3D grafika mūsdienu pasaulē. Trīsdimensiju grafika Kas ir 3D grafikas informācija

3D modelēšanas programmas var palīdzēt pārvērst dažas idejas skaistos modeļos un prototipos, ko vēlāk var izmantot dažādiem mērķiem. Šie rīki ļauj izveidot modeļus no nulles neatkarīgi no prasmju līmeņa. Daži 3D redaktori ir diezgan vienkārši, tāpēc pat iesācējs tos var apgūt īsā laikā. Mūsdienās 3D modeļus izmanto ļoti dažādās jomās: kino, datorspēles, interjera dizains, arhitektūra un daudz kas cits.

Izvēloties optimālo programmatūra modelēšana bieži vien ir sarežģīta, jo nav viegli atrast programmu, kurai būtu visas nepieciešamās funkcijas. FreelanceToday pievērš jūsu uzmanību 20 bezmaksas programmas 3D modelēšanai.

Daz Studio ir jaudīga, taču pilnīgi bezmaksas 3D modelēšanas programmatūra. Tas nenozīmē, ka tas ir viegli apgūstams rīks, iesācējiem būs jāpavada ilgs laiks, pētot programmas iespējas. Programmas veidotāji rūpējās par lietotāja pieredzi, taču Daz Studio ērtības uzreiz netiks novērtētas. Viena no programmas iezīmēm ir 3D attēlu izveide ar GPU paātrinājums renderēšanas laikā, kas ļauj izveidot ļoti reālistiskus modeļus. Daz Studio ir arī atbalsts ainu veidošanai un funkcionalitāte modeļu animēšanai.

PieejamsPriekš: Logi | OS X

Bezmaksas 3D modelēšanas programmatūra Open SCAD ir paredzēta nopietnam dizainam (industriālais dizains, interjeri, arhitektūra). Programmas veidotājus daudz mazāk interesēja mākslinieciskie aspekti. Atšķirībā no citām līdzīgām programmām, Open SCAD nav interaktīvs rīks – tas ir 3D kompilators, kas parāda projekta detaļas trīs dimensijās.

Pieejams: Logi | OS X | Linux

AutoDesk 123D ir liels dažādu rīku komplekts CAD un 3D modelēšanai. Izmantojot programmu, jūs varat noformēt, izveidot un vizualizēt gandrīz jebkuru 3D modeli. AutoDesk atbalsta arī 3D drukas tehnoloģiju. Galvenajā AutoDesk 123D vietnē ir vairākas satelīta vietnes, kurās varat atrast daudz interesantu bezmaksas 3D modeļu, ar kuriem varat eksperimentēt vai vienkārši izmantot saviem mērķiem.

Pieejams: Logi | OS X | iOS |

Meshmixer 3.0 ļauj izstrādāt un vizualizēt 3D struktūras, apvienojot divus vai vairākus modeļus, veicot tikai dažas vienkāršas darbības. Programmai šim nolūkam ir ērta funkcija “izgriezt un ielīmēt”, tas ir, jūs varat izgriezt nepieciešamās detaļas no modeļa un ielīmēt tās citā modelī. Programma atbalsta pat skulptūru veidošanu – lietotājs var izveidot virtuālu skulptūru, veidojot un izsmalcinot virsmu tāpat kā tad, ja viņš veidotu modeli no māla. Un tas viss reāllaikā! Programma atbalsta 3D drukāšanu, gatavie modeļi ir pilnībā optimizēti nosūtīšanai uz printeri.

PieejamsPriekš: Logi | OS X

3DReshaper ir pieejama un viegli lietojama 3D modelēšanas programmatūra. Programmu var izmantot dažādās jomās, piemēram, mākslā, kalnrūpniecībā, civilajā inženierijā vai kuģu būvē. 3DReshaper ir pieejams ar atbalstu dažādiem scenārijiem un faktūrām, un tam ir daudz noderīgu rīku un funkciju, kas atvieglo 3D modelēšanas procesu.

PieejamsPriekš: Windows

Bezmaksas 3D Crafter programma ir paredzēta 3D modelēšanai un animācijas veidošanai reāllaikā. Šī redaktora galvenā iezīme ir tā intuitīvā vilkšanas un nomešanas pieeja. Sarežģītus modeļus var veidot, izmantojot vienkāršas formas, un programma atbalsta skulptūru veidošanu un 3D drukāšanu. Šis ir viens no ērtākajiem animācijas veidošanas rīkiem.

PieejamsPriekš: Windows

PTC Creo ir sarežģīta sistēma, kas radīts speciāli mašīnbūves jomā strādājošiem inženieriem, kā arī dizaineriem un tehnologiem. Programma noderēs arī dizaineriem, kuri veido produktus, izmantojot datorizētas projektēšanas metodes. Tiešā modelēšana ļauj izveidot dizainu no esošajiem rasējumiem vai izmantot programmu jaunu ideju vizualizēšanai. Izmaiņas objekta ģeometrijā var veikt ļoti ātri, kas būtiski paātrina darba procesu. Programma atšķirībā no iepriekšējām ir maksas, taču ir 30 dienu izmēģinājuma versija un bezmaksas versija skolotājiem un skolēniem.

PieejamsPriekš: Windows

Bezmaksas programmatūra LeoCAD ir datorizēta projektēšanas sistēma virtuāliem LEGO modeļiem. Ir versijas operētājsistēmai Windows, Mac OS un Linux. Programma var būt laba alternatīva Lego Digital Designer (LDD), jo tai ir vienkāršs interfeiss, tā atbalsta atslēgas kadrus un darbojas animācijas režīmā. Tieši animācijas atbalsts atšķir LeoCAD no citām līdzīga rakstura programmām.

PieejamsPriekš: Logi | OS X | Linux

Programma VUE Pioneer palīdzēs jums izveidot trīsdimensiju modeli ainavas vizualizēšanai. Programmatūra var būt noderīga pieredzējušiem lietotājiem, kuri meklē ērtus renderēšanas rīkus. Pioneer ļauj izveidot pārsteidzošas 3D ainavas ar liels daudzums iepriekš iestatīti un nodrošina tiešu piekļuvi Cornucopia 3D saturam. Izmantojot programmu, jūs varat izveidot daudzus apgaismojuma efektus.

PieejamsPriekš: Logi | OS X

Netfabb ir ne tikai programma interaktīvu 3D ainu skatīšanai, to var izmantot, lai analizētu, rediģētu un modificētu 3D modeļus. Programma atbalsta 3D drukāšanu un ir vienkāršākā un vienkāršs rīks uzstādīšanas un lietošanas ziņā.

PieejamsPriekš: Logi | OS X | Linux

Bezmaksas NaroCad programma ir pilnīga un paplašināma datorizēta projektēšanas sistēma, kuras pamatā ir OpenCascade tehnoloģija un darbojas Windows un Linux platformās. Programmai ir visas nepieciešamās funkcijas, un tā atbalsta pamata un uzlabotas 3D modelēšanas darbības. Programmas funkcijas var paplašināt, izmantojot spraudņus un programmatūras interfeisu.

PieejamsPriekš: Logi | Linux

LEGO Digital Designer ļauj veidot 3D modeļus, izmantojot virtuālos LEGO klucīšus. Rezultātu var eksportēt uz dažādi formāti un turpiniet strādāt citos 3D redaktoros.

