Тема 3. Особливості роботи з 3D.

Канали зображення пов’язані з 3D.

Ми вже знаємо що у файлі зображення для кожної точки зберігаються певні значення каналів. Серед них можуть бути R,G,B,A,Y,C та інші. Серед цих інших багато каналів які використовуються при візуалізації 3D моделей.

Сама 3D сцена зберігає значно більше інформації про об’єкт, ніж врешті потрапляє у R,G,B,A канали графічного файлу.

Часто ця додаткова інформація потрібна для обробки зображення у After Effects або для покращення тривимірної моделі.

Для запису додаткових каналів потрібен спеціальний формат, розрахований на запис таких каналів.

Ті формати до яких ми звикли не мають такої можливості.

Серед додаткових форматів найбільш розповсюдженими є RLA та RPF.

RLA Files

 

Стандартні канали — RGB колір і альфа-канал (прозорість).

Бітів на канал 8, 16 або 32.

За замовчуванням = 8.

Альфа-канал. За замовчуванням = включено

Додаткові канали

Для RLA файлів, є сім додаткових каналів, які ви можете генерувати.

1.	Z – Глибина	Відображення інформації відстані до камери (Z-буфера) в градієнті від білого до чорного. Вказує на відносну глибину об'єкта в сцені.
2.	ID матеріалу	Канал показує номер матеріалу (кольором або відтінками чорного), присвоєних об'єкту в сцені. Визначається властивостями в редакторі матеріалів і використовується під час відео Post композітінга.
3.	Об'єкт ID	Показує номер об’єкта (G-Buffer), призначений за допомогою діалогового вікна властивостей об'єкта (кольором або відтінками чорного). G-Buffer ID використовується під час відео композітінга.
4.	UV Координати	Показує діапазон відображення координат в якості колірного градієнта. Цей канал показує, де відбудеться відображення швів між матеріалами.
5.	Normal	Відображення орієнтації векторів нормалей в відтінках сірого градієнта. Світло-сірі поверхні мають нормалі спрямовані в бік зору. Темно-сірі поверхні мають нормаль спрямована в бік від точки зору.
6.	Non-Clamped Color	Показує області зображення, де кольор перевищив допустимий діапазон кольору і був виправлений.
7.	Coverage	При перетині двох об’єктів зберігає значення закрите об’єктом, що знаходиться ближче до камери. Дозволяє таким чином розділяти

RPF Files

Ці файли мають усі можливості які мали RLA, але разом з тим кілька додаткових.

1.	Node Render ID	Зберігає кожен об'єкт у вигляді як єдиний колір відповідно до його поряду обробки під час рендерінгу.
2.	Color	Зберігає колір об’єкта навіть у зонах де цей об’єкт є прозорим.
3.	Transparency	Показує які частини об’єктів є прозорими.
4.	Velocity	Зберігає вектор швидкості фрагмента щодо екрану в координатах екрану.
5.	Sub-Pixel weight	Канал містить частки від загального кольору пікселя, що вноситься кожним фрагментом. Сума всіх фрагментів дає остаточний колір пікселя. Вага для даного фрагмента враховує охоплення фрагмента і прозорість будь-яких фрагментів, які перед даного фрагмента.
6.	Sub-Pixel Mask	Зберігає субпіксельну альфа-маску. Цей канал забезпечує маску 16 біт (4х4) на піксель, що використовуються в згладженого альфа-композітінга.

Найбільш важливим для нас є три з цих додаткових каналів: Z, ID матеріалу, Об'єкт ID.

Генерація пейзажів.

Для створення пейзажів як правило використовують спеціалізовані програми, хоча ніщо не заважає створювати їх і у програмах широкого профілю.

Пейзажі характерні тим, що простір в них є «нескінченним», в той самий час як пам’ять нашого комп’ютера є доволі скінченною. Отже при створенні пейзажу важливо виділити елементи які будуть достатньо детальними для близького розташування камери та умовними, які будуть виглядати красиво лише здалека.

Генерація пейзажів у 3D передбачає кілька фаз роботи. Порядок їх виконанням може бути різним але для нас важливо зрозуміти, відмінність між цими фазами.

1. Створення середовища.

