Kompiuterine grafika

Turinys
ĮVADAS 3
1. KOMPIUTERINĖ GRAFIKA 5
1.1 2-jų dimensijų (2D) grafika 5
1.2 3-jų dimensijų (3D) grafika 5
2. KOMPIUTERINIS MODELIAVIMAS 6
2.1 Modelio sąvoka 6
2.2 Modelių tipai 6
2.3 Modelių klasifikavimas 7
2.4 Pagrindiniai modeliavimo etapai 7
3. 3DS MAX APŽVALGA 9
3.1 3ds MAX istorija 9
3.2 Pagrindiniai principai dirbant su 3Ds max 10
3.2.1 3ds MAX modeliavimas 11
3.2.2 Animacija 12
3.2.3 Medžiagų sukūrimas 12
3.2.4 Vaizdavimas 12
4. BANGUOJANČIOS JŪROS KOMPIUTERINIS MODELIS 13
4.1 Noise modifikatorius 13
4.2 Space Warps 15
4.3 Material Editor 16
4.4 Problemos 19
IŠVADOS 20ĮVADAS
Jau prieš daugelį šimtmečių žmogus suprato, kad, norint geriau pažinti pasaulį, nepakanka tik stebėti gamtą, aprašinėti vykstančius reiškinius, bet reikia ir aktyviai ją veikti, vykdyti eksperimentus, bandymus su modeliais.
Mikalojus Kopernikas negalėjo pasakyti, kodėl daiktai laikosi ant žemės. Galileo Galilėjus nepajėgė paaiškinti, kodėl iš vienodo aukščio vienu metu mesti du skkirtingo svorio rutuliukai žemę pasiekia tuo pačiu metu, o Johannesas Kepleris nesuprato, kodėl planetos skrieja elipsinėmis trajektorijomis. Į tuos klausimus atsakė trys Niutono dėsniai ir visuotinės traukos dėsnis. Jie buvo atrasti todėl, kad mokslininkai eksperimentavo, aprašinėjo savo tyrimus, atliko sudėtingus apskaičiavimus. “Jeigu man pavyko pažvelgti toliau nei kitiems, tai tik todėl, jog galėjau pasilypėti milžinui ant pečių”, – sakė pats Niutonas.
Norint užsiimti kompiuteriniu jūros paviršiaus modeliavimu iš pradžių reikia bent minimaliai susipažinti su ją realiame pasaulyje. Tai padarę galime pastebėti, kad jūros vaanduo juda keliomis kryptimis iš karto, priklausomai nuo išorinių jėgų poveikio, tokių kaip jūros dugnas ar vėjas.
Banguojančios jūros kompiuterinio modelio kūrimą pradėsiu nuo supažindinimo su grafika ir kompiuteriniu modeliavimu. Kompiuterinė grafika turi didelį vaidmenį kuriant grafinius vaizdus imituojant realų pa

asaulį. Šiuo metu kompiuterinės grafikos mokslas taikomas įvairiose srityse, pavydžiui animacijos bei modelių atvaizdavime, butent tas man ir bus reikalinga modeliuojant banguojančią jūrą.
Banguojančios jūros modelis. Ką gi reiškia žodis “modelis”? Sąvoka, modelio tipai ir net pagrindiniai etapai, kuriais reiktų remtis kuriant įvairius modelius. Prieš pradedami modeliuoti banguojančią jūrą, butinai turime susipažinti su šiom sąvokom.
Pasirinkau kompiuterinę programą 3ds max, tiksliau 7 paketo versiją, su kuria bandysiu kurti banguojančios jūros modelį. Šiai programai jau daugiau negu 10 metų, todėl iš pradžių norėčiau apžvelgti programos istoriją, o poto ir pačią programą. Supažindinsiu su pagrindiniais principais dirbant su 3ds max’u, tokiais kaip 3ds max modeliavimas, medžiagų kūrimas, animacija bei vaizdavimu.
Banguojančią jūrą, kaip ir bet kurią kitą sceną taip greitai nesukursime. Visu pirma reiktų pagalvoti, sau miintyse “nupiešti” modelį, kuri kursime. Ką bedarytume, visada prieš tai sau padarome planą, veiksmų seką, kurią rementis kursime savo modelį. Sukurti tą patį modelį galime įvairiais būdais, nuo pačio paprasčiausio iki daug sudėtingesnio. Iš pradžių reikės panaudoti Noise modifikatorių ir Space Warps. Šitie du žingsniai skirti sukurti banguojanti pavyršių. Vėliau pereisime prie Material Editor. Tai kur kas sudėtingesnis darbas negu sukurti pavyršių. Kitaip sakant, materialai priverčia įvairius objektus atrodyti realiai.

