В программах векторной графики объекты и изображения, которые сохраняются в виде геометрического описания, существуют независимо друг от друга, что позволяет в любой момент изменять слой, расположение и любые другие атрибуты объекта, создавая произвольную композицию. Современные программы векторной графики содержат также инструменты для работы с растровыми изображениями. Двухмерная анимация использует традиционный метод покадровой анимации.
CorelDRAW — графический редактор, обладающий широкими возможностями и огромной библиотекой готовых изображений, ставший уже классической программой векторного рисования. Пакет предназначен не только для рисования, но и для подготовки графиков и редактирования растровых изображений. Он имеет отличные средства управления файлами и возможность показа слайд-фильмов на дисплее компьютера, позволяет рисовать от руки и работать со слоями изображений, поддерживает спецэффекты, в том числе трехмерные, и имеет гибкие возможности для работы с текстами.
компьютерная графика и анимация примеры
CorelXARA — позволяет создавать векторные изображения. Обладает прекрасно реализованным эффектом прозрачности с градиентными свойствами. Программа выполняет основные операции с растровыми изображениями: изменение глубины цвета, яркости, контраста, резкости, применения фильтра размытого изображения и других специальных эффектов. Огромное внутреннее разрешение позволяет увеличивать объекты до 2500 раз. Позволяет просматривать файлы формата JPG, GIF и анимированные GIF.
Adobe Illustrator — векторный пакет, предназначен для создания иллюстраций и разработки общего дизайна страниц и ориентирован на вывод готовых изображений с высоким разрешением. Пакет позволяет создавать фигуры и символы произвольной формы, а затем масштабировать, вращать и деформировать их. Кроме того, Illustrator содержит широкий спектр инструментов для работы с текстом и многостраничными документами.
GIF Animator — программа анимации фирмы Ulead использует преимущества GIF-файлов для хранения нескольких изображений. В отличие от видео, при анимации для каждого изображения отдельно задается момент, место и длительность появления изображения на экране. Так как изображения могут иметь произвольные размеры, то можно создавать сложные композиции, собирая их из отдельных частей.
Macromedia Director — программа позволяет создавать анимацию двумерных изображений, подготовить и отредактировать видео- и звуковой ряд, объединить все компоненты в одном видеоролике.
Средства создания и обработки 3D-графики и анимации
Трехмерная анимация по технологии напоминает кукольную: необходимо создать каркасы объектов, определить материалы, их обтягивающие, скомпоновать все в единую сцену, установить освещение и камеру, а затем задать количество кадров в фильме и движение предметов. Движение объектов в трехмерном пространстве задается по траекториям, ключевым кадрам и с помощью формул, связывающих движение частей сложных конструкций. После задания нужного движения, освещения и материалов запускается процесс визуализации. В течение некоторого времени компьютер просчитывает все необходимые кадры и выдает готовый фильм. Недостатком является чрезмерная гладкость форм и поверхностей и некоторая механистичность движения объектов.
Технические средства компьютерной графики
Для создания реалистичных трехмерных изображений используются различные приемы. Для создания “неровных” объектов, например, волос или дыма, используется технология формирования объекта из множества частиц. Вводится инверсная кинематика и другие техники оживления, возникают новые методы совмещения видеозаписи и анимационных эффектов, что позволяет сделать сцены и движения более реалистичными.
3D Studio MAX — один из самых известных пакетов 3D-анимации производства фирмы Kinetix. Программа обеспечивает весь процесс создания трехмерного фильма: моделирование объектов и формирование сцены, анимацию и визуализацию, работу с видео. Интерфейс программы един для всех модулей и обладает высокой степенью интерактивности. 3D Studio MAX реализует расширенные возможности управления анимацией, хранит историю жизни каждого объекта и позволяет создавать разнообразные световые эффекты и имеет открытую архитектуру, то есть позволяет третьим фирмам включать в систему дополнительные приложения.
TrueSpace — пакет фирмы Caligari предназначен для трехмерной анимации и отличается легкостью в использовании, гибкостью в управлении формами, поддержкой сплайнов и булевых операций над объектами. Новаторский интерфейс показывает линейки инструментов прямо в 3D-пространстве и выравнивает их по объекту. Расширения и открытость архитектуры позволяют увеличить возможности пакета.
