КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 1

Лекција 12

Теме предавања:

Процедурални модели

Компјутерска анимација

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 2

ПРОЦЕДУРАЛНИ МОДЕЛИ

◼ Предходно су приказане неке од стандардних техника за представљање објеката који су део нашег свакодневног живота, као што су аутомобили, столови, зграде, чајници,летећи логотипи и сл.

◼ Међутим, постоји много дугих ствари које ће проузроковати проблеме ако их покушамо моделирати помоћу полигона, комадића или воксела.

◼ Нпр. како можемо моделирати снег или кишу? Или таласе који се разбијају о пешчану плажу? И шта са планинама, дрвећем, косом, ватром, маглом и електричним пољима?

◼ Листа је бескрајна и проналажење шеме за моделовање оваквих објеката може се решити применом Процедуралног моделовања.

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 3

Процедурално моделовање

◼ Процедурално моделовање уводи скуп техника које укључују компјутерске процедуре да би израчунале геометрију неког облика.

◼ Нпр. ако желимо моделирати планину, очигледно је немогуће описати сваки превој, брдо и долину, свака стене или камен. Али, ако пребацимо ове одлуке о дизајну процедури, онда нам она може дати решење које задовољава наше захтеве.

◼ Процедура може бити тако уређена да прихвата одређене параметре који утичу на њено понашање у току моделовања.

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 4

Animacija◼ Računari se mogu koristiti na različite načine za kreiranje ili za pomoć u

kreiranju pokretnih slika

◼ Animacijom se smatra 4D grafika – četvrta dimenzija je vreme

◼ Animacija može biti:◼ animacija u realnom vremenu

◼ potpuna animacija

◼ animacija sa umetnutim slikama

◼ Animacija u realnom vremenu: ◼ svaka slika za animiranu sekvencu se izračunava za manje od 0.04s

◼ rezultujuća slika se prikazuje čim je računar generiše (perioda treba da bude oko 0.04s)

◼ Potpuna animacija:◼ svaka slika se izračunava u dovoljno dugom intervalu vremena za njeno kreiranje

◼ prikazani rezultat izračunavanja (slika) se snima, a tek naknadno se vrši animacija

◼ Animacija sa umetnutim slikama◼ osnovne slike koje obrazuju sekvencu priprema umetnik na računaru (npr. pomoću

crtačke table)

◼ računar izračunava interpolacijom sve "međuslike" koje "umekšavaju" pokret

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 5

Animacija u realnom vremenu

◼ U idealnom slučaju, računar treba da izračunava novu sliku i upisuje je u bafer svakih 0.04s

◼ Upis slike u bafer (video memoriju) bi trebalo da se vrši samo za vreme vertikalnog zamračenja mlaza

◼ Interval vertikalnog zamračenja mlaza je veoma kratak

Primer:

◼ Izračunati najveće dozvoljeno vreme za izmenu slike u video memoriji ako se slika menja isključivo u toku zamračenja za povratak elektronskog mlaza sa parne na neparnu polusliku. Ukupan broj linija slike je 625, a u jednoj poluslici prikazuje se 293.5 aktivnih linija. Prikazuje se 50 poluslika u sec.

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 6

◼ Za animacuiju u realnom vremenu se često primenjuju tehnike koje koriste neke trikove

◼ Na primer:

◼ (1) selektivna izmena slike

◼ (2) prikazivanje iz više ravni video memorije

◼ (3) sprajtovi

Selektivna izmena slike

◼ Na početku prikazivanja sekvence slika u video memoriju se upiše početna slika

◼ Zatim se menjaju (brišu i ponovo crtaju) samo oni delovi slike koji se pokreću

◼ Dobar efekat se postiže proklizavanjem pozadine u smeru suprotnom od kretanja

◼ Neki displeji imaju hardverski implemetirano proklizavanje za 1 piksel

◼ Proklizavanje može biti horizontalno ili vertikalno

◼ Pri proklizavanju se mora formirati nova kolona ili vrsta piksela, da bi se popunila praznina koja nastaje na suprotnom kraju od smera kretanja

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 7

Tipična procedura:

◼ Iscrtavanje kompletne pozadine;

◼ Izračunavanje početne pozicije pokretnog objekta;

◼ Repeat

◼ Crtanje objekta;

◼ Eventualno čekanje;

◼ Brisanje objekta uz restauraciju pozadine;

◼ Skrolovanje slike za 1 piksel;

◼ Izračunavanje nove pozicije objekta

◼ Until kraj scene;

Čekanje je kritično:◼ suviše dugo – kretnja postaje istrzana

◼ suviše kratko – slika nema dovoljno vremena da je oko registruje –javlja se treperenje

◼ Važno je da pauza između brisanja i ponovnog crtanja bude što manja

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 8

КОМПЈУТЕРСКА АНИМАЦИЈА◼ Компјутерска анимација уводи димензију времена у

овај виртуални свет и омогућава нам да манипулишемо овим објектима и креирамо илузију анимираног покрета.

