Kompiuterine grafika
5 (100%) 1 vote

Kompiuterine grafika

Turinys

ĮVADAS 3

1. KOMPIUTERINĖ GRAFIKA 5

1.1 2-jų dimensijų (2D) grafika 5

1.2 3-jų dimensijų (3D) grafika 5

2. KOMPIUTERINIS MODELIAVIMAS 6

2.1 Modelio sąvoka 6

2.2 Modelių tipai 6

2.3 Modelių klasifikavimas 7

2.4 Pagrindiniai modeliavimo etapai 7

3. 3DS MAX APŽVALGA 9

3.1 3ds MAX istorija 9

3.2 Pagrindiniai principai dirbant su 3Ds max 10

3.2.1 3ds MAX modeliavimas 11

3.2.2 Animacija 12

3.2.3 Medžiagų sukūrimas 12

3.2.4 Vaizdavimas 12

4. BANGUOJANČIOS JŪROS KOMPIUTERINIS MODELIS 13

4.1 Noise modifikatorius 13

4.2 Space Warps 15

4.3 Material Editor 16

4.4 Problemos 19

IŠVADOS 20

Bibliografinių nuorodų sąrašas 21

ĮVADAS

Jau prieš daugelį šimtmečių žmogus suprato, kad, norint geriau pažinti pasaulį, nepakanka tik stebėti gamtą, aprašinėti vykstančius reiškinius, bet reikia ir aktyviai ją veikti, vykdyti eksperimentus, bandymus su modeliais.

Mikalojus Kopernikas negalėjo pasakyti, kodėl daiktai laikosi ant žemės. Galileo Galilėjus nepajėgė paaiškinti, kodėl iš vienodo aukščio vienu metu mesti du skirtingo svorio rutuliukai žemę pasiekia tuo pačiu metu, o Johannesas Kepleris nesuprato, kodėl planetos skrieja elipsinėmis trajektorijomis. Į tuos klausimus atsakė trys Niutono dėsniai ir visuotinės traukos dėsnis. Jie buvo atrasti todėl, kad mokslininkai eksperimentavo, aprašinėjo savo tyrimus, atliko sudėtingus apskaičiavimus. “Jeigu man pavyko pažvelgti toliau nei kitiems, tai tik todėl, jog galėjau pasilypėti milžinui ant pečių”, – sakė pats Niutonas.

Norint užsiimti kompiuteriniu jūros paviršiaus modeliavimu iš pradžių reikia bent minimaliai susipažinti su ją realiame pasaulyje. Tai padarę galime pastebėti, kad jūros vanduo juda keliomis kryptimis iš karto, priklausomai nuo išorinių jėgų poveikio, tokių kaip jūros dugnas ar vėjas.

Banguojančios jūros kompiuterinio modelio kūrimą pradėsiu nuo supažindinimo su grafika ir kompiuteriniu modeliavimu. Kompiuterinė grafika turi didelį vaidmenį kuriant grafinius vaizdus imituojant realų pasaulį. Šiuo metu kompiuterinės grafikos mokslas taikomas įvairiose srityse, pavydžiui animacijos bei modelių atvaizdavime, butent tas man ir bus reikalinga modeliuojant banguojančią jūrą.

Banguojančios jūros modelis. Ką gi reiškia žodis “modelis”? Sąvoka, modelio tipai ir net pagrindiniai etapai, kuriais reiktų remtis kuriant įvairius modelius. Prieš pradedami modeliuoti banguojančią jūrą, butinai turime susipažinti su šiom sąvokom.

Pasirinkau kompiuterinę programą 3ds max, tiksliau 7 paketo versiją, su kuria bandysiu kurti banguojančios jūros modelį. Šiai programai jau daugiau negu 10 metų, todėl iš pradžių norėčiau apžvelgti programos istoriją, o poto ir pačią programą. Supažindinsiu su pagrindiniais principais dirbant su 3ds max’u, tokiais kaip 3ds max modeliavimas, medžiagų kūrimas, animacija bei vaizdavimu.

Banguojančią jūrą, kaip ir bet kurią kitą sceną taip greitai nesukursime. Visu pirma reiktų pagalvoti, sau mintyse “nupiešti” modelį, kuri kursime. Ką bedarytume, visada prieš tai sau padarome planą, veiksmų seką, kurią rementis kursime savo modelį. Sukurti tą patį modelį galime įvairiais būdais, nuo pačio paprasčiausio iki daug sudėtingesnio. Iš pradžių reikės panaudoti Noise modifikatorių ir Space Warps. Šitie du žingsniai skirti sukurti banguojanti pavyršių. Vėliau pereisime prie Material Editor. Tai kur kas sudėtingesnis darbas negu sukurti pavyršių. Kitaip sakant, materialai priverčia įvairius objektus atrodyti realiai.