Kaip žmonės sako: tik tam neiškyla problemų ir neklysta tas, kas ni
ieko nedaro. Todėl modeliuojant banguojančią jūrą kils įvairiausių problemų ir sunkūmų, kurias reikės įveikti. Sukūrus modelį, trumpai apžvelgsiu iškilusias problemas ir pabaigai padarysiu išvadas.1. KOMPIUTERINĖ GRAFIKA
Kompiuterinė grafika tai vaizduojamojo skaičiavimo sritis, kur kompiuteriai panaudojami kurti grafinius vaizdus, imituojančius realų pasaulį. Kompiuterinės grafikos sąvoka atsirado 1962 m., kai MIT darbuotojas Ivanas Saterlendas (JAV) sukūrė pirmąjį grafinį redaktorių – “Sketchpad”, skirtą Lincoln TX-2 kompiuteriui.
Šiuo metu kompiuterinės grafikos mokslas taikomas įvairiose srityse, pavydžiui animacijos bei modelių atvaizdavime, trimačių vaizdų generavime realiu laiku (Realtime 3D rendering) ir t. t. Tačiau pagrindinė šio mokslo paskirtis – vaizdi, statinė išvestis kompiuteriniuose įrenginiuose.1.1 2-jų dimensijų (2D) grafika
Šios rūšies grafika pradėta naudoti tada, kai buvo išrastas elektroninis vamzdis (angl. CRT). Tokia grafika turi du porūšius: vektorinė ir rastrinė (taškelinė) grafika. Pastaroji yra žymiai senesnė. Ji saugojama aprašant dviejų dimensijų (x ir y) plokštumoje esančius taškus, vadinamus pikseliais (angl. ‘pixels’). Buvo pastebėta, kad rastrinių iliustracijų saugojimas laikmenose yra neefektyvus, todėl sukurta saugojimo formatų, naudojančių suspaudimo algoritmus, pvz. JPEG, Portable Network Graphics, CompuServe GIF.
Vektorinė grafika – praktiškesnis porūšis, kurio formatų bylose yra tikslūs geometriniai duomenys: taškų išdėstymas, topologija, stilius, storis, spalvos, užpildai, linijų jungimo stilius. Tokia grafika yra netinkama saugoti fotonuotraukoms; ji paprastai naudojama brėžiniams, knygų išdėstymams, 2D animacijai, be to vektoriniai vaizdai gali bū
ūti paversti į rastrinį pavidalą. Vektorinių vaizdų saugojimo formatai – Portable Document Format, Shockwave Flash Player, Scalable Vector Graphics ir kiti.1.2 3-jų dimensijų (3D) grafika
Trimatė grafika tai vektorinės grafikos plėtinys trimatėje erdvėje – trimačio modelio taškai yra išsidėstę menamoje erdvėje (x, y ir z). Iš šių taškų galima sudaryti plokštumas, primityvias figūras. Siekiant vaizdingumo modeliuose, plokštūmos dengiamos raštais (angl. texturing), kuriami menami šviesos šaltiniai (shading).
Trimatė grafika praktiškai taikoma šiuolaikinių žaidimų bei programinės įrangos gamyboje, medicinoje, architektūroje ir t.t. Mano atvėju bandysiu pavaizduoti banguojačios jūros modelį, bet prieš pradedant reiktu susipažinti su sąvoka “modelis” ar “modeliavimas”. Tam ir paaukojau sekanti skyrių.2. KOMPIUTERINIS MODELIAVIMAS
Iš tikrųjų modeliuojame kasdien, kartais net nesuvokdami to. Dar vaikystėje kūrėme įvairių daiktų ir pastatų modelius iš plastilino arba kokių nors konstruktoriumi. Įkurdami namie akvariumą žuvelėms, taip pat modeliavome realų vandens telkinį – ežerą ar netgi jūrą. Vėliau, mokslo metais mokymo įstaigoje atlikdami natūrinius eksperimentus, bandymus, laboratorinius darbus, taip pat modeliavome, tai yra stengdavomės pakartoti realiai vykstančią situaciją. Norėdami gauti teisę valdyti sudėtingą techniką, pavyždžiui, automobilį ar lėktuvą, turėjome nemažai laiko praleisti prie treniruoklių. Taigi visų pirma atlikdavome modeliavimo pratimus. Tai leisdavo atsikratyti galimų incidentų ir avarijų rizikos, sutaupyti nemažai laiko, pinigų ir kitų išteklių, pavyždžiui, kuro, sąnaudų. Tam realūs sudėtingi objektai buvo ke
eičiami paprastesniais materialiais pakaitalais, manekenais, kitaip tariant, modeliais. Šiuolaikinė informatika siūlo žengti dar vieną žingsnį: pasitelkti šiuolaikišką informacinę priemonę – kompiuterį – ir pakeisti fizinius (materialius) modelius virtualiais, simboliniais, realizuotais kompiuterinėse programose.2.1 Modelio sąvoka
Į šį klausimą galima pateikti daug įvairių atsakymų. Tai ir architektų sudaryta miesto plėtros plano schema, ir naujas automobilis parodoje, ir įvairūs apskaičiavimai, prognozuojantys, kokį poveikį žmonijai turės “ozono skylių” atsiradimas. Kyla klausymas, kodėl vienu žodžiu “modelis” apibūdinama tiek įvairių sąvokų? Todėl, kad modeliu gali tapti žmogaus dirbtinai sukurtas abstraktus arba materialinis objektas, kurį tiriant daugiau sužinoma apie realiai egzistuojantį (dažniausiai daug sudėtingesnį) objektą, kuris vadinamas prototipu arba originalu.
Suformuluokime modelio ir modeliavimo proceso apibrėžimus.

