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3D Computer Graphics comme vu sur FaceYourArt.com Un rendu 3D avec lancer de rayons et occlusion ambiante utilisant Blender et Yafray 3D Computer Graphics sont des oeuvres d'art graphique créé avec l'aide de calculateurs numériques et des logiciels 3D. Le terme de mai également se référer aux processus de création de tels graphiques, ou le domaine d'études des techniques graphiques 3D et les technologies connexes. 3D Computer Graphics sont différents de graphiques 2D ordinateur dans ce une représentation en trois dimensions des données géométriques sont stockées dans l'ordinateur aux fins d'exécuter des calculs et le rendu des images 2D. Ces images mai soit pour l'afficher plus tard ou à la lecture en temps réel. La modélisation 3D est le processus de préparation des données géométriques pour les graphiques 3D, et s'apparente à la sculpture ou la photographie, tandis que l'art de graphismes en 2D est analogue à la peinture. Malgré ces différences, les graphiques 3D s'appuient sur bon nombre des mêmes algorithmes que les graphiques 2D ordinateur. Dans les logiciels d'infographie, la distinction entre les modes 2D et 3D est parfois floue; applications 2D mai utiliser 3D techniques pour obtenir des effets comme l'éclairage, et en premier lieu 3D mai en 2D techniques. Sommaire 1 Technologie 2 Création de l'infographie 3D Modeling 2.1 3 Processus 3.1 Scène configuration layout 3,2 Tessellation et maillages 3.3 Rendu 3.4 Les équarrisseurs 3.4.1 Projection 4 réflexions des ombres et des modèles 5 3D graphics API 6 Voir aussi / / [modifier] Technologie OpenGL et Direct3D sont deux API populaire pour la génération de l'imagerie en temps réel. Le temps réel signifie que la génération de l'image se produit en «temps réel», ou «à la volée ', mai et être très facile à utiliser interactif. Beaucoup de cartes graphiques modernes assurent une certaine accélération matérielle basée sur ces API, ce qui permet souvent d'affichage de graphismes 3D complexes en temps réel. [modifier] Création d'infographie 3D comme vu sur FaceYourArt.com Modèle 3D d'un pont suspendu enjambant un organe anormalement placides de l'eau Images de Synthèse de composition de la modélisation et l'éclairage mis au point par des processus de rendu Le processus de création d'infographie 3D peut être divisé de façon séquentielle en trois phases de base: La création de contenu (3D modélisation, texture, animation) Scène mise en page de configuration Rendu [modifier] Modélisation L'étape de modélisation peut être décrite comme la concrétisation des objets individuels qui sont ensuite utilisés dans la scène. Il existe un certain nombre de techniques de modélisation, y compris, mais non limités aux suivants: Géométrie de construction de solides NURBS modeling Polygonal Modeling surfaces de subdivision surfaces implicites Modélisation des processus mai également inclure surface d'édition objet ou les propriétés des matériaux (par exemple, la couleur, la luminosité, diffus et spéculaires composants ombrage - plus couramment appelée la rugosité et la brillance, les caractéristiques de réflexion, la transparence ou l'opacité, ou de l'indice de réfraction), l'ajout de textures, bump-maps et autres caractéristiques. Modélisation mai également inclure des activités diverses liées à la préparation d'un modèle 3D de l'animation (bien que dans un modèle de personnage complexe, ce sera une étape de sa part, connu comme le gréement). Objets mai être équipé d'un squelette, un cadre central d'un objet avec la possibilité de modifier la forme ou les mouvements de cet objet. Cette aide dans le processus d'animation, en ce que le mouvement du squelette nécessairement des conséquences sur les parties correspondantes du modèle. Voir l'animation également avec impatience cinématique et animation cinématique inverse. Au stade de gréement, le modèle peut également être accordée contrôles spécifiques visant à faire de l'animation plus facile et plus intuitive, comme les contrôles et les formes d'expression du visage bouche (phonèmes) pour lipsyncing. La modélisation peut être effectué au moyen d'un programme dédié (par exemple, Lightwave Modeler, Rhinoceros 3D, Moray), un composant d'application (Shaper, Lofter en 3D Studio) ou un langage de description de scène (comme dans POV-Ray). Dans certains cas, il n'y a pas de distinction stricte entre ces phases; dans la modélisation de tels cas est tout simplement partie du processus de création de scène (c'est le cas, par exemple, avec trueSpace Caligari et Realsoft 3D). Système de particules est un amas de coordonnées 3D qui soit ont des points, des polygones, des icônes ou des sprites de leur attribuer. Ils agissent comme un volume de représenter une forme. [modifier] Processus Une scène 3D de 8 boules de verre rouges [modifier] Scène de configuration layout Configuration de scène consiste à organiser les objets virtuels, des lumières, des caméras et d'autres entités sur une scène qui sera ensuite utilisé pour produire une image fixe ou une animation. Si elle est utilisée pour l'animation, cette phase fait généralement appel à une technique appelée «images-clés», qui facilite la création de mouvements complexes de la