Понятия о проекциях

Точка наблюдения (viewpoint) - это позиция в трехмерном виртуальном пространстве, определяющая положение наблюдателя. Точки наблюдения являются основой формирования в 3D МАХ окон проекций (viewports), каждое из которых демонстрирует результат проекции объектов трехмерной сцены на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения из определенной точки.

В 3D МАХ имеются четыре определенных по умолчанию окна проекций: Тор(Вид сверху),Left(Вид слева),Right(Вид справа) иPerspective(Перспектива). В исходном состоянии в окнеТор(Вид сверху) ось Х располагается горизонтально, ось Y - вертикально, а положительная полуось оси Z направлена из плоскости экрана к наблюдателю, указывая координату глубины. В центре окнаТоррасполагается начало координат. Остальные окна проекций устроены аналогично, но демонстрируют вид трехмерной сцены с других точек.

Воображаемая плоскость, проходящая через точку наблюдения перпендикулярно линии взгляда, называется плоскостью отображения (viewing plane), которая определяет границы области, видимой наблюдателю. Иными словами, пользователь может видеть только те объекты, которые находятся от него дальше, чем данная плоскость,передней, а объекты или их части, располагающиесязанейотсекаются. Поэтому плоскость отображения иногда называют плоскостью отсечки (clipping plane).

Чтобы увидеть объекты, расположенные позадиплоскости отображения, необходимо сменить положение точки наблюдения. Можно считать, что плоскость отображения действует подобно ограничению периферийного зрения. Чтобы увидеть нечто позади себя, вы должны или повернуть голову (иными словами, повернуть плоскость отображения вместе с линией взгляда), или отступать назад, пока интересующие вас объекты не окажутся впереди (т. е. переместить плоскость отображения).

В 3D МАХ окна, позволяющие заглянуть в виртуальный трехмерный мир, называются окнами проекций (viewports). Экран монитора сам по себе является плоскостью отображения, поскольку пользователь может видеть только то, что располагается в виртуальном пространстве за плоскостьюэкрана монитора. Боковые границы участка, отображающегося в окне проекции, определяются границами окна. Три из четырех демонстрируемых по умолчанию окон проекций в 3D МАХ являются окнами ортографической проекции (этот термин должен быть знаком тем, кому когда-либо приходилось заниматься техническим черчением). При построении изображений в этих окнах считается, что точка наблюдения удалена от сцены на бесконечное расстояние, а все лучи, исходящие из точки наблюдения к объектам, параллельны соответствующей оси координат. Четвертое окно проекции 3D МАХ из числа принятых по умолчанию,Perspective(Перспектива), является окном не ортографической, а центральной проекции и демонстрирует более реалистичное на вид изображение трехмерной сцены, при построении которого лучи считаются расходящимся пучком из точки наблюдения.

Общие сведения о программе

В результате работы программы создаются статические сцены, состоящие из определенного набора геометрических объектов (плоских и объемных), которые являются трехмерными, то есть описываются тремя координатами. Четвертое измерение - Времяприсутствует только в динамических сценах или сценах, использующих анимацию (оживление). Наиболее характерный пример статической сцены - трехмерная модель архитектурного объекта, динамической - демонстрация работы автомобильного двигателя. Любая сцена формируется с использованием стандартного алгоритма, который в общем виде может быть описан следующим образом:

• Моделирование геометрии,

• Установка и настройка источников света, съемочных камер и материалов,

• Настройка анимации,

• Визуализация.

• Анимация

Конечным результатом, завершающим работу над статической трехмерной сценой, является «картинка», записанная в графическом файле изображения. Динамическая сцена дает на выходе набор «картинок» или анимационную последовательность, где каждый кадр отражает изменения, происходившие с объектами сцены. Результаты визуализации могут быть перенесены на бумагу, пленку, ткань или записаны на видеоленту, компакт-диск и т.д. Кратко остановимся на основных этапах алгоритма работы по созданию, отладке и визуализации трехмерной сцены.