Modelis – tai analogas (pakaitalas) realiai egzistuojančių arba įsivaizduojamų objektų, procesų, reiškinių.
Modeliavimas – kūrimas modelių, kad būtų galima išnagrinėti arba ištirti objektus, procesus, reiškinius.2.2 Modelių tipai
Modeliuoti galime objektus, reiškinius arba procesus.
Objektų modeliai – tai architektūrinių pastatų maketai, meno kūrinių reprodukcijos. Modelis gali atvaizduoti kokį nors realiai egzistuojantį objektą, pavyzdžiui, Saulės sistemą, vandenilio atomą ir pan.
Reiškinių modeliai kuriami gamtos reiškiniams tyrinėti. Pavyzdžiui, kai geografijos pamokose kalbama apie gamtos reiškinius, tai nagrinėjami ne patys konkretūs reiškiniai (žemės drebėjimas, audra, lietus, žaibas ar jūra kaip mano atvėju ir t. t.), o šių reiškinių apibendrinimai, t. y. jų modeliai.
Kuriant procesų modelius, modeliuojami veiksmai su materialiais objektais: eiga, nuosekli vieno objekto ar visos sistemos būsenos, plėtojimosi stadijų kaita. Pavyzdžiui, galima sukurti ekonominių arba ekologinių procesų, visatos ar visuomenės raidos modelius ir pan.
Tam pačiam objektui (procesui, reiškiniui) gali būti sukurta labai daug modelių. Pasirinkto modelio tipas priklauso nuo tikslo – kam kuriamas šis modelis, ir nuo to, kokiais metodais (būdais) renkama informacija apie modelio prototipą.2.3 Modelių klasifikavimas
Įvairiose gyvenimo ir mokslo srityse dažnai susiduriame su klasifikavimu. Objektus suskirstome į “giminingas” grupes, kurios turi vieną ar kelis bendrus požymius. Čia labai svarbu teisingai išskirti kokį nors bendrą požymį (parametrą), o po to sujungti į grupes tuos objektus, kurie šį požymį turi.
Tą patį galima atlikti ir su modeliais. Dažniausiai modeliai klasifikuojami į tokias grupes:
• Mokymo(si), moksliniai–techniniai, žaidybiniai, imitaciniai, bandymams skirti modeliai (pagal taikymo sritis).
• Dinaminiai ir statiniai.
• Biologiniai, sociologiniai, istoriniai ir pan. (pagal mokslo sritis).
• Materialiniai ir informaciniai (pagal modelio vaizdavimo būdą).2.4 Pagrindiniai modeliavimo etapai
Prieš pradedami kokį nors darbą, turime įsivaizduoti, nuo ko tą darbą pradėti, kokie galėtų būti darbo rezultatai, kokie galimi darbo atlikimo etapai. Tą patį galima pasakyti ir apie modeliavimą.
Modeliavimas – kūrybiškas procesas, kurį įsprausti į tam tikrus rėmus nėra lengva. Mano manymu modeliavimas etapai galėtų būti tokie:
1. Uždavinio formulavimas
2. Modelio kūrimas
3. Modeliavimo rezultatų analizė
Šie etapai gali keistis, gali atsirasti daugiau etapų, tai priklauso nuo uždavinio formuluotės ir modeliavimo tikslo.
Modeliavimo pradžia – uždavinio formulavimas. Turime suformuluoti uždavinį, kaip modeliuosime, nes ta patį modelį galime sukurti įvairiais būdais. Visuomet, prieš ką nors veikdamas, žmogus sukuria savo veiksmų modelį. Viska apgalvojame iš anksto. Modeliavimo kūrimas – sakyčiau pats įdomiausias etapas, kur atsiskleidžia visos modeliuotojo sąvybės, kaip parinkti tinkamiausią aplinką, kameros kampą itt. Modeliavimo pabaiga – tai visų pirmą objekto analizė, galutinis modelis, nes proceso metu gali būti bandymų kurti vienaip ar kitaip, bet galutinis rezultatas gali buti tik vienas.
Taigi prieš pradedant kurti banguojančios jūros modelį, manau pats laikas susipažinti su 3ds max istorija ir trumpa apžvalga.3. 3DS MAX APŽVALGA
Šiame skyriuje supazindinsiu su 3ds max programa. Visų pirma apžvelgsiu šios programos istoriją. Vėlau norėčiau supažindinti su pagrindiniais principais dirbant su 3ds max, tokiais kaip medžiagų kūrimas, vaizdavimas, animacija ir t.t.3.1 3ds MAX istorija
Kūrimasis 3d studio MAX buvo pradėtas 1993m, kai grupei Kinetix įeinanciai į Autodesk sudėtį, pavedė sukurti naują produktą paketo bazėje 3D studio MS DOS‘ui. Jo svarbiausios funkcijos turėjo būti: pilnas palaikymas Windows, grafiškas interfeisas, paprastai orientuota architektūra. Darbas kuriant 3D Studio MAX 1.0 ir 3D Studio 4.0 buvo daromas ekspertais iš dviejų nepriklausomų kompanijų Kinetix ir Yost Group.
Pirma versija 3d Studio MAX buvo išleista 1995m. Jau tada kai kurie specialistai atsargiai išsakydavo savo nuomonę, kad MAX gali konkuruotis su kitais trimačių paketų grafikais. Programos struktūra rodė, kad bet kokią funkciją – nuo pačio paprasčiausio objekto sukūrimo iki daugiatikslių vizualizacijų – gali atlikti papildomas modulis, išleistas Kinetix arba bet kurios kitos kūrėjų grupės. Pirmasis toks modulis atsirado tais pačiais metais ir vadinosi Character Studio. Jis buvo skirtas sudėtingai personažų animacijai. Nuo to laiko Character Studio vystosi kartu su MAX, kuris tapo pirmuoju profesionaliu paketu, pilnai orientuotas į OS Windows.
1998 metais pirmą kartą pasaulį išvydo 3d Studio MAX 2.5 versija, kuri buvo papildyta kitomis naujovėmis. Atsirado nauji įrankiai, kurie buvo labai svarbūs NURBS – modeliavimui, galima buvo naudotis spindulių trasavimu. Viename iš interviu kūrėjai prisipažino, kad būtent 2.5 versijoje panaudojo tą, ką norėjo panaudoti 1.0 versijoje. Dėka nuostabiausių įrankių darbui su daugiakampiais, šia programa pradeda naudotis daugelis naujų žaidimų kūrėjų.
Trečia paketo versija buvo išleista 1999 metais, o po kažkurio laiko pasaulį išvydo 3.1 versija. Pakeistas interfeisas, buvo pagerintos animacijų galimybės, atsirado nauji dalelyčių sistemos tipai. Vizualizacija buvo pilnai perdaryta, kas leido prijungti labai galingus papildomus modulius, pavyzdžiui „Mental ray“. Jis suteikia galimybę apskaičiuoti netiesioginį apšvietimą, šviesos šešėlius, pasiekti nepakartojamą kokybę spindulių trasavime. Dėka šių naujovių, MAX‘u pradeda domėtis architektai ir interjero dizaineriai.
Ketvirtos ir sekančios versijos kūrimu užsiėminėjo „Discreet“ kompanija, todėl paketo pavadinimas buvo pakeistas į 3ds MAX.
