Návrh zadní počítačové grafiky. Jaké jsou typy počítačové grafiky. Vytváření animací a vzhledu „živé akce“

Jak již bylo zmíněno výše, počítačovou grafiku lze rozdělit do tří hlavních kategorií podle způsobů popisu obrázků: rastrová, vektorová a trojrozměrná grafika. Mezi dvourozměrnou grafikou vyniká zvláštním způsobem pixelová a fraktální grafika. 3D, CGI a infografika také vyžadují samostatnou úvahu.

Pixelová grafika

Termín "pixelové umění" pixel ) znamená formu digitálního obrázku vytvořeného na počítači pomocí rastrového grafického editoru, kde je obrázek upravován na úrovni pixelů (bodů) a rozlišení obrázku je tak malé, že jednotlivé pixely jsou jasně viditelné.

Je běžnou mylnou představou, že jakákoli kresba vytvořená pomocí rastrových editorů je pixel art. To není pravda, pixelový obrázek se liší od běžné rastrové technologie - ruční úprava obrázku pixel po pixelu. Proto je pixelový obrázek charakteristický svou malou velikostí, omezenou paletou barev a (obvykle) nedostatkem vyhlazování.

Pixelová grafika využívá pouze nejjednodušší nástroje rastrových grafických editorů, jako je Tužka, Čára (čára) nebo Výplň (barevná výplň). Pixelová grafika připomíná mozaiky a křížkový steh nebo korálkovou výšivku, protože vzor je tvořen malými barevnými prvky, podobně jako pixely moderních monitorů.

fraktální grafika

Fraktál je objekt tvořený nepravidelnými oddělenými částmi, které jsou podobné celému objektu. Protože k podrobnějšímu popisu prvků menšího měřítka dochází podle jednoduchého algoritmu, lze takový objekt popsat pouze několika matematickými rovnicemi.

Rýže. 8.5.

Fraktální grafika je nepostradatelná pro vytváření umělých hor, mraků, mořských vln. Díky fraktálům se snadno zobrazují složité objekty, jejichž obrazy jsou podobné přírodním. Fraktály umožňují popisovat celé třídy obrázků, jejichž detailní popis vyžaduje relativně málo paměti (obr. 8.5). Na druhou stranu jsou fraktály špatně použitelné na obrázky mimo tyto třídy.

3D grafika

Trojrozměrná grafika (3D - z angl. 3 Rozměry - tři rozměry) - tři rozměry obrazu) - část počítačové grafiky, sada technik a nástrojů (jak software, tak hardware) určených k zobrazení trojrozměrných objektů (obr. 8.6).

Rýže. 8.6.

3D obrázek na rovině se od dvourozměrného liší tím, že zahrnuje konstrukci geometrického promítání trojrozměrného modelu scény na rovinu (například obrazovku počítače) pomocí specializovaných programů (avšak s tvorbou a implementací tzv. 3D -zobrazuje a 3D -3D grafické tiskárny nemusí nutně zahrnovat projekci do roviny). V tomto případě může model odpovídat buď objektům z reálného světa (auta, budovy, hurikán, asteroid), nebo být zcela abstraktní (projekce čtyřrozměrného fraktálu).

3D modelování je proces vytváření trojrozměrného modelu objektu. Úkol 3D - modelování - k vytvoření trojrozměrného obrazu požadovaného předmětu. Pomocí trojrozměrné grafiky můžete vytvořit přesnou kopii konkrétního objektu a vytvořit novou, dokonce nerealistickou reprezentaci objektu, který nikdy neexistoval.

3D grafika pracuje s objekty ve 3D prostoru. Obvykle je výsledkem plochý obraz, projekce. Trojrozměrná počítačová grafika je široce používána v televizi, kině, počítačových hrách a designu tištěných produktů.

Trojrozměrná grafika se aktivně používá k vytváření obrázků na rovině obrazovky nebo tištěného listu ve vědě a průmyslu (například v systémech počítačově podporovaných návrhových prací (CAD)); pro tvorbu pevných prvků: budov, strojních částí, mechanismů), architektonické vizualizace (sem patří tzv. „virtuální archeologie“), v moderních lékařských zobrazovacích systémech.

3D grafika se obvykle zabývá virtuálním, imaginárním trojrozměrným prostorem, který je zobrazen na plochém, dvourozměrném povrchu displeje nebo listu papíru. Jakýkoli obrázek na monitoru se díky jeho rovině stává rastrovým obrázkem, protože monitor je matice, skládá se ze sloupců a řádků. Trojrozměrná grafika existuje pouze v naší představivosti - to, co vidíme na monitoru, je projekce trojrozměrné postavy a my sami si vytváříme prostor. Vizualizace grafiky tedy může být pouze rastrová a vektorová a způsob vizualizace je pouze rastr (množina pixelů), způsob zadání obrázku závisí na počtu těchto pixelů.

V současné době existuje několik metod pro zobrazení trojrozměrných informací v trojrozměrné podobě, i když většina z nich představuje trojrozměrné charakteristiky spíše podmíněně, protože pracují se stereo obrazem. Z této oblasti stereo brýle, virtuální helmy, 3D displeje schopné zobrazovat trojrozměrný obraz.