scène. Avec l'aide d'images clés, au lieu d'avoir à fixer la position d'un objet, de rotation ou d'échelle pour chaque image dans une animation, il suffit de mettre en place certaines trames clé entre lesquelles les États et dans chaque image sont interpolés. L'éclairage est un aspect important de la configuration de scène. Comme c'est le cas à l'arrangement réel scène mondiale, l'éclairage est un facteur important contribuant à l'esthétique et visuel résultant de la qualité des travaux finis. En tant que tel, il peut être un art difficile à maîtriser. Les effets de lumière peuvent grandement contribuer à l'humeur et la réponse émotionnelle effectuée par une scène, un fait qui est bien connue des photographes et techniciens à l'éclairage théâtral. [modifier] Tessellation et les maillages comme vu sur [http://www.FaceYourArt.com] Le processus de transformation des représentations d'objets, tels que le point central de coordination d'une sphère et un point de sa circonférence en une représentation polygonale d'une sphère, est appelé pavage. Cette étape est utilisée dans le polygone à base d'équarrissage, où les objets sont ventilés à partir de représentations abstraites ( "primitives") telles que les sphères, cônes, etc, à mailles dits, qui sont des filets de triangles interconnecté. Maillages de triangles (au lieu de carrés, par exemple) sont populaires car ils ont prouvé pour être facile à rendre en utilisant le rendu scanline. Polygon représentations ne sont pas utilisés dans toutes les techniques de rendu, et dans ces cas, le pavage de l'étape n'est pas incluse dans le passage de la représentation abstraite à la scène rendue. [modifier] Rendu comme vu sur [http://www.FaceYourArt.com] Le rendu est le processus final de création de l'image 2D ou une animation réelle de la scène préparée. Ceci peut être comparé à la prise d'une photo ou filmer les lieux après l'installation est terminée dans la vie réelle. Rendering pour les médias interactifs, tels que les jeux et simulations, est calculé et affiché en temps réel, à des taux d'environ 20 à 120 images par seconde. Animations pour les médias non interactifs, tels que les longs métrages et vidéo, sont rendues beaucoup plus lentement. Non-rendu en temps réel permet à l'exploitant la puissance de traitement limitée afin d'obtenir une meilleure qualité d'image. Rendu fois pour les cadres individuels mai varier de quelques secondes à plusieurs jours pour les scènes complexes. Images rendues sont stockés sur un disque dur peuvent ensuite être transférés à d'autres médias tels que les films cinématographiques ou de disques optiques. Ces trames sont ensuite affichées de façon séquentielle à taux de rafraîchissement élevé, généralement 24, 25 ou 30 images par seconde, pour atteindre l'illusion du mouvement. Plusieurs différents, et souvent spécialisés, ce qui rend les méthodes ont été développées. Elles vont de la prestation clairement non-filaire réaliste grâce à un polygone à base de rendu, à des techniques plus avancées telles que: le rendu scanline, lancer de rayons, ou la radiosité. En général, les différentes méthodes sont mieux adaptées pour les deux rendus photo-réalistes, ou de la prestation en temps réel. Dans le rendu en temps réel, l'objectif est de montrer autant d'informations que possible que l'œil peut traiter dans un 30 d'un deuxième (ou une image, dans le cas de 30 images par seconde d'animation). Le but ici est la rapidité et surtout pas de photo-réalisme. En effet, ici les exploitations sont faites dans la manière dont l'œil «perçoit» le monde, et donc l'image finale présentée n'est pas nécessairement celui du monde réel, mais que l'œil ne peut associer étroitement à. C'est la méthode de base utilisée dans les jeux interactifs mondes VRML. L'augmentation rapide de la puissance de traitement informatique a permis une certaine progressive du niveau de réalisme, même pour le rendu en temps réel, y compris des techniques telles que le rendu HDR. Rendu en temps réel est souvent polygonal et aidé par le GPU de l'ordinateur. Un exemple d'un ray-tracer l'image qui prend généralement quelques secondes ou minutes à rendre. La photo-réalisme est manifeste. Lorsque l'objectif est photo-réalisme, les techniques sont employés, comme le traçage de rayon ou de radiosité. Le rendu prend souvent de l'ordre de secondes ou même parfois des jours (pour une seule image / image). C'est la méthode de base utilisée dans les médias numériques et les oeuvres artistiques, etc Logiciel de rendu mai simuler des effets visuels tels que lens flares, profondeur de champ ou d'une motion blur. Ce sont des tentatives pour simuler des phénomènes visuels résultant des caractéristiques optiques des caméras et de l'œil humain. Ces effets peuvent apporter un élément de réalisme à une scène, même si l'effet est simplement un artefact de simulation d'une caméra. Des techniques ont été développées pour le but de simuler d'autres effets qui se produisent naturellement, comme l'interaction de la lumière avec différentes formes de la matière. Des exemples de telles techniques comprennent des systèmes de particules (qui peuvent simuler la pluie, de fumée ou d'incendie), l'échantillonnage volumétrique (pour simuler le brouillard, la poussière