Ray Dream Studio — программа обеспечивает набор профессиональных инструментов для 3D-дизайна и анимации. Пользователи могут создавать различные модели с использованием булевых операций и деформаций. К этим моделям можно применять различные текстуры или видеоизображения, а также рисовать прямо на их поверхности.
Источник: studbooks.net
Программные средства компьютерной анимации
На протяжении всего своего существования человек пытался отразить движение в своем искусстве. Сегодня передача движения может быть реализована средствами анимации.
Под определение «компьютерная анимация» подходят различные технологии. Компьютерная анимация может быть двухмерной и трехмерной, существует и компьютерная перекладка. Поначалу художники-аниматоры воспринимали компьютер просто как помощника, который избавит их от самой трудной и скучной работы, но со временем выяснилось, что его возможности куда богаче: он позволяет имитировать любую технику, любые материалы, любой стиль. Однако даже самый совершенный компьютер остается всего лишь инструментом.
Неподвижные изображения пригодны для некоторых программ-приложений компьютерной графики, но иногда возникает необходимость в движущихся изображениях. Так, например, имитаторы полета и видео игры постоянно меняют экран, создавая объекты и даже целые сцены, показываемые в движении. Иллюзия движения, достигаемая стремительной сменой изображения на экране, называется анимацией.
Программ для работы с компьютерной анимацией, существует великое множество.
КОМПЬЮТЕРНАЯ АНИМАЦИЯ
Хранение. Компьютерная анимация может храниться в универсальных графических файлах (например, в формате GIF) в виде набора независимых изображений, либо в специализированных файлах соответствующих пакетов анимации (3ds Max, Blender, Maya и т. п.) в виде текстур и отдельных элементов, либо в форматах, предназначенных для просмотра (FLIC (англ.)) и применения в играх (Bink). Также, анимация может сохраняться в форматах, предназначенных для хранения видео (например, MPEG-4).
Применение. Компьютерная анимация (последовательный показ слайд-шоу из заранее подготовленных графических файлов, а также компьютерная имитация движения с помощью изменения и перерисовки формы объектов или показа последовательных изображений с фазами движения, подготовленных заранее или порождаемых во время анимации) может применяться в компьютерных играх , мультимедийных приложениях (например, энциклопедиях), а также для «оживления» отдельных элементов оформления, например, веб-страниц и рекламы (анимированные баннеры ). На веб-страницах анимация может формироваться средствами стилей ( CSS ) и скриптов (JavaScript) или модулями, созданными с помощью технологии Flash или её аналогов (флеш-анимация).
В настоящее время существует различные технологии создания анимации:
- Классическая (традиционная) анимация представляет собой поочередную смену рисунков, каждый из которых нарисован отдельно. Это очень трудоемкий процесс, так как аниматорам приходится отдельно создавать каждый кадр.
- Стоп-кадровая (кукольная) анимация. Размещенные в пространстве объекты фиксируются кадром, после чего их положение изменяется и вновь фиксируется.
- Спрайтовая анимация реализуется при помощи языка программирования.
- Морфинг – преобразование одного объекта в другой за счет генерации заданного количества промежуточных кадров.
- Цветовая анимация – при ней изменяется лишь цвет, а не положение объекта.
- 3D-анимация создается при помощи специальных программ (например, 3D MAX). Картинки получаются путем визуализации сцены, а каждая сцена представляет собой набор объектов, источников света, текстур.
- Захват движения (Motion Capture)– первое направление анимации, которое дает возможность передавать естественные, реалистичные движения в реальном времени. Датчики прикрепляются на живого актера в тех местах, которые будут приведены в соответствие с контрольными точками компьютерной модели для ввода и оцифровки движения. Координаты актера и его ориентация в пространстве передаются графической станции, и анимационные модели оживают.
Обзор программных средств, для создания компьютерной анимации.
В настоящее время существует огромное множество программных средств, для создания анимированных изображений. Далее представлены некоторые из них.
2.1.Adobe Flash (ранее Macromedia Flash)
В основе анимации во Flash лежит векторный морфинг, то есть плавное «перетекание» одного ключевого кадра в другой. Это позволяет делать сложные мультипликационные сцены, задавая лишь несколько ключевых кадров. Производительность Flash Player при воспроизведении анимации в несколько раз превышает производительность виртуальной машины Javascript в браузерах, поддерживающих предварительный стандарт HTML5, хотя во много раз уступает приложениям, работающим вообще без использования виртуальных машин. Flash использует язык программирования ActionScript.