-grafika

Termín "CGI grafika" generované počítačem snímky se vztahují k počítačově generovaným obrázkům) označuje statické a pohyblivé obrázky generované 3D počítačovou grafikou a používané ve výtvarném umění, tisku, filmových speciálních efektech, televizi a simulacích. Počítačové hry obvykle používají počítačovou grafiku v reálném čase, ale pravidelně se přidávají i herní videa založená na CGI.

Pohyblivé obrázky jsou vytvářeny počítačovou animací, což je užší oblast CGI grafiky, která je použitelná i v kinematografii, kde umožňuje vytvářet efekty, které nelze získat pomocí tradičního makeupu a animatroniky. Počítačová animace dokáže nahradit práci kaskadérů a komparzistů, stejně jako kulisy.

infografiky

Termín „infografika“ (z lat. informace- povědomí, objasnění, prezentace; a další - řečtina. grafika - psáno, od grafo - píšu) označují grafický způsob prezentace informací, dat a znalostí.

Rozsah uplatnění infografiky je obrovský – geografie, žurnalistika, školství, statistika, odborné texty. Pomáhá nejen uspořádat velké množství informací, ale také jasněji ukázat vztah objektů a faktů v čase a prostoru a také demonstrovat trendy.

Infografikou lze nazvat jakoukoli kombinaci textu a grafiky vytvořené se záměrem vyprávět konkrétní příběh, zprostředkovat konkrétní skutečnost. Infografika funguje tam, kde potřebujete ukázat zařízení a algoritmus něčeho, vztah objektů a faktů v čase a prostoru, ukázat trend, ukázat, jak to vypadá, uspořádat velké množství informací.

Infografika je vizuální reprezentace informací. Používá se tam, kde je třeba rychle a jasně prezentovat složité informace.

• Animatronika - technika používaná v kinematografii, animaci, počítačovém modelování k vytváření speciálních efektů pohyblivých umělých částí těla člověka, zvířete nebo jiných předmětů.

Trojrozměrná grafika v naší době aktivně proniká do všech sfér života a grafický design není výjimkou.

3D grafika je všude: v časopisech, na pouličních reklamních plakátech, v kolážích oblíbených fotografů a tak dále.

Mnoho začínajících designérů si myslí, že k vytvoření například skvělého filmového plakátu stačí Photoshop a nelze použít 3D grafiku.

Co si neuvědomují, je, že odmítnutím používání 3D grafiky se omezují a připravují se o výhody, které by jejich práci přinesla.

Dám vám příklad. Níže se můžete podívat na plakát k filmu "Oblivion". Jak vidíte, je to více než polovina 3D grafiky!

3D grafika vám poskytuje neuvěřitelné možnosti, jak oživit vaše umělecké nápady!

Ještě jeden příklad! Nedávno jsem si při pití kávy v McDonaldu všiml krásného plakátu, který visel na zdi.

Ptáte se, čím mě tento plakát zaujal? Ano, celé jde o to, že burger na tomto plakátu byl nějak superideální!

Ano, byl vynikající!

Já (člověk, který se trochu vyzná ve focení) pochopil, že najít tak dokonalý burger a ještě k tomu ho vyfotit tak cool je prostě nereálné! Chce to jen neuvěřitelné úsilí!

Proto mě napadlo, ale je to trojrozměrná grafika?

Když jsem se vrátil domů a hledal na internetu, narazil jsem na stránky 3D umělce, který tento burger nakreslil.

Ano, měl jsem pravdu! Tento burger byl 100% modelován ve 3D softwaru.

To je další příklad toho, jak populární je 3D grafika.

Podívejme se na několik dalších příkladů použití 3D grafiky v reklamě.

Trojrozměrná grafika se stala tak dokonalou, že je těžké ji odlišit od fotografie. Je třeba mít na paměti, že 3D grafika zpravidla vypadá mnohem atraktivněji než fotografie.

Výrobci automobilů byli mezi prvními, kteří si uvědomili sílu 3D grafiky, a nyní na všech reklamních plakátech a v časopisech nevidíte fotografie aut, ale jejich 3D modely.

To nemluvím o tom, že pomocí 3D grafiky můžete auto doslova rozebrat na díly.

Chcete-li prodat konkrétní produkt, musíte jej zákazníkům představit v celé jeho kráse. Z tohoto důvodu IKEA v roce 2013 opustila fotografování ve prospěch 3D grafiky. Nyní jsou všechny obrázky v katalogu IKEA vyrobeny pomocí trojrozměrných programů.

Zde je několik dalších příkladů:

Jsem si jistý, že vy, lidé, kteří již Photoshop znáte, máte prostor pro další růst a zvládnutí nových programů, abyste drželi krok s dobou!

A co programy pro tvorbu 3D grafiky? Jaké jsou vůbec možnosti a na co si dát pozor, pokud jste v této věci nový.

Dnes je na trhu mnoho programů, z nichž každý má své silné a slabé stránky. Zde jsou některé z nich: 3ds Max, Cinema 4D, Maya, Houdini, Blender.

Ale co si z toho vybrat a kde začít pracovat, to vám řeknu zítra. A zítra si budete moci vytvořit svůj první 3D objekt! Do zítřka!

