ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ: ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΩΝ ΜΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ 3D STUDIO MAX

Transcript

1 Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ: ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΩΝ ΜΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ 3D STUDIO MAX ΦΟΙΤΗΤΡΙΑ:ΤΟΥΡΤΟΥΡΑ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΙΑ ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2013 ΕΠΟΠΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΧΑΤΖΗΣ Εκπονηθείσα πτυχιακή εργασία απαραίτητη για την κτήση του βασικού πτυχίου

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Ο άνθρωπος όταν βλέπει κάτι ελκυστικό ικανοποιεί την όραση του και προκαλείται το ενδιαφέρον του. Αυτός είναι και ο λόγος που η όραση θεωρείται και η πιο σημαντική από τις αισθήσεις του ανθρώπου. Τα τρισδιάστατα γραφικά υπολογιστών αποτελούν προσπάθειες απεικόνισης γραφικών τριών διαστάσεων στην - απεικόνισης δύο διαστάσεων - οθόνη μιας ψηφιακής συσκευής (π.χ. ενός υπολογιστή). Το γεγονός ότι η απεικόνιση χρησιμοποιεί τρεις διαστάσεις τα καθιστά ιδιαίτερα ρεαλιστικά. Τέτοιου είδους γραφικά χρησιμοποιούνται συνήθως από προγράμματα όπως τα παιχνίδια υπολογιστών και οι εικονικοί κόσμοι. Τα τρισδιάστατα γραφικά βρίσκουν επίσης εφαρμογή στον κινηματογράφο, για τη δημιουργία σκηνών εικονικών κόσμων (χαρακτηριστικό παράδειγμα οι ταινίες του κύκλου "Ο Άρχοντας των Δαχτυλιδιών") αλλά και ειδικών εφέ, που είναι αδύνατον να γυριστούν ως πραγματικέςσκηνές)( %CF%86%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CF%85%CF%80%CE%BF%CE% BB%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CF%83%CF%84%CF%8E%CE%BD, προσπελάστηκε στις 24/7/2012). Με την εμφάνιση των γραφικών άρχισαν να σχεδιάζονται αντικείμενα του πραγματικού ή ενός φανταστικού κόσμου. Έτσι, εμφανίστηκε η δυνατότητα δημιουργίας οποιασδήποτε εικόνας ή σκηνής χωρίς να υπάρχουν τα όρια του πραγματικού κόσμου που περιορίζουν τα δεδομένα. Ο μόνος περιορισμός είναι η τεχνολογία που περιορίζει το βαθμό λεπτομέρειας και ποιότητας της απεικόνισης.

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται ραγδαία αύξηση στην ανάπτυξη, την έρευνα και τη βελτίωση των τρισδιάστατων γραφικών τόσο στα παιχνίδια/εφαρμογές όσο και στις ταινίες. Η συνεχής βελτίωση είναι ένα απαραίτητο κομμάτι το οποίο επιτυγχάνεται μέσω της έρευνας για το βαθμό ικανοποίησης των χρηστών από την ποιότητα και την απόδοση των γραφικών. Στην συγκεκριμένη εργασία σχεδιάζεται ένα βιντεάκι με το 3ds max.δεν θα μπορούσε να παραλειφθεί μια περιγραφή του συγκεκριμένου προγράμματος και ανάλυση των εργαλείων του ώστε να καταλάβει ακόμα και ένας άνθρωπος που δεν γνωρίζει τις δυνατότητες αυτού του προγράμματος και πως τελικά σχεδιάστηκε το βιντεάκι.

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1-ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ DS MAX 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2-ΓΡΑΦΙΚΑ ΚΑΙ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ 2.1 ΓΡΑΦΙΚΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΙΔΕΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΗ ΕΞΑΣΚΗΣΗ 6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3-ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ ΓΡΑΦΙΚΩΝ 3.1 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ 11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4-ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ 3DS MAX STUDIO 4.1 ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΟΥ 3DS MAX DS MAX Material Editor ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΟΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ GIZMO ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗΣ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΚΛΙΜΑΚΩΣΗΣ Η ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΤΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ TRANSFORM TYPE-INS ΤΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ SNAP ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΙΣΗΣ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΚΛΩΝΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΚΑΤΟΠΤΡΙΣΜΟΥ ΜΕΤΟΝΟΜΑΣΙΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΟΜΑΔΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ 27

5 4.17 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ 27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5-ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΣΚΗΝΩΝ 5.1TERRAIN ΦΩΤΙΣΜΟΣ ΣΚΙΕΣ ΕΦΕ ΟΜΙΧΛΗΣ ΟΥΡΑΝΙΟΣ ΘΟΛΟΣ ΚΑΜΕΡΑ ds Max Camera ΑNIMATION ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ANIMATIONS EΠΙΛΟΓΟΣ 43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6-ΑΝΙΜΑΤΙΟΝ,3D ΑΝΙΜΑΤΙΟΝ ΚΑΙ ΙΣΤΟΡΙΚΟ 6.1 ΑΝΙΜΑΤΙΟΝ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ΑΝΙΜΑΤΙΟΝ D ΑΝΙΜΑΤΙΟΝ 47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7-ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΣΚΗΝΩΝ ΤΟΥ ΒΙΝΤΕΟ 7.1 ΒΑΣΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΟΥ 3DS MAX STUDIO ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΤΟ 3DS MAX STUDIO ΣΧΕΔΙΑΖΟΝΤΑΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ TERRAIN ΦΩΤΙΣΜΟΙ ΕΦΕ ΟΜΙΧΛΗΣ BACKGROUND ΟΥΡΑΝΙΟΣ ΘΟΛΟΣ 59 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8-ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ANIMATIONS 8.1 ΚΙΝΗΣΗ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΚΑΜΕΡΑΣ ΒΙΝΤΕΟ 64 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 70 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 71

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1- ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Μεγάλο ενδιαφέρον ερευνητικό και ψυχαγωγικό προκαλούν τα όλο και πιο ρεαλιστικά και ποιοτικά γραφικά, κυρίως τα τελευταία χρόνια, στους περισσότερους τομείς. Τα γραφικά μπορούν να αποφέρουν τεράστια κέρδη στις εταιρείες αλλά και να κεντρίσουν την προσοχή των ανθρώπων για ψυχαγωγικούς λόγους. Χρειάζεται δημιουργικότητα, φαντασία και κατάλληλη αξιοποίηση τεχνολογίας και εξοπλισμού. Πρόκειται λοιπόν για τέχνη. Μια ευκαιρία για δημιουργία ρεαλιστικών αντικειμένων που εξυπηρετούν ψυχαγωγικούς ή μη σκοπούς. Οι εταιρείες έχουν στρέψει το ενδιαφέρον τους στην λεπτομερή σχεδίαση τέτοιων γραφικών ώστε να ικανοποιηθούν οι πελάτες τους, να κεντρίσουν νέους και να αυξήσουν τα κέρδη τους. Δεν θα μπορούσαμε να παραλείψουμε σε αυτό το σημείο την τεράστια βιομηχανία κινηματογραφικών ταινιών που ανθίζει στην εποχή μας αλλά και τις νέες τηλεοράσεις που κυκλοφορούν στην αγορά που στηρίζονται σε αυτή την τεχνολογία. Η ικανοποίηση αποτελεί μια διάσταση της χρησιμότητας λογισμικού. Έτσι η ικανοποίηση μπορεί να θεωρηθεί παράγοντας της ποιότητας λογισμικού(a. Ampatzoglou et al, 2008) DS MAX Το 3D Studio Max είναι ένα από τα ισχυρότερα προγράμματα δημιουργίας και επεξεργασίας τρισδιάστατων γραφικών. Βρίσκει εφαρμογές στην αρχιτεκτονική, στα παιχνίδια, στις ταινίες, στην οπτική απεικόνιση ιατρικών και επιστημονικών μοντέλων, στις καλές τέχνες, στην εικονική πραγματικότητα (virtual reality), στον σχεδιασμό γραφικών για το Web και αλλού. Σελίδα 1 από 71

7 Εισαγωγή Μπορούμε να δημιουργήσουμε μια βασική μορφή ενός σχήματος, να το διαμορφώσουμε όπως θέλουμε, να εφαρμόσουμε υφή (texture) και χρώμα (color) στην επιφάνειά του και να το τοποθετήσουμε στην σκηνή. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε κάμερες και φωτιστικά για να εστιάσουμε στην σκηνή και να την φωτίσουμε. Μπορούμε να προσθέσουμε κίνηση και ειδικά εφέ για να δώσουμε ζωντάνια στην σκηνή και τέλος, έχουμε την δυνατότητα να φωτογραφίσουμε (απομονώσουμε) ένα στιγμιότυπο της σκηνής ή να κινηματογραφήσουμε διάφορα συμβάντα που εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου. Η διαδικασία δημιουργίας μιας μορφής ονομάζεται μοντελοποίηση (modeling). Υπάρχουν κάποιες βασικές γεωμετρικές μορφές, τις οποίες μπορούμε να επεξεργαστούμε και να βελτιώσουμε. Ακολουθεί ο χρωματισμός του αντικειμένου, που αποκαλείται χαρτογράφηση επιφάνειας(surface mapping), όπου βελτιώνουμε την υφή, την αντανακλαστικότατα και την διαφάνεια μιας δισδιάστατης εικόνας. Η διαδικασία της φωτογράφησης ενός αντικειμένου αποκαλείται φωτοαπόδοση (rendering) και δημιουργεί μια δισδιάστατη εικόνα από μια τρισδιάστατη σκηνή. Μπορούμε να προσδώσουμε κίνηση (animation) σ' ένα αντικείμενο για να δώσουμε ζωντάνια στις εφαρμογές μας. To 3ds Max είναι δημοφιλές λογισμικό δημιουργίας κίνησης της Autodesk. Περιλαμβάνει μοντελοποίηση και φωτισμό, αλλά και κίνηση και δυναμική. Επιτρέπει τον σχεδιασμό αντικείμενων αλλά και την εφαρμογή ειδικών εφέ. Αποτελεί εξαιρετικό εργαλείο στα χεριά προγραμματιστών αλλά και γραφιστών παρέχοντας την δυνατότητα δημιουργίας παιχνιδιών, ταινιών και τηλεοπτικών παραγωγών. Παρέχει τη μοντελοποίηση, από απλά και σύνθετα πολύγωνα μηχανολογικά μοντέλα, έως την οργανική μοντελοποίηση χαρακτήρων, ιεραρχικά στην κίνηση, δημιουργία κύκλων περίπατων, αντίστροφη κινηματική, φωτισμούς, απόδοση και παρακολούθηση ακτίνας. Όλα αυτά αποτελούν κάποιες από τις δυνατότητες που παρέχει το συγκεκριμένο εργαλείο. Σχεδίαση σε τρισδιάστατη αναπαράσταση των κτιρίων ή άλλων σχεδιαστικών αντικειμένων με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή, με πιστή Σελίδα 2 από 71

8 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά αναπαράσταση των υλικών, των χρωμάτων και του φωτισμού βάσει των δισδιάστατων σχεδίων του αντικειμένου. Οι φωτορεαλιστικές απεικονίσεις είναι πλέον επιβεβλημένες στην εποχή όπου ζούμε. Διευκολύνει τον μελετητή να βελτιώσει το έργο του, παρέχοντας παράλληλα τη δυνατότητα ελέγχου και οριστικοποιήσης των χρωμάτων, των υλικών και της αισθητικής του έργου. Μειώνεται έτσι το κόστος από τις αλλαγές και τις διορθώσεις κατά την κατασκευή του έργου. 3Ds Max αφορά όσους το επάγγελμά τους απαιτεί γραμμικό σχέδιο: Αρχιτέκτονες Πολιτικούς Μηχανικούς Διακοσμητές Σχεδιαστές Τοπίου Ναυπηγούς Σχεδιαστές Δομικών Έργων Σχεδιαστές Σπουδαστές σχετικών ειδικοτήτων Οι παραπάνω πρέπει να σχεδιάζουν και να επεξεργάζονται σχέδια, για το είδος σχεδίου που τους αφορά Αρχιτεκτονικό Μηχανολογικό Τοπογραφικό Ναυπηγικό Βιομηχανικό σχεδιασμό Σχεδιασμό αντικειμένων (επίπλων, κατασκευών)( Σελίδα 3 από 71

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΓΡΑΦΙΚΑ ΚΑΙ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ 2.1 ΓΡΑΦΙΚΑ Τα γραφικά υπολογιστών (computer graphics) είναι ένας κλάδος της επιστήμης των υπολογιστών που ασχολείται με τη θεωρία και την τεχνολογία σύνθεσης εικόνων σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. 2.2 ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ Για την εισαγωγή, δημιουργία και επεξεργασία των γραφικών υπολογιστών χρησιμοποιείται ειδικό λογισμικό, με τη γενική ονομασία "Λογισμικό επεξεργασίας εικόνας". Έτσι, δημιουργούνται γραφικά απεικόνισης διαφόρων σχέσεων - όπως χαρτών και ειδώλων δύο ή τριών διαστάσεων - με την χρήση τελειών, γραμμών, καμπυλών κ.τ.λ. Τα στοιχεία μπορούν να εισαχθούν στον υπολογιστή μέσω διαφόρων συσκευών, (όπως ένας σαρωτής (scanner) ή μια Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή, με την μορφή γραμμών, κουκκίδων είτε μέσω του πληκτρολογίου. Όταν παρουσιασθεί το αποτέλεσμα στην οθόνη, ο χρήστης μπορεί να το χειριστεί μετακινώντας το οριζοντίως και καθέτως ή περιστρέφοντας το, να το επεξεργαστεί ή να το προεκτείνει με την χρήση μιας φωτογραφίδας (light pen) ή μολυβιού με σφαιρίδιο. Ορισμένοι τύποι λογισμικού, όπως τα υπολογιστικά φύλλα, διαθέτουν την δυνατότητα δημιουργίας και επεξεργασίας (εντός ορισμένων πλαισίων) γραφικών παραστάσεων. Η επεξεργασία ενός γραφικού παραμένει, ωστόσο, αποκλειστικό αντικείμενο του λογισμικού επεξεργασίας εικόνας. Κυριότεροι (αλλά όχι μοναδικοί) τύποι τέτοιου λογισμικού είναι το Photoshop της Adobe Corp., το CorelDraw της CorelCorp. και το 3DStudio Max της Autodesk. Υπάρχουν, φυσικά, πολλά ακόμη προγράμματα (ορισμένα, μάλιστα, διανέμονται τελείως δωρεάν), με ποικιλία δυνατοτήτων και χαρακτηριστικών όπως και απαιτήσεων από το λειτουργικό σύστημα και το υπολογιστικό σύστημα στο οποίο θα χρησιμοποιηθούν. Σελίδα 4 από 71

10 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Τα γραφικά υπολογιστών μπορούν να διακριθούν σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα με κάποιο κριτήριο κατηγοριοποίησης. Ανάλογα με το πλήθος των διαστάσεων οι οποίες συμμετέχουν στην απεικόνιση: * Δυσδιάστατα (2D) Γραφικά Υπολογιστών * Τρισδιάστατα (3D) Γραφικά Υπολογιστών Ανάλογα με τον χρόνο στον οποίο γίνεται η απόδοσή τους (rendering): * Στατικά γραφικά Υπολογιστών * Γραφικά Υπολογιστών Πραγματικού Χρόνου Τα τρισδιάστατα γραφικά υπολογιστών αποτελούν προσπάθειες απεικόνισης γραφικών τριών διαστάσεων στην - απεικόνισης δύο διαστάσεων - οθόνη μιας ψηφιακής συσκευής (π.χ. ενός υπολογιστή). Το γεγονός ότι η απεικόνιση χρησιμοποιεί τρεις διαστάσεις τα καθιστά ιδιαίτερα ρεαλιστικά. Τέτοιου είδους γραφικά χρησιμοποιούνται συνήθως από προγράμματα όπως τα παιχνίδια υπολογιστών και οι εικονικοί κόσμοι. Τα τρισδιάστατα γραφικά βρίσκουν επίσης εφαρμογή στον κινηματογράφο, για τη δημιουργία σκηνών εικονικών κόσμων (χαρακτηριστικό παράδειγμα οι ταινίες του κύκλου "Ο Άρχοντας των Δαχτυλιδιών") αλλά και ειδικών εφέ, που είναι αδύνατον να γυριστούν ως πραγματικές σκηνές. 2.3 ΙΔΕΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΗ Η σχεδίαση είναι μια τέχνη και όπως όλες οι τέχνες απαιτούν την εύρεση καινοτόμων και επιτυχημένων ιδεών, έτσι και η σχεδίαση, η οποία μάλιστα έχει αυξημένες απαιτήσεις έμπνευσης. Πριν τη διαδικασία λοιπόν, της σχεδίασης πρέπει να βρεθεί μια βασική ιδέα (concept) που θα μπορεί να υλοποιηθεί χωρίς ιδιαίτερες επιβαρύνσεις χρόνου και κόστους και πάντοτε με τα επιθυμητά αποτελέσματα. Η προεπισκόπηση των εικόνων που έχει ο σχεδιαστής στο μυαλό του είναι πολύ χρήσιμη πριν τη σχεδίαση στον υπολογιστή. Διευκολύνει τη σχεδίαση και μειώνει τις πιθανότητες λάθους. Σελίδα 5 από 71

