Презентация на тему "Теоретические основы трехмерной графики" 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Теоретические основы трехмерной графики

  Теория построения трехмерных изображений и рендеринга.

• 
  Слайд 2

  3D Graphics

  • Трехмерная графика (3D Graphics) – визуальное отображение трехмерной сцены или объекта. Для представления трехмерной графики на двумерном устройстве (дисплее) применяют рендеринг.
• 
  Слайд 3

  rendering

  • Рендеринг (rendering) – процесс создания реалистичных изображений на экране, использующий математические модели и формулы для добавления цвета, тени и т. д.
• 
  Слайд 4

  Трехмерная модель

• 
  Слайд 5

  Из 3D в 2D

  • Для отображения трехмерной модели на двухмерном экране монитора требуется произвести специальные математические преобразования трехмерных координат всех точек в двухмерные.
• 
  Слайд 6

  Камера

• 
  Слайд 7

  Аффинные преобразования

  • При смене позиции наблюдателя требуется произвести преобразования координат, связанные с поворотом объекта, его масштабированием и учетом перспективы.
  • Такие преобразования называются аффинными преобразованиями.
• 
  Слайд 8

  Пример преобразования

  • Аффинные преобразования применяются при повороте и трансформации объекта (масштабирование, скос).
  • Допустим, что при повороте ординаты точек (у-координаты) не меняются. Значит, поворот происходит относительно оси y.
• 
  Слайд 9

  Освещение

  • Модель начинает выглядеть трехмерной только после моделирования освещения, а это напрямую связано с положением плоскостей (полигонов) модели, точнее, с направлением перпендикуляров к плоскостям – нормалей.
  • Степень освещенности точки зависит от угла падения лучей света. Чем меньше угол между нормалью и лучом света, тем больше освещенность точки поверхности.
• 
  Слайд 10

  Нормали

  • Если взять ровную поверхность, то нормали в каждой ее точке будут одинаковыми и освещенность также будет одинаковой.
  • А если поверхность неровная, то нормали в каждой точке будут разными - и освещенность тоже.
• 
  Слайд 11

  Модель освещенности Фонга

  • Вклад в это значение от каждого источника света зависит от расстояния между источником света и точкой на поверхности.
• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13

  Модель Фонга-Блинна

• 
  Слайд 14

  Дальнейшее развитие

  • В дальнейшем, исследователи придумывали иные способы вычисления этой составляющей, более сложные (Blinn, Cook-Torrance, Ward), учитывающие распределение энергии света, его поглощение материалами и рассеивания в виде диффузной составляющей.
• 
  Слайд 15

  Игра света и тени

  • С целью расчета теней и полутеней (диффузных теней) применяются различные алгоритмы – Ray tracing (трассировка лучей), Radiosity (излучение).
  • На рисунке представлены результаты просчета теней и диффузной засветки при помощи Radiosity.
• 
  Слайд 16

  Первые уроки 3D программирование

  Первые уроки 3D программирование

• 
  Слайд 17
  
• 
  Слайд 18

  Graphics3D 640,480,16,1

  Устанавливает 3D Графический способ. Синтакс такой: Graphics3D ширина, высота, глубина цвета, режим Ширина, высота – размер создаваемого экрана. Глубина – глубина цвета – 16, 24 или 32 бита на пиксель.

  Режим: 0 – оконный во время разработки (если возможно), полноэкранный в .exe формате; 1 –полноэкранный 2 –оконный 3 –оконный, с возможностью изменения размеров окна.

• 
  Слайд 19
  

  SetBuffer BackBuffer() – установить поток, буфер.

  cam=CreateCamera() – это самая основная команда в 3D программах. Если не будет даже одной камеры то 3D программа работать не будет, камера-это тоже самое, что и наши глаза, через неё мы видим окружающий 3D мир. Lit=CreateLight() – Это команда создает источник света. Можно изменять тип света, в скобки вписываем следующие значения: 1:направленный 2:точка 3: пятно

• 
  Слайд 20
  

  cub=CreateCube() – Это мы создаем 3D объект куб.

  Геометрические объекты:

  • CreateSphere () - сфера
  • CreateCylinder () - цилиндр
  • CreateCone() – конус
  • PositionEntity cub,0,0,5 – Эта команда помещает объект в позиции и в 3D месте.
  • ScaleEntity cub,1,0.3,1 – Изменяет размер объекта RotateEntity cub,0,40,0 – Вращает объект так, чтобы это было при абсолютной ориентации.
• 
  Слайд 21
  

  TurnEntity cub,0.6,0.2,0.3 – вращение

  • TurnEntity entity,pitch#, yaw#, roll#, [,global]
  • Tpitch# - X угол и эквивалентна наклону вперед / назад.
  • Yaw# - Y угол и эквивалентен вращению налево / вправо.
  • Roll# - Z угол и эквивалентен наклону налево / вправо.
  • UpdateWorld () – UpdateWorld [anim_speed#]
  • anim_speed# (необязательный) – скорость для мультипликации.

  Установлен по умолчанию в 1.

• 
  Слайд 22
  

  Repeat

  …………………………….

  • Until KeyHit(1) – Между этими двумя командами будет происходить основной цикл игры. При нажатии кнопки ESC начинает читать следующую команду.
• 
  Слайд 23
  

  End – Завершает программу.

• 
  Слайд 24

  Интерфейс программы

  Интерфейс программы

  Так выглядит окно Blitz3d:

  Синее текстовое поле является основным – в нём пишут программный код.

• 
  Слайд 25
  
• 
  Слайд 26
  

  Запуск и отладка программы: Для запуска программы нажмите F5.

  Для запуска предыдущей программы нажмите F6 Для проверки ошибок нажмите F7 Для создания .exe файла нажмите: меню Program -> Create Executable Для включения\отключения отладочного окна: меню Program -> Debug Enabled В правой части окна находится панель с тремя вкладками: Funcs – отображает все функции, которые используются в проекте. Types – отображает все типы, которые используются в проекте. Label – отображает все метки.

• 
  Слайд 27
  
• 
  Слайд 28
  
• 
  Слайд 29

  Поставим сферу

  Поставим сферу

• 
  Слайд 30
  

  Graphics3D 800,600,32,2SetBuffer BackBuffer()camera=CreateCamera()PositionEntity camera,0,2,-9light=CreateLight()cub=CreateCube()sph=CreateSphere(32)ScaleEntity sph,1,1,1ScaleEntity cub,1,1,1EntityAlpha cub,0.5RotateEntity cub,45,45,45RotateEntity light, 90,45,45While Not KeyHit(1)=1RenderWorld()Flip()WendEnd

• 
  Слайд 31
  

  ДОМА:

  Поставить цилиндр на куб.

  Используем:

  • CreateCylinder () - цилиндрCreateCube() - куб
  • PositionEntity cub,0,0,5 – Эта команда помещает объект в позиции и в 3D месте
  • ScaleEntity cub,1,0.3,1 – Изменяет размер объекта
• 
  Слайд 32

  Поставим объект

• 
  Слайд 33

  Практическая работа

  • Изменить параметры света.
  • Изменить размер объекта.
  • Переместить объект вверх.
  • Переместить объект вправо.
  • Изменить скорость вращения.

  Дома:

  1. Установить программу2. Создать сферу и цилиндр

• 
  Слайд 34
  

  Дома:

  1. Установить программу2. Создать полупрозрачную сферу и внутри цилиндр.