K tvorbě počítačové grafiky se používá mnoho různých aplikací. Obvykle je lze rozdělit do následujících skupin:

• Programy pro digitální sochařství (Pixologic ZBrush, Autodesk Mudbox).
• Herní enginy (Unreal Engine 4, Unity 5, CryEngine 3).
• Vysoce specializované aplikace, "vybroušené" pro konkrétní úkoly (fluidní animace - RealFlow, tvorba textur - Mari atd.).
• Univerzální 3D editory (Cinema 4D, 3Ds Max, Maya, Houidini atd.).

První tři skupiny budou diskutovány v následujících článcích. A dnes nabízíme přehled univerzálních 3D editorů (Full 3D Suites).

Univerzální 3D redaktoři, zpravidla obsahují vše, co potřebujete pro CG: modelovací, animační a vizualizační nástroje.

Na otázky: „Který z balíčků je nejlepší? Co si vybrat?" neexistují žádné správné odpovědi. Výběr nástroje závisí na mnoha faktorech: osobní preference umělce CG, cíle, finanční možnosti atd.

• funkčnost programu;
• snadnost použití (intuitivní rozhraní atd.);
• dostupnost, cena.

Většina specialistů používá při své práci několik programů najednou: některé věci jsou jednodušší a rychlejší v aplikacích třetích stran (detaily, post-processing, simulace atd.). Neomezujte se tedy pouze na jeden balíček. Navíc je dnes výběr nástrojů prostě obrovský.

Nejoblíbenější 3D balíčky:

3 Ds Max

3D Max- "průkopník" mezi 3D editory, velmi oblíbený nástroj, # 1 volba mnoha začátečníků i pokročilých profesionálů. Zaujímá přední místo v oblasti designu a architektonických vizualizací. Často se používá v herním průmyslu.

možnosti:

• modelování založené na polygonech, splajnech a NURBS,
• výkonný částicový systém,
• modul vlasy/vlna,
• pokročilé shadery Shader FX,
• podpora nových a vylepšených motorů Iray a mental ray.
• davová animace,
• import z aplikací Revit a SketchUp,
• skládání integrace.

A mnohem víc.

Klady: obrovská funkčnost, spousta pluginů a školicích informací.

mínusy: není tak snadné se naučit, "staromilec" potřebuje vážné aktualizace.

Autodesk Maya

Maya- průmyslový standard pro 3D grafiku ve filmu a televizi. Maya je populární mezi velkými studii a velkými projekty v reklamě, kinematografii a herním průmyslu. Balíček je ideální pro tvorbu animací.

možnosti:

• kompletní sada nástrojů pro NURBS- a polygonální modelování;
• výkonné obecné nástroje a nástroje pro animaci postav;
• pokročilý systém částic;
• Technologie Maya Fur (tvorba kožešin, vlasů, trávy);
• Technologie Maya Fluid Effects (simulace kapalin, atmosféry);
• široká škála nástrojů pro vytváření dynamických speciálních efektů;
• UV textury, normály a barevné kódování;
• víceprocesorové flexibilní vykreslování.

Klady: skvělá funkčnost a možnosti.

mínusy: dlouhé a komplexní školení, vysoké systémové požadavky, vysoká cena.

Kino 4 D

Kino 4 D- jeden z nejlepších a nejpohodlnějších 3D balíčků k dnešnímu dni. Obrovská funkčnost: od modelování, animace, efektů až po „vyřezávání“ a 3D modul BodyPaint. Má srozumitelnější a uživatelsky přívětivější rozhraní než 3Ds Max a Maya. Široce používán v motion designu, filmovém průmyslu a reklamě.

možnosti:

• polygonální a NURBS modelování;
• BodyPaint 3D (modul pro tvorbu UV a texturových map);
• generování a animace objektů;
• animace postav;
• dynamika měkkých a tuhých těles;
• modul pro vytváření realistických vlasů;
• částicový systém Myslící částice;
• dobrý vestavěný vizualizér.

Klady: snadno se učí, intuitivní rozhraní, vynikající funkčnost, spousta výukových programů, úzké propojení s Adobe After Effects, Houdini atd.

mínusy:špatný systém přechodu mezi verzemi.

Modo

Modo- kompletní produkt pro modelování, kreslení, animaci a vizualizaci. Také zahrnuje sochařství a nástroje malování textury. Díky snadnému použití a vysokému výkonu má Modo pověst jednoho z nejrychlejších modelovacích nástrojů. Modo je populární v reklamě, vývoji her, speciálních efektech a architektonické vizualizaci.

možnosti:

• polygonální a SDS modelování;
• moderní animační nástroje;
• dynamika tuhých a měkkých těles;
• kreslící systém;
• Kožešina (kožešina) pro vytváření vlasů, trávy a kožešin;
• modelovací nástroje;
• rychlá a kvalitní vizualizace.

