3Δ ΓΡΑΦΙΚΑ Δ.Ι.Ε.Κ. ΠΥΛΑΙΑΣ - ΧΟΡΤΙΑΤΗ Δ.Ι.Ε.Κ. ΠΥΛΑΙΑΣ - ΧΟΡΤΙΑΤΗ Ειδικότητα: Τεχνικός Εφαρμογών Πληροφορικής Λούφη Μαρία

Τύποι γραφικών υπολογιστών Τα γραφικά υπολογιστών μπορούν να διακριθούν σε κατηγορίες, αναλόγως με βάση το πλήθος των διαστάσεων οι οποίες συμμετέχουν στην απεικόνισή τους: Διδιάστατα (2D) γραφικά υπολογιστών Τρισδιάστατα (3D) γραφικά υπολογιστών

Διδιάστατα (2D) γραφικά υπολογιστών Τα διδιάστατα γραφικά υπολογιστών αποτελούν προσπάθειες απεικόνισης γραφικών δύο διαστάσεων στην οθόνη μιας ψηφιακής συσκευής (π.χ. ενός υπολογιστή). Συνήθως, τέτοια γραφικά χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία γραφικών διασυνδέσεων χρήστη (GUI), αλλά και για εικονογραφήσεις βιβλίων, περιοδικών και λοιπών εντύπων. Μετά τη σύνθεσή τους, αποθηκεύονται σε ψηφιακά αρχεία εικόνας και η περαιτέρω επεξεργασία τους παύει να αποτελεί αντικείμενο του πεδίου των γραφικών, απασχολώντας πλέον την ψηφιακή επεξεργασία εικόνας. Παράδειγμα δισδιάστατου γραφικού από βιντεοπαιχνίδι

Γραφικά τριών διαστάσεων (3D) Τα τρισδιάστατα ηλεκτρονικά γραφικά σε αντίθεση με τα δισδιάστατα είναι τα γραφικά που χρησιμοποιεί μια τρισδιάστατη αντιπροσώπευση του γεωμετρικού στοιχείου που αποθηκεύεται στον υπολογιστή για τους σκοπούς της εκτέλεσης των υπολογισμών και της απόδοσης των δισδιάστατων εικόνων. Απλούστερα είναι η βελτιωμένη έκδοση των δισδιάστατων γραφικών σε ένα περιβάλλον με βάθος για τη καλύτερη απεικόνιση και αναπαράσταση τους

Παράδειγμα απόδοσης σκηνής τριδιάστατων γραφικών σε ηλεκτρονικό υπολογιστή

τριΣδιαΣτατη μοντελοποιηΣη Η τρισδιάστατη μοντελοποίηση είναι η δημιουργία εικόνων τριών διαστάσεων. Στην εποχή µας, αυτή η εικονοποίηση, επιτυγχάνεται µε τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Πιο αναλυτικά, είναι η ηλεκτρονική εικονική πραγματικότητα. Δηλαδή, γραφιστική τεχνική, µε την οποία ένας υπολογιστής αντιγράφει ένα τρισδιάστατο φυσικό περιβάλλον, µε τη βοήθεια ακουστικών και οπτικών ερεθισμάτων. Η διαδικασία της τρισδιάστατης μοντελοποίησης περιγράφει την διαδικασία που απαιτείται ώστε να δώσουµε σχήµα σε ένα αντικείμενο. Κυρίως, ένας καλλιτέχνης ή ένας µηχανικός χρησιμοποιεί κάποιο 3D εργαλείο.

Εισαγωγή στα γραφικά 3Δ Τα τρισδιάστατα γραφικά (3D graphics ή γραφικά 3Δ) αποτελούν βασικό τμήμα όλων των πολυμεσικών εφαρμογών. Σε κάποιες εφαρμογές εμφανίζονται απλά τρισδιάστατα γραφικά για μενού πλοήγησης και άλλα εικονίδια Τα περισσότερα από αυτά τα εικονίδια δημιουργούνται σχεδόν σε όλες τις εφαρμογές γραφικών, με εφαρμογή κάποιου φίλτρου για μετατροπή σε 3D και κάποιο φίλτρου φωτισμού.

