Создание 3D игрового приложения для мобильной операционной системы Android. Образовательная программа по специальности Прикладная информатика (по отраслям) Роор О. П., студентка группы 473
 Скачать 104.89 Kb.
|
Глава 2. Моделирование 3D моделей для 3D игр2.1 Понятие 3D моделированияЭто процесс формирования виртуальных моделей, позволяющий с максимальной точностью продемонстрировать размер, форму, внешний вид объекта и другие его характеристики. По своей сути это создание трехмерных изображений и графики при помощи компьютерных программ. Современная компьютерная графика позволяет воплощать очень реалистичные модели, кроме того создание 3D-объектов занимает меньше времени, чем их реализация. Мы часто слышим это сочетание – 3D. Оно является сокращением английского 3-dimensional, что дословно переводится как «три размера». К этой фразе прибавляют дополнительные слова: звук, изображение, шутер, шоу, принтер и так далее – вариантов масса. Но остается основной смысл: при употреблении этого метода происходит переход из схематического, однолинейного пространства в более реалистичное. Эта способность «одухотворять» неживое ставится в основу многих начинаний. Но визуализация нашла свое начало и получила наибольшую востребованность именно в конструировании объемного образа. Трехмерное моделирование Оно широко применяется в следующих отраслях: индустрия развлечений; медицина; промышленность. Кинематограф, компьютерные игры и анимация: заслуги 3D моделирования Все виртуальные пространства и несуществующие герои созданы с помощью особой техники использования полигонов. Так называются обыкновенные геометрические фигуры с тремя или четырьмя гранями, которые соединяются под разными углами в один объект. Чтобы он пришел в движение, необходимо менять параметры у составляющих – вытягивать, перемещать, вращать. Так как все они связаны, то действие похоже на натяжение паутины – остальные сегменты деформируются в соответствии с первым. Чем меньше площадь каждого отдельного куска, тем больше их общее количество, а значит, выше точность изображения. В таких случаях принято говорить о качестве графики – в некоторых играх можно ее делать выше и ниже. Это актуально в тех случаях, когда мощность компьютера не позволяет быстро отображать все фрагменты. Нельзя сказать, что небольшое количество полигонов – модели low poly, хуже чем High poly, когда деталей во много раз больше. Для части анимации достаточно общего вида героя, если он второстепенный или один из многих. Главного персонажа, как правило, рисуют более подробно. Сверху графических фигур накладываются текстуры, которые завершают образ [32]. Воксел (в разговорной речи во́ксель, англ. Voxel — образовано из слов: объёмный (англ. volumetric) и пиксел (англ. pixel) — элемент объёмного изображения, содержащий значение элемента растра в трёхмерном пространстве. Вокселы являются аналогами пикселов для трехмёрного пространства. Воксельные модели часто используются для визуализации и анализа медицинской и научной информации. Как и в случае с пикселами, сами по себе вокселы не содержат информации о своих координатах в пространстве. Их координаты вычисляются из их позиции в трёхмерной матрице — структуре, моделирующей объёмный объект или поле значений параметра в трёхмерном пространстве. Этим вокселы отличаются от объектов векторной графики, для которых известны координаты их опорных точек (вершин) и прочие параметры. Воксельные модели имеют определенное разрешение. Каждый воксел имеет определенное значение, например, цвет. Области применения Благодаря тому, что трёхмерная матрица хранит значение воксела для каждого единичного элемента объёмного пространства, воксельные модели хорошо подходят для моделирования непрерывных сред и полей значений (например, распределение угарного газа в атмосфере над городом), в то время как векторные более предназначены для моделирования дискретных объектов. Воксели давно используются в компьютерных играх, однако их использование ограниченно из-за серьёзных требований к аппаратной части. Чаще всего в играх воксели используются для отрисовки моделей. Иногда используются воксельные ландшафты вместо обычного поля высот — это позволяет создавать более сложные пространства с пещерами и мостами. Одной из самых важных возможностей воксельных ландшафтов, интерьеров и объектов является возможность их динамического изменения и разрушения в реальном времени [1]. 2.2 Этапы создания 3D моделейСоздание 3d моделей сегодня незаменимый процесс не только в промышленности, но и во многих других областях деятельности человека, таких как: медицина, архитектура, строительство, дизайн, образование, кинематография и др. Создание 3д моделей – неотъемлемая составляющая технической документации и качественной презентации продукта. Приемы 3д-моделирования графического объекта включают: расчет размеров и параметров объекта, построение объемной формы объекта (без детализации), черчение «скелета», а также процессы наращивания, вырезания, выдавливания деталей объекта. Инструменты 3D-моделирование – это профессиональное программное обеспечение, предназначенное для работы с 3д-графикой. К ним, прежде всего, относятся программные продукты для объемной визуализации объектов. Области применения 3д моделирования: Реклама и маркетинг. 3д модель объекта незаменима при подготовке презентации нового продукта, а также для создания 3д-визуализации объекта, используемой в рекламе продукции, при разработке дизайна упаковки, дизайна выставочных стендов и POS-материалов. Промышленность. До производственное моделирование продукции позволяет обнаружить и устранить недостатки продукции до непосредственного запуска производства, что существенно сокращает финансовые затраты производителя. Компьютерные игры и кинематограф. 3д моделирование позволяет создать трехмерные ландшафты, анимированных персонажей, модели 3д-героев, окружение для компьютерных игр и видеоигр. В кинематографии 3д-технологии используются как инструмент создания ландшафтов и отдельных 3д объектов. Архитектура и дизайн. 3д-модели зданий и сооружений – неотъемлемая часть современного процесса проектирования, на основе которых можно изготовить прототип объекта, в случае необходимости с максимальной степенью детализации. 3D-моделирование в дизайне интерьеров позволяет заказчику увидеть, как будет выглядеть готовый дизайн-проект комнаты или офиса, еще до проведения ремонтных работ. Анимация. Создание анимированных персонажей, способных двигаться, а также создание анимированного видеоролика на основе проектирования анимационных сцен. Этапы 3д моделирования создание формы и построение геометрии модели объекта – процесс моделирования геометрической формы предмета без учета его физических характеристик. На данном этапе используют такие приемы 3д моделирования как: выдавливание, вращение, полигональное моделирование или модификаторы. Текстурирование. Степень реалистичности модели будет непосредственно зависеть от выбранных материалов при наложении текстур на объект. Более подробно читайте о текстурировании в статье «Маппинг и текстурирование». Настройка освещения и выбор точки наблюдения. Достаточно сложный этап разработки 3д модели, от того насколько точно и грамотно выставлен свет, показатели яркости, глубины теней, резкости зависит напрямую степень реалистичности модели. Рендеринг и 3D-визуализация – заключительный этап построения 3д-модели, призванный детализировать настройки отображения трехмерной модели, а также добавить графические спецэффекты, к примеру, туман, блики, сияние и др. На данном этапе также детализируются и уточняются настройки трехмерной визуализации. Постобработка полученных изображений 3д модели, добавление эстетичных визуальных эффектов, привлекающих внимание и вызывающее интерес потребителя. Требования к 3d моделям Провести анализ геометрии 3д-модели – протестировать ее на наличие открытых пространств в полигональной сетке, наличие некорректных смещений полигонов, а также дефектов в геометрии. Проверка всех параметров, размеров и допусков на соответствие их техническим данным оборудования, которое будет использовано для создания прототипа, а также на соответствие материалам для печати. Адаптация 3d-модели под используемое оборудование [17]. |