Kaip žmonės sako: tik tam neiškyla problemų ir neklysta tas, kas nieko nedaro. Todėl modeliuojant banguojančią jūrą kils įvairiausių problemų ir sunkūmų, kurias reikės įveikti. Sukūrus modelį, trumpai apžvelgsiu iškilusias problemas ir pabaigai padarysiu išvadas.



1. KOMPIUTERINĖ GRAFIKA

Kompiuterinė grafika tai vaizduojamojo skaičiavimo sritis, kur kompiuteriai panaudojami kurti grafinius vaizdus, imituojančius realų pasaulį. Kompiuterinės grafikos sąvoka atsirado 1962 m., kai MIT darbuotojas Ivanas Saterlendas (JAV) sukūrė pirmąjį grafinį redaktorių – „Sketchpad“, skirtą Lincoln TX-2 kompiuteriui.

Šiuo metu kompiuterinės grafikos mokslas taikomas įvairiose srityse, pavydžiui animacijos bei modelių atvaizdavime, trimačių vaizdų generavime realiu laiku (Realtime 3D rendering) ir t. t. Tačiau pagrindinė šio mokslo paskirtis – vaizdi, statinė išvestis kompiuteriniuose įrenginiuose.

1.1 2-jų dimensijų (2D) grafika

Šios rūšies grafika pradėta naudoti tada, kai buvo išrastas elektroninis vamzdis (angl. CRT). Tokia grafika turi du porūšius: vektorinė ir rastrinė (taškelinė) grafika. Pastaroji yra žymiai senesnė. Ji saugojama aprašant dviejų dimensijų (x ir y) plokštumoje esančius taškus, vadinamus pikseliais (angl. ‘pixels’). Buvo pastebėta, kad rastrinių iliustracijų saugojimas laikmenose yra neefektyvus, todėl sukurta saugojimo formatų, naudojančių suspaudimo algoritmus, pvz. JPEG, Portable Network Graphics, CompuServe GIF.

Vektorinė grafika – praktiškesnis porūšis, kurio formatų bylose yra tikslūs geometriniai duomenys: taškų išdėstymas, topologija, stilius, storis, spalvos, užpildai, linijų jungimo stilius. Tokia grafika yra netinkama saugoti
fotonuotraukoms; ji paprastai naudojama brėžiniams, knygų išdėstymams, 2D animacijai, be to vektoriniai vaizdai gali būti paversti į rastrinį pavidalą. Vektorinių vaizdų saugojimo formatai – Portable Document Format, Shockwave Flash Player, Scalable Vector Graphics ir kiti.

1.2 3-jų dimensijų (3D) grafika

Trimatė grafika tai vektorinės grafikos plėtinys trimatėje erdvėje – trimačio modelio taškai yra išsidėstę menamoje erdvėje (x, y ir z). Iš šių taškų galima sudaryti plokštumas, primityvias figūras. Siekiant vaizdingumo modeliuose, plokštūmos dengiamos raštais (angl. texturing), kuriami menami šviesos šaltiniai (shading).

Trimatė grafika praktiškai taikoma šiuolaikinių žaidimų bei programinės įrangos gamyboje, medicinoje, architektūroje ir t.t. Mano atvėju bandysiu pavaizduoti banguojačios jūros modelį, bet prieš pradedant reiktu susipažinti su sąvoka “modelis” ar “modeliavimas”. Tam ir paaukojau sekanti skyrių.

2. KOMPIUTERINIS MODELIAVIMAS

Iš tikrųjų modeliuojame kasdien, kartais net nesuvokdami to. Dar vaikystėje kūrėme įvairių daiktų ir pastatų modelius iš plastilino arba kokių nors konstruktoriumi. Įkurdami namie akvariumą žuvelėms, taip pat modeliavome realų vandens telkinį – ežerą ar netgi jūrą. Vėliau, mokslo metais mokymo įstaigoje atlikdami natūrinius eksperimentus, bandymus, laboratorinius darbus, taip pat modeliavome, tai yra stengdavomės pakartoti realiai vykstančią situaciją. Norėdami gauti teisę valdyti sudėtingą techniką, pavyždžiui, automobilį ar lėktuvą, turėjome nemažai laiko praleisti prie treniruoklių. Taigi visų pirma atlikdavome modeliavimo pratimus. Tai leisdavo atsikratyti galimų incidentų ir avarijų rizikos, sutaupyti nemažai laiko, pinigų ir kitų išteklių, pavyždžiui, kuro, sąnaudų. Tam realūs sudėtingi objektai buvo keičiami paprastesniais materialiais pakaitalais, manekenais, kitaip tariant, modeliais. Šiuolaikinė informatika siūlo žengti dar vieną žingsnį: pasitelkti šiuolaikišką informacinę priemonę – kompiuterį – ir pakeisti fizinius (materialius) modelius virtualiais, simboliniais, realizuotais kompiuterinėse programose.

