Kako izgleda računalna grafika? Vrste računalne grafike. Računalna grafika je grana računalne znanosti koja se fokusira na metode stvaranja i obrade grafičkih slika pomoću dodatne računalne tehnologije. Napredni Photoshop

Ovo je znanost, jedna od grana računalne znanosti, koja proučava metode oblikovanja i obrade slika pomoću računala. Računalna grafika To je jedno od "najmlađih" područja računalne znanosti, s gotovo 40 godina povijesti. Kao i znanost, ima svoj predmet, metode, ciljeve i misiju.

Ako pogledate računalnu grafiku u smislu, možete vidjeti tri klase zadataka povezanih s računalnom grafikom:
1. Prijevod opisa slike.
2. Prijevod slike u opis (prepoznavanje slika).
3. Uređivanje slike.
Iako je opseg računalne grafike vrlo širok, možemo navesti nekoliko glavnih područja u kojima su prednosti računalne grafike postale najvažnije u današnjem svijetu:
1. Ilustrativni, najširi od smjerova koji zadaću vizualizacije podataka prije stvaranja animiranog filma.
2. Samozamrzavanje - računalna grafika vam omogućuje da proširite i usavršite svoje mogućnosti.
3. Doslednytska - stvaranje slika apstraktnih i razumljivih modela, čiji fizički analozi još uvijek nedostaju metodom prilagođavanja njihovih snaga, pomoću računalne grafike.

To znači da se vizija ovih izravnih linija može mentalno proširiti i detaljizirati. Glavna područja razvoja računalne grafike su:
1. Prikaz informacija.
2. Dizajn.
3. Modeliranje.
4. Izrada korisničkog sučelja.
Većina trenutnih grafičkih sustava koristi princip konvejerske arhitekture. Svaki dan se aktivna slika na zaslonu monitora prikazuje točku po točku, a točka kože prolazi kroz fiksni ciklus obrade. Prvo, prva točka prolazi kroz prvu fazu ovog ciklusa, zatim prelazi na drugu fazu, u koje vrijeme druga točka počinje prolaziti kroz prvu fazu obrade, i tako dalje, tako da bilo koji grafički sustav istovremeno obrađuje jedan točka slike koja se formira.

Ovaj pristup vam omogućuje da potpuno promijenite vrijeme obrade cijele slike u cjelini, a što je slika složenija, to je veća zarada po satu. Konvejerska arhitektura uspostavljena je za grafičke sustave na razini softvera i hardvera. Ulaz takvog transportera su koordinate točke u stvarnom svijetu, a izlaz su koordinate točke u koordinatnom sustavu ekrana i boja.
U razmatranom ciklusu obrade točaka možete vidjeti nekoliko faza, a glavne su:
1. Geometrijska transformacija.
2. Vikend.
3. Projekcija.
4. Zafarbovuvannya.
U fazi geometrijske transformacije, koordinate svih objekata u stvarnom svijetu su poravnate u jedan koordinatni sustav (svjetlosni koordinatni sustav). U računalnoj grafici često postoje različite tehnike u kojima se sklopivi objekti promatraju kao skup jednostavnih (osnovnih) objekata, u kojima se koža od osnovnih objekata može podvrgnuti različitim geometrijskim transformacijama. U kontekstu osnovnih objekata može se odabrati dovoljan skup objekata ili se može odabrati skup Platonovih tijela. Preklopne geometrijske transformacije u pravilu se služe i kroz kompoziciju jednostavnih (osnovnih) transformacija, poput onih atenskih transformacija.

U poodmaklom stadiju se određuje koje će se točke izgubiti u vidnom polju stražara i iz tog raspona biraju se one koje više neće biti vidljive. U ovoj fazi razvijat će se algoritmi za prepoznavanje nevidljivih rubova i površina.
U fazi projektiranja, koordinate točaka (do ove točke više nisu trivijalne) pretvaraju se u zaslonske koordinate pomoću dodatne konverzije dizajna.
U fazi pripreme mijenja se boja točke koja se prikazuje pomoću lokalnih ili globalnih metoda pripreme. U pravilu, u ovoj fazi nije moguće dobiti detaljne informacije o osvjetljenosti cijele scene u cjelini, pa će postojati modeli svjetline različitih razina detalja, koji će biti potrebni za stvaranje statične ili dinamične slike.

Kao što je ranije rečeno, računalna grafika može se podijeliti u tri glavne kategorije: rasterska, vektorska i trivijalna grafika. Među dvodimenzionalnom grafikom posebno se ističu pikselna i fraktalna grafika. Na prvi pogled, trivijal, CGI i infografika također se ističu.

Pixel grafika

Izraz "pikselna grafika" (na engleskom) piksel ) označava oblik digitalne slike izrađene na računalu korištenjem rasterskog grafičkog editora, gdje je slika uređena na jednake piksele (točke), a odvojenost slike na stolu je mala, tako da su pikseli oko nje jasno vidljivi. vidljivo.

Ideja je proširena, tako da koliko god mali bili, učili iz wikija rasterskih editora, to je pikselska grafika. To nije istina pikselizirane slike Razvija se korištenjem napredne rasterske tehnologije - ručnog uređivanja sitnih piksela piksel po piksel. Zato se pikselirani mali uzbuđuje malih dimenzija, okružen paletom boja i (u pravilu) malo zaglađivanja.

Pikselna grafika koristi najjednostavnije alate rasterskih grafičkih urednika, kao što su Olivets, Straight (linija) ili Fill (ispunjeno bojom). Pikselna grafika podsjeća na mozaike i vezenje križićima i perlama - fragmenti malih stvari sastoje se od malih elemenata u boji, sličnih pikselima trenutnih monitora.

Fraktalna grafika

Fraktal je objekt koji se sastoji od nepravilnih susjednih dijelova, sličan cijelom objektu. Budući da je detaljan opis elemenata u manjem mjerilu potreban jednostavnim algoritmom, moguće je takav objekt opisati sa samo nekoliko matematičkih jednadžbi.

Mali 8.5.