11 Γραφικά και λογισμικό Η παραδοσιακή τεχνική είναι η σχεδίαση στο χαρτί. Είναι μια καλή αρχή για την εφαρμογή της ιδέας. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι αναπαράγονται πολύπλοκα αντικείμενα χωρίς τη μεσολάβηση του υπολογιστή. Είναι σημαντικές πολλές φορές οι δοκιμές πριν την όλη διαδικασία και προσδίδουν πλεονέκτημα στο χρόνο και στην ενασχόληση με την αναπαράσταση λεπτομερειών αφού έχει προετοιμαστεί πλέον ο κύριος όγκος του αντικειμένου. Η ιδέα με την τέχνη συνδυάζονται και έχουν ως αποτέλεσμα τη γενική εικόνα και αίσθηση της όλης διαδικασίας. Είναι σαν μια μικρή ιστορία η οποία περιγράφει την ιδέα και με τη βοήθεια της τέχνης επιτυγχάνει την ψυχαγωγία και την ικανοποίηση.(γκίκας Σ., 2009) 2.4 ΕΞΑΣΚΗΣΗ Η εξάσκηση καθορίζει σε μεγάλο βαθμό το τελικό αποτέλεσμα. Η εμπειρία με τη σχεδίαση αποκτάται μετά από συνεχή δουλειά και πολλές δοκιμές. Η θέληση για συνεχή βελτίωση τόσο των ικανοτήτων σχεδίασης όσο και για καλύτερα γραφικά οδηγούν σε αποτελέσματα που ικανοποιούν ακόμη και τους πιο απαιτητικούς. Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τρισδιάστατων γραφικών συνεχώς βελτιώνονται και οι απαιτήσεις και οι προσδοκίες αυξάνονται. Με την εξάσκηση, την ανάπτυξη μιας συμπεριφοράς και στάσης απέναντι σε αυτή τη διαδικασία βελτιώνεται η παραγωγή της δουλειάς.(γκίκας Σ., 2009) Σελίδα 6 από 71

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ ΓΡΑΦΙΚΩΝ 3.1 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Τα γραφικά περιβάλλοντα εργασίας (GUI Graphical User Interface) συνέβαλαν σε πολύ σημαντικό βαθμό στη διάδοση των Η/Υ ακόμα και στους μη ειδήμονες. Η εγκυκλοπαίδεια Britannica ορίζει το γραφικό περιβάλλον εργασίας ως ένα πρόγραμμα που δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να επικοινωνεί με τον Η/Υ με τη βοήθεια συμβόλων, εικονιδίων και δεικτικών συσκευών (pointing devices). Πολλά όμως από τα πράγματα που σήμερα θεωρούμε ως δεδομένα προέρχονται από ιδέες κάποιων ανθρώπων που δε βρήκαν άμεση ανταπόκριση. 3.2 ΙΣΤΟΡΙΚΟ Το ελεύθερο λογισμικό είναι συχνά ανώτερο τεχνολογικά, αλλά υστερεί σε ποσοστό χρηστών έναντι του ιδιοταγούς και κλειστού λογισμικού λόγω ανύπαρκτου marketing. Η πρώτη αναφορά για γραφικά περιβάλλοντα εργασίας υπάρχει πίσω στο 1945 από τον Vannaver Bush ο οποίος οραματίζεται την εποχή που οι άνθρωποι θα επικοινωνούν με τις μηχανές χρησιμοποιώντας ένα γραφικό περιβάλλον και ονομάζει τον φανταστικό υπολογιστή του MEMEX. O Douglas C. Engelbart, ο οποίος εργαζόταν με την ομάδα του στο ARPA (Advanced Research Project Agency) του υπουργείου Άμυνας των Η.Π.Α., από το οποίο ξεκίνησε και το Internet, ανέλαβε να υλοποιήσει αυτήν την ιδέα. Το 1963, κατασκεύασε το πρώτο ποντίκι. Λίγο αργότερα, όταν ο Engelbart δεν καταφέρνει να συνεχίσει τη χρηματοδότησή του από το υπουργείο Άμυνας, καταφεύγει με τους συνεργάτες του σε ένα ερευνητικό εργαστήριο στο Palo Alto της Καλιφόρνιας, το Palo Alto Research Center (PARC), που ανήκει στη Xerox. Ένα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματα του PARC υπήρξε ο Xerox/Alto, ο πρώτος προσωπικός Η/Υ που παρουσιάστηκε το Οι προδιαγραφές του Σελίδα 7 από 71

13 Ιστορική αναδρομή και μέλλον γραφικών εντυπωσιακές για την εποχή εκείνη. Είχε το πρώτο γραφικό περιβάλλον εργασίας, το STAR, το οποίο περιείχε όλα εκείνα τα στοιχεία με τα οποία είμαστε σήμερα συνηθισμένοι: παράθυρα, εικονίδια, μενού κλπ. Το περιβάλλον αυτό εξομοίωνε την απλότητα του γραφείου ενός απλού εργαζόμενου, όπου χαρτιά επικαλύπτονται και μεταφέρονται κατά βούληση ενώ διάφορες λειτουργίες εκτελούνται χωρίς την ανάγκη πληκτρολόγησης πολύπλοκων εντολών. Ήταν εφοδιασμένος με ποντίκι και ο χρήστης μπορούσε να εκτυπώσει ότι έβλεπε στην ασπρόμαυρη οθόνη του σ έναν εκτυπωτή laser. Δυστυχώς, οι τεχνικοί δεν κατάφεραν να πείσουν τη Xerox να βγάλει στην αγορά ένα τέτοιο μηχάνημα, αφού το κόστος του έφτανε τα δολάρια! Στις αρχές της δεκαετίας του 1980 η Xerox εγκατέλειψε την αγορά των Η/Υ και επικεντρώθηκε στα φωτοαντιγραφικά μηχανήματα. Το 1979, ο Steve Jobs, ιδρυτής της Apple, δέχτηκε μια πρόσκληση να επισκεφθεί το PARC. Όπως ομολόγησε και ο ίδιος, τα επιτεύγματα που είδε εκεί τον άφησαν άφωνο. O Jobs, έπεισε το διοικητικό συμβούλιο της Apple να επενδύσει στη νέα τεχνολογία. Το 1983, η Apple παρουσιάζει το Lisa Office System, το οποίο εισήγαγε καινοτομίες όπως διπλό κλικ εικονιδίων, μενού, μπάρα μενού, και το γνωστό κάλαθο αχρήστων. Το Lisa OS υποστήριζε ακόμα preemptive πολυεπεξεργασία. Η τιμή του συστήματος ( δολάρια) το καταδίκασε όμως σε εμπορική αποτυχία. Στο μεταξύ, τα PC (που πρωτοπαρουσίασε η IBM το 1981) έδειχναν να κυριαρχούν στην αγορά εις βάρος των Apple II. Το 1984, ο Jobs παρουσιάζει το δεύτερο project του, τον Macintosh. Παρά του ότι είναι πολύ πιο εύχρηστος από τον IBM PC, κοστίζει 1000 δολάρια παραπάνω και έχει πολύ λιγότερες εφαρμογές. Ο Jobs όμως επιμένει, υιοθετώντας την τεχνολογία WYSIWYG (What You See Is What You Get) η οποία σου δίνει τη δυνατότητα να εκτυπώνεις ότι βλέπεις στην οθόνη σου σε έναν εκτυπωτή laser, και το Desktop Publishing από την Adobe. Η δικαίωση άργησε αλλά ήρθε το 1987 όταν ο Mac πουλούσε με τρομερό ρυθμό. Σελίδα 8 από 71

14 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Στο μεταξύ κι άλλοι κατασκευαστές προσπαθούν να δημιουργήσουν γραφικά περιβάλλοντα για τα συστήματά τους. Το 1984, το ΜΙΤ είχε ξεκινήσει το project Athena με σκοπό τη δημιουργία μιας πλατφόρμας που θα επέτρεπε την αποστολή γραφικών μέσα από το δίκτυο για συστήματα UNIX. Το αποτέλεσμα ήταν το σύστημα X-Windows. Το X.Desktop της αγγλικής ΙΧΙ Ltd κατάφερνε να κρύψει σε σημαντικό βαθμό το «δύστροπο» λειτουργικό σύστημα UNIX που υπήρχε από κάτω του, με αρκετές καινοτομίες όπως αυτή του «σύρε-και-ρίξε» (drag n drop) ή τη δυνατότητα ρύθμισης και τροποποίησης της συμπεριφοράς του. Το 1982, ο Jay Miner, ένας μηχανικός της εταιρίας παιχνιδιών Atari, ιδρύει με έναν παλιό του συνάδελφο την Hi-Toro για να υλοποιήσει την ιδέα του για μια 16-μπιτ «υπέρ-παιχνιδομηχανή». Το αποτέλεσμα είναι η Amiga. Τα πράγματα όμως από οικονομική άποψη δεν πάνε καθόλου καλά, και τον επόμενο χρόνο η Amiga Inc. αγοράζεται από την Commodore, η οποία το 1985 παρουσιάζει έναν επαναστατικό προσωπικό υπολογιστή, την Amiga Το λειτουργικό της σύστημα, το Workbench, υποστήριζε κι αυτό preemptive σύστημα πολυεπεξεργασίας (preemptive multitasking), κάτι που μόνο πιο σύγχρονες εκδόσεις των Windows, 98 και ΝΤ, υποστηρίζουν. Η Atari με τη σειρά της παρουσιάζει το ίδιο έτος το Atari ST 520 με στόχο να χτυπήσει την αγορά του Mac. Στο μεταξύ, ο Jobs, φεύγει από την Apple, και το 1988 ιδρύει την NeXT η οποία παρουσιάζει το NeXT Computer, το μηχάνημα της επόμενης δεκαετίας, ένα πρωτοποριακό μηχάνημα με εντυπωσιακή εμφάνιση, πολλές δυνατότητες επεξεργασίας πολυμέσων και ένα πολύ καλό GUI. Για άλλη μια φορά το προϊόν είναι πολύ ακριβό για να επιτύχει στην αγορά. Η γνωστή μας Microsoft μπαίνει στο παιχνίδι το 1982 όταν συνεργάζεται με την Apple για τη δημιουργία εφαρμογών για τον Mac. Η κυριαρχία της πλατφόρμας IBM-PC μαζί με το λειτουργικό της, το MS-DOS, οδηγεί τη Microsoft στην παρουσίαση, το 1985, των Microsoft Windows 1.0, το οποίο βασίζεται στο DOS. Τα Windows είναι δύσχρηστα με όχι ελκυστική εμφάνιση. Δυο χρόνια αργότερα εμφανίζεται η έκδοση 2.0 η οποία υποστήριζε επικαλυπτόμενα παράθυρα. Στο μεταξύ, η Microsoft Σελίδα 9 από 71

15 Ιστορική αναδρομή και μέλλον γραφικών συνεργάζεται με την IBM για τη δημιουργία του OS/2, του πρώτου 32-μπιτου λειτουργικού συστήματος, το οποίο εμφανίζεται το Η κυριαρχία της πλατφόρμας IBM-PC και DOS (κυρίως λόγω χαμηλού κόστους και πληθώρας εφαρμογών) είναι φανερή. Το 1990, η Microsoft παρουσιάζει την έκδοση 3.0 των Windows. Επιτέλους, οι χρήστες των συμβατών IBM μπορούν να δουλεύουν σ ένα περιβάλλον που μοιάζει με Mac αν και τα Windows υστερούν σε λειτουργικότητα και ευκολία από το Macintosh. Μέσα σ ένα χρόνο η Microsoft έχει πουλήσει 30 εκατομμύρια αντίτυπα των Windows. Ακολουθεί η έκδοση 3.1 (με διορθωμένα κάποια λάθη της προηγούμενης έκδοσης) και στη συνέχεια η έκδοση 3.11 που επιτρέπει τη σύνδεση του υπολογιστή με δίκτυο. Η χαριστική βολή σε κάθε αντίπαλο της Microsoft δίνεται τον Αύγουστο του 1995, όταν κυκλοφορούν τα Windows 95. Το νέο λειτουργικό σύστημα μπορεί πλέον να κοιτά στα μάτια τον ανταγωνισμό. Πέραν των άλλων υποστηρίζουν την τεχνολογία «Plug n Play» που επιτρέπει στους χρήστες να προσθαφαιρούν εύκολα εξωτερικές συσκευές στον υπολογιστή τους. Παράλληλα, έχουν παρουσιαστεί τα Windows NT τα οποία κερδίζουν μερίδιο στους σταθμούς εργασίας (workstations) από το UNIX. Με την έκδοση 98, η Microsoft διορθώνει πολλά από τα λάθη της προηγούμενης έκδοσης κάνοντας το λειτουργικό της ακόμα πιο εύχρηστο. Στα τέλη της δεκαετίας, η Microsoft κατέχει το 95\% της αγοράς των λειτουργικών συστημάτων για τους προσωπικούς υπολογιστές. Όντας ο κυρίαρχος της αγοράς, η Microsoft παρουσιάζει τα πολύ επιτυχημένα XP, ενώ η επόμενη έκδοση, τα Vista δεν είχαν την επιτυχία που ανέμενε η Microsoft, με συνέπεια να αντικατασταθούν με την αναμενόμενη έκδοση, με τα Windows 7. Στους σταθμούς εργασίας, η Microsoft κάνει μεγάλα βήματα προόδου. Τα ΝΤ αντικαθίστανται από τα 2000 όπου εισάγεται το Active Directory, μια υλοποίηση του LDAP αλλά με πολλά παραπάνω καλούδια, στη συνέχεια από τα 2003 και τέλος από τα 2008 τα οποία διαθέτουν ένα πλούσιο ρεπερτόριο Σελίδα 10 από 71

16 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά εντολών, τα power tools, που επιτρέπουν τη διαχείρισή τους από τη γραμμή εντολών όπως το Unix. Στο μεταξύ, το 1991, ένα νέο λειτουργικό κάνει την εμφάνισή του στους προσωπικούς υπολογιστές, το Linux. Βασισμένο στο Unix, το Linux ήταν η ιδέα ενός Φινλανδού φοιτητή, του Linus Torvalds. Η πορεία του Linux κι αυτή εντυπωσιακή. Είναι το μόνο λειτουργικό σύστημα που διατίθεται δωρεάν και μέσα σε λιγότερο από μια δεκαετία είναι το μόνο λειτουργικό που μπορεί να απειλήσει την πρωτοκαθεδρία των Windows στους προσωπικούς υπολογιστές. Το Linux διαθέτει ανοιχτή αρχιτεκτονική (προερχόμενη από το X-Windows του Unix) πράγμα που του επιτρέπει να δεχθεί πολλά διαφορετικά GUI. Τα γραφικά αυτά περιβάλλοντα ονομάζονται διαχειριστές παραθύρων (window managers) και μερικά από τα πιο διαδεδομένα είναι τα KDE, GNOME, AfterStep και WindowMaker. Καθότι δωρεάν, υπάρχουν σήμερα δεκάδες διανομές, οι οποίες εξυπηρετούν πολλούς διαφορετικούς σκοπούς, από εκπαίδευση, μέχρι ασφάλεια. Μερικές από τις πιο γνωστές διανομές είναι: Ubuntu, Fedora/Redhat, Suse, Mandriva, Knoppix/Knoppel, Gentoo, Debian, FreeBSD, Slackware, OpenSolaris κ.ά. Το Linux διαθέτει πλέον μια πληθώρα εφαρμογών, ανάλογες αυτών των Windows, ενώ υπάρχει μια πολύ μεγάλη κοινότητα που το υποστηρίζει 3.3 ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ Τα γραφικά περιβάλλοντα έκαναν την χρήση των Η/Υ ευκολότερη στην εκμάθηση και πιο ευχάριστη. Τα διάφορα συστατικά τους (εικονίδια, μενού κ.λπ.) είναι πλέον μέρος της κουλτούρας μας. Και η εξέλιξη αυτή συνεχίζεται προδιαγράφοντας ένα μέλλον γραφικό. Από πλευράς Microsoft, ήδη έχουν κυκλοφορήσει τα Windows 2008 (η εξέλιξη των NT) και μόλις πρόσφατα τα 7 (η εξέλιξη των XP/Vista) με το γραφικό περιβάλλον Aero που έκανε την εμφάνισή του στα Vista και το οποίο υπόσχεται ένα πιο αποτελεσματικό περιβάλλον εργασίας. Σελίδα 11 από 71

