При выборе видеоадаптера обычно нам предлагают познакомиться с его техническими характеристиками и технологиями, которые описываются специальной терминологией, для понимания которой требуется изучение различных источников технической информации по компьютерной графике. В данной статье поясняются смысл технических характеристик и технологий.
Трехмерную сцену можно представить как набор отдельных групп элементов: группы трехмерных объектов, группы источников освещения, группы применяемых текстурных карт, группы (или одной) камер.
Трехмерный объект обладает свойствами координат его вершин в пространстве сцены; локальных координат в пространстве текстурной карты; алгоритмом поведения - масштабирование, угол поворота, смещение и прочие изменения в течение времени в соответствии с замыслом разработчиков. Производным от первых двух свойств является грань - плоскость объекта, имеющая три вершины, с наложенными на нее текстурами.
Источник освещения может обладать всеми или частью из следующего набора свойств: координатами в пространстве сцены, ориентацией (направленностью), типом (фоновым, точечным и т. п.), цветом и алгоритмом изменения светового излучения.
Камера представляет собой точку, откуда наблюдатель обозревает трехмерную сцену. Плоскость, в которой расположена камера, называется плоскостью проецирования, или картинной плоскостью. Камера обладает свойствами координат в пространстве сцены, целевой точкой, углом зрения, углом поворота. Линия, соединяющая камеру и целевую точку, называется линией визирования. Угол поворота рассчитывается относительно оси линии визирования.
Текстурой (или текстурной картой) называют двух- или трехмерное изображение, имитирующее зрительное восприятие человеком свойств различных поверхностей. Специализированные текстуры (например, карты окружающей среды) сами не отображаются, а используются для генерации комбинированных текстур, накладываемых на полигон.
Большинство массовых приложений трехмерной графики, в том числе игр, при построении объемных сцен следуют устоявшейся технологии, которую можно разбить на относительно обособленные этапы. Описываемая ниже общепринятая последовательность не является жестко заданной. При конкретной реализации на программном и аппаратном уровнях могут появляться существенные отличия, однако смысловое содержание блоков практически не меняется.
Процесс визуализации трехмерной сцены на экране компьютера происходит следующим образом.
В первую очередь определяется состояние объектов, принимающих участие в сцене, которую необходимо отобразить (активен или нет). На следующем этапе каждому объекту в сцене сопоставляется соответствующая текущему моменту геометрическая модель. Затем модель разбивается на элементы - примитивы (полигоны): треугольник, многоугольник. Дальше предварительно накладывают текстуры и определяют параметры освещения. Затем рассчитывается положение камеры (наблюдателя) и линия визирования (взгляда). После этого отсекаются объекты невидимые наблюдателю и для каждого полигона данные о координатах вершин, присвоенной текстуре, параметрах освещенности и т. д., приводятся к виду, пригодному для обработки аппаратурой. И, наконец, выполняется закрашивание (рендеринг). Закрашивание происходит по точкам на основе данных о текстуре, степени прозрачности, параметрах тумана, освещении. Каждому пикселу, таким образом, присваивается определенный цвет, и он размещается в нужном месте буфера кадра. Далее может следовать этап наложения, какого либо эффекта на уже готовое изображение кадра.
Версия сайта для слабовидящих