Dusan Savic 3d Animacija

7/21/2019 Dusan Savic 3d Animacija

http://slidepdf.com/reader/full/dusan-savic-3d-animacija 1/5

3D animacija

Seminarski rad u okviru kursa

Tehničko i naučno pisanje

Matematički fakultet

Dušan Savić[email protected]

Uvod

orišćenjem računara najčešće se susrećemo sa dvodimen!ionim svetom" displejom koji ima dve

realne dimen!ije# visinu i širinu. $li kada gledamo filmove kao što su ""To% Stor%&" ""Dispicable

me&" ""'ro!en& ili igramo igrice kao što je Tomb(aider" videćemo pro!ore u trodimen!ionom

svetu. )vaj svet mo*emo videti kao svet u kome mi trenutno *ivimo" svet u kome ćemo *iveti u budućnosti ili svet u kome *ive likovi filma koji gledamo. +animljivo je da svi ovi svetovi se

pojavljuju na istom monitoru na kome je kucan i ovaj tekst. ako računari prevare naše oči da

poverujemo da ravan ekran mo*e da se prote*e u prostor, ako nas programeri koji prave igrice

ube-uju da se naši heroji kreću u prostoru, Dalje u tekstu biće objašnjeni neki od vi!elnih

trikova koji se koriste" kao i kako računarski hardver tako br!o reaguje na naredbe koje !adajemo

D#karakterima" tako da sve deluje kao film.

Slika koja i!gleda da ima širinu" visinu i dubinu na!ivamo trodimen!ionom /ili #D0. Slika koja

ima visinu i širinu" ali ne i dubinu na!iva se dvodimen!iona /ili 1#D0. Dvodimen!ione slike one

sa manje informacija" ali nekada su i one dovoljne. +nak !a autobusku stanicu na sebi ima

prika!anu dvodimen!ionu sliku autobusa" ali idalje ima dovoljan broj" nama potrebnih"informacija. 2ajednostavniji primer ra!like i!me-u 1#D i #D slike mo*emo naći u geometriji.

Trougao sastoji od tri linije i tri ugla" i predstavlja dvodimen!ionu sliku" !a ra!liku od piramide

koja se sastoji od četiri trougla odnosno šest uglova i pet linija" i prestavlja trodimen!ionu figuru#

već odavde !aključujemo da trodimen!iona slika daje gotovo duplo više informacija od

dvodimen!ione.

3osmatrajući prošlost mo*emo uvideti da prika! trodimen!ionog prostora na ravnoj površi nije

savremeno otkriće. 4metnici su na svojim slikama dobijali ovaj efekat u! nekoliko trkiova kao

što su5 !amućenje boja koje su udaljenije" smanjivanje veličine i !amućenje predmeta koji su

udaljeniji" itd. Tako-e ovo mo*emo !apa!iti i na fotografijama"koje deluju kao da se produ*uju u

prostor" njih mo*emo skenirati i videti na računarima. Me-utim kada pričamo o #D grafici na

kompjuterima danas" mi ne govorimo o fotografijama" već o slikama koje se pomeraju.

3ošto smo !aključili da pretvaranje 1#D slike u #D sliku !ahteva dodavanje mnogo informacija"

!namo da pretvaranje jedne 1#D slike u #D sliku koja se kreće !ahteva još više informacija" a

idalje očekujemo visok nivo reali!ma u svemu što vidimo. Sredinom sedamdesetih se pojavila

igra ""3ong& koja je tada" kao 1#D igra" i!a!vala oduševljlenje kod ljudi. Danas mi upore-ujemo

1

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]



#D igre sa D6D filmovima7 očekujući da se radnja na igrici" u kojoj mi !adajemo komade"

odigrava isto kao i na filmovima" što predstavlja veliki i!a!ov !a svet #D grafike.

1. Istorija 3-D animacije

6eć četrdesetih i pedesetih godina prošlog veka eksperimenti na polju kompjuterske grafike su počeli" pre svega od strane 8ohn 9hitne%#a" ali tek početkom še!desetih" kada su digitalni

kompjuteri postali naširoko rasprostranjeni" novi putevi !a inovativne grafičke di!ajnere su

otvoreni. 4 početku korišćenje grafike bilo je ograničeno na nauku" in*injerstvo i druge

istra*ivačke svrhe" ali umetnički eksperimenti su počeli tek še!desetih godina. Do sredine

sedamdesetih ce se ovi radovi pojaviti i u medijima. Mnogo kompijuterske grafike uključuje 1#D

slike" ali kako se računari poboljšavaju konstantno se te*i u reali!am i #D sliku. Do kraja

osamdesetih" ralne" #D" forografije počinju da se javljaju u bioskopima. 2eki koji su !aslu*ni

!a ra!vitak #D grafike kakvu danas po!najemo su5

William Fetter /:;1<#1==10 # bio je grafički di!ajner u >oenig#u u 9ichita#i še!desetih godina.?!me-u ostalog !aslu*an je !a kovanicu ""računarska grafika&" kao opis onoga što je radio u

>oeing u to vreme. Smatramo ga pronala!ačem #D animacije" a ljudsk figura koju je napravio

na taj način postala je jedna od najlegendarnijih slika u ranoj istoriji kompjuterske grafike i

na!ivamo je "">oeing čovek&.

