Створення 3D-зображення у програмі 3D Max

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет «Львівська політехніка»

Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій

Кафедра АСУ

Розрахунково-графічна робота

з дисципліни: «Розробка і дизайн рекламних видань»

Створення 3D-зображення у програмі 3D Max

Виконала:

студ. гр. ВПВс-11

Ряшко Н.

Прийняла:

доц. М.А.Назаркевич

Львів 2011

1. Короткий огляд літератури

Тривимірна графіка

Тривимірна графіка (3D Graphics, Три виміри зображення, 3 Dimensions, рос. 3 вимірювання) - розділ комп'ютерної графіки, сукупність прийомів та інструментів (як програмних, так і апаратних), призначених для зображення об'ємних об'єктів. Найбільше застосовується для створення зображень на площині екрану або аркуша друкованої продукції в архітектурній візуалізації, кінематографі, телебаченні, комп'ютерних іграх, друкованої продукції, а також в науці та промисловості.

Тривимірне зображення на площині відрізняється від двовимірного тим, що включає побудову геометричної проекції тривимірної моделі сцени на площину (наприклад, екран комп'ютера) за допомогою спеціалізованих програм. При цьому модель може як відповідати об'єктам з реального світу (автомобілі, будівлі, ураган, астероїд), так і бути повністю абстрактною (проекція чотиривимірного фрактала).

Для одержання тривимірного зображення на площині потрібні наступні кроки:

* Моделювання - створення тривимірної математичної моделі сцени і об'єктів в ній.

* Рендеринг (візуалізація) - побудова проекції відповідно до обраної фізичною моделлю.

* Висновок отриманого зображення на пристрій виведення - дисплей або принтер.

Однак, у зв'язку зі спробами створення 3D-дисплеїв і 3D-принтерів, тривимірна графіка не обов'язково включає в себе проектування на площину.

Моделювання

Схема проектування сцени на екран комп'ютера

Сцена (віртуальний простір моделювання) включає в себе кілька категорій об'єктів:

· Геометрія (побудована за допомогою різних технік модель, наприклад будівля)

· Матеріали (інформація про візуальні властивості моделі, наприклад колір стін і відбиває / заломлююча здатність вікон)

· Джерела світла (налаштування напрямки, потужності, спектра освітлення)

· Віртуальні камери (вибір точки та кута побудови проекції)

· Сили та дії (налаштування динамічних спотворень об'єктів, застосовується в основному в анімації)

· Додаткові ефекти (об'єкти, що імітують атмосферні явища: світло у тумані, хмари, полум'я і пр.)

Завдання тривимірного моделювання - описати ці об'єкти і розмістити їх у сцені з допомогою геометричних перетворень відповідно до вимог до майбутнього зображення.

Рендеринг

На цьому етапі математична (векторна) просторова модель перетворюється на плоску (растрову) картинку. Якщо потрібно створити фільм, то рендерится послідовність таких картинок - кадрів. Як структура даних, зображення на екрані представлено матрицею точок, де кожна точка визначена принаймні трьома числами: інтенсивністю червоного, синього і зеленого кольору. Таким чином рендеринг перетворює тривимірну векторну структуру даних у плоску матрицю пікселів. Цей крок часто вимагає дуже складних обчислень, особливо коли потрібно створити ілюзію реальності. Найпростіший вид рендеринга - це побудувати контури моделей на екрані комп'ютера за допомогою проекції, як показано вище. Звичайно цього недостатньо і потрібно створити ілюзію матеріалів, з яких виготовлені об'єкти, а також розрахувати спотворення цих об'єктів за рахунок прозорих середовищ (наприклад, рідини в склянці).