Fraktalna grafika nezamjenjiva je pri izradi utega komada, vaga i morskih trupova. Često fraktali lako stvaraju složene objekte, slike koje su slične onima u prirodi. Fraktali vam omogućuju da opišete svrhu slike, Detaljno ću opisati koji zahtijevaju malo memorije (slika 8.5). S druge strane, fraktali lagano stagniraju dok ih ne okažu klase poza.

Trivimirna grafika

Trodimenzionalna grafika (3D – engleska verzija 3 Dimenzije – tri dimenzije) – tri dimenzije slike) – dio računalne grafike, skup metoda i alata (softverskih i hardverskih) koji se koriste za prikazivanje volumetrijskih objekata (Sl. 8.6).

Mali 8.6.

Trodimenzionalne slike na ravninu projicira se dvodimenzionalno, što uključuje pojediničnu geometrijsku projekciju trodimenzionalnog modela scene na ravninu (primjerice zaslon računala) uz pomoć dodatnih specijaliziranih programa (zaštite i problema 3D -zasloni 3D -printeri trivijalne grafike ne uključuju nužno projekciju na površinu). U tom slučaju model može predstavljati objekte iz stvarnog svijeta (automobile, brodove, uragane, asteroide), kao i biti potpuno apstraktan (projekcija sličnog fraktala).

3D model kupaonice - Ovo je proces stvaranja trivijalnog modela objekta. Zavdannya 3D - modeliranje - Stvaranje trodimenzionalne slike predmeta. Uz pomoć trodimenzionalne grafike možete stvoriti točnu kopiju određenog objekta ili stvoriti novi, stvarajući nerealan objekt koji nikada nije stvoren.

Trodimenzionalna grafika operira s objektima u trodimenzionalnom prostoru. Rezultate smatrajte ravnom slikom, projekcijom. Trodimenzionalna računalna grafika široko se koristi na televiziji, u kinematografiji, računalne igrice ah i dizajniranih tiskarskih proizvoda.

Trodimenzionalna grafika se aktivno koristi za stvaranje slika na ekranu ili drugom okviru u znanosti industrije (na primjer, robotski sustavi za automatizaciju dizajna (CAD)); za izradu čvrstih elemenata: kosine, dijelovi strojeva, mehanizmi), arhitektonska vizualizacija (ovdje dolazi tzv. “virtualna arheologija”), trenutni sustavi medicinsko snimanje.

Trodimenzionalna grafika pojavljuje se na desnoj strani virtualnog, vidljivog trodimenzionalnog prostora koji je prikazan na ravnoj, dvodimenzionalnoj površini zaslona ili olovke za papir. Čak i ako su slike na monitoru, zbog površine preostale, rasterizirane, budući da je monitor matrica, sastoji se od stupaca i redaka. Trodimenzionalna grafika nastaje samo u našoj stvarnosti - ona koju vidimo na monitoru - to je projekcija trivijalne figure, a onda sami kreiramo prostor. Dakle, vizualizacija grafike je rasterska ili vektorska, a metoda vizualizacije rasterska (skup piksela), ovisno o tome koliko piksela ima metoda izrade slike.

U današnje vrijeme postoji niz načina za prikaz trivijalnih informacija u trodimenzionalnom obliku, iako većina njih predstavlja volumetrijske karakteristike koje se mogu razumjeti inteligentno pri radu sa stereo slikama. Ova područja mogu uključivati ​​stereookulare, virtualne leće, 3D -displeji koji prikazuju trivijalne slike u zgradama

-grafika

Izraz "CGI grafika" (engleski) računalno generirano imagery označava slike koje je generiralo računalo) označava unrukhomi i rokhomi slike koje su generirane pomoću dodatne trivijalne računalne grafike i koriste se u misticizmu stvaranja slika, drugim, kinematografskim specijalnim efektima, na televiziji niti u simulatorima. Računalne igre oslanjaju se na računalnu grafiku u stvarnom vremenu, a povremeno se dodaju i video igre temeljene na CGI-ju.

Kreacije koje se urušavaju obrađuju računalna animacija, koja je velika grana CGI grafike, također prisutna u kinematografiji, koja vam omogućuje stvaranje efekata koji se ne mogu uhvatiti tradicionalnim šminkom i animatronikom. Računalna animacija može zamijeniti rad kaskadera i statista, kao i scenografiju.

Infografika

Pojam "infografika" (od lat. informacija informacija, pojašnjenje, izvješće; i ing.-grč. graphike - Pismo, vid grafo – pišem) označavaju grafički način prikazivanja informacija, podataka i znanja.

Raspon infografskih aplikacija je velik – geografija, novinarstvo, rasvjeta, statistika, tehnički tekstovi. Pomaže ne samo organizirati velike količine informacija, već i bolje prikazati dosljednost objekata i činjenica u širokom području, kao i pokazati trendove.

Infografikom se može nazvati kombinacija teksta i grafike stvorena s namjerom da se ispriča neka druga priča, prenese neka druga činjenica. Infografika radi gdje je potrebno prikazati uređaj i algoritam rada koji spaja objekte i činjenice u širokom rasponu prostora, demonstrirati trend, pokazati kako to izgleda organizirati veliku količinu informacija.

Infografika je vizualni prikaz informacija. Vikorist je tu gdje komplicirane informacije treba dostaviti brzo i jasno.

• animatronika – tehnika koja se koristi u kinematografiji, animaciji, kompjutorskom modeliranju za stvaranje specijalnih efekata labavih dijelova tijela osobe, bića ili drugih predmeta.

Trodimenzionalna grafika danas je uvelike ušla u naše živote, tako da ponekad gubimo poštovanje prema njoj.

Gledajući jumbo plakat sa slikama unutrašnjosti sobe ili reklamni video o Frostyju koji čuva iza kulisa akcijskog filma, ne možemo pogoditi da iza toga stoji mali robot majstor 3D grafike.

Trodimenzionalna grafika

3D grafika (trodimenzionalna grafika)- ovo je posebna vrsta računalne grafike - skup metoda i alata koji se koriste za stvaranje slika 3D objekata (trodimenzionalnih objekata).