2.1 Modelio sąvoka

Į šį klausimą galima pateikti daug įvairių atsakymų. Tai ir architektų sudaryta miesto plėtros plano schema, ir naujas automobilis parodoje, ir įvairūs apskaičiavimai, prognozuojantys, kokį poveikį žmonijai turės „ozono skylių“ atsiradimas… Kyla klausymas, kodėl vienu žodžiu „modelis“ apibūdinama tiek įvairių sąvokų? Todėl, kad modeliu gali tapti žmogaus dirbtinai sukurtas abstraktus arba materialinis objektas, kurį tiriant daugiau sužinoma apie realiai egzistuojantį (dažniausiai daug sudėtingesnį) objektą, kuris vadinamas prototipu arba originalu.

Suformuluokime modelio ir modeliavimo proceso apibrėžimus.

Modelis – tai analogas (pakaitalas) realiai egzistuojančių arba įsivaizduojamų objektų, procesų, reiškinių.

Modeliavimas – kūrimas modelių, kad būtų galima išnagrinėti arba ištirti objektus, procesus, reiškinius.

2.2 Modelių tipai

Modeliuoti galime objektus, reiškinius arba procesus.

Objektų modeliai – tai architektūrinių pastatų maketai, meno kūrinių reprodukcijos… Modelis gali atvaizduoti kokį nors realiai egzistuojantį objektą, pavyzdžiui, Saulės sistemą, vandenilio atomą ir pan.

Reiškinių modeliai kuriami gamtos reiškiniams tyrinėti. Pavyzdžiui, kai geografijos pamokose kalbama apie gamtos reiškinius, tai nagrinėjami ne patys konkretūs reiškiniai (žemės drebėjimas, audra, lietus, žaibas ar jūra kaip mano atvėju ir t. t.), o šių reiškinių apibendrinimai, t. y. jų modeliai.

Kuriant procesų modelius, modeliuojami veiksmai su materialiais objektais: eiga, nuosekli vieno objekto ar visos sistemos būsenos, plėtojimosi stadijų kaita. Pavyzdžiui, galima sukurti ekonominių arba ekologinių procesų, visatos ar visuomenės raidos modelius ir pan.

Tam pačiam objektui (procesui, reiškiniui) gali būti sukurta labai daug modelių. Pasirinkto modelio tipas priklauso nuo tikslo – kam kuriamas šis modelis, ir nuo to, kokiais metodais (būdais) renkama informacija apie modelio prototipą.

2.3 Modelių klasifikavimas

Įvairiose gyvenimo ir mokslo srityse dažnai susiduriame su klasifikavimu. Objektus suskirstome į “giminingas” grupes, kurios turi vieną ar kelis bendrus požymius. Čia labai svarbu teisingai išskirti kokį nors bendrą požymį (parametrą), o po to sujungti į grupes tuos objektus, kurie šį požymį turi.

Tą patį galima atlikti ir su modeliais. Dažniausiai modeliai klasifikuojami į tokias grupes:

• Mokymo(si), moksliniai–techniniai, žaidybiniai, imitaciniai, bandymams skirti modeliai (pagal taikymo sritis).

• Dinaminiai ir statiniai.

• Biologiniai, sociologiniai, istoriniai ir pan. (pagal mokslo sritis).

• Materialiniai ir informaciniai (pagal modelio vaizdavimo būdą).

2.4 Pagrindiniai modeliavimo etapai

Prieš pradedami kokį nors darbą, turime įsivaizduoti, nuo ko tą darbą pradėti, kokie galėtų būti darbo rezultatai, kokie galimi darbo atlikimo etapai. Tą patį galima pasakyti ir apie modeliavimą.

Modeliavimas – kūrybiškas procesas, kurį įsprausti į tam tikrus rėmus nėra lengva. Mano manymu modeliavimas etapai galėtų būti tokie:

1. Uždavinio formulavimas

2. Modelio
rezultatų analizė

Šie etapai gali keistis, gali atsirasti daugiau etapų, tai priklauso nuo uždavinio formuluotės ir modeliavimo tikslo.

Modeliavimo pradžia – uždavinio formulavimas. Turime suformuluoti uždavinį, kaip modeliuosime, nes ta patį modelį galime sukurti įvairiais būdais. Visuomet, prieš ką nors veikdamas, žmogus sukuria savo veiksmų modelį. Viska apgalvojame iš anksto. Modeliavimo kūrimas – sakyčiau pats įdomiausias etapas, kur atsiskleidžia visos modeliuotojo sąvybės, kaip parinkti tinkamiausią aplinką, kameros kampą itt. Modeliavimo pabaiga – tai visų pirmą objekto analizė, galutinis modelis, nes proceso metu gali būti bandymų kurti vienaip ar kitaip, bet galutinis rezultatas gali buti tik vienas.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1607 žodžiai iš 5298 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.