17 Ιστορική αναδρομή και μέλλον γραφικών Ο Jobs επέστρεψε στην Apple και εξέλιξε το Mac OS X το οποίο βασίζεται στο NeXT Step και βρίσκεται πλέον στην έκδοση Leopard. Η κίνηση αυτή έδωσε νέα πνοή στην Apple της οποίας τα οικονομικά πήγαιναν από το κακό στο χειρότερο. Η επιστροφή του Jobs συνοδεύτηκε από την εμφάνιση του imac, ενός υπολογιστή με εντυπωσιακή εμφάνιση προσανατολισμένου στο Internet. Για το Linux, η εμφάνιση του KDE 4, του πιο δημοφιλούς ίσως window manager, δίνει περισσότερες δυνατότητες στο χρήστη που πλέον δεν έχει να ζηλέψει τίποτα από τις ευκολίες των Windows. Ενώ, το επίσης γνωστό GNOME, βρίσκεται ήδη στην έκδοση 2. Ας μην ξεχνάμε και τη μεγάλη διάδοση των υπολογιστών χειρός που φέρουν διαφορετικές απαιτήσεις απ αυτές των προσωπικών υπολογιστών και θα παρουσιάσουν νέες καινοτομίες στον τρόπο που χειριζόμαστε τους υπολογιστές. Ήδη, υπάρχουν γραφικά λειτουργικά συστήματα και γι αυτές τις συσκευές, όπως το Microsoft Windows CE, το Palm OS κ.ά. Αλλά αυτά είναι μόνο η αρχή. Η ισχύς των ηλεκτρονικών υπολογιστών έχει επιτρέψει τη χρήση τρισδιάστατων γραφικών και συσκευών εικονικής πραγματικότητας που γρήγορα θα βρουν χρήση και στα γραφικά περιβάλλοντα των λειτουργικών συστημάτων. Τα τρισδιάστατα περιβάλλοντα εργασίας (3D desktop) έχουν ήδη κάνει την εμφάνισή τους και θα αποτελέσουν τη νέα επανάσταση με τον τρόπο που αλληλεπιδρούμε με τους Η/Υ. Παραδείγματα αποτελούν τα TaskGallery, Surface ή itable της Microsoft ή το Project Looking Glass της SUN Microsystems. Πολλές από αυτές τις ιδέες των κέντρων έρευνας και ανάπτυξης των διαφόρων εργαστηρίων υπολογιστών θα βρουν το δρόμο τους στην καθημερινή ζωή με στόχο να κάνουν την αλληλεπίδρασή μας με τους υπολογιστές πιο εύχρηστη και πιο παραγωγική.( accessed 26/9/2012) Σελίδα 12 από 71

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 -ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ 3DS MAX STUDIO 4.1 ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΟΥ 3DS MAX Το 3ds max παρέχει ισχυρά εργαλεία και τεχνικές, η γνώση των οποίων επιτρέπει σε κάθε σχεδιαστή να αναπαραστήσει οτιδήποτε φανταστεί. Ένα από τα εργαλεία είναι το Extrude το οποίο αντιγράφει, προεκτείνει και γενικά μεταμορφώνει κάθε αντικείμενο. Η σχεδίαση ξεκινάει με τα βασικά σχήματα και με τη βοήθεια του Extrude προκύπτουν τα επιθυμητά τελικά αντικείμενα. Το εργαλείο Line επιτρέπει να σχεδιάζει το περίγραμμα ενός αντικειμένου και έπειτα να το κάνει extrude σε τρισδιάστατο σχήμα (Mathew Omernick, 2004). Το κύριο πλεονέκτημά του είναι η παραγωγή ρεαλιστικής αναπαράστασης αντικειμένων. Ωστόσο, υπάρχει περίπτωση να χρησιμοποιηθούν πολύγωνα παραπάνω που δεν χρειάζονται και έτσι έχουμε άσκοπη χρήση μνήμης. Μια από τις πιο κοινές τεχνικές σχεδίασης είναι το Smoothing. Η διαδικασία αρχίζει με ένα βασικό σχήμα από το οποίο, με κατάλληλη επεξεργασία, προκύπτει ένα που μοιάζει περισσότερο με φυσικό και έχει περισσότερες καμπύλες. Το Smooth και το MeshSmooth λειαίνει τα πολύγωνα, κάνει το αντικείμενο ακόμη πιο ρεαλιστικό, χωρίς απότομες και τετραγωνισμένες επιφάνειες. Η διαφορά τους είναι ότι ενώ το πρώτο κάνει πιο ομαλές τις επιφάνειες, το δεύτερο τις διαιρεί σε επιπλέον, αυξάνοντας σε μεγάλο βαθμό τον αριθμό των πολυγώνων. Αυτή η τεχνική παράγει πολύ καλά αποτελέσματα ωστόσο με έλεγχο του αριθμού των πολυγώνων είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την αντιμετώπιση αυτού το προβλήματος. Σελίδα 13 από 71

19 Περιγραφή προγράμματος 3ds max studio Εικόνα 4.1: Η τεχνική smoothing προσδίδει στα αντικείμενα μια πιο φυσική εμφάνιση (δεξιά). Μια ακόμα τεχνική είναι η υποδιαίρεση επιφανειών Subdivision (SubD ή Subdiv). Χρησιμοποιείται συχνά για τη δημιουργία πολύπλοκων οντοτήτων και στη συνέχεια μετατρέπονται εύκολα σε πολύγωνα. Ισχύει επίσης και η αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή η μετατροπή από πολύγωνα σε πολύπλοκες οντότητες. Ένα ακόμη εργαλείο σχεδίασης είναι το Turn. Δίνει τη δυνατότητα του αναποδογυρίσματος επιφανειών πολυγώνων. Όταν η σχεδίαση ενός αντικειμένου ολοκληρωθεί, είναι έτοιμο για να εισαχθεί και να τοποθετηθεί στη σκηνή. Πριν όμως τοποθετηθεί στη σκηνή θα πρέπει να ελεγχθεί μέσω rendering για να διαπιστωθεί κατά πόσο είναι λειτουργικά και οπτικά άρτιο. Πολλές φορές παρουσιάζονται μαύρες ή αόρατες επιφάνειες, αστάθεια σχήματος και άλλα σφάλματα. Μπορεί οι λόγοι που προκλήθηκαν να είναι πολλοί και άγνωστοι, όμως είναι υποχρέωση του σχεδιαστή να τα εκμηδενίσει. Ένας αποτελεσματικός τρόπος είναι η διαγραφή του ιστορικού του αντικειμένου. Στο 3ds max αποκαλείται Collapsing the Stack ή Convert to Editable Mesh. Το ιστορικό δεν είναι τίποτα άλλο από μια λίστα του συνόλου των ενεργειών που έχουν εφαρμοσθεί στο αντικείμενο κατά τη διάρκεια της σχεδίασής του. Όσο μεγαλύτερη είναι η λίστα, τόσο πιο ασταθές προκύπτει το σχήμα. Άρα, συνίσταται μετά την ολοκλήρωση ενός αντικειμένου να διαγράφεται το ιστορικό. Καλό είναι κάθε αντικείμενο να τοποθετείται στην αρχή των αξόνων για να καταλαβαίνει το λογισμικό τη θέση του αντικειμένου. Στο Sketchup, αυτό Σελίδα 14 από 71

20 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά πραγματοποιείται με το εργαλείο Axes που έχει περιγραφεί πιο πάνω, ενώ στο 3ds max, στην καρτέλα Hierarchy -> Adjust Trasnform, με το κουμπί Reset Transform. Μια εναλλακτική και παρόμοια λειτουργία εκτελεί το Center to Object. Το τελευταίο κεντράρει πάνω στο αντικείμενο μετά από αλλεπάλληλες μετακινήσεις και διαγραφές στοιχείων. Κατά τη σχεδίαση προκύπτουν συνήθως μεμονωμένες αχρείαστες πλευρές ή κορυφές. Καλή ιδέα αποτελεί η συγχώνευση κορυφών με όσο το δυνατό χαμηλό κατώφλι (threshold). Με τη συγχώνευση κορυφών, εξαλείφονται τυχόν αιωρούμενες επιφάνειες και κορυφές, καθαρίζοντας το τελικό αντικείμενο. Αφού ολοκληρωθεί η δημιουργία των αντικειμένων που θα συμμετέχουν σε μια σκηνή, ακολουθεί η δημιουργία και η τοποθέτηση εικόνων τα λεγόμενα textures, τα οποία θα δώσουν πνοή στα αντικείμενα, τα οποία καθιστούν λειτουργικά, ενδιαφέροντα και έτοιμα να ικανοποιήσουν ακόμη και τον πιο απαιτητικό χρήστη. Για να δημιουργήσουμε ένα δικό μας μετατροπέα ελέγχου κίνησης animation _ parameter editor έτσι επιτυχάνουμε φυσικότητα στην κίνηση και το αποτέλεσμα είναι φυσικό. (Μιχάλης Δουλγεράκης) 4.2 3DS MAX Material Editor Ένα απο τα σημαντικότερα νέα χαρακτηριστικά του προγράμματος είναι η νέα βιβλιοθήκη υλικών που είναι κοινή στις άλλες εφαρμογές της Autodesk (AutoCAD, Autodesk Revit Architecture, AutoCAD Civil 3D κ.λπ.) και του 3ds Max Design. Εικόνα 4.2:Material Library Σελίδα 15 από 71

21 Περιγραφή προγράμματος 3ds max studio O νέος Material Editor βασίζεται στους κόμβους με τη βοήθεια των οποίων γίνεται πολύ εύκολη ή δημιουργία και επεξεργασία πολύπλοκων υλικών. Εικόνα 4.3:Material Editor O Quick Silver Renderer είναι μία νέα μηχανή φωτορεαλισμού που εκμεταλλεύεται εκτός απο τον επεξεργασή του υπολογιστή (CPU) και τον επεξεργαστή της κάρτας γραφικών (GPU) με αποτέλεσμα τη δημιουργία του φωτορεαλισμού σε απίστευτη ταχύτητα( προσπελάστηκε 26/7/2012) Σελίδα 16 από 71

22 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Εικόνα 4.4: Quick Silver Renderer Έτσι έχουμε το Diffuse Color, όπου επιλέγεται το texture που θα καθορίσει την εμφάνιση του αντικειμένου, το Bump, όπου επιλέγεται το bump map για τη πρόκληση ψευδαίσθησης επιφανειών με λεπτομέρειες βάθους, το Specular για το βαθμό ανάκλασης του φωτός από το αντικείμενο και αρκετά ακόμα. Τα κανάλια βρίσκονται στο μενού Maps και φαίνονται αν προεκταθεί κάνοντας κλικ στο μενού. Επιλέγοντας ένα κανάλι, εμφανίζεται ένα νέο παράθυρο, ο Material/Map Browser. Ο σχεδιαστής έχει την πολυτέλεια να επιλέξει ένα texture εκ των βιβλιοθηκών που του προσφέρει το 3ds Max ή πατώντας στο Bitmap, να φορτώσει το δικό του. Η ίδια λογική ισχύει και για τα υπόλοιπα κανάλια με τη διαφορά ότι κάθε κανάλι εκμεταλλεύεται διαφορετικά την πληροφορία της εικόνας. Σε κάθε κανάλι αποδίδεται ένα πεδίο στο οποίο δίνεται μια τιμή και ρυθμίζει το ποσοστό που αυτό επιδρά στην εμφάνιση του αντικειμένου. Η ανάθεση του texture είναι απλή και γίνεται με δύο τρόπους, είτε με drag and drop πάνω στο αντικείμενο είτε με το κουμπί Assign Material To Selection. Για να παρουσιασθεί το ολοκληρωμένο αποτέλεσμα πρέπει να γίνει rendering. Σελίδα 17 από 71

23 Περιγραφή προγράμματος 3ds max studio Μια πολύ χρήσιμη τεχνική όσο αφορά την τοποθέτηση textures είναι το tiling. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι εξοικονομείται μνήμη, καθώς μια εικόνα μικρής ανάλυσης μπορεί να καλύψει μια επιφάνεια, που κανονικά θα ήθελε μια μεγαλύτερη. Το μικρό texture επαναλαμβάνεται έτσι ώστε να καλυφθεί η συνολική έκταση. Το μειονέκτημα είναι η επανάληψη σε πολύ μεγάλο βαθμό της ίδιας εικόνας, κάτι που είναι δυσάρεστο στο θεατή, χάνοντας σε ρεαλισμό. Ένας αποτελεσματικός τρόπος για να αποφευχθεί αυτό, είναι η εξάλειψη επιφανών χαρακτηριστικών ή σημαδιών, για να παραμείνει η εικόνα ενδιαφέρουσα. Χρειάζεται σύνεση στη χρήση του tiling, έτσι ώστε να μην επηρεαστεί το γενικό σύνολο αρνητικά. Καλά παραδείγματα για tiling αποτελούν οι τοίχοι, το έδαφος και ο ουρανός. Εικόνα 4.5: Χρήση tiling στο γρασίδι. 4.3 ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ Για να μπορέσουμε να τροποποιήσουμε, μετασχηματίσουμε ή διαγράψουμε ένα αντικείμενο, θα πρέπει πρώτα να το επιλέξουμε. Οι δύο πιο κοινές μέθοδοι επιλογής αντικειμένων είναι το πλήκτρο Select Object της βασικής γραμμής εργαλείων και η επιλογή Select στο μενού quad. Αφού κάνουμε κλικ στα πλήκτρα αυτά, μπορούμε μετά να κάνουμε κλικ για να επιλέξουμε όποιο αντικείμενο είναι ορατό σε κάποιο από τα παράθυρα προβολής. Με πατημένο το πλήκτρο Control μπορούμε να προσθέτουμε αντικείμενα στην επιλογή μας ή να αποεπιλέγουμε ήδη επιλεγμένα αντικείμενα. Σελίδα 18 από 71

24 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Αν πατήσουμε το πλήκτρο Η του πληκτρολογίου, θα εμφανισθεί το πλαίσιο διαλόγου Select Objects, όπου εμφανίζονται όλα τα αντικείμενα που υπάρχουν στη σκηνή και μπορούμε να τα επιλέξουμε με το όνομά τους. Αρχικά η λίστα των αντικειμένων είναι ταξινομημένη αλφαβητικά(alphabetical), αλλά μπορούμε να επιλέξουμε και ταξινόμηση ανά είδος αντικειμένου (By Type) ή ανά χρώμα (By Color) ή και ανά μέγεθος (By Size) από την ομάδα Sort. Από κάτω υπάρχει και η ομάδα List Types, απ' όπου μπορούμε να ακυρώσουμε την επιλογή κάποιων πλαισίων ελέγχου. Το πλαίσιο διαλόγου Select Objects μπορεί να εμφανισθεί και αν επιλέξουμε Name από το υπομενού Select By του μενού Edit ή και αν κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Select by Name της βασικής γραμμής εργαλείων, δίπλα ακριβώς από το πλήκτρο Select Object. Στο πλαίσιο διαλόγου αυτό μπορούμε να κάνουμε κλικ στο όνομα του αντικειμένου που θέλουμε να επιλέξουμε, ενώ για να επιλέξουμε περισσότερα αντικείμενα, πρέπει να κρατάμε πατημένο το πλήκτρο Control ή το πλήκτρο Shift, για μεμονωμένη ή και συνεχή επιλογή αντικειμένων, αντίστοιχα. Για να τελειώσουμε με την επιλογή των αντικειμένων, κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Select και τα επιλεγμένα αντικείμενα ξεχωρίζουν στα παράθυρα προβολής. Αν χρησιμοποιήσουμε το πλήκτρο Select Object για να επιλέξουμε ένα αντικείμενο, ο δρομέας θα πάρει το σχήμα σταυρού και μόλις τοποθετήσουμε το ποντίκι πάνω από ένα αντικείμενο, θα εμφανισθεί το όνομα του αντικειμένου σε κίτρινο πλαίσιο (tooltip). Μόλις κάνουμε κλικ πάνω στο αντικείμενο, αυτό θα ξεχωρίσει και μπορούμε να συνεχίσουμε να επιλέγουμε κι άλλα αντικείμενα με πατημένο το πλήκτρο Control. Για να αφαιρέσουμε ένα αντικείμενο από τα επιλεγμένα, κρατάμε πατημένο το πλήκτρο Alt και κάνουμε κλικ πάνω του, ενώ για να αποεπιλέξουμε όλα τα επιλεγμένα αντικείμενα, αρκεί να κάνουμε κλικ σε μια κενή περιοχή του παραθύρου προβολής. Το 3D Studio MAX δίνει αυτόματα μοναδικά ονόματα στα αντικείμενα που δημιουργούμε, έτσι ώστε να μπορούμε να τα ξεχωρίζουμε. Το όνομα που δίνει το πρόγραμμα αυτόματα σ' ένα αντικείμενο έχει ως πρόθεμα το είδος του αντικειμένου και έναν αύξοντα αριθμό, όπως π.χ. Box01. Για να Σελίδα 19 από 71

