3D -grafiikka ja animaatio

Esitys aiheesta: "3D -grafiikka ja animaatio"— Esityksen transkriptio:

1 3D -grafiikka ja animaatio
3D mallin käsittelystä Harri Airaksinen

2 Käytetään sarjaa 2D kuvia mallin luontiin/editointiin

3 Loogiset operaattorit
Union, is also known as and (yhdistys) Intersection, is called or (leikkaus) Difference, is called not (eroavuus)

4 Pinnan trimmaus (trim)

5 Beveling, Rounding, and Fillets – Viistäminen, pyöristys, sisä/ulkopuolinen pyöristys

6 Fitting ja Blending Fitting = poistaa pienen gapin (välimatkan) objektien väliltä Blending = sulauttaa objektit yhteen

7 Aligning - samansuuntaiseksi

8 Noise (häly) ja Wave (aalto)
Valmiita toimintoja vaikuttaa mallin käyttäytymiseen UI: Modifiers Parametric Deformers  see the list

9 Värit red, blue, and yellow (RBY)
Cyan, Magenta, Yellow, and Black (CMYK) Red, Green, and Blue (RGB) Pure green (vihreä) = Greenish light blue = Yellowish dark orange =

10 Värit Värisävy (Hue), valoisuus (Lightness), kylläisyys, (Saturation)  HLS

11 Renderointi prosessin vaiheet

12 Rendering 3D Studio Max; Rendering  Render

13 Mikä näkyy ja mikä ei näy –näkymöttämät pinnat

14 Mikä näkyy ja mikä ei näy - eri algoritmejä -
Area subdivision (1969), Watkins' scan line (1970), and Newell's depth sort (1972) Z-Buffer: lajittelee näkymän objektit niiden Z koordinaatin tai syvyyden mukaan--> menetelmä selvittää onko objekti näkyvillä tietyn kameran näkymän läpi pikseli kerrallaan

15 Näköpyramidi

16 Ray Tracing- valonsäteen seuranta-varjostus menetelmä
On hyvin tyhmää alkaa seurata jokaista valonsädettä, jonka valonlähde generoi, koska monet säteistä eivät koskaan osu kameraan: ray tracing –menetelmä seuraa säteitä takaperin = kamerasta valonlähteeseen --> Näin saadaan minimoitua turhaa laskentaa

17 Ray Tracing- 3D Studio Max
Useimmat ray tracing ohjelmat käyttävät useita kontrolleja: The reflection ray = oma säde heijastukselle (materiaalit) The transparency or refraction rays = läpinäkyvyys tai valon taittuminen The shadow rays = oma säde varjoille

18 Ray Tracing; toiminta Heijastussäteet (Reflection rays) kulkevat suoraan scene:ssä ja heijastuvat heijastavilta pinnoilta (reflective surfaces) samassa kulmassa missä saapuivat Kun 3D objektin pintaan osuu säde, pinnan arvo lasketaan Seuraavaksi generoidaan varjonsäde (shadow ray) tästä pisteestä suoraan kohti jokaista valonlähdettä. Tämä piste on näkyvä 3D ympäristössä, jos varjosäde tavoittaa valonlähteen ennenkuin osuu toiseen 3D objektiin

19 Ray Tracing; toiminta Jos ray tracing prosessi kohtaa läpinäkyvän pinnan (transparent surfaces), luodaan valon taittumisen säde (refraction rays) – lasketaan valon taittumisen kun se läpäisee objektin Montako heijastusta lasketaan mukaan -Tracing depth  valon energia vähenee jokaisessa heijastumisessa

20 Radiosity - radiositeetti
Radiositeettivalaistusmalli kuvaa valon diffuusia heijatuvalta pinnalta ottamalla huomioon energian siirtymisen Taustalla valaistusmallien teoriat ja energain siirtyminen 3D tila jaetaan eri osiin (polygoniverkot) ja näissä ne alueet joihin valo osuus. Polygonien laskenta jaetaan tavallisesti seuraaviin osiin: Valonlähteet (light sources ) Valoa lähettävät pinnat (light-receiving surfaces ) Valoa imevät pinnat (light-blocking surfaces )

21 Radiosity - radiositeetti

22 Radiosity - radiositeetti

23 Radiosity - radiositeetti

24 Radiosity - radiositeetti
Radiositeetti laskenta vaatiin paljon muistia ja laskentatehoa

25 Ongelmia renderöinnissä – tarkista nämä ennenkuin annat periksi
Intersecting polygons – päällekkäiset polygonit  editoi Concave polygons – koverat pinnat  lisää polygoneja Open polygons – avoimet osia pinnassa  sulje Pinnan reijät eivät ole oikein laskettu  lisää polygoneja Yhdensuuntaiset pinnat – pieniä rakoja pintojen välissä  lisää polygoneja ja tarkista pintojen sijainti Mallissa liikaa polygoneja tai kontrolli pisteitä – liian raskas malli  optimoi Eri mallintimista tuodut mallit katoavat/hajoavat tai näkyy “haamuja”  tuhoa ja mallinna uudelleen 

26 Ongelmia renderöinnissä – tarkista nämä ennenkuin annat periksi
Yritä pitää polygonien määrä tai geometrian resoluutio “siedettävällä” tasolla  mallin koko  optimoi Käytä teksturointia (texture mapping techniques) aina kuin se vain on mahdollista simuloimaan läpinäkyvyyttä, heijastumista ja pinnanmuotoa/karkeutta  säteen seuranta vie laskentatehoa Jos ray-tracing on must, säädä ray tracing depth arvo niin alas kuin vain voit Käytä vain sitä määtää valoja mitä todella tarvitset  jokainen valo lisää laskennan tarvetta

27 Renderöinti ja animaatiot
Yksi kuva – satojen kuvien animaatio Tee testi kuinka kauan yhden kuvan renderöinti kestää  pientä kertolaskua Yhden koneen käyttö – verkkorenderöinti Muista käyttää samaa formaattia, resoluutiota kaikissa töissä

28 3D Studio Max Preview tool