PieejamsPriekš: Logi | OS X

Bezmaksas ZCAD programmu var izmantot, lai izveidotu 2D un 3D rasējumus. Redaktors atbalsta dažādas platformas un nodrošina lielus skata leņķus. Daudzu ērtu rīku klātbūtne ļauj atrisināt lielāko daļu problēmu, kas saistītas ar trīsdimensiju objektu modelēšanu. Programmas lietotāja interfeiss ir vienkāršs un intuitīvs, kas ievērojami atvieglo zīmēšanas procesu. Gatavo projektu var saglabāt AutoCAD formātā un citos populāros 3D formātos.

PieejamsPriekš: Logi | Linux

Houdini FX bezmaksas versija Houdini Apprentice ir noderīga studentiem, māksliniekiem un hobijiem, kas veido nekomerciālus 3D modeļu projektus. Programmai ir nedaudz attīrīta, bet tajā pašā laikā diezgan plaša funkcionalitāte un rūpīgi pārdomāts lietotāja interfeiss. Uz mīnusiem bezmaksas versija Tas var ietvert ūdenszīmi, kas tiek parādīta 3D vizualizācijā.

PieejamsPriekš: Logi | OS X | Linux

Dizaina darblapu lietotne ļauj izveidot diezgan detalizētus 3D modeļus. Programmas veidotāji parūpējās par funkcijām, kas ļauj novērst problēmzonas, veicot izmaiņas un papildinājumus esošajā dizainā. DesignSpark var izmantot arī, lai ātri mainītu 3D produkta koncepciju. Programma atbalsta tiešās modelēšanas metodes un modeļu 3D drukāšanu.

PieejamsPriekš: Windows

FreeCAD ir parametrisks 3D modelētājs, kas paredzēts jebkura izmēra reālu objektu izveidošanai. Lietotājs var viegli mainīt dizainu, izmantojot modeļa vēsturi un mainot atsevišķus parametrus. Programma ir vairāku platformu un var lasīt un rakstīt dažādus failu formātus. FreeCAD ļauj izveidot savus moduļus un pēc tam tos izmantot turpmākajā darbā.

PieejamsPriekš: Logi | OS X | Linux

Bezmaksas Sculptris programma lietotājiem pavērs logu uz aizraujošo 3D pasauli. Sculptris piedāvā ērtu navigāciju un ērtu lietošanu. Programmu var viegli apgūt pat iesācējs, kuram nav pieredzes digitālajā mākslā vai 3D modelēšanā. Darba process ir veidots tā, lai varētu aizmirst par ģeometriju un vienkārši izveidot modeli, vienlaikus rūpīgi izmantojot datora resursus.

Pieejams: Logi | Linux

MeshMagic var izmantot, lai renderētu 3D failus, kā arī izveidotu 2D objektus vai pārvērstu tos 3D formātā. Programmatūra ir intuitīva skaidrs interfeiss un to var izmantot dažādu problēmu risināšanai. Mesh Magic pašlaik atbalsta tikai Windows. Rezultāts tiek saglabāts populārajā STL formātā, ko var atvērt un rediģēt lielākajā daļā tiešsaistes un bezsaistes 3D modelēšanas rīku.

PieejamsPriekš: Windows

Open Cascade ir programmatūras izstrādes komplekts, kas paredzēts ar 3D CAD saistītu lietojumprogrammu izveidei. Tas ietver pielāgotas, kopienas izstrādātas C++ klases bibliotēkas, kuras var izmantot datu modelēšanai, vizualizēšanai un saziņai, kā arī ātrai lietojumprogrammu izstrādei.

PieejamsPriekš: Logi | OS X | Linux

Kā minēts iepriekš, datorgrafiku var iedalīt trīs galvenajās kategorijās, pamatojoties uz to, kā tiek aprakstīti attēli: rastra, vektorgrafika un trīsdimensiju grafika. Divdimensiju grafikas vidū īpaši izceļas pikseļu un fraktāļu grafika. Īpaša uzmanība jāpievērš arī 3D, CGI un infografikām.

Pikseļu grafika

Termins "pikseļu grafika" (no angļu valodas. pikseļu ) attiecas uz digitālā attēla veidu, kas izveidots datorā, izmantojot rastra grafikas redaktoru, kur attēls tiek rediģēts pikseļu (punktu) līmenī un attēla izšķirtspēja ir tik zema, ka atsevišķi pikseļi ir skaidri redzami.

Pastāv izplatīts nepareizs uzskats, ka jebkurš zīmējums, kas izveidots, izmantojot rastra redaktorus, ir pikseļu māksla. Tā nav taisnība pikseļu attēls atšķiras no ierastās rastra tehnoloģijas – attēla manuāla rediģēšana pa pikseļiem pa pikseļiem. Tāpēc pikseļu mākslu raksturo mazs izmērs, ierobežota krāsu palete un (parasti) antialiasing trūkums.

Pikseļu grafika izmanto tikai vienkāršākos rastra grafikas redaktoru rīkus, piemēram, zīmuli, taisni (līnija) vai Fill (aizpildīt ar krāsu). Pikseļu grafika atgādina mozaīkas un krustdūrienus vai krelles, jo dizainu veido mazi krāsaini elementi, kas līdzīgi mūsdienu monitoru pikseļiem.

Fraktāļu grafika

Fraktāls ir objekts, kas izveidots no neregulārām atsevišķām daļām, kas ir līdzīgas visam objektam. Tā kā mazāka mēroga elementu detalizētāks apraksts notiek, izmantojot vienkāršu algoritmu, šādu objektu var aprakstīt tikai ar dažiem matemātiskiem vienādojumiem.

Rīsi. 8.5.

Fraktāļu grafika ir neaizstājama, veidojot mākslīgos kalnus, mākoņus un jūras viļņus. Pateicoties fraktāļiem, to ir viegli attēlot sarežģīti objekti, kuras attēli ir līdzīgi dabiskajiem. Fraktāļi ļauj aprakstīt veselas attēlu klases detalizēts apraksts kurām nepieciešams salīdzinoši maz atmiņas (8.5. att.). No otras puses, fraktāļi ir slikti piemērojami attēliem ārpus šīm klasēm.

3D grafika

Trīsdimensiju grafika (3D - no angļu valodas 3 Izmēri – trīs dimensijas) – trīs attēla dimensijas) – datorgrafikas sadaļa, tehnikas un rīku kopums (gan programmatūra, gan aparatūra), kas paredzēti trīsdimensiju objektu attēlošanai (8.6. att.).

Rīsi. 8.6.

3D attēls plaknē atšķiras no divdimensiju ar to, ka tas ietver ainas trīsdimensiju modeļa ģeometriskās projekcijas izveidi plaknē (piemēram, datora ekrānā), izmantojot specializētās programmas(tomēr ar izveidi un ieviešanu 3D - displeji un 3D -printeri, trīsdimensiju grafika ne vienmēr ietver projekciju plaknē). Šajā gadījumā modelis var atbilst objektiem no reālās pasaules (automašīnas, ēkas, viesuļvētra, asteroīds) vai būt pilnīgi abstrakts (četrdimensiju fraktāļa projekcija).

3D modelēšana ir objekta trīsdimensiju modeļa izveides process. Uzdevums 3D - modelēšana – izstrādāt vēlamā objekta trīsdimensiju attēlu. Ar trīsdimensiju grafikas palīdzību jūs varat izveidot precīzu konkrēta objekta kopiju un izveidot jaunu, pat nereālu objektu, kas nekad nav pastāvējis.

