Skip to content

3D määritelty tietokonegrafiikassa ja elokuvissa

1 de toukokuu de 2021

Termin laajimmassa määritelmässä 3D kuvaa kaikki objektit, jotka esiintyvät kolmi-akselisella suorakulmaisella koordinaatistossa. Jos se kuulostaa oudolta tekniseltä, älä pelkää – me selvitämme sen heti.

Mikä on 3D?

Karteesinen koordinaattijärjestelmä on pohjimmiltaan hieno tapa kuvata X- ja Y-akselit, jotka olemme kaikki tunteneet lukion geometriasta (ajattele graafinen paperi). Muistatko tekevän pieniä kaavioita, joissa X-akseli on vaakasuora ja Y-akseli pystysuora, eikö? 3D-maailmassa asiat ovat hyvin samat, lukuun ottamatta yhtä kolmatta akselia: Z, mikä edustaa syvyyttä. Joten mikä tahansa kohde, jota voidaan esittää kolmi-akselisessa järjestelmässä, on määritelmän mukaan 3D. Mutta se ei ole koko tarina.

Lifewire / Catherine Song

3D suhteessa tietokonegrafiikkaan

Mahdollisuudet ovat, että luet tätä, koska sinulla on ainakin ohimennen kiinnostus 3D-tekniikkaan, kuten siihen viitataan tietokonegrafiikkateollisuudessa, joka sisältää elokuvan, television, mainonnan, suunnittelun ja videopelien kehityksen. Muutama keskeinen kohta 3D-tietokonegrafiikassa:

  • 3D-tilan perusmääritys pysyy samana: Kaikki X-, Y- ja Z-akselista pitää paikkansa, mutta on yksi saalis. Vaikka tosielämän 3D-esineitä fyysisesti olemassa kolmella ulottuvuudella, tietokonegrafiikan digitaalisessa maailmassa 3D-esineitä voidaan edustaa vain matemaattisesti.
  • 3D-mallit: Mitä tahansa objektin esitystä digitaalisessa tilassa kutsutaan a 3D-malli. Jos katsot 3D-perusmallia sisältävää raakatietoa, se olisi yksinkertaisesti (tai ei niin yksinkertaisesti) joukko datapisteitä, jotka merkitsevät tuhansia tai miljoonia erilaisia ​​koordinaatteja suorakulmaisessa tilassa.
  • Ohjelmisto suorittaa matematiikan: Taiteilijoiden onneksi 3D-ohjelmisto käsittelee suurinta osaa vaikeista matematiikoista. 3D-ohjelmistopaketin, kuten Autodesk 3ds Max tai Maya, graafisen käyttöliittymän sisällä 3D-mallit tulkitaan ja visuaalisesti automaattisesti esillä oleviksi geometrisiksi esineiksi, jotka koostuvat reunoista, kärjistä ja monikulmioisista kasvoista. Useimmissa ohjelmistoympäristöissä on sisäänrakennetut reaaliaikaiset renderöintimoottorit, jotka pystyvät näyttämään 3D-malleja, joissa on puolirealistinen valaistus, varjot ja tekstuurit.

Lisää Z-akselista

Koska Z-akseli on niin olennainen ominaisuus 3D-avaruudessa, katsotaanpa tarkemmin, mitä ”Z” todella tarkoittaa 3D-ohjelmistoympäristössä. Z-koordinaatilla voidaan mitata neljä asiaa 3D-tietokonegrafiikassa:

  1. Esineen syvyys koon suhteen. Kuten, 5 yksikköä leveä, 4 yksikköä pitkä ja 3 yksikköä syvä.
  2. Kohteen sijainti suhteessa alkuperään. 3D-kohtauksen alkuperä on (0,0,0) kolmannella numerolla yleensä ollessa ”Z”. On olemassa muutamia pienempiä 3D-paketteja, jotka käyttävät Z: tä pystyakselina, mutta nämä tapaukset ovat harvinaisia.
  3. Esineen etäisyys renderoidusta kamerasta, joka tunnetaan tietokonegrafiikassa nimellä z-syvyys. Z-syvyyttä käytetään usein kenttätehosteiden soveltamiseen jälkituotannossa, ja videopeleissä sitä käytetään yksityiskohtien optimointiin.
  4. Z-akseli. Esimerkiksi kamerasta irtoavan pallon sanotaan pyörivän negatiivista Z-akselia pitkin.

3D suhteessa elokuvaan

Sana 3D tarkoittaa jotain täysin erilaista, kun sitä käytetään 3D-elokuviin (sellaisia, jotka edellyttävät silmälasien käyttöä ja jotka haluavat tavoittaa ja yrittää koskettaa näytöltä ponnahtavia asioita). 3D-elokuvilla voi olla ja usein onkin osa 3D-tietokonegrafiikkaa, mutta on paljon perinteisesti kuvattuja, ei-CG-elokuvia, jotka ovat hyödyntäneet 3D-elokuvan viimeaikaista elpymistä. 3D: n määrittävä piirre, kun ajattelemme sitä elokuvateatterissa (ja nyt kotiteatterissa), on se, että elokuvantekijöiden on käytettävä joitain keinoja huijaamaan ihmisen visuaalinen järjestelmä kuvitteelliseen syvyyden havaitsemiseen.

  • Kiikarin epäsuhta: Ihmisen syvyyden havaitsemisen avaimella on kaikki tekemistä sen kanssa, että silmämme lähettävät kumpikin hieman erilaisen kuvan aivoihin. Aivomme saa käsityksen etäisyydestä tulkitsemalla kuvan ero vasemmalta ja oikealta silmältä. Tätä kutsutaan binokulaariseksi erotukseksi.
    Täydellinen keskustelu siitä, miten 3D-illuusio herätetään elämään, voi käydä melko pitkälle, eikä tämä ole sopiva foorumi sille. Annamme sinulle yhden lopullisen määritelmän, joka toimii perustana 3D-elokuvien luomiselle nykyään.
  • Stereoskooppi: Syvyyden illuusion luomiseksi elokuvantekijöiden on täytynyt kehittää tapoja jäljitellä binokulaarinen ero. Tavallinen tapa tämän saavuttamiseksi on käyttää kaksois- tai vuorottelevia projektiojärjestelmiä polarisoitujen lasien yhteydessä, jotka varmistavat, että vasen ja oikea silmä saavat aina hieman erilaisen kuvan. Tätä kutsutaan stereoskoopiksi, joten termi stereoskooppinen 3D.

Toivottavasti tässä vaiheessa olet hieman perehtynyt 3D: hen, koska se liittyy tietokonegrafiikkaan ja elokuviin. Olemme sisällyttäneet joitain linkkejä tämän artikkelin runkoon, jotka selittävät joitain esitettyjä käsitteitä perusteellisemmin.