Klady: výkonná a srozumitelná sada nástrojů, vysoký výkon.

mínusy: není dostatek informací.

vedlejší efekty Houdini

Houdini- výkonný profesionální balíček pro práci s 3D grafikou, je založen na procedurálním, uzlovém systému. Houdini je ideální pro vytváření komplexní dynamiky, simulace: částice, tekutiny, kouř, oheň, přírodní jevy atd. Je to také skvělý nástroj pro vytváření působivých vizuálních efektů. Houdiniho hlavní oblastí použití je filmový průmysl.

možnosti:

• polygonální a NURBS modelování,
• animace (klíčová, procedurální),
• animace postav,
• částicový systém,
• dynamika tuhých a měkkých těl, tkání, vlny/vlasů, plynů a kapalin,
• práce s prostorovým zvukem
• výkonný renderovací engine Mantra,
• vestavěný kompoziční nástroj.

Klady: vysoce kvalitní speciální efekty a animace.

mínusy: málo informací, vysoká cena.

měkký obraz

měkký obraz(Autodesk Softimage, dříve Softimage/XSI) je software pro 3D animace a vizuální efekty pro herní průmysl, film a televizi.

Softimage měl jeden z nejlepších animačních systémů. Díky unikátnímu systému ICE (Interactive Creative Environment - vizuální programovací platforma založená na uzlech) nabízel balíček širokou funkčnost, flexibilitu, vysoký výkon a kvalitu.

možnosti:

• výkonné polygonální a procedurální modelování v prostředí ICE;
• fyzika a dynamika částic a geometrie;
• nelineární animace;
• Nástroje pro animaci obličeje Autodesk Face Robot;
• vestavěný MentalRay.

V roce 2008 koupil Autodesk Softimage od Avidu za 35 milionů dolarů. V roce 2015 Autodesk oznámil, že již neprodává licence na Softimage a efektivně se zbavil jednoho z nejsilnějších hráčů na trhu. Oficiální web navrhuje přechod na 3Ds Max nebo Maya.

Světelná vlna

Světelná vlna 3D je nástroj pro 3D animaci a vizuální efekty od společnosti NewNek. Ve filmu a televizi je to již dlouho průmyslový standard.

Od dynamického modelování, animace postav, vizuálních efektů až po vývoj her a vizualizaci architektury, nový a vylepšený balíček LightWave 2015 nabízí nepřeberné množství možností.

možnosti:

• intuitivní duální rozhraní (modelátor a rozvržení);
• výkonné polygonální modelování;
• pokročilý animační systém;
• částicový systém;
• Systém vybavení znaků Genoma 2;
• vylepšené vykreslování;
• interaktivní dynamická dědičnost (Interactive Dynamic Parenting);
• flexibilní systém Bullet Dynamics;

Klady: obrovská funkčnost, pohodlné duální rozhraní.

mínusy: není tak populární v naší zemi a zemích SNS, existuje jen málo informací.

Mixér

Jediný bezplatný 3D balíček na seznamu, který je téměř stejně funkční jako placené aplikace. Blender obsahuje nástroje pro 3D modelování, animace a řadu možností pro vytváření her, vizuálních efektů a sochařství. Skvělá alternativa k 3D animaci "monstra". Díky podpoře Blender Foundation se program velmi rychle a plynule rozvíjí.

možnosti:

• polygonální modelování, splajny, NURBS křivky a plochy;
• sochařský režim;
• částicový systém;
• dynamika tuhých a měkkých těles: kapalina, vlna/vlasy atd.;
• kosterní animace;
• vestavěné renderovací motory a integrace s renderery třetích stran;
• editor videa;
• funkce pro tvorbu her a aplikací (Game Blender).

Klady: dostupnost, open source, multiplatformní, malá velikost (asi 50 megabajtů), široká funkčnost, možnost vytvářet hry.

mínusy: nedostatek dokumentace v základní dodávce.

Takže ve zkratce:

• 3D Max- počítačové hry, interiéry, vizualizace.
• Maya- animace, filmový průmysl, televize, klipy.
• Kino 4D- speciální efekty ve filmu a televizi, motion design, reklama.
• Modo- reklama, hry, speciální efekty ve filmech.
• Houdini- vizuální programování, speciální efekty v kině.
• měkký obraz- animace a speciální efekty v kině, televizi, hrách.
• Světelná vlna- speciální efekty ve filmu a televizi.
• Mixér- animace postav, tvorba her.

Na závěr bych rád poznamenal: 3D editor je jen nástroj, jehož potenciál může odhalit pouze samotný designér, CG umělec. Po úplném zvládnutí jednoho balíčku nebude těžké studovat další.

Hodně štěstí při studiu a práci!

3D modelování a vizualizace jsou zásadní při výrobě produktů nebo jejich balení, stejně jako při tvorbě prototypů produktů a tvorbě objemové animace.

Služby 3D modelování a vizualizace jsou tedy poskytovány, když:

• je zapotřebí posouzení fyzických a technických vlastností výrobku ještě předtím, než bude vytvořen v původní velikosti, materiálu a konfiguraci;
• je nutné vytvořit 3D model budoucího interiéru.

V takových případech se určitě budete muset uchýlit ke službám specialistů v oblasti 3D modelování a vizualizace.

3D modely- nedílná součást vysoce kvalitních prezentací a technické dokumentace a - základ pro vytvoření prototypu produktu. Zvláštností naší společnosti je schopnost provést celý cyklus práce na vytvoření realistického 3D objektu: od modelování až po prototypování. Vzhledem k tomu, že všechny práce lze provádět v komplexu, výrazně to snižuje čas a náklady na hledání dodavatelů a nastavování nových technických úkolů.