3D slike se ne mogu jednostavno gledati iz dvodimenzionalnog prikaza, ali fragmenti uključuju izradu geometrijske projekcije 3D modela scene na ravninu pomoću specijaliziranih softverskih proizvoda. Model koji izlazi može biti objekt sa stvarnom akcijom, na primjer, model kabine, automobila, kometa ili može biti potpuno apstraktan. Proces stvaranja takvog trivijalnog modela, uklanjanje imena i ravnanje, prije svega, stvara vizualnu volumetrijsku sliku objekta koji se modelira.

Danas je na temelju trivijalne grafike moguće stvoriti vrlo preciznu kopiju stvarnog objekta, stvoriti nešto novo i oživjeti najnerealnije dizajnerske ideje.

Tehnologije 3D grafike i 3D tehnologije prodrle su u mnoga područja ljudskog djelovanja, te donose kolosalan profit.

Trivijalne slike sada nas bombardiraju na televiziji, u kinima, na poslu za računalom iu 3D igrama, na jumbo plakatima, jasno prikazujući svu snagu i dostignuća 3D grafike.

Doseg dnevne 3D grafike koristi se u sljedećim koracima

1. Kinematografija i animacija- stvaranje trivijalnih likova i realističnih specijalnih efekata . Izrada računalnih igara- razvoj 3D likova, virtualne stvarnosti, 3D objekata za igre.
2. Oglašavanje- snaga 3D grafike omogućuje vam da jasno prikažete proizvod na tržištu, uz pomoć trivijalne grafike možete stvoriti iluziju kristalno bijele košulje ili ukusnog voćnog mraza s komadićima čokolade ili tako nešto. Međutim, pravi reklamirani proizvod može imati neke nedostatke, jer se lako diviti lijepim i jasnim slikama.
3. Dizajn interijera- dizajn i razvoj dizajna interijera također danas ne može bez trivijalne grafike. 3D tehnologije omogućuju izradu realističnih 3D modela namještaja (kauč, fotelja, stolić, komoda itd.), točno ponavljajući geometriju predmeta i stvarajući imitaciju materijala. Koristeći dodatnu trodimenzionalnu grafiku, možete stvoriti video koji prikazuje sve površine projekta koje se možda neće niti početi pojavljivati.

Faze stvaranja trivijalne slike

Kako biste snimili 3D sliku objekta, morate unijeti sljedeće retke

1. Modeliranje- Na temelju matematičkog 3D modela skrivene scene i objekata.
2. Texturebath uključuje prekrivanje tekstura na izrađeni model, prilagodbu materijala i davanje modela realističnosti.
3. Podešavanje rasvjete.
4. (Predmeti koji se ruše).
5. Renderiranje- proces stvaranja slike objekta iza prethodno izrađenog modela.
6. Slaganje ili sastav- Naknadna obrada obrezane slike.

Modeliranje- stvaranje virtualnog prostora i objekata u sredini, što uključuje izradu različitih geometrija, materijala, rasvjetnih tijela, virtualnih kamera i dodatnih specijalnih efekata.

Najopsežniji softverski proizvodi za 3D modeliranje su Autodesk 3D max, Pixologic Zbrush, Blender.

Texturebath- preklapanja na površini stvorenog trodimenzionalnog modela rasterske ili vektorske slike, koja vam omogućuje prikaz snage i materijala objekta.

Rasvjeta- izrada, montaža neposredno i podešavanje rasvjetnih tijela pri izradi pozornice. Grafički 3D uređivači u pravilu koriste sljedeće vrste izvora svjetlosti: točkasto svjetlo (promjene koje se razlikuju), omni svjetlo (sveizravno svjetlo), usmjereno svjetlo (paralelne promjene) itd. Ovi uređivači pružaju mogućnost stvaranja volumetrijskog izvora svjetlosti (Sphere light).

16.01.1997

POBJEĐENA BOGATA PROCESORSKA ARHITEKTURA ZA POSTIZANJE MAKSIMALNE PRODUKTIVNOSTI U PROIZVODNJI SLIKA. Super-ubrzani Photoshop Trivial rendering Pokretan RAM-om Napredni sustavi za obradu slike i trivijalna grafika

POBJEĐENA BOGATA PROCESORSKA ARHITEKTURA ZA POSTIZANJE MAKSIMALNE PRODUKTIVNOSTI U PROIZVODNJI SLIKA.

Tko bi rekao da tako mali objekti poput piksela mogu uzrokovati tako velike probleme. Nevjerojatna shema boja na ekranu - postoje samo tri bajta podataka - izaziva iznimno poštovanje. Cijela stvar s desne strane je da se slika osveti tolikom broju takvih novčića. Najmanja slika koju dobijete s World Wide Weba ima više piksela i manje automobila koji će vam zapeti za oko na putu kući tijekom vrhunca godine. A 72 MB Pro Photo CD slike sadrže onoliko piksela koliko ljudi živi u državi Kaliforniji. Kontrola takvih hordi zahtijeva puno truda, koji se može mjeriti snagom, a upravljanje velikim mjestom se troši. Štoviše, slike se postupno razvijaju i pokazuju vaše živce odmah kada odaberete naredbu Otvori.

Stoga uopće ne čudi što su oni sami švedski automobili Za obradu je prikazan niz procesora. DayStarov Genesis MP 720+ radi na matičnoj ploči koja pokreće 604e procesor od 180 MHz. MP 720+ nije najskuplji stroj po našem mišljenju (8499 USD za jednostavnu konfiguraciju: bez RAM-a, tvrdog diska i video plaćanja). Ako se profesionalno bavite pripremom slika, budite sigurni da je Genesis MP 720+ dizajniran za demonstraciju koda brzine koji je nedostupan za sustave s jednim ili dva procesora.

Kako bi se uspješno prevladala arhitektura bogatog procesora, dodaci moraju biti posebno prerađeni (odjeljak “Tehnologija obrade bogatog procesora na Macintosh računalima: sustav koji uvijek dolazi zajedno”). Najzamjerljiviji problem u tom smislu je Adobe Photoshop. Tijekom pripreme ovog članka, DayStar nam je redovno dostavljao ažurirane module proširenja, a Photoshop je svakim danom radio sve brže i brže. Genesis MP prolazi kroz intenzivno testiranje s drugim programima. (Kao zadnjicu možete koristiti ubrzanu verziju Canvasa od Denebe i Fractal Design Paintera.)