Технология векторного морфинга применялась задолго до Flash. В 1986 году была выпущена программа Fantavision, которая использовала эту технологию. Разработка Flash была начата компанией FutureWave, создавшей пакет анимации FutureSplash Animator. В 1996 году FutureWave была приобретена компанией Macromedia, которая переименовала FutureSplash Animator в Flash. Под этим наименованием платформа продолжает развиваться и поныне (после того, как в2005 году компания Macromedia была поглощена Adobe, Macromedia Flash стал официально называться Adobe Flash).
1. Чрезмерная нагрузка на центральный процессор, связанная с неэффективностью виртуальной машины Flash Player. Хотя в некоторых случаях имеет место и недостаточная оптимизация flash-приложений их разработчиками, использование так называемых «генераторов» flash-приложений.
2. Недостаточный контроль ошибок, что приводит к частым отказам как самих приложений, так, в некоторых случаях, и всего браузера. Возможность flash-приложений нарушать работу всего браузера неоднократно вызывала критику со стороны разработчиков браузеров.
3. Не всегда есть возможность запустить flash-приложение, либо это связано с некоторыми трудностями. Например, некоторые пользователи или администраторы отключают в настройках браузеров flash-контент, что связано с экономией системных ресурсов, избавлением от надоевшей рекламы и информационной безопасностью. Этот недостаток делает технологию Flash менее универсальной и ограничивает еѐ применение в веб-приложениях критической важности.
4. Использование Flash для размещения текстовой информации затрудняет еѐ индексирование поисковыми системами. И хотя в принципе определѐнная система индексирования текста внутри swf-файлов была создана и внедрена Google и Yahoo ещѐ в 2008 году, но доля сайтов, целиком созданных на Flash, остаѐтся небольшой.
5. Приложения Flash также не могут использовать правую кнопку мыши, зарезервированную разработчиками браузеров для настроек самого Flash.
2.2. Anime Studio Pro 8.
Anime Studio Pro 8 — новая версия программы для создания анимации, которая подойдет профессиональным аниматорам и цифровым художникам. Программа обладает всеми необходимыми функциями и инструментами, которые могут понадобиться при производстве фильмов, видеороликов и онлайн контента. Вы сможете создавать персонажей, объекты и сцены с использованием векторных инструментов рисования, встроенных в Anime Studio Pro. Импортируйте сканы ваших зарисовок и любые другие картинки, включая файлы PSD с поддержкой слоев. Результат своей работы вы сможете сохранить в AVI, SWF, JPEG, BMP, PSD, PNG, TGA.
- Автоматическое преобразование картинок в векторные рисунки;
- Создание 3D объектов из двумерных векторных слоев;
- Быстрая организация контента с новыми ресурсами библиотеки;
- Анимация кривых с помощью точных инструментов;
- Запись ваших собственных звуковых клипов;
- Импорт сцен из Poser и объединение 2D и 3D анимации;
- Организация всех ваших файлов проекта в одной локации;
- Легкое совмещение в одном проекте аудио, видео и анимации;
- Поддержка импорта файлов Adobe Photoshop и Illustator;
- Добавление различных эффектов, таких как сглаживание и тени;
- Экспорт результата в HD качестве в различных видео-форматах;
- Возможность экспорта проектов для iPad, iPhone или Droid устройств;
- Встроенная библиотека визуальных объектов;
- Расширены средства для использования скриптов.
2.3.Easy GIF Animator
Предназначена для создания анимированных gif-файлов. Easy GIF Animator имеет довольно много настроек и позволяет управлять всеми параметрами анимированного gif-файла, включая продолжительность, цветовую палитру и т.п. Допускает использование эффектов, в том числе добавление текста на изображение, предварительный просмотр в браузере, преобразование gif-анимации в формат AVI. Имеется гибкая система оптимизации размера выходного файла, включающая в себя несколько способов оптимизации.
- Легкое создание анимированных баннеров, изображений и кнопок;
- Создание анимированных изображений с нуля;
- Редактирование и изменение анимированных GIF изображений;
- Добавление визуальных эффектов в GIF анимацию;
- Создание движущихся текстовых эффектов;
- Оптимизация GIF анимации для уменьшения размера и ускоренной загрузки;
- Предпросмотр анимации в интернет браузере;
- Изменение размера всей анимации сразу;
- Управление фреймами анимации;
- Установка количества повторов и продолжительности кадра;
- Извлечение отдельных кадров анимации;
- Легкая установка прозрачности;
- Добавление звуков в анимацию;
- Сохранение анимации в SWF формат;
- Экспорт анимации в AVI формат.