Pokud jde o výrobek, pomůžeme vám uvolnit jeho zkušební sérii a zavést další výrobu v malém nebo průmyslovém měřítku.

Definice pojmů "3D modelování" a "vizualizace"

3D grafika nebo 3D modelování- počítačová grafika, která kombinuje techniky a nástroje potřebné k vytvoření trojrozměrných objektů v technickém prostoru.

Techniky je třeba chápat jako způsoby formování trojrozměrného grafického objektu - výpočet jeho parametrů, kreslení "kostra" nebo trojrozměrné nedetailní formy; vytlačování, stavění a vyřezávání dílů atd.

A pod nástroji - profesionální programy pro 3D modelování. Za prvé - SolidWork, ProEngineering, 3DMAX, stejně jako některé další programy pro objemovou vizualizaci objektů a prostoru.

Vykreslování objemu je vytvoření dvourozměrného rastrového obrázku na základě sestrojeného 3D modelu. V jádru se jedná o nejrealističtější obraz trojrozměrného grafického objektu.

Aplikace 3D modelování:

• Reklama a marketing

Trojrozměrná grafika je pro prezentaci budoucího produktu nepostradatelná. Pro zahájení výroby je potřeba nakreslit a následně vytvořit 3D model objektu. A již na základě 3D modelu, pomocí technologií rychlého prototypování (3D tisk, frézování, odlévání silikonových forem atd.) vzniká realistický prototyp (vzorek) budoucího produktu.

Po vykreslení (3D vizualizace) lze výsledný obraz použít při vývoji obalového designu nebo při tvorbě venkovní reklamy, POS materiálů a designu výstavních stánků.

• územní plánování

Pomocí trojrozměrné grafiky je dosaženo nejrealističtějšího modelování městské architektury a krajiny – s minimálními náklady. Vizualizace stavební architektury a krajinářského designu umožňuje investorům a architektům pocítit efekt bytí v navrženém prostoru. To vám umožní objektivně posoudit přednosti projektu a odstranit nedostatky.

• Průmysl

Moderní výrobu si nelze představit bez předvýrobního modelování výrobků. S příchodem 3D technologií se výrobcům podařilo výrazně ušetřit materiály a snížit finanční náklady na inženýrský design. Pomocí 3D modelování vytvářejí grafičtí designéři 3D obrazy dílů a objektů, které pak lze použít k vytváření forem a prototypů objektů.

• Počítačové hry

3D technologie se při tvorbě počítačových her používá již více než deset let. V profesionálních programech zkušení specialisté ručně kreslí 3D krajiny, modely postav, animují vytvořené 3D objekty a postavy a také vytvářejí concept art (návrhy konceptů).

• Kino

Celý moderní filmový průmysl se zaměřuje na 3D kino. Pro takové natáčení se používají speciální kamery, které umí natáčet ve 3D. Navíc pomocí trojrozměrné grafiky pro filmový průmysl vznikají jednotlivé objekty i plnohodnotné krajiny.

• Architektura a interiérový design

Technologie 3D modelování v architektuře se již dlouho etablovala z té nejlepší stránky. Dnes je vytvoření trojrozměrného modelu budovy nepostradatelným atributem designu. Na základě 3D modelu můžete vytvořit prototyp budovy. Navíc jak prototyp, který opakuje pouze obecné obrysy budovy, tak podrobný prefabrikovaný model budoucí budovy.

Co se týče interiérového designu, pomocí technologie 3D modelování může zákazník vidět, jak bude jeho domov či kancelář po opravě vypadat.

• Animace

Pomocí 3D grafiky můžete vytvořit animovanou postavu, „rozhýbat“ ji a také navrhováním složitých animačních scén vytvořit plnohodnotné animované video.

Etapy vývoje 3D modelu

Vývoj 3D modelu probíhá v několika fázích:

1. Modelování nebo vytváření geometrie modelu

Hovoříme o vytvoření trojrozměrného geometrického modelu, bez zohlednění fyzikálních vlastností objektu. Používané metody jsou:

• vytlačování;
• modifikátory;
• polygonální modelování;
• otáčení.

2. Texturování objektu

Úroveň realismu budoucího modelu přímo závisí na výběru materiálů při vytváření textur. Profesionální programy pro práci s trojrozměrnou grafikou jsou prakticky neomezené ve svých možnostech pro vytvoření realistického obrazu.

3. Nastavení světel a vyhlídek

Jeden z nejtěžších kroků při vytváření 3D modelu. Realistické vnímání obrazu totiž přímo závisí na volbě tónu světla, úrovni jasu, ostrosti a hloubce stínů. Kromě toho je nutné vybrat pozorovací bod pro objekt. Může to být pohled z ptačí perspektivy nebo zmenšení prostoru tak, aby bylo dosaženo efektu, jako byste v něm byli – výběrem pohledu na objekt z lidské výšky.+

4. 3D vizualizace nebo rendering

Poslední fáze 3D modelování. Spočívá v upřesnění nastavení zobrazení 3D modelu. Tedy přidání grafických speciálních efektů, jako je oslnění, mlha, záře atd. V případě vykreslování videa se zjišťují přesné parametry 3D animace postav, detailů, krajiny atd. (doba barevných rozdílů, záře atd.).

