Kompyuterda yaratilgan tasvirlar - Computer-generated imagery

Morfogenetik Ijodlar kompyuter tomonidan yaratilgan raqamli san'at tomonidan ko'rgazma Endi Lomas da Watermans badiiy markazi, g'arbiy London, 2016 yilda.

Kompyuterda yaratilgan tasvirlar (CGI) ning qo'llanilishi kompyuter grafikasi rasmlarni yaratish yoki ularga hissa qo'shish san'at, bosma nashrlar, video O'yinlar, filmlar, televizion dasturlar, qisqa shimlar, reklama roliklari, videolar va simulyatorlar. Rasmlar dinamik yoki statik bo'lishi mumkin va ikki o'lchovli (2D) bo'lishi mumkin, ammo "CGI" atamasi eng ko'p 3 o'lchamli kompyuter grafikasi "CGI animatsiyasi" deb ta'riflangan filmlar va televideniedagi belgilar, sahnalar va maxsus effektlarni yaratish uchun ishlatiladi. Birinchi marta 1988 yilda suratga olingan filmda ishlatilgan Willow.[1]

CGI evolyutsiyasi paydo bo'lishiga olib keldi virtual kinematografiya 1990-yillarda qaerda taqlid qilingan kamera fizika qonunlari bilan cheklanmagan. CGI dasturiy ta'minotining mavjudligi va kompyuter tezligining oshishi alohida rassomlarga va kichik kompaniyalarga uy kompyuterlaridan professional darajadagi filmlar, o'yinlar va tasviriy san'at ishlab chiqarish imkonini berdi.[iqtibos kerak ]

Atama virtual dunyo agentga asoslangan, interaktiv muhitni anglatadi, hozirda[qachon? ] CGI bilan yaratilgan.

Statik tasvirlar va landshaftlar

Faqatgina animatsion tasvirlar kompyuter tomonidan yaratilgan tasvirlarning bir qismini tashkil etmaydi, tabiiy ko'rinishdagi landshaftlar (masalan.) fraktal landshaftlar ) kompyuter orqali ham hosil bo'ladi algoritmlar. Fraktal yuzalarni hosil qilishning oddiy usuli bu kengaytmani ishlatishdir uchburchak to'r usuli, a ning ba'zi bir maxsus holatlarini qurishga tayanadi Rham egri chizig'i, masalan. o'rta nuqta siljishi.[2] Masalan, algoritm katta uchburchakdan boshlanib, to'rtta kichikroq qismga bo'linib, rekursiv ravishda kattalashtirilishi mumkin Sierpinski uchburchagi, keyin har bir nuqtaning balandligini eng yaqin qo'shnilaridan interpolatsiya qiling.[2] A ning yaratilishi Braun yuzasi nafaqat yangi tugunlar yaratilganligi sababli shovqin qo'shilishi bilan, balki tarmoqning bir necha darajalarida qo'shimcha shovqin qo'shilishi bilan ham erishish mumkin.[2] Shunday qilib a topografik Har xil balandlikdagi xaritani nisbatan to'g'ri fraktal algoritmlar yordamida yaratish mumkin. CGI-da ishlatiladigan ba'zi bir tipik, dasturlash oson fraktallar plazma fraktal va dramatikroq yoriq fraktal.[3]

Ko'p yo'naltirilgan kompyuterlar tomonidan yaratilgan effektlarni ishlab chiqarish uchun ko'plab maxsus texnikalar o'rganilgan va ishlab chiqilgan - masalan, toshlarning kimyoviy aşınmasını namoyish qilish uchun ma'lum modellardan foydalanish va eroziyani modellashtirish va toshga asoslangan sirt uchun "keksa ko'rinish" hosil qilish.[4]

Arxitektura manzaralari

Quyosh botishida uyni aks ettiruvchi kompyuter tomonidan yaratilgan tasvir Blender.

