تلعب عملية العرض دورًا حاسمًا في دورة تطوير رسومات الكمبيوتر.
مثل تطوير الفيلم
يُعد العرض أكثر الجوانب الفنية من حيث الإنتاج ثلاثي الأبعاد ، ولكن يمكن فهمه بسهولة تامة في سياق التشابه: فالكثير مثل مصور الأفلام يجب أن يطبع صوره ويطبعها قبل أن يتم عرضها ، كما أن أخصائيي رسومات الكمبيوتر مثقلون ضرورة.
عندما يعمل فنان على مشهد ثلاثي الأبعاد ، فإن النماذج التي يتلاعب بها هي في الواقع تمثيل رياضي للنقاط والأسطح (وبشكل أكثر تحديدًا ، القمم والمضلعات) في الفضاء الثلاثي الأبعاد.
يشير مصطلح التقديم إلى العمليات الحسابية التي يقوم بها محرك تقديم حزمة برامج ثلاثية الأبعاد لترجمة المشهد من تقريب رياضي إلى صورة ثنائية الأبعاد نهائية. أثناء هذه العملية ، يتم دمج المعلومات المكانية والنصية والإضاءة الخاصة بالمشهد بالكامل لتحديد قيمة اللون لكل بكسل في الصورة المسطحة.
نوعين من تقديم
هناك نوعان رئيسيان من العرض ، فالفارق الرئيسي بينهما هو السرعة التي يتم بها حساب الصور ووضع اللمسات الأخيرة عليها.
- التقديم في الوقت الفعلي: يتم استخدام العرض في الوقت الفعلي بشكل بارز في الألعاب والرسومات التفاعلية ، حيث يجب حساب الصور من المعلومات ثلاثية الأبعاد بخطى سريعة جدًا. نظرًا لأنه من المستحيل التنبؤ بدقة بكيفية تفاعل اللاعب مع بيئة اللعبة ، يجب تقديم الصور في "الوقت الفعلي" أثناء ظهور الحدث.
- مسائل السرعة: لكي تظهر الحركة سائلة ، يجب تقديم ما لا يقل عن 18 إلى 20 إطارًا في الثانية إلى الشاشة. سيبدو أي شيء أقل من هذا والإجراء متقطعًا.
- الاساليب: تم تحسين العرض في الوقت الفعلي بشكل جذري باستخدام أجهزة الرسومات المخصصة ، ومن خلال التجميع المسبق لأقصى قدر ممكن من المعلومات. يتم حساب قدر كبير من معلومات الإضاءة الخاصة ببيئة اللعب بشكل مسبق و "يتم تحضيرها" مباشرة في ملفات البيئة لتحسين سرعة التقديم.
- بلا اتصال أو عرض مسبق: يتم استخدام العرض دون اتصال في الحالات التي تكون فيها السرعة أقل مشكلة ، مع إجراء العمليات الحسابية عادة باستخدام وحدات المعالجة المركزية متعددة المراكز بدلاً من أجهزة الرسومات المخصصة. يُنظر إلى التجاوز في وضع عدم الاتصال في كثير من الأحيان في أعمال الرسوم المتحركة والتأثيرات حيث يتم عقد التعقيد البصري والتصوير الواقعي إلى مستوى أعلى بكثير. نظرًا لعدم وجود عدم إمكانية التنبؤ بما سيظهر في كل إطار ، فمن المعروف أن الاستوديوهات الكبيرة تخصص ما يصل إلى 90 ساعة من الوقت لعرض الإطارات الفردية.
- الرسم بأدق التفاصيل: نظرًا لأن العرض في وضع عدم الاتصال يحدث داخل إطار زمني مفتوح ، يمكن تحقيق مستويات أعلى من الصور الواقعية العالية مقارنةً بالتقديم في الوقت الفعلي. عادةً ما يُسمح للأحرف والبيئات والقوام والأضواء المرتبطة بها برفع عدد مضلعات أعلى وملفات نسيج بدقة 4k (أو أعلى).