Napredni Photoshop

Važno je napomenuti koliko će brza biti završna operacija u Photoshopu. Ove se operacije uvelike razlikuju tijekom jednog sata. Gaussov izračun koji traje više od 90 s na PowerTower Pro 225 trajao je 21 s na MP 720+. Pretvorba u CMYK način rada, koja na jednoprocesorskim strojevima traje više od 5 sekundi, na MP 720+ traje 2,4 sekunde. Sve u svemu, produktivnost višeprocesorskog Genesis MP je otprilike dvostruko veća od najnovijih jednoprocesorskih računala.

Trodimenzionalni prikaz

Jedan od vanjskih kamena stručni rad S grafikom postoji trivijalno renderiranje, koje je odgovorno za transformaciju modela na grafičkim slikama fotografskog kadra. Kada radimo na članku, malo je vjerojatno da ćemo koristiti samo jedan trivijalni program za obradu grafike, optimiziran za korištenje na računalima s više procesora - Strata StudioPro Blitz. I ovdje se računalo Genesis MP 720+ pokazalo znatno ispred svojih konkurenata. Renderiranje slike, koje na PowerTower Pro 225 traje nešto manje od 4 minute, na MP 720+ traje 2,5 minute. Međutim, mali dobitak u satu je dobar. Danas rad s trivijalnim slikama troši sve resurse vašeg računala.

Postoji mnogo programskih paketa za obradu trivijalne grafike, koji datiraju iz 1997. godine. optimizirajte svoje dodatke za rad s MR-om. Ovi programi uključuju paket Infini-D tvrtke Specular International, Ray Dream Designer i ElectricImage Animation System. Iako Live Picture nije trivijalni grafički program, njegov mehanizam renderiranja, koji je vrlo sličan trivijalnom renderiranju, posve je prikladan za MP akceleraciju. Apple je također predstavio MP podršku u QuickDraw 3D. Međutim, u svakodnevnom radu možete koristiti samo StudioPro Blitz. Bogata obrada trodimenzionalnih slika - još uvijek na pravoj strani budućnosti.

Vimoga u RAM

Rad s Photoshopom najveći je faktor zbog kojeg je potrebna nadogradnja na MP. Laboratorij Macworld je sastavio sve objavljene testove za sliku od 15 MB sa 100 MB memorije dostupne Photoshopu. U isto vrijeme, naši neformalni testovi pokazali su da s povećanom veličinom slike ili promijenjenom upotrebom RAM-a, ona brzo postaje manje značajna. DayStar ima koristi od činjenice da je potrošnja memorije još uvijek glavni čimbenik, što donosi veću snagu paketu Photoshop. Ako redovito radite s 50 MB slika, a vaš Macintosh ima 60 MB memorije, trošenjem 1000 USD na radikalnu nadogradnju memorije možete postići povećanje produktivnosti koje će vam se više nego isplatiti i potrošiti ga. Prijeđite na MP samo ako imate dovoljno RAM-a za rad s teškim Photoshopom.

I iako Genesis MP 720+ ima puno prednosti, kupci s financijska sredstva Bolji dodaci uključuju konfiguracije s dva procesora koje su predstavili DayStar, Apple i Umax. Ova će vam računala pružiti ogroman poticaj u produktivnosti, a da pritom nisu preteška za vaš želudac. Power Mac 9500/180MP pokazao je još bolje performanse u našim testovima, samo nekoliko sekundi ispred Genesis MP 720+. U trenutku izlaska, 9500/180MP bio je tisuću dolara jeftiniji od 720+ i oko 1000 dolara skuplji od PowerTower Pro 225.

Ako novčići ne znače puno, a želite dobiti automobil s kojim možete stvarati, onda je Genesis MP 720+ najbolja cijena koju možete dobiti. Može se pojaviti os-os Nova verzija Genesis MP-800+ s taktom od 200 MHz. Naš prethodni test 800+ pokazao je povećanje brzine od 10 stotinki, jednako onom trenutnog prvaka.

Najljepši sustavi u području obrade slika i trivijalne grafike

@ Najbolji rezultat.

Sustav	Ocjena 1	Zagalna procjena	Photoshop ravnoteža/podešavanje boja	Photoshop gradijent/ omot/ skaliranje	Photoshop filter	Photoshop trivijalno renderiranje	Osnovna cijena, USD
@ DayStar Digital Genesis MP 720+	7,4	2,2	1,6	2,5	2,6	2,0	10 714 2
DayStar Digital Genesis MP 360+	7,2	1,7	1,4	2,0	2,0	1,5	7814 2
Apple Power Macintosh 9500/180 MP	7,4	1,7	1,4	1,9	2,0	1,6	5699 3
Power Computing Power-Tower Pro 225	7,9	1,4	1,3	1,5	1,4	1,6	4995
Umax računalo Super-Mac S900L 604/200	7,8	1,4	1,2	1,4	1,3	1,5	3995
Apple Power Macintosh 9500/200	6,6	1,3	1,2	1,4	1,3	1,5	4899 3

1 Temeljeno na sposobnostima, inovacijama, napretku novih tehnologija, produktivnosti, pouzdanosti, jednostavnosti, pouzdanosti i učinkovitosti 2 Dostupne opcije za RAM, pohranu, video karticu i tipkovnicu 3 Bez tipkovnice

Tehnika ispitivanja Laboratorij Macworld proizveo je više od 40 različitih operacija u Adobe Photoshopu i, dodatno, operacije renderiranja u najpopularnijim paketima za trodimenzionalno modeliranje - Strata Studio Pro Blitz, koji podržava širok raspon aplikacija cesorn trim; Infini-D tvrtke Specular International i Ray Dream Designer tvrtke Ray Dream. Na svim testiranim strojevima je instaliran radna memorija volumen 128 MB. Kao primjer uzimamo rezultate koje pokazuje računalo Power Mac 9500/150 (Power Mac 9500/150 = 1.0). Sustavi su prikazani redoslijedom promjena u bočnoj produktivnosti. Testirali su Mark Herlow i Chris Eiterwijk u laboratoriju Macworld.