Zamonaviy me'morlar ham mijozlar, ham quruvchilar uchun 3 o'lchovli modellarni yaratish uchun kompyuter grafik kompaniyalari xizmatlaridan foydalanadilar. Ushbu kompyuter tomonidan yaratilgan modellar an'anaviy chizmalarga qaraganda aniqroq bo'lishi mumkin. Arxitektura animatsiyasi (interaktiv tasvirlardan ko'ra binolarning animatsion filmlarini taqdim etadigan) bino atrof-muhit va uning atrofidagi binolar bilan bog'liq bo'lgan munosabatlarni ko'rish uchun ham ishlatilishi mumkin. Arxitektura maydonlarini qog'oz va qalam asboblaridan foydalanmasdan taqdim etish bugungi kunda bir qator kompyuterlar yordamida arxitektura dizayni tizimlari bilan keng tarqalgan amaliyotdir.[5]

Arxitektura modellashtirish vositalari me'morga makonni tasavvur qilish va interaktiv usulda "o'tishni" amalga oshirishga imkon beradi, shu bilan shahar va bino darajasida "interaktiv muhit" ni ta'minlaydi.[6] Arxitekturadagi o'ziga xos dasturlarga nafaqat qurilish inshootlari (masalan, devor va derazalar) va o'tish joylarining spetsifikatsiyasi, balki yorug'likning ta'siri va kunning turli vaqtlarida quyosh nurlari ma'lum bir dizaynga qanday ta'sir qilishi kiradi.[7]

Arxitektura modellashtirish vositalari hozirda tobora ko'proq Internetga aylandi. Biroq, Internetga asoslangan tizimlarning sifati hali ham uy ichidagi zamonaviy modellashtirish tizimlaridan orqada qolmoqda.[8]

Ba'zi dasturlarda kompyuter tomonidan yaratilgan tasvirlar tarixiy binolarni "teskari muhandislik" qilish uchun ishlatiladi. Masalan, monastirni kompyuter tomonidan qayta qurish Georgenthal Germaniyada monastir xarobalaridan olingan, ammo tomoshabinga bino o'z vaqtida qanday ko'rinishda bo'lishini "ko'rinish va his qilish" imkoniyatini beradi.[9]

Anatomik modellar

A KT o'pka angiogrammasi to'plamidan kompyuter tomonidan yaratilgan rasm rentgen nurlari.

Kompyuterda yaratilgan modellar skelet animatsiyasi har doim ham anatomik jihatdan to'g'ri emas. Biroq, kabi tashkilotlar Ilmiy hisoblash va tasvirlash instituti anatomik jihatdan to'g'ri kompyuterga asoslangan modellarni ishlab chiqdilar. Kompyuter tomonidan ishlab chiqarilgan anatomik modellardan o'qitish uchun ham, foydalanish uchun ham foydalanish mumkin. Bugungi kunga qadar rassomning katta tanasi ishlab chiqarilgan tibbiy tasvirlar tomonidan tasvirlar kabi tibbiyot talabalari tomonidan foydalanishda davom eting Frank H. Netter, masalan. Yurak tasvirlari. Biroq, bir qator onlayn anatomik modellar mavjud bo'lib qolmoqda.

Bitta bemor Rentgen raqamlashtirilgan bo'lsa ham, kompyuter tomonidan yaratilgan rasm emas. Biroq, o'z ichiga olgan dasturlarda KT tekshiruvi uch o'lchovli model "kompyuter tomonidan yaratilgan tasvir" ni ishlab chiqaradigan ko'plab bitta bo'lak rentgen nurlaridan avtomatik ravishda ishlab chiqariladi. Ilovalar magnit-rezonans tomografiya shuningdek, kompozitsion, ichki tasvirni yaratish uchun bir qator "oniy tasvirlarni" (bu holda magnit impulslar orqali) birlashtiring.

Zamonaviy tibbiyotda bemorlarga xos modellar "kompyuter yordamida jarrohlik" da yaratilgan. Masalan, jami tizzasini almashtirish, batafsil bemorga xos modelning konstruktsiyasidan operatsiyani diqqat bilan rejalashtirish uchun foydalanish mumkin.[10] Ushbu uch o'lchovli modellar odatda ko'pdan olinadi KT tekshiruvi bemorning o'z anatomiyasining tegishli qismlaridan. Bunday modellardan rejalashtirish uchun ham foydalanish mumkin aorta qopqog'i implantatsiya, davolashning keng tarqalgan usullaridan biri yurak kasalligi. Shakli, diametri va holati berilganligini hisobga olib koronar Teshiklar bemordan bemorga, ekstraktsiya (dan.) dan katta farq qilishi mumkin KT tekshiruvi ) bemorning qopqoq anatomiyasiga juda o'xshash modelning protsedurasini rejalashtirishda juda foydali bo'lishi mumkin.[11]

Mato va terining tasvirlari

Kompyuter tomonidan ishlab chiqarilgan ho'l mo'yna.