Ve stejné fázi je podrobně popsáno nastavení vizualizace: je vybrán požadovaný počet snímků za sekundu a rozšíření konečného videa (například DivX, AVI, Cinepak, Indeo, MPEG-1, MPEG-4, MPEG-2, WMV atd.). Pokud je potřeba získat dvourozměrný rastrový obrázek, určí se formát a rozlišení obrázku, hlavně JPEG, TIFF nebo RAW.

5. post produkce

Zpracovávejte pořízené obrázky a videa pomocí editorů médií - Adobe Photoshop, Adobe Premier Pro (nebo Final Cut Pro / Sony Vegas), GarageBand, Imovie, Adobe After Effects Pro, Adobe Illustrator, Samplitude, SoundForge, Wavelab atd.

Postprodukce má dát mediálním souborům originální vizuální efekty, jejichž účelem je nadchnout mysl potenciálního spotřebitele: zapůsobit, vzbudit zájem a být dlouho zapamatován!

3D modelování ve slévárně

Ve slévárenství se 3D modelování postupně stává nepostradatelnou technologickou součástí procesu tvorby produktu. Pokud mluvíme o odlévání do kovových forem, pak se 3D modely takových forem vytvářejí pomocí technologií 3D modelování a také 3D prototypování.

Ale neméně populární je dnes získávání formování v silikonových formách. V tomto případě vám 3D modelování a vizualizace pomůže vytvořit prototyp předmětu, na jehož základě bude vyrobena forma ze silikonu nebo jiného materiálu (dřevo, polyuretan, hliník atd.).

Metody 3D vizualizace (rendering)

1. Rastrování.

Jedna z nejjednodušších metod vykreslování. Při jeho použití se neberou v úvahu dodatečné vizuální efekty (například barva a stín objektu vzhledem k pohledu).

2. Raycasting.

Na 3D model je nahlíženo z určitého, předem určeného bodu – z lidské výšky, ptačí perspektivy atd. Z pohledu jsou vysílány paprsky, které určují šerosvit objektu při jeho prohlížení v obvyklém 2D formátu.

3. Sledování paprsků.

Tato metoda vykreslování znamená, že při dopadu na povrch se paprsek rozdělí na tři složky: odražený, stínový a lomený. Ve skutečnosti to tvoří barvu pixelu. Realismus obrazu navíc přímo závisí na počtu dělení.

4. Trasování cesty.

Jedna z nejobtížnějších metod 3D vizualizace. Při použití této metody 3D vykreslování se šíření světelných paprsků co nejvíce blíží fyzikálním zákonům šíření světla. To zajišťuje vysokou realističnost výsledného obrazu. Je třeba poznamenat, že tato metoda je náročná na zdroje.

Naše společnost Vám poskytne celou škálu služeb v oblasti 3D modelování a vizualizace. Máme veškeré technické možnosti k vytváření 3D modelů různé složitosti. Máme také bohaté zkušenosti s 3D vizualizací a modelováním, o čemž se můžete sami přesvědčit prozkoumáním našeho portfolia nebo našich dalších prací, které na webu ještě nebyly prezentovány (na vyžádání).

Značková agentura KOLORO Vám poskytne služby při výrobě zkušební série výrobků nebo její malosériové výrobě. K tomu naši specialisté vytvoří co nejrealističtější 3D model objektu, který potřebujete (obal, logo, postavičku, 3D vzorek libovolného produktu, formu atd.), na jehož základě vznikne prototyp produktu. Cena naší práce přímo závisí na složitosti objektu 3D modelování a je diskutována individuálně.

Tento článek pravděpodobně čtete na monitoru počítače nebo na obrazovce mobilního zařízení – displeji, který má skutečné rozměry, výšku a šířku. Ale když se díváte například na kreslený příběh Toy Story nebo hrajete hru Tomb Raider, vidíte trojrozměrný svět. Jednou z nejúžasnějších věcí na 3D světě je, že svět, který vidíte, může být světem, ve kterém žijeme, světem, ve kterém budeme žít zítra, nebo světem, který žije pouze v myslích tvůrců filmu nebo hry. A všechny tyto světy se mohou objevit pouze na jedné obrazovce - to je přinejmenším zajímavé.
Jak počítač přiměje naše oči, aby si myslely, že se díváme na plochou obrazovku, abychom viděli hloubku prezentovaného obrazu? Jak to tvůrci her dělají, abychom viděli skutečné postavy pohybující se ve skutečné krajině? Dnes vám povím o vizuálních tricích, které používají grafici, a o tom, jak to všechno dohromady a zdá se nám tak jednoduché. Ve skutečnosti není všechno jednoduché, a chcete-li zjistit, jaká je 3D grafika, jděte pod střih - tam najdete fascinující příběh, do kterého se, jsem si jist, vrhnete s nebývalým potěšením.

Co dělá obrázek 3D?