Trīsdimensiju grafika darbojas ar objektiem trīsdimensiju telpā. Parasti rezultāts ir plakans attēls, projekcija. Trīsdimensiju datorgrafika tiek plaši izmantota televīzijā, kino, datorspēles ah un drukāto izstrādājumu dizains.

Trīsdimensiju grafika tiek aktīvi izmantota, lai izveidotu attēlus uz ekrāna vai drukātas lapas plaknē zinātnē un rūpniecībā (piemēram, projektēšanas automatizācijas sistēmās (CAD)); cietvielu elementu izveidei: ēkas, mašīnu daļas, mehānismi), arhitektūras vizualizācija (tas ietver tā saukto “virtuālo arheoloģiju”), mūsdienu medicīnas vizualizācijas sistēmās.

3D grafika parasti attiecas uz virtuālu, iedomātu trīsdimensiju telpu, kas tiek parādīta uz displeja vai papīra lapas plakanas, divdimensiju virsmas. Jebkurš attēls monitorā pēdējā plaknes dēļ kļūst par rastru, jo monitors ir matrica, tas sastāv no kolonnām un rindām. Trīsdimensiju grafika pastāv tikai mūsu iztēlē - tas, ko mēs redzam uz monitora, ir trīsdimensiju figūras projekcija, un mēs paši veidojam telpu. Tādējādi grafiskā vizualizācija var būt tikai rastra un vektora, un vizualizācijas metode ir tikai rastra (pikseļu kopa ir atkarīga no šo pikseļu skaita).

Pašlaik ir zināmas vairākas metodes trīsdimensiju informācijas attēlošanai tilpuma formā, lai gan lielākā daļa no tām ļoti nosacīti atspoguļo tilpuma raksturlielumus, jo tie darbojas ar stereo attēlu. No šīs zonas mēs varam atzīmēt stereo brilles, virtuālās ķiveres, 3D -displeji, kas spēj parādīt trīsdimensiju attēlus.

- grafika

Termins "CGI grafika" datora ģenerēts Attēli apzīmē datorizētus attēlus) attiecas uz nekustīgiem un kustīgiem attēliem, kas ģenerēti ar trīsdimensiju datorgrafiku un ko izmanto vizuālajā mākslā, drukāšanā, kinematogrāfiskajos specefektos, televīzijā un simulācijā. Datorspēlēs parasti tiek izmantota reāllaika datorgrafika, taču reizēm tiek pievienoti arī uz CGI balstīti spēļu video.

Kustīgu attēlu veidošana notiek ar datoranimāciju, kas ir šaurāka CGI grafikas joma, kas pielietojama arī kino, kur tā ļauj radīt efektus, ko nevar panākt ar tradicionālo grimu un animatroniku. Datoranimācija var aizstāt kaskadieru un statistu darbu, kā arī dekorācijas.

Infografikas

Termins "infografika" (no lat. informāciju apzināšanās, skaidrošana, prezentācija; un citi grieķi grafiķis - rakstīts, no grafo – Es rakstu) apzīmē grafisku informācijas, datu un zināšanu pasniegšanas veidu.

Infografikas pielietojuma klāsts ir milzīgs – ģeogrāfija, žurnālistika, izglītība, statistika, tehniskie teksti. Tas palīdz ne tikai sakārtot lielus informācijas apjomus, bet arī skaidrāk parādīt objektu un faktu attiecības laikā un telpā, kā arī demonstrēt tendences.

Infografiku var definēt kā jebkuru teksta un grafikas kombināciju, kas izveidota ar nolūku pastāstīt stāstu vai nodot faktu. Infografikas darbojas tur, kur jāparāda kaut kāda struktūra un algoritms, objektu un faktu attiecības laikā un telpā, jādemonstrē tendence, jāparāda, kā kaut kas izskatās, jāorganizē liels informācijas apjoms.

Infografika ir informācijas vizuāls attēlojums. Izmanto gadījumos, kad sarežģīta informācija ir jāparāda ātri un skaidri.

• Animatronika - paņēmiens, ko izmanto kinematogrāfijā, animācijā un datormodelēšanā, lai radītu īpašus efektus cilvēka ķermeņa, dzīvnieku ķermeņa vai citu objektu mākslīgo daļu pārvietošanai.

Mūsdienās trīsdimensiju grafika aktīvi iekļūst visās dzīves jomās un grafiskais dizains nebija izņēmums.

3D grafika ir visur: žurnālos, uz ielu reklāmas plakātiem, populāru fotogrāfu kolāžās utt.

Daudzi iesācēju dizaineri uzskata, ka, lai izveidotu, piemēram, foršu filmas plakātu, pietiek ar Photoshop un nav jāizmanto 3D grafika.

Taču viņi neapzinās, ka, neizmantojot 3D grafiku, viņi ierobežo sevi un zaudē priekšrocības, ko tas sniegtu viņu darbam.

Ļaujiet man sniegt jums piemēru. Zemāk var redzēt filmas "Oblivion" plakātu. Kā redzat, vairāk nekā pusi no tā veido 3D grafika!

3D grafika sniedz jums neticamas iespējas realizēt savas mākslinieciskās idejas!

Vēl viens piemērs! Nesen, sēžot pie kafijas tases McDonaldā, pamanīju skaistu plakātu, kas karājās pie sienas.

Jūs varat jautāt, kāpēc mani tik ļoti piesaistīja šis plakāts? Jā, visa būtība ir tāda, ka burgers uz šī plakāta bija kaut kā superideāls!

Jā, jā, viņš bija izcils!

Es (cilvēks, kas nedaudz pārzina fotogrāfiju) sapratu, ka ir vienkārši nereāli atrast tik perfektu burgeru un pat tik labi to nofotografēt! Tas prasīs neticamas pūles!

Tāpēc man radās doma: vai tā nav 3D grafika?

Kad es atgriezos mājās un meklēju internetā, es uzgāju 3D mākslinieka vietni, kas gleznoja šo burgeru.

Jā, man bija taisnība! Šis burgers tika 100% modelēts 3D programmatūrā.

Šis ir vēl viens piemērs tam, cik populāra ir 3D grafika.

Apskatīsim vēl dažus piemērus 3D grafikas izmantošanai reklāmā.

3D grafika ir kļuvusi tik attīstīta, ka to ir grūti atšķirt no fotogrāfijām. Ir vērts uzskatīt, ka 3D grafika parasti izskatās daudz pievilcīgāka nekā fotogrāfija.

Automašīnu ražotāji bija vieni no pirmajiem, kas saprata 3D grafikas spēku, un tagad uz visiem reklāmas plakātiem un žurnālos jūs redzat nevis automašīnu fotogrāfijas, bet gan to 3D modeļus.

Nemaz nerunājot par to, ka ar 3D grafikas palīdzību jūs varat burtiski izjaukt automašīnu daļās.

Lai pārdotu produktu, jums tas ir jāprezentē klientiem visā tā krāšņumā. Šī iemesla dēļ 2013. gadā IKEA atteicās no fotografēšanas par labu 3D grafikai. Tagad visi IKEA kataloga attēli ir izgatavoti, izmantojot 3D programmas.

Šeit ir vēl daži piemēri:

Esmu pārliecināts, ka jūs, cilvēki jau pazīstami Photoshop programma, ir kur augt tālāk un apgūt jaunas programmas, lai sekotu laikam!

Kā ar 3D grafikas programmatūru? Kādas iespējas ir pieejamas un kam pievērst uzmanību, ja esat iesācējs šajā jautājumā.

