Застосування, недоліки та редактори 3D-графіки

Застосування 3D-графіки

Комп'ютерне проектування. 

3D графіка допоможе Вам порівняно швидко та без зайвих витрат вирішувати такі завдання, що відносяться до області проектування інтер’єрів.

3D графіка допоможе у випадках, коли потребується вбудувати уявлювану сцену у зображення реального світу. Така ситуація типова для задач архітектурного проектування. Одна справа – роздивлятися креслення майбутньої будівлі на папері ватмана (це задача для спеціалістів), та зовсім інше – бачити тривимірний образ цієї будівлі на фоні реальної місцевості з урахуванням денного освітлення або електричного освітлення та тіней. У даному разі 3D графіка позбавляє необхідності створення макета та забезпечує можливості синтезу зображення сцени для будь-яких погодних умов та під будь-яким кутом зору.

Можна уявити й іншу ситуацію: не уявний об’єкт вбудовується в реальний фон, а навпаки, зображення реального об’єкта вбудовується в тривимірну сцену як її складова частина. Такий спосіб застосування 3D графіки потрібен, наприклад, для створення віртуальних виставочних центрів або галерей, на стінах яких розміщені реальні картини. “Йдучи” по таким залам, Ви зможете наблизитися до кожної картини та роздивитися її.

До області автоматизованого проектування (Computer Aided Design – CAD) відносяться також застосування 3D графіки в цілях синтезу зовнішнього вигляду складних деталей, що виготовляються методом штампування, візуального втілення проектуємих автомобілів, літаків тощо. Створення тривимірних образів деталей та конструкці – хоч і нелегка в цілому, все ж меньш трудомістка задача, ніж виготовлення повнорозмірних макетів таких об’єктів.

Комп'ютерні ігри. 

Одна  з найбільш широких областей застосування 3D графіки. Витритивши багато сил на створення віртуального світу, то чому б не заселити його віртуальними тривірними персонажами? По мірі вдосконалення програмних засобів моделювання тривимірної трафіки, збільшення ресурсів памяті компютерні віртуальні тривимірні світи, в яких діють персонажі компютерних ігор, стають все більш складними та схожими на реальну дійсність.

Комбінована зйомка.

 Тривимірна графіка допомагає й там, де виконання реальної фотозйомки неможливо або потребує значних матеріальних витрат, а також дозволяє синтезувати зображення подій, які не зустрічаються у повсякденному житті.

Наприклад, з допомогою 3D графіки можна “зазирнути” у працюючий двигун автомобіля, відтворити науково-фантастичний сюжет з далекого минулого Землі або її майбутнього, а можна зобразити зовсім неіснуючі світи.

Віртуальні об’єкти не мають таких фізичних характеристик, як вага або жорсткість, тому засобами 3D графіки легко змусити слона літати.

Комп'ютерна мультиплікація.

 Головні аргументи на користь 3D графіки з’являються тоді, коли мова заходить не за синтез окремого фотореалістичного зображення тривимірної сцени, а за створення комп’ютерної мультиплікації.

Ті, хто хоча б трохи знайомий з технологією створення мультиплікаційного, або, як його ще називають, анімаційного кіно, знають, яких зусиль коштує елементарний рух на екрані. Кожний елементарний рух розбивається на цілий ряд проміжних стадій, які зображаються у вигляді окремих кадрів. Далі ці кадри знімаються на кіно- або відеоплівку та відтворюється на екрані один за одним, створюючи ілюзію руху. При типовій швидкості відтворення 30 кадрів на секунду для мультика, що іде протягом 10 секунд, потрібно намалювати 300 кадрів!

Програми для роботи з 3D графікою дозволяють значно спростити роботу над подібними мультиплікаційними відеофрагментами за рахунок використання методів анімації тривимірних сцен.

Областями для використання 3D графіки для створення комп’ютерної мультиплікації є телевізійна реклама, кінозйомка з включенням анімаційних ефектів (прикладами можуть слугувати фільми “Володар кілець”, “Парк юрського періоду” тощо), підготовка відеороліків, створення відеотренажерів для навчання пілотів.

Недоліки 3D-графіки

• підвищені вимоги до апаратної частини комп'ютера, в тому числі до об'єму оперативної пам'яті, наявності вільного місця на жорсткому дискові та швидкодії процесора;
• необхідність великої підготовчої роботи зі створення моделей усіх об'єктів сцени, котрі можуть попасти у поле зору знімальної камери, та присвоєння їм матеріалів. Але ця робота звичайно окупається отриманим результатом;
• меньша, ніж при використанні двовимірної графіки, свобода у формуванні зображення. Мається на увазі, що малюючи картину пензлем на папері або засобами двовимірної графіки на екрані, Ви маєте можливість цілком вільно змінювати будь-які пропорції об’єктів, порушувати правила перспективи тощо, якщо це необхідно для втілення ідеї. У 3D графіці це також можливо, але потребує додаткових зусиль;
• необхідність контроля над взаємним розміщенням об’єктів у складі сцен, особливо при виконанні анімації;
• необхідність прийняття додаткових заходів, що звичайно застосовується на етапі вторинної обробки синтезованих зображень, щоб надати їй реалістичнішого вигляду. Результати візуалізації сцен засобами тривимірної графіки виглядає занадто ідеально правильними, а тому недостатньо реалістичними. У зв’язку з цим до складу програм тривимірної графіки входить цілий ряд фільтрів, що дозволяють імітувати такі ефекти, як кінцева глибина різкості зображення, імітація ефекту фотоплівки тощо.

Редактори 3D-графіки

Найвідомішими редакторами 3D графіки є:

3D Studio Max (виробник Discreet). Мабуть найвідоміший та потужніший з усіх 3D-редакторів. Дозволяє робити як статичні зображення так і тривимірну анімацію. Окрім власних засобів моделювання, має інтерфейс для підключення додаткових модулів від сторонніх фірм. Ці модулі постійно з’являються на ринку. Отже можливості програми легко розширюються. 3DS max є лідером на ринку 3-вимірної графіки для PC, та має відповідну ціну.

LightWave 3D (виробник NewTek). Потужний пакет тривимірного моделювання та анімації. Має величезний вибір інструментів.

Maya. Продукт нового покоління систем комп’ютерної графіки для створення візуальних ефектів та реалістичної 3D-анімації цифрових персонажів. Має потужні інструменти для створення ефектів для кіно- та відеопродукції, рекламних роліків, комп’ютерних та відеоігор тощо.