Obraz, který má nebo vypadá, že má výšku, šířku a hloubku, je trojrozměrný (3D). Obraz, který má výšku a šířku, ale žádnou hloubku, je dvourozměrný (2D). Připomeňte mi, kde vidíte dvojrozměrné obrázky? - Prakticky všude. Pamatujte i na obvyklý symbol na dveřích toalety, který označuje kabinku pro jedno nebo druhé patro. Symboly jsou navrženy tak, abyste je mohli rozpoznat a rozpoznat na první pohled. Proto používají jen ty nejzákladnější formy. Podrobnější informace o kterémkoli symbolu vám mohou napovědět, jaké oblečení má tento malý muž na sobě, visí na dveřích nebo barvu vlasů, například symboly dveří dámské toalety. To je jeden z hlavních rozdílů mezi způsobem použití 3D a 2D grafiky: 2D grafika je jednoduchá a zapamatovatelná, zatímco 3D grafika využívá více detailů a do zdánlivě obyčejného předmětu vměstná mnohem více informací.

Například trojúhelníky mají tři čáry a tři úhly – vše, co potřebujete, abyste řekli, z čeho je trojúhelník vyroben a co to vlastně je. Podívejte se však na trojúhelník z druhé strany – pyramida je trojrozměrná stavba se čtyřmi trojúhelníkovými stranami. Upozorňujeme, že v tomto případě je již šest čar a čtyři rohy - z toho se pyramida skládá. Podívejte se, jak se může obyčejný předmět proměnit v trojrozměrný objekt a obsahovat mnohem více informací potřebných k vyprávění příběhu trojúhelníku nebo pyramidy.

Po stovky let umělci používali některé vizuální triky, které dokážou udělat z plochého 2D obrazu skutečné okno do skutečného 3D světa. Podobný efekt můžete vidět na běžných fotografiích, které můžete skenovat a prohlížet na monitoru počítače: objekty na fotografii se zdají menší, když jsou dále; objekty v blízkosti objektivu fotoaparátu jsou zaostřené, což znamená, že vše za zaostřenými objekty je rozmazané. Barvy bývají méně živé, pokud objekt není tak blízko. Když dnes mluvíme o 3D grafice na počítačích, mluvíme o obrazech, které se pohybují.

Co je 3D grafika?

Pro mnohé z nás je hraní na osobním počítači, mobilním zařízení nebo obecně pokročilém herním systému nejvýraznějším příkladem a nejčastějším způsobem, jakým můžeme uvažovat o trojrozměrné grafice. Všechny tyto hry, skvělé filmy vytvořené pomocí počítače, musí projít třemi základními kroky, aby vytvořily a prezentovaly realistické 3D scény:

1. Vytváření virtuálního 3D světa
2. Určuje, jaká část světa se zobrazí na obrazovce
3. Určení toho, jak bude vypadat pixel na obrazovce, aby celý obraz vypadal co nejrealističtěji

Jaká část virtuálního světa je zobrazena na obrazovce?
V každém okamžiku se na obrazovce zobrazuje pouze malá část virtuálního 3D světa vytvořeného pro počítačovou hru. To, co se zobrazuje na obrazovce, jsou určité kombinace způsobů, jak je svět definován, kam se rozhodujete, kam jít a co vidět. Bez ohledu na to, kam jdete - dopředu nebo dozadu, nahoru nebo dolů, doleva nebo doprava - virtuální 3D svět kolem vás určuje, co vidíte, když jste v určité pozici. To, co vidíte, dává smysl od jedné scény k druhé. Pokud se na objekt díváte ze stejné vzdálenosti, bez ohledu na směr, měl by vypadat vysoko. Každý předmět by měl vypadat a pohybovat se tak, abyste věřili, že má stejnou hmotnost jako skutečný předmět, že je stejně tvrdý nebo měkký jako skutečný předmět a tak dále.

Programátoři, kteří píší počítačové hry, vynakládají velké úsilí na navrhování 3D virtuálních světů a jejich vytváření tak, abyste jimi mohli procházet, aniž byste narazili na něco, co by vás přimělo myslet si: „To se v tomto světě nemohlo stát!“. Poslední věc, kterou chcete vidět, jsou dva pevné předměty, které mohou procházet skrz sebe. Toto je ostrá připomínka, že vše, co vidíte, je podvod. Třetí krok zahrnuje minimálně tolik výpočtů jako ostatní dva kroky a měl by také probíhat v reálném čase.

Osvětlení a perspektiva

Osvětlení hraje klíčovou roli ve dvou efektech, které dodávají objektům vzhled, váhu a vnější pevnost: stínování a stíny. První efekt, ztmavení, je ten, kdy na jednu stranu předmětu dopadá více světla než na druhou. Stmívání dává předmětu hodně naturalismu. Díky tomuto stínování jsou záhyby přikrývky hluboké a měkké a vysoké lícní kosti vypadají nápadně. Tyto rozdíly v intenzitě světla posilují celkovou iluzi, že objekt má hloubku i výšku a šířku. Iluze hmoty pochází z druhého efektu, ze stínu.