Τρισδιάστατα εικονίδια

Απεικόνιση 3Δ -βάθος πεδίου Το βάθος πεδίου (depth of field) και η εστίαση σε κάποιο σημείο (focal point) είναι ιδιότητες, που όταν αποδοθούν σε ένα αντικείμενο, τότε εμφανίζεται ότι υπάρχει η έννοια του βάθους, δηλαδή της τρίτης διάστασης. Το βάθος πεδίου και, γενικά, η τρισδιάστατη απεικόνιση ενός αντικειμένου επιτυγχάνεται με συνδυασμό διαφόρων τεχνικών. Για παράδειγμα, το αντικείμενο μπορεί να περιστραφεί, να αποτελείται από επιμέρους αντικείμενα, να γίνεται αλλαγή του μεγέθους του, να εφαρμόζονται εφέ σκίασης και φωτισμού και να αλλάζει η γωνίας θέασης.

Στην Εικόνα 1, για παράδειγμα, φυσικά αντικείμενα έχουν τοποθετηθεί σε διαφορετικές θέσεις, ενώ με τη βοήθεια σκίασης και θόλωσης των αντικειμένων απεικονίζονται ως αιρούμενα στον χώρο.

Στην Εικόνα 2 εμφανίζονται κάποιες μπάλες που έχουν δημιουργηθεί από υπολογιστή. Το βάθος πεδίου επιτυγχάνεται με σταδιακή μείωση του μεγέθους των αντικειμένων και θόλωση.

Για την απόδοση βάθους σε ένα σχήμα πρέπει να εφαρμοστούν τα εξής γενικά βήματα: 1ο Δημιουργία του σχήματος, ως ένα σύνολο από άλλα σχήματα, είτε ως αυτόνομο σχήμα που υπάρχει στην εφαρμογή. Η δημιουργία του σχήματος αναφέρεται ως μοντελοποίηση 3Δ (3d modeling) και είναι το πιο σημαντικό βήμα της διαδικασίας. Για παράδειγμα, στην Εικόνα 2 εμφανίζεται ο σκελετός (wireframe) του σχήματος της Εικόνας 1. Εικόνα 1 Εικόνα 2

Τοποθέτηση χρώματος ή υφής πάνω στο αντικείμενο, ώστε να πάρει κάποια συγκεκριμένη μορφή και να φτάσουμε σε κάποιο ρεαλιστικό αποτέλεσμα. Στην Εικόνα 4.7 εφαρμόστηκε κάποιο χρώμα και σκιάσεις, ώστε να δημιουργηθεί η Εικόνα 4.8. 2ο βήμα Εικόνα 2 Το σχήμα της προηγούμενης εικόνας με χρώματα στην επιφάνεια και υφές. Εικόνα 1 Σύνθετο σχήμα που έχει δημιουργηθεί από απλούστερα σχήματα και γραμμές

Εφαρμογή σκίασης (shading) πάνω στο αντικείμενο 3ο βήμα Πρόκειται για τη διαδικασία δημιουργίας σκουρόχρωμων και ανοιχτόχρωμων περιοχών στην επιφάνεια του αντικειμένου, που δημι- ουργούνται στο αντικείμενο, όταν αυτό φωτίζεται από μία ή περισσότερες πηγές φωτός. Οι περιοχές που είναι στραμένες προς την πηγή φωτός είναι ανοιχτόχρωμες, ενώ οι υπόλοιπες είναι πιο σκοτεινές. Αυτό προσδίδει την εντύπωση ότι οι περιοχές που είναι σκουρόχρωμες, βρίσκονται στο βάθος της σκηνής και έτσι ενισχύεται η τρισδιάστατη μορφή.