Mūsdienās tirgū ir daudz programmu, no kurām katrai ir savas stiprās puses un vājās puses. Šeit ir daži no tiem: 3ds Max, Cinema 4D, Maya, Houdini, Blender.

Bet es jums rīt pateikšu, ko izvēlēties un ar ko sākt. Un rīt varēsi izveidot savu pirmo 3D objektu! Tiekamies rīt!

Jautājums par to, kas ir visas datoru nozares dzinējspēks, jau sen ir satraucis daudzus lietotājus. Vai arī tas ir Intel, kas nepārtraukti ražo un izlaiž jaunus procesorus. Bet kurš tad viņus liek pirkt? Varbūt pie visa vainīgs Microsoft, kas nemitīgi taisa savus logus lielākus un skaistākus? Nē, jūs varat būt apmierināti ar vecām programmu versijām - jo īpaši tāpēc, ka to iespēju klāsts praktiski nemainās. Secinājums liek domāt – pie visa vainīgas spēles. Jā, tieši spēles cenšas kļūt arvien līdzīgākas reālā pasaule, izveidojot tā virtuālu kopiju, viņi vēlas arvien jaudīgākus resursus.

Visa datorgrafikas vēsture personālajā datorā tam ir pierādījums. Atcerieties, ka sākumā bija Tetris, Diggers, Arkanoids. Visa grafika sastāvēja no nelielu ekrāna laukumu pārzīmēšanas, spraitiem un darbojās labi pat ar XT. Bet tās dienas ir pagājušas. Simulatoru zvaigzne ir uzkāpusi.

Izlaižot tādas spēles kā F19, Formula 1 utt., kurās mums bija jāpārzīmē viss ekrāns, iepriekš sagatavojot to atmiņā, mums visiem bija jāiegādājas vismaz 286 procesors. Taču progress ar to neapstājās. Pastiprinājās vēlme pielīdzināt spēles virtuālo pasauli reālajai pasaulei, un parādījās Wolf 3D.

Šī, varētu teikt, ir pirmā 3D spēle, kurā tika modelēta kaut kāda, bet tomēr reālistiska pasaule. Lai to ieviestu, mums bija jāizmanto augšējā (vairāk nekā 640 KB) atmiņa un jāievieto programma aizsargātā režīmā. Pilnvērtīgai spēlei man bija jāinstalē 80386 procesors, taču arī Wolf 3D pasaule cieta no trūkumiem. Lai gan sienas nebija tikai vienkrāsaini taisnstūri, to aizpildīšanai tika izmantotas faktūras ar zemu izšķirtspēju, tāpēc virsmas pieklājīgi izskatījās tikai no attāluma. Protams, bija iespējams iet pa tekstūras izšķirtspējas palielināšanas ceļu, atcerieties, piemēram, DOOM. Tad mums bija jāpārslēdzas uz vairāk jauns procesors un palielināt atmiņas apjomu. Tiesa, viss tas pats, lai gan attēls uzlabojās, tam joprojām bija tie paši trūkumi. Un plakanie priekšmeti un monstri - kam tas rūp? Šeit uzcēlās Quake zvaigzne. Šajā spēlē tika izmantota revolucionāra pieeja - z-buferis, kas ļāva piešķirt skaļumu visiem objektiem. Tomēr visa spēle joprojām darbojās ar zemu izšķirtspēju un nebija īpaši reālistiska.

Tika izstrādāts jauns aparatūras risinājums. Un šis risinājums kopumā izrādījās guļošs uz virsmas. Tā kā lietotāji vēlas spēlēt trīsdimensiju virtuālajā pasaulē, tās izveides process (atcerieties minūtes, kas pavadītas, gaidot 3D Studio, pirms parādās nākamais attēls), ir ievērojami jāpaātrina. Un tā kā centrālais procesors ar šo uzdevumu tiek galā ļoti slikti, tika nolemts revolucionārs risinājums- padariet to specializētu.

Šeit iznāca spēļu automātu ražotājs 3Dfx un ar Voodoo grafiskā procesora palīdzību padarīja šo pasaku par īstenību. Cilvēce ir spērusi vēl vienu soli virtuālajā pasaulē.

Un kopš tā laika operētājsistēma datorā ar teksturētiem logiem, kas atkal peld miglā, tas vēl nav un nav gaidāms, visu trīsdimensiju grafikas aparātu pagaidām var attiecināt tikai uz spēlēm, ko veiksmīgi dara visa civilizētā cilvēce.

Modelis

Lai monitora ekrānā parādītu trīsdimensiju objektus, ir nepieciešama virkne procesu (parasti to sauc par konveijeru), kam seko rezultāta tulkošana divdimensiju formā. Sākotnēji objekts tiek attēlots kā punktu kopums jeb koordinātas trīsdimensiju telpā. Trīsdimensiju koordinātu sistēmu nosaka trīs asis: horizontālā, vertikālā un dziļuma asis, ko parasti dēvē attiecīgi par x, y un z asīm. Objekts var būt māja, cilvēks, automašīna, lidmašīna vai visa 3D pasaule, un koordinātas nosaka to virsotņu (mezglu punktu) stāvokli, kas veido objektu telpā. Savienojot objekta virsotnes ar līnijām, mēs iegūstam karkasa modeli, tā saukto, jo trīsdimensiju ķermeņa virsmām ir redzamas tikai malas. Stiepļu rāmja modelis nosaka apgabalus, kas veido objekta virsmu, ko var piepildīt ar krāsām, faktūrām un apgaismot ar gaismas stariem.

Rīsi. 1: Wireframe kuba modelis

Pat ar šo vienkāršoto 3D grafikas konveijera skaidrojumu ir skaidrs, cik daudz aprēķinu ir nepieciešams, lai atveidotu 3D objektu 2D ekrānā. Varat iedomāties, kā palielinās nepieciešamo aprēķinu apjoms koordinātu sistēmā, ja objekts pārvietojas.

Rīsi. 2: lidmašīnas modelis ar krāsotām virsmām

API loma

Lietojumprogrammu programmējamā saskarne (API) sastāv no funkcijām, kas kontrolē 3D konveijera programmatūrā, bet var arī izmantot 3D aparatūras ieviešanas priekšrocības, ja tā ir pieejama. Ja ir aparatūras paātrinātājs, API izmanto to, ja nav, tad API darbojas optimālie iestatījumi, kas paredzēti visizplatītākajām sistēmām. Tādējādi, pateicoties API izmantošanai, jebkurš daudzums programmatūra var atbalstīt jebkurš aparatūras 3D paātrinātāju skaits.

Vispārīgām un izklaides lietojumprogrammām pastāv šādas API:

• Microsoft Direct3D
• Kritērijs Renderware
• Argonauts BRenders
• Intel 3DR

Profesionālām lietojumprogrammām, kas darbojas zem Windows vadība NT dominē OpenGL saskarne. Autodesk, lielākais inženiertehnisko lietojumprogrammu ražotājs, ir izstrādājis savu API ar nosaukumu Heidi.
Savus API ir izstrādājuši arī tādi uzņēmumi kā Intergraph – RenderGL un 3DFX – GLide.