Pevná těla vrhají stíny, když na ně dopadá světlo. Můžete to vidět, když sledujete stín, který sluneční hodiny nebo strom vrhají na chodník. Proto jsme zvyklí vidět skutečné předměty a lidi vrhající stíny. Ve 3D stín opět posiluje iluzi tím, že vytváří efekt bytí ve skutečném světě, spíše než na obrazovce matematicky generovaných tvarů.

perspektivní
Perspektiva je jedno slovo, které může znamenat hodně, ale ve skutečnosti popisuje jednoduchý efekt, který každý viděl. Pokud stojíte na kraji dlouhé rovné silnice a díváte se do dálky, zdá se, jako by se obě strany silnice sbíhaly v jednom bodě na horizontu. Pokud jsou stromy blízko silnice, vzdálenější stromy budou vypadat menší než stromy blíže k vám. Ve skutečnosti to bude vypadat, jako by se stromy sbíhaly v určitém bodě horizontu vytvořeného poblíž silnice, ale není tomu tak. Když se zdá, že všechny objekty na scéně se nakonec sbíhají v jednom bodě v dálce, je to perspektiva. Existuje mnoho variant tohoto efektu, ale většina 3D grafiky používá jediný úhel pohledu, který jsem právě popsal.

Hloubka pole

Vyhlazování

Dalším efektem, který také spoléhá na oklamání oka, je anti-aliasing. Digitální grafické systémy jsou velmi vhodné pro vytváření ostrých čar. Stává se ale také, že diagonální čáry mají navrch (v reálném světě se objevují poměrně často a počítač pak reprodukuje čáry, které jsou spíše jako žebříky (myslím, že víte, co je žebřík, když se na obrazový objekt podíváte podrobně )). Aby počítač přiměl oko vidět hladkou křivku nebo čáru, může do řad pixelů obklopujících čáru přidat určité odstíny barev. S touto „šedou barvou“ pixelů počítač jen klame vaše oči a vy si mezitím myslíte, že už žádné zubaté kroky nejsou. Tento proces přidávání dalších barevných pixelů k oklamání oka se nazývá anti-aliasing a je jednou z technik, které ručně vytváří 3D počítačová grafika. Dalším obtížným úkolem pro počítač je vytvoření 3D animace, jejíž příklad vám představíme v další části.

Skutečné příklady

Výše uvedená fotografie ukazuje typickou kancelář, která ke vstupu používá chodník. Na jedné z následujících fotografií byla na chodník umístěna jednoduchá jednobarevná koule, po které byla scéna vyfotografována. Na třetí fotce je již použití počítačového grafického programu, který vytvořil kouli, která na této fotce ve skutečnosti neexistuje. Dokážete říci, zda jsou mezi těmito dvěma fotografiemi nějaké výrazné rozdíly? Myslím, že ne.

Vytváření animací a vzhledu „živé akce“

Kolik snímků za sekundu?
Když se jdete podívat na luxusní trhák v místním kině, sekvence snímků zvaných záběry běží rychlostí 24 snímků za sekundu. Vzhledem k tomu, že naše sítnice uchovává obraz o něco déle než 1/24 sekundy, oči většiny lidí spojí snímky do jednoho souvislého obrazu pohybu a akce.

Pokud nerozumíte tomu, o čem jsem právě psal, podívejte se na to z druhé strany: to znamená, že každý snímek filmu je fotografie pořízená rychlostí závěrky (expozicí) 1/24 sekundy. Když se tedy podíváte na jeden z mnoha snímků závodního filmu, uvidíte, že některá závodní auta jsou „rozmazaná“, protože jela vysokou rychlostí, zatímco byla otevřená závěrka fotoaparátu. Toto rozmazání věcí vytvořených rychlým pohybem je to, na co jsme zvyklí, a je to součást toho, co pro nás činí obraz skutečným, když se na něj díváme na obrazovce.

Digitální 3D obrázky však nejsou fotografie, takže nedochází k efektu rozmazání, když se objekt během snímání pohybuje rámem. Aby byly obrázky realističtější, musí programátoři výslovně přidat rozmazání. Někteří návrháři se domnívají, že k „překonání“ tohoto nedostatku přirozeného rozmazání je potřeba více než 30 snímků za sekundu, a proto posunuli hry na novou úroveň – 60 snímků za sekundu. I když to umožňuje, aby se každý jednotlivý obrázek zobrazil ve velkých detailech a zobrazoval pohybující se objekty v menších krocích, značně to zvyšuje snímkovou frekvenci pro danou sekvenci animace. Existují další specifické části obrázků, kde je nutné obětovat přesné počítačové vykreslování kvůli realismu. To platí pro pohyblivé i nehybné objekty, ale to je jiný příběh.

Pojďme na konec

Počítačová grafika nepřestává udivovat celý svět vytvářením a generováním široké škály skutečně realistických pohyblivých i nepohybujících se objektů a scén. S 80 sloupci a 25 řádky monochromatického textu ušla grafika dlouhou cestu a výsledek je jasný – miliony lidí hrají hry a provozují nejrůznější simulace s dnešní technologií. Pocítit se dají i nové 3D procesory – díky nim budeme moci doslova prozkoumávat jiné světy a zažívat věci, které jsme si v reálu nikdy netrouflali vyzkoušet. Nakonec zpět k příkladu s míčem: jak tato scéna vznikla? Odpověď je jednoduchá: obrázek má počítačově generovanou kouli. Není snadné určit, který z těch dvou je pravý, že? Náš svět je úžasný a musíme podle toho žít. Doufám, že vás to zaujalo a dozvěděli jste se pro sebe další porci zajímavých informací.