ТРЕХМЕРНАЯ ГРАФИКА Компьютерная графика

Геометрические примитивы

Сплайновые поверхности Бикубические рациональные В-сплайны на неравномерной сетке (NURBS)

Деформация трехмерных объектов 1) Перемещение контрольных точек (узлов)

Деформация трехмерных объектов 2) Построение контейнера объемной деформации

Твердотельное моделирование Трехмерные булевы операции: Объединение Вычитание Исключение Пересечение Трехмерные булевы операции: Объединение Вычитание Исключение Пересечение

Технология создания трехмерных динамических сцен Спроектировать и создать виртуальный каркас (скелет) объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме Присвоить материалы различным частям поверхности объекта (на профессиональном жаргоне – спроектировать текстуры на объект) Спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам визуализации похожие на реальные 1) 2) 3)

Технология создания трехмерных динамических сцен Настроить физические параметры пространства, в котором будет действовать объект, – задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей Рассчитать результирующую последовательность кадров Задать траектории движения объектов Наложить поверхностные эффекты на итоговый анимационный роли 4) 5) 6) 7)

Закраска поверхностей Метод Гуро (Gouraud) - цвет примитива рассчитывается лишь в его вершинах, а затем линейно интерполируется по поверхности. Метод Фонга (Phong) - строится нормаль к объекту в целом, ее вектор интерполируется по поверхности составляющих примитивов и освещение рассчитывается для каждой точки.

Свет Свет, уходящий с поверхности в конкретной точке в сторону наблюдателя включает в себя: свет, пришедший с обратной стороны поверхности, то есть преломленный свет (Refracted); свет, равномерно рассеиваемый поверхностью (Diffuse); зеркально отраженный свет (Reflected); блики, то есть отраженный свет источников (Specular); собственное свечение поверхности (Self Illumination).

Анимация Анимация на ключевых кадрах: метод инверсной кинематики движения; метод скелетных моделей; фиксация реальных движений физического объекта. Процедурная анимация.

Визуализация (рендеринг) Растеризация (англ. rasterization). Визуализация производится проецированием объектов сцены на экран без рассмотрения эффекта перспективы относительно наблюдателя. Рейкастинг (англ. ray casting). Сцена рассматривается, как наблюдаемая из определённой точки. Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, с помощью которых определяется цвет пиксела на двумерном экране. При этом лучи достигнув объекта прекращают своё распространение. Трассировка лучей (англ. ray tracing). Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, с помощью которых определяется цвет пиксела на двумерном экране. Но при этом луч не прекращает своё распространение, а разделяется на три компонента, луча, каждый из которых вносит свой вклад в цвет пиксела на двумерном экране: отражённый, теневой и преломленный. Трассировка пути (англ. path tracing) содержит похожий принцип трассировки распространения лучей, однако этот метод является самым приближенным к физическим законам распространения света. Также является самым ресурсоёмким.