2.4.Ulead Gif Animator
Это самый мощный, быстрый и простой инструмент для создания анимации. Это всемирно-известная программа. Данная версия имеет множество изменений по сравнению с предыдущими версиями программы. Расширенная оптимизация позволяет добиться, действительно малых размеров конечных файлов которые, кстати можно сохранять в EXE и Flash.
2.5.Magic Particles 3D
Год выхода: 2011. Это специализированный редактор спецэффектов. Пылающий текст, летящая комета, танец осенних листьев под порывами ветра, снежная вьюга и разноцветный туман, извивающиеся щупальца диковинных тварей, причудливые силуэты растений — все эти (и многие другие!) образы могут быть не только созданы в этой программе, но и вставлены в ваши фотографии и видеозаписи.
Программа будет очень полезна не только любителям украсить домашнее фото и видео, но и дизайнерам. Украсить свадебное видео? Добавить новогодней свежести в ролик или баннер? Нет ничего проще! Программа настолько проста и удобна в использовании, что любой сможет создать спецэффекты мирового уровня всего за пару минут и несколько кликов мышки!
2.6.Abrosoft FantaMorph Deluxe 5.1.5
Год выпуска: 2011. Разработчик: Abrosoft. Программа для создания анимированных изображений с эффектом морфинга и различных деформаций изображений. С помощью этой программы вы сможете создавать удивительные анимированные изображения, с плавным переходом от одной фотографии к другой с применением различных эффектов и деформаций.
Программа имеет большое количество предустановок эффекта, поддерживает импорт видео, а также имеет широкие возможности по настройке и улучшению качества изображений. Вы сможете обрезать, поворачивать, регулировать цвет, добавлять различные надписи и потрясающие эффекты с помощью встроенных инструментов для редактирования без необходимости в обращении за помощью к сторонним приложениям. Программой поддерживается большое количество графических форматов, включая BMP, JPEG, TIFF, PNG, GIF, TGA, PCX и другие. Результат вы сможете экспортировать в AVI формат, анимированный GIF, флэш, формат экранной заставки, автономный EXE файл и в другие форматы.
- Очень быстрый движок рендеринга с полной поддержкой OpenGL аппаратного ускорения;
- Предпросмотр и проигрывание в реальном времени;
- Импорт и экспорт 32-битных изображений с поддержкой альфа-канала: BMP, TIFF, PNG, TGA;
- Экспорт изображений в виде последовательности изображений, AVI ролика, анимированного GIF, Flash ролика, заставки или EXE файла;
- Морфинг с более чем двух изображений в качестве источника в одном проекте;
- Профессиональные инструменты для контроля за морфингом;
- Создание невероятных эффектов с помощью фонов, маски, переднего плана, света и звука;
- Печать изображений и предпросмотр изображений перед печатью;
- Автоматическое обнаружение черт лица и размещение ключевых точек на соответствующих позициях;
- Создание виртуального лица из нескольких реальных лиц.
2.7.Atani v.4.5.6
Год выпуска: 2009. Разработчик: Alex
- Анимированный файл можно протестировать, как на этапе разработки, так и сразу после его создания;
- Изображения в кадре можно сохранять в различные графические форматы или просто скопировать в буфер обмена;
- Изображения, созданные с помощью встроенного графического редактора можно сохранять в файл (BMP, GIF, JPG, PNG);
- Инструмент: Morphing 2 (имеющий 20 эффектов мультипликации).
2.8. KoolMoves 8.1.2
Год выпуска: 2011. Программа для создания web-анимации с использованием инструментов для работы с Flash и анимированными GIF файлами. KoolMoves может применять различные эффекты к тексту, импортировать векторную графику, добавлять аудио в формате WAV, осуществлять градиентную заливку созданной кривой, присваивать различные действия кнопкам и изображениям и многое другое. Работать с KoolMoves очень просто. Даже не имея навыков работы с Flash, вы сможете создавать превосходные ролики, которые будут применены в качестве баннеров, при создании мультимедийного слайд-шоу, создании системы навигации по сайту и т.д.
