Mavzu: 3ds-max dasturida turli obektlar va jarayonlarni modellashtirish mundarija

2.9-rasm
Kutilmagan o'zgarishlarga yo'l qo'ymaslik uchun, grafikani boshqarish jarayonlarining aksariyati qisqargan piksellar bilan oldindan filtrlangan bir nechta tekstura bitmaplarini yaratadi, bu jarayon xaritani xaritalash deb ataladi. Keyin, grafik dastur ekranda allaqachon tasvirning tafsilotlari asosida qaysi teksturadan foydalanishni avtomatik ravishda aniqlaydi. Shunga ko'ra, agar ob'ekt hajmi kamaytirilsa, uning teksturali bitmap hajmi ham kamayadi.Ammo bizning poyga mashinamizga qaytamiz.Yo'lning o'zi allaqachon real ko'rinishga ega, ammo uning chekkalari bilan bog'liq muammolar kuzatilmoqda! Ekranda chizilgan chiziq uning chetiga parallel ko'rinmasligini eslang.
Shunday qilib, bizning yo'limiz "yirtiq qirralar" paydo bo'ladi. Ushbu rasmning etishmasligi bilan kurashish uchun ishlatiladi.

Bu rasm (ob'ekt) ning aniq qirralarini (chegaralarini) olish uchun piksellarni qayta ishlash usuli. Eng ko'p ishlatiladigan usul bu chiziq yoki qirralarning rangidan fon rangiga silliq o'tishni yaratishdir. Jismlar chegarasida joylashgan nuqtaning rangi ikki chegara nuqtasi ranglarining o'rtacha qiymati sifatida aniqlanadi. Biroq, ba'zi hollarda, piyodalarga qarshi vositaning yon ta'siri qirralarning xiralashishiga olib keladi.Biz barcha 3D algoritmlarning ishlashidagi muhim nuqtaga yaqinlashmoqdamiz. Aytaylik, bizning poygachi avtoulovimiz yuradigan yo'l ko'p sonli turli xil narsalar - binolar, daraxtlar, odamlar bilan o'ralgan.
Bu erda 3D protsessor asosiy muammoga duch keladi, ob'ektlarning qaysi biri ko'rinadigan sohada ekanligini va qanday yoritilishini qanday aniqlash mumkin. Bundan tashqari, hozirgi paytda ko'rinadigan narsani bilish etarli emas. Ob'ektlarning nisbiy holati to'g'risida ma'lumotga ega bo'lish kerak. Ushbu muammoni hal qilish uchun z-buferlash deb nomlangan usul qo'llaniladi. Bu yashirin sirtlarni olib tashlashning eng ishonchli usuli. Z-bufer deb nomlangan narsa barcha piksellarning chuqurlik qiymatlarini saqlaydi (z-koordinatalar). Yangi piksel hisoblanganda (ko'rsatiladi), uning chuqurligi z-buferda saqlanadigan qiymatlar bilan, ayniqsa x va y koordinatalari bilan allaqachon ko'rsatilgan piksellarning chuqurliklari bilan taqqoslanadi. Agar yangi piksel z-buferdagi har qanday qiymatdan chuqurroq qiymatga ega bo'lsa, yangi piksel buferga ko'rsatish uchun yozilmaydi, agar kamroq bo'lsa, u yoziladi.Uskuna asosida z-buferlash ishlashni yaxshilaydi. Shunga qaramay, z-bufer katta hajmdagi xotirani oladi: masalan, hatto 640x480 o'lchamlari bilan 24 bitli z-bufer taxminan 900 Kbni egallaydi. Ushbu xotira shuningdek, 3D grafik kartasiga o'rnatilishi kerak.Z-bufer o'lchamlari uning eng muhim atributidir. Bu sahnalarni yuqori sifatli namoyish qilish uchun juda muhimdir. Ruxsat qanchalik baland bo'lsa, z-koordinatali ravshanlik shunchalik yuqori va uzoqroq ob'ektlarni tasvirlash aniqroq bo'ladi. Agar piksellar sonini ko'rsatish paytida bu etarli bo'lmasa, unda ikkita bir-birining ustiga tushgan narsalar bir xil z koordinataga ega bo'lishi mumkin, natijada uskuna tasvirni buzilishiga olib keladigan qaysi ob'ekt kuzatuvchiga yaqinligini bilmaydi.