U posljednjih deset godina, grafičke kartice kasnije od imena 3D akceleratori,
Prošli smo kroz dosta razvoja - od prvih rasipnika SVGA-a, ništa nismo zaboravili o 3D-u
Nisu znali, čak ni do današnjih gaming "čudovišta", što poduzeti na sebe
sve funkcije vezane uz pripremu i formiranje trivijalne slike,
To je ono što videografi nazivaju "kinematografskim". Zvičaino, z
Za svaku novu generaciju video kartica, kreatori su im dali ništa manje nego dodatno
megaherca i megabajta video memorije, a bez ikakvih drugih funkcija i efekata.
Čudimo se zašto, i sranje, konačno akceleratori su naučili
ostalo kamenje i ono što daje nama, ljubiteljima trivijalnih igara.

Ale od samog početka ćete znati kakav je program (ili igrica).
Za prikaz dobivene trivijalne slike na zaslonu monitora. Biraj
takve se radnje obično nazivaju 3D pokretna traka- Stadij kože na pokretnoj traci
radi s rezultatima prethodnog (ovdje i dalje termini su prikazani kurzivom,
koji su detaljno opisani u našem "Rječniku 3D grafike" na kraju
statti).

U prvoj, pripremnoj fazi, program određuje koje objekte (3D modele, dijelove trivijalne svjetlosti itd.), s kojim teksturama i efektima, na kojim mjestima i u kojoj fazi animacije je potrebno prikazati na ekranu. Također možete odabrati položaj i orijentaciju virtualne kamere da gledate svijet kroz preglednik. Sav ovaj izlazni materijal, koji podržava daljnju obradu, naziva se 3D scena.

Slijedi faza 3D pokretne trake. Prvi korak kod nyumu ê teselacija- Rub preklopnih površina za dresove. Nadolazeće obavezne faze – međusobno povezani procesi transformacija koordinata točka ili drugo vrhovi, od kojih se tvore predmeti, njihove pojašnjenje, kao i nedjelja nevidljivi zapleti pozornice.

Pogledajmo transformacija koordinata. Imamo trodimenzionalno svjetlo, u kojem su raspoređeni različiti trodimenzionalni objekti, pa je kao rezultat toga potrebno snimiti dvodimenzionalnu ravninu slike tog svjetla na monitoru. Dakle, svi objekti prolaze kroz nekoliko faza transformacije u različitim koordinatnim sustavima, kako ih nazivamo otvoreni prostori (prostorima). Na klipu lokalni, ili drugo model, koordinate kožnog objekta se transformiraju u globalno, ili svjetlo, koordinate Zatim, pomoću informacija o razmaku, orijentaciji, mjerilu i trenutnom okviru animacije predmeta na koži, program zatim izdvaja skup trikutanih mišića u jednom koordinatnom sustavu. Zatim trag preobrazbe dalje koordinatni sustav kamere (prostor za kameru), za pomoć, čudimo se svijetu koji se modelira. Nakon toga, video će početi iz fokusa kamere - u biti, kao iz "očiju" špijuna. Sada je lakše isključiti potpuno nevidljivu obradu ( brak, ili drugo odstranjivanje) i "obrezivanje" djelomično vidljivo ( Nedjelja, ili drugo isječak) za plakatne fragmente scene.

Provodi se paralelno pojašnjenje (rasvjeta). Za informacije o sjenčanju, boji, vrsti i snazi ​​svih položaja u blizini pozornice rasvjetnog tijela, raspravljat će se o razini svjetline i boji vrha kože trikulusa. Ovi podaci bit će dostupni kasnije roseterizacija. Na primjer, nakon korekcije perspektive, koordinate se ponovno transformiraju, sada in prostor na ekranu (prostor na ekranu).

Kada završi trodimenzionalna vektorska obrada slike, počinje ona dvodimenzionalna. teksturna kupkaі roseterizacija. Scena se sada sastoji od pseudo-trivijalnih trikuta koji leže blizu površine ekrana, kao i informacija o dubini kože s vrhova ekrana. Rasterizator izračunava broj svih piksela kako bi stvorio piksel i unio ga u njega međuspremnik okvira. Iz tog razloga, teksture se primjenjuju na dresove, često u više lopti (glavna tekstura, posvijetljena tekstura, detaljna tekstura itd.) i na različite načine modulacija. Također se provodi uklanjanje zaostale rane pojašnjenje s vikoristannyam be-yakoi osjenčani modeli, sada za piksel kože slike. U ovoj fazi dovršeni su preostali vidljivi dijelovi pozornice. Čak se i pletiva mogu raširiti na različitim udaljenostima od štitnika, potpuno se ili često preklapati, ili se čak zapetljati. Algoritam iz wikija posvuda zapinje Z-spremnik. Rezultirajući pikseli unose se u Z-međuspremnik, a nakon što su slike spremne, mogu se prikazati na zaslonu i početi pojavljivati.

Sada, ako razumijemo uređaj 3D pokretne trake u glamurozan izgled Pogledajmo
arhitektonske značajke različitih generacija 3D-akceleratora. Skin faza 3D transportera
Čak i upravitelj resursima, generira milijune i milijarde operacija kako bi uhvatio jedan
okvir slike, a dvodimenzionalne faze teksture i rasterizacije su bogate
"nepretenciozna" geometrijska obrada u ranim, vektorskim fazama
pokretna traka. Dakle, veliki broj pozornica je prebačen u “video salon”
blagotvorno utječe na brzinu obrade 3D grafike i značajno poboljšava CPU.
Prva generacija vrijednih radnika preuzela je samo preostalu fazu teksturiranja
i popisa, svi prvi redovi programa su mali da bi se očistili za pomoć
CPU. Renderiranje je postalo naprednije, uz sve veću upotrebu 3D ubrzanja,
Čak je i video kartica već bila zadužena za najvažniji dio posla. Ale sve isto
Složenost scena u 3D igrama, programska transformacija i osvjetljenje postali su uski
vrat, koji prevladava povećanu fluidnost. Tom u 3D akceleratorima
Od prvih NVidia GeForce i ATI Radeon modela dodan je blok za imenovanje T&L-blok.
Kao što ime sugerira, to znači transformacijaі pojašnjenje,
pa sad sam u zaostatku faze klipa 3D pokretna traka. Yogo bi se trebao zvati ispravnije
TCL blok (Transformacija—Isječak—Rasvjeta), fragmenti
Vídsíkannya - također yogo zavdanya. Na takav način, gra, da korisnik hardvera T&L,
praktički zamjenjuje središnji procesor s grafičkim radom,
Pa, moguće ga je "opsjednuti" drugim razvojem događaja,
To je ili fizika ili inteligencija po komadu.

