Išplėstinė paieška
 
 
 
Pradžia>Informatika>3D kompiuterinė grafika
   
   
   
2
naudingas +3 / nenaudingas -1

3D kompiuterinė grafika

  
 
 
1234567891011121314151617181920212223242526
Aprašymas

3D: kas tai yra ir kam to reikia. 3D: kaip tai veikia. Skaidymas. Geometrinės transformacijos. Apšviestumo skaičiavimai (Lightning). Rastrinio vaizdo kūrimas (rasterization). Vaizdo pateikimas. Trimatės koordinačių sistemos. Trimačiai objektai. Trimatės transformacijos. Transformacijų matrica. Mastelio keitimas. Objektų sukimas. Objektų perkėlimas. Atspindys. Šlytis. Trimačio objekto vaizdavimas. Plokščių geometrinių projekcijų klasifikacija. Vaizduojamieji tūriai ir atkirtimas. Vaizdavimo tikroviškumas. Dengiamų paviršių ir linijų nustatymas ir šalinimas. Tolesniosios objekto pusės nustatymo metodas. Z buferio metodas. Apšvietimo modeliai. Plokščiųjų paviršių apšvietimo skaičiavimo modeliai. Spindulių trasavimo metodai. Paviršių dangos.

Ištrauka

Turbūt nė viena kompiuterijos šaka nesivysto šiais laikais taip greitai, kaip tobulinami grafiniai akceleratoriai. Jei per pastaruosius dvejus metus mikroprocesorių našumas pakilo 2-3 kartus, tai grafinių adapterių greitis išaugo dešimteriopai. Naujausi grafiniai procesoriai turi virš 3,5 mln. tranzistorių ir tai yra ne ką mažiau, nei jų priskaičiuojama pvz. "Intel Pentium" procesoriuje.
Bene pagrindinė 3D akceleratorių poreikį sukėlusi priežastis yra nepaprastai išaugęs trimatę aplinką vaizduojančių kompiuterinių žaidimų populiarumas [3]. Be to, 3D akceleratoriai praverčia ir dizaineriams, projektuotojams bei paprastiems vartotojams, dirbantiems su trimačio modeliavimo [4] ar virtualios realybės (VRML) programomis [5].
3D arba trimatė grafika, tai kompiuterinės grafikos dalis, skirta atvaizduoti grafiniams vaizdams, sugeneruotiems iš 3D objektų matematinių aprašų. Trimatė grafika vaizduoja trimatę aplinką (erdvę) į vaizdo erdvę: ekraną, popieriaus lapą.
1.1 3D: kaip tai veikia?
Tam, kad sudėtingą erdvinį vaizdą atvaizduoti ekrane, kompiuteris turi išspręsti aibę geometrinių užduočių ir atlikti begales matematinių operacijų. 3D objektų projektavimo ir atvaizdavimo ekrane eigą galima suskirstyti į kelis žingsnius:
1.1.1 Skaidymas
Visų trimačių objektų paviršiai suskaidomi į daugiakampius (poligonus), dažniausiai – į trikampius. Kiekvieno trikampio padėtis erdvėje apibrėžiama trimis taškais, kiekvienas kurių turi tris koordinates (x, y, z) (žr. 3 skyrių).
1.1.2 Geometrinės transformacijos
Visų 3D objektų (juos sudarančių trikampių) koordinatės perskaičiuojamos, atsižvelgiant į tai, kur yra stebėjimo taškas. Kitais žodžiais tariant, erdvinės koordinatės iš absoliučių tampa reliatyviomis stebėtojo atžvilgiu (žr. 4 skyrių).
1.1.3 Apšviestumo skaičiavimai (Lightning)
Apskaičiuojamas objektų apšviestumas. Atsižvelgiant į šviesos šaltinių bei objektų tarpusavio padėtį, apšviestumo reikšmę įgauna kiekvienas trikampio taškas (žr. 6.2 poskyrį).
1.1.4 Rastrinio vaizdo kūrimas (rasterization)
Šis etapas reikalauja daugiausia skaičiavimų ir būtent juos atlieka trimatis akceleratorius, kurio užduotis kompiuterio atmintyje esančių trimačių objektų duomenis kuo sparčiau paversti vaizdu monitoriaus ekrane. Rastrizavimą sąlyginai galima išskaidyti į kelis žingsnius:
 Nematomų plokštumų pašalinimas (Clipping, Hidden Surface Removal)
Atsižvelgiant į objektų padėtį ir skaidrumą, iš tolesnių skaičiavimų pašalinami objektai ar jų dalys, kurie nėra matomi stebėtojui (žr. 5.2 ir 6.1 poskyrius).
 Konvertavimas į dvimatę grafiką (Scan Conversion)
Kiekvienas taškas 3D erdvėje projektuojamas į tašką dvimačiame taškiniame ekrane (žr. 5.1 poskyrį).
 Paviršių padengimas bei atsižvelgimas į geometrinę perspektyvą (Texture Mapping / Perspective Correction)
Šio žingsnio metu objektai padengiami taip vadinamomis tekstūromis – nedideliais paveikslėliais, apibūdinančiais objekto paviršiaus spalvą ir raštą (faktūrą). Atsižvelgiant į objekto nuotolį, toliau esantys paviršiai dažniausiai padengiami smulkesne tekstūra (MIP-Mapping) arba tokia gaunama, sumažinus esamą (Bilinear Filtering). Šių dviejų metodų kombinacija vadinama Trilinear Filtering. Siekiant sumažinti įstrižų linijų laiptuotumą, šio etapo metu gali būti panaudota vaizdo suglodinimo (Anti-Aliasing) technologija (žr. 6.5 poskyrį).
 Briaunų sugludinimas, atspindžiai, šešėliai (Shading)
Lygaus spalvinimo atveju (Flat Shading) visas objekto trikampis užpildomas vienodai ir jokių papildomų skaičiavimų atlikti nereikia, bet tuomet apvalūs objektai taip ir lieka kampuoti. Guru spalvinimo atveju (Gouraud Shading) kiekvienas trikampio taškas turi atskirą spalvos ir apšviestumo vertę, dėl to briaunų beveik nesimato. Šis metodas šiuo metu vartojamas dažniausiai. Fongo spalvinimas (Phong Shading) įgalina apskaičiuoti ir atspindžius nuo kiekvieno paviršiaus. Tai žymiai pagerina vaizdo tikroviškumą, bet reikalauja daug skaičiavimų (žr. 6.3 poskyrį). ...

Rašto darbo duomenys
Tinklalapyje paskelbta2007-10-02
DalykasInformatikos referatas
KategorijaInformatika
TipasReferatai
Apimtis23 puslapiai 
Literatūros šaltiniai10
Dydis506.15 KB
AutoriusAlgimantas
Viso autoriaus darbų1 darbas
Metai2005 m
Klasė/kursas2
Mokytojas/DėstytojasProf. habil.dr. R. Šeinauskas
Švietimo institucijaKauno Technologijos Universitetas
Failo pavadinimasMicrosoft Word 3D kompiuterine grafika [speros.lt].doc
 

Panašūs darbai

Komentarai

Komentuoti

 

 
[El. paštas nebus skelbiamas]

 
 
  • Referatai
  • 23 puslapiai 
  • Kauno Technologijos Universitetas / 2 Klasė/kursas
  • Prof. habil.dr. R. Šeinauskas
  • 2005 m
Ar šis darbas buvo naudingas?
Taip
Ne
+3
-1
Pasidalink su draugais
Pranešk apie klaidą