- 71 текстовый и графический эффект, основанный на Action скриптах;
- 100 шаблонов стильных текстовых эффектов;
- 343 предмета и кнопки клипарта;
- Мастер для добавления Flash анимации на веб-страницу;
- Захват кадров для GIF анимации;
- Легкие в использовании настраиваемые прелоадеры;
- 3D AS3 скриптовый набор;
- 43 настраиваемых 3D эффектов;
- 40 скинов медиа плеера;
- 28 шаблонов веб интерфейса;
- Импорт Flash анимации в качестве объекта или для редактирования;
- Импорт FLV Flash видео;
- Полный набор инструментов манипуляции;
- Flash 9 Action скриптование;
- Импорт и экспорт SVG файлов;
- Облегченный входной и выходной твининг;
- Характерный скелет анимации. Кости RePack.
2.9. Pegtop Flagimation
Год выпуска: 1999. Разработчик: Pegtop. Графическая утилита, позволяющая создавать анимированные изображения флагов. Программа Flagimation может заставить любой статичный флаг развеваться на ветру. Анимировать можно изображения в формате BMP, JPEG и GIF.
Работать с программой очень просто: нужно открыть файл — и сразу будет показано анимированное изображение. После этого можно изменять размеры файла, устанавливать некоторые настройки и сохранять готовый результат. В настройках можно менять длину и скорость анимационного эффекта, источник света, устанавливать бакграунд (прозрачный или цветной), включать сглаживание.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Дерек Франклин, Брукс Паттон. Flash 4. Анимация в Интернете.[Текст] — СПБ: Символ Плюс – Санкт- Петербург, 2000.
- Сергеев А.О. HTML 4.0. [Текст] — БХВ — Санкт- Петербург, 1999.
- Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. 10-11.[Текст] — М.:ГРАНАЛ, 2006. — 346 с.
- Шапошников И. Web-сайт своими руками.[Текст] — БХВ – Санкт-Петербург, 2000.
- ru.wikipedia.org
- www.allbest.ru
- www.alleng.ru
- www.informic.narod.ru
- www.infoschool.narod.ru
- www.it-n.ru
- www.klyaksa.ru
- www.markbook.chat.ru
- www.orakul.spb.ru
- www.problems.ru
Источник: dereksiz.org
Некоторые технологии создания анимационной графики
Графика, картинки, фотографии — для компьютера это тоже знаки. Их преобразование производится с помощью очень интересных, но иногда весьма непростых технологий.
Средства обработки графической информации
Аппаратные средства
К аппаратным средствам создания и обработки графических изображений (рисунков, схем, фотографий и пр.) относятся в основном:
- мониторы и видеокарты, поддерживающие графический режим отображения;
- видеоускорители, ускоряющие выполнение графических операций и тем самым разгружающие центральный процессор;
- 3D-акселераторы, способные самостоятельно, без участия процессора, рассчитывать взаимное расположение фигур в трёхмерном пространстве и в реальном масштабе времени отображать требуемую двумерную проекцию на экране монитора;
- манипуляторы «мышь», без которых не мыслится работа большинства современных программных средств работы с графикой;
- сканеры как устройства оцифровки графических изображений;
- дигитайзеры (совместно со световым пером и графическим планшетом), преобразующие в векторный формат изображение, полученное в результате передвижения руки оператора;
- принтеры и графопостроители (плоттеры) в качестве основных устройств вывода графических изображений.
Программные средства
К программным средствам создания и обработки графических изображений относятся:
- графические редакторы;
- аниматоры;
- программные средства для работы с трёхмерной графикой;
- средства деловой графики;
- средства для создания презентаций, функции которых часто совмещают функции вышеперечисленных средств. Перечисленные средства могут встречаться в виде:
- отдельных самостоятельных программ (чаще всего это графические редакторы);
- отдельных модулей, входящих в состав других программных средств (например, Мастер диаграмм как составная часть текстового процессора или электронных таблиц);
- сложного комплекса программных модулей (большинство программных средств для работы с трёхмерной графикой, средства автоматизированного проектирования и т. п.).
Программы компьютерной графики и анимации представляют профессиональный интерес для художников и дизайнеров, полиграфистов и кинематографистов, разработчиков компьютерных игр и создателей образовательных программ, клип-мейкеров и учёных, а также любых специалистов, которым необходимо создавать, использовать и обрабатывать самые разнообразные изображения.