2001 metais pasirodė 3ds MAX 4.0 versija. Pagerėjo galimybės poligoniniam modeliavimui, interfeisas tapo pilnai nustatomu, kiekybė ir kokybė papildomų modulių žymiai pagerėjo. Buvo išleista keletas naujų vizualizatorių. Character Studijoje puikios animacijos atskiriems personažams, atsirado galimybė imituoti į dideles grupes. Atsirado reaktorius – modulis fiziškai tiksliai imitacijai dinamikos kietų ir minkštų kunų ir skisčių. Programa 3ds MAX pradėta aktyviai naudotis kuriant animacinius ir žaidiminius filmus.
2002 metais buvo išleistas penktasis versijos paketas. Netiesioginis apšvietimas dabar yra 3ds max ir peskaičiavimo rezultatas jau matosi projekcijų languose. Nauji paviršių dalinimai, transformacijų konteineriai, dažymas ant objekto ir pagerinta schematinė scenos peržiura priartina 3ds max prie populiarios programos Alias | Wavefront Maya.
Rudenį 2003m. “Discreet“ kompanija išleido 3ds max 6. Šitame pakete įdiegtos „Mental ray“, “Reactor“ ir „Character Studio“ moduliai. Nauji animacijos instrumentai egzistuoja kartu su „Afterburn“ moduliu, kurie padeda sukurti fotorealistinius atmosferinius efektus. Atsirado įdiegta pilnavertė tinklo vizualizacija, duomenų importavimas iš CAD, naujų priemonių modeliavimui.
Šiuo metu jau yra išleistas septintasis ir net aštuntasis versijos paketas. 3ds max tapo dar galingesniu ir labiau populiaria programa, kuria naudojasi daugelis architektų, animacinių filmų kurėjų ir interjero dizainerių.
3ds max – tai labiausiai pasaulyje parduodama profesionalaus trimačio modeliavimo, animacijos ir renderingo programinė įranga, kurios pagalba galima kurti vizualinius efektus, animuoti personažus ir kurti naujos kartos žaidimus. 3ds max leidžia dirbti pilnai integruotoje trimatėje erdvėje ir atlikti ypač greitą interaktyvų renderingą. Nauja prieinama prog.ramos architektūra, plačios galimybės jos išplėtimui ir nustatymui pagal vartotojo poreikius – paverčia 3ds max idealiu instrumentu kūrybai. 3ds max buvo naudojamas kuriant tokius filmus kaip:
«Žmonės X 2», «Žuvis-kardas», «Kapų Grobikė» «Mumija grįžta» ir kitų kompiuterinių žaidimų, pvz.: «Diablo 2», «Тhe Elder Scrolls 3: Morrowind», «Max Payne», «War of Warcraft».3.2 Pagrindiniai principai dirbant su 3Ds max
Darbą su 3ds Max galima palyginti su tikro filmo filmavimu, kuriame jūs – režisierius.
Jūsų pasisekimas darbe priklauso nuo to, kokias dekoracijas parinksite, koks bus apšvietimas ir kokioje aplinkoje filmuosite filmą. Filmavimo erdvė – trimatės grafikos erdvė, kurioje pristatomi keli projektai. Programos interfeisas (žr. Priedas Nr.1).
Kiekvienas projektas – trimatė scena. Jos kūrimasis dažniausiai vyksta keliose etapose. Pirmiausiai apmąstomi scenos elementai: sukuriami trimačiai objektai, nustatomas apšvietimas ir kameros. Po to objektams sukuriami judesiai, kiekvienam suderinamos spalvos, faktūra, ryškumas. Galiausiai vyksta scenos vaizdavimas. Vaizdavimas – tai gautas galutinis rezultatas, kuriame matomi visi panaudoti efektai: apšvietimas, dekoracijos ir t.t.3.2.1 3ds MAX modeliavimas
Dirbant su 3Ds max galima sukurti keletą objektų tipų:
1. Paprasti: kubas, sfera, cilindras ir t.t.
2. Sudėtingesni: cilindras su užapvalintais kraštais, prizmės ir t.t.
3. Splainai
Sukurti objektą galima su create meniu. Dešiniame lange 3Ds max yra pagrindiniai instrumentai kuriais galima sukurti ir redaguoti objektą.
Piešimui trimačiam objektui projekcijos lange naudojamas tinklas, kuris susideda iš smulkiasnių elementų – poligonų. Kuo sudėtingesnės geometrinės formos tuo jame daugiau poligonų ir tuo daugiau laiko reikia kompiuteriui pavaizduoti šį objektą. Bet kurį objekto tinklą galima perkeliant redaguoti, naikinant ir pridedant panašius objektus (briaunas, viršūnes). Objekto formas galima pakeisti dėka modifikatorių. Jie suteikia objektui specifinę formą, galima sulenkti jį, suspausti ar išskleisti ir t.t. Kad panaudoti modifikatorių kokiam nors objektui, reikia išskirt jį scenoje po to pereiti i modify ir išrinkti modifikatorių iš sąrašo. Dirbant su modeliavimu, kūrėjas trimatėje erdvėje jaučiasi kaip skulptorius. Jo darbas – redaguotas objekto tinklas su kuriuo jis dirba taip kaip skulptorius su moliu. Modifikatoriaus naudojimas tai tik vienas iš modeliavimo būdų. Vieną ir tą patį objektą galima sukurti įvairiais būdais ir kiekvienam objektui egzistuoja optimalus variantas, pavyzdžiui: modeliuojant taures, lėkštes ar vazas patogiausia sukti splainus aplink ašį.
3Ds max‘e scena vaizduojama keturiose projekcijos languose t.y. vaizdas iš viršaus, iš kairės, iš priekio ir perspektyvoje. Trys projekcijos langai vaizduojami schematiškai, o perspektyvos lange – trimačiu vaizdavimu. Vaizdavimą projekcijos languose galima keisti. Jeigu jūs dirbate su scena kuri turi daug poligonų, turi prasmę persijungti į vieną iš norimų vaizdavimo režimų, kai bus matomas, pvz.: tik objekto karkasas.
Pirma, ką reikia padaryti norint patogiai jaustis dirbant su šia programa – valdyti objektus. Reikia mokėti keisti modelių vietą, kopijuoti juos bei keisti jų dydį. Visa tai galima lengvai padaryti paspaudus dešiniu mygtuku ant objekto.
Kai objektų daug, reikia mokėti juos sudėlioti pagal jų prasmę vieną su kitu. Tam naudojama programa Align.
Visus objekto pakeitimus galima atlikti įėjus į Modify, kurios dėka galima pakeisti objektų dydį ir t.t. Ten pat Modify Stack – modifikatorių sąrašas.3.2.2 Animacija
Trimačių objektų animacijos 3ds vaizduojamos raktiniais kadrais, kurie fiksuoja pradžios ir pabaigos judančių objektų padėtį. Tai reiškia, jeigu jūs norite sukurti judantį daiktą tai nereikia kiekvienam kadre nurodyti jo padėties. Tam užtenka pereiti i automatišką raktinių kadrų sukūrimo režimą, Auto key, pastumti laiko liniją, pasukti objektą ir tada paspaust Play Animation. Analogiškai galima animuoti bet kokias objektų charakteristikas, sukurti animuotą medžiagą (pvz: kai daiktas iš stiklinio tampa medinis), pakeisti ryškumą ir t.t.

