گرافیک سه بعدی

[Loyal]

گرافیک‌ سه‌بعدی کامپیوتری گرافیکی است که از اطلاعات سه بعدی دادهٔ هندسی -که در کامپیوتر ذخیره شده- به منظور انجام محاسبات و پرداخت کردن تصاویر ۲ بعدی استفاده می‌کنند. علی رغم این اختلافات، گرافیک ۳ بعدی کامپیوتری وابسته به بسیاری از الگوریتم‌‌های گرافیک برداری دو بعدی کامپیوتری در مدل قاب سیمی و هم چنین گرافیک رستری دو بعدی کامپیوتری در نمایش پرداخت شده نهایی است. در نرم افزارهای گرافیک کامپیوتری تفاوت بین ۲ بعدی و ۳ بعدی خیلی کمرنگ شده‌است. گرافیک‌های ۲ بعدی ممکن است از روش‌های ۳ بعدی برای رسیدن به جلوه‌هایی مانند نورپردازی استفاده کنند و ۳ بعدی‌ها ممکن است از تکنیک‌های پرداخت کردن ۲ بعدی استفاده کند. غالباً، گرافیک های ۳ بعدی کامپیوتری به مدل‌های ۳ بعدی اشاره دارند. صرف نظر از گرافیک پرداخت شده، مدل در داخل فایل گرافیکی نگه داری می‌شود. تفاوت‌هایی بین مدل ۳ بعدی و گرافیک ۳ بعدی وجود دارد. یک مدل ۳ بعدی یک نماینده ریاضی از هر جسم ۳ بعدی است (چه متحرک، چه ثابت). یک مدل تا زمانی که در معرض دید قرار نگیرد یک گرافیک به حساب نمی‌آید. از وقتی که نخستین چاپگر ۳ بعدی اختراع شد، مدل‌های ۳ بعدی دیگر به محیط مجازی محدود نیستند. یک مدل می‌تواند طی فرایندی به نام پرداخت ۳ بعدی، به صورت یک تصویر ۲ بعدی به نمایش در آید، یا اینکه در شبیه سازی‌های کامپیوتری غیر گرافیکی و محاسبات غیر گرافیکی استفاده شود.


دید کلی
عملیات تولید گرافیک‌های ۳ بعدی کامپیوتری را می‌توان به ۳ مرحله متوالی اساسی تقسیم کرد. مدلسازی ۳ بعدی که فرایند تشکیل شکل جسم را توضیح می‌دهد، چیدمان و حرکت که حرکت و جهت گیری اجسام را در صحنه مشخص می‌کند، و پرداخت کردن ۳ بعدی که تصویری از جسم تولید می‌کند.

مدل سازی
مدل فرایند تشکیل شکل یک جسم را توصیف می‌کند. دو مورد از رایج ترین منابع مدل‌های ۳ بعدی مدل‌هایی هستند که توسط مهندس یا هنرمند با استفاده از نوعی ابزار مدل سازی ۳ بعدی روی کامپیوتر تولید می‌شوند و با استفاده از اجسام واقعی به داخل کامپیوتر پویش می‌شوند. مدل‌ها هم چنین می‌توانند رویه‌ای یا با شبیه سازی فیزیکی تولید شوند.

چیدمان و حرکت
قبل از این که اجسام پرداخته شوند، باید داخل یک صحنه قرار داده شوند(چیدمان داده شوند). این همان چیزی هست که رابطه فضایی بین اجسام را در یک صحنه که شامل مکان و اندازه می‌شود تعیین می‌کند. حرکت(انیمیشن)، توضیح موقتی از جسم ارائه می‌دهد; مانند اینکه جسم چگونه حرکت می‌کند و چگونه با گذشت زمان تغییر شکل میدهد. روش‌های مشهور دراین زمینه قاب کلیدی، حرکت شناسی معکوس، و ضبط حرکت می‌باشد، اما بسیاری از این تکنیک‌ها همراه همدیگر استفاده می‌شوند. همانند مدل سازی، شبیه سازی فیزیکی نیز یکی دیگر از روش‌های نمایش حرکت است.

در طول مرحله پرداخت سه بعدي، تعداد انعکاس‌های پرتو‌های نور، همانند خصوصیت‌های دیگر، می‌توانند تغییر داده شوند تا به جلوهٔ بصری مطلوب برسیم.

پرداخت کردن
پرداخت کردن عبارت است از تبدیل یک مدل به یک تصویر که این کار با شبیه سازی حرکت نور برای به دست آوردن تصاویر واقع نما انجام می‌شود. انتقال (چقدر نور از یک مکان به مکان دیگر می‌رسد) و پخش (چگونه سطح با نور درگیر می‌شود) دو عمل پایه در پرداخت کردن واقعی هستند. این قسمت اغلب با استفاده از نرم افزار گرافیک کامپیوتری ۳ بعدی و یا ای پی آی گرافیکی سه بعدی اجرا می‌شود. فرایند تغییر صحنه به یک فرم مناسب برای پرداخت کردن نیز نیازمند تصویر کردن ۳ بعدی است. این تصویر کردن اجازه می‌دهد یک شکل ۳ بعدی به صورت ۲ بعدی دیده شود.

انجمن‌ها
تعداد زیادی وب‌گاه برای کمک به آموزش و حمایت هنرمندان گرافیک ۳ بعدی طراحی شده‌اند. بعضی از آنها توسط تولید کنندگان نرم افزار و یا تامین کنندگان مطالب اداره می‌شوند ولی برخی هم به طور مستقل عمل می‌کنند (مانند رندِروسیتی). این انجمن‌ها به اعضا اجازه می‌دهند که ازآنها راهنمایی بگیرند، آموزش ببینند، محصولی را نقد کنند و یا نمونه‌هایی از کارهای خود را پست کنند.

مجزا از گرافیک‌های عکس نمای ۲ بعدی
همهٔ گرافیک‌های کامپیوتری که به نظر ۳ بعدی می‌آیند بر اساس یک مدل قاب سیمی ساخته نشده‌اند. گرافیک‌های ۲ بعدی کامپیوتری که افکت‌های عکس نمای ۳ بعدی دارند اغلب بدون مدل قاب سیمی به دست می‌آیند و در برخی مواقع شکل نهایی شان تفاوتی ندارد. برخی از نرم افزارهای هنر گرافیک شامل فیلترهایی هستند که می‌توانند به روی گرافیک برداری و یا رستری ۲ بعدی به صورت لایه‌های نامرئی اعمال شوند. هنرمندان بصری می‌توانند افکت‌های ۳ بعدی را نمونه سازی یا تجسم کنند و بدون استفاده از فیلترها، افکت‌های عکس نما را پرداخت کنند.

تاریخچه
ویلیام فتر لفظ گرافیک کامپیوتری را در سال ۱۹۶۰ اختراع کرد تا بتواند کارش را در بووئینگ توصیف کند. یکی از اولین پویانماییهای کامپیوتری، دنیای آینده بود، که حاوی یک پویانمایی از صورت و دست انسان بود- توسط اِد کاتمال و فرد پارک در دانشگاه یوتاه تولید شده.