По своему профессиональному назначению средства компьютерной графики и анимации можно подразделить на следующие группы:
- пакеты компьютерной графики для полиграфии — позволяют дополнять текст иллюстрациями разного происхождения, создавать дизайн страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать с высоким качеством;
- программы двумерной компьютерной живописи — графические редакторы;
- презентационные пакеты, используемые как средства создания разнообразных слайдов для сопровождения докладов, выступлений, рекламных акций;
- программы двумерной анимации, используемые для создания динамических изображений и спецэффектов в кино;
- программы для двумерного и трёхмерного моделирования, применяемые для дизайнерских и инженерных разработок;
- пакеты трёхмерной анимации, используемые для создания рекламных и музыкальных клипов и кинофильмов;
- комплексы для обработки видеоизображений, необходимые для наложения анимационных спецэффектов на видеозапись;
- программы для научной визуализации.
2. Графические редакторы
Графические редакторы (Painter, Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Corel Draw!, FreeHand, Picture Man и другие) предназначены преимущественно для просмотра, создания и редактирования плоскостных (двумерных) статичных изображений.
Они используются и как самостоятельные средства, и в качестве одного из модулей дизайнерских, презентационных или анимационных программ.
Этот класс программ часто носит название 2Б-графика (D от англ. dimension — размерность). Они моделируют различные изобразительные инструменты (карандаш, ручка, уголь, аэрограф и др.), позволяют имитировать рисунки акварелью и маслом, а также создавать эффект натуральной среды. На рис. 1 показан рисунок, созданный в графическом редакторе.
| Рис. 1. Рисунок, созданный в графическом редакторе |  |
Пользовательское меню графического редактора чаще всего включает в себя возможность выбора:
- цвета линий и фона;
- толщины и типа линий;
- инструментов (графические примитивы, сопровождение надписями, средства выделения фрагмента изображения и прочее);
- простейших вариантов преобразования выделенного фрагмента (копирование, удаление, симметричное отображение, масштабирование, наклон, растушёвка и прочее);
- операций над изображением в целом (сохранить на внешнем носителе, установить атрибуты изображения — размер, цветность, формат файла и прочее, вывести на печать и т. п.);
- операций над слоями изображения (наложение слоев, использование прозрачности слоя и пр.).
Применение всевозможных эффектов базируется на алгоритмах, работа которых заключается в преобразовании цветов отдельных пикселей изображения в соответствии с определёнными математическими формулами.
Пример. Графический редактор Photoshop 5.0 включает в себя в качестве инструментов для обработки изображений разнообразные эффекты.
1. Применяя последовательно поворот изображения на 90°, эффект «Ветер», обратный поворот на 90°, эффект «Дрожание», эффект «Размытие», и смену палитры, можно из обычного текста получить изображение «огненной» надписи (рис. 2).
Рис. 2. «Огненная» надпись из обычного шрифта
2. Последовательно применив к белому листу фильтр «Облака», стиль «Найти края» и выбрав режим автоматического подбора уровней чёрного и белого цвета, можно получить вполне реалистичное изображение каменистой поверхности (рис. 3).
Рис. 3. «Каменистая» поверхность
Большинство графических редакторов создают растровые (точечные) изображения, хотя имеют возможности работать и с векторной графикой. Программы-аниматоры и программы для работы с трёхмерной графикой часто используют векторный способ кодирования изображений. Это связано с тем, что при использовании растровой графики существенную часть работы по построению изображения надо делать вручную, в том числе прорисовывать промежуточные кадры в анимации.
Настоящее объёмное (трёхмерное, 3D) изображение проще создать с помощью векторной графики. Этот метод больше походит на черчение, причём часто трёхмерное. С помощью векторной графики объекты строятся из так называемых примитивов — линий, окружностей, кривых, кубов, сфер и т. д. Примитив не нужно рисовать — выбрав пиктограмму с изображением или названием, например, сферы, вы просто задаёте её параметры (координаты центра, радиус, количество граней, составляющих трёхмерные поверхности и т. п.), а уж компьютер чертит её сам.
Технологию создания трёхмерного изображения можно разделить на три основных этапа.