3.2.3 Medžiagų kūrimas
Dėka 3ds max galima imituoti įvairiausias medžiagas – nuo stiklo ir plastmasės iki metalo ir vaško. Parametrai bet kokios medžiagos nustatomi lange Material Editor, toliau Rendening/Material Editor. Medžiagų aprašymui galima naudoti kaip skaitines reikšmes (skaidrumo procentas, kubo dydis ir t.t.), taip ir tekstūrą. Tekstūros naudojamos pagrindinėms medžiagų charakteristikoms aprašyti, tokioms kaip atspindys, skaidrumas, apšvietimas. Tam kad padaryti paviršių platesnį, reikia užeiti į Bump, panaudoti Noise. Tam, kad medžiagą priskirti objektui, reikia ją perkelti iš Material Editor ant objekto.
Panaudojant tekstūrą tam kad imituoti pasirinktos medžiagos tipą, dažnai prireikia keisti jos vietą ant objekto, pavyzdžiui paskleisti į kitus kampus. Žymiai patogiau valdyti tekstūros padėtimi, kai ji atsispindi projekcijos lange. Tam kad tai įvyktų reikia paspaust Show Map in Wiewport ir tada Material Editor.3.2.4 Vaizdavimas
Vaizdavimo nustatymai randasi lange Render Scene. Tam, kad ten įeiti reikia pirmiausiai paspausti Rendering/Render.
Vaizdavime gali būti matomos klaidos, kurių nebuvo matyti dirbant su scena, pvz.: netinkamai parinkta tekstūra. Skaičiavimas sunkių scenų užima labai daug laiko, o tokios klaidos gali atsirasti vėl ir vėl. Todėl parametrų nustatymui dažnai naudojamos dalinis scenos skaičiavimas, kas žinoma užima mažiau laiko.
Susipažimome su 3ds max istorija, apžvelgėm pagrindinius darbo principus su 3ds max, taigi pats laikas pradėti kurti banguojančios jūros kompiuterinį modelį.4. BANGUOJANČIOS JŪROS KOMPIUTERINIS MODELIS
Norint pradėti modeliuoti jūros paviršių iš pradžių reikia bent minimaliai susipažinti su ją realiame pasaulyje. Galime pastebėti, kad jūros vanduo juda keliomis kryptimis iš karto, priklausomai nuo išorinių jėgų poveikio, tokių kaip vėjas ar net jūros dugnas. Prieš pradedant kurti banguojančios jūros kompiuterinį modelį, turime nuspręsti, kokia bus aplinka, apšvietimas ir net kameros kampas. Nuo to priklauso galutinis modelis. Įsivaizduokime tokį gamtos peizažą : ežeras, nusileidžianti saulė, ir peizažo centre akmuo. Atrodys jog šis akmuo tai šio peizažo centras, kaip pagrindinis herojus. O dabar įsivaizduokime lygiai tokią pat sceną, bet akmuo guli peizažo dešiniajame krašte. Tada mūsų akys matys labiau malonų ir raminantį gamtos vaizdą, kur tas pats akmuo, ir ežeras, ir nusileidžianti saulė vienodai kris i akį.
Manau, kad kiekvienas iš mūsų banguojančią jūra įsivaizduoja savaip. Vieni norėtų ramios jūros, su nusileidžiančia saulę, kiti pageidautų labiau audringą, su didžiulėmis bangomis jūrą. Priskirsiu save prie tų, kuriems labiau patinka ramuma, lengvumas. Bandysiu modeliuoti ramiai banguojančią jūrą, kur diena artėja į vakarą.
Pradėkime modeliuoti banguojančią jūrą. Pirmiausia nuo paviršiaus kūrimo, tai maža animacijos dalis kuri įtakoja geresnį rezultatą. Padarykime paprastą sferą, kur spindulys bus 12, o segmentas 80. Iš modify paneles pasirenkame FFD 2x2x2 modifikatorių mūsų sferai ir slenkame taškus kad gautųsi plokščia sfera. Turėtų atrodyti šitaip:

Kairėje matome prieš, dešinėje po modifikatoriaus panaudojimo. 4.1 Noise modifikatorius
Noise modifikatorius naudojamas labai paprastai, jis priskiriamas bet kokiam geometriją turinciam objektui ir pagal jam nustatytus parametrus keicia objekto išvaizdą. Plokštuma su Noise modifikatoriumi atrodo šitaip:

. 4. Noise4. Noise

Noise modifikatoriui galima nustatyti šiuos parametrus:

Noise group
Kontroliuoja ‘triukšmo’ išvaizdą, ir atitinkamai jo poveiki fizinei objekto deformacijai.
Seed – generuoja pradinę ‘triukšmo’ padėti.
Scale – nustato ‘triukšmo’ efeko dydį (ne stiprumą). Didesnės reikšmės sukuria lygesnį ‘triukšmą’, žemesnės labiau dantyta, nelygu ‘triukšmą’. Pagal nutylėjima = 100.
Fractal – triukšmas generuojamas pagal fraktalinę funkciją, atsižvelgiant i esamus parametrus.

Jei Fractal įjungtas, galima nustatyti šiuos parametrus:
Roughness – apibrėžia fraktalinės variacijos laipsnį. Žemesnės reikšmės duoda mažiau šiurkštų paviršių nei aukštesnės. Galimos reikšmės nuo 0 iki 1.
Iterations – Kontroliuoja fraktalinės funkcijos iteracijų (arba oktavų) skaicių. Kuo mažiau iteracijų, tuo lygesnis paviršius. Galimos reikšmės – nuo 1 iki 10.

Strength group
Kontroliuoja ‘triukšmo’ efekto dydį. Kol Strength parametrai lygus nuliui, jokio ‘triukšmo’ efekto nebus.
X, Y, Z – nustato ‘triukšmo’ stiprumą kiekvienai iš trijų ašių.
Animate Noise – reguliuoja kombinuotą Noise grupės ir Strength grupės parametrų efektą.
Frequency – nustato sinusinės bangos periodiškumą. Reguliuoja “triukšmo” efekto greitį. Didesnės reikšmės sukuria greiciau kintanti, žemesnės – lygesni ir letesni “triukšma”
Phase – parametras, kontroliuojantis animaciją.
Butent dėl fraktalinės funkcijos panaudojimo bangos Noise modifikatoriumi gali buti sumodeliuotos labai realistiškai. Taip pat dėl galimybės nustatyti ‘triukšmo’ stiprumą kiekvienai ašiai galima imituoti tokius efektus kaip vėjas.

Taigi šiek tiek paeksperimentavus parinkau tokius parametrus: visų pirma uždedame varnelę ties Fractal, banguotumą (Roughness) padarome 0,405, dažnį – 6,0 ir strenght reikšmes, X=0,028m, Y=0,0m, Z=0,125m.
Toliau turime nustatyti laiko ilgį, tam tikslui einame į “Time configuration panel” ir pakeičiame reikšmę iki 450 freimų. Animuojame padarytą sceną. Nustumiame laiko liniją į pabaigą ir keičiame strenght reikšmes:

X=0,028m,

Y=0,0m,

Z=-0,227m.
Atitinkamai nustatę per vidurį, mūsų atvėju 221 freimas, keičiame reikšmes į:

X=0,028m,

Y=0,0m,

Z=0,29m.
Sakyčiau, pats laikas nustatyti kameras, kad sukurtą objektą galima būtų pamatyti daug tiksliau ir kruopščiau. Tam tikslui iš create panelės pasirenkame cameras ir išrenkame target camera. Kai objekto tipą pasirenkame irgi target (adresatas).

4.2 Space Warps
Po kamerų nustatymo galime tęsti paviršiaus kūrimą. Bangavimo simuliavimui labiausiai tinka du, “geometriniu/deformavimo” kategorijai priklausantys deformatoriai – Wave ir Ripple. Kiekvienam ju galima nustatyti konkrecius parametrus, tokius kaip amplitudė pagal x ašį (sinusoidinė), amplitudė pagal y ašį (parabolinė), bangos ilgis, pločio bei ilgio segmentų skaičius, ripple modifikatoriui papildomai – bangų skaičius, taip pat galima nustatyti efekto galiojimo sritį (decay) – jam didėjant, aplitudė (ar amplitudes) mažėja, priklausomai nuo atstumo nuo Space Warp objekto centro, kol tampa lygios nuliui.
Space Warp objektai veikia kitus objektus tik kai jie yra susieti su jais. Pats deformatorius savo parametrais vienodai veikai visus jam priskirtus objektus, tik tas poveikis gali priklausyti nuo objekto atstumo ir padeties deformatoriaus atžvilgiu. Vieną objektą galima susiekti su keliais Space Warp objektais. Keiciant modifikatoriaus parametrus keičiasi ir jam priskirtų objektų išvaizda.

Taigi kad padaryti kuo realistiškesnes judančias bangas, sukonstruosime „wave“ erdvės iškraipymą. Tam tikslui renkamės “wave” iš objekto tip.o meniu ir užtempiame bangas ant vaizdo viršūnės, transformuojame mastelį ir keičiame reikšmes, kad atrodytų šitaip:

Kaip jau minėjau Space Warp objektai veikia kitus objektus tik susieti su jais, taigi svarbiausia šiame žingsnyje nepamiršti sujungti bangas su vandens paviršiumi. Tam tikslui yra specialus mygtukas “Blind to space warp”. Bangų animacijos parametrus nustatome tokius:

amplitudė1=0,021m

amplitudė2=0,029m

bangų ilgis=3,697m

fazė=32,1
Jau dabar galime pažiūrėti kaip bangos juda. Taigi, man pavyko sumodeliuoti visai gerai atrodantį bangavimą. Žinoma, naudojant didesnes plokštumas su didesniu segmentu skaiciumi ir Noise modifikatorius su didesniu iteracijų skaičiumi galima pasiekti dar geresnių rezultatų. Taip pat galima naudoti ir daugiau nei vieną Noise modifikatorių, bet tam atlikti man tiesiog nepakanka resursu.
Kadangi tinkamai parinktas apšvietimas lemia geresnį galutinį rezultatą, pridedame du šviesos šaltinius (Omni Lights) su tokiais parametrais:
Omni A, koeficientas: 0.3
Omni B, koeficientas: 0.1,
Spalvos šiam apšvietimui būtų tokios:
R:255, G:224, B:183
Reziumuojant, galiu teikti, kad tai buvo lengviausia dalis. Toliau dirbsime su medžiagomis. Tai daug sudėtingesnis darbas negu padaryti apšvietimą ar bangas.4.3 Material Editor
Kuriant animacijas, modeliavimas sudaro tik pusė darbo (jei ne mažiau) – kita pusė sudaro vadinamųjų materialų kūrimas. Materialai yra tai, kas priverčia įvairius objektus atrodyti realiai. Jų dėka galima sukurti metalinius, medinius, veidrodinius ar stiklinius paviršius, taip pat, pavyzdžiui, žmogaus odą. 3ds max 7 pateikia galybė įrankių darbui materialais. Jie taip pat gali buti animuojami. Visas darbas vyksta per Material Editor lango dialogą.
Mūsų materialas susideda iš trijų mišinių, kur padaromas vienas galutinis, todėl pasirenkame pirmą standartinį materialą ir padarome jį “blend”. Turime du materialus ir maskę. Paspaudžiame “material 1” mygtuką ir pervadiname, pavadinkime “Pirmas”. Šiam materialui ketinu panaudoti numatytą (default) “blinn” šėšelį ir suteikti tokias reikšmes:
atspindžio lygis (specular level) – 134
blizgesys (glossiness) – 49
susilpninimą (soften) 0,1.
Pavartokime tokias spalvas :
A) R:0; G:65; B:67
B) R:0; G:44; B:59.
Toliau sukuriame fall-off žemelapį. Renkames “smoke”. Smoke parametrams suteikiame tokias reikšmes: dydis – 8,0 ir fazė – 0,1. Taip pat reikia pakeisti bump reikšmę nuo 30 iki 59. Dabar konfiguruosime mygtuko “reflection” reikšmes. Čia mes naudosime paveiksliuką, kurį norime matyti savo scenoje(Žr. Priedas Nr2). Todėl yra labai svarbu, kad mūsų vandens materialas tiksliai atspindėtų paveiksliuką. Taigi spaudžiame reflection mygtuką ir iš pasirodžiusio sąrašo gaunam “bitmap”. Pasirenkame paveiksliuką , grįžtam atgal ir mažiname “reflection” reikšmę nuo 100 iki 71. Po šio žingsnio turime tokį vaizdą:

Pradėkime darbą su antru materialu. Reikia nepamiršti nukopijuoti pirmą materialą kurį sukūrėme (“Pirmas”) į antro materialo slotą.
Kadangi keisime reikšmes, spauskime ant material2 mygtuko ir pervadinkime jį “Antras”. Reikšmės kurias pakeičiau buvo tokios:
atspindžio lygis (specular level) – 66
blizgesys (glossiness) – 38.
Taip pat pakeiskime spalvas:
A) R:0, G:32, B:42
B) R:0, G:0, B:0.
Kaip žemėlapį šiam materialui panaudosiu “smoke”, taigi pasirenkame “smoke” iš sąrašo ir keičiame reikšmės dydį nuo 40 iki 8.
Toliau stumiame laiko liniją į pirmą freimą ir aktyvuojame animaciją mygtuku “auto key”. Į mūsų material1 (Pirmas) pasirinkimuose map panelėje randame bump map‘ą (smoke) ir pažimyme jį, čia mes ketiname animuoti fazės reikšmes (phase). Pirmame freime nustatome 0,1, paskutiniame freime – 3,0.
Pakeičiame smoke fazę. Tam tikslui laiko liniją stumiame į pirmą freimą ir keičiame fazės parametrus į 0,0, po to einame į paskutinį 450‘ą freimą, keičiame fazės reikšmes į 1,0. išjungiame animacijos mygtuką ir tai tiek.
Šis pirmas “blend” materialas yra pagrindiniu iš trijų materialų, kiti du, skirti tik realizmo padidinimui ir spalvai. Sukurkime antrą materialą. Parenkame spalvas:
A) R:180 G:189 B:192
B) R:255 G:255 B:255
Pakeičiame bump map reikšmę į 75 ir pasirenkame jam “smoke” žemelapį. Keičiame smoke dydžio reikšmę į 20,0. Fazei animuosiu parametrus. Todėl kaip ir anksčiau aktyvuojame animacijos mygtuką, einame į pirmą freimą ir suteikiame fazei 0,1 reikšmę. Tada slenkame laiko liniją į paskutinį freimą ir keičiame fazės reikšmę į 5,0.
Taigi jau artėjame prie galo. Paskutinį materialą sukurti yra bene lengviausia. Pasirenkame sekantį naują materialą ir padarome jį “blend”. Pavadinkime jį “base 3”. Materialui1 mes sukursime naują, todėl einame į materialo1 pasirinkimus ir pavadinkim “foam”. Reikšmes kurias reikia pakeisti yra tokios:
Atspindžio lygis (specular level) – 52
Blizgesys (glossiness) – 25.
Renkamės “falloff”. Spalvos šiam materialui parinkau tokias:
A) R:180 G:189 B:192
B) R:255 G:255 B:255.

