Триизмерна графика (3D графика три размерите на изображението.) - част от компютърна графика, набор от техники и инструменти (и двете софтуерни и хардуерни), предназначени за обемни изображения обекти.
Триизмерно изображение на самолет, различен от двуизмерни с това, че включва изграждането на геометрична проекция на триизмерен модел на сцената в самолета (например компютърен екран) с помощта на специализиран софтуер (въпреки това, със създаването и прилагането на 3D-дисплеи-и 3D-принтери, триизмерна графика не са непременно включват се стърчаща от самолет). В този случай, тъй като моделът може да отговори на обектите на реалния свят (коли, къщи, ураган, астероид), както и да бъде напълно абстрактно (проекцията на четириизмерен фрактал).
Триизмерна графика се използват активно за създаване на изображения в равнината част на екрана или отпечатани продукт лист в областта на науката и индустрията, като автоматизация на проектните работи (CAD, за да създадете плътни елементи: сгради, машинни части, машини), архитектурен визуализация (това включва така наречените " виртуална археология "), по-модерни системи за медицински изображения.
Най-широко използваните - в много от съвременните компютърни игри. Както и филм елемент, телевизор, печатни материали.
За триизмерни изображения изисква следните стъпки в равнината:
· Моделиране - създаване на триизмерен математически модел на сцената и обектите в нея;
· Текстуриране - повърхности предназначение растерна графика или процедурни модели на текстурата (включва и определяне на свойствата на материалите - прозрачност, размисъл, грубост и т.н.);
· Осветление - инсталация и конфигурация на източници на светлина;
· Анимация (в някои случаи) - давайки движение на обекта;
· Динамична симулация (в някои случаи), - автоматично изчисляване на частиците на взаимодействие, твърди / меки органи и др с моделирани гравитационни сили, вятър, изхвърляне и т.н., както и с всяка друга; ..
· Render (визуализация) - конструкцията на издатината в съответствие с избрания физически модел;
· Изход на получения образ на изходното устройство - дисплей или принтера.
· Геометрия (построена с помощта на различни техники (например създаване меша) модел, например сграда.);
· Материали (информация за визуалните характеристики на модела, като цветът на стените и / пречупване прозорците отразяващи мощност);
· Светлинните източници (посока определяне, спектърът на мощността на светлината);
· Виртуална камера (избор точка и изграждане ъгъл издатък);
· Мощност и удар (динамично изкривяване регулиране на обектите, които се използват най-вече в анимацията);
· Допълнителни ефекти (обекти, които имитират атмосферно явления: Light мъгла, облаци, забавители, и т.н.).
Проблемът с триизмерно моделиране - за описване на тези обекти и ги поставете в сцената с помощта на геометрични трансформации в съответствие с изискванията на бъдещата картина.
Присвояване на материали към сензор за недвижими камера доставя реални обекти варират въз основа на това как те отразяване, предаване или разсейване светлина; материали, описани виртуални имоти за привеждане в съответствие на реални материали - прозрачност, отражение, разсейване на светлината, грапавост, форма и така нататък.
Най-популярните пакети специално за симулация са както следва:
· Робърт McNeel Доц. Rhinoceros 3D;
За да създадете триизмерен модел или могат да се използват човешки същества, като прототип (в повечето случаи) скулптура.
Текстуриране растер стърчащата средства или процедурни текстури на повърхността на триизмерен обект в съответствие с картата UV-координатите където всеки обект се получават връх определена координатна на двумерен текстура пространство.
Това е създаването, посоката и конфигурация на виртуалните източници на светлина. В същото време, във виртуалния свят на източници на светлина може да има отрицателно интензивност, избора на светлината от зоната на своя "негативна светлина". Обикновено, 3D графични пакети предлагат следните видове източници на светлина:
· Omni светлина (Point светлина) - ненасочено
· Spot светлина - конус (фокус), източник на различните лъчи
· Насочена светлина - източник на успоредни лъчи
· Район светлина (Plane светлина) - Light-портал излъчват светлина от самолета
· Фотометрично - източници на светлина са моделирани чрез параметри на яркост в физически измерими единици, при предварително определена температура на нагряване
Има и други видове източници на светлина, характеризиращи се с функционалното й предназначение в различните програми на триизмерни графики и визуализация. Някои пакети дават възможност за създаване на обем подгряващи източници (Sphere светлина) или обемна осветление (том светлина), в рамките на точно определен обем. Някои предоставят възможността за използване на геометрични обекти на произволна форма.
Една от основните професии триизмерна графика - като движение (анимация) триизмерен модел или имитация на движение между триизмерни обекти. Универсални триизмерни графични пакети са много богати възможности за създаване на анимации. Има и високо специализирани програми, създадени специално за анимации и имат много ограничен набор от инструменти за моделиране:
· PMG Месия Studio
В този етап на математически (вектор) пространство модел се превръща в плоска (растерен) изображение. Ако искате да се направи филм, направи поредица от изображения - фреймове. Както е структура от данни, матрицата на дисплея е представена от точки, където всяка точка се определя от най-малко три номера: интензивност на червено, зелено и синьо. По този начин прави триизмерна вектор преобразува структурата на данните в плосък спектър на пиксела. Тази стъпка често изисква много сложни изчисления, особено ако искате да създадете илюзията за реалност. Най-простият вид на представяне - е да се изгради на контурите на шарките на екрана на компютъра с помощта на проекция, както е показано по-горе. Обикновено това не е достатъчно и е необходимо да се създаде илюзията на материалите, от които са произведени обекти и тези обекти изчисляване на изкривяване поради прозрачен носител (например, течност в чашата).
Има няколко техники за оказване, често се комбинират заедно. Например:
· Z-буфер (използван в OpenGL и DirectX 10);
· Scanline (scanline) - известен още като Рей леене ( «хвърляне лъч", опростена проследяване на лъчите алгоритъм) - цветовете на изчисляването на всяка точка от сградата на изображението на лъча от гледна точка на наблюдателя на чрез въображаемо дупка в екрана на мястото на пиксела "на сцената" до кръстовището с първата повърхност. пиксел е в същия цвят като цвета на повърхността (понякога като се вземат предвид осветление и т.н. ...);
· Рей проследяване (проследяване на лъчите английски рейтрейсинг ..) - същото като Scanline, но цвета на пиксела да бъде потвърдена, поради изграждане на допълнителни лъчи (това е отразено, пречупени и т.н. ...), от точката на пресичане на външния вид на лъч. Въпреки името си, той се прилага само обратната рейтрейсинг (това е само от наблюдателя до източника на светлина), насочва изключително неефективна и консумира твърде много ресурси, за да произвеждат висококачествени изображения;
· Global осветление (Engl глобално осветление radiosity ..) - Изчисляване на повърхностите на взаимодействие и среди във видимия спектър на излъчване с помощта на интегрални уравнения.
Линията между рейтрейсинг алгоритми сега са почти изтрити. Така че, в 3D Studio Max стандартен визуализатор нарича подразбиране scanline рендер, но той смята не само приноса на дифузната, отразява и собствени (самосветене цвят) на светлината, но сенките и гладка. Поради тази причина, най-концепция Raycasting отнася до назад проследяване на лъчите на и рейтрейсинг - права линия.