Этап 1. На этом этапе, который называется каркасной аппроксимацией, строится каркас будущего изображения — производится представление всех криволинейных поверхностей в виде пространственной сети, состоящей из двумерных граней. Чем мельче это разбиение, тем более правдоподобно будет выглядеть картинка.
Этап 2. Этап геометрических построений поверхностей включает построение сцены: заполнение поверхностей, создание перспективы, учёт влияния источников света и пр.
Этап 3. На заключительном этапе выбираются материалы (текстуры), в соответствии с которыми происходит раскраска поверхностей, и запускается процесс визуализации (Rendering). Это, как правило, довольно длительная процедура построения реалистичного изображения по созданной каркасной модели и указанным материалам.
Процесс создания трёхмерного объекта и его преобразование в двумерное представление осуществляется совместно центральным процессором и графическим процессором, расположенным на карте видеоадаптера или 3D-акселератора. При этом координаты объекта сначала преобразуются в физические, а затем в 2D-координаты экрана монитора (путём построения различных ортогональных и аксонометрических проекций). После этого 3D-акселератор выполняет раскраску и заполнение каждого пикселя изображения. Этапы создания трёхмерного изображения проиллюстрированы на рис. 4.
3. Аниматоры
Аниматоры (Animator Pro, Power Animator, Animation Works Interactive, Animo и др.) могут работать как с двумерными, так и с трёхмерными изображениями.
В отличие от традиционной анимации, где каждый кадр рисуется вручную, в компьютерной двумерной анимации значительную часть рутинной работы берёт на себя программа.
Рис. 4. Поэтапное создание трёхмерного изображения
Пример. Используя специальные инструменты пользовательского меню программы-аниматора, можно задать движение по траектории (программа создаст соответствующие промежуточные кадры — рис. 5) или плавно изменить палитру в течение нескольких кадров (например, постепенно затемнить изображение или убрать часть цветов).
Рис. 5. Задание движения выделенного объекта-спрайта
Некоторые технологии создания анимационной графики
Классическая анимация. Этот метод представляет собой поочерёдную смену рисунков, каждый из которых нарисован отдельно (принцип мультфильма). Он очень трудоёмок из-за необходимости создания каждого рисунка.
Спрайтовая анимация. Это анимация, чаще реализуемая при помощи языка программирования или специального инструментального средства. В спрайтовой анимации отсутствует понятие кадра (принцип подвижных игр). Спрайт представляет собой растровое изображение небольшого размера, которое может перемещаться по экрану независимо от остального изображения (рис. 5).
Морфинг. Это преобразование одного графического образа в другой. Часто выполняется программно. Программа, реализующая специальные математические методы преобразования данных, генерирует заданное количество промежуточных кадров, которое обеспечивает плавный переход начального образа в конечный.
Анимация цветом. Положение объектов не изменяется, меняется лишь цвет.
4. Трёхмерная анимация
Трёхмерная анимация (программы 3D Studio, Power Animator, Truespace, Prisms, Three-D, RenderMan, Crystal Topas и др.) по технологии напоминает кукольную: вы создаете каркасы объектов, накладываете на них материалы, компонуете всё это в единую сцену, устанавливаете освещение и камеру, а затем задаёте количество кадров в фильме и движение предметов. Посмотреть происходящее можно с помощью камеры, которая тоже может двигаться.
Пример. Программа 3D Studio позволяет работать с неограниченным числом камер с масштабированием изображения в реальном времени, подвижными камерами; возможно управление углом зрения, а также моделирование крупноформатной камеры с изменяющейся перспективой.
3D Studio позволяет использовать несколько впечатляющих способов работы со светом, например, может задать лучевой источник света, имитирующий падение солнечного света с образованием теней; подсветку неподвижных и движущихся цветных растровых образов и т. д. Движение объектов в трёхмерном пространстве задаётся по траекториям, ключевым кадрам и с помощью формул, связывающих движение частей сложных конструкций. Подобрав нужное движение, освещение и материалы, вы запускаете процесс визуализации.
В течение некоторого времени компьютер просчитывает все необходимые кадры и выдаёт вам готовый фильм. Недостаток, следующий из такой техники создания изображения, — это чрезмерная гладкость форм и поверхностей и некоторая механистичность движения объектов. Правда, эти проблемы преодолимы.