Існує декілька технологій візуалізації, часто комбінованих разом. Наприклад:

* Z-буфер (використовується в OpenGL і DirectX 10);

* Сканлайн (scanline) - він же Ray casting («кидання променя», спрощений алгоритм зворотного трасування променів) - розрахунок кольору кожної точки картинки побудовою променя з точки зору спостерігача через уявне отвір в екрані на місці цього пікселя «в сцену» до перетину з перший поверхнею. Колір пікселя буде таким же, як колір цієї поверхні (іноді з урахуванням освітлення і т. д.);

* Трасування променів (рейтрейсінг, англ. Raytracing) - те ж, що і сканлайн, але колір пікселя уточнюється за рахунок побудови додаткових променів (відображених, заломлених і т. д.) від точки перетину променя погляду. Незважаючи на назву, застосовується тільки зворотний трасування променів (тобто саме від спостерігача до джерела світла), пряма вкрай неефективна і споживає занадто багато ресурсів для отримання якісної картинки;

* Глобальне освітлення (англ. global illumination, radiosity) - розрахунок взаємодії поверхонь і середовищ у видимому спектрі випромінювання за допомогою інтегральних рівнянь.

Грань між алгоритмами трасування променів в даний час практично стерлася. Так, в 3D Studio Max стандартний візуалізатор називається Default scanline renderer, але він вважає не лише внесок дифузного, відбитого та власного (кольори самосвеченія) світла, але і згладжені тіні. З цієї причини, частіше поняття Raycasting відноситься до зворотної трасуванні променів, а Raytracing - до прямої.

Програмне забезпечення

Програмні пакети, що дозволяють створювати тривимірну графіку, тобто моделювати об'єкти віртуальної реальності і створювати на основі цих моделей зображення, дуже різноманітні. Останні роки стійкими лідерами в цій галузі є комерційні продукти: такі як 3D Studio Max, Maya, Lightwave 3D, Softimage, Sidefx Houdini, Maxon Cinema 4D і порівняно нові Rhinoceros 3D, Nevercenter Silo або ZBrush. Крім того, існують і відкриті продукти, поширювані вільно, наприклад, пакет Blender (дозволяє створювати 3D моделі, c наступним рендерингом (комп'ютерної візуалізацією)), K-3D і Wings3D

3d max

Autodesk 3ds Max (раніше 3D Studio MAX) - повнофункціональна професійна програмна система для створення і редагування тривимірної графіки і анімації, розроблена компанією Autodesk. Містить найсучасніші засоби для художників і фахівців в області мультимедіа. Працює в операційних системах Microsoft Windows і Windows NT (як в 32-бітових, так і в 64-бітових). Навесні 2011 року випущена чотирнадцятий версія цього продукту під назвою «3ds Max 2012 ».

Моделювання

3ds Max своєму розпорядженні великими коштами зі створення різноманітних за формою і складності тривимірних комп'ютерних моделей реальних чи фантастичних об'єктів навколишнього світу з використанням різноманітних технік і механізмів, які включають наступні:

* Полігональне моделювання в яке входять Editable mesh (редагована поверхню) і Editable poly (редагований полігон) - це найпоширеніший метод моделювання, використовується для створення складних моделей і нізкополігональних моделей для ігор.

Як правило моделювання складних об'єктів з наступним конвертуванням в Editable poly починалося з побудови параметричного об'єкту «Box» і тому спосіб моделювання загальноприйнято називається «Box modeling»;

* Моделювання на основі неоднорідних раціональних B-сплайнів (NURBS);

* Моделювання на основі порцій поверхонь Безьє (Editable patch) - підходить для моделювання тіл обертання;

* Моделювання з використанням вбудованих бібліотек стандартних параметричних об'єктів (примітивів) і модифікаторів.

Методи моделювання можуть поєднуватися один з одним.

Моделювання на основі стандартних об'єктів, як правило, є основним методом моделювання і є відправною точкою для створення об'єктів складної структури, що пов'язано з використанням примітивів у поєднанні один з одним як елементарних частин складових об'єктів.

2. Виконання практичного завдання

тривимірний графіка рендеринг візуалізація

Висновок

На цій розрахунковій роботі я провела огляд літератури про 3D- зображення, а також програмне середовище для створення 3D-зображення - 3Ds Max.

Размещено на Allbest.ru