Pakeiskime bump reikšmę į -99. Renkamės “smoke” žemėlapį ir tiesiog keičiame dydį į 20. Nutempiame “base 2” ant antro materialo.
Taigi kaip ir prieš tai, pasirenkame “smoke”, aktyvuojame animacijos mygtuką, pirmam freimui dydį nustatome 16,0, o fazę padarome 0,1. Paskutiniam freimui padidinam.e dydžio reikšmę iki 19,0 o fazės iki 5,0 ir perstatome spalvą tiesiog paspaudę “Swap” mygtuką.
Dabar tik lieka panaudoti materialą paviršiui, nustatyti rezoliuciją, sukurti output failą ir paspausti render. Gauname galutinę animaciją. 4.4 Problemos
Banguojančios jūros modelis mano atveju buvo ne iš lengviausių. Sukurti jūrą su 3ds max 7, galima ivairiausiais būdais. Paviršių, paviršiaus iškraipymą (bangas) galime sukurti įvairiai.
Tai ir buvo mano pati pirma problema su kuria susidūriau. Negalejau apsispręsti kokį paviršiaus geometrinį deformatorių panaudoti, Wave ar Ripple. Iš pradžių galvojau kad geriau tiks Ripple, bet su Wave man asmeniškai patiko labiau. Norejau paviršių padaryti su dviem paviršių geometriniais deformatoriais, bet jūra atrodė labai “nerami”.
Problemų kilo dėl realistiškumo. Iš pradžių negalėjau rasti tinkamo paveiksliuko kuris atspindėtų jūros paviršių. Padaryti apšvietimą buvo gana lengviausias dalykas, tačiau suradus tinkanti paveikslėlį, reikėjo pakeisti apšvietimą, nes peizažas atrodė „dirbtinis“ ir apšvietimas neatspindėjo fono.
Kita problema su kuria susidūriau, tai reikšmių parinkimas. Manau, kiekvienas sutiktų, kad neteisingai parinkus fazę, amplitudę, bangų ilgį ar dydį galutinis rezultatas atrodytų netikroviškai. Dėl reikšmių parinkimo problemų kilo jau pradėjus modeliuoti. Reikėjo nemažai laiko tam, kad parinkti atitinkamas reikšmes tokias kaip banguotumas ar dažnis. Čia turėjau nemažai eksperimentuoti, kad galutinis rezultatas būtų kuo geresnis.
Daugiausia problemų kylo su materialais. Tai ir atitinkamų reikšmių parinkimas, kaip blizgesis, atspindžio lygis, reikėjo parinkti taip, kad vaizdas atrodytų kuo naturaliau. Tai ir buvo didžiaiusia problema.
Problemos iškyla visur ir visada, mano atvejis irgi ne išimtis, bet savo galutiniu rezultatu tikrai esu patenkintas.IŠVADOS
Šiuo metu kompiuterinės technologijos yra labai pažengusios ir sparčiai vystosi toliau. Prisiminkime kokie filmai buvo prieš 50 metų. Jokių spalvų, mažai specialiųjų efektų ir taip toliau. Filmų kokybė buvo labai prasta. Kas galėjo tada pagalvoti, kad artimoje ateityje žmogus taip sparčiai žengs į priekį. Skaitmenineė vaizdo kameros, galingi kompiuteriai ir gausybė programų labai palengvina šiuolaikinio režisieriaus darbą.
Kiekvienas iš mūsų gali buti sau režisierius. Net neišeinant iš namų, su tokiomis kompiuterinėmis programomis kaip 3ds max, Maya ir daugelis kitų galime kurti įvairias scenas, animacinius ir žaidybinius filmus, kompiuterinius modelius. Kuriant banguojančią jūrą, galutinis rezultatas priklausė tik nuo manęs. Kaip tinkamai parinkti foną, dekoracijas, koks bus apšvietimas ir kokioje aplinkoje filmuosime savo sveną, viską tai galime sukurti su kompiuterinėmis programomis.
Režisieriaus darbas nėra lengvas, tuo galėjau įsitikinti ir pats. Labai yra sunku tiksliai parinkti įvairiausius parametrus. Nes kiekvienas tokią pat sceną norėtų matyti savaip. Todėl reikėjo nemažai laiko praleisti prie kompiuterio tiesiog eksperimentuojant. Kaip atrodys jūros pavyršius vienaip ar kitaip. Pakeitus vienus parametrus reikėjo taisyti ir kitus. Toks darbas reikalauja daug kantrybės.
Viską reziumuojant, galiu pasakyti kad kurti net pačias paprasčiausias scenas yra sunku, ir jei kas mano kad taip nėra, reikia pačiam pabandyti sumodeliuoti kokį filmuką. Nors neesu režisierius, bet sužinojau labai daug įvairių gudrybių dirbant su 3ds max programa. Tai iš tiesų labai galinga kompiuterinė programa kuria naudojasi vis daugiau architektų interjero dizainerių bei animacinių filmų kurėjų

Bibliografinių nuorodų sąrašas
• Бондаренко С.В., Бондаренко М.Ю. „3ds Max 8. Библиотека пользователя.“ Питер 2005 год.
• Бондаренко С.В., Бондаренко М.Ю. „3ds max 7. Лучшие плагины “ Питер 2005 год. 343-363psl.
• Кулагин Б.Ю. „3ds Max 8: Актуальное моделирование, визуализация и анимация“ 2006 год.
• Doc. Dr. Vitalijus Denisovas. „Kompiuterinis mokomais modeliavimas“ Klaipėdos Universitetas 2002m.
• Tatjana Balvienė, Aldona Butkienė. „Kompiuterinis modeliavimas“ 2001m.
• Lenkevičius A., Matickas J. „Kompiuterinë grafika“ 2006m.
• Booth B., Cox M. Model Builder 2: Tutorial Guide. – The Modus Project. Harpenden, Herts, 1997, 53 p.
• Brazdeikis, V. Bendrosios programos ir informacinės technologijos. – Vilnius: Margi raštai, 1999, 200 p.

Leave a Comment