3d γραφικά υπολογιστή

Transcript

1

2 3d γραφικά υπολογιστή Τα 3D (τρισδιάστατα) γραφικά υπολογιστή είναι γραφικά τα οποία χρησιμοποιούν μία αναπαράσταση γεωμετρικών δεδομένων σε τρεις διαστάσεις. Ένα λογισμικό 3D χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει μια εικονική αναπαράσταση για το οτιδήποτε, για ρεαλιστικά και μη ρεαλιστικά concept, φανταστικά τοπία, χαρακτήρες ρεαλιστικούς και φανταστικούς, εσωτερικούς χώρους, αυτοκίνητα με ιδιαίτερο concept, κινούμενα σχέδια και πολλά άλλα. Οι βιομηχανίες οι οποίες χρησιμοποιούν ευρέως τα 3d γραφικά σήμερα είναι οι εξής: Video Games Κινηματογράφος και Τηλεόρασης Διαφήμιση Αρχιτεκτονική Ιατρική Επιστήμη Εκπαίδευση

3 Προγράμματα δημιουργίας 3D γραφικών Autodesk 3DS Max and Maya Κοστίζουν 1,505$ το καθένα για ένα χρόνο και δωρεάν σε μαθητές. Χρησιμοποιούνται για Modeling, Animation, Simulation και Rendering. Το 3DS Max χρησιμοποιείται κυρίως στην βιομηχανία παιχνιδιών. Το Maya χρησιμοποιείται κυρίως στην βιομηχανία του κινηματογράφου. Cinema 4D Κοστίζει 3,510$ Ιδανικό για Modeling, Animation, Visual Effects Χρησιμοποιείται κυρίως στην βιομηχανία του κινηματογράφου και της διαφήμισης Zbrush Κοστίζει 895$ Χρησιμοποιείται για Digital Sculpting Χρήση ειδικών ταμπλετών σχεδίασης

4 Προγράμματα δημιουργίας 3D γραφικών Substance Painter Κοστίζει 240$ τον χρόνο. Ιδανικό για Texturing και λειτουργεί συνδυαστικά με το Blender. Photoshop Κοστίζει 24,79 τον μήνα Ιδανικό για επεξεργασία εικόνων, για ζωγράφισμα των Textures. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί συνδυαστικά με το Blender. Nuke Κοστίζει 2,500$ - 5,600$ Είναι κατάλληλο για Compositing και VFX. Χρησιμοποιείται ευρέως στις παραγωγές ταινιών. Houdini Κοστίζει 269$ το χρόνο Κατάλληλο για Simulations. Λειτουργεί συνδυαστικά με το Blender.

5 Next Gen (2018) μια ταινία του NETFLIX

6 Το πρόγραμμα Blender Πρόγραμμα σχεδίασης 3d (τρισδιάστατων) γραφικών με ελεύθερο και ανοιχτό λογισμικό. Δημιουργήθηκε το 2002 και διατίθεται δωρεάν στο κοινό. Χρησιμοποιείται για Modeling, Animation, Rendering, Video Editing, Visual Effects (VFX), Simulation και δημιουργία παιχνιδιών. Διατίθεται για όλα τα κύρια λειτουργικά συστήματα όπως Windows, Linux και Mac. Έχει μικρό μέγεθος

7 Το πρόγραμμα Blender Η μεγάλη ποικιλία εργαλείων που διαθέτει το καθιστά κατάλληλο για παραγωγή σχεδόν κάθε είδους μέσων. Άνθρωποι και στούντιο σε όλο τον κόσμο το χρησιμοποιούν για προσωπικά project, για διαφημίσεις, για ταινίες μεγάλου μήκους, για παιχνίδια και άλλες διαδραστικές εφαρμογές. Δυνατότητα import και export μιας μεγάλης γκάμας αρχείων όπως: Εικόνα: JPG, PNG, TIFF, TARGA κ.ά. Video: AVI, MPEG και QuickTime 3D: OBJ, FBX, 3DS, PLY, STL, SVG κ.ά.

8 Το περιβάλλον του Blender 1. 3D viewport είναι η μεγάλη περιοχή κεντρικά και εκεί γίνονται οι περισσότερες δουλειές στο Blender.

