možete zaboraviti na geometriju i jednostavno izraditi model, uz pažljivo korištenje resursa računala.

Dostupan za: Windows | Linux

MeshMagic se može koristiti za renderiranje 3D datoteka, kao i za stvaranje 2D objekata ili njihovo pretvaranje u 3D. Softver ima intuitivno sučelje i može se koristiti za rješavanje raznih problema. Mesh Magic trenutno podržava samo Windows. Rezultat se sprema u popularnom STL formatu, koji se može otvoriti i uređivati u većini online i offline alata za 3D modeliranje.

DostupnoZa: Windows

Open Cascade je komplet za razvoj softvera dizajniran za izradu 3D CAD aplikacija. Uključuje prilagođene biblioteke klasa C++ koje je razvila zajednica koje se mogu koristiti za modeliranje, vizualizaciju i komunikaciju podataka te za brzi razvoj aplikacija.

DostupnoZa: Windows | OS X | Linux

Svaki dan svi vidimo ogromnu količinu reklama, filmova, crtanih filmova i drugih medijskih proizvoda u našem modernom svijetu. Svijet tehnologije bez koje, čini se, više neće moći živjeti milijuni ljudi diljem svijeta.

Gotovo svi znaju da se sve veći dio moderne umjetnosti stvara pomoću računalne grafike. Ali tek rijetki od njih razumiju razliku između rasterske grafike i vektorske grafike, odnosno fraktalne grafike od 3D grafike. Danas ćemo pogledati ove razlike. I više Detaljan opis Većina programa i njihovi troškovi mogu se pronaći na web stranici https://www.architect-design.ru. Dakle, idemo saznati.

Možemo reći da je ova vrsta (vrsta) računalne grafike najčešća. Naslage fotografija s odmora i milijuni fotografija najslađih mačića na internetu - sve je to rasterska grafika.

Rasterske slike konstruiraju se prema jednostavnom principu, sličnom, na primjer, križnom bodu. Određena boja postavlja se u svoj dodijeljeni utor. Ako rastersku sliku približite vrlo blizu, možete vidjeti kako je podijeljena na kvadrate jednake veličine, što podsjeća na mozaik. Ovo povećanje primjetno degradira njezinu kvalitetu, budući da je slika pri velikom povećanju podijeljena na vidljive kvadrate. Taj se efekt naziva pikselizacija, a svaki takav kvadrat je točka, odnosno piksel.

Rasterska grafika

Riječ "piksel" dolazi od kratice "Picture element". Piksel nije podijeljen na manje dijelove, ima ujednačenu boju i najmanji je element rasterske slike. Veličina točke, piksela, od mnoštva kojih se sastoji slika, iznosi otprilike 0,05 milimetara.

Prednosti rasterske grafike uključuju visoku realističnost. Loša strana može biti da ako je slika premala, jednostavno je neće biti moguće povećati bez gubitka kvalitete. Najpopularniji program za izradu i uređivanje rasterske grafike je Adobe Photoshop.

Vektorska grafika

Ako u rasterska grafika točka je glavni element, tada se u vektoru može nazvati linijom. Naravno, i raster ima linije, ali se one same mogu podijeliti na manje detalje, piksele, ali vektorsku liniju više nije moguće pojednostaviti.

Linije se sijeku, savijaju, zbližavaju kako bi oblikovale oblike. Na primjer, tri ravne linije zatvorene pod kutom tvore primitivu - trokut. Ovaj trokut se može ispuniti određenom bojom ili teksturom, rastegnuti jednu od njegovih stranica ili ga saviti. Ali vektorska grafika nisu samo geometrijske primitive: slika se može sastojati od otmjenih mrlja, linija različitih debljina i bilo kojih drugih oblika. Što se više ovih oblika koristi, vektorska slika izgleda bolje. Ovo je donekle slično papirnatoj aplikaciji koja se sastoji od kombinacija oblika izrezanih iz različitih listova papira u boji.

Vektorska grafika

Glavna prednost ove vrste grafike je u tome što se kvaliteta slike ne mijenja skaliranjem, a veličina takve datoteke je manja, jer program svaki objekt korišten u stvaranju slike doživljava kao formulu. Ova formula zauzima samo jednu ćeliju informacija.

Recimo da je linija označena programom kao slovo "L" i napisana je u jednoj ćeliji bilježnice. A ako linija postane crvena, tada se slovu "L" dodaje slovo "K" kao oznaka boje, ali sve to također stane u jednu memorijsku ćeliju.

Takav sustav donekle pojednostavljuje rad sa slikom tijekom uređivanja. Uostalom, svaki se objekt može saviti, povećati i smanjiti bez utjecaja na druge. Postoji samo jedan nedostatak: vaš ljubimac, nacrtan u vektoru, više će nalikovati junaku stripa nego pravoj mački. Vektorska grafika se najčešće izrađuje u programima: Corel Draw, Adobe Illustrator.

Fraktalna grafika

S latinskog se riječ "fraktal" može prevesti kao "koji se sastoji od dijelova, fragmenata". Za stvaranje fraktalne slike koristite objekt koji se beskonačno umnožava i ponavlja, njegovi dijelovi se uvijek iznova dijele, a njihovi dijelovi... pa, shvaćate. Podsjeća na snježnu pahuljicu ili drvo, kao da je svaka njegova grana podijeljena na dvije, a one pak na dvije, i tako dalje.

Priroda takvog dijeljenja i množenja određena je danom matematičkom formulom. Postoji jako puno modifikacija sličnih objekata, ali sve su one stavljene u jedan jedini matematički račun, čijom se promjenom mogu dobiti nove varijacije fraktalne slike. Apophysis je jedan program koji generira fraktalne slike.

Fraktalna grafika

3D grafika

Trodimenzionalna slika stvorena na računalu može biti što realističnija. Može se rotirati, gledati sa svih strana, približavati ili udaljavati. Dakle, 3D objekti su slični objektima u stvarnom životu, imaju volumen, teksturu i postoje, takoreći, u tri dimenzije, ali samo na ekranu.

3D grafika može biti jednostavna, kao što je kvadrat kreiran u volumenu, ili složena, ispunjena detaljima. Objektima se može dati efekt pokreta, kretanja u prostoru ili interakcije s objektima, ako to želi onaj tko ih je stvorio. Vidimo 3D grafiku u video igrama i crtanim filmovima - ovdje ona oživljava i omogućuje da se cijeni njezin volumen i realizam. Najviše popularni programi za izradu 3D grafike: 3ds Max, Maya, Cinema 4D, Blender. Stranica na kojoj se trenutno nalazite posvećena je programu 3ds Max.

3ds max - program za izradu 3d grafike