25 Περιγραφή προγράμματος 3ds max studio αλλάξουμε το όνομα ενός αντικειμένου, πρώτα το επιλέγουμε και πηγαίνουμε στο πεδίο κειμένου Name and Color του πάνελ Create στο δεξί μέρος της οθόνης ή εμφανίζουμε το πλαίσιο διαλόγου Object Properties με δεξί κλικ πάνω στο αντικείμενο και επιλέγοντας Properties... από το πτυσσόμενο μενού. Εκεί πάμε στο πλαίσιο διαλόγου Name της καρτέλας General. Με το εργαλείο Region Selection, το οποίο βρίσκεται δεξιά ακριβώς από το εργαλείο Select by Name και το οποίο περιέχει ένα flyout μενού, μπορούμε να επιλέξουμε αντικείμενα σχεδιάζοντας ένα περιθώριο γύρω απ' αυτά. Οι μέθοδοι επιλογής με το εργαλείο αυτό είναι οι εξής :Rectangular, Circular, Fence, Lasso και Paint. Με ενεργό το εργαλείο Select Object, κάνουμε κλικ και σύρουμε μέσα σ' ένα παράθυρο προβολής για να επιλέξουμε μια περιοχή σύμφωνα και με την επιλογή που έχουμε κάνει νωρίτερα στο εργαλείο Region Selection. Αν το διπλανό πλήκτρο Window/Crossing είναι πατημένο και βρίσκεται έτσι στην επιλογή Window, τότε τα αντικείμενα θα πρέπει να βρίσκονται ολόκληρα μέσα στο περιθώριο που σχεδιάζουμε για να μπορέσουν να επιλεγούν, ενώ αν το πλήκτρο αυτό δεν είναι πατημένο, οπότε βρίσκεται στην επιλογή Crossing, τότε αρκεί τα αντικείμενα να τέμνονται από το περιθώριο για να μπορούν να επιλεγούν. Το εργαλείο Paint Selection Region χρησιμοποιεί την αναλογία μιας βούρτσας για να γίνεται η επιλογή των αντικειμένων. Απλώς σύρουμε με το εργαλείο αυτό πάνω από τα αντικείμενα που θέλουμε να επιλέξουμε. Για να αλλάξουμε το μέγεθος της βούρτσας, πηγαίνουμε στο πεδίο κειμένου Paint Selection Brush Size της καρτέλας General του πλαισίου διαλόγου Preference Settings, που εμφανίζεται από την επιλογή Preferences... του μενού Customize. 4.4 ΟΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ Για να δούμε ή και να αλλάξουμε τις ιδιότητες ενός αντικειμένου, το επιλέγουμε και πάμε στην επιλογή Object Properties... του μενού Edit ή κάνουμε δεξί κλικ πάνω του και επιλέγουμε Properties... από το πτυσσόμενο μενού. Σε κάθε περίπτωση θα εμφανισθεί το πλαίσιο διαλόγου Object Σελίδα 20 από 71

26 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Properties. Μπορούμε να κρύψουμε (hide) κάποια αντικείμενα της σκηνής. Για να κρύψουμε ένα αντικείμενο, επιλέγουμε το πλήκτρο Display του πάνελ εντολών στο δεξί μέρος της οθόνης και επεκτείνουμε το Hide rollout. Εκεί υπάρχουν οι επιλογές Hide Selected, για να κρύψουμε όσα αντικείμενα είναι επιλεγμένα, Hide Unselected, για να κρύψουμε όσα αντικείμενα δεν είναι επιλεγμένα, Hide by Name..., για να κρύψουμε αντικείμενα με βάση το όνομά τους στο πλαίσιο διαλόγου Hide Objects που θα εμφανισθεί και Hide by Hit, για να κρύψουμε όσα αντικείμενα θέλουμε με απλό κλικ πάνω τους. Θα πρέπει να έχουμε υπόψη μας ότι τα αντικείμενα αποκρύβονται απ' όλα τα παράθυρα προβολής. Μια πολύ καλή επιλογή στην περίπτωση που έχουμε μια πολύπλοκη σκηνή είναι το πάγωμα (freeze) των αντικειμένων. Τα αντικείμενα που είναι παγωμένα εμφανίζονται με γκρι απόχρωση και είναι μεν ορατά, αλλά δεν μπορούμε να τα επιλέξουμε. Αυτό είναι πολύ βολικό στην περίπτωση που το σχέδιό μας είναι αρκετά πολύπλοκο και δεν επιθυμούμε να επιλέξουμε κατά λάθος κάποια άλλα αντικείμενα. Επίσης, δεν θέλουμε να κρύψουμε τα μη επιθυμητά αντικείμενα γιατί μας ενδιαφέρει η θέση τους σε σχέση με τα επιθυμητά αντικείμενα. Τα παγωμένα αντικείμενα συμμετέχουν στο rendering και δεν χάνουν καμία από τις ιδιότητές τους ή το animation που έχουν. Για να παγώσουμε ένα αντικείμενο, επιλέγουμε το πλήκτρο Display του πάνελ εντολών στο δεξί μέρος της οθόνης και επεκτείνουμε το Freezerollout. Εκεί υπάρχουν οι επιλογές Freeze Selected, για να παγώσουμε όσα αντικείμενα είναι επιλεγμένα, Freeze Unselected, για να παγώσουμε όσα αντικείμενα δεν είναι επιλεγμένα, Freeze by Name..., για να παγώσουμε αντικείμενα με βάση το όνομά τους στο πλαίσιο διαλόγου FreezeObjects που θα εμφανισθεί και Freeze by Hit, για να παγώσουμε όσα αντικείμενα θέλουμε με απλό κλικ πάνω τους. Θα πρέπει να έχουμε υπόψη μας ότι τα αντικείμενα παγώνουν σ' όλα τα παράθυρα προβολής. Στο Freeze rollout υπάρχουν επίσης και οι επιλογές Unfreeze All, για να ξεπαγώσουμε όλα τα παγωμένα αντικείμενα, η Unfreeze by Name... για Σελίδα 21 από 71

27 Περιγραφή προγράμματος 3ds max studio να ξεπαγώσουμε συγκεκριμένα αντικείμενα με το όνομά τους στο πλαίσιο διαλόγου Unfreeze Objects που θα εμφανισθεί καθώς και η Unfreeze by Hit, για να ξεπαγώσουμε ένα αντικείμενο κάνοντας κλικ πάνω του. Οι ίδιες επιλογές εμφανίζονται και αν κάνουμε δεξί κλικ σ' ένα αντικείμενο. 4.5 ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ GIZMO Το καθένα από τα εργαλεία μετασχηματισμού, όπως είναι το Move (μετακίνηση), Rotate (περιστροφή) και Scale (αλλαγή μεγέθους), περιλαμβάνει και ένα εργαλείο gizmo, το οποίο έχει την ιδιότητα να ξεχωρίζει τον ή τους άξονες (axes) αλλά και το επίπεδο (plane) όπου λαμβάνει χώρα ο μετασχηματισμός. 4.6 ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗΣ Με το εργαλείο μετακίνησης (move tool) μπορούμε να μετακινήσουμε ένα επιλεγμένο αντικείμενο είτε ελεύθερα ή σε συγκεκριμένες συντεταγμένες, απόλυτες ή σχετικές. Πρώτα επιλέγουμε το εργαλείο Select and Move, που βρίσκεται στη βασική γραμμή εργαλείων και έχει το σχήμα σταυρού, και μετά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το εργαλείο Move Transform gizmo για ελεύθερη μετακίνηση ενός αντικειμένου κατά μήκος ενός άξονα ή πάνω στο επίπεδο που ορίζεται από δύο άξονες. 4.7 ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ Όπως είδαμε και προηγουμένως, με το εργαλείο περιστροφής (rotate tool), μπορούμε να περιστρέψουμε ένα επιλεγμένο αντικείμενο γύρω από έναν από τους τρεις άξονες Χ, Υ και Ζ. Αν είναι επιλεγμένο το εργαλείο Select and Rotate της βασικής γραμμής εργαλείων, θα εμφανισθεί το εργαλείο Rotate Transform gizmo στο κέντρο (pivot point) του επιλεγμένου αντικειμένου Στην περίπτωση που δεν εμφανίζεται το εργαλείο Transform gizmo, μπορούμε να το εμφανίσουμε είτε κάνοντας κλικ στο πλήκτρο Χ του πληκτρολογίου ή επιλέγοντας Show Transform Gizmo από το μενού Views. Σελίδα 22 από 71

28 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά 4.8 ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΚΛΙΜΑΚΩΣΗΣ Όπως είδαμε και προηγουμένως, με το εργαλείο κλιμάκωσης ή αλλαγής μεγέθους (scale tool) μπορούμε να αλλάξουμε το μέγεθος ενός επιλεγμένου αντικειμένου. Μπορούμε να κλιμακώσουμε το αντικείμενο είτε ομοιόμορφα και στους τρεις άξονες ή κατά μήκος ενός ή δύο αξόνων. Το εργαλείο Select and Scale της βασικής γραμμής εργαλείων είναι στην ουσία ένα flyout μενού που περιέχει τα εργαλεία Select and Uniform Scale, Select and Non-uniform Scale και Select and Squash, για ομοιόμορφη ή μη κλιμάκωση ενός αντικειμένου, αντίστοιχα, αν και οι λειτουργίες αυτών των εργαλείων έχουν στην ουσία αντικατασταθεί από το εργαλείο Transform gizmo. Αν επιλέξουμε το εργαλείο Select and Squash, θα μπορούμε να αλλάξουμε το μέγεθος ενός αντικειμένου, αλλά ο όγκος του θα παραμένει σταθερός. Αυτό σημαίνει ότι αν αυξήσουμε το μήκος του αντικειμένου σε δύο άξονες, αυτό θα μικρύνει αυτόματα στον τρίτο άξονα. Παρόμοια, αν αλλάξουμε το μέγεθός του σ' έναν άξονα, αυτό θα αλλάξει αυτόματα στους άλλους δύο άξονες ώστε να παραμείνει σταθερός ο όγκος του αντικειμένου. Είναι ένα πολύ καλό εργαλείο για να δημιουργήσουμε εφέ καρτούν σε χαρακτήρες κειμένου. 4.9 Η ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΤΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ Όταν επειγόμαστε να τελειώσουμε μια δουλειά και χρειάζεται να κρύψουμε κάποια αντικείμενα, ώστε να μπορούμε να δουλέψουμε πιο άνετα με τα αντικείμενα που θέλουμε και μετά να επαναφέρουμε όλα τα κρυμμένα αντικείμενα, μια πολύ καλή λύση είναι να χρησιμοποιήσουμε το εργαλείο Isolate Selection, το οποίο εμφανίζει (απομονώνει) μόνο τα αντικείμενα που έχουμε επιλέξει και αποκρύβει όλα τα άλλα. Για να απομονώσουμε ένα ή περισσότερα επιλεγμένα αντικείμενα και να αποκρύψουμε όλα τα άλλα, κάνουμε τις επιλογές των αντικειμένων που θέλουμε και πάμε στην επιλογή Isolate Selection του μενού Tools ή πατάμε τα πλήκτρα Alt+Q ή κάνουμε δεξί κλικ πάνω στο αντικείμενο που θέλουμε και πάμε στην επιλογή Isolate Selection του μενού συντόμευσης. Σελίδα 23 από 71

29 Περιγραφή προγράμματος 3ds max studio 4.10 ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ TRANSFORM TYPE-INS Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις επιλογές του εργαλείου Transform Type-Ins, που βρίσκονται στο κάτω μέρος της οθόνης, για να μπορούμε να κάνουμε μετασχηματισμούς με ακρίβεια στα αντικείμενά μας. Το ένα πλήκτρο είναι για να επιλέξουμε απόλυτες ή σχετικές συντεταγμένες(absolute ή Offset Mode Transform Type-In) και τα άλλα τρία διπλανά πεδία κειμένου Χ, Υ και Ζ, είναι για να μπορούμε να καταχωρήσουμε τις επιλογές μας με ακρίβεια. Στο Absolute Mode εισάγουμε τις ακριβείς συντεταγμένες ή την ποσότητα που θέλουμε να μετακινηθεί ή να περιστραφεί το αντικείμενό μας ή και το ποσοστό που θέλουμε να αποκτήσει από το αρχικό του μέγεθος. Στο Offset Mode εισάγουμε τιμές που είναι σχετικές με τις τρέχουσες τιμές του αντικειμένου. Για παράδειγμα, αν είμαστε σε Absolute Mode, είναι ενεργό το εργαλείο μετακίνησης (Move) και εισάγουμε μια τιμή στο πεδίο κειμένου Χ, π.χ. 100, τότε το αντικείμενο θα μετακινηθεί ώστε η νέα του συντεταγμένη στον άξονα Χ να είναι ίση με τη τιμή που δώσαμε, ενώ αν είμαστε σε Offset Mode, είναι ενεργό το εργαλείο μετακίνησης (Move) και εισάγουμε μια τιμή στο πεδίο κειμένου Χ, π.χ. -20, τότε το αντικείμενο θα μετακινηθεί σε σχέση με την τρέχουσα θέση του και θα πάει στη θέση 80. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και την επιλογή Transform Type- In... του μενού Tools ή να πατήσουμε το πλήκτρο F12, ώστε να εμφανισθεί το πλαίσιο διαλόγου Transform Type-In που έχει τις περιοχές Absolute World και Offset World, όπου η καθεμία διαθέτει από τρία πεδία κειμένου, Χ, Υ και Ζ, για να εισάγουμε τις τιμές που επιθυμούμε ΤΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ SNAP Με τα εργαλεία Snap μπορούμε πιο γρήγορα και πιο εύκολα να επεξεργαστούμε τα αντικείμενα της σκηνής καθώς έχουν την ιδιότητα να κάνουν τον δρομέα του ποντικιού να "κλειδώνει" ή να "κολλάει" (snap) σ' ένα χαρακτηριστικό σημείο ενός αντικειμένου, όπως είναι για παράδειγμα μια γωνία ή μια κορυφή, όταν ο δρομέας βρεθεί κάπου κοντά τους. Μπορούμε να κάνουμε κλικ για να ενεργοποιήσουμε το εργαλείο Snaps Toggle, που είναι Σελίδα 24 από 71

30 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά ένα flyout μενού και βρίσκεται στο μέσο της βασικής γραμμής εργαλείων. Υπάρχει και η γραμμή εργαλείων Snaps που μπορούμε να εμφανίσουμε και η οποία περιέχει πολλά χρήσιμα πλήκτρα. Αν επιλέξουμε Grid and Snap Settings... από το μενού Customize, θα εμφανισθεί το πλαίσιο διαλόγου Grid and Snap Settings, όπου στην καρτέλαsnaps υπάρχουν 12 εργαλεία, σε αντίστοιχα πλαίσια ελέγχου, που μπορούμε να έχουμε επιλεγμένα για τις λειτουργίες Snap. Εξ ορισμού είναι επιλεγμένα τα πλαίσια ελέγχου Grid Points, Edge/Segment και Face ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΙΣΗΣ Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το εργαλείο ευθυγράμμισης (align tool) για να ευθυγραμμίσουμε ένα αντικείμενο ως προς ένα άλλο αντικείμενο με βάση έναν ή περισσότερους άξονες.. Για να ευθυγραμμίσουμε ένα αντικείμενο, πρώτα το επιλέγουμε και κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Align της βασικής γραμμής εργαλείων, το οποίο είναι ένα flyout μενού με έξι επιλογές και μόλις επιλέξουμε το αντικείμενο ως προς το οποίο θέλουμε να το ευθυγραμμίσουμε, τα αντικείμενα αυτόματα ευθυγραμμίζονται σ' όλους τους άξονες στο σημείο περιστροφής (pivot point) και εμφανίζεται το πλαίσιο διαλόγου Align Selection ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΚΛΩΝΟΠΟΙΗΣΗΣ Ο όρος κλώνος (clone) αναφέρεται στη δημιουργία ενός αντιγράφου από ένα ήδη υπάρχον αντικείμενο. Στο 3D Studio MAX έχουμε τρία είδη κλώνων : copy, instance και reference. Το copy αποτελεί ένα ξεχωριστό αντικείμενο από το αρχικό, δηλ. μια οποιαδήποτε αλλαγή στο ένα αντικείμενο δεν επηρεάζει το άλλο. Το instance αποτελεί ένα στιγμιότυπο του αρχικού αντικειμένου όπου όλες οι παράμετροι και οι τροποποιητές(modifiers) του ενός αντικειμένου επηρεάζουν και το άλλο. Το reference είναι παρόμοιο με το instance, με μια μικρή διαφορά στο Modifier Stack. Σελίδα 25 από 71

