русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Трехмерная графика. Рендеринг


Дата добавления: 2015-08-06; просмотров: 2708; Нарушение авторских прав


На этапе рендеринга математическая (векторная) пространственная модель (разработанная 3D сцена) превращается в плоскую картинку. Если требуется создать фильм, то рендерится (визуализируется) последовательность таких картинок, по одной для каждого кадра. Таким образом, рендеринг преобразует трёхмерную векторную структуру данных в плоскую матрицу пикселей. Этот шаг часто требует очень сложных вычислений, особенно если необходимо создать иллюзию реальности. Самый простой вид рендеринга — построение контуров моделей на экране компьютера с помощью проекции. Обычно этого недостаточно и нужно создать иллюзию материалов, из которых изготовлены объекты, а также рассчитать искажения этих объектов за счёт прозрачных сред (например, жидкости в стакане).

 

Наиболее популярными системами рендеринга можно назвать:

§ Mental Ray

§ V-Ray

§ FinalRender

На рисунке 271 показана трехмерная сцена без использования осветителей и материалов, а на рисунке 272 визуализированная сцена с использованием осветителей и материалов.

 

Итак, подводя итог вопроса создания трехмерной сцены и ее визуализции будет не лишним еще раз повторить, что основными этапами создания трехмерной сцены являются:

1. Построение геометрической модели

2. Настройка материалов

3. Настройка освещения

4. Визуализация (Rendering) сцены

5. Итог – плоская картинка или анимация.

 

 

 

Рисунок 271. Трехмерная сцена без использования осветителей и материалов.

 

 

Рисунок 272. Визуализированная сцена с использованием осветителей и материалов

Трехмерная графика в медицине

В последние годы трехмерная графика активно используется в медицине. Существует несколько направлений использования 3D технологий.

Прежде всего, это направленность трехмерной графики на процесс обучения студентов. Преподаватели медицинских учебных заведений могут использовать 3D моделирование в наглядных методах обучения для демонстрации приборов, технических установок, а также всевозможных физиологических процессов, таких, как движение крови по сосудам, формирование холестериновых бляшек, размножение вирусов, процесс рождения ребенка и т.д. Все это позволяет создавать красочные, интересные и наиболее запоминающиеся занятия. Таким образом, обучающиеся могут в динамике увидеть многие процессы, которые раньше могли усваивать по статическим изображениям в учебниках.



Механизмы трехмерной графики используют для создания трехмерных моделей органов и суставов. На сегодняшний день в Интернете можно найти большое число 3D моделей. Часть из можно приобрести за деньги, некоторые распространяются свободно. Многие модели продаются с высококачественными текстурами, созданными на основе цифровых фотографий настоящих органов. Данные объекты могут быть доступны для разных программ трехмерного моделирования: Maya, 3DS Max, Lightwave и др.

На рисунках 273, 274 изображены трехмерные модели органов человека – сердце и почка.

Рис 273. Трехмерная модель сердца человека Рис 274. Трехмерная модель почки человека

 

Рисунок 275. Трехмерная модель человека

 

Рис 276. Трехмерная модель человеческого зуба Рис 277. Трехмерная модель челюсти

 


 

Широкое распространение получили трехмерные обучающие атласы. На рисунке 275 изображена трехмерная модель человека (из трехмерного мультимедийного атласа Glasklar Human).

 

В этой области также очень популярны распространяемые в Интернете трехмерные атласы хирургической анатомии челюстно-лицевой области. Для создания подобных моделей могут использоваться такие уникальные технологии, которые позволяют создавать трехмерные изображения лица из обычных фотографий. На рисунке 276 изображена трехмерная модель человеческого зуба. На рисунке 277 показана трехмерная модель челюсти. Изображения взяты с сайта 3dscience.com.

Используя трехмерные атласы, можно визуально просматривать в трехмерной проекции и вращать 3D объекты органов, костей, зубов и т.д. в реальном масштабе времени на PC. Такой материал может быть полезен всем: стоматологам, пластическим хирургам, косметологам, студентам медицинских учебных заведений.

 

Трехмерная анимация

С помощью программ трехмерного моделирования можно создавать анимацию.

Анимация – процесс создания множества изображений, демонстрации изменений объекта во времени и воспроизведение этих изображений с такой скоростью, что они сливаются в плавное движение. В объёмной анимации кадры являются фотографиями объёмных объектов — кукольных, барельефных, пластилиновых. В компьютерной анимации кадры синтезируются (обсчитываются) специальными компьютерными программами.

Трехмерная анимация создается при помощи специальных программ (например, 3DS Max). Картинки получаются путем визуализации сцены, а каждая сцена представляет собой набор объектов, источников света, текстур.


 

В следующем учебном фильме можно наблюдать трехмерную анимацию.

 

Используя готовые (или сделанные самостоятельно) трехмерные модели, можно создавать анимационные ролики для студентов медицинских учебных заведений, стажеров, медицинского персонала, которые найдут широкое применение в учебном процессе.

Анимационный ролик может представлять собой простое схематическое отображение процессов или это может быть фотореалистическая картина, демонстрирующая такие детали, которые нельзя увидеть никаким другим способом, даже под микроскопом. 3D графика и анимация, изначально придуманные для развлечения, способны также сымитировать любые явления - от сокращения сердечной мышцы до размножения живых клеток.

Следующий фильм отражает процесс работы сердца. Анимация взята с сайта www.primalpictures.com

 

В следующем фильме показана трехмерная модель человека и некоторые его составляющие.

 

В последние годы в ведущих медицинских клиниках мира появилось правило - демонстрировать принцип проведения операций при помощи технологий 3D графики и анимации. Подобные видео ролики создают для того, чтобы объяснить человеку с поверхностным представлением о медицине, как пройдет операция, убедить его в том, что она безопасна для жизни и здоровья. Современные технологии 3D графики и анимации способны наглядно и условно (без изображения крови и других моментов, вызывающих у большинства людей неприязнь) показать пациенту процесс лечения.

В следующем фильме продемонстрированы принципы проведения операции. При помощи трехмерной графики в фильме показана операция с физически невозможных ракурсов, в срезе и даже изнутри, визуализированы сложные биологические процессы. Фильм взят с сайта www.medicine3d.com

Ниже показан фильм, изображающий процесс рождения человека. Фильм взят с сайта www.nucleusinc.com.

Следующий фильм (http://www.hybridmedicalanimation.com/) показывает различные физиологические процессы на микроуровне: процесс микроциркуляции, выработки гормонов, движение эритроцитов по кровеносному руслу, процесс фагоцитоза и многое другое.

 

 




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Этап настройки материалов. | D сканеры


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.14 сек.