Τεχνολογίες ρεαλισμού της τρισδιάστατης εικόνας. τρισδιάστατη τέχνη

Η τρισδιάστατη τέχνη περιλαμβάνει μια ποικιλία από γκράφιτι, τρισδιάστατα γραφικά υπολογιστή, ρεαλιστικά σχέδια που δημιουργούν την ψευδαίσθηση μιας τρισδιάστατης σκηνής.

Οι καλλιτέχνες πάντα προσπαθούσαν για μια αξιόπιστη αναπαράσταση της φύσης και των γύρω πραγμάτων. Στη σύγχρονη εποχή μας, αυτό επιτυγχάνεται εύκολα με τη βοήθεια προηγμένων συσκευών. Ωστόσο, υπάρχει κάτι γοητευτικό και ιδιαίτερα ελκυστικό στις πολλές τρισδιάστατες εικόνες που δημιουργούνται από το ανθρώπινο χέρι. Εξάλλου, η τεχνική τρισδιάστατης σχεδίασης απαιτεί μεγάλη δεξιοτεχνία και υπομονή, για να μην αναφέρουμε ταλέντο.

Σας προσφέρουμε να θαυμάσετε τις δημιουργίες διαφορετικών δασκάλων, τα έργα των οποίων είναι φτιαγμένα σε ρεαλιστικό τρισδιάστατο είδος.

1. Πόντοι.

Απλό, κομψό και ιδιότροπο τρισδιάστατο σχέδιο που φαίνεται ρεαλιστικό.

2. Hall of the Giants, Palazzo Te, Μάντοβα, Ιταλία

Οι ιλουσιονιστικές τοιχογραφίες του 16ου αιώνα από τον Giulio Romano πιστώνονται με την προέλευση της τρισδιάστατης τέχνης.

3. Τρισδιάστατο σχέδιο με μολύβι από τον Nagai Hideyuki

Ο καλλιτέχνης δημιουργεί μια τρισδιάστατη ψευδαίσθηση χρησιμοποιώντας μόνο ένα άλμπουμ και χρωματιστά μολύβια.

4. Μουσείο τρισδιάστατων πινάκων στην πόλη Τσιάνγκ Μάι της Ταϊλάνδης

Υπάρχει ένα ολόκληρο μουσείο αφιερωμένο στην τρισδιάστατη τέχνη στην Ταϊλάνδη. Οι αίθουσές του είναι γεμάτες με μεγάλες τοιχογραφίες που μοιάζουν απόλυτα αληθινές.

5. Η Coca Cola είναι μια ψευδαίσθηση

Συχνά η έμπνευση για την τρισδιάστατη τέχνη προέρχεται από δημοφιλή αντικείμενα της καθημερινής μας ζωής. Η κλασική εκδοχή είναι ένα μπουκάλι Cola.

6. CGI: Κορίτσι

Ποιος θα το φανταζόταν ότι αυτό το κορίτσι δεν υπάρχει;

7. Στήλες κορινθιακού τάγματος

Όμορφο τρισδιάστατο σχέδιο με μολύβι δύο κορινθιακών κιόνων.

8. Ρεαλιστικός καταρράκτης στο Dvur Kralove της Τσεχίας

Τμήμα ενός πάρκου της πόλης στην Τσεχία έχει μετατραπεί στην ψευδαίσθηση ενός πανέμορφου καταρράκτη.

9. Υδρόγειο

Συχνά η τρισδιάστατη τέχνη χρησιμοποιείται στο μάρκετινγκ. Αυτή η εικόνα του πλανήτη ενθαρρύνει τους ανθρώπους να καταπολεμήσουν τη φτώχεια.

10. Ιγκόρ Ταρίτας

Ο νεαρός καλλιτέχνης δημιουργεί πίνακες χρησιμοποιώντας τα βασικά του υπερρεαλισμού. Αυτός ο καμβάς εκπέμπει το βάθος του πραγματικού κόσμου, σαν να μπορούσαμε να βγούμε στη σκηνή αν το θέλαμε.

11. Davy Jones του Jerry Groschke

Ένας κλασικός χαρακτήρας από τους Πειρατές της Καραϊβικής, δημιουργημένος από έναν καλλιτέχνη 3D CG.

12. Καζουχίκο Νακαμούρα

Ένας Ιάπωνας τρισδιάστατος καλλιτέχνης που δημιουργεί δημιουργική φωτογραφία steampunk χρησιμοποιώντας λογισμικό.

13. Kurt Wenner: Wild Rodeo στο Κάλγκαρι του Καναδά

Ένας από τους πιο διάσημους σύγχρονους καλλιτέχνες 3D, ο Kurt Wenner, απεικόνισε ένα φανταστικό ροντέο σε μια πόλη του Καναδά.

14. Leon Kier, Ruben Poncia, Remco van Schaik και Peter Westering

Τέσσερις καλλιτέχνες συνεργάστηκαν για να δημιουργήσουν αυτή την απίστευτη ψευδαίσθηση του στρατού Lego.

15. Λοτζ, Πολωνία

Πισίνα κοντά σε ένα πολυσύχναστο εμπορικό κέντρο στο Λοτζ, Πολωνία. Ελπίζω να μην πηδήξει κανείς σε αυτό.

16. Αγορά

Μια όμορφη τρισδιάστατη νεκρή φύση ζωγραφισμένη στην άσφαλτο κοντά σε μια λαχαναγορά. Ολοκληρώνει την ατμόσφαιρα με τέλεια κομψότητα.