Tādu 3D saskarņu esamība un pieejamība, kas atbalsta dažādas grafikas apakšsistēmas un lietojumprogrammas, palielina vajadzību pēc reāllaika 3D grafikas aparatūras paātrinātājiem. Izklaides lietojumprogrammas ir galvenais šādu paātrinātāju patērētājs un klients, taču nevajadzētu aizmirst par profesionālajām lietojumprogrammām 3D grafikas apstrādei, kas darbojas operētājsistēmā Windows NT, un daudzas no tām tiek pārsūtītas no augstas veiktspējas darbstacijām, piemēram, Silicon Graphics, uz datoru platformu. Interneta lietojumprogrammas gūs lielu labumu no neticamās veiklības, intuitivitātes un elastības, ko nodrošina 3D. GUI. Mijiedarbība globālajā tīmeklī būs daudz vienkāršāka un ērtāka, ja tā notiks trīsdimensiju telpā.

Grafikas paātrinātājs

Grafikas apakšsistēmu tirgus pirms koncepcijas parādīšanās multivide bija salīdzinoši vienkārši izstrādājams. Svarīgs pavērsiens Izstrādē tika izstrādāts VGA (Video Graphics Array) standarts, ko IBM izstrādāja 1987. gadā, pateicoties kuram video adapteru ražotāji datora monitorā varēja izmantot augstāku izšķirtspēju (640x480) un lielāku krāsu dziļumu. Pieaugot Windows OS popularitātei, steidzami ir nepieciešami aparatūras 2D grafikas paātrinātāji, lai atslogotu sistēmas centrālo procesoru, kas ir spiests apstrādāt papildu notikumus. CPU novirzīšanās uz grafikas apstrādi būtiski ietekmē kopējo GUI (Graphical User Interface) veiktspēju, un, tā kā Windows OS un tās lietojumprogrammas prasa pēc iespējas vairāk CPU resursu, grafikas apstrāde tika veikta ar zemāku prioritāti, t.i. tika darīts ļoti lēni. Ražotāji saviem produktiem ir pievienojuši divdimensiju grafikas apstrādes funkcijas, piemēram, logu zīmēšanu, atverot un minimizējot, aparatūras kursoru, kas ir pastāvīgi redzams, pārvietojot rādītāju, ēnojot ekrāna apgabalus, kad augsta frekvence attēla atjaunošana. Tātad parādījās procesors, kas nodrošina VGA paātrinājumu (Accelerated VGA - AVGA), kas pazīstams arī kā Windows vai GUI paātrinātājs, kas ir kļuvis par obligātu elementu mūsdienu datoros.

Multivides ieviešana radīja jaunas problēmas, ko izraisīja tādu komponentu kā audio un digitālā video pievienošana divdimensiju grafikas funkciju komplektam. Mūsdienās ir viegli pamanīt, ka daudzi AVGA produkti atbalsta digitālo video apstrādi aparatūras līmenī. Tāpēc, ja monitorā tiek atskaņots video pastmarkas izmēra logā, ir pienācis laiks to uzstādīt automašīnā multivides paātrinātājs. Multivides paātrinātājā parasti ir iebūvētas aparatūras funkcijas, kas ļauj veikt video attēla mērogošanu x un y ass, kā arī aparatūras konvertēšanu. digitālais signāls uz analogo, lai to parādītu monitorā RGB formātā. Dažiem multivides paātrinātājiem var būt arī iebūvētas digitālās video dekompresijas iespējas.

Grafikas dizaineriem jāpaļaujas uz prasībām, ko daļēji nosaka datora monitora izmērs, daļēji GUI un daļēji GPU. Primārais VGA standarts ar 640x480 pikseļu izšķirtspēju bija piemērots tolaik izplatītākajiem 14" monitoriem. Mūsdienās visvairāk priekšroka tiek dota monitoriem, kuru caurules diagonāles izmērs ir 17", pateicoties iespējai attēlot attēlus ar izšķirtspēju 1024x768 vai vairāk.

Galvenā tendence pārejā no VGA uz multimediju paātrinātājiem bija iespēja pēc iespējas vairāk vizuālās informācijas ievietot datora monitorā. 3D grafikas izmantošana ir šīs tendences loģiska attīstība. Ierobežotā ekrāna vietā var saspiest milzīgu daudzumu vizuālās informācijas, ja tā tiek parādīta trīs dimensijās. Trīsdimensiju grafikas apstrāde reāllaikā ļauj lietotājam viegli manipulēt ar uzrādītajiem datiem.

Spēļu dzinēji

Pirmais datorspēļu noteikums ir tāds, ka noteikumu nav. Tradicionāli spēļu izstrādātājus vairāk interesē forša grafika savām programmām, nevis tehnoloģiju speciālistu ieteikumu ievērošana. Neskatoties uz to, ka izstrādātāju rīcībā ir daudz 3D API, piemēram, Direct3D, daži programmētāji izvēlas izveidot savu 3D spēles interfeisu vai dzinēju. Pašu spēļu dzinēji ir viens no veidiem, kā izstrādātāji var sasniegt neticamu reālismu, praktiski pārsniedzot grafikas programmēšanas iespēju robežas.

Izstrādātājam nav nekā vēlama kā tieša piekļuve sistēmas komponentu aparatūras funkcijām. Vairāki slaveni izstrādātāji ir radījuši savus spēļu dzinējus, kas optimāli izmanto aparatūras grafiskos paātrinātājus, kas viņiem ir atnesuši slavu un naudu. Piemēram, Interplay dzinēji Descent II un id Software's Quake nodrošina patiesu 3D darbību, izmantojot visas 3D aparatūras iespējas, ja tādas ir pieejamas.

Grafika bez kompromisiem

Sarunas, kas notiek jau labu laiku uz ilgu laiku, par trīsdimensiju grafikas izmantošanas perspektīvām tādās jomās kā izklaide un bizness, ir izraisījuši potenciālo lietotāju interesi līdz galam un jau ir parādījušies tirgū jauns tips produktiem. Šie jaunie tehnoloģiskie risinājumi apvieno izcilu atbalstu 2D grafikai, kas atbilst mūsdienu prasībām attiecībā uz Windows paātrinātājiem, aparatūras atbalstu 3D grafikas funkcijām un atskaņo digitālo video ar nepieciešamo kadru ātrumu.
Principā šos produktus var droši attiecināt uz jaunas paaudzes grafikas apakšsistēmām, kas nodrošina grafiku bez kompromisiem, ieņemot tai pienācīgo vietu kā standarta aprīkojumu galddatoros. skaitļošanas sistēmas.
No jaunās paaudzes pārstāvjiem kā piemēru varam nosaukt šādus produktus:

• CPU Biļete līdz braucienam uzņēmumiem Numurs deviņas vizuālās tehnoloģijas
• procesoru sērija VIRGE uzņēmumiem S3 Inc.
• CPU RIVA128, ko kopīgi izstrādājuši uzņēmumi SGS Tomsons Un nVidia

3D grafikas tehnoloģija

Ļaujiet mums beidzot pārliecināt jūs izmēģināt 3D grafiku darbībā (ja vēl neesat to izdarījis), un jūs nolemjat spēlēt kādu no 3D spēlēm, kas paredzētas 3D videokartes lietošanai.
Pieņemsim, ka šī spēle izrādās autosacīkšu simulators, un jūsu automašīna jau ir uz starta līnijas un ir gatava steigties, lai iekarotu jaunus rekordus. Notiek pirmspalaišanas atpakaļskaitīšana, un jūs ievērojat, ka monitora ekrānā redzamais skats no kabīnes nedaudz atšķiras no tā, pie kā esat pieradis.
Jūs jau esat piedalījies līdzīgās sacīkstēs, taču pirmo reizi attēls jūs pārsteidz ar izcilu reālismu, liekot noticēt notiekošā realitātei. Apvārsnis kopā ar attāliem objektiem slīkst rīta dūmakā. Ceļš izskatās neparasti gluds, asfalts nav netīri pelēku laukumu kopums, bet gan monohromatisks segums ar uzliktu ceļa marķējumu. Kokiem gar ceļu patiesībā ir lapu vainagi, kuros it kā redzamas atsevišķas lapas. Viss ekrāns rada iespaidu par augstas kvalitātes fotogrāfiju ar reālu perspektīvu, nevis par nožēlojamu mēģinājumu simulēt realitāti.

