Трехмерная графика

Автор: Пользователь скрыл имя, 27 Марта 2013 в 10:31, реферат

Описание работы

Трёхмерная графика (3D (от англ. 3 Dimensions — рус. 3 измерения) Graphics, Три измерения изображения) — раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов.
Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ (однако, с созданием и внедрением 3D-дисплеев и 3D-принтеров, трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость). При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).

Содержание

• 1 Применение
• 2 Создание
o 2.1 Моделирование
o 2.2 Текстурирование
o 2.3 Освещение
o 2.4 Анимация
o 2.5 Рендеринг
• 3 Программное обеспечение
o 3.1 3D-моделирование фотореалистичных изображений
 3.1.1 SketchUp
o 3.2 Визуализация трёхмерной графики в играх и прикладных программах
o 3.3 Моделирование деталей и механизмов для производства
• 4 Трёхмерные дисплеи
o 4.1 Стереоскопические дисплеи
o 4.2 Наголовные дисплеи, видеоочки
o 4.3 Прочие дисплеи
• 5 Кинотеатры с 3D
• 6 Дополненная реальность и 3D
• 7 См. также
• 8 Примечания
• 9 Литература

Работа содержит 1 файл

Трёхмерная графика.docx

— 239.40 Кб (Скачать)

а также сравнительно новые Rhinoceros 3D, Nevercenter Silo и ZBrush.

Кроме того, существуют и открытые продукты, распространяемые свободно, например, пакет Blender (позволяет создавать 3D модели, c последующим рендерингом), K-3D и Wings3D.

[править]SketchUp

Бесплатная программа SketchUp от Google позволяет создавать модели, совместимые с географическими ландшафтами ресурса Google Планета Земля, а также просматривать в интерактивном режиме на компьютере пользователя несколько тысяч архитектурных моделей, которые выложены на бесплатном постоянно пополняемом ресурсе Google Cities in Development (выдающиеся здания мира), созданные сообществом пользователей.

[править]Визуализация трёхмерной графики в играх и прикладных программах

Есть ряд программных  библиотек для визуализации трёхмерной графики в прикладных программах - DirectX, OpenGL и так далее.

Есть ряд подходов по представлению 3D-графики в играх - полное 3D, псевдо-3D

Есть множество движков, используемых для создания трёхмерных игр, отвечающих не только за трёхмерную графику, но и за расчёты физики игрового мира, взаимодействия пользователя с игрой и связь пользователей в игре при многопользовательском режиме и многое другое (см. также статью 3D-шутер). Как правило движок разрабатывается под конкретную игру, а затем лицензируется (становится доступен) для создания других игр.

[править]Моделирование деталей и механизмов для производства

Существуют конструкторские CAD/CAE/CAM пакеты, предполагающие создание моделей деталей и конструкций, их расчёт и последующее формирование программ для станков ЧПУи 3D-принтеров.

Такие пакеты даже не всегда дают пользователю оперировать 3D-моделью  напрямую, например есть пакет OpenSCAM, модель в котором формируется выполнением формируемого пользователем скрипта, написанного на специализированном языке.Это так.

[править]Трёхмерные дисплеи


Необходимо перенести  содержимое этого раздела в статью Стереодисплей.

После переноса замените этот шаблон шаблоном {{main}} или ссылкой на статью. 
Вы можете помочь проекту, осуществив этот перенос. 
Если нужно обсудить целесообразность объединения, замените этот шаблон на {{amerge}} и добавьте соответствующую запись на странице ВП:КОБ.

 

Одна из первых фотографий экрана 3D-телевизора

Экран 3D-телевизора

Трёхмерные, или  стереоскопические дисплеи, (3D displays, 3D screens) — дисплеи, посредством стереоскопического или какого-либо другого[2] эффекта создающие иллюзию реального объёма у демонстрируемых изображений.

В настоящее время подавляющее  большинство трёхмерных изображений  показывается при помощи стереоскопического эффекта, как наиболее лёгкого в  реализации, хотя использование одной  лишь стереоскопии нельзя назвать достаточным  для объёмного восприятия. Человеческий глаз как в паре, так и в одиночку одинаково хорошо отличает объёмные объекты от плоских изображений.[источник не указан 151 день]

[править]Стереоскопические дисплеи

Основная статья: Стереодисплей

Методы технической реализации стереоэффекта включают использование  в комбинации со специальным дисплеемполяризованных или затворных очков, синхронизированных с дисплеем, анаглифических фильтров в комбинации со специально адаптированным изображением.

Существует также относительно новый класс стереодисплеев, не требующих использования дополнительных устройств, но имеющих массу ограничений. В частности, это конечное и очень небольшое количество ракурсов, в которых стереоизображение сохраняет чёткость. Стереодисплеи, выполненные на базе технологии New Sight x3d, обеспечивают восемь ракурсов, Philips WOWvx — девять ракурсов. В октябре 2008 года компания Philips представила прототип стереодисплея с разрешением 3840×2160 точек и с рекордными 46 ракурсами «безопасного» просмотра. Вскоре после этого, однако, Philips объявил о приостановке разработок и исследований в области стереодисплеев.[3]

Ещё одна проблема стереодисплеев — это малая величина зоны «комфортного просмотра» (диапазон расстояний от зрителя до дисплея, в котором изображение сохраняет четкость). В среднем она ограничена диапазоном от 3 до 10 метров.