Mato modellari odatda uchta guruhga bo'linadi:

  • Da geometrik-mexanik tuzilish ip kesib o'tish
  • Uzluksiz elastik choyshablar mexanikasi
  • Matoning geometrik makroskopik xususiyatlari.[12]

Bugungi kunga kelib, raqamli belgi kiyimi tabiiy ravishda avtomatik ravishda katlanabilmesi ko'plab animatorlar uchun muammo bo'lib qolmoqda.[13]

Kino, reklama va ommaviy namoyishlarning boshqa rejimlarida foydalanishdan tashqari, kompyuter tomonidan yaratilgan kiyim-kechak tasvirlari hozirgi kunda eng yaxshi dizaynerlik kompaniyalari tomonidan muntazam ravishda qo'llanilmoqda.[14]

Ko'rsatishda qiyinchilik inson terisi tasvirlar realizmning uchta darajasini o'z ichiga oladi:

  • Fotomalizm statik darajada haqiqiy teriga o'xshashlikda
  • Jismoniy realizm uning harakatlariga o'xshashlikda
  • Funktsiya realizmi uning harakatlarga bo'lgan javobiga o'xshaydi.[15]

Nozik kabi eng yaxshi ko'rinadigan xususiyatlar ajinlar va teri teshiklar taxminan 100 ga teng µm yoki 0,1 millimetr. Terini 7- sifatida modellashtirish mumkin.o'lchovli ikki tomonlama tekstura funktsiyasi (BTF) yoki to'plamidir ikki yo'nalishli tarqalishni taqsimlash funktsiyasi (BSDF) nishon yuzalarida.

Interaktiv simulyatsiya va vizualizatsiya

Interfaol vizualizatsiya - bu dinamik ravishda o'zgarishi mumkin bo'lgan ma'lumotlarning taqdim etilishi va foydalanuvchiga ma'lumotlarni ko'p jihatdan ko'rib chiqish imkoniyatini beradi. Amaliy dasturlar oqim oqimining vizualizatsiyasidan tortib, sezilarli darajada farq qilishi mumkin suyuqlik dinamikasi aniq kompyuter yordamida loyihalash ilovalar.[16] Ko'rsatilgan ma'lumotlar foydalanuvchi tizim bilan o'zaro aloqada bo'lganida o'zgarib turadigan aniq vizual sahnalarga mos kelishi mumkin - masalan. kabi simulyatorlar parvoz simulyatorlari, dunyoni namoyish etish uchun CGI texnikasidan keng foydalaning.[17]

Xulosa darajasida interaktiv vizualizatsiya jarayoni "ma'lumotlar uzatish liniyasi" ni o'z ichiga oladi, unda xom ma'lumotlar boshqariladi va uni ko'rsatish uchun mos keladigan shaklga filtrlanadi. Bunga ko'pincha "vizualizatsiya ma'lumotlari". So'ngra vizualizatsiya ma'lumotlari renderlash tizimiga uzatilishi mumkin bo'lgan "vizuallashtirish vakili" bilan taqqoslanadi. Bunga odatda a deyiladi "taqdim etiladigan vakillik". Keyinchalik, bu namoyish ko'rsatiladigan rasm sifatida ko'rsatiladi.[17] Foydalanuvchi tizim bilan o'zaro aloqada bo'lganligi sababli (masalan, joystick boshqaruvidan foydalanib, virtual dunyoda o'z o'rnini o'zgartirish uchun) xom ma'lumotlar yangi ko'rsatilgan tasvirni yaratish uchun quvur liniyasi orqali uzatiladi va ko'pincha real vaqtda hisoblash samaradorligini bunday dasturlarda ko'rib chiqishga imkon beradi. .[17][18]