17. MTO, Rennes, Γαλλία

Ο καλλιτέχνης του δρόμου MTO δημιούργησε μια σειρά τρισδιάστατων τοιχογραφιών μεγάλης κλίμακας στη Ρεν της Γαλλίας. Οι τοιχογραφίες του παρουσιάζουν γίγαντες που προσπαθούν να εισβάλουν στα σπίτια των ανθρώπων. Οι εικόνες είναι και συγκλονιστικές και τρομακτικές.

Για να αυξηθεί ο ρεαλισμός της εμφάνισης υφών που υπερτίθενται σε πολύγωνα, χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνολογίες:

Εξομάλυνση (Anti-aliasing);

· MIP-χαρτογράφηση?

φιλτράρισμα υφής.

Τεχνολογία κατά της παραμόρφωσης

Το Anti-aliasing είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται στην επεξεργασία εικόνας για την εξάλειψη της επίδρασης των "βηματικών" άκρων (aliasing) των αντικειμένων. Με τη μέθοδο ράστερ για τη διαμόρφωση μιας εικόνας, αποτελείται από pixel. Λόγω του γεγονότος ότι τα εικονοστοιχεία έχουν πεπερασμένο μέγεθος, στις άκρες τρισδιάστατων αντικειμένων μπορούν να διακριθούν τα λεγόμενα σκαλοπάτια ή κλιμακωτές άκρες. Για να ελαχιστοποιήσετε το φαινόμενο της σκάλας, ο ευκολότερος τρόπος είναι να αυξήσετε την ανάλυση της οθόνης, μειώνοντας έτσι το μέγεθος των pixel. Αλλά αυτό το μονοπάτι δεν είναι πάντα εφικτό. Εάν δεν μπορείτε να απαλλαγείτε από το εφέ βήματος αυξάνοντας την ανάλυση της οθόνης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την τεχνολογία Anti-aliasing, η οποία σας επιτρέπει να εξομαλύνετε οπτικά το εφέ των σκαλοπατιών. Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη τεχνική για αυτό είναι να δημιουργήσετε μια ομαλή μετάβαση από το χρώμα της γραμμής ή της άκρης στο χρώμα του φόντου. Το χρώμα ενός σημείου που βρίσκεται στο όριο των αντικειμένων ορίζεται ως η μέση τιμή των χρωμάτων των δύο συνόρων.

Υπάρχουν αρκετές βασικές τεχνολογίες κατά της παραμόρφωσης. Για πρώτη φορά, το πιο ποιοτικό αποτέλεσμα δόθηκε από την τεχνολογία anti-aliasing πλήρους οθόνης FSAA (Full Screen Anti-Aliasing). Σε ορισμένες λογοτεχνικές πηγές, αυτή η τεχνολογία ονομάζεται SSAA. Η ουσία αυτής της τεχνολογίας έγκειται στο γεγονός ότι ο επεξεργαστής υπολογίζει ένα πλαίσιο εικόνας σε πολύ υψηλότερη ανάλυση από την ανάλυση της οθόνης και, στη συνέχεια, όταν εμφανίζεται στην οθόνη, υπολογίζει κατά μέσο όρο τις τιμές μιας ομάδας pixel σε ένα. ο αριθμός των μέσων εικονοστοιχείων αντιστοιχεί στην ανάλυση της οθόνης της οθόνης. Για παράδειγμα, εάν ένα καρέ με ανάλυση 800x600 έχει αντιπαραδοθεί χρησιμοποιώντας FSAA, η εικόνα θα υπολογιστεί σε ανάλυση 1600x1200. Κατά τη μετάβαση στην ανάλυση οθόνης, υπολογίζεται ο μέσος όρος των χρωμάτων των τεσσάρων υπολογισμένων σημείων που αντιστοιχούν σε ένα εικονοστοιχείο οθόνης. Ως αποτέλεσμα, όλες οι γραμμές έχουν ομαλές χρωματικές μεταβάσεις, γεγονός που εξαλείφει οπτικά την επίδραση των σκαλοπατιών.

Το FSAA κάνει πολλή περιττή δουλειά, φορτώνοντας τη GPU, εξομαλύνοντας όχι τα όρια, αλλά ολόκληρη την εικόνα, που είναι το κύριο μειονέκτημά του. Για να εξαλειφθεί αυτό το μειονέκτημα, αναπτύχθηκε μια πιο οικονομική τεχνολογία, η MSSA.

Η ουσία της τεχνολογίας MSSA είναι παρόμοια με την τεχνολογία FSAA, αλλά δεν γίνονται υπολογισμοί στα pixel μέσα στα πολύγωνα. Για τα εικονοστοιχεία στα όρια των αντικειμένων, ανάλογα με το επίπεδο εξομάλυνσης, υπολογίζονται 4 ή περισσότερα επιπλέον σημεία, με τα οποία προσδιορίζεται το τελικό χρώμα του εικονοστοιχείου. Αυτή η τεχνολογία είναι η πιο κοινή αυτή τη στιγμή.

Είναι γνωστές μεμονωμένες εξελίξεις των κατασκευαστών προσαρμογέων βίντεο. Για παράδειγμα, η NVIDIA έχει αναπτύξει την τεχνολογία Coverage Sampling (CSAA), η οποία υποστηρίζεται μόνο από προσαρμογείς βίντεο GeForce ξεκινώντας από την 8η σειρά (8600 - 8800, 9600 - 9800). Η ATI εισήγαγε το AAA (Adaptive Anti-Aliasing) στον επεξεργαστή γραφικών R520 και όλες τις επακόλουθες προσαρμοστικές αντιαλλιώσεις