3D GRAFIKA

3D grafika představuje takovou reprezentaci dat, při které jsou obrázky na dvourozměrném zobrazovacím zařízení zobrazeny jako trojrozměrné a je s nimi i možno manipulovat v 3D prostředí. Pozorovatel se může přesouvat kolem obrázku a měnit úhel pohledu stejně, jako kdyby pozoroval reálný objekt v prostoru. Naproti tomu 2D obraz může vypadat, jako že má váhu, odrazivost, strukturu a hloubku, ale představuje jeden pohled, zamrzlý v čase a prostoru.

3D počítačová grafika používá často stejné postupy jako u 2D grafiky, a to je vektorová grafika v drátovém modelu a rastrová grafika pro finální výplň textury.

Zatímco v rastrové grafice je celý obrázek popsán pomocí hodnot jednotlivých barevných bodů (pixelů) uspořádaných do pravoúhlé mřížky, vektorový obrázek je složen ze základních, přesně definovaných útvarů, jako jsou body, přímky, křivky a mnohoúhelníky.

O tři dimenzionální grafice se často mluví jako o 3D modelování. 3D model je matematický popis jakéhokoliv trojrozměrného objektu a až v momentě zobrazení se matematický model převede do obrázku. Model může být zobrazen jako dvou dimenzionální obraz procesem zvaným 3D vykreslování.

Při 3D tisku jsou 3D modely podobným způsobem vykreslovány do trojrozměrné fyzické reprezentace modelu.

3D počítačová grafická tvorba spadá do tří základních fází:

  • 3D modelování – proces formování počítačového modelu jakéhokoliv objektu,
  • Rozložení a animace – rozmístění a pohyb objektu v rámci scény,
  • 3D vykreslování – počítačové výpočty, které na základě umístění světla, typu povrchu a ostatních vlastností vytvářejí obraz.

 

3D Modeling

Model popisuje proces formování tvaru objektu. Dva nejběžnější zdroje 3D modelů jsou:

  • Modely, které pochází od umělců nebo inženýrů a jsou vytvořené na počítače pomocí softwarového nástroje 3D modelování
  • modely skenované do počítače z objektů skutečného světa.

V podstatě je trojrozměrný model vytvořen z bodů nazvanými vrcholy, které definují tvar a druh polygonů. Polygon je oblast tvořená nejméně třemi vrcholy (trojúhelníkem). Celková integrita modelu a jeho vhodnost k použití v animaci závisí na struktuře polygonů.

 

Rozložení a animace

Před samotným zobrazením obrázku musíme umístit objekt do scény. To nám definuje vztahy jako velikost modelu ve scéně a jeho polohu. Animace znamená časový popis objektu, to znamená, jak se objekt pohybuje a deformuje v čase.

 

Vykreslování

Při vykreslování používáme dva základní směry:

  • Fotorealisticky – neboli osvětlování. Snažíme se o co nejvěrnější zobrazení modelu v reálném světě.
  • Umělecky. Model je zobrazen dle umělcova návrhu.

Dvě základní operace v realistickém vykreslování jsou transport světla (upřesňuje nám odkud světlo vychází a jeho intenzitu) a rozptyl (neboli jako objekt reaguje se světlem).