Стереодисплеи сами по себе не имеют прямого отношения к трёхмерной графике. Путаница возникает вследствие использования в западных СМИ термина 3D в отношении как графики, так и устройств, эксплуатирующих стереоэффект, и некорректности перевода при публикации в российских изданиях заимствованных материалов.

Существует также технология WOWvx, с помощью которой можно получить эффект 3D без использования специальных очков. Используется технология лентикулярных линз, которая дает возможность большому количеству зрителей широкую свободу движения без потери восприятия эффекта 3D. Слой прозрачных линз закрепляется перед жидкокристаллическим дисплеем. Этот слой направляет разные картинки каждому глазу. Мозг, обрабатывая комбинацию этих картинок создает эффект объемного изображения. Прозрачность линзового слоя обеспечивает полную яркость, четкий контраст и качественную цветопередачу картинки.

Существует технология отображения  трехмерного видео на светодиодных экранах.

[править]Наголовные дисплеи, видеоочки

Основная статья: Шлем виртуальной реальности

[править]Прочие дисплеи

На данный момент (июнь 2010 г) существуют несколько экспериментальных  технологий, позволяющих добиться объёмного  изображения без стереоскопии. Эти  технологии используют быструю развёртку луча лазера, рассеивающегося на частицах дыма (аэрозольный экран) или отражающихся от быстро вращающейся пластины.

Существуют также устройства, в которых на быстро вращающейся  пластине закреплены светодиоды.

Такие устройства напоминают первые попытки создать механическую телевизионную развёртку. Видимо, в будущем стоит ожидать появление полностью электронного устройства, позволяющего имитировать световой поток от объёмного предмета в разных направлениях, чтобы человек мог обойти вокруг дисплея и даже смотреть на изображение одним глазом без нарушения объёмности изображения.

[править]Кинотеатры с 3D


Основная статья: Стереокинематограф

Использование для обозначения  стереоскопических фильмов терминов «трёхмерный» или «3D» связано  с тем, что при просмотре таких  фильмов у зрителя создаётся  иллюзия объёмности изображения, ощущение наличия третьего измерения — глубины и новой размерности пространства уже в 4D. Кроме того, существует ассоциативная связь с расширяющимся использованием средств компьютерной трехмерной графики при создании таких фильмов (ранние стереофильмы снимались как обычные фильмы, но с использованием двухобъективных стереокамер).

На сегодняшний день просмотр фильмов в формате «3D» стал очень популярным явлением.

Основные используемые в  настоящее время технологии показа стереофильмов [4]:

  • Dolby 3D
  • XpanD
  • RealD
  • IMAX

[править]Дополненная реальность и 3D


Основная статья: Дополненная реальность

Рекламная кампания Pepsi. В качестве маркера используется логотип Pepsi.

Своеобразным расширением 3D-графики является «дополненная реальность». Используя технологию распознавания  изображений (маркеров), программа дополненной  реальности достраивает виртуальный 3D-объект в реальной физической среде. Пользователь может взаимодействовать с маркером: поворачивать в разные стороны, по-разному освещать, закрывать некоторые его части — и наблюдать изменения, происходящие с 3D-объектом на экране монитора компьютера.

Толчком к широкому распространению  технологии послужило создание в 2008 году открытой библиотеки FLARToolKit для технологии Adobe Flash.

[править]См. также


  • XNA
  • Анизотропная фильтрация
  • Animusic
  • UV маппинг

[править]Примечания


    1. ↑ Но, чтобы насладиться объёмной картинкой, зрителю необходимо расположиться строго по центру. Шаг вправо, шаг влево, равно как и неосторожный поворот головы, карается превращением трехмерности в несимпатичное зазубренное изображение. Решение этой проблемы уже созрело в научных лабораториях. Германский Институт Фраунгофера демонстрировал 3D-дисплей, при помощи двух камер отслеживающий положение глаз зрителя и соответствующим образом подстраивающий изображение, в этом году пошёл ещё дальше. Теперь отслеживается положение не только глаз, но и пальца, которым можно «нажимать» трехмерные кнопки. А команда исследователей Токийского университета создали систему позволяющую почувствовать изображение. Излучатель фокусируется на точке где находится палец человека и в зависимости от его положения меняет силу акустического давления. Таким образом, становится возможным не только видеть объемную картинку, но и взаимодействовать с изображенными на ней предметами.
    2. ↑ Parallax 3D TV — трехмерное телевидение от Hitachi

 

 

    1. ↑ «Картинки рвутся наружу: Status Quo 3D-дисплеев»

 

 

, Мир 3D, 29 мая 2009

    1. ↑ ЧаВо о цифровом кино

 

 


Информация о работе Трехмерная графика