Tutoriálok : Nézőpontok, Perspektíva, Színek, Tárgyak felépítése, Spline, NURBS |
Nézőpontok, Perspektíva, Színek, Tárgyak felépítése, Spline, NURBS
2006.08.26. 14:43
A program nézőpontok kialakításához kamerát használ. Ezek a kamerák mindenben megfelelnek egy valós kamerának, vagy fényképezőnek. A tárgyakat hasonlóan egy fényképezéshez, be kell állítani, meg kell világítani. A program a kamera paramétereit fi...
Szerző: Nagy Péter
Nézetablak
A modellezést, animáció készítést nagyban megkönnyíti ha látjuk amit csinálunk. Ezért nyilvánvaló feltétel, hogy a teret munka közben egy vagy több pontból egyszerre láthassuk. Ezen nézetek a tér különböző nézőpontjaiból néznek különböző irányokba. Vannak köztük szokványos két dimenziós és három dimenziós, térbeli nézetek is. Alapvetően tehát ezzel a kétféle módszerrel találkozunk: síknézet és perspektivikus nézet. A síknézet azt jelenti, hogy a nézőpontból nézve a tárgyakat azok minden esetben síkként látszódnak (például felül-, alul-, oldal nézet). Ezt a nézetet általában csak modellezéskor használjuk (hasonlóan a műszaki rajzokhoz), hiszen a 3d-s alkalmazás lényege a 3d-s megjelenítés. A másik megjelenítési módszer során a tárgyat már három dimenzióban láthatjuk és tetszőlegesen forgathatjuk. Ez a perspektivikus nézet.
Nézőpontok A 3ds max - más 3d-s szoftverekhez hasonlóan - képalkotást mindig a helyszín egy szabadon kiválasztott pontjából (nézőpont) nézve számítja. Ez azt jelenti, hogy a software a nézőpontból a megfelelő irányba tekintve "látja" a tárgyakat, és ezt a látszatot jeleníti meg a képen. A nézőpont pozíciója mellett nagyon fontos paraméter a nézet iránya, mivel ez fogja befolyásolni, hogy a pontban elhelyezett virtuális kamera milyen irányba nézzen.
A nézőpont pozíciójától és nézet irányától függ, hogy a létrehozott nézet síknézet vagy perspektivikus nézet lesz-e. Derékszögű koordináta rendszer mentén történő modellezés esetén a létrehozott síknézetek mindig a koordináta rendszer valamelyik síkjára merőleges nézetet jelentik. De mit is takar a perspektivikus nézet?
Perspektíva A perspektíva a változatlanul egy nézőpontból látja a helyszínt. A nézőpontból mindig egy konkrét pontra irányul a figyelem, ez a látványközéppont. A látványközéppontot és a nézőpontot a látóvonal köti össze, ami egybe esik a kamera hossztengelyével, erre merőleges a képsík. Perspektivikus nézet esetén tehát a képsík nem párhuzamos a koordináta rendszer egyik síkjával sem, hanem azokkal valamilyen szöget zár be, ettől a tárgy térben látszik.
Említettük a nézet irányát, emellett fontos a képalkotás szempontjából, hogy a nézőpontból - vízszintes és függőleges irányban - maximálisan milyen nyílásszögeken keresztül érkeznek a vetítővonalak a kamerába. (Az emberi szem látószöge is körülbelül 48° - ennek 48,24 mm gyújtótávolság felel meg -, a program alapbeállításban ezzel dolgozik, de válaszható más látószögű kamera is.)
Tárgyak felépítése A térben legkisebb és legkönnyebben meghatározható építő elem a pont. A három dimenziós pont egyszerűen, a pont 3 koordinátájával [x,y,z] leírható, létrehozható. De a pont meghatározásnak önmagában nincs értelme, mivel nincs kiterjedése (egy dimenziós elem). A pont jelentőse az él meghatározásában rejlik. Az él két pont közé létrehozott vektor. Az él megadható a két végponttal , illetve esetlegesen az összekötés módját vezérlő egyenlettel. Az él mindamellett, hogy már látható elem, mivel két dimenziós, nem alkalmas megjelenítésre, mivel a pontokat összekötő vonalnak nincs vastagsága. Azonban az élek közösen létrehozhatnak egy zárt felületet, mely már három dimenzióban is ábrázolható, ha az élek által létrehozott térrészt kitöltjük. Ezek a felületek tulajdonképpen síklapok a térben, melyekkel - megfelelően egymás mellé illesztve - tárgy hozható létre.
Mégis hogyan hozhatók létre ilyen felületekből rendkívül bonyolult tárgyak? Görbe felületű tárgyak elméletileg pontosan leírhatók végtelen számú sík felületelemmel /szegmensszám/, de mivel a program lehetőségei, a memória és a gép számítási képessége nem végtelen, el kell tekintenünk a tökéletes megjelenítéstől. Ennek kiküszöbölése érdekében a program különböző élsimítási módszereket ismer, melyekkel a kapcsolódó felületek közötti átmenetek lágyíthatók, a tárgy szögletei csökkenthetők. Azaz a létrehozott tárgy sosem tökéletes leírása az általunk létrehozni kívántnak, hanem annak csak egy lehető legjobban közelítő másolata.