Čini se da je sve spremno i što biste još htjeli? Međutim, važno je upamtiti da prijenos funkcije "straga" znači značajan stupanj fleksibilnosti u snazi ​​softverskih rješenja. A s pojavom hardverskog T&L-a, programeri i dizajneri koji žele implementirati neku vrstu neočekivanog učinka izgubili su samo tri mogućnosti: mogli su biti potpuno pod utjecajem T&L-a ili se okrenuti većim, ili puno softverskih algoritama, ili se uključiti u ovaj proces, završavajući naknadnom obradom slike (što nije uvijek moguće i više nije izvedivo) ... ili provjeriti implementaciju tražene funkcije u sljedećoj generaciji video kartica. U hardveru, ovaj raspored također nije kontroliran - čak i dodatno T&L proširenje dovodi do kompresije grafičkog čipa i "inflacije" upravljačkih programa video kartice.

Zapravo, odbijen je metodom, na "mikro-rijeci", pomoću video kartice. A takav potencijal demonstriraju profesionalni paketi za izradu 3D grafike. Zove se osvojio shader (shader). U biti, shader je mali program koji se sastoji od skupa elementarnih operacija koje se često koriste u 3D grafici. Program koji je uključen u akcelerator i izravno kontrolira rad samog grafičkog procesora. Ako je program prije bio okružen nizom naknadnih metoda za obradu i efekte, sada možete jednostavne upute biti programi koji vam omogućuju implementaciju različitih efekata.

S obzirom na njihovu funkciju, shaderi se dijele u dvije skupine: vrh(verteks shaderi)
і piksela(pixel shaderi). Prvi zamjenjuju sve funkcionalnosti
T&L blok video kartice, kao što ime sugerira, radi s vrhovima trikutanih mišića.
U drugim modelima akceleratora ovaj blok je zapravo uređaj - to
video driver uz pomoć vertex shadera Pixel shaderi su instalirani
Značajke za programiranje multiteksturnog bloka i rada
Zaslon je već pun piksela.

Shadere karakterizira i broj verzije - skin se ažurira na najnovije nove i nove mogućnosti. Najnovija specifikacija pikselnih i verteks shadera danas je verzija 2.0, koju podržava DirectX 9, - orijentiran je i kao generator akceleratora i kao Finders novih igara. Kako bismo podržali ovu opremu, moramo poštovati igrače koji traže novu video karticu za igranje. Ekspanzija igara temeljenih na shader tehnologijama tek počinje, tako da će se i stariji vertex shaderi (1.1) i pixel shaderi (1.3 i 1.4) koristiti kao minimum Puno jednostavnih efekata - zasad je DirectX 9 lud Akceleratori neće biti mnogo širi.

Prvi shaderi bili su sastavljeni od samo nekoliko timova i nije bilo važno pisati ih asemblerskim jezikom niske razine. Uz sve veću složenost shader efekata, koji ponekad uključuju desetke i stotine naredbi, postoji potreba za više ručnog, visokokvalitetnog pisanja shadera. Bila su dva od njih: NVidia Cg (C za grafiku) i Microsoft HLSL (High Level Shading Language) - potonji i djelomično standard DirectX 9. Prednosti nekih od ovih i drugih nijansi neće biti jasne programerima, tako da izvješće o njima bit će u zabludi nećemo.

Sada se zapitajmo što je potrebno da bismo odbacili sve te mogućnosti,
Što ovakva tehnologija pruža, poput shadera zadnje generacije. Je li potrebno
pješice:

• najnovija verzija DirectX-a, trenutno DirectX 9.0b;
• video kartica koja podržava DirectX 9;
• najnoviji upravljački programi video kartice (stariji mogu imati ograničene funkcije);
• Igra, koja je vikoristic, obuhvaća sve što je moguće.

Ovdje bih želio razviti nekakav mir. Ljudi tumače popularni izraz "DirectX 9-pametna video kartica" na sljedeći način: "takva video kartica se može koristiti i otključava sve svoje mogućnosti samo pod DirectX 9 API-jem", ili "DirectX 9 se može instalirati na računalo" "Vi imate samo ovakvu video karticu." Ovo nije sasvim točno. Ovaj znak znači: "Ova video kartica može podržati DirectX 9 specifikaciju."

Rječnik 3D grafike

Hutra simulacija pomoću shadera

Skup biblioteka, sučelja i alata za rad s 3D grafikom. Infekcija široko
Dva 3D API-ja su u reviziji: open-source i cross-platform OpenGL (Open Graphics)
Library) i Microsoft Direct3D (također DirectX Graphics), koji je djelomično univerzalan
DirectX multimedijski API.

3D akcelerator, odnosno 3D akcelerator

Video kartica sposobna za obradu trivijalne grafike, koristeći ovu metodu kao središnji procesor za rutinski rad.

3D-cjevovod, ili cjevovod za renderiranje (3D-cjevovod, ili cjevovod za renderiranje)

Proces pretvaranja internih podataka iz programa u slike na zaslonu vrlo je korak po korak. To uključuje, minimalno, transformaciju i posvjetljivanje, teksturiranje i rasterizaciju.

3D scena

Dio virtualnog trivijalnog svjetla trenutno doprinosi renderiranju.