31 Περιγραφή προγράμματος 3ds max studio 4.14 ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΚΑΤΟΠΤΡΙΣΜΟΥ Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το εργαλείο κατοπτρισμού (mirror tool) για να περιστρέψουμε κατοπτρικά ένα αντικείμενο ή και μια ομάδα αντικειμένων γύρω από το σημείο περιστροφής (pivot point) του αντικειμένου και κάθετα προς το παγκόσμιο σύστημα συντεταγμένων (World coordinate system). Κατά τον κατοπτρισμό, το αντικείμενο περιστρέφεται 180 μοίρες γύρω από έναν άξονα ή από το επίπεδο που ορίζουν δύο άξονες. Για να δημιουργήσουμε το κατοπτρικό ενός αντικειμένου, πρώτα το επιλέγουμε και κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Mirror της βασικής γραμμής εργαλείων, που βρίσκεται αριστερά από το πλήκτρο Align. Θα εμφανισθεί το πλαίσιο διαλόγου Mirror, όπου στην περιοχή Mirror Axis μπορούμε να επιλέξουμε είτε έναν από τους άξονες Χ, Υ ή Ζ ή ένα από τα επίπεδα που δημιουργούν ανά δύο οι άξονες, δηλ. ΧΥ, ΥΖ ή ΖΧ, για να γίνει ο κατοπτρισμός γύρω απ' αυτούς ΜΕΤΟΝΟΜΑΣΙΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ Το 3D Studio MAX δίνει αυτόματα δικά του ονόματα στα αντικείμενα που δημιουργούμε, όπως Box01, Shpere01 κοκ, τα οποία έχουμε τη δυνατότητα να αλλάξουμε και να δώσουμε δικά μας πιο περιγραφικά ονόματα. Όπως μπορούμε να παρατηρήσουμε, το όνομα που αποκτά αυτόματα ένα αντικείμενο από το πρόγραμμα αποτελείται από το είδος του αντικειμένου και έναν αύξοντα αριθμό. Ο πιο απλός τρόπος για να αλλάξουμε το όνομα ενός αντικειμένου είναι να το επιλέξουμε και να πάμε στην καρτέλα Modify στο πάνελ εντολών, στο δεξί μέρος της οθόνης. Κάτι τέτοιο είναι όμως αρκετά χρονοβόρο και δεν ενδείκνυται αν έχουμε πολλά αντικείμενα με παρόμοια ονόματα. Μπορούμε να κάνουμε μαζική μετονομασία αντικειμένων αν επιλέξουμε Rename Objects... από το μενού Tools, για να εμφανισθεί το πλαίσιο διαλόγου Rename Objects. Στο πάνω μέρος του πλαισίου διαλόγου υπάρχουν τα πλήκτρα επιλογής Selected και Pick, όπου επιλέγουμε το Σελίδα 26 από 71

32 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά πρώτο αν έχουμε επιλέξει νωρίτερα τα αντικείμενα που θέλουμε να μετονομάσουμε, αλλιώς επιλέγουμε το δεύτερο για να ορίσουμε τα προς μετονομασία αντικείμενα από μια λίστα που θα εμφανισθεί σε λίγο ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΟΜΑΔΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ Μπορούμε να συνδυάσουμε αντικείμενα και να δημιουργήσουμε μια ομάδα αντικειμένων (group), την οποία θα αντιμετωπίζει το πρόγραμμα ως ένα κανονικό αντικείμενο. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα, ότι όταν επιλέγουμε ένα αντικείμενο της ομάδας, τότε θα επιλέγεται ολόκληρη η ομάδα ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ Μπορούμε να εισάγουμε αντικείμενα από μια άλλη σκηνή (scene) στην δική μας. Το πρόγραμμα αντιγράφει μόνο τα αντικείμενα που θέλουμε και τοποθετεί ένα αντίγραφό τους στην σκηνή μας. Μετά θα μπορούμε να τροποποιήσουμε τα εισαγόμενα αντικείμενα χωρίς να επηρεαστούν καθόλου τα αρχικά αντικείμενα. Το πλαίσιο διαλόγου Merge File εμφανίζει μια λίστα των αντικειμένων και των ομάδων που υπάρχουν στην σκηνή, όπου τα ονόματα των ομάδων αντικειμένων περικλείονται από αγκύλες [].( Σελίδα 27 από 71

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5-ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΣΚΗΝΩΝ 5.1TERRAIN Τα terrain στην ουσία αναπαριστούν το έδαφος, πιο απλά την επιφάνεια της Γης. Γενικά, τα terrain και τα στοιχεία που είναι άρρηκτα συνδεδεμένα με αυτά σχεδιάσθηκαν ώστε να αναπαριστούν γεωγραφικές περιοχές με ευδιάκριτα τα χαρακτηριστικά που τις αντιπροσωπεύουν Εικόνα 5.1:Terrain στο 3ds max studio 5.2 ΦΩΤΙΣΜΟΣ Οι διαδικασίες και οι τεχνικές που εμπλέκονται με το φωτισμό είναι αρκετά πολύπλοκες και προσεγγίζονται με προσοχή από το σχεδιαστή. Ο φωτισμός είναι το βασικότερο κομμάτι της ζωής μας, καθώς δίχως φως δε θα βλέπαμε τα αντικείμενα που μας περιτριγυρίζουν. Ο φωτισμός λοιπόν παίζει καθοριστικό ρόλο στην εικόνα και τα μηνύματα που περνάει μέσω της σκηνής. Εκπέμπει συναισθήματα, δρώντας στην ιστορία που αφηγείται μια σκηνή. Είναι αναγκαίο ο φωτισμός να φανερώνει με τον κατάλληλο τρόπο τις λεπτομέρειες των αντικειμένων καθώς και τον όγκο τους. Επιπλέον, είναι το μέσο το οποίο αφηγείται κατά κάποιο τρόπο την ιστορία της σκηνής, διαμορφώνει τη διάθεση και τα συναισθήματα των θεατών δίνοντας έναν ιδιαίτερο τόνο στα χρώματα και τις κινήσεις που αναπτύσσονται. Το χρώμα για παράδειγμα είναι βασικό κομμάτι της ζωής μας. Το χρώμα συγκινεί και εκφράζει τους ανθρώπους. Αναμφίβολα, δεν μπορούμε να ζήσουμε χωρίς Σελίδα 28 από 71

34 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά αυτό. Μπορούμε να πούμε ότι το χρώμα είναι ταυτόχρονα μια θετική και μια αρνητική δύναμη. Για παράδειγμα, το γαλάζιο είναι το χρώμα της ηρεμίας και της απελευθέρωσης. Το πράσινο θεωρείται χρήσιμο, δυνατό και φιλικό και ξεκούραστο. Έχει να κάνει με τη φύση και την αίσθηση της ισορροπίας και ικανότητας. Το κόκκινο είναι ένας κραδασμός ώθησης που συνδέεται με την επιθετικότητα, την κατάκτηση και το αίσθημα ότι κάτι είναι επείγον και καθιστά άμεσα την προσοχή μας. Είναι ένα ερεθιστικό χρώμα (Cayce Ε.,1989). Βεβαίως, πρέπει να υπάρχει μια ισορροπία μεταξύ των χρωμάτων που συμμετέχουν σε μια σκηνή. Πολλά δυνατά χρώματα προκαλούν μια εικόνα χαοτική και κουραστική για το θεατή. Αντίθετα, πολύ ασθενή χρώματα κάνουν την εικόνα πληκτική, δίχως ενδιαφέρον. Όπως προαναφέρθηκε, το φως επηρεάζει τη διάθεση. Η ένταση, η κατεύθυνση, η γωνία πρόσπτωσης, ο αριθμός των φώτων καθώς και οι σκιές, όλα παίζουν θεμελιώδη ρόλο στον καθορισμό της διάθεσης που εκπέμπει η σκηνή (Omernick M.,2004) Εικόνα 5.2:Φωτισμός στο 3ds max studio Τα περισσότερα προγράμματα σχεδίασης σε 3D παρέχουν τα ίδια είδη και ρυθμίσεις φωτισμού. Στην ουσία αντιπροσωπεύουν τα αντίστοιχα του πραγματικού κόσμου. Παρακάτω περιγράφονται τα βασικότερα από αυτά Directional Lights Τα Directional Lights χρησιμοποιούνται συνήθως για να παίξουν το ρόλο του ήλιου. Παρέχουν ελεγχόμενο και προβλέψιμο φωτισμό. Λέγεται και παράλληλος φωτισμός λόγω του φαινομένου κατά το οποίο οι ακτίνες του Σελίδα 29 από 71

35 Δημιουργία σκηνών ήλιου που φτάνουν στη Γη είναι σχεδόν παράλληλες μεταξύ τους, λόγω της μεγάλης απόστασης. Όσο μεγαλύτερη λοιπόν είναι η απόσταση της πηγής από τα αντικείμενα, τόσο παράλληλες είναι οι ακτίνες. Κύριο χαρακτηριστικό αποτελεί το γεγονός ότι η ένταση του φωτός δε μειώνεται λόγω της απόστασης, αλλά φωτίζει όλη τη σκηνή ομοιόμορφα Spotlights Φωτίζουν μια περιοχή μέσα σε έναν κώνο έχοντας ένα συγκεκριμένο στόχο. Λειτουργούν σαν το φως που πέφτει σε έναν ηθοποιό ή τραγουδιστή για να προσελκύσει πάνω του την προσοχή. Γενικά, παρέχουν λύσεις φωτισμού σε αρκετές περιπτώσεις. Omni Lights Είναι φωτεινά σημεία που εκπέμπουν φως προς όλες τις κατευθύνσεις. Είναι ιδανικό για λάμπες, κεριά και τα συναφή. Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι η ευελιξία που παρέχουν στο σχεδιαστή και τα αποτελέσματα που παράγουν για τα αντικείμενα που προαναφέρθηκαν είναι κάτι παραπάνω από ικανοποιητικά. Εκτός από τα βασικά είδη φωτισμού, είναι διαθέσιμα και επιπρόσθετα, όπως τα skylights και τα volume lights. Τα skylights παρέχουν καθολικό ρεαλιστικό φωτισμό (φωτίζουν όλη τη σκηνή), αλλά το κύριο μειονέκτημα τους και ο λόγος που αποφεύγονται σε κάποιες περιπτώσεις είναι ότι ο χρόνος κατά τον οποίο πραγματοποιείται το rendering αυξάνεται δραματικά. Ο καθολικός φωτισμός μιας σκηνής επιχειρεί να αναπαραστήσει τον πραγματικό φωτισμό υπολογίζοντας το ανακλώμενο φως από όλες τις επιφάνειες. Στην πραγματικότητα, το φως δεν εκπέμπεται μόνο από πηγές, όπως λάμπες, κεριά ή από τον ήλιο, αλλά επιπλέον, κάθε αντικείμενο του περιβάλλοντος το αντανακλά και εκπέμπουν το δικό τους φως, προσδίδοντας ένταση στον καθολικό φωτισμό της σκηνής (Omernick M., 2004). Ένας αποτελεσματικός αλγόριθμος που χρησιμοποιείται για καθολικό Σελίδα 30 από 71

36 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά φωτισμό και παράγει πολύ ρεαλιστικές σκηνές, είναι αυτός του Radiosity. Επιπλέον, ένας ακόμη που χρησιμοποιείται ευρύτατα είναι ο Light Tracer. Οι δύο κύριες ρυθμίσεις του είναι το Rays/Sample και το Bounces. Το πρώτο παράγει λεία καρέ όσο περισσότερο αυξάνεται η τιμή του και το δεύτερο αντιπροσωπεύει την ικανότητα των ανακλάσεων του φωτός. Όσο μεγαλύτερες είναι οι τιμές τόσο καλύτερη γίνεται η ποιότητα. Μια αρκετά χρήσιμη λειτουργία που παρέχουν τα περισσότερα είδη φωτισμού είναι το Falloff ή Attenuation. Περιορίζει την απόσταση που διανύει το φως, με σκοπό να επηρεάζει μόνο τα γύρω αντικείμενα κοντινά αντικείμενα ελέγχοντας το. Σε συνδυασμό με το Intensity που ρυθμίζει την ένταση δίνει στο σχεδιαστή τη δυνατότητα να έχει τον απόλυτο έλεγχο στο στην απόσταση στην οποία εκπέμπεται το φως και στον τρόπο με τον οποίο πέφτει πάνω στα αντικείμενα.(autodesk 3ds max studio 2011;Γκίκας Σ, 2011) 5.3 ΣΚΙΕΣ Γενικά σκιά ονομάζεται η περιοχή του χώρου πίσω από ένα αντικείμενο εμπόδιο (υλικό και αδιαφανές) που διακόπτει την πορεία του φωτός. Συνήθως διακρίνονται δύο είδη σκιάς: η κύρια σκιά και η παρασκιά. Η κύρια σκιά προκύπτει από τον ολοκληρωτικό αποκλεισμό του φωτός ενώ η παρασκιά από το μερικό, πράγμα που την κάνει σε μικρό ή μεγάλο βαθμό (εξαρτάται από το γύρω περιβάλλον) λιγότερο έντονη. Έτσι λοιπόν, όπου υπάρχει φως και αντικείμενα υπάρχει και η σκιά ανεξάρτητα από τις συνθήκες φωτισμού. Ο κόσμος είναι γεμάτος από άφθονο φως, αντικείμενα και σκιές. Είναι όλα αναπόσπαστα και αλληλένδετα μεταξύ τους. Είναι πρακτικά αδύνατο να φανταστεί κάποιος αντικείμενα χωρίς σκιά. Στα τρισδιάστατα γραφικά, αν τα αντικείμενα δεν παράγουν σκιές, η όλη εικόνα δε φαίνεται φυσιολογική και σωστή με τα δεδομένα του πραγματικού κόσμου. Αντίθετα, φαίνονται σαν να αιωρούνται, κάνοντας ασαφή τον προσδιορισμό της θέσης τους και χάνουν στην ουσία το ρόλο που παίζουν στη σκηνή. Άρα, ο σχεδιαστής θα πρέπει να είναι σίγουρος ότι όλα Σελίδα 31 από 71

37 Δημιουργία σκηνών τα αντικείμενα φωτίζονται και παράγουν σκιές, εκτός από κάποιες σπάνιες περιπτώσεις. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι όσο πιο μεγάλη είναι η απόσταση μεταξύ μιας φωτεινής πηγής και ενός αντικειμένου τόσο περισσότερο διαφάνεια έχει η σκιά του. Είναι εύκολο να συμπεράνει κανείς ότι τρόπος τοποθέτησης φωτισμών επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τις σκιές και την όλη εικόνα που παρουσιάζεται στο θεατή. Εικόνα 5.3:Σκιές στο 3ds max studio 5.4 ΕΦΕ ΟΜΙΧΛΗΣ Στο 3ds Max υπάρχουν δύο τύποι ομίχλης. Ο πρώτος και πιο απλός είναι ο Standard κατά τον οποίο δίνονται οι επιλογές για το πόσο έντονη θα φαίνεται στις κοντινές και στις μακρινές αποστάσεις και για το αν θα περιορίζεται στο φόντο. Υπάρχει επίσης και η δυνατότητα να οριστεί το χρώμα της. Ο δεύτερος τύπος ο Layered είναι λίγο πιο σύνθετος αρχικά, μέχρι ο χρήστης να μάθει πως να θέτει τις τιμές για να έχει καλό αποτέλεσμα. Τρεις είναι οι βασικές τιμές που πρέπει να δώσει ο χρήστης για τη δημιουργία Layered Fog. Το Top, το οποίο καθορίζει το πάνω άκρο της ομίχλης, δηλαδή Σελίδα 32 από 71

38 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά μέχρι ποιο ύψος θα φτάνει. Το Bottom το οποίο καθορίζει το κάτω άκρο της ομίχλης, δηλαδή το ύψος από το οποίο θα ξεκινάει. Το Density το οποίο ρυθμίζει την ένταση της ομίχλης. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ένταση της ομίχλης επηρεάζεται άμεσα από τις τιμές που έχουν δοθεί στο πάνω και κάτω άκρο της ομίχλης. Για παράδειγμα αν η απόσταση μεταξύ του πάνω και κάτω άκρου είναι μικρή, τότε η ένταση της ομίχλης είναι αυξημένη σε σχέση με μια μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Βεβαίως, οι δυνατότητες επιλογής χρώματος και ο περιορισμός της στο φόντο είναι ίδιες με του Standard τρόπου. Τέλος, μια ακόμη παράμετρος είναι αυτή του Falloff, έχοντας παρόμοια λειτουργία με αυτή που προαναφέρθηκε για τους φωτισμούς, δηλαδή θέτει την ένταση στο μηδέν είτε στο πάνω άκρο, είτε στο κάτω άκρο ή ακόμη και δε κανένα. (Γκίκας Σ., 2011) ΕΙΚΟΝΑ 5.4:Εφέ ομίχλη 5.5 ΟΥΡΑΝΙΟΣ ΘΟΛΟΣ Ο τύπος και το θέμα της σκηνής καθορίζουν το αν ο σχεδιαστής θα επιλέξει να φτιάξει ουρανό. Ο ουρανός συνεισφέρει με το δικό του ιδιαίτερο τρόπο στο συναίσθημα, τη ψυχολογία και την ικανοποίηση των χρηστών. Για παράδειγμα ένας καθαρός και ηλιόλουστος ουρανός προκαλεί καλή διάθεση και ηρεμία, ενώ ένας συννεφιασμένος, σκοτεινός και με ομίχλη ουρανός έχει μια μυστηριώδη φύση που μπορεί να προκαλέσει ενδιαφέρον σε συνδυασμό Σελίδα 33 από 71

