Підпишіться зараз

* Дізнавайся першим про останні новини!

Популярні новини
Використовуючи наш веб-сайт, ви погоджуєтесь на використання  файлів cookie.
Як це зроблено?

Загальні принципи створення віртуальної реальності 

Більшості користувачів «всесвітньої павутини», так чи інакше, відомий редактор тривимірної графіки під назвою 3ds Max або, як його називали раніше, 3d Studio MAX. Цей програмний пакет дозволяє будувати моделі різних об’єктів в тривимірному просторі та створювати на їх основі художні твори, шляхом показу таких об’єктів з різних сторін. На перший погляд, принцип її функціонування схожий із зйомкою об’єктів фото- або відеокамерою. Сцени, що містять такі, змодельовані на комп’ютері, об’єкти іменуються віртуальною реальністю.

Однак, насправді мало хто, за винятком фахівців, які професійно працюють в 3ds Max, уявляє, на яких принципах побудовано функціонування цієї програми. Про ці принципи і піде мова в цій статті.

Для початку, треба усвідомити, що не тільки 3ds Max, а й всі існуючі програми для роботи із тривимірною комп’ютерною графікою ближче до векторної двомірної графіки, а не піксельної, яка також нерідко іменується растрової. Чому ж так відбувається, якщо існує тривимірний аналог пікселя з назвою воксель? Тому що потужності існуючих комп’ютерів, у всякому разі, персональних, не вистачає для більш-менш ефективної роботи із воксельною тривимірною графікою. Адже той же 3ds Max являє собою надзвичайно ресурсоємних програму, яка здатна нормально функціонувати далеко не на кожному сучасному ПК.

Отже, що ж являють собою моделі, створені в 3ds Max? Як правило, готові моделі являють собою структуру, яка називається полігональної сіткою. Аналогом такої сітки в реальному світі можна вважати каркас намету, на який натягнутий тент. Віртуальні об’єкти також складаються з ребер, які обмежують плоскі багатокутні поверхні, іменовані полігонами. Виходячи зі сказаного вище, неважко зрозуміти, що, наприклад, сфера, насправді, складається із великого числа таких полігонів. Причому, чим більше полігонів, тим сфера виглядає більш якісною.

У цьому моменті криється основне протиріччя, характерне не тільки для 3ds Max, а й для будь-якої програми, яка працює з тривимірною графікою. Дійсно, збільшення числа полігонів покращує якість моделі, однак одночасно воно збільшує час візуалізації цієї моделі при заданій обчислювальної потужності комп’ютера. На практиці це виливається в те, що один знімок високоякісної віртуальної сцени може визуализироваться годинами і навіть протягом доби.

Зрозуміло, що така ситуація неприпустима в комп’ютерних іграх з динамічним сюжетом, де всі об’єкти повинні візуалізувати за частки секунди, адже інакше неможливо буде в них грати. У зв’язку з цим, моделі, призначені для використання в іграх, роблять нізкополігональними, тобто такими, що містять якомога менше число полігонів. Втрати ж в якості при такому підході неминучі. Розробники намагаються компенсувати це за рахунок текстур, тобто двомірних зображень, якими покриваються полігони. Текстури практично не впливають на час візуалізації, тому їх якість максимально висока.

Результат такого підходу напевно бачили всі, коли грали в комп’ютерні ігри. Виражається він у тому, що об’єкти, які знаходяться на відстані від очей гравців виглядають дуже красиво. А при наближенні до них, можна помітити, що всі округлі поверхні виглядають скоріше незграбно, ніж округло.

Інший підхід у тривимірному моделюванні – це створення високополігональних моделей. У цьому випадку створюється максимально якісна модель, не зважаючи на кількість полігонів, необхідних для цього. Текстури, при цьому, можуть бути гіршої якості або відсутні взагалі, оскільки модель і без них  виглядає чудово. Прикладом можуть служити різноманітні дивовижні ефекти із голлівудських блокбастерів, такі як, скажімо, Термінатор з однойменного фільму, після звільнення від оболонки Арнольда Шварценеггера.

Однак, слід враховувати, що відео такої якості створити на домашньому ПК неможливо. Неможливо від слова «зовсім», оскільки яким потужним не був би комп’ютер в своєму класі, для подібних завдань він виявиться занадто слабким. Статичні картинки, втім, отримати можна, але, як було сказано вище, ціною багатогодинного процесу візуалізації.

До цього доречно вдаватися в тих випадках, коли, наприклад, будівельна компанія бажає показати замовникам зображення ще не побудованого будинку або інтер’єр ще не відремонтованої кімнати.

Зрозуміло, що на якість та швидкість отримання зображення в процесі візуалізації віртуальної сцени впливає не тільки кількість полігонів, з яких воно складається, але і освітлення сцени, налаштування матеріалів, що застосовуються в сцені та безліч інших параметрів. Однак вони виходить за рамки даного огляду, тому про них не буде йти мова в даній статті.

В завершальній частині слід зазначити, що обидва підходи погано застосовні до моделювання об’єктів живої природи, в зв’язку з чим, практично неможливо досягти реалістичності вигляду моделей людей, тварин і рослин. Завдяки цьому, саме вони видають віртуальну сутність навіть дуже добре проработаних сцен.

Щоб уникнути цього, зображення, отримані в ході візуалізації сцен, змодельованих в програмах тривимірної графіки, нерідко піддають так званій постобробці, зазвичай із застосуванням двомірних графічних редакторів, подібних Adobe Photoshop. В процесі обробки файлу, в віртуальний світ нерідко впроваджуються елементи, взяті з реальних фотознімків. Наприклад, в віртуальний горщик, яки стоїть на віртуальному підвіконні, можуть посадити реальну, сфотографовану квітку.

Таким самим чином можуть бути посаджені чагарники перед фасадом віртуального будинку, візуалізорованого на фоні реального пейзажу або просто покращено якість зображення, отриманого при візуалізації, що зробить його більш схожим на реальну фотографію.

Схожі публікації

Залишити відповідь

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.