et autres spatiale effets atmosphériques), de produits caustiques (pour simuler la lumière se concentrant par la lumière inégale réfraction surfaces, telles que le petites vagues à voir sur le fond d'une piscine), et subsurface scattering (pour simuler la lumière miroitant dans les volumes d'objets solides tels que la peau humaine). Le processus de rendu est de calcul coûteux, étant donné la variété des processus physiques complexes simulé. Ordinateurs puissance de traitement a augmenté rapidement au cours des années, permettant un certain degré progressive des niveaux de rendu réaliste. Animations des studios Film cet ordinateur produisent-produits rendent généralement l'utilisation d'une ferme de rendu pour générer des images en temps opportun. Toutefois, la baisse du coût du matériel c'est qu'il est parfaitement possible de créer de petites quantités de l'animation 3D sur un système informatique à domicile. La sortie du moteur de rendu est souvent utilisé comme une seule petite partie d'un mouvement achevé scène photo. Plusieurs couches de matériau mai soit rendu séparément et intégré dans le coup final en utilisant des logiciels de compositing. [modifier] Les équarrisseurs comme vu sur [http://www.FaceYourArt.com] Souvent, les équarrisseurs sont inclus dans les logiciels 3D, mais il ya des systèmes d'équarrissage qui sont utilisés sous forme de plugins populaires pour les applications 3D. Ces systèmes comprennent le rendu: AccuRender pour SketchUp Brazil r / s Bunkspeed Final-Render Maxwell mental ray POV-Ray Realsoft 3D Pixar RenderMan V-Ray YafRay Indigo Renderer [modifier] Projection Projection perspective Puisque l'oeil humain perçoit les trois dimensions, le modèle mathématique représentée au coeur de l'ordinateur doit être transformé à nouveau de sorte que l'œil humain peut mettre l'image à un réaliste. Mais le fait que le dispositif d'affichage - à savoir un moniteur - permet de n'afficher que deux dimensions signifie que ce modèle mathématique doit être transférée à une image en deux dimensions. Cela se fait souvent par projection; utiliser surtout en perspective. L'idée de base de la projection perspective, qui est sans surprise la façon dont fonctionne l'œil humain, c'est que les objets qui sont les plus éloignés sont plus petits par rapport à celles qui sont plus proches de l'œil. Ainsi, l'effondrement de la troisième dimension sur un écran, une opération correspondante est effectuée pour le supprimer - dans ce cas, une opération de division. Projection orthographique est principalement utilisé dans les applications de CAO ou CAM où la modélisation scientifique exige des mesures précises et la préservation de la troisième dimension. [modifier] La réflexion et les modèles d'ombrage comme vu sur [http://www.FaceYourArt.com] Modern infographie 3D s'appuient fortement sur un modèle simplifié de réflexion préconisée Phong modèle de réflexion (à ne pas confondre avec ombrage de Phong). Dans la réfraction de la lumière, un concept important est l'indice de réfraction. Dans la plupart des implémentations de programmation 3D, le terme de cette valeur est "indice de réfraction», généralement abrégée, "IOR". Techniques populaires de réflexion rendu en images de synthèse 3D comprennent: Flat shading: Une technique que les nuances de chaque polygone d'un objet basé sur le polygone est «normal» et la position et l'intensité d'une source lumineuse. Ombrage Gouraud: Inventé par H. Gouraud, en 1971, un sommet conscience rapide et des ressources-shading technique utilisée pour simuler facilement les surfaces ombragées. Texture mapping: Une technique de simulation d'un grand nombre de détails de surface par des images de cartographie (textures) sur des polygones. Ombrage de Phong: Inventé par Bui Tuong Phong, utilisé pour simuler les reflets spéculaires et lisser les surfaces ombragées. Bump mapping: Inventé par Jim Blinn, une technique normale de perturbation utilisé pour simuler la surface ridée. Cel shading: Technique utilisée pour imiter l'apparence de l'animation dessinée à la main. [modifier] API 3D graphics Les graphismes 3D sont devenus si populaires, surtout dans les jeux d'ordinateur, que des API spécialisées (interfaces de programmation d'application) ont été créés pour faciliter le processus à tous les stades de la production d'infographie. Ces API ont aussi été déterminante pour les fabricants de matériel informatique graphique, car ils fournissent un moyen pour les programmeurs d'accéder au matériel d'une manière abstraite, tout en tirant parti du matériel spécial de ce-ou-que la carte graphique. Ces API pour les graphismes 3D sont particulièrement appréciés: OpenGL et OpenGL Shading Language OpenGL ES API 3D pour les appareils intégrés Direct3D (un sous-ensemble de DirectX) RenderMan RenderWare Glide API TruDimension Lunettes LC et moniteur 3D API Il existe aussi de plus haut niveau de scène 3D-API graphique qui fournissent des fonctionnalités supplémentaires au-dessus du bas niveau de l'API de rendu. Ces bibliothèques en cours de développement actif incluent: QSDK Quesa Java 3D Gsi3d JSR 184 (M3G) Vega Prime par MultiGen-Paradigm NVIDIA Scene Graph OpenSceneGraph OpenSG OGRE JMonkey Engine Irrlicht Hoops3D UGS DirectModel (alias JT) |