Mēģināsim izdomāt, kādi tehniskie risinājumi ļauj 3D videokartēm nodot virtuālo realitāti ar tādu reālismu. Kā personālo datoru vizuālajiem medijiem izdevās sasniegt profesionālu 3D grafikas studiju līmeni?

Dažas skaitļošanas darbības, kas saistītas ar trīsdimensiju pasaules attēlošanu un modelēšanu, tagad tiek pārnestas uz 3D paātrinātāju, kas ir 3D videokartes sirds. Centrālais procesors tagad praktiski nav aizņemts ar displeja problēmām, ekrāna attēlu ģenerē videokarte. Šis process ir balstīts uz vairāku efektu ieviešanu aparatūras līmenī, kā arī vienkārša matemātiskā aparāta izmantošanu. Mēģināsim izdomāt, ko tieši 3D grafikas procesors spēj.

Atgriežoties pie mūsu piemēra ar sacīkšu simulatoru, padomāsim, kā tiek panākts reālistisks ceļa segumu vai ceļa malās stāvošo ēku attēlojums. Lai to izdarītu, tiek izmantota izplatīta metode, ko sauc par tekstūras kartēšanu.
Šis ir visizplatītākais virsmu modelēšanas efekts. Piemēram, ēkas fasādei būtu jāatveido daudzas sejas, lai modelētu daudzos ķieģeļus, logus un durvis. Taču faktūra (attēls, kas tiek uzklāts uz visu virsmu uzreiz) piešķir lielāku reālismu, bet prasa mazāk skaitļošanas resursu, jo ļauj darboties ar visu fasādi kā vienu virsmu. Pirms virsmas saskaras ar ekrānu, tās ir teksturētas un iekrāsotas. Visas faktūras tiek saglabātas atmiņā, parasti tiek instalētas videokartē. Starp citu, šeit nevar nepamanīt, ka AGP izmantošana ļauj saglabāt tekstūras sistēmas atmiņa, un tā apjoms ir daudz lielāks.

Acīmredzot, kad virsmas ir teksturētas, ir jāņem vērā perspektīva, piemēram, attēlojot ceļu, kura mediāna sniedzas aiz horizonta. Perspektīva korekcija ir nepieciešama, lai teksturēti objekti izskatītos pareizi. Tas nodrošina, ka bitkarte tiek pareizi uzklāta uz dažādām objekta daļām - gan tām, kas atrodas tuvāk novērotājam, gan tām, kas atrodas tālāk.
Korekcija, ņemot vērā perspektīvu, ir ļoti darbietilpīga darbība, tāpēc bieži vien var šķist, ka tās ieviešana nav pilnīgi pareiza.

Lietojot faktūras, principā var redzēt arī šuves starp divām blakus esošām bitkartēm. Vai, kas notiek biežāk, dažās spēlēs, attēlojot ceļus vai garus gaiteņus, kustības laikā ir manāma mirgošana. Lai novērstu šīs grūtības, tiek izmantota filtrēšana (parasti divu vai trīs lineāru).

Bilineārā filtrēšana ir metode attēla kropļojumu novēršanai. Kad objekts griežas vai kustas lēni, pikseļi var pārlēkt no vienas vietas uz otru, kas izraisa mirgošanu. Lai samazinātu šo efektu, bilineārā filtrēšana virsmas punkta attēlošanai izmanto četru blakus esošo tekstūras pikseļu vidējo svērto vērtību.

Trīslineārā filtrēšana ir nedaudz sarežģītāka. Lai iegūtu katru attēla pikseli, tiek ņemts divu līmeņu bilineārās filtrēšanas rezultātu vidējais svērtais lielums. Iegūtais attēls būs vēl skaidrāks un mazāk mirgojošs.

Faktūras, ar kurām tiek veidota objekta virsma, maina savu izskatu atkarībā no attāluma izmaiņām no objekta līdz skatītāja acu stāvoklim. Piemēram, kustīgā attēlā, objektam attālinoties no skatītāja, faktūras bitkartei jāsamazinās līdz ar parādītā objekta lielumu. Lai veiktu šo konvertēšanu, GPU pārvērš tekstūras bitkartes līdz atbilstoša izmēra, lai nosegtu objekta virsmu, bet attēlam jāpaliek dabiskam, t.i. objektu nedrīkst neparedzētā veidā deformēt.

Lai izvairītos no neparedzētām izmaiņām, lielākā daļa grafikas procesu izveido virkni iepriekš filtrētu, samazinātas izšķirtspējas faktūras bitkartes, ko sauc par mip kartēšanu. Tad grafikas programma automātiski nosaka, kuru tekstūru izmantot, pamatojoties uz attēla detaļām, kas jau ir parādītas ekrānā. Attiecīgi, ja objekta izmērs samazinās, samazinās arī tā tekstūras bitkartes izmērs.

Bet atgriezīsimies pie mūsu sacīkšu mašīnas. Pats ceļš jau izskatās reālistisks, bet ir problēmas ar malām! Atcerieties, kā izskatās līnija, ja tā nav paralēla ekrāna malai. Tātad mūsu ceļam ir “nodriskātas malas”. Un, lai cīnītos pret šo attēla trūkumu, tas tiek izmantots.

Tas ir pikseļu apstrādes (interpolācijas) veids, lai attēlam (objektam) izveidotu asākas malas (apmales). Visbiežāk izmantotais paņēmiens ir izveidot vienmērīgu pāreju no līnijas vai malas krāsas uz fona krāsu. Punkta krāsa, kas atrodas uz objektu robežas, tiek noteikta kā divu robežpunktu krāsu vidējā vērtība. Tomēr dažos gadījumos anti-aliasing blakusparādība ir malu izplūšana.

Mēs tuvojamies galveno punktu visu 3D algoritmu darbībā. Pieņemsim, ka trasi, pa kuru brauc mūsu sacīkšu mašīna, ieskauj ļoti daudz dažādu objektu – ēkas, koki, cilvēki.
Šeit 3D procesors saskaras ar galveno problēmu, kā noteikt, kuri objekti atrodas redzes laukā un kā tie ir apgaismoti. Turklāt, lai zinātu, kas tajā ir redzams šobrīd, nepietiek. Nepieciešama arī informācija par objektu relatīvo novietojumu. Lai atrisinātu šo problēmu, tiek izmantota tehnika, ko sauc par z-buferizāciju. Šī ir visdrošākā metode slēpto virsmu noņemšanai. Tā sauktais z-buferis saglabā visu pikseļu dziļuma vērtības (z-koordinātas). Kad tiek aprēķināts (renderēts) jauns pikselis, tā dziļums tiek salīdzināts ar vērtībām, kas saglabātas z-buferī, un konkrētāk ar jau renderēto pikseļu dziļumiem ar vienādām x un y koordinātām. Ja jaunā pikseļa dziļuma vērtība ir lielāka par jebkuru vērtību z-buferī, jaunais pikselis netiek ierakstīts buferī, lai parādītu, ja tas ir mazāks.