В анимационных пакетах улучшаются средства визуализации, обновляются инструменты для создания спецэффектов и увеличиваются библиотеки материалов. Для создания «неровных» объектов, например, волос или дыма, используется технология формирования объекта из множества частиц. Вводятся разнообразные методы «оживления», разрабатываются новые технологии совмещения видеозаписи и анимационных эффектов, используются инструменты точной синхронизации звука и изображения, что позволяет сделать сцены и движения более реалистичными.
Пример. Программа Power Animator использует движение по подобию как один из методов «оживления». Записав на цифровую видеокамеру движения живого актёра, можно «заставить» созданный в аниматоре персонаж повторять их с помощью специальной функции. В результате гном из «Белоснежки» будет двигаться с изяществом выбранного актёра. А если что-то не понравится, есть возможность подредактировать всё по ходу дела.
Технология открытых систем позволяет работать сразу с несколькими пакетами. Можно создать модель в одном пакете, разрисовать её в другом, оживить в третьем, дополнить видеозаписью в четвёртом.
5. Программы двумерного и трёхмерного моделирования
Программы двумерного и трёхмерного моделирования (AutoCAD, Sketch!, Ray Dream Designer, Crystal 3D Designer, AutoStudio и др.) применяются для дизайнерских и инженерных разработок.
Пример. Программу AutoCAD часто рассматривают как графическое ядро систем автоматизированного проектирования (САПР): она реализует основные операции по созданию и редактированию линий, дуг и текста, создает 2D- и ЗБ-модели; автоматизирует решение многих расчётных задач, возникающих в процессе проектирования. В программе Auto Studio к традиционным методам трёхмерной графики добавлены средства редактирования моделей и анимации, разработанные специально для дизайнеров автомобилей.
Средства компьютерного графического моделирования используются конструкторами и архитекторами. Широко применяются они и в научных исследованиях (рис. 4.5.6).
6. Программы для научной визуализации
Программы для научной визуализации (Surfer, Grapher, IRIS Explorer, PV-Wave, Khronos, Data Visualizer, MapViewer и др.) могут быть предназначены для различных целей — от решения проблем муниципального планирования до визуализации солнечных взрывов.
Наиболее часто они применяются:
- для создания поверхностей, описываемых функциями типа z=f(x,y), и графиков, описываемых функциями типа у= f(x);
- для построения цветных карт;
- для создания моделей погодных условий и океана и т. п.
| Рис. 6. Моделирование работы сердца |  |
Пример. Пакет Map Viewer позволяет вводить и корректировать карты — изменять масштаб, преобразовывать координаты, а также обрабатывать и выводить в графическом виде числовую информацию, связанную с картами — например, демографические данные.
С помощью пакета Earth Watch можно моделировать и демонстрировать трёхмерную картину метеоусловий над Землей, строить топологические поверхности по космическим снимкам и давать прогноз погоды на неделю вперед (рис. 7).
| Рис. 7. Компьютерная модель метеорологической обстановки |  |
знать
К аппаратным средствам создания и обработки графических изображений (рисунков, схем, фотографий и пр.) относятся в основном:
• монитор и видеокарта, поддерживающая графический режим отображения;
• принтеры и графопостроители (плоттеры).
К программным средствам создания и обработки графических изображений относятся:
• программы двумерной компьютерной живописи — графические редакторы, предназначенные преимущественно для создания и обработки плоскостных (двумерных) статичных изображений;
• средства деловой графики;
• пакеты компьютерной графики для полиграфии — позволяют дополнять текст иллюстрациями разного формата, создавать дизайн страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать с высоким качеством;
• презентационные пакеты, используемые как средства создания разнообразных слайдов для сопровождения докладов, выступлений, рекламных акций;
• программы двумерной анимации, используемые для создания динамических изображений и спецэффектов в кино;
• программы для двумерного и трёхмерного моделирования, применяемые для дизайнерских и инженерных разработок;
• пакеты трёхмерной анимации, используемые для создания рекламных и музыкальных клипов и кинофильмов;
• программы для научной визуализации.
Контрольные вопросы
1. Что относится к аппаратным средствам создания и обработки графических изображений (рисунков, схем, фотографий и пр.)?
2. Какие программные средства создания и обработки графических изображений Вы знаете?
3. Определите, с каким типом графики — векторной или растровой — работает графический редактор, установленный на вашем компьютере. Обладает ли он хотя бы некоторыми функциями аниматора?
Источник: megalektsii.ru