Bunday ta'sirlarning oldini olish uchun professional taxtalar 32 bitli z-buferga ega va katta hajmdagi xotira bilan jihozlangan.Yuqoridagi asoslardan tashqari, uch o'lchovli grafik kartalar odatda ma'lum miqdordagi qo'shimcha funktsiyalarni ijro etish imkoniyatiga ega. Misol uchun, agar siz poyga mashinangizda qumga o'tirsangiz, unda ko'tarilgan chang to'siq bo'ladi. Bunday va shunga o'xshash effektlarni amalga oshirish uchun sisleme ishlatiladi. Bu ta'sir kompyuterning aralashgan rang piksellarini tuman rangini aniqlaydigan funktsiya nazorati ostida tuman rangi bilan birlashtirish natijasida hosil bo'ladi.
Xuddi shu algoritmdan foydalanib, uzoq masofadagi ob'ektlar tuman tasavvuriga tushib, masofa tasavvurini yaratadi.
Haqiqiy dunyo shaffof, shaffof va noaniq narsalardan iborat. Buni hisobga olish uchun alfa aralashtirish qo'llaniladi - shaffof ob'ektlarning shaffofligi haqida ma'lumot uzatish usuli. Shaffoflik effekti asl piksel rangini buferdagi piksel bilan birlashtirish orqali yaratiladi.
Natijada nuqta rangi oldingi va fon ranglarining kombinatsiyasi. Odatda, alfa koeffitsienti har bir rang pikseli uchun 0 dan 1 gacha normalizatsiya qilingan qiymatga ega. Yangi piksel \u003d (alfa) (piksel rangi A) + (1 - alfa) (B piksel rangi).Ko'rinib turibdiki, ekranda yuz berayotgan voqealarning haqiqiy tasvirini yaratish uchun uning mazmunini tez-tez yangilab turish kerak. Har bir keyingi freymni shakllantirish jarayonida 3D tezlatgichi qayta hisoblash paytida butun yo'lni bosib o'tadi, shuning uchun u katta tezlikka ega bo'lishi kerak. Ammo 3D grafikasida harakatga silliqlik berish uchun boshqa usullar qo'llaniladi. Kalit bu er-xotin buferlash.
Qadimgi animatorlarni tasavvur qiling-a, har bir keyingi varaqda biroz o'zgarib turadigan qog'oz to'plamining burchaklariga multfilm qahramonini chizib bering. Butun stakandan o'tib, burchakni egib, biz qahramonimizning silliq harakatini ko'ramiz. Natijada nuqta rangi oldingi va fon ranglarining kombinatsiyasi. Odatda, alfa koeffitsienti har bir rang pikseli uchun 0 dan 1 gacha normalizatsiya qilingan qiymatga ega. Yangi piksel \u003d (alfa) (piksel rangi A) + (1 - alfa) (B piksel rangi).Ko'rinib turibdiki, ekranda yuz berayotgan voqealarning haqiqiy tasvirini yaratish uchun uning mazmunini tez-tez yangilab turish kerak. Har bir keyingi freymni shakllantirish jarayonida 3D tezlatgichi qayta hisoblash paytida butun yo'lni bosib o'tadi, shuning uchun u katta tezlikka ega bo'lishi kerak. Ammo 3D grafikasida harakatga silliqlik berish uchun boshqa usullar qo'llaniladi. Kalit bu er-xotin buferlash. Deyarli bir xil ish printsipi 3D animatsiyada, masalan, Double Buferingga ega. joriy sahifani aylantirishdan oldin keyingi belgilar joylashuvi allaqachon chizilgan.