Dubina polja

“Cinematic effect”, koji ima dubinu oštrine (fokalnu točku) prave filmske kamere, u kojoj objekt koji je u fokusu ima jasan izgled, a leća djeluje nenametljivo.

Mapiranje pomaka (mapiranje teksture s mapama pomaka)

Metoda modeliranja detaljnih detalja reljefa. Uz yogo vikoristannya poseban
tekstura - mapa pomaka - definira se koliko su različiti dijelovi površine
biti konveksan ili čvrsto stisnut osnovni trikat, do
Ovaj učinak postaje stagniran. Osim reljefne teksture, ova metoda je
"iskren" i istinski se mijenja geometrijski oblik objekt Buwai
Čak i novi 3D akceleratori izravno podržavaju kartice.

MIP mapiranje

Dodatna metoda je povećanje viskoznosti i dodavanje fluidnosti teksturi, što se može koristiti za stvaranje nekoliko opcija teksture s različitom strukturom (na primjer, 128 128, 64 64, 32 32 itd. itd.), nazvanih MIP-rijeka . Sve više i više "različitih" opcija teksture odabire se iz svijeta objekta.

Zamućenje pokreta (također vremenski osjetljivo anti-aliasing)

Završi nova tehnika Realističniji prijenos roc za strukturu “zamućivanja” slike predmeta u smjeru njihova kretanja. Peepers su zvučali s takvim efektom, karakterističnim za kino, da bez ikakvog razloga slika izgleda beživotno zbog visokog FPS-a. Motion-blur se implementira velikom količinom slikanja objekta u okviru u različitim fazama slike ili "zamućivanjem" slike već na razini piksela.

Z-spremnik

Z-buffering je jedna od metoda za uklanjanje nevidljivih dijelova slike. Na
Koja je vrijednost za piksel kože na zaslonu video memorije?
od ove točke do straže. Sam stadij se zove dubina pozornice, a ovo
dijeljenje memorije - Z-buffer. Kada se sljedeći piksel prikaže na zaslonu sljedećeg piksela
Dubina prednjeg piksela spremljenog u Z-međuspremniku jednaka je istoj
koordinate, a ako je veći, onda točan piksel nije mali - bit će nevidljiv.
Ako je manje, boja se upisuje u međuspremnik okvira, a nova dubina
- U Z-međuspremnik. Ova metoda više jamči blokiranje udaljenih objekata
Zatvoriti.

Alfa kanal i alfa-miješanje.

Tekstura ima informacije o boji RGB formata za piksel kože, što može spasiti razinu njegove vidljivosti, nazvanu alfa kanal. Prilikom renderiranja, boje prethodno obojenih piksela bit će u zasebnim koracima“provucite” i pomiješajte s bojom piksela, što vam omogućuje prikaz slika s različitim razinama jasnoće. To se zove alfa modifikacija. Ova tehnika se dosta često koristi: za modeliranje vode, stakla, magle, dima, vatre i drugih vizualnih objekata.

Antialiasing

Metoda borbe protiv efekta "korakanja" i oštrih granica poligona koji proizlaze iz nedovoljnog razdvajanja slike. Najčešće se to radi renderiranjem slike u zasebnim dijelovima, puno većim od onog koji je instaliran, uz daljnju interpolaciju po potrebi. Stoga je anti-aliasing još snažniji zbog video memorije i brzine 3D akceleratora.

Detaljne teksture

Tehnika koja vam omogućuje da izbjegnete prolijevanje tekstura u blizini objekta
i postići učinak trošnog površinskog reljefa bez pretjeranog povećanja veličine
teksture Za koje se koristi glavna tekstura normalne veličine, kao
Manje je preklapanja zbog redovite buke.

Međuspremnik okvira

Dio video memorije u kojem se nalazi proces formiranja slike. Postavite dva (ili ponekad tri) međuspremnika okvira: jedan (prednji ili prednji međuspremnik) se prikazuje na ekranu, a drugi (stražnji ili stražnji međuspremnik) se prikazuje. Nakon što je posljednji okvir slike spreman, uloge se zamjenjuju: na zaslonu će se prikazati drugi međuspremnik, a prvi će se ponovno izraditi.

Svjetlosne karte (svjetlosne karte)

Jednostavna metoda simulacije posvjetljivanja, koja se često zaglavi u dosjeu, uključuje superponiranje druge na glavnu teksturu - karte svjetline, svijetla i tamna mjesta svake vrste.One skrivaju ili potamnjuju slike baze. Karte lakoće izrađuju se unaprijed, čak iu fazi stvaranja 3D svjetla, i spremaju na disk. Ova metoda je najprikladnija za velike, statički osvijetljene površine.

Kartiranje okoliša

Imitacija površine koja se tuče, uz dodatnu posebnu teksturu - mapu sredine, koja je slika posebnog objekta u svjetlu.

Multiteksturiranje

Primjena više tekstura u jednom prolazu akceleratora. Na primjer, osnovna tekstura,
karte lakoće i karte s detaljnom teksturom. Današnje video kartice su in
stvoriti 3-4 teksture odjednom. Budući da više tekstura nije podržano
(ili morate primijeniti više kuglica teksture, tako da možete stvoriti akcelerator
"u jednom potezu"), tada se vikorizira više prolaza, koji, naravno,
bogato više.

Rasvjeta

Proces razvoja boje i faza posvjetljivanja piksla kožnog trikuputa
in the staleness of the dzherel light from the vikoristanny of one
Od metoda sjenčanja. Često se koriste sljedeće metode:

• ravno sjenčanje. Trikutnici pokazuju, međutim, lakoću po cijeloj površini;
• Gouraud sjenčanje. Podaci o razini svjetline i boje, razvijeni za susjedne vrhove trikumina, jednostavno se interpoliraju na površini cijelog trikuputa;
• Phong sjenčanje. Posvjetljivanje se određuje pojedinačno za svaki piksel kože. Najjasnija metoda.

Pixel

Točka na ekranu, minimalni element slike. Karakterizira ga dubina boje u bitovima, što znači najveći mogući broj boja, te težina boje.