39 Δημιουργία σκηνών με το θέμα που διαπραγματεύεται η σκηνή, όπως στα βιντεοπαιχνίδια τρόμου. Η ορολογία που επικρατεί στον τομέα των γραφικών είναι Skydome ή Skybox, ανάλογα με το αν ο ουρανός είναι σφαιρικός (θόλος) ή τετραγωνικός αντίστοιχα. Στη συγκεκριμένη περίπτωση δημιουργήθηκε Skydome ή πιο απλά ουράνιος θόλος. Η δημιουργία του είναι αρκετά απλή. Αφού έχουν στηθεί τα terrain και όλα τα υπόλοιπα αντικείμενα που συμμετέχουν στη σκηνή, σχεδιάζεται μια σφαίρα η οποία εσωκλείει τα παραπάνω. Πρέπει να διασφαλισθεί ότι δεν υπάρχουν κενά μεταξύ του θόλου και των terrain, διότι η σκηνή θα χάσει τη φυσικότητά της. Στη συνέχεια, αφαιρείται το κάτω μισό της σφαίρας αφού δε έχει καμία χρησιμότητα για την έκβαση της σκηνής. Για να υπάρχει η δυνατότητα θέασης των αντικειμένων εντός του θόλου καθώς και του υλικού ή του texture που θα του ανατεθεί, γίνεται flip σε αυτόν και από τις ιδιότητές του (Object Properties) ενεργοποιείται η επιλογή Backface Cull. Επιπλέον, από τις ιδιότητες είναι απαραίτητο να απενεργοποιηθούν οι επιλογές Receive Shadows και Cast Shadows, αφού ο ουρανός ούτε λαμβάνει ούτε εκπέμπει σκιές. Ακολουθεί η διαμόρφωση των διαστάσεων του θόλου ανάλογα με τις προτιμήσεις του κάθε σχεδιαστή. Τέλος, σειρά έχει η ανάθεση ενός material ή texture. Βέβαια, η ανάθεση ενός texture χρειάζεται προσοχή για να μην αλλοιωθεί το αποτέλεσμα και να δείχνει όσο το δυνατό πιο φυσιολογικό. Ένα σημείο που απαιτεί επιμέλεια είναι ο επαρκής φωτισμός του θόλου. Στις περισσότερες των περιπτώσεων (εκτός των νυχτερινών ωρών ή λόγω πολύ συννεφιασμένου καιρού) ο ουρανός είναι ιδιαίτερα φωτεινός και θα πρέπει να του αποδοθεί ο αντίστοιχος φωτισμός. Ένας αποτελεσματικός τρόπος για να επιτευχθεί το παραπάνω είναι να χρησιμοποιηθεί Skylight με Global Illumination. Ένας ακόμα είναι η χρήση κάποιου εκ των φωτισμών πάνω του, ακόμη και σε συνδυασμό με τον προαναφερθέντα. (Γκίκας Σ.,2011;Autodesk 3ds Max Studio 2011 tutorial) Σελίδα 34 από 71

40 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά 5.6 ΚΑΜΕΡΑ Όπως είναι γνωστό, η κάμερα είναι ένα μέσο για τη σύλληψη μιας εικόνας ή ενός βίντεο. Οι σωστές ρυθμίσεις των λειτουργιών της παίζουν καταλυτικό ρόλο στην απεικόνιση των δρώμενων. Η οπτική γωνία και η τοποθέτησή της είναι από τα πιο βασικά. Η οπτική γωνία περιγράφει την γωνιακή έκταση μιας σκηνής που απεικονίζεται μέσω της κάμερας. Η οπτική γωνία εξαρτάται από τον τύπο φακού που χρησιμοποιείται. Όσο μεγαλύτερα τα χιλιοστά (mm) τόσο μικρή είναι η οπτική γωνία. Τύποι Φακού Υπάρχουν διάφοροι τύποι φακού ανάλογα με τη λεπτομέρεια και το θέμα που φέρει μια εικόνα: Normal: Προσφέρει το μεγαλύτερο διάφραγμα σε σχέση με τους υπόλοιπους. Ευρυγώνιος: Είναι ένας φακός μικρής εστιακής απόστασης κατασκευασμένος να καλύπτει μια μεγάλη οπτική γωνία. Τηλεφακός: Προσφέρει μακρά εστίαση έχοντας προς την πλευράς της κάμερας κάποια στοιχεία απόκλισης. Τα τελευταία έχουν την ικανότητα να κάνουν την απόσταση του ειδώλου από το φακό μικρότερη. Φακοί μακράς εστίασης: Δίνει είδωλο υψηλής ποιότητας καλύπτοντας μια στενή οπτική γωνία. Κατοπρικός: Είναι εξαιρετικά μεγάλης εστιακής απόστασης (500mm και πάνω). Zoom: Οι φακοί zoom είναι σχεδιασμένοι για να έχουν μεταβλητή εστιακή απόσταση. Καλύπτουν συνήθως εστιακές αποστάσεις από mm ή mm ή mm. Fisheye υπερευρυγώνιος: Οι περισσότεροι εκ των ευρυγώνιων φακών είναι σχεδιασμένοι για να καταγράφουν τις οριζόντιες και κάθετες γραμμές του αντικειμένου, σαν οριζόντιες και κάθετες στο Σελίδα 35 από 71

41 Δημιουργία σκηνών είδωλο. Αντίθετα, οι fisheye, καταγράφουν τις ευθείες γραμμές σαν καμπύλες και δίνουν σε όλο το είδωλο μια όψη ανάκλασης κυρτού κατόπτρου ή ματιού ψαριού. Από το τελευταίο προήλθε και το όνομα fisheye. Τυπικοί φακοί για κάμερες 35mm προσφέρουν εστιακές αποστάσεις από 6 μέχρι 16mm. Φακοί ειδικής χρήσης: Οι φακοί UV είναι διορθωμένοι σε ότι αφορά το υπεριώδες φως. Τέτοιοι φακοί προορίζονται για επιστημονικές εργασίες, όπου συνήθως χρησιμοποιείται τέτοιου είδους φωτισμός. Η κατασκευή του φακού soft focus προκαλεί προμελετημένα το σφάλμα της σφαιρικής εκτροπής. Αυτό δίνει περαιτέρω ένταση στα φωτεινά μέρη και γενικά μια απαλότητα στα περιγράμματα. Macro: Είναι περισσότερο κατασκευασμένοι για αντικείμενα των οποίων η απόσταση από το φακό είναι πολύ μικρή. Μπορούν επιπρόσθετα να χρησιμοποιηθούν και για μακρινά αντικείμενα, τα οποία όμως δε θα φαίνονται το ίδιο καθαρά με ένα φακό γενικής χρήσης. Για μια συγκεκριμένη απόσταση μεταξύ κάμερας και αντικειμένου, μακρύτεροι φακοί μεγεθύνουν το θέμα περισσότερο. Έχουν μικρότερο βάθος πεδίου και φαίνεται σαν να συμπιέζουν την απόσταση. Ευρύτεροι φακοί επεκτείνουν την απόσταση μεταξύ των αντικειμένων. Ένα άλλο αποτέλεσμα της χρήσης ευρυγώνιου φακού, είναι η μεγαλύτερη εμφανής παραμόρφωση της προοπτικής στην περίπτωση που η κάμερα δεν είναι ευθυγραμμισμένη κάθετα ως προς το θέμα. Πρακτικά αυτό σημαίνει ότι παράλληλες γραμμές συγκλίνουν με τον ίδιο ρυθμό όπως με ένα κανονικό φακό, αλλά συγκλίνουν σε μεγαλύτερο βαθμό λόγω του ευρύτερου τομέα συνολικά. Για παράδειγμα, τα κτίρια φαίνονται σαν να γέρνουν προς τα πίσω σε μεγαλύτερο βαθμό όταν η κάμερα είναι γυρισμένη προς τα πάνω από ότι θα ήταν αν είχαν συλληφθεί από έναν κανονικό φακό στην ίδια απόσταση από το/α αντικείμενο/α. Για το λόγο του ότι διαφορετικοί φακοί απαιτούν διαφορετική απόσταση κάμεραςαντικειμένων έτσι ώστε να διατηρήσουν τα αντικείμενα την αναλογία του μεγέθους τους, η μεταβολή της οπτικής γωνίας μπορεί να στρεβλώσει την προοπτική, αλλάζοντας το σχετικό μέγεθος των αντικειμένων και του προσκήνιου. Σελίδα 36 από 71

42 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά 5.7 3ds Max Camera Το 3ds max διαθέτει δύο ειδών κάμερες: Την Target Camera, η οποία εστιάζει σε μια περιοχή γύρω από ένα στόχο, ο οποίος στις περισσότερες περιπτώσεις αποτελεί ένα αντικείμενο. Ο στόχος της κάμερας αναπαρίσταται από ένα τετράγωνο. Η κάμερα και ο στόχος μπορούν να κινούνται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Την Free Camera, η οποία εστιάζει σε μια περιοχή ανάλογα με την κατεύθυνση στην οποία κοιτάει ο φακός. Προτιμάται στην περίπτωση που η κάμερα θα έχει τη δυνατότητα μετακίνησης κατά τη διαρκείας της εξέλιξης της σκηνής. Όπως ισχύει και για τις πραγματικές κάμερες, τα κύρια χαρακτηριστικά της είναι το μήκος εστίασης (φακός) και το οπτικό πεδίο (οπτική γωνία). Το εστιακό μήκος επηρεάζει το ποσοστό του θέματος που εμφανίζεται στην εικόνα. Μικρή εστιακή απόσταση περιλαμβάνει περισσότερα αντικείμενα της σκηνής. Μεγάλη εστιακή απόσταση περιλαμβάνει μικρό κομμάτι της σκηνής και περισσότερες λεπτομέρειες των αντικειμένων. Όπως προαναφέρθηκε η μονάδα μέτρησης του μήκους εστίασης είναι τα mm. Το 3ds max παρέχει κάποια προεπιλεγμένα μήκη εστίασης τα οποία είναι 15mm, 20mm, 24mm, 28mm, 35mm, 50mm, 85mm, 135mm και 200mm. Η οπτική γωνία καθορίζει το πόσο πλατιά θα είναι η περιοχή στην οποία εστιάζει η κάμερα. Η μονάδα μέτρησης είναι οι μοίρες. Στις σκηνές που δημιουργήθηκαν τα δύο αυτά χαρακτηριστικά μεταβάλλονταν κατά την εξέλιξη της σκηνής και την κίνηση της κάμερας ανάλογα με τη θέση της τελευταίας. Η θέση της κάμερας μεταβάλλεται με το εργαλείο Move, με το οποίο ο χρήστης μετακινεί την κάμερα ως προς τους τρεις άξονες (x,y,z). Ο προσανατολισμός της μεταβάλλεται με το εργαλείο Rotate. Έτσι η κάμερα περιστρέφεται ως προς έναν άξονα και αλλάζει την κατεύθυνση λήψης. Η Σελίδα 37 από 71

43 Δημιουργία σκηνών χρήση του Rotate είναι ευκολότερη για τη Free Camera, καθώς η άλλη περιορίζεται από το στόχο που φέρει. Η κίνηση της κάμερας στις σκηνές επετεύχθη με το συνδυασμό αυτών των εργαλείων. Η παρακάτω εικόνα περιγράφει την κίνηση της κάμερας γύρω από τα terrain (Γκίκας Σ.,2011) 5.8 ΑNIMATION Μπορούμε να προσθέσουμε animation, δηλ. την αίσθηση της κίνησης ή της αλλαγής στα αντικείμενα μιας σκηνής με τον χρόνο, κάνοντας επανατοποθέτηση, περιστροφή ή και κλιμάκωση των αντικειμένων ή και αλλάζοντας το υλικό, το φως ή τις παραμέτρους της κάμερας σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές. Το 3D Studio MAX για να κάνει το animation, χρησιμοποιεί τα λεγόμενα πλαίσια κλειδιά (key frames), τα οποία είναι συγκεκριμένα πλαίσια (frames) στο διάγραμμα ροής χρόνου, όπου μπορούμε να κάνουμε αλλαγές στο μέγεθος ή και στην πορεία ενός αντικειμένου. Μπορούμε να φανταστούμε το animation ως μια σειρά από πολλές παρόμοιες εικόνες, όπου τα πλαίσια κλειδιά αντιπροσωπεύουν τα πιο σημαντικά σημεία (στάδια) σ' αυτή τη συνεχή ροή των εικόνων. Τα τρία βασικά εργαλεία με τα οποία μπορούμε να δημιουργήσουμε animation στο 3D Studio MAX, είναι το Track Bar, το Time Slider και το πλήκτρο Auto Key, τα οποία βρίσκονται στο κάτω μέρος του παραθύρου του προγράμματος. Το Time Slider βρίσκεται τέρμα αριστερά και εμφανίζει σε μια ετικέτα το τρέχον πλαίσιο της σκηνής καθώς και το σύνολο των πλαισίων με τη μορφή 0/100. Μπορούμε να σύρουμε το Time Slider για να αλλάξουμε το τρέχον πλαίσιο. Τέρμα δεξιά υπάρχουν τα πλήκτρα ελέγχου χρόνου (time control buttons) με τα οποία μπορούμε να παίξουμε, να σταματήσουμε, να πάμε πίσω ή μπροστά καθώς και να ρυθμίσουμε διάφορες παραμέτρους του animation. Το Track Bar είναι το διάγραμμα ροής χρόνου (timeline) του animation, όπου εμφανίζονται οι αριθμοί των πλαισίων και τα πλαίσια κλειδιά με ειδικό χρωματισμό. Το μήκος του animation είναι αρχικά ίσο με 100 πλαίσια (frames). Σελίδα 38 από 71

44 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Με τα πλήκτρα ελέγχου χρόνου (time control buttons), μπορούμε να πάμε στην αρχή του animation (Go to Start), στο προηγούμενο πλαίσιο(previous Frame) ή στο προηγούμενο πλαίσιο κλειδί (Previous Key), ανάλογα με το αν είναι επιλεγμένο ή όχι το πλήκτρο Key Mode Toggle, που βρίσκεται κάτω ακριβώς από το πλήκτρο Go to Start, να παίξουμε το animation (Play Animation) και με το ίδιο πλήκτρο να το σταματήσουμε προσωρινά (pause), να πάμε στο επόμενο πλαίσιο (Next Frame) ή στο επόμενο πλαίσιο κλειδί (Next Key), ανάλογα με το αν είναι επιλεγμένο ή όχι το πλήκτρο Key Mode Toggle και να πάμε στο τέλος του animation (Go to End). Μπορούμε να μετακινηθούμε κατά ένα πλαίσιο πίσω ή μπροστά και με τα πλήκτρα < και > που βρίσκονται αριστερά και δεξιά του Time Slider. Στο πεδίο κειμένου που βρίσκεται κάτω ακριβώς από τα πλήκτρα ελέγχου χρόνου, βλέπουμε τον αριθμό του τρέχοντος πλαισίου και μπορούμε να καταχωρήσουμε έναν δικό μας αριθμό πλαισίου για να γίνει αυτό το τρέχον πλαίσιο. Εναλλακτικά, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα διπλανά κατακόρυφα βελάκια για το προηγούμενο και το επόμενο πλαίσιο. Δίπλα ακριβώς υπάρχει το πλήκτρο Time Configuration, στο οποίο αν κάνουμε κλικ εμφανίζεται το πλαίσιο διαλόγου Time Configuration, όπου μπορούμε να ρυθμίσουμε την ταχύτητα του animation (Frame Rate) σε FPS (frames per second), η οποία εξ ορισμού είναι ίση με 30, το αν τοanimation θα παίζει συνέχεια (Loop), την ταχύτητα εμφάνισης του animation (Speed), το μήκος του animation (Length), που εξ ορισμού είναι ίσο με 100 πλαίσια, το αρχικό (Start Time) και το τελικό πλαίσιο (End Time) κ.ά. 5.9 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ANIMATIONS Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το Auto Key για να δημιουργήσουμε στα γρήγορα ένα animation για ένα αντικείμενο. Το πρόγραμμα δημιουργεί μόνο του τα απαραίτητα πλαίσια κλειδιά (keyframes) στα σημεία που κάνουμε αλλαγές στο αντικείμενο. Αν κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Auto Key, Σελίδα 39 από 71