Ikki marta buferlashsiz, rasm kerakli silliqlikka ega bo'lmaydi, ya'ni. oraliq bo'ladi. Ikki marta buferlash uch o'lchovli grafik kartaning ramka buferida ajratilgan ikkita maydonni talab qiladi; har ikkala joy ham ekranda tasvir hajmiga mos kelishi kerak. Usul tasvirni olish uchun ikkita tampondan foydalanadi: biri tasvirni namoyish qilish uchun, ikkinchisi tasvirlash uchun. Bitta buferning tarkibi ko'rsatilayotgan paytda, ikkinchisi ko'rsatmoqda. Keyingi freym ishlov berilganda, tamponlar almashinuvi (almashtirish). Shunday qilib, o'yinchi har doim ajoyib rasmni ko'radi.
Xulosa qilib aytganda, 3D-grafik tezlatgichlarda ishlatiladigan algoritmlarning muhokamasi, biz barcha effektlarni alohida-alohida qo'llash sizga qanday qilib to'liq rasm olishga imkon berishini aniqlashga harakat qilamiz. 3D grafikalar ko'rsatuvchi quvur liniyasi deb nomlangan ko'p bosqichli mexanizm yordamida amalga oshiriladi.
Quvur liniyalaridan foydalanish keyingi ob'ekt uchun hisob-kitoblarni oldingi hisob-kitoblar tugashidan oldin boshlash mumkinligi sababli hisob-kitobni tezlashtirishi mumkin. Bilinear filtrlash - bu tasvir buzilishini bartaraf etish usuli. Ob'ekt aylanayotganda yoki sekin harakat qilganda, piksellar bir joydan ikkinchi joyga sakrab chiqishi mumkin, bu esa miltillashga olib keladi. Bilinerli filtrlash paytida bu ta'sirni kamaytirish uchun sirt nuqtasini ko'rsatish uchun to'rtta qo'shni to'qima pikselining o'rtacha og'irligi olinadi
Ko'rsatuvchi quvur liniyasini 2 bosqichga bo'lish mumkin: geometrik ishlov berish va rastrlash.
2.10-rasm
Geometrik ishlov berishning birinchi bosqichida koordinatalar aylantiriladi (barcha ob'ektlarni aylantirish, uzatish va masshtablash), ob'ektlarning ko'rinmas qismlarini qirqish, yoritishni hisoblash, barcha yorug'lik manbalarini hisobga olgan holda har bir uchining rangini aniqlash va tasvirni kichikroq shakllarga bo'lish jarayoni. Ob'ekt yuzasining xususiyatini tasvirlash uchun u turli ko'pburchaklarga bo'linadi. Qurilish obyektlarini yaratish bo’yicha o’quv qo’llanma. Kompas dasturi
uchun yaratilgan ushbu kitob ayrim oddiy va murakkab obyektlarni yaratish bosqichlari, usullari, ularni MaxScriptda yaratish texnologiyalari amaliy
yechimini topgan. Obyektlarni xalqaro standartlarga hos ko’rinishda yaratish
bo’yicha maslahatlar kitobning katta yutug’idir. Kamchilik tomoni shundaki
dasturlarning murakkab holda tuzilganligi oddiy foydalanuvchini o’zlashtirish
darajasiga salbiy ta’sir etadi
Grafik ob'ektlarni namoyish etishda uchburchaklar va to'rtburchaklar qismlarga bo'lish ko'pincha ishlatiladi, chunki ular eng oson hisoblab chiqiladi va ularni boshqarish oson. Bunday holda, hisob-kitoblarni tezlashtirish uchun ob'ektlarning koordinatalari materialdan butun sonning tasviriga o'tkaziladi.Ikkinchi bosqichda tasvirlangan barcha effektlar tasvirga quyidagi ketma-ketlikda qo'llaniladi: yashirin sirtlarni olib tashlash, tekstura istiqbolini qo'llash (z-bufer yordamida), tuman va shaffoflik effektlarini qo'llash, piyodalarga qarshi. Shundan so'ng, keyingi nuqta keyingi freymdan tamponga joylashishga tayyor deb hisoblanadi.Yuqorida aytilganlarning barchasidan, 3D tezlatgich platasiga o'rnatilgan xotira qanday maqsadda ishlatilishini tushunish mumkin. U to'qimalarni, z-buferni va keyingi freymlarning buferlarini saqlaydi. PCI avtobusidan foydalanganda siz ushbu maqsadlar uchun doimiy RAMdan foydalana olmaysiz, chunki video kartaning tezligi avtobusning o'tkazish qobiliyati bilan sezilarli darajada cheklanadi. Shu sababli, AGP avtobusining rivojlanishi, ayniqsa, 3D chipni to'g'ridan-to'g'ri protsessorga ulash va shu bilan RAM bilan tezkor ma'lumot almashishni tashkil qilish imkonini beradigan 3D grafikasini rivojlantirish uchun juda istiqbolli. Bundan tashqari, ushbu yechim uch o'lchovli tezlatgichlarning narxini kamaytirishi kerak, chunki ramka buferining o'zi uchun bortda ozgina xotira qoladi.