تقنيات التقديم
هناك ثلاثة تقنيات حسابية رئيسية تستخدم في معظم التقديم. لكل منها مجموعة من المزايا والعيوب الخاصة به ، مما يجعل كل الخيارات الثلاثة قابلة للتطبيق في مواقف معينة.
- المسح الضوئي (أو التنقيط): يتم استخدام تقديم المسح الضوئي عندما تكون السرعة أمرًا ضروريًا ، مما يجعلها التقنية المفضلة للعرض في الوقت الفعلي والرسومات التفاعلية. بدلاً من عرض صورة بكسل لكل بكسل ، يحسب جهاز عرض المسح الضوئي على مضلع حسب أساس مضلع. يمكن لتقنيات المسح الضوئي المستخدمة بالاقتران مع الإضاءة (المخبأة) التي سبق حسابها أن تحقق سرعات تبلغ 60 إطارًا في الثانية أو أفضل على بطاقة الرسومات المتطورة.
- Raytracing: في raytracing ، لكل بكسل في المشهد ، يتم تتبع واحد أو أكثر من الضوء من الكاميرا إلى أقرب كائن ثلاثي الأبعاد. ثم يتم تمرير الشعاع الضوئي من خلال عدد محدد من "الارتدادات" ، والتي يمكن أن تشمل الانعكاس أو الانكسار اعتمادًا على المواد الموجودة في المشهد ثلاثي الأبعاد. يتم حساب لون كل بيكسل على أساس خوارزمي استنادًا إلى تفاعل الشعاع الضوئي مع الكائنات الموجودة في المسار الذي تم تتبعه. Raytracing قادر على صورية أكثر من خط المسح الضوئي ولكنه أبطأ بشكل كبير.
- Radiosity: على عكس raytracing ، يتم حساب الراديوية بغض النظر عن الكاميرا ، وهي موجهة للسطح بدلاً من بكسل لكل بكسل. وتتمثل الوظيفة الأساسية للرادي في محاكاة لون السطح بدقة أكبر عن طريق حساب الإضاءة غير المباشرة (الضوء المنتشر المرتجع). تتميز الأشعة عادةً بظلال متدرجة ناعمة ونزيف لون ، حيث ينبعث الضوء من الأجسام ذات الألوان الزاهية "ينزف" على الأسطح المجاورة.
في الممارسة العملية ، غالباً ما يتم استخدام أجهزة الراديو و raytracing بالاشتراك مع بعضها البعض ، وذلك باستخدام مزايا كل نظام لتحقيق مستويات مثيرة للإعجاب من الصورية.
تقديم البرامج
على الرغم من أن التقديم يعتمد على الحسابات المعقدة بشكل لا يصدق ، إلا أن برمجيات اليوم توفر معلمات سهلة الفهم تجعلها بالتالي فنانًا لا يحتاج أبدًا للتعامل مع الرياضيات الأساسية. يتم تضمين محرك التجسيد مع كل مجموعة برامج ثلاثية الأبعاد رئيسية ، ومعظمها يحتوي على حزم المواد والإضاءة التي تجعل من الممكن تحقيق مستويات مذهلة من الصور الواقعية.
محركين الأكثر شيوعا تقديم:
- شعاع العقلية: وتعبئتها مع أوتوديسك مايا. Mental Ray هو متعدد الاستعمالات بشكل لا يصدق ، سريع نسبياً ، وربما أكثر العارفين كفاءة لصور الشخصيات التي تحتاج إلى تشتت تحت سطح الأرض. يستخدم الشعاع العقلي مجموعة من raytracing و "الإضاءة العالمية" (radiosity).
- V-راي: عادة ما ترى V-Ray تستخدم بالاقتران مع 3DS Max - معًا هذا الزوج لا مثيل له مطلقًا للتصور المعماري وتجسيد البيئة.المزايا الرئيسية ل VRay على منافسها هي أدوات الإضاءة ومكتبة المواد واسعة النطاق للقوس.
التقديم هو موضوع تقني ولكن قد يكون مثيرًا للاهتمام عندما تبدأ بالفعل في إلقاء نظرة أعمق على بعض الأساليب الشائعة.