45 Δημιουργία σκηνών που βρίσκεται κάτω και δεξιά από το Track Bar, για να ενεργοποιήσουμε αυτή τη λειτουργία, τότε το ίδιο το πλήκτρο, το Time Slider και το περίγραμμα του ενεργού παραθύρου προβολής θα αποκτήσουν κόκκινο χρώμα, ώστε να αντιληφθούμε ότι το πρόγραμμα βρίσκεται σε animation mode. Το πρόγραμμα καταγράφει όποιες αλλαγές κάνουμε στο αντικείμενο, όπως μετακίνηση, περιστροφή ή κλιμάκωση, δημιουργεί πλαίσια κλειδιά στα αντίστοιχα σημεία και παράγει το animation ανάμεσα στα πλαίσια κλειδιά. Η τεχνική για να δημιουργήσουμε ένα animation με το Auto Key είναι συνεπώς πολύ απλή : πρώτα δημιουργούμε ένα αντικείμενο, μετά επιλέγουμε το πλήκτρο Auto Key, σύρουμε το Time Slider στο σημείο (πλαίσιο) όπου θέλουμε να δημιουργηθεί ένα πλαίσιο κλειδί, κάνουμε μια αλλαγή στο αντικείμενο, οπότε εμφανίζεται ένα χαρακτηριστικό σημάδι στο Track Bar, κόκκινο αν κάναμε μετακίνηση του αντικειμένου, πράσινο αν κάναμε περιστροφή και μπλε αν κάναμε κλιμάκωση. Τα χρώματα αυτά μπορούμε να τα δούμε και να τα αλλάξουμε από το πλαίσιο διαλόγου Customize User Interface. Όταν δημιουργείται το πρώτο πλαίσιο κλειδί, δημιουργείται και ένα ακόμα πλαίσιο κλειδί στο πλαίσιο με αρίθμηση 0. Αφού τελειώσουμε με τη δημιουργία των πλαισίων κλειδιών, κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Auto Key για να το απενεργοποιήσουμε και μπορούμε τώρα να κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Play Animation για να δούμε να παίζει το animation. Αν κάνουμε τροποποίηση σ' ένα αντικείμενο στο οποίο έχουμε εφαρμόσει animation και το πλήκτρο Auto Key είναι ανενεργό, τότε οι αλλαγές θα εφαρμοσθούν ομοιόμορφα σ' όλα τα πλαίσια της κίνησης. Μπορούμε να δημιουργήσουμε animation σ' ένα αντικείμενο και με το Set Key. Κάνουμε πρώτα κλικ στο πλήκτρο Key Filters... και στο μικρό πλαίσιο διαλόγου Set Key Filters που θα εμφανισθεί, μπορούμε να ορίσουμε για ποια στοιχεία (αλλαγές) θέλουμε να δημιουργούνται πλαίσια κλειδιά. Οι προκαθορισμένες επιλογές είναι Position, Rotation, Scale και IK Parameters. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να απενεργοποιήσουμε το πλαίσιο ελέγχου Rotation, για παράδειγμα, ώστε να μπορούμε να περιστρέφουμε το Σελίδα 40 από 71

46 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά αντικείμενο χωρίς να δημιουργείται το αντίστοιχο πλαίσιο κλειδί με το animation. Στη συνέχεια πρέπει να βρίσκεται το Time Slider στη θέση 0 γιατί το Set Key δεν ορίζει αυτόματα πλαίσιο κλειδί για το πλαίσιο 0. Κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Set Key και μετά στο διπλανό πλήκτρο Set Keys (με το κλειδί) για να δημιουργηθεί ένα πλαίσιο κλειδί. Σύρουμε το Time Slider στο επόμενο πλαίσιο όπου θέλουμε να δημιουργηθεί ένα πλαίσιο κλειδί, κάνουμε κάποια τροποποίηση στο αντικείμενο, μετά κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Set Keys (με το κλειδί) κοκ. Αφού έχουμε τελειώσει με τη δημιουργία των πλαισίων κλειδιών, πρέπει να κάνουμε κλικ στο πλήκτρο Set Key για να το απενεργοποιήσουμε και μετά στο πλήκτρο Play Animation για να δούμε να παίζει το animation. Μπορούμε να κάνουμε δεξί κλικ σ' ένα πλαίσιο κλειδί στο Track Bar για να εμφανισθεί ένα μενού με πολλές χρήσιμες επιλογές σχετικά μ' αυτό το πλαίσιο κλειδί. Μπορούμε να διαγράψουμε πλήρως ένα πλαίσιο κλειδί, επιλέγοντάς στο Track Bar και πατώντας το πλήκτρο Delete από το πληκτρολόγιο ή μπορούμε να κάνουμε δεξί κλικ στο πλαίσιο κλειδί και από το υπομενού Delete Key να διαγράψουμε τα κλειδιά που θέλουμε. ( Τρεις renderers παρέχονται με το 3ds Max. Επιπρόσθετοι είναι διαθέσιμοι μέσω plug-ins. Οι εγκατεστημένοι στο 3ds Max είναι οι: Default scanline renderer: Είναι ενεργοποιημένος από προεπιλογή. Κάνει rendering σε μια σειρά από οριζόντιες γραμμές. Για το Global Illumination παρέχει το Light Tracer και το Radiosity. Χρησιμοποιήθηκε για το rendering πέντε εκ των οχτώ σκηνών. Mental ray renderer: Κάνει render τη σκηνή σε μια σειρά από τετράγωνες περιοχές. Παρέχει τη δική του μέθοδο για Global Illumination και επιπλέον παράγει ειδικά εφέ αντανάκλασης φωτισμού, όπως για παράδειγμα στα διαμάντια. Χρησιμοποιήθηκε για το rendering των υπόλοιπων τριών σκηνών. Σελίδα 41 από 71

47 Δημιουργία σκηνών Quicksilver Hardware renderer: Παρέχει γρήγορο rendering το hardware των γραφικών. Τα εφέ που παράγει είναι συγκρίσιμα με του δύο προηγούμενους. VUE file renderer: Αποτελεί έναν renderer ειδικού σκοπού που παράγει ένα κείμενο περιγραφής σε Ascii. Έχει τη δυνατότητα να συμπεριλάβει πολλαπλά καρέ και ορίζει τροποποιήσεις σχημάτων, φωτισμού και οπτική γωνίας. Η επιλογή του επιθυμητού renderer μπορεί να γίνει από το μενού Assign Renderer που βρίσκεται στην καρτέλα Common. Ανάλογα με τις ρυθμίσεις που γίνονται σε κάθε renderer, επηρεάζεται το βάθος χρώματος και η ποιότητα (λεπτομέρειες και ρεαλισμός). Στις κοινές παραμέτρους (καρτέλα Common) ρυθμίζεται αν θα γίνει rendering όλης της σκηνής ή μεμονωμένων κομματιών. Επιπλέον, σημαντικό παράγοντα παίζει η ανάλυση. Όσο μεγαλύτερη η ανάλυση τόσο περισσότερη λεπτομέρεια απεικονίζεται. Το πρόγραμμα διαθέτει ως προεπιλεγμένες τις 320x240, 640x480, 720x486 και 800x600, οι οποίες αποτελούν τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες σε καθημερινές συσκευές όπως η τηλεόραση, το κινητό κλπ. Οι σκηνές έχουν γίνει με 400x400, 450x450, 600x600, 800x800 και 1024x1024. Η καρτέλα Renderer παρέχει επιπρόσθετες επιλογές για τα εφέ που θα ενσωματωθούν. Όσον αφορά τον mental ray renderer, υπάρχει μια καρτέλα Indirect Illumination στην οποία είναι διαθέσιμες όλες οι παράμετροι που έχουν να κάνουν με τη συμπεριφορά που θα έχει το φως απέναντι στα αντικείμενα. Για να ενεργοποιηθούν οι σκιές θα πρέπει να έχει επιλεχθεί το Final Gather. Οι τρεις βασικές παράμετροι του Final Gather είναι το Initial FG Point Density, το Rays per FG Point και το Interpolate Over Num. FG Points. Το πρώτο ελέγχει την πυκνότητα (ποιότητα) των final gather σημείων. Η αύξησή του κάνει τα σημεία πιο κοντινά μεταξύ τους και περισσότερα σε πλήθος. Το δεύτερο θέτει τις ακτίνες που θα συμμετέχουν στο φωτισμό. Όσο περισσότερες είναι τόσο πιο καθαρή φαίνεται η τελική εικόνα. Το τελευταίο ελέγχει τον αριθμό των final gather σημείων. Σελίδα 42 από 71

48 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Αφού ολοκληρωθούν οι επιθυμητές ρυθμίσεις, στο πεδίο Render Output πραγματοποιείται η επιλογή του φακέλου εξαγωγής, του ονόματος και του τύπου του/των αρχείου/ων όπως jpeg ή avi και το ποσοστό συμπίεσης του τελικού αποτελέσματος. Το τελευταίο επηρεάζει την ποιότητα και το χρόνο που θα αναλωθεί στο να πραγματοποιηθεί η διαδικασία του rendering (Γκίκας Σ.,2011) 5.10 EΠΙΛΟΓΟΣ Συνοψίζοντας, τα στάδια για τη δημιουργία των σκηνών ήταν η δημιουργία των terrain και η εισαγωγή των meshes, η εισαγωγή φωτισμών, η τοποθέτηση του θόλου περικλείοντας τα terrain και τα meshes, η ρύθμιση της κάμερας και τέλος η δημιουργία των animations. Γενικά, η διαδικασία δημιουργίας των σκηνών, απαιτεί μεθοδικές και σωστές κινήσεις σε κάθε στάδιο. Πρέπει ο χρήστης να είναι εξοικειωμένος με τα εργαλεία που του παρέχει το πρόγραμμα που χειρίζεται. Έτσι ανάλογα με το βαθμό ποιότητας τον οποίο θέλει να προσδώσει στη σκηνή, κάνει και τις ανάλογες ρυθμίσεις στις οντότητες και στο αποτέλεσμα που θα παραχθεί μετά το rendering Στο επόμενο κεφάλαιο θα υπάρχει ανάλυση για την δημιουργία του βίντεο και εικόνες Σελίδα 43 από 71

49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6- ANIMATIONS,3d ΑΝΙΜΑΤΙΟΝ ΚΑΙ ΙΣΤΟΡΙΚΟ 6.1 ΑΝΙΜΑΤΙΟΝ Κινούμενα σχέδια είναι η ταχεία προβολή μιας σειράς από εικόνες για να δημιουργήσει μια ψευδαίσθηση της κίνησης. Η πιο κοινή μέθοδος παρουσίασης animation είναι ως μίας κινηματογραφικής ταινίας ή πρόγραμμα βίντεο, αν και υπάρχουν και άλλες μέθοδοι. Αυτό το είδος της παρουσίασης συνήθως επιτυγχάνεται με μια κάμερα και ένα προβολέα ή οθόνη υπολογιστή η οποία προβάλει εικόνες κυκλικά σε μια ακολουθία. Τα κινούμενα σχέδια μπορεί να γίνουν είτε με το χέρι, ή μέσω υπολογιστή, ή να είναι τρισδιάστατα αντικείμενα, π.χ. κούκλες ή στοιχεία από πηλό, ή ένα συνδυασμό των τεχνικών. Η θέση του κάθε αντικειμένου σε οποιαδήποτε συγκεκριμένη εικόνα σχετίζεται με τη θέση του εν λόγω αντικειμένου στις προηγούμενες και τις επόμενες εικόνες, έτσι ώστε τα αντικείμενα που καθένα φαίνεται να ρευστά κινούνται ανεξάρτητα το ένα του άλλου. Η συσκευή προβολής εμφανίζει αυτές τις εικόνες σε γρήγορη διαδοχή, συνήθως 24, 25 ή 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο. 6.2 Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ΑΝΙΜΑΤΙΟΝ Πρόωρη παραδείγματα των προσπαθειών για να συλλάβει το φαινόμενο της κίνησης μπορούν να βρεθούν σε παλαιολιθικές ζωγραφιές των σπηλαίων, όπου τα ζώα απεικονίζονται με πολλά πόδια σε επάλληλα θέσεις, προφανώς προσπαθεί να μεταφέρει την αίσθηση της κίνησης. Παλιά πήλινα μπολ που βρέθηκαν στο Ιράν Shahr-i Sokhta είχαν πέντε εικόνες της κατσίκας ζωγραφισμένες κατά μήκος των πλευρών. Αυτό έχει αξιωθεί να είναι ένα παράδειγμα της πρώιμης τεχνικής του animation. Ωστόσο, δεδομένου ότι δεν υπήρχε εξοπλισμός για να δείξει τις εικόνες σε κίνηση. Μια κινεζική ζωοτρόπιο τύπου συσκευή είχε εφευρεθεί το 180 μ.χ. Η Σελίδα 44 από 71

50 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά phenakitiscope, praxinoscope και το flip book ήταν από τις πρώτες δημοφιλείς συσκευές ψυχαγωγίας που εφευρέθηκαν κατά τη διάρκεια του 19ου αιώνα. Αυτές οι συσκευές κατασκευάστηκαν για την δημιουργία κίνησης από διαδοχικά σχέδια χρησιμοποιώντας τεχνολογικά μέσα, αλλά η κίνηση δεν αναπτύχτηκε πραγματικά μέχρι την έλευση του κινηματογράφου. Δεν υπάρχει ένα μόνο πρόσωπο που μπορεί να θεωρηθεί το "δημιουργός" της ταινίας κινουμένων σχεδίων, καθώς υπήρχαν πολλά άτομα που εργάζονται σε έργα τα οποία θα μπορούσαν να θεωρηθούν animation περίπου την ίδια ώρα. Μερικά ονόματα που συνέβαλλαν σε αυτό το έργο είναι: Georges Méliès, Émile Cohl. Αnimation (ονομάζεται επίσης cel animation or hand-drawn animation) ήταν η διαδικασία που χρησιμοποιείται για τις περισσότερες ταινίες κινουμένων σχεδίων του 20ου αιώνα. Τα επιμέρους πλαίσια μιας παραδοσιακής ταινίας κινουμένων σχεδίων είναι σχέδια, τα οποία πρώτα αποτυπώνονται σε χαρτί. Για να δημιουργήσετε την ψευδαίσθηση της κίνησης, κάθε σχέδιο διαφέρει ελαφρώς από το προηγούμενο. Τα σχέδια των animators φωτοτυπώντουσαν σε διαφανή φύλλα που ονομάζονται cels, τα οποία είναι γεμάτα με χρώματα. Τα ολοκληρωμένα cels χαρακτήρα φωτογραφήθηκαν ένα-ένα σε κινηματογραφική ταινία με ένα ζωγραφισμένο φόντο και μια κάμερα. Η παραδοσιακή διαδικασία cel animation ξεκίνησε από τις αρχές του 21ου αιώνα. Σήμερα, τα σχέδια των animators προέρχονται είτε από σάρωση ή προέρχονται άμεσα με ένα σύστημα υπολογιστή. Διάφορα προγράμματα χρησιμοποιούνται για να χρωματίσουν τα σχέδια, για προσομοίωση κίνησης μέσω κάμερας. Το τελικό κομμάτι είναι κινούμενα σχέδια από αποδίδονται σε παραδοσιακά φιλμ 35 mm και νεότερα μέσα ενημέρωσης, όπως ψηφιακό βίντεο. Ορισμένοι παραγωγοί animation έχουν χρησιμοποιήσει τον όρο «tradigital" για να περιγράψει cel animation που κάνει εκτεταμένη χρήση της τεχνολογίας των υπολογιστών. Παραδείγματα από παραδοσιακές κινούμενες ταινίες περιλαμβάνουν Πινόκιο (ΗΠΑ, 1940), Animal Farm (Ηνωμένο Βασίλειο, 1954), και Akira Σελίδα 45 από 71

51 Animations,3d animation και ιστορικό (Ιαπωνία, 1988). Παραδοσιακές ταινίες κινουμένων σχεδίων που παράγονται με τη βοήθεια της τεχνολογίας των υπολογιστών περιλαμβάνουν The Lion King (ΗΠΑ, 1994) Sen να Chihiro δεν Kamikakushi (Spirited Away)(Ιαπωνία, 2001), και Les Triplettes de Belleville (Γαλλία, 2003). * Πλήρης animation αναφέρεται στη διαδικασία της παραγωγής υψηλής ποιότητας ταινιών κινουμένων σχεδίων, τα οποία χρησιμοποιούν τακτικά λεπτομερή σχέδια και ακριβής κίνηση. Πλήρεις ταινίες κινουμένων σχεδίων μπορούν να γίνουν με μια ποικιλία από στυλ, από πιο ρεαλιστικά έργα κινουμένων σχεδίων, όπως αυτές που παράγονται από την Walt Disney στούντιο ( Η Πεντάμορφη και το Τέρας, Aladdin, Lion King ), οι πιο «καρτουνίστικες» όπως αυτές που παράγονται από την Warner Bros. animation studio. Πολλά από τα χαρακτηριστικά κινουμένων σχεδίων της Disney είναι παραδείγματα της πλήρους animation, όπως και τα μη-disney έργα όπως Το μυστικό του NIMH (ΗΠΑ, 1982), The Iron Giant (ΗΠΑ, 1999), και Nocturna (Ισπανία, 2007). * Περιορισμένη κίνηση περιλαμβάνει τη χρήση λιγότερο λεπτομερειών και / ή περισσότερο σχηματοποιημένων σχεδίων και τις μεθόδους της κίνησης. Πρωτοπόρος από τις εταιρείες παραγωγής ήταν η Productions της Αμερικής, περιορισμένη κίνηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος τυποποιημένης καλλιτεχνικής έκφρασης, όπως το Gerald McBoing Boing (ΗΠΑ, 1951), Yellow Submarine (Ηνωμένο Βασίλειο, 1968). * Rotoscoping είναι μια τεχνική, κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον Max Fleischer το 1917, όπου animators αποδίδουν κίνηση ζωντανής δράσης, καρέ -καρέ. Η ταινία πηγή μπορεί να αντιγραφεί απευθείας από περιγράμματα των ηθοποιών σε κινούμενα σχέδια, όπως το The Lord of the Rings (ΗΠΑ, 1978), ή να χρησιμοποιηθεί σε μια στυλιζαρισμένη και με εκφραστικό τρόπο, όπως και στο Waking Life (ΗΠΑ, 2001) και A Scanner Darkly (ΗΠΑ, 2006). Μερικά άλλα παραδείγματα είναι: Φωτιά και Πάγος (ΗΠΑ, 1983) και Heavy Metal (1981). * Live-action/animation είναι μια τεχνική που συνδυάζονται οι χαρακτήρες σχεδιασμένοι με το χέρι σε ζωντανά πλάνα δράσης. Μία από τις προηγούμενες χρήσεις του ήταν ο κλόουν Koko Koko όταν συντάχθηκε σε live υλικό δράση. Άλλα παραδείγματα είναι Who Framed Σελίδα 46 από 71

