Комп’ютерна мультиплікація

Головні аргументи на користь 3-D графіки з’являються тоді, коли мова заходить не за синтез окремого фотореалістичного зображення тривимірної сцени, а за створення комп’ютерної мультиплікації.

Ті, хто хоча б трохи знайомий з технологією створення мультиплікаційного, або, як його ще називають, анімаційного кіно, знають, яких зусиль коштує елементарний рух на екрані. Кожний елемнтарний рух розбивається на цілий ряд проміжних стадій, які зображуютья у вигляді окремих кадрів. Далі ці кадри знімаються на кіно- або відеоплівку та відтворюється на екрані один за одним, створюючи ілюзію руху. При типовій швидкості відтворення 30 кадрів на секунду для мультика, що іде протягом 10 секунд, потрібно намалювати 300 кадрів!

Програми для роботи з 3-D графікою дозволяють значно спростити роботу над подібними мультиплікаційними відеофрагментами за рахунок використання методів анімації тривимірних сцен.

Областями для використання 3-D графіки для створення комп’ютерної мультиплікації є телевізійна реклама, кінозйомка з включенням анімаційних ефектів (прикладами можуть слугувати фільми “Володар кілець”, “Парк юрського періоду” тощо), підготовка відеороліків, створення відеотренажерів для навчання пілотів або водіїв тощо.

Недоліки тривимірної графіки

• підвищені вимоги до апаратної частини комп’ютера, в тому числі до об’єму оперативної пам’яті, наявності вільного місця на жорсткому дискові та швидкодії процесора;
• необхідність великої підготовчої роботи зі створення моделей усіх об’єктів сцени, котрі можуть попасти у поле зору знімальної камери, та присвоєння їм матеріалів. Але ця робота звичайно окупається отриманим результатом;
• меньша, ніж при використанні двовимірної графіки, свобода у формуванні зображення. Мається на увазі, що малюючи картину пензлем на папері або засобами двовимірної графіки на екрані, Ви маєте можливість цілком вільно змінювати будь-які пропорції об’єктів, порушувати правила перспективи тощо, якщо це необхідно для втілення ідеї. У 3-D графіці це також можливо, але потребує додаткових зусиль;
• необхідність контроля над взаємним розміщенням об’єктів у складі сцен, особливо при виконанні анімації;
• необхідність прийняття додаткових заходів, що звичайно застосовується на етапі вторинної обробки синтезованих зображень, щоб надати їй реалістичнішого вигляду. Результати візуалізації сцен засобами тривимірної графіки виглядає занадто ідеально правильними, а тому недостатньо реалістичними. У зв’язку з цим до складу програм тривимірної графіки входить цілий ряд фільтрів, що дозволяють імітувати такі ефекти, як кінцева глибина різкості зображення, імітація ефекту фотоплівки тощо.

Графічні редактори для роботи з тривимірною графікою

Найвідомішими редакторами 3-D графіки є:

3D Studio Max (виробник Discreet) Мабуть найвідоміший та потужніший з усіх 3D-редакторів. Дозволяє робити як статичні зображення так і тривимірну анімацію. Окрім власних засобів моделювання, має інтерфейс для підключення додаткових модулів від сторонніх фірм. Ці модулі постійно з’являються на ринку. Отже можливості програми легко розширюються. 3DS max є лідером на ринку 3-вимірної графіки для PC, та має відповідну ціну.

LightWave 3D (виробник NewTek) Потужний пакет тривимірного моделювання та анімації. Має величезний вибір інструментів.

Maya Продукт нового покоління систем комп’ютерної графіки для створення візуальних ефектів та реалістичної 3-D-анімації цифрових персонажів. Має потужні інструменти для створення ефектів для кіно- та відеопродукції, рекламних роліків, комп’ютерних та відеоігор тощо.

ФРАКТАЛЬНА

Фрактал - це об’єкт, окремі елементи якого успадковують якості батьківських структур. Найвідомішими фрактальними об’єктами є дерева: від кожної гілки відходять меньші, схожі на неї, від них - ще меньші тощо. За окремою гілкою математичними методами можна відслідкувати властивості всього дерева. Фрактальні властивості мають такі природні об’єкти як сніжинка, що при збільшенні виявляється фракталом; за фрактальними алгоритмами ростуть крістали та рослини.

Поява нових елементів меньшого розміру відбувається за простим алгоритмом. Очевидно, що описати подібні об’єкти можна всього лише декількома математичними рівняннями!