Slika 1: ,,Boeing čovek“

Edwin Catmull /:;A# 0 and Fred Parke /:;# 0 B !aslu*ni su !a nastanak prvog #D filma ""'utureCorld

/:;EF.0 koji je re*irao (ichard T. Geffron. )ni su kao diplomirani studenti 4niver!iteta 4tah otpremili

kompijuterski generisanu ruku" !a koju je !aslu*an 'rederic 3arke /:;E1.0" ? lice" !a koje je !aslu*an HdCin

Iatmull /:;E.0.

Slika 2: 3-D slika ruke Slika 3: 3-D slika lica

2



Nelson a! # 2elson se pridru*io laboratoriji ""JaCrence Jivermore Jabs& :;E:" gde je kasnije

napravio nekoliko filma koji uključuju #D grafiku kao što su5 ""Turning a sphere inside out& i

""IarlaKs land&.

New "ork Institute #$ %ec&nolo'( /2L?T0 # :;E. godine $le Schure" bogati predu!etnik 2ju

8orka" osnovao je Jaboratoriju kompjuterske grafike u 2L?T" gde je napravio najbolji studio tog

vremna" okupivši filmsku i grafičku opremu" kompjutere i !aposlivši najbolje stručnjake na tom

polju tada kao što su5 Hd Iatmull" Malcom >lanchard" 'red 3arke i mnogi drugi sa univer!iteta

4tah. Tokom sedamdesetih stvari koje su pravili su doprinosile tehnikama renderinga slika

/rendering#malterisanje" %avršna obrada0 i stvorili mnogo uticajnih softvera" uključujući

animacioni program TCeen" program !a crtanje 3aint" animacioni program SoftIel.

valitet rada 2L?T radnika je privukla pa!nju Neorga Jukasa" stvaraoca filmova Star Cars" koji

je vrbovao najbolje radnike ovog instituta.

)uantel# kompanija koju je osnovao 3eter Michael :;E. godine" je prva koja je proi!velakomercijalni ra!nobojni framebuffer /ekran grafički konstruisan sa memorijom koja sadr*i

podatke !a svaki piksel na ekranu0" Ouantel D'S ===. )vaj framebuffer je prvi put korišćen u

T6 prenosu )lipiskih igara u Montrealu :;EF. godine da bi generisao sliku#u#slici olimpijskog

plamena" dok se na ostatku slike nala!io trkač kako ula!i u stadon. )vaj pronala!ak bio je kamen

temljac digitalne televi!ije kakvu danas po!najemo. :;<:. godine Ouantel je ra!vio svoj

""3aintbo&" prvi sistem !a emitovanje i stvaranje televi!ijskog videa i grafike.

*enoit andel+rot# matematičar koji je :;EA. skovao pojam ""fraktal&/prirodni fenomen ili

matematički skup koji poka!uje ponavljajući šablon na svakoj skali0. 3rvi koji je koristio

fraktale u sklopu #D animacije bio je ,oren Carenter.

im *linn # je bio diplomirani student univer!iteta 4tah" kasnije je radio i !a 2$S4. 2jegov

doprinos #D animaciji sastojao se u ""fl%#b%& simulacijama" koje predstavljaju vi!uali!aciju

nasinih !adataka" neke od njih su5 6o%ager" 3ioneer i Nalileo. )n je tako-e ra!vio mnogo

uticajnih thenika modelovanja koje je objavio u radovima !a ?HHH/?nstitute of Hlectrical and

electronics Hngineers0" u njihovom *urnalu ompjuterska grafika i animacije" ovi radovi su

sadr*ali tehnike mapiranja *ivotne sredine" simulaciju sme*uranih i prašnjavih površina i

&blobb%& modeliranje.

P&ilie *er'eron/ Nadia a'nenat %&almann/ and Daniel %&almann su re*irali prvi #D

generisan film koji govori neku priču. 'ilm je potpuno programiran korišćenjem M?($

grafičkog je!ika. )vaj film je dobio vise nagrada na S?GG($3G filmskom festivalu :;<.

Pierre ,ac&aelle/ P&ilie *er'eron/ Pierre 0o+idou! and Daniel ,an'lois su re*irali prvi

animirani #D film kojem ljudsko biće mo*e da i!ra!i emocije kro! facijalnu ekspresiju i pkrete

tela. )vaj film je !atvorio filmski festival S?NN($3G :;<A.