Εφαρμογή σκιών (shadows) 4ο βήμα Πρόκειται για διαδικασία που αναφέρεται στην ύπαρξη σκιών, που δημιουργεί το αντικείμενο πάνω σε μια επιφάνεια ή σε κάποιο άλλο αντικείμενο. Εξαρτάται, επίσης, από την κατεύθυνση της πηγής φωτός που προσπίπτει στο αντικείμενο. Αυτή η τακτική προσδίδει την αίσθηση της μπροστά και πίσω όψης του αντικειμένου.

Εφαρµογές της 3d τεχνολογίας (1) Στην Σχεδίαση: –Μηχανολογία: αυτοκινητοβιοµηχανία, βιοµηχανία αεροπλάνων κλπ. –Αρχιτεκτονική: «ξενάγηση» σε ένα κτίριο κατά τη φάση του σχεδιασµού του –Πολεοδοµία: διαµόρφωση χώρων –Ηλεκτρονική: Σχεδιασµός VLSI κυκλωµάτων • Στα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών (GIS): –Γραφική παρουσίαση των γεωγραφικών δεδοµένων • Προσοµοιωτές πτήσεως: –Εξάσκηση του πιλότου µε χαµηλό κόστος και χωρίς κίνδυνο • Συνθετικές ταινίες & διαφηµίσεις: –∆ηµιουργία εντυπωσιακών εφέ και συνθετικών αντικειµένων που δεν υπόκεινται στους φυσικούς νόµους

Εφαρµογές της 3d τεχνολογίας (2) • Στα Γραφική αλληλεπίδραση µε χρήστη (GUI): –Windows Ιατρικές εφαρµογές –Τοµογραφία: αναπαράσταση και εξερεύνηση των τοµών που δίνει ο τοµογράφος –Τρισδιάστατη υπερηχογραφία • Στην Οπτικοποίηση µεγάλων συνόλων δεδοµένων: –Παράσταση αντικειµένων πολλαπλών διαστάσεων – καλύτερη κατανόηση Τέχνη (π.χ. µε fractals). •Παιχνίδια.

ΠΡΟΟΠΤΙΚΗ ΠΡΟΒΟΛΗ Η προοπτική προβολή είναι σχεδίαση σε τρεις διαστάσεις. Με την προοπτική σχεδίαση, πλησιάζουμε πιο πολύ σ’ αυτό που πραγματικά βλέπει το μάτι του παρατηρητή. Βλέπει δηλαδή το αντικείμενο σαν σε φωτογραφία οπότε γίνεται κατανοητό ακόμη και από κάποιον που δεν γνωρίζει σχέδιο. Σύμφωνα με την μέθοδο αυτή, ο παρατηρητής βρίσκεται κοντά στο αντικείμενο, και σε συγκεκριμένη θέση και απόσταση από αυτό.

Blender 3D Η εφαρμογή Blender 3D είναι αυτό που χρειάζεται οποιοσδήποτε θέλει να ασχοληθεί με τη σχεδίαση τρισδιάστατων γραφικών, το μοντελισμό, την αναπαραγωγή τρισδιάστατων γραφικών σε πραγματικό χρόνο ή τη δημιουργία του δικού του παιχνιδιού. Οι επαγγελματικές δυνατότητες που προσφέρει μπορούν να γίνουν αντιληπτές μόνο εάν κάποιος τη χρησιμοποιήσει και δει το αποτέλεσμα που μπορεί να επιτύχει.

Το Περιβάλλον Εργασίας του Blender Χωρίζεται σε πέντε παράθυρα: Το βασικό μενού (παράθυρο Info) στην κορυφή δείχνει μόνο την επικεφαλίδα του (αφού δεν υπάρχει τίποτα περισσότερο). Ένα μεγάλο παράθυρο 3D (3D Viewport παράθυρο) Ένα Time-line παράθυρο στο κάτω μέρος. Ένα παράθυρο Outliner πάνω δεξιά. Το παράθυρο Κουμπιά (Properties Window) στο κάτω δεξί μέρος.