9 o Properties Panel, Header Το περιβάλλον του Blender

10 Το περιβάλλον του Blender Μερικές απαραίτητες ενέργειες που κάνει ο χρήστης κατά την διάρκεια δημιουργίας ενός 3D αντικειμένου είναι: Το Zoom όπου γίνεται κάνοντας scroll την ροδέλα του ποντικιού πάνω και κάτω. Η Περιστροφή του αντικειμένου η οποία γίνεται κρατώντας την ροδέλα πατημένη προς τα μέσα και σέρνοντας. Ενώ πατώντας το SHIFT μετακινείται οριζόντια και κάθετα χωρίς περιστροφή. Η Επιλογή αντικειμένων η οποία γίνεται με το δεξί κλικ του ποντικιού. Το επιλεγμένο αντικείμενο τονίζεται με πορτοκαλί χρώμα. Η επιλογή πολλών αντικειμένων μαζί γίνεται με το SHIFT κρατημένο και δεξί κλικ του ποντικιού πάνω στα αντικείμενα. Επίσης, η επιλογή πολλών αντικειμένων μαζί μπορεί να γίνει πατώντας το πλήκτρο B και με το αριστερό κλικ του ποντικιού πατημένο και σέρνοντας επιλέγονται πολλά αντικείμενα από τα οποία το ενεργό αντικείμενο τονίζεται με πορτοκαλί χρώμα και τα υπόλοιπα με κόκκινο.

11 Το περιβάλλον του Blender Ο μετασχηματισμός αντικειμένων πραγματοποιείται μέσω της μετακίνησης, της περιστροφής και της αλλαγής μεγέθους τους (translating or grabbing, rotating, scaling). Σημαντική είναι η χρήση συντομεύσεων όπου το πλήκτρο «g» χρησιμοποιείται για την μετακίνηση προς έναν από τους τρείς άξονες (x,y,z) των επιλεγμένων σημείων του αντικειμένου, το «r» για να πραγματοποιηθεί περιστροφή και το «s» για αλλαγή των διαστάσεων του αντικειμένου. Ένα ακόμα παράδειγμα συντομεύσεων προκειμένου να πραγματοποιηθεί η περιστροφή του αντικειμένου ως προς των z άξονα είναι ο συνδυασμός των πλήκτρων «r+z». Ο 3D κέρσορας ο οποίος μετακινείται πατώντας το αριστερό κλικ του ποντικιού και χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση αντικειμένων στον 3d χώρο. Μερικές ενέργειες μετακίνησης του 3D κέρσορα: Για μετακίνηση του κέρσορα στο κέντρο, επιλογή Object-Snap-Cursor to Center από το menu. Για εμφάνιση όλων τω επιλογών του Snap menu χρησιμοποιείς την συντόμευση SHIFT+s.

12 Το περιβάλλον του Blender 2. Info editor είναι το menu πάνω από το 3D Viewport και περιλαμβάνει χρήσιμες κατηγορίες όπως είναι: το File, Render, Window και Help. Δίπλα από το Help βρίσκεται ο Layout manager και πιο δίπλα ο Scene manager. Από το Layout Manager γίνεται αλλαγή του περιβάλλοντος του Blender ανάλογα με την εργασία που εκτελείται. Από το Scene manager δίνεται η δυνατότητα δημιουργίας πολλών σκηνών σε έναν φάκελο. Ακολουθεί ένα dropdown menu με όνομα Blender Render από όπου ενεργοποιείται η μηχανή για Rendering και στη συνέχεια υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με την έκδοση Blender και γενικές πληροφορίες για τα αντικείμενα που υπάρχουν στο 3d Viewport.

13 Το περιβάλλον του Blender 3. Work area, Toolbar, Properties Panel, Header: βασικός διαχωρισμός του 3D Viewport για εκτέλεση εργασιών.