Z-buferizācija, ja tā tiek ieviesta aparatūrā, ievērojami palielina veiktspēju. Tomēr z-buferis aizņem lielu daudzumu atmiņas: piemēram, pat 640x480 izšķirtspējā 24 bitu z-buferis aizņems aptuveni 900 KB. Šī atmiņa ir jāinstalē arī 3D videokartē.

Z-bufera izšķirtspēja ir tā vissvarīgākais atribūts. Tas ir ļoti svarīgi augstas kvalitātes ainu attēlošanai ar lielu dziļumu. Jo augstāka ir izšķirtspēja, jo augstāka ir z-koordinātu diskrētība un precīzāka attālu objektu atveidošana. Ja renderējot ir nepietiekama izšķirtspēja, tad var gadīties, ka divi pārklājošie objekti saņems vienu un to pašu z koordinātu, kā rezultātā iekārta nezinās, kurš objekts atrodas tuvāk novērotājam, kas var radīt attēla kropļojumus.
Lai izvairītos no šiem efektiem, profesionālajām platēm ir 32 bitu z-buferis un tās ir aprīkotas ar lielu atmiņas apjomu.

Papildus iepriekš minētajiem pamatiem 3D grafikas kartēm parasti ir iespēja atveidot noteiktu daudzumu papildu funkcijas. Piemēram, ja jūs iebraucat ar savu sacīkšu automašīnu smiltīs, jūsu skatu traucētu augošie putekļi. Lai īstenotu šos un līdzīgus efektus, tiek izmantota miglošana. Šis efekts tiek radīts, kombinējot jauktus datora krāsu pikseļus ar miglas krāsu, ko kontrolē funkcija, kas nosaka miglas dziļumu. Izmantojot to pašu algoritmu, tālu objekti tiek iegremdēti dūmakā, radot attāluma ilūziju.

Reālā pasaule sastāv no caurspīdīgiem, caurspīdīgiem un necaurspīdīgiem objektiem. Lai ņemtu vērā šo apstākli, tiek izmantota alfa blending - metode informācijas pārraidīšanai par caurspīdīgu objektu caurspīdīgumu. Caurspīdīgs efekts tiek radīts, apvienojot sākotnējā pikseļa krāsu ar pikseļu, kas jau atrodas buferī.
Rezultātā punkta krāsa ir priekšplāna un fona krāsu kombinācija. Parasti alfa koeficientam ir normalizēta vērtība no 0 līdz 1 katram krāsas pikselim. Jauns pikselis = (alfa) (pikseļa A krāsa) + (1 — alfa) (pikseļa B krāsa).

Acīmredzot, lai izveidotu reālistisku priekšstatu par to, kas notiek ekrānā, tas ir nepieciešams bieži atjauninājumi tās saturu. Veidojot katru nākamo kadru, 3D paātrinātājs no jauna iziet visu skaitīšanas ceļu, tāpēc tam ir jābūt ievērojamam ātrumam. Taču 3D grafika izmanto arī citas metodes, lai kustība būtu vienmērīga. Galvenais ir dubultā buferizācija.
Iedomājieties veco triku, kā animatori uz papīra kaudzes stūriem zīmē multfilmas varoni, kura pozīcija uz katras nākamās lapas nedaudz mainās. Ritinot visu kaudzi, saliekot stūri, mēs redzēsim mūsu varoņa vienmērīgu kustību. Double Buffering 3D animācijā ir gandrīz vienāds darbības princips, t.i. rakstzīmes nākamā pozīcija jau ir uzzīmēta, pirms tiek apgriezta pašreizējā lapa. Bez dubultās buferizācijas attēlam nebūs vajadzīgā gluduma, t.i. būs intermitējoša. Divkāršai buferizācijai ir nepieciešami divi apgabali, kas rezervēti 3D grafiskās kartes kadru buferī; abiem laukumiem ir jāatbilst ekrānā redzamā attēla izmēram. Metode attēla saņemšanai izmanto divus buferus: vienu attēla parādīšanai, otru renderēšanai. Kamēr tiek rādīts viena bufera saturs, tiek renderēts otrs. Kad nākamais kadrs tiek apstrādāts, buferi tiek pārslēgti (samainīti). Tādējādi spēlētājs visu laiku redz izcilu attēlu.

Lai pabeigtu diskusiju par 3D grafikas paātrinātājos izmantotajiem algoritmiem, mēģināsim izdomāt, kā visu efektu izmantošana atsevišķi ļauj iegūt holistisku attēlu. 3D grafika tiek īstenota, izmantojot daudzpakāpju mehānismu, ko sauc par renderēšanas cauruļvadu.
Cauruļvadu apstrādes izmantošana ļauj vēl vairāk paātrināt aprēķinu izpildi, jo nākamā objekta aprēķinus var sākt, pirms ir pabeigti iepriekšējā aprēķini.

Renderēšanas cauruļvadu var iedalīt 2 posmos: ģeometriskā apstrāde un rastrizācija.

Pirmajā ģeometriskās apstrādes posmā tiek veikta koordinātu transformācija (visu objektu rotācija, translācija un mērogošana), objektu neredzamo daļu nogriešana, apgaismojuma aprēķini, katras virsotnes krāsas noteikšana, ņemot vērā visus gaismas avotus un dalīšanas procesu. attēlu mazākās formās. Lai aprakstītu objekta virsmas raksturu, tas ir sadalīts dažādos daudzstūros.
Visbiežāk, attēlojot grafiskos objektus, tiek izmantots dalījums trīsstūros un četrstūros, jo tos ir visvieglāk aprēķināt un viegli manipulēt. Šajā gadījumā objektu koordinātas tiek pārveidotas no reālas uz veselu skaitļu attēlojumu, lai paātrinātu aprēķinus.

Otrajā posmā attēlam tiek pielietoti visi aprakstītie efekti šādā secībā: slēpto virsmu noņemšana, perspektīvu faktūru pielietošana (izmantojot z-buferi), miglas un caurspīdīguma efektu pielietošana un antialiasing. Pēc tam nākamais punkts tiek uzskatīts par gatavu ievietošanai buferī no nākamā kadra.

No visa iepriekš minētā var saprast, kādiem nolūkiem tiek izmantota 3D paātrinātāja plates instalētā atmiņa. Tajā tiek saglabātas tekstūras, z-buferis un nākamā kadra buferi. Izmantojot PCI kopni, šiem nolūkiem nevar izmantot parasto RAM, jo videokartes veiktspēju ievērojami ierobežos kopnes joslas platums. Tieši šī iemesla dēļ AGP kopnes attīstība ir īpaši perspektīva 3D grafikas attīstībai, jo tā ļauj savienot 3D mikroshēmu tieši ar procesoru un tādējādi organizēt ātru datu apmaiņu ar operatīvo atmiņu. Turklāt šim risinājumam vajadzētu samazināt 3D paātrinātāju izmaksas, jo pašam kadru buferim būs atlicis tikai nedaudz atmiņas.

Secinājums

Plašā 3D grafikas ieviešana izraisīja datora jaudas palielināšanos bez būtiskas to cenas pieauguma. Lietotāji ir satriekti ar iespējām un vēlas tās izmēģināt savos datoros. Daudzas jaunas 3D kartes ļauj lietotājiem redzēt reāllaika 3D grafiku savos mājas datoros. Šie jaunie paātrinātāji ļauj pievienot attēliem reālismu un paātrināt grafikas izvadi, apejot centrālo procesoru, paļaujoties uz vietējām aparatūras iespējām.

