Введение 4
Постановка задачи 6
Глава 1. Технологии рендеринга высокореалистичного окружения виртуальных сред 7
1.1 Обзор литературы 7
1.2 Виртуальная среда в игровых движках 8
1.3 Виртуальная среда в редакторах трехмерной графики и подходы к
моделированию 9
1.4 Фотореалистичное окружение в различных виртуальных средах 12
1.5 Создание окружения процедурными методами 14
1.6 Обзор инструментов для создания окружения 15
Глава 2. Основные проблемы оптимизации окружения 21
2.1 Проблема большого количества объектов на сцене 21
2.2 Не оптимальная UV-развертка и проблема текселерации 22
2.3 Сложность реализации прозрачных и отражающих объектов 23
2.4 Использование реалистичных анимаций в виртуальной среде игрового
движка 24
2.5 Проблема большого количества источников света 25
Глава 3. Авторские подходы к оптимизации окружения 26
3.1 Использование карты нормалей 26
3.2 Текселерация 27
3.3 Текстурный атлас 28
3.4 Анимация 29
3.5 Освещение 30
средах со сравнительным анализом избранных подходов 32
4.1 Выбор подхода 32
4.2 Создание окружения 34
4.3 Анализ результатов 45
Заключение 48
Список источников 49
Глоссарий 51
Приложение 53

Купить

В современном мире нас окружает огромное количество объектов. Компьютерные игры, трехмерные симуляторы, анимационные видеоролики погружают нас в свой виртуальный мир. Для создания этого мира, следует создать и заполнить его большим количеством 3ё-объектов. Однако большое количество объектов сильно нагружает сцену в игровом движке. Хорошая производительность критична для многих игр. Сцены могут содержать большое количество 36-объектов с высоким разрешением текстур. Графическая часть игры нагружает в первую очередь две системы компьютера: GPU (графический процессор) и CPU (центральный процессор). Приходится решать проблему оптимизации сцен с большим количеством объектов в кадре.
При создании проекта определяется где происходит действие - в помещении или снаружи, происходит ли смена погоды, меняется ли время суток. Если мы просто видим окружающие нас предметы вдалеке, и не можем приблизиться к ним, можно заменить их высокореалистичным изображением. Также можно и заменить ландшафт.
Какими только возможностями ни обладают сегодня персональные компьютеры при установке на них соответствующих программных средств: они самостоятельно генерируют пароли и шифруют текст, пишут музыку и стихи, создают самые разные изображения и анимацию и даже могут помочь в рисовании вполне реалистических или, наоборот, фантастических пейзажей. Когда на экране современного фильма зритель видит удивительные по красоте пейзажи на заднем плане, он в большинстве случаев и не подозревает, что в действительности всей этой природы не существует, а то, что он наблюдает - всего лишь компьютерная декорация, искусно сделанная средствами трехмерной графики. Определить то, что горные кряжи, волны океанской поверхности и непроходимые джунгли являются лишь результатом просчета процессоров, порой трудно даже тем, кто профессионально работает в 3D.
Непосвященному же человеку такая работа кажется безумно сложной, и, он бы очень удивился, если бы узнал, что можно, с помощью специального программного обеспечения, создать виртуальный мир, такой реалистичный и правдоподобный.
Генераторы ландшафтов позволяют сравнительно быстро создавать фотореалистические земные или безжизненные, инопланетные пейзажи, по своей красоте и реалистичности неотличимые от настоящих фотоснимков и вполне достойные того, чтобы пополнить любую личную фотоколлекцию или стать фоном для дальнейшей работы. Искусственные ландшафты могут стать основой для разнообразных BD-сцен в трехмерных играх, при подготовке телевизионных заставок и клипов. Также генераторы ландшафтов активно используют историки, палеонтологи и географы: первым и вторым они помогают понять, как выглядела наша планета в тот или иной исторический период, а при изучении географии могут быть образовательным инструментом, более интересным, чем обычные учебники. Даже в совершенно далеком от BD-искусства бизнесе искусственные пейзажи тоже могут оказаться полезными, например, для наглядного представления расположения каких-то объектов компании.
Популярные решения для моделирования фотореалистичных и фантастических ландшафтов и создания искусственных миров программы - Bryce, Vue 5 Esprit, MojoWorld Pro, World Builder, VistaPro, Terragen.
Объектом исследования является процесс оптимизации сцен с большим количеством объектов в кадре.
Предметом исследования является использование технологий рендеринга.
Целью выполнения данной работы является рассмотрение различных технологий рендеринга высокореалистичного окружения виртуальных сред, решение проблем оптимизации для уменьшения времени получения итогового результата.
Постановка задачи
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
• Выявить основные проблемы оптимизации окружения;
• Рассмотреть подходы к оптимизации окружения;
• Описание собственного подхода к оптимизации окружения;
• Реализация окружения в виртуальных средах;
• Сравнительный анализ избранных подходов.
В ходе работы было решено использовать программный продукт для 3D моделирования, анимации, рендеринга и композитинга Autodesk Maya. Эта программа имеет огромный функционал и возможности, предоставляет удобный, понятный интерфейс. Для рендеринга окружения было решено использовать программу для создания окружения и ландшафта Terragen 4. Для создания и редактирования текстур решено использовать программы Substance Painter, Substance Designer и Adobe Photoshop
Купить