14 Το περιβάλλον του Blender Toolbar περιέχει πολλές καρτέλες με επιλογές και εργαλεία με την χρήση των οποίων δημιουργούνται καινούρια αντικείμενα και επεξεργάζονται τα ήδη υπάρχοντα. Πατώντας το πλήκτρο «t» ενεργοποιείται και απενεργοποιείται το Toolbar. Properties Panel ενεργοποιείται με το πλήκτρο «n» και παρέχει επιλογές σχετικά με το 3D Viewport και με το επιλεγμένο αντικείμενο. Header περιέχει menu και επιλογές σχετικά με το 3D viewport και αλλάζει ανάλογα με την εργασία που εκτελείται στο Blender (Layout manager).

15 Το περιβάλλον του Blender 4. Timeline χρησιμοποιείται για την αναπαραγωγή animation, την τοποθέτηση key frames και άλλων ρυθμίσεων σχετικών με τον χρόνο. 5. Outliner παρέχει τη δυνατότητα επιλογής αντικειμένων, αλλαγής της ορατότητας τους και έλεγχο της σχέσης μεταξύ των αντικειμένων (parenting relations).

16 Το περιβάλλον του Blender 6. Properties Editor αφορά την επεξεργασία των ιδιοτήτων τόσο όλης της σκηνής που έχει δημιουργηθεί στην work area όσο και των επιλεγμένων αντικειμένων.

17 Τι είναι το Modeling MODELING To modeling ή μοντελοποίηση είναι η τέχνη και η επιστήμη της δημιουργίας επιφανειών που είτε μιμούνται το σχήμα ενός αντικειμένου του πραγματικού κόσμου είτε ενός φανταστικού αντικειμένου και δημιουργούνται μέσω ενός εξειδικευμένου λογισμικού. Τρείς τρόποι δημιουργίας 3D αντικειμένων στο Blender: 1. Από την καρτέλα «Create» στο Toolbar που βρίσκεται στο 3D Viewport. 2. Από την επιλογή «Add» στο Header του 3D Viewport. 3. Με την συντόμευση SHIFT+A Το αντικείμενο τοποθετείται στο σημείο που βρίσκεται ο 3D κέρσορας. Τα αντικείμενα που δημιουργούνται στο Blender αποτελούν μια συλλογή από σημεία (vertices), γραμμές (edges) και πλευρές (faces). Για την επεξεργασία των αντικειμένων πηγαίνουμε στο Edit Mode που βρίσκεται στο Header menu.

18 Τι είναι το Modeling Στο Header menu υπάρχουν έξι λειτουργίες των αντικειμένων: Object Mode Edit Mode Sculpt Mode Vertex Paint Weight Paint Texture Paint MODELING o Η συντόμευση για γρήγορη εναλλαγή μεταξύ του Object Mode και του Edit Mode είναι το πλήκτρο «TAB»

19 Edit Mode Σημεία (Vertices) MODELING

20 Edit Mode Γραμμές (Edges) MODELING

21 Edit Mode Πλευρές (Faces) MODELING

22 Edit Mode o Η επιλογή των σημείων, γραμμών και πλευρών γίνεται από το Header menu. MODELING Πως όμως από ένα κύβο δημιουργείται ένας σύνθετος χαρακτήρας, εντυπωσιακά τοπία και ότι άλλο μπορείς να φανταστείς; Πηγή: Envatotuts+,

23 Edit Mode Τα δύο πιο βασικά εργαλεία στη μοντελοποίηση σε οποιοδήποτε πρόγραμμα δημιουργίας 3D μοντέλων είναι τα εργαλεία: εξωθήσεως (extrude) και εισαγωγής γραμμών (insert edge loop tools) MODELING o Η πρόσβαση στο extrude tool γίνεται είτε μέσω του Toolbar στην καρτέλα Tools ακολουθώντας την πορεία Tools->Add->Extrude Region, είτε πατώντας το πλήκτρο «e».

24 Edit Mode MODELING o Το edge loop είναι ένα σύνολο από συνδεδεμένες γραμμές που συνήθως βρίσκεται γύρω από την επιφάνεια ενός αντικειμένου. Για την επιλογή πολλών γραμμών (edge loop) χρησιμοποιείται η συντόμευση ALT+δεξί κλικ.