3



Dalja istorija #D grafike se uglavnom oslanja na film" danas je veliki broj #D filmova" a njihov

kvalitet je grafički sve bolji" !a šta su !aslu*ni naravno programi u kojima se ovakva grafika

i!ra-uje. Neki od 3-D filmova koji su pokupili najveću slavu:Toy Story 3 (2010), Avatar (2009),

Shrek 2 (2004), Cars 2 (2011), Life of Pi (2012), Frozen (2013), and Inside Out (2015)

Slika 4: film ,,Toy

Story 3“

+a mnoge od nas kompjuter ili neki drugi sistem !a igranje igrica su najčešći načini da do-emo u

kontakt sa #D grafikom. )ve igre" ili filmovi su napravljeni od kompjuterski generisanih slika"

koje moraju da prodju kro! tri glavne fa!e da bi nastao taj realistican #D i!gled5

:. Stvaranje virtuelnog sveta# 8edan deo tog virtuelnog sveta mo*emo predstaviti kao sliku sveta.

)no što je karakteriše je da je sve na njoj veštačko" nestvarno i programirano"sva svojstva na njojsu !adata softverom.

1.)dre-ivanje koji će deo sveta biti prika!an na ekranu#4 svakom trenutku prika!a nekog #D

filma ili igrice mi vidimo samo deo stvorenog sveta" i svaka promena scene je programirana.

3rilikom promene scena svet bi idalje trebao da ima smisla# objekti na istoj udaljenosti" iste

visine trebali bi da i!gledaju isto be! ob!ira na promenu scena.

.)dre-ivanje kako će i!gledati svaki piksel pojedinačno# >e! ob!ira na to kako #D grafika

i!gleda veće i bogatije od 1#D grafike. 2astanak #D grafike moguć je samo dodavanjem piksela

na 1#D prika!.

#2ajbitnije stvari koje čine delove slika da deluju kao stvarni objekti5 oblik" tekstura površine"

osvetljenje" perspektiva" dubina polja i anti#aliansing.#)>J?Ii

ada pogledamo kro% pro!or" mi vidimo scene napravljene od ra!ličitih oblika" sa pravim

linijama i krivama u svim veličinama i kombinacijama. Slično tome" kada pogledamo #D

grafički prika! na našem kompjuterskom monituru" mi vidimo sliku napravljenu od ra!ličitih

oblika" iako su većina njih napravljena od pravih linija. Mi vidimo kvadrate"pravougaonike"

paralelograme" krugove" romboide" ali najćešće vi-amo trouglove. ako god" u cilju da i!radimo

4



sliku koja bi imala glatke linije koje se najčešće nala!e u prirodi" neki od oblika moraju biti

veoma mali i komplikovani" ali takav skup objekata na!ivamo#Cireframe.

#Tekstura površine

?nformacije o teksturi površine mo*emo dobiti samo gledanjem i opipavanjem i to5 boju

površine" teksturu" reflekciju.

8edini način da slika i!gleda realno je da imamo veliki broj varijanti ova tri parametra na slici"

ponekad njihovom kombinacijom mo*emo dobiti neke kvalitete koji nisu vidljivi" kao što su

tvdo" meko"toplo i hladno.

3erspektiva i osvetljenje

Sam pogled na prostor oko nas koji je osvetljen mo!e da nam poka*e !ančaj osvetljnja !a i!gled

objekta. Tako je osvetljenje bitno i na polju #D grafike. Tehnologija na!vana ""(a%#tracing&

omogućuje nam da Cireframove osvetlimo kao da su u realnom svetu" tako što se !amišljeni

!raci koji napuštaju sijalicu odbijaju od !idova" ogledala i drugih reflektujućih površina padajuci

konačno na sam Cireframe" stvarajući senke i dalje reflektujući se.

+a većinu #D grafika koristimo perspektivu !asnovanoj na jednoj tački" u kojoj sve nestaje. To

mo*emo najbolje !apa!iti u svakodnevnom *ivotu posmatrajući put" koji kao da se spaja u jednu

tačku u nekom trenutku.

Dubina

8oš jedan optiči efekat koji se koristi !a bolji #D do*ivljajje dubina slike. )vaj parametar

predstavlja !amućenje udaljenih objekata" čime slika dobija realniji i!gled.

$nti#aliansing

Tako-e predstavlja jedan od efekata !a realniji prika! slike. 3ošto krive prika!ane na računaru

i!gledaju ""stepeničasto& ova opcija dodaje me-utonove čineći ih bla*im linijama" koje podsecajuna prirodne.

5

Documents

Dusan Savic 3d Animacija