На цій фазі треба створити:

·         небо з усіма небесними об’єктами, тобто хмарами, сонцем. Зазвичай є спеціальний об’єкт, щоб небо було нескінченним.

·         площину землі яка йде за обрій. Для цього застосовується спеціальний об’єкт, який є невеличким за розмірами, але за випадковим законом повторює свої текстури та властивості. Це може бути земля або вода.

·         Атмосферні ефекти які впливають на видимість, тобто туман, димка і т.д.

До усіх цих об’єктів застосовуються спеціальні матеріали.

2. Створення рельєфу того пейзажу про який йдеться. Це може бути гора, острів, ущелина, і т.д.

3. Оздоблення рельєфу додатковими елементами: деревами, кущами, великим камінням, чи результатами людської присутності. У програмах для створення пейзажів зазвичай є великий виріб бібліотек подібного типу.

Створення персонажів подібних до людей.

В тривимірних програмах можлива анімація практично будь-яких деталей. Проте при створенні фігур подібних до людських, виникає проблема анімації.

Фігури подібні до людей створюються за допомогою різних методів, це може бути і box modeling, і створення об’єктів за допомогою кривих, і створення об’єктів, як скульптури, і створення моделей вигинанням площин, або іншим методом.

Але анімація цих моделей використовуючи рух їх окремих елементів виглядає вкрай неприродньо.

Тому для анімації людської фігур використовуються спеціальні об’єкти, які імітують форму скелета.

Так само, як ми в After Effects прив’язували одні елементи до інших, подібний інструмент існує і в тривимірних програмах.

Фігура, що імітує скелет є невидимою, вона прив’язується до створеної моделі людини, і при анімації цієї фігури наш об’єкт рухається.

Подібний підхід дозволяє легко застосовувати рухи з однієї фігури до іншої.

Цей же підхід дозволяє застосовувати технологію Motion capture.

Для роботи з фігурами людей також існують спеціалізовані програми, які дозволяються досягнути хороших результатів кількома натисненнями на клавішу мишки.

Розмноження 3D-об’єктів.

Проблема створення тривимірних моделей полягає в тому, що для реалістичного відображення об’єктів бажано, щоб кожен з них був справжньою тривимірною моделлю.

В той же час чим більше цих об’єктів тим більше пам’яті потрібно для роботи з ними, і тим більше часу потрібно для рендерінгу цих об’єктів.

Якщо мова йде про кілька будинків, це одна справа, але якщо мова йде про хутро на тілі Кінг Конга, то кількість хутринок перевищує усі можливі уявлення про потужності комп’ютерів.

Тому з давнього часу поставало питання розмноження об’єктів, не дублюючи повністю їх структуру.

В різних програмах підхід до розмноження дещо відрізняється, але загалом принципи такі:

1. Створення екземплярів об’єкту

Це значить, що сам об’єкт існує в одиничному варіанті, при його множенні новими є лише данні про його координати. Цей метод потребує мінімум пам’яті, але усі елементи новостворених об’єктів лишаються незмінними.

2. Створення посилань на об’єкт

Новий об’єкт повністю відповідає усім властивостям старого. Якщо старий об’єкт редагується, це відображається на новому, проте подальші модифікації нового об’єкта не відображаються на старому. Цей метод потребує більше пам’яті.

3. Створення копії об’єкту.

Новий об’єкт є повністю незалежні об’єкти. Потребує максимум пам’яті.

Існують також спеціальні об’єкти які називаються множини.

Множини поділяються на три групи:

1. Саме множини, або хмари.

Існує об’єкт контейнер, який вказує в якій зоні розташовується множина. В цьому об’єкті розташовуються копії, посилання, або екземпляри інших об’єктів.

2. Потоки.

В потоках з певного джерела, що може бути точкою, або об’єктом рухаються з заданою швидкістю копії, посилання, або екземпляри інших об’єктів.

3. Складні об’єкти.

Для імітації трави, хутра і подібних об’єктів, є спеціальні множини. Їм можна задати принципи розташування об’єктів на площині (земля, шкіра і т.д.). Вони створюють необхідну кількість екземплярів, і керуються ними згідно заданому закону.