Трикутники можна добудовувати аналогічним чином до нескінченності. Ми можемо отримати об’єкт будь-якого рівня складності, використовуючи простий алгоритм. При цьому нічого, крім самих рівнянь, які займають декілька байт, у пам’яті комп’ютера зберігати не треба! Уся інформація, необхідна для відтворення цього фрактала, займає всього лише десятки байт! Звичайно, виникло питання - а чи можна стиснути будь-яку інформацию, підібравши необхідний фрактальний алгоритм? Принципово можна, і на заході активно ведуться роботи в цьому напрямку. Таким чином, фрактали є цікавим об’єктом для вивчення за двома основними причинами:

· фрактали є одними з кращих моделей живої природи;

· їх дослідження відкриває нові перспективи для стиснення інформації.

Серед програмних засобів можна виділити продукти фірми Golden SoftWare:

• Surfer - створення тривимірних поверхонь;
• Grapher - створення двовимірних графіків;
• Map Viewer - побудова кольорових карт.

Surfer дозволяє обробити та візуалізувати двовимірні набори даних, що описані функцією z=f (x,y). Можна побудувати цифрову модель поверхні, застосувати допоміжні операції і візуалізувати результат.

Grapher призначений для обробки та виводу графіків, що описані функціями y=f(x). Не має обмежень по числу графіків на одному малюнку або числу кривих в одному графіку і дозволяє розмістити декілька осей з різними масштабами та одиницями виміру.

Map Viewer дозволяє вводити та корегувати карти - змінювати масштаб, перетворювати координати, обробляти й виводити у графічному вигляді числову інформацію, пов'язану з картами.

Пакет Iris Explorer (фірма Graphics) призначена для створення моделей погодних умов та океану.

Пакет Earth Watch (фірма Earth Watch) призначений для моделювання та демонстрації тривимірного зображення метеоумов над Землею, будувати топологічні поверхні по космічних знімках і прогнозувати погоду на тиждень вперед.

Модуль Chart у стандартному пакеті MS Office дозволяє легко й наочно створити графіки на основі даних, що знаходяться у таблиці. Користувач може перетворити графіки у любу з 5 основних форм графіків:

• гістограма;
• лінії;
• площі;
• в полярних координатах;
• поверхні.

Також, при зміні даних у таблиці, змінюється відповідне значення у графіку.

15. Комп’ютерні мережі. Топології комп’ютерних мереж. Апаратні та програмні засоби побудови комп’ютерних мереж.

Комп’ютерна мережа – це сукупність комп’ютерів з’єднаних за засобами зв’язку та засобами комутації в єдину систему для доступу користувачів до програмних технічних, інформаційних, організаційних ресурсів мережі.

Призначення комунікаційних мереж

· Доступ до інформації — місць концентрування інформації (HTTP, FTP сервера, бази даних).

· Сигналізація (електрона пошта, сервіси коротких повідомлень (ICQ)),

· Сумісне використання технічних ресурсів (мережні принтери, сховища даних, сервери аплікацій).

· Розподілення навантаження (кластеризація, розпаралелювання).

· Віддалене керування (моніторинг, віддалене виконання процесів)

· Забезпечення надійності (кластеризація, резервування (пристроїв та каналів))

Основні можливості комп'ютерних мереж:.......

· Можливість швидкої передачі інформації на великі відстані;

· Оперативний пошук інформації;

· Обмін інформацією в режимі off-line;

· Обмін текстової, звукової та відео у реальному режимі часу;

· Можливість збереження інформації, розміщеної на серверах Internet, на локальному комп'ютері для подальшої переробки;

· Можливість інтерактивності і оперативного зворотного зв'язку.

 

У відповідності до цього за функціональним призначенням, всю множину систем комп’ютерної мережі можна поділити на абонентські, комунікаційні та головні (Host) системи (сервери).

Абонентська система являє собою комп’ютер, орієнтований на роботу в складі комп’ютерної мережі, який забезпечує користувачам доступ до її обчислювальних ресурсів.

Комунікаційні системи – це вузли комутації мережі, які забезпечують організацію складових каналів передачі даних між абонентськими системами.

Сервером прийнято називати спеціальний комп’ютер, який виконує основні сервісні функції, а саме: управління мережею, збір, обробку, зберігання та надання інформації абонентам мережі. За функціональним призначенням прийнято розрізняти сервери на файл-сервери та сервери доступу. Файл-сервер визначається як мережний комп’ютер, який здійснює операції по збереженню, обробці та представленню файлів даних абонентам. Сервер доступу – це комп’ютер, який забезпечує абонентським системам ефективний доступ до комп’ютерної мережі.

Клієнт – це комп'ютер, що користується ресурсами сервера.

Під каналом зв'язку слід розуміти шлях або засіб, по якому передаються сигнали.