A második képen növeltük az első szegmensszámát, majd a harmadiknál elsimítást használtunk. Színek Az ily módon leírt felületek mindegyike saját anyagtulajdonságokkal rendelkezik, ami azt jelenti, hogy mindegyik elemre megadható, hogy hogyan viselkedjen a felületére érkező fény. A fény mely alkotóit verje vissza, és milyen mértékben, hogyan törje meg a fényt... Ezen paraméterek együttesen hozzák létre azt a hatást minek hatására a nézőpontból nézve a különböző felületek más-más színűnek látszódhatnak. (A szín a tárgy felületének jellemzője, de a tárgy színét valójában nem a saját színe adja, hanem felületének azon tulajdonsága, hogy a spektrum mely hullámhosszú sugarait nyeli el, és csak a nem elnyelt, visszavert fényt látjuk szemünkben.)
Csoportok
Tárgyak mozgatásánál tehát az őt alkotó pontok - és ezáltal a felületek - mozognak egyszerre. Amennyiben olyan tárgyat készítünk ,mely több elemből áll, csoportba rendelhetjük és ezentúl egy tárgy ként kezelhetjük őket. A csoport tagjai között hierarchikus kapcsolat van, ez az úgynevezett szülő-gyermek viszony. A csoportszerkezet legtetején az ősszülő áll, hozzá csatlakoznak a szülő, illetve a gyermekek, a szülőkhöz újabb gyermekek kapcsolódhatnak, illetve gyermekekhez is kapcsolódhatnak gyermekek, így lesznek belőlük felnőttek. A hierarchia lényege, hogy a manipulált tárggyal csak gyermekei változnak együtt.
Egy egyszerű példán bemutatva: A Földhöz kapcsolódik a Hold. - a Hold a Föld gyermeke, a Föld kapcsolódik a Naphoz, a Föld a Nap gyermeke. A Föld mozgását megváltoztatva a Nap mozgása nem változik, a Holdé viszont igen. A Nap mozgásának változtatásával a Föld és a Hold mozgása is változik.
Splineok A programban lehetőség van kétdimenziós tárgyak rajzolására is, ezek az úgynevezett spline-ok. Ezen kétdimenziós tárgyak nagyon egyszerű tárgyak, háromszögek, négyszögek, kör stb. De nem csak előre definált egyenletű görbék hozhatók létre, lehetőségünk van arra is, hogy saját magunk hozzunk létre csomópontok elhelyezésével ezen pontokat összekötő görbéket. Görbék létrehozásakor minden esetben első lépés a csomópontok létrehozása. A csomópontok olyan fix pontok, melyek biztosan a görbe vonalán helyezkednek el. Vagyis a program ezen pontok összekötésével hozza létre a görbét. Az összekötés módjától függ, hogy a görbe szakaszos lesz-e vagy görbül. Ha ugyanis a pontokat egyszerűen összeköti, akkor szakaszokból álló, tört görbét kapunk, ha azonban a vonalakat olyan görbével köti össze, mely úgy görbül, hogy a fix pontokon átmenjen ugyan, de ott ne keletkezzen törés, akkor görbe vonalat kapunk.
Következő módszer spline létrehozására mikor nem fix pontokat hozunk létre, hanem vezérlőpontokat (control vertex), melyek a görbe görbületét vezérlik oly módon, hogy a görbe a ponthoz közelít csak de azt nem éri el. Ezzel a módszerrel sokkal finomabb mozgású görbék hozhatók létre, mint a csomópontos módszerrel.
NURBS objektumok A NURBS modellezési technika jelenleg már ipari szabvány modellezési eljárás görbe felületű tárgyak leírására.
Lényege, hogy a megadott pontok /Conrol Vertex-ek a képen zöld pontok/ irányába görbíti az egyenest egy megadott függvény szerint.
A NURBS betüszó: Non-Uniform Rational B-Splines.
A Non-Uniform jelentése, hogy a kontroll pontok kiterjedése változó, nem egységes. A különböző vezérlőpontok különbözőképpen hatnak a görbére, vagy felületre. A Rational kifejezés alatt azt értjük, hogy minden vezérlőponthoz rendelünk egy súlyt (súlyozás), mely a vezérlőpont hatásának nagyságát vezérli, így ennek az új paraméternek figyelembe vételével a súlypont eltérítő hatása két polinom arányaként van felírva. A racionális egyenlet jobb modellezést biztosít olyan fontos görbék és felületek esetén, mint például a kúpszelet, gömb, stb. A B-Splines a görbe képzésére utal, mely szerint a görbét elhelyezett vezérlőpontok közé történő interpolálással képezzük.
| |
Szerző: Nagy Péter
|