Kompyuter animatsiyasi

Machinima filmlar tabiatan CGI filmlaridir

Kompyuter tomonidan yaratilgan landshaft tasvirlari statik bo'lishi mumkin bo'lsa-da, kompyuter animatsiyasi faqat filmga o'xshash dinamik tasvirlarga taalluqlidir. Ammo, umuman olganda, kompyuter animatsiyasi atamasi foydalanuvchi bilan o'zaro ta'sir o'tkazishga imkon bermaydigan dinamik tasvirlarni anglatadi va bu atama virtual dunyo interaktiv animatsion muhit uchun ishlatiladi.

Kompyuter animatsiyasi mohiyatan raqamli vorisdir harakatni to'xtatish 3D modellarning animatsiyasi va 2 o'lchovli illyustratsiyalarning kadrlar bo'yicha animatsiyasi. Kompyuter tomonidan yaratilgan animatsiyalar, boshqa fizikaviy jarayonlarga qaraganda, masalan, qurilish kabi narsalarga qaraganda ko'proq boshqariladi miniatyuralar effektlarni tortishish yoki yollash uchun qo'shimchalar olomon sahnalari uchun va bu boshqa texnologiyalar yordamida amalga oshirib bo'lmaydigan tasvirlarni yaratishga imkon berganligi uchun. Shuningdek, bitta grafik rassomga bunday tarkibni aktyorlar, qimmatbaho to'plamlar yoki rekvizitlardan foydalanmasdan tayyorlashga imkon berishi mumkin.

Harakat illyuziyasini yaratish uchun rasmda ko'rsatiladi kompyuter ekrani va avvalgi rasmga o'xshash, lekin vaqt domenida biroz rivojlangan (odatda 24 yoki 30 kvadrat / soniya tezlikda) yangi rasm bilan almashtirildi. Ushbu texnik harakat illyuziyasiga qanday erishish mumkinligi bilan bir xil televizor va Harakatli Rasmlar.

Virtual olamlar

Metall to'plar.

Virtual dunyo - bu simulyatsiya qilingan muhit, bu foydalanuvchiga animatsion belgilar bilan o'zaro aloqada bo'lishga yoki animatsion belgilar yordamida boshqa foydalanuvchilar bilan o'zaro aloqada bo'lishga imkon beradi avatarlar. Virtual olamlar unga mo'ljallangan foydalanuvchilar yashash va o'zaro aloqada bo'lish uchun va bugungi kunda bu atama asosan foydalanuvchilarning shaklini olgan interaktiv 3D virtual muhit bilan sinonimga aylandi. avatarlar boshqalarga grafik ko'rinishda ko'rinadi.[19] Ushbu avatarlar odatda matnli, ikki o'lchovli yoki uch o'lchovli grafik vakolatxonalar, garchi boshqa shakllar mumkin bo'lsa ham[20] (eshitish[21] va masalan, sensorli hislar). Ba'zilar, ammo barchasi hammasi emas, balki virtual olamlar bir nechta foydalanuvchilarga imkon beradi.

Sud zallarida

Kompyuterlar tomonidan yaratilgan tasvirlar sud zallarida, asosan 2000-yillarning boshlaridan beri qo'llanila boshlandi. Biroq, ba'zi ekspertlar buni xolislik deb ta'kidladilar. Ular sudyalarga yoki hakamlar hay'atiga voqealar ketma-ketligini, dalillarni yoki farazlarni yaxshiroq tasavvur qilishda yordam berish uchun ishlatiladi.[22] Biroq, 1997 yildagi bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, odamlar intuitiv fiziklar kambag'al va kompyuter tomonidan yaratilgan tasvirlar ta'sirida osonlikcha mavjud.[23] Shunday qilib, sudyalar va boshqa qonuniy qaror qabul qiluvchilarga bunday eksponatlar faqat bitta potentsial voqealar ketma-ketligining vakili ekanligini anglab etishlari juda muhimdir.