Prostor, odnosno koordinatni sustav

To je dio trivijalnog svijeta, gdje se odvija po nekim svojim koordinatama. Očito postoji sustav svjetlosnih (svjetskih) koordinata, na temelju kojih se mjere položaji i orijentacije svih ostalih objekata u 3D svjetlu, iz čega svaki od njih izvlači svoj koordinatni sustav.

Proceduralne teksture

Teksture koje generiraju različiti algoritmi "u hodu", a ne slikaju ih umjetnici iza scene. Proceduralne teksture mogu biti statične (drvo, metal, itd.) ili animirane (voda, vatra, dim). Prednosti proceduralnih tekstura su nepostojanje sitnih detalja koji se ponavljaju i manja potrošnja video memorije za animaciju. Međutim, postoji samo mali dio - zahtijevat će proširenje s različitih procesora i shadera.

Bump mapping

Učinak davanja površine krzna reljefa s dodatnom dodatnom teksturom, koja se naziva mapa neravnina. Geometrija površine se ne mijenja, a učinak se ističe uočljivošću dinamičnih rasvjetnih tijela.

Renderiranje

Proces vizualizacije trivijalne slike. Sastoji se od mnogo stupnjeva, koji se zajednički nazivaju pokretna traka.

Texel

Pixel, ne zaslon, nego tekstura. Minimalni element.

Teksturiranje ili mapiranje teksture

Najnaprednija metoda za realistično modeliranje površina je primjena tekstura sa slika na njih. U ovom slučaju bitno je razmotriti položaj, perspektivu, orijentaciju trikutanusa.

Tekstura

Slika dva svijeta je bitmapa koja se "rasteže" na 3D objekt. Za dodatne teksture postavljaju se različiti parametri materijala od kojeg je objekt oblikovan: njegova mala veličina (najtradicionalnije očuvani), razina svjetline različitih dijelova (lightness map, ili lightmap), kvaliteta slike koja je svjetla (specular karta) i svijetla je (difuzna karta) , neravnine (bump karta) i in.

Teselacija

Proces presavijanja poligona i zakrivljenih ploha, opisan matematičkim funkcijama, prikladan je za 3D akcelerator. Tekstura je često nekomplicirana, na primjer, 3D modeli ih uglavnom nazivaju i formiraju se od trikutanih tkiva. Na primjer, zaobljeni zidovi u Quake III: Arena primjer su objekta za koji je neophodna teselacija.

Mrlja ili vrh (vrh)

Krapka u blizini prostranstva, definirana s tri koordinate (x, y, z). Oko točkica se rijetko koristi, ali je također osnova za savijanje objekata: linije, tricuts, point sprites. Osim samih koordinata, na točku se mogu “pričvrstiti” i drugi podaci: koordinate teksture, intenzitet svjetla i magla.

Transformacija

Formalni izraz za proces transformacije 3D objekata u više koraka u dvodimenzionalnu sliku na ekranu. Ê prijenos skupa vrhova iz jednog koordinatnog sustava u drugi.

Tricutnik (trokut)

Gotovo sva trodimenzionalna grafika temelji se na tricutniks, jer su oni najjednostavniji i najlakši za obradu primitiva - tri točke uvijek jasno definiraju područje prostora, što se ne može reći za sklopive tricutnike. Sva ostala bogata rebra i zakrivljene površine podijeljene su u tricute (u biti ravne komade), koji se zatim stvrdnjavaju kako bi se izračunala lakoća i sloj tekstura. Taj se proces naziva teselacija.

Filtriranje teksture

Metoda bojanja teksture kosti prilikom promjene postolja na plakat. Najjednostavnija metoda- bilinearna filtracija - vikory prosječna vrijednost nekoliko boja teksture teksture. Sklopivija – trilinearna filtracija – također uključuje informacije s MIP razina. Najaktualnija i najjasnija (a ujedno i najučinkovitija) metoda je anizotropna filtracija, koja poboljšava rezultantnu vrijednost, konstantan odabir (raspon od 8 do 32) teksela, rast Shovanih uputa

Shader (Shader)

Mali program za akcelerator grafičkog procesora (GPU).
Ovo je metoda za obradu trivijalne grafike.

Radnje koje se mogu provesti Za dodatnu pomoć s shaderima Optički preciznije (po pikselima) osvjetljavanje i meke sjene svih objekata, više modela rasvjete; Razni učinci izloženosti i iskrivljenja promjena za modeliranje voda, led, staklo, vitraji, podvodne slike itd.; realni uvjeti mosta i vode; "kinematografskih" efekata Dubina polja (glibina oštrina) to Zamućenje pokreta; jasna, detaljna animacija skeletnih modela (koji se formiraju iz sustava koji sadrži animaciju modela "kista"), izraze lica; takozvano "nefotorealistično prikazivanje" Rendering, NPR): imitacija slikarskih stilova raznih umjetnika, efekt Maslinasti rukopis ili klasična, slikana 2D animacija; realna imitacija tkanine, kose i kose; proceduralne teksture (uključujući animaciju), koje ne zahtijevaju ulaganja CPU i snimanje video memorije svakog okvira; Filtri za naknadnu obradu slike preko cijelog zaslona: serpanok, halo, mrlje ploča na površini, učinak buke također; volumetrijski prikaz: realističniji dim i vatra; dosta drugih stvari.

Tsikavy poruka www.scene.org Veličanstvena arhiva kreativnosti, stotine “demomaker” grupa Majstori demo scene za ostatak rocka. Za one koji nisu upoznati s ovim fenomenom, da bude jasno: "demo" u ovoj kategoriji naziv je programa koji generira u stvarnom vremenu postoji mali (oko 5-10 minuta) video s grafikom i zvukom i glazbe. Demo snimke preostalih stijena aktivno koriste najnovije tehničke dizajn je, prije svega, sjenoviti. www.nvidia.com/view.asp?PAGE=demo_catalog Katalog "sjajnih" demonstracija tehnologije iz NVidije. www.nvidia.com/search.asp?keywords=Demo Sve NVidia tehnološke demonstracije, neke od njih čak i jednostavnije, mogu se spojiti u jednu posljedica. www.cgshaders.org Primijeni shader efekte koje je napisao moj Cg.