XULOSA
3D grafikasining keng joriy etilishi kompyuterlarning narxini sezilarli darajada oshirmasdan turib kuchayishiga olib keldi. Foydalanuvchilar imkoniyatlardan hayratda qolishadi va ularni kompyuterlarida sinab ko'rishga intilishadi. Ko'plab yangi 3D kartalar foydalanuvchilarga 3D grafikalarini uy sharoitida real vaqt rejimida ko'rishga imkon beradi. Ushbu yangi tezlatgichlar rasmlarga realizmni qo'shish va o'zingizning apparat imkoniyatlariga tayanib, markaziy protsessorni chetlab o'tib, grafikali chiqishni tezlashtirishga imkon beradi. Ikkinchi bosqichda tasvirlangan barcha effektlar tasvirga quyidagi ketma-ketlikda qo'llaniladi: yashirin sirtlarni olib tashlash, tekstura istiqbolini qo'llash (z-bufer yordamida), tuman va shaffoflik effektlarini qo'llash, piyodalarga qarshi. Shundan so'ng, keyingi nuqta keyingi freymdan tamponga joylashishga tayyor deb hisoblanadi. Bilinear filtrlash - bu tasvir buzilishini bartaraf etish usuli. Ob'ekt aylanayotganda yoki sekin harakat qilganda, piksellar bir joydan ikkinchi joyga sakrab chiqishi mumkin, bu esa miltillashga olib keladi. Bilinerli filtrlash paytida bu ta'sirni kamaytirish uchun sirt nuqtasini ko'rsatish uchun to'rtta qo'shni to'qima pikselining o'rtacha og'irligi olinadi. Qurilish obyektlarini yaratish bo’yicha o’quv qo’llanma. Kompas dasturi
uchun yaratilgan ushbu kitob ayrim oddiy va murakkab obyektlarni yaratish bosqichlari, usullari, ularni MaxScriptda yaratish texnologiyalari amaliy
yechimini topgan. Obyektlarni xalqaro standartlarga hos ko’rinishda yaratish
bo’yicha maslahatlar kitobning katta yutug’idir. Hozirgi vaqtda uch o'lchovli imkoniyatlardan faqat o'yinlarda foydalaniladi, ammo menimcha, biznes dasturlari keyinchalik ulardan foyda ko'radi. Masalan, kompyuter yordamida loyihalash vositalari allaqachon uch o'lchovli ob'ektlarni chiqarishlari kerak. Endi ochilish imkoniyatlari tufayli yaratilishi va dizayni shaxsiy kompyuterda mumkin bo'ladi. Uch o'lchovli grafika, shuningdek, odamning kompyuter bilan o'zaro aloqasini o'zgartirishi mumkin. Dasturlarning uch o'lchovli interfeyslaridan foydalanish kompyuter bilan aloqa qilish jarayonini hozirgi vaqtga qaraganda soddalashtirishi kerak.