52 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Roger Rabbit (ΗΠΑ, 1988), Space Jam (ΗΠΑ, 1996) και Osmosis Jones(ΗΠΑ, 2001) D ANIMATION Ένα 3D animation δημιουργείται από τον animator. Ο animator ξεκινά με τη δημιουργία ενός εξωτερικού πλέγματος, μια γεωμετρική διαμόρφωση που δίνει την οπτική εμφάνιση της φόρμας σε ένα αντικείμενο 3D ή 3D περιβάλλον, δίνεται μια εσωτερική ψηφιακή σκελετική δομή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο του πλέγματος. Αυτή η διαδικασία μπορεί να προγραμματιστεί με την κίνηση. Διάφορες άλλες τεχνικές μπορούν να εφαρμοστούν, όπως μαθηματικές λειτουργίες (π.χ. τη βαρύτητα, προσομοιώσεις σωματιδίου), προσομοιωμένη γούνα ή μαλλιά, εφέ όπως φωτιά και το νερό και η χρήση της σύλληψης κίνησης για να αναφέρουμε μόνο μερικά, αυτές οι τεχνικές εμπίπτουν στην κατηγορία των 3D dynamics. Καλά 3D animations μπορεί να είναι δύσκολο να διακριθούν από ζωντανή δράση και χρησιμοποιούνται συνήθως ως οπτικά εφέ για τις πρόσφατες ταινίες. Το Toy Story (1995, ΗΠΑ) είναι η πρώτη μεγάλου μήκους ταινία που δημιουργήθηκε εξ ολοκλήρου με 3D γραφικά. Σελίδα 47 από 71

53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7-ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΣΚΗΝΩΝ ΤΟΥ ΒΙΝΤΕΟ 7.1 ΒΑΣΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΟΥ 3DS MAX STUDIO 7 ΕΙΚΟΝΑ 7.1: Περιβάλλον 3ds max studio 7 Το αρχικό περιβάλλον μόλις ανοίγουμε το 3ds max studio 7.Είναι χωρισμένο σε 4 παραθυράκια και στο οποίο βλέπουμε το έργο μας από 4 διαφορετικές οπτικές γωνίες. Κάθε φορά μπορούμε να έχουμε ενεργοποιημένη μια οπτική γωνία. Από κάτω βλέπουμε νούμερα τα οπoία είναι frames. Εδώ βλέπουμε αριθμούς από 0 έως 100, τα οποία μπορούμε να τα αλλάξουμε και να μεταβάλλουμε τα frames. Αυτά τα Frames μας είναι χρήσιμα για να ρυθμίσουμε την κίνηση μέσω του autokey. Για να δούμε το animation πατάμε το κουμπί. Επίσης ζουμ κάνουμε από κάτω δεξιά με αυτό το κουμπί, ενώ το σχέδιο Σελίδα 48 από 71

54 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά μας το μετακινούμε ώστε να το δούμε από την οπτική γωνία που θέλουμε για να διευκολυνθούμε με το κουμπί. Τα βασικά σχήματα τα τοποθετούμε από δεξιά και συγκεκριμένα standard primitives και επιλέγουμε τα αντικείμενα που θέλουμε πατώντας και έπειτα 7.2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΤΟ 3DS MAX STUDIO Πατώντας πάνω στο import επιλέγουμε από ποιο φάκελο θέλουμε να φορτώσουμε τα αντικείμενα μας. Αξίζει να σημειωθεί πως από το ιντερνέτ μπορούμε να κατεβάσουμε έτοιμα αντικείμενα και να τα φορτώσουμε στο πρόγραμμα. Σελίδα 49 από 71

55 Δημιουργία των σκηνών του βίντεο ΕΙΚΟΝΑ 7.2:Αντικείμενο που χρησιμοποιήθηκε(στάδιο) ΕΙΚΟΝΑ 7.3:Αντικείμενο που χρησιμοποιήθηκε(ταξί) Σελίδα 50 από 71

56 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά 7.3 ΣΧΕΔΙΑΖΟΝΤΑΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ Σε αυτό το σημείο θα παρουσιαστεί πως σχεδιάζουμε ένα σπίτι μόνοι. Πατήσαμε πάνω στο box επιλέγουμε ότι χρώμα θέλουμε και το προσαρμόζουμε στο μέγεθος και στο ύψος που θέλουμε. ΕΙΚΟΝΑ 7.4:Σχεδίαση σπιτιού Έπειτα σχεδιάζουμε την σκεπή του με το pyramid την οποία επίσης και την προσαρμόζουμε στο μέγεθος που θέλουμε και στο χρώμα. Μπορούμε να τοποθετήσουμε και τα υλικά που επιθυμούμε για να σχεδιάσουμε το σπίτι με πιο ρεαλιστικό τρόπο. Συγκεκριμένα στο δεύτερο αντικείμενο φορτώσαμε το υλικό που επιλέξαμε μέσω του Material editor. Σελίδα 51 από 71

57 Δημιουργία των σκηνών του βίντεο ΕΙΚΟΝΑ 7.5:Εισαγωγή texture για τον τοίχο του σπιτιού Σελίδα 52 από 71

58 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Ενώ για την σκεπή εφαρμόσαμε το εξής texture EIKONA 7.6: Texture που χρησιμοποιήθηκε για την σκεπή του σπιτιού 7.4 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ TERRAIN ΕΙΚΟΝΑ 7.7:Δημιουργία terrain Σελίδα 53 από 71

59 Δημιουργία των σκηνών του βίντεο Πατώντας Plane και επιλέγοντας το επιθυμητό χρώμα σχεδιάζουμε το έδαφος. Για πιο ρεαλιστικό αποτέλεσμα φορτώσαμε έτοιμο texture από το ιντερνέτ. ΕΙΚΟΝΑ 7.8:Φόρτωση texture που χρησιμοποιήθηκε για το terrain Έχοντας επιλεγμένο το αντικείμενο που θέλουμε να τοποθετηθεί το texture. Πατάμε Rendering->Material Editor ώστε να φορτώσουμε το υλικό που θέλουμε. Συγκεκριμένα το υλικό είναι το παρακάτω Σελίδα 54 από 71

60 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά ΕΙΚΟΝΑ 7.9:Τexture γρασιδιού ΕΙΚΟΝΑ 7.10:Εφαρμογή του texture Έπειτα πάμε Maps->Diffuse color->bitmap και φορτώνουμε την φωτογραφία που θέλουμε από εκεί που την αποθηκεύσαμε. Τέλος πατάμε εφαρμοστεί η επιλογή. για να Σελίδα 55 από 71

61 Δημιουργία των σκηνών του βίντεο 7.5 ΦΩΤΙΣΜΟΙ Η εφαρμογή φωτισμού θέλει ιδιαίτερη προσοχή, γιατί δύο συχνά και ακραία μεταξύ τους λάθη, είναι η σκηνή να είναι σκοτεινή ή να παρά είναι φωτισμένη. Σημαντικό είναι το γεγονός ότι η ένταση των φώτων αυξάνεται εκθετικά όσο προστίθενται ολοένα και περισσότερα. Η καλύτερη μέση λύση είναι, η σκηνή να φωτίζεται με όσο το δυνατό λιγότερους φωτισμούς, επιτυγχάνοντας το επιθυμητό αποτέλεσμα. Το τελευταίο βοηθάει και στην καλύτερη οργάνωση τους. Επιπλέον, η εφαρμογή απαιτεί εξάσκηση και συνεχείς δοκιμές για το καλύτερο αποτέλεσμα. Με όλη την ποικιλία λύσεων φωτισμού που είναι διαθέσιμη, μπορεί να προκύψει μια πρόκληση στην τελική επιλογή για το ποια είδη θα παράγουν το καλύτερο αποτέλεσμα. Εμείς ύστερα από δοκιμές και πειραματισμούς με φωτισμούς omni και target spot, free spot και skylight κατασταλάξαμε στο skylight για πιο ρεαλιστικό αποτέλεσμα. Όταν τοποθετήσουμε το φως το ρυθμίζουμε σε ποιο ύψος το θέλουμε για να καθορίσουμε πόσο φωτεινή θέλουμε την σκηνή. ΕΙΚΟΝΑ 7.11:Εφαρμογή φωτισμών Σελίδα 56 από 71

62 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά 7.6 ΕΦΕ ΟΜΙΧΛΗΣ Αφού επιλέξουμε το εφέ που θέλουμε τότε ανοίγει το παράθυρο (δεξιά)fog parameters και επιλέγουμε την απόσταση από πάνω, από κάτω και την πυκνότητα που θα έχει η ομίχλη καθώς και την απόχρωση που θέλουμε να χει. Σελίδα 57 από 71

63 Δημιουργία των σκηνών του βίντεο 7.7 BACKGROUND Η επιλογή του background ήταν ανοιχτόχρωμο και ουδέτερο texture. Παρακάτω υπάρχουν τα βήματα που θα ακολουθήσουμε για να το εφαρμόσουμε. Πατώντας στην επιλογή Rendering->Environment ανοίγει το παρακάτω παράθυρο. Επιλέγουμε πάνω στο κουμπάκι και μετά Bitmap ώστε να βρούμε την επιθυμητή εικόνα να την φορτώσουμε. ΕΙΚΟΝΑ 7.12: Εφαρμογή texture background Σελίδα 58 από 71

64 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά ΕΙΚΟΝΑ 7.13:Αποτέλεσμα μετά την εφαρμογή του texture 7.8 ΟΥΡΑΝΙΟΣ ΘΟΛΟΣ Για να σχεδιάσουμε τον ουράνιο θόλο πατάμε από δεξιά sphere και σχεδιάζουμε το μέγεθος της σφαίρας με την οποία περικλείουμε όλο τι σχέδιο μας. Η σφαίρα όμως τυλίγει όλη την επιφάνεια και εμείς θέλουμε μόνο το πάνω μέρος γι αυτό και θέλουμε να κόψουμε το κάτω μέρος του θόλου, για Σελίδα 59 από 71

65 Δημιουργία των σκηνών του βίντεο να το κάνουμε αυτό πατάμε και έπειτα έχοντας ενεργοποιημένη την διπλανή επιλογή όπως φαίνεται στην εικόνα κόβουμε το κάτω μέρος την σφαίρας που δεν επιθυμούμε. Σε αυτό το σημείο για να γίνει πιο ρεαλιστικό το αποτέλεσμα εφαρμόζουμε ένα texture ουρανού. Το texture που χρησιμοποιήσαμε είναι το ακολουθο ΕΙΚΟΝΑ 7.14: Τexture ουρανού Σελίδα 60 από 71

66 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8-ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ANIMATIONS 8.1 ΚΙΝΗΣΗ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ Στο βιντεάκι που δημιουργήθηκε υπάρχει κίνηση αυτοκινήτων ενός λεωφορείου και ενός οχήματος. Τα αυτοκίνητα συναντιούνται σε διασταύρωση και το αυτοκίνητο κόβει ταχύτητα μέχρι να περάσει το λεωφορείο. Αυτά δημιουργήθηκαν με τα frames και με το Autokey. Συγκεκριμένα επιλέγουμε το αντικείμενο το οποίο θέλουμε να χει κίνηση και έπειτα πατάμε δεξί κλικ->move. Έχοντας επιλεγμένο το Autokey πάμε το frame στο επιθυμητό χρόνο και διαγράφουμε την κίνηση που θέλουμε στους άξονες ή ακόμα και περιστροφή. Όσο είναι πατημένο καταγράφεται η κίνηση. Μόλις αποεπιλέξουμε το Autokey τότε σταματάει να καταγράφει την κίνηση. Έτσι μπορούμε να ορίσουμε πόσο θα κρατάει η κίνηση και να ρυθμίσουμε επιτάχυνση και μείωση ταχύτητας. EIKONA 8.1:Κίνηση λεωφορείου και αυτοκινήτου Σελίδα 61 από 71

67 Δημιουργία animations 8.2 ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΚΑΜΕΡΑΣ Η θέση λήψης της κάμερας παίζει καθοριστικό ρόλο στην παρουσίαση της σκηνής. Η σαφήνεια ενός κινούμενου αντικειμένου εξαρτιέται από τη διεύθυνση και την ταχύτητα με την οποία κινείται καθώς και την απόστασή του από την κάμερα. Κοντινά αντικείμενα παρουσιάζονται σαν να κινούνται πιο γρήγορα από εκείνα που βρίσκονται σε μεγαλύτερη απόσταση. Η θέση θα πρέπει να δίνει καλή θέα σε όλη τη δράση και παράλληλα να μην παραλείπει τις λεπτομέρειες. Θα πρέπει να επιλεχθούν οι κύριες περιοχές δράσης και οι θέσεις λήψης που θα τοποθετηθεί η κάμερα. Μερικές δοκιμές επιβάλλονται πάντα. Για παράδειγμα, μια θέση λήψης από το επίπεδο του εδάφους (terrain) επικεντρώνεται στα αντικείμενα και τα διαχωρίζει από το φόντο. Όσον αφορά την κίνηση της κάμερας, αυτή θα πρέπει να πραγματοποιείται σε κατάλληλο βαθμό, ανάλογα με το πόσο γρήγορα εξελίσσεται η σκηνή. Η κάμερα θα πρέπει να ακολουθεί τα κινούμενα αντικείμενα με ανάλογη ταχύτητα αλλά και οπτική γωνία, έτσι ώστε να μη χάσει ο θεατής τη συνοχή των κινήσεων και ταυτόχρονα να μην κουράζεται από τις τυχόν απότομες αλλαγές κατευθύνσεων ιδιαίτερα στα πολύ κοντινά πλάνα. Κάθε μεταβολή του ύψους σχηματίζει τη δική της άποψη. Με τη χρήση των μεταβολών αυτών μπορεί να επιτευχθεί η διακοπή ομοιότητας των καρέ (frames), προσδίδοντας ενδιαφέρον. Οι υψηλές θέσεις λήψης δίνουν έμφαση στις πλευρές των αντικειμένων (edges) οι οποίες συγκλίνουν προς το έδαφος. Η αλλαγή κατεύθυνσης γενικά κάνει τα αντικείμενα να φαίνονται διαφορετικά. Η θέση της κάμερας μεταβάλλεται με το εργαλείο Move, με το οποίο ο χρήστης μετακινεί την κάμερα ως προς τους τρεις άξονες (x,y,z). Ο προσανατολισμός της μεταβάλλεται με το εργαλείο Rotate. Έτσι η κάμερα περιστρέφεται ως προς έναν άξονα και αλλάζει την κατεύθυνση λήψης. Η χρήση του Rotate είναι ευκολότερη για τη Free Camera, καθώς η άλλη περιορίζεται από το στόχο που φέρει. Η κίνηση της κάμερας στις σκηνές Σελίδα 62 από 71

68 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά επιτευχθεί με το συνδυασμό αυτών των εργαλείων. Η παρακάτω εικόνα περιγράφει την κίνηση της κάμερας γύρω από τα terrain. (Γκίκας Σ.,2011). ΕΙΚΟΝΑ 8.2:Τοποθέτηση κάμερας Σελίδα 63 από 71

69 Δημιουργία animations 8.3 ΒΙΝΤΕΟ ΕΙΚΟΝΑ 8.3: Εξαγωγή σε video Στο custom range βάζουμε την διάρκεια που θέλουμε το βίντεο να χει, από το percent of Output βάζουμε την επιθυμητή ανάλυση και στο Render Viewpoint επιλέγουμε την κάμερα μας. Για να συμβεί αυτό θα πρέπει να έχουμε ενεργοποιημένη την θέαση από κάμερα και αυτό γίνεται από δεξί κλικ στο Perspective και μετά views Σελίδα 64 από 71

70 Πτυχιακή Εργασία Τουρτούρα Τριανταφυλλιά Επίσης μπορούμε να επιλέξουμε την μορφή που θα έχει το βίντεο μας. Εμείς επιλέξαμε.avi Σελίδα 65 από 71