◼ Иако је компјутерска анимација пронашла изванредну примену у индустрији реклама, филмским специјалним ефектима и телевизији, она се такође користи за визуализацију 3Д база података и нумеричкиг скупова података.

◼ Нпр, технике CAD-а су централне у модерној архитектури, која користи компјутерску анимацију за визуализацију архитекстонског пројекта.

◼ Слична VR технологија се користи за развој дизајна осветљења за градњу ентеријера.

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 9

•Индустријске примене компјутерске анимације укључују

визуализацију при производњи аута, електронских

компоненти и пројеката као што су мостови, тунели и

хидро-електричне шеме.

•У симулаторима лета генератори real-time слика

креирају софистициране 3Д колор сцене међународних

аеродрома и унутар сигурности тих виртуалних

окружења пилоти могу вежбати летачке вештине и

практовати процедуре у случају несреће.

Примене компјутерске анимације 1/2

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 10

Примене компјутерске анимације 2/2

◼ Компјутерска анимација се такође користи у

едукационој графици за описивање дво и тро

димензионалних проблема у математици, физици,

астрономији, науци, биологији и хемији.

◼ Подаци скупљени из експеримената или

компјутерских симулација, помоћу технике научне

визуализације постају снажна алатка за превођење

мултидимензионалних скупова података у

анимиране слике.

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 11

◼ Trodimenzionalna odnosno 3D slika je 2D projekcija kompjuterskog modela nekog realnog fizičkog objekta.

◼ Zapravo, u pitanju i ne mora da bude objekat kakav već postoji. Realistično 3D modelovanje se često koristi da bi se vizualizovao nepostojeći lik ili okruženje, ili objekat koji je nemoguće fotografisati iz određenog ugla (na primer, neosvetljena strana Meseca).

◼Koristi se i da ocrta ili promeni odlike takvog objekta. Posle tog i niza drugih procesa (renderovanja, recimo) dobijamo 3D kompjutersku grafiku koja, kako kaže jedna od definicija, predstavlja trodimenzionalnu virtuelnu reprezentaciju objekata pohranjenih u kompjuteru, radi izvođenja proračuna i generisanja slike. 3D grafika se poredi s fotografijom ili vajanjem, dok je 2D grafika slična crtanju.

3Д је будућност

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 12

3Д је будућност

◼ S druge strane imamo 3D animaciju, čiji je razvoj tokom poslednjih godina veoma ubrzan, uporedo sa razvojem kompjuterske tehnologije.

◼ Zapravo, 3D animacija je postala veoma „trendi” i kod nas, sudeći po reklamama koje viđamo na televiziji:

◼ od kravice koja vozi bicikl,

◼ preko paradajza koji se premeće po frižideru,

◼ do radnika koji razvoze kafu u magacinu.

◼ Posebno je upečatljiva aktuelna reklama za YU Yellow Pages, besplatnu informativnu publikaciju koja će se uskoro pojaviti u štampanom i Internet izdanju. Kao I reklame firmi Grand Kafa, Simka …

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 13

◼ 3D grafika i animacija su danas mahom zastupljene u modelovanju objekata, zgrada i pejzaža, stvaranju 3D video efekata, integraciji 3D objekata sa „živim” snimkom, kao i u razvoju filmske industrije.

◼ Među raspoloživim programima i paketima koji mogu da ih realizuju, samo nekoliko je široko prihvaćeno. Najpopularniji je program Maya firme Alias Wavefront čija se poslednja verzija pojavila u maju ove godine. Koristi se u najvećim studijima za vizuelne efekte, u kombinaciji sa Pixarovim programom RenderMan.

◼ Sledeći je 3D Studio Max firme Discreet, stvoren kao naslednik programa 3D Studio, a danas veoma rasprostranjen u industriji kompjuterskih igara i „kućnoj radinosti”.

◼ Tu je i Hashov Animation:Master, originalno pravljen za Amigu kasnih osamdesetih godina prošlog veka, a danas je kompatibilan i sa Windows i Mac OS platformama. Smatra se najjeftinijim profesionalnim paketom, koji sebi možete najlakše priuštiti.

◼ Sledeći je SoftImage XSI kanadske firme Avid. Nekada glavni konkurent programu Maya, izgubio je kvalitet i popularnost od kada ga je 1994. godine otkupio Microsoft.

КОМПЈУТЕРСКА ГРАФИКА 14

Примери компјутерске анимације

КОМПЈУТЕРСКА

ГРАФИКА

15

Питања за проверу

▪ Шта представља Процедурално моделовање?

▪ Навести неке од примена технике Процедуралног моделовања___________

▪ Која је четврта димензија карактеристична за компјутерску анимацију?

▪ Навести каква анимација може бити.____________

▪ Навести неке од примена компјутерске аnimacijе?