Lai gan 3D iespējas šobrīd tiek izmantotas tikai spēlēs, domājams, ka nākotnē no tām noderēs arī biznesa aplikācijas. Piemēram, datorizētiem projektēšanas rīkiem jau ir jārāda 3D objekti. Tagad izveide un dizains būs iespējams personālais dators pateicoties iespējām, kas paveras. 3D grafika var arī mainīt veidu, kā cilvēki mijiedarbojas ar datoriem. Trīsdimensiju programmu saskarņu izmantošanai vajadzētu padarīt saziņas procesu ar datoru vēl vienkāršāku, nekā tas ir pašlaik.

Šis datorgrafikas veids ietver daudz no vektorgrafikas, kā arī rastra datorgrafikas. To izmanto interjera dizaina projektu, arhitektūras objektu izstrādē, reklāmā un izglītojošu materiālu izveidē. datorprogrammas, video, detaļu un izstrādājumu vizuālie attēli mašīnbūvē u.c.

3D datorgrafikaļauj izveidot trīsdimensiju trīsdimensiju ainas, modelējot apgaismojuma apstākļus un iestatot skatu punktus.

Izpētīt kompozīcijas paņēmienus un līdzekļus, piemēram, telpas, vides, gaismas un ēnas pārnesi, lineārās, gaisa un krāsu perspektīvas likumus, šāda veida datorgrafikas priekšrocības pār vektorgrafikas un rastra grafika. Trīsdimensiju grafikā attēli (vai rakstzīmes) tiek modelēti un pārvietoti virtuālajā telpā, dabiskajā vidē vai interjerā, un to animācija ļauj aplūkot objektu no jebkura skatu punkta, pārvietot to mākslīgi izveidotā vidē. un telpa, protams, kopā ar specefektiem.

Trīsdimensiju datorgrafika, tāpat kā vektorgrafika, ir objektorientēta, kas ļauj mainīt gan visus trīsdimensiju ainas elementus, gan katru objektu atsevišķi. Šāda veida datorgrafikai ir liels potenciāls atbalstīt tehnisko rasējumu. Piemēram, izmantojot 3D datorgrafikas grafiskos redaktorus Autodesk 3D Studio, var veikt detaļu un mašīnbūves izstrādājumu vizuālos attēlus, kā arī veikt ēku un arhitektūras objektu prototipēšanu, kas pētītas atbilstošajā arhitektūras un būvniecības rasējuma sadaļā. Līdz ar to var nodrošināt grafisku atbalstu tādām aprakstošās ģeometrijas sadaļām kā perspektīvas, aksonometriskās un ortogonālās projekcijas, jo no tiem daļēji aizgūti attēlu konstruēšanas principi trīsdimensiju datorgrafikā.

Dekoratīvās un lietišķās mākslas jomā trīsdimensiju datorgrafika sniedz iespēju modelēt nākotnes izstrādājumus, nododot to materiālu faktūru un faktūru, no kuriem šie izstrādājumi tiks izgatavoti. Iespēja redzēt izstrādājuma izkārtojumu no jebkura skatupunkta, pirms tas ir iemiesots materiālā, ļauj veikt izmaiņas un korekcijas tā formā vai proporcijās, kas pēc darba uzsākšanas var nebūt iespējamas (piemēram, rotaslietas, dekoratīvā metāla liešana utt.). Tajā pašā virzienā trīsdimensiju datorgrafiku var izmantot, lai atbalstītu tēlniecību, dizainu, mākslas grafiku utt. Trīsdimensiju trīsdimensiju animācija un specefekti tiek veidoti arī, izmantojot trīsdimensiju grafiku. Mācību video veidošana izglītības programmām var būt galvenais šo 3D datorgrafikas iespēju izmantojums.

Rīki darbam ar trīsdimensiju grafiku ietver tādu grafisko redaktoru kā 3D Studio MAX. Šis ir viens no slavenākajiem 3D redaktoriem, un to bieži izmanto, veidojot filmas. Programmas izstrāde 3D Studio MAX tika uzsākta 1993. gadā. Versija 3D Studio MAX 1.0 platformā tika izlaists 1995. gadā Windows NT.

Jau toreiz daži eksperti piesardzīgi pauda viedokli, ka MAX var konkurēt ar citām 3D grafikas pakotnēm. 2003. gada rudens diskrēts jautājumiem 3D MAX 6. Jauni daļiņu animācijas rīki apvienojumā ar moduļiem ļauj izveidot fotoreālistiskus atmosfēras efektus. Tagad ir iebūvēts atbalsts pilienu tīkla objektiem, pilna tīkla vizualizācija, datu importēšana no CAD-pieteikumi, jaunas iespējas modelēšanai. Bet turklāt 3D Studio MAX Ir arī citas, ne mazāk populāras 3D modelēšanas programmas, piemēram Maija. Maija- šī ir analoga programma 3D Studio MAX, bet tas ir paredzēts, pirmkārt, animācijai un sejas izteiksmes pārraidīšanai trīsdimensiju aktiera sejā. Turklāt iekšā Maijaērtāk zīmēt. 3D Studio MAX Tas galvenokārt ir vērsts uz kvalitatīvu objektu vizualizāciju, to var izmantot arī primitīvu zīmējumu izgatavošanai.

Kopumā zīmēšanai ir trīsdimensiju modelēšanas programmas, no kurām slavenākās ir AutoCAD, ArhiCAD. AutoCAD paredzēts galvenokārt mašīnbūves rasēšanai, un ArhiCAD arhitektūras modelēšanai.

Ko no cilvēka prasa 3D grafika?

Protams, prasme modelēt dažādas formas un dizainu, izmantojot dažādus programmatūras rīkus, kā arī zināšanas par ortogonālo (taisnstūrveida) un centrālo projekciju. Pēdējais tiek saukts perspektīva. Ļoti laba modelēšanas kvalitāte tiek panākta, rūpīgi izvēloties faktūras un materiālus kopā ar pareizu apgaismojuma avotu un kameru izvietojumu ainā. Jebkuras telpiskās formas konstruēšanas pamats ir objekta plakne un mala. Plakni trīsdimensiju grafikā nosaka trīs punkti, kas savienoti ar taisnu līniju segmentiem.

Tieši šis nosacījums ļauj aprakstīt, izmantojot iegūtās plaknes "telpiskais režģis", kas attēlo objekta modeli. Tad objektam papildus tiek piešķirtas objekta virsmas – materiāla – īpašības. Savukārt materiāls raksturo virsmas kvalitāti, piemēram, pulēta, raupja, spīdīga u.c.. Aprakstīta arī tā faktūra (akmens, audums, stikls u.c.). Tiek iestatītas arī optiskās īpašības, piemēram, caurspīdīgums, gaismas staru atstarošana vai laušana utt.
Līdz ar to trīsdimensiju objektam var iestatīt apgaismojuma apstākļus un izvēlēties skata punktu (kameru), lai iegūtu interesantāko vizuālo attēlu. Tiek saukta poza, kas sastāv no trīsdimensiju objekta, apgaismojuma apstākļiem un izvēlēta skata punkta "trīsdimensiju aina". Bet, lai aprakstītu trīsdimensiju telpu un tajā esošo objektu, tiek izmantota jums jau labi zināmā koordinātu metode.

Ir dažādas metodes trīsdimensiju objektu modelēšana. Piemēram, modeļa teksta aprakstīšanas metode, izmantojot īpašas programmēšanas valodas "Skripts".