25 Edit Mode MODELING o Ένα νέο edge loop εισάγεται με την συντόμευση CTRL+R ή από την καρτέλα Tools->Add->Loop Cut and Slide

26 Modifiers Οι Modifiers αποτελούν αυτόματες λειτουργίες που επηρεάζουν τη εμφάνιση ενός αντικειμένου χωρίς όμως να αλλάζουν τη βασική του γεωμετρία. MODELING o Βρίσκονται στο Properties Editor. O modifier Subdivision Surface είναι αυτός που χρησιμοποιείται πιο συχνά κατά τη διάρκεια του Modeling.

27 Modifiers o Αριστερά ο κύβος χωρίς Modifier και δεξιά με Modifier τον Subdivision Surface. MODELING

28 Sculpting Η διαμόρφωση των αντικειμένων μπορεί να γίνει και με το Sculpting (γλυπτική). Η χρήση βούρτσας είναι απαραίτητη καθώς αποτελεί το βασικό εργαλείο αυτής της μεθόδου. MODELING o Η πρόσβαση στο Sculpt Mode γίνεται μέσω του menu στο Header. o Διαθέτει: 20 διαφορετικούς τύπους βούρτσας Multi-res υποστήριξη γλυπτικής Γλυπτική δυναμικής Τοπολογίας Γλυπτική καθρέφτη (Mirrored Sculpting)

29 Texturing & Shading MODELING Μετά την ολοκλήρωση της μοντελοποίησης ακολουθεί η διαδικασία του Texturing και του Shading όπου με το Texturing το αντικείμενο χρωματίζεται και με το Shading αποκτά υλικό (material). To Texturing γίνεται με την διαδικασία του UV Unwrapping όπου το αντικείμενο ξεδιπλώνεται και αποκτάει 2D διάσταση (U και V) προκειμένου να χρωματιστεί. Το Shading αφορά την προσθήκη υλικού στο αντικείμενο και αποτελεί το τελευταίο στάδιο πριν την διαδικασία του Rendering όπου το 3D αντικείμενο μετατρέπεται σε 2D εικόνα ή animation.

30 Texturing & Shading o Δύο work areas (UV image editor και 3D view) o Ενεργοποιημένο το Edit Mode στο 3D view. MODELING

31 Τι είναι το 3D Animation; ANIMATION Animation είναι η διαδικασία παραγωγής κινούμενων εικόνων. Κατά τη διαδικασία δημιουργίας 3D Animation τοποθετούνται τα σημαντικά frames της κίνησης, γνωστά ως key frames, και το πρόγραμμα αυτόματα υπολογίζει τα ενδιάμεσα frames. Πηγή: Pluralsight,

32 3D Animation στο Blender ANIMATION o Τα key frames τοποθετούνται στο Timeline. Η εμφάνιση κίτρινων γραμμών υποδηλώνει την εισαγωγή Key frame σε συγκεκριμένες θέσεις. o Η εισαγωγή key frames γίνεται Πατώντας το πλήκτρο «I».

33 3D Animation στο Blender Το Blender διαθέτει ένα σύνολο από εξειδικευμένα ANIMATION εργαλεία δημιουργίας 3D Animation τα οποία είναι εύκολα στη χρήση επιφέροντας παράλληλα εντυπωσιακά αποτελέσματα. Αυτοματοποιημένοι κύκλοι περιπάτων Pose Editor Μη γραμμική κίνηση για ανεξάρτητες κινήσεις (Non Linear Animation) ΙΚ forward/inverse kinematics Συγχρονισμό ήχου Στο Blender το Rigging μπορεί να γίνει εύκολα και γρήγορα μέσω των εργαλείων που διαθέτει. Envelope, σκελετό και αυτόματο skinning Easy weight painting Λειτουργία καθρέφτη Οργάνωση των κόκκαλων σε layers και ομαδοποίηση τους B-spline interpolated bones

34 3D Animation στο Blender Απόσπασμα της ταινίας μικρού μήκους «Agent 327: Operation Barbershop» ANIMATION Πηγή:

35 Προσομοιώσεις Στο Blender μπορείς να δημιουργήσεις Προσομοιώσεις όπως: SIMULATIONS Καπνό και φωτιά Ρεαλιστικά νερά και προσομοιώσεις υγρών Μαλλιά τα οποία μπορούν να κουνιούνται αναλόγως Ρεαλιστικά ρούχα Rigid Bodies (άκαμπτα αντικείμενα) Particles για την δημιουργία βροχής, σπινθήρων και θραυσμάτων Πηγή:

36 Τι είναι το Rendering; Το Rendering είναι η αυτόματη διαδικασία παραγωγής RENDERING μιας φωτορεαλιστικής ή μη φωτορεαλιστικής εικόνας ενός μοντέλου 2D ή 3D ή μιας ολόκληρης σκηνής, με την χρήση κατάλληλου λογισμικού. Πηγή:

37 Rendered Images RENDERING Πηγή: Πηγή:

38 Rendered Images RENDERING Πηγή: Πηγή:

39 Rendered Images RENDERING Πηγή: Πηγή:

40 Ο Renderer του Blender Η βασική μηχανή Rendering είναι ο Cycles. RENDERING o Ο Cycles ενεργοποιείται από τον Info Editor. Με την συντόμευση SHIFT+Z αρχίζει το Rendering του αντικειμένου ή της σκηνής στο 3D Viewport. o Πατώντας το κουμπί «Render» στον Properties Editor αρχίζει το Rendering και αναπαράγεται εικόνα στατική ή κινούμενη του αντικειμένου ή της σκηνής που έχουμε δημιουργήσει.

41 Compositing & Motion Tracking Το Blender διαθέτει έναν πλήρως ανεπτυγμένο VFX Compositor όπου γίνεται η τροποποίηση της στατικής ή της κινούμενης εικόνας μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας του Rendering. Ο Compositor περιλαμβάνει: Node Editors για δημιουργία camera fx (lens flare, color aberration), color grading, vignettes κ.ά. Render-layer support Δημιουργία συνθέσεων εικόνων και βίντεο Δυνατότητα Rendering σε αρχεία multilayer OpenEXR Multi-threaded

42 Compositing & Motion Tracking Για το Motion Tracking το Blender περιλαμβάνει: VFX Ειδική camera Object Tracking Δίνοντας τη δυνατότητα: Εισαγωγής RAW βίντεο Εφαρμογής μάσκας στις επιθυμητές περιοχές Παρακολούθησης των βίντεο, και των κινήσεων της κάμερας ζωντανά στην 3D σκηνή. Η Camera και ο Object Tracker περιλαμβάνουν: Auto και Manual Tracking Powerful camera reconstruction Real-time preview του tracked video και της 3D σκηνής. Planar Tracking και Tripod solvers

43 Compositing & Motion Tracking o Το περιβάλλον του Movie Clip Editor. VFX

44 Video Editing Το Blender διαθέτει Video Editor για τις πιο απλές διαδικασίες επεξεργασίας βίντεο αλλά και για πιο σύνθετες όπως είναι η εφαρμογή μάσκας στο βίντεο (video masking). Video Editing Video Sequence Editor (VSE) Δυνατότητα επεξεργασίας πολλών βίντεο μαζί Εφαρμογή ειδικών εφέ Προσαρμογή animation δημιουργημένων στο Blender Προσθήκη ήχου και δυνατότητα συγχρονισμού του χρόνου της ακολουθίας των βίντεο με αυτόν.

45 Video Editing Το περιβάλλον του Video Sequence Editor (VSE) Video Editing

46 Βιβλιογραφία Wikipedia, Blender. Αναρτήθηκε στο: Creative Blog, The best 3D modelling software Αναρτήθηκε 2/1/2019 από: Blender, Blender Reference Manual. Αναρτήθηκε από: Wikipedia, Rendering (computer graphics). Αναρτήθηκε από: Jonathan Lampel, Beginners Guide To Blender. blenderhd.com Blender and Next Gen: a Netflix Original. Αναρτήθηκε 4/11/2018 από: Next Gen Official Trailer [HD] Netflix. Αναρτήθηκε 14/8/2018 από: Female Character Modeling in Blender: Part 5. Αναρτήθηκε 4/6/2014 από: How to Create a Walk Cycle Animation in Blender. Αναρτήθηκε 4/4/2015 από: Rendered Images. Αναρτήθηκε από:

47