Harakatni suratga olish

Kompyuterda yaratilgan tasvir ko'pincha bilan birgalikda ishlatiladi harakatni ta'qib qilish CGI va animatsiya bilan bog'liq xatolarni yaxshiroq qoplash uchun. Kompyuterlar tomonidan yaratilgan tasvirlar uning amaliy qo'llanilishida qanchalik real ko'rinishi mumkinligi bilan cheklangan. Haqiqiy bo'lmagan yoki yomon boshqarilgan kompyuter tomonidan yaratilgan tasvir natijaga olib kelishi mumkin Noqulay vodiy effekt.[24] Bu ta'sir odamga juda o'xshash, ammo biroz o'chirilgan narsalarni tanib olish qobiliyatini anglatadi. Bunday qobiliyat inson tanasining murakkab anatomiyasi tufayli ko'pincha uni mukammal takrorlay olmasligi mumkin bo'lgan kompyuter tomonidan ishlab chiqarilgan oddiy tasvirlarda xato. Bu erda harakatni suratga olish muhim ahamiyatga ega. Rassomlar biron bir harakatni amalga oshirayotgan odamning suratlarini olish uchun harakatni ta'qib qilish moslamasidan foydalanishi mumkin va keyin uni kompyuterda yaratilgan tasvirlar bilan mukammal ravishda takrorlashi mumkin, shunda u odatdagidek ko'rinadi.

Anatomik jihatdan to'g'ri raqamli modellarning etishmasligi harakatni suratga olish zarurligiga yordam beradi, chunki u kompyuterda yaratilgan tasvirlarda qo'llaniladi. Kompyuterda yaratilgan tasvir faqat ko'rsatilayotgan narsaning tashqi yoki tashqi ko'rinishini aks ettirgani uchun, gapirish kabi nozik motorni boshqarishda ishlatiladigan bir-biriga bog'langan mushak guruhlari orasidagi cheksiz kichik o'zaro ta'sirlarni ushlay olmaydi. Yuzni doimiy ravishda harakatlantirishi, chunki u lablar va til harakati bilan tovushlarni chiqaradi, shuningdek, nutq bilan birga yuz ifodalari qo'l bilan takrorlanishi qiyin.[25] Harakat suratga olish yuz mushaklarining asosiy harakatini ushlab turishi va audio bilan birga keladigan ingl., Josh Brolinning "Thanos" singari vizualligini yaxshiroq takrorlashi mumkin.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

Iqtiboslar

  1. ^ Xearn, Markus (2005). Jorj Lukasning kinoteatri. Nyu-York shahri: Garri N. Abrams, Inc p. 156. ISBN  0-8109-4968-7.
  2. ^ a b v Peitgen 2004 yil, 462-466 ​​betlar.
  3. ^ 2. O'yinlarni dasturlash marvaridlari Mark A. DeLoura tomonidan 2001 yil ISBN  1-58450-054-9 240-bet [1]
  4. ^ Moddiy ko'rinishni raqamli modellashtirish tomonidan Julie Dorsey, Xolli Rushmayer, Fransua X. Sillion 2007 yil ISBN  0-12-221181-2 217-bet
  5. ^ Sondermann 2008 yil, 8-15 betlar.
  6. ^ Ochiq manbali dasturiy ta'minotga ega bo'lgan interaktiv muhit: 3D yurish yo'llari Volfgang Xöl tomonidan, Volfgang Xöl 2008 yil ISBN  3-211-79169-8 24-29 betlar
  7. ^ Kompyuter va axborot fanlari va muhandislik sohasidagi yutuqlar Tarek Sobh tomonidan 2008 yil ISBN  1-4020-8740-3 136-139 betlar
  8. ^ Multimedia texnologiyalari va tarmoqlari ensiklopediyasi, 1-jild Margherita Pagani tomonidan 2005 yil ISBN  1-59140-561-0 sahifa 1027
  9. ^ Interak hikoyalari: Birinchi qo'shma xalqaro konferentsiya Ulrike Spierling tomonidan, Nikolas Szilas 2008 yil ISBN  3-540-89424-1 114-118-betlar
  10. ^ Jami tiz artroplastikasi Yoxan Bellemans, Maykl D. Ris, Yan M.K. Viktor 2005 yil ISBN  3-540-20242-0 241-245 betlar
  11. ^ I. Vaechter va boshq. Minimal invaziv Aorta qopqog'ini joylashtirish uchun bemorga xos modellar yilda Tibbiy tasvirni hisoblash va kompyuter yordamida aralashish - MICCAI 2010 Tianzi Jiang tomonidan tahrirlangan, 2010 yil ISBN  3-642-15704-1 526-560 betlar
  12. ^ Matolarni modellashtirish va animatsiya Donald Xaus tomonidan, Devid E. Brin 2000 yil ISBN  1-56881-090-3 20-bet
  13. ^ Film va fotografiya Yan Grem 2003 tomonidan ISBN  0-237-52626-3 21-bet
  14. ^ Kiyimlarni loyihalash: moda sanoatining madaniyati va tashkiloti Veronika Manlou tomonidan 2007 yil ISBN  0-7658-0398-4 213 bet
  15. ^ Virtual odamlarning qo'llanmasi Nadiya Magnenat-Talman va Daniel Talman tomonidan, 2004 yil ISBN  0-470-02316-3 sahifalar 353-370
  16. ^ Kompyuter grafikasi va ko'rishda matematik optimallashtirish Luiz Velho, Paulo Sezar Pinto Karvalo, 2008 yil ISBN  0-12-715951-7 sahifa 177
  17. ^ a b v GPU asosidagi interaktiv vizualizatsiya texnikasi Daniel Weiskopf tomonidan 2006 yil ISBN  3-540-33262-6 1-8 betlar
  18. ^ Interfaol vizualizatsiya tendentsiyalari Elena van Zudilova-Seinstra, Tony Adriaansen, Robert Liere tomonidan 2008 yil ISBN  1-84800-268-8 1-7 betlar
  19. ^ Kuk, AD (2009). Ko'p foydalanuvchili virtual muhitda ijtimoiy mavjudlikning namoyon bo'lishi va ahamiyatini amaliy tadqiq qilish. Med dissertatsiyasi. Mavjud onlayn
  20. ^ Biocca & Levy 1995 yil, 40-44 betlar.
  21. ^ Begault 1994 yil, p. 212.
  22. ^ Kompyuterda yaratilgan tasvirlar sinov natijalariga ta'sir qiladi Suhbat, 2013 yil 31 oktyabr
  23. ^ Kassin, S. M. (1997). "Kompyuter animatsion displeyi va hakamlar hay'ati: osonlashtiruvchi va beparvo ta'sirlar". Qonun va inson xulq-atvori. 40 (3): 269–281. doi:10.1023 / a: 1024838715221. [2]
  24. ^ Palomaki, Jussi; Kunnari, Anton; Drosinu, Marianna; Koverola, Mika; Lehtonen, Noora; Halonen, Juho; Repo, Marko; Laakasuo, Maykl (2018-11-01). "G'ayrioddiy vodiy effektining takrorlanishini baholash". Heliyon. 4 (11): e00939. doi:10.1016 / j.heliyon.2018.e00939. ISSN  2405-8440. PMID  30519654.
  25. ^ Pelachaud, Ketrin; Sidman, Mark; Badler, Norman (1991-06-01). "Yuz animatsiyasidagi tilshunoslik masalalari". Insonni modellashtirish va simulyatsiya qilish markazi.

Manbalar

  • Begault, Durand R. (1994). Virtual haqiqat va multimedia uchun 3-o'lchovli ovoz. AP Professional. ISBN  978-0-1208-4735-8.CS1 maint: ref = harv (havola)
  • Biocca, Frank; Levy, Mark R. (1995). Virtual haqiqat davrida aloqa. Lawrence Erlbaum Associates. ISBN  978-0-8058-1549-8.CS1 maint: ref = harv (havola)
  • Peitgen, Xaynts-Otto; Yurgens, Xartmut; Saupe, Dietmar (2004). Xaos va fraktallar: fanning yangi chegaralari. Springer Science & Business Media. ISBN  978-0-387-20229-7.
  • Sondermann, Horst (2008). Shadow Space: Cinema 4D bilan me'moriy ishlov berish. Vena: Springer. ISBN  978-3-211-48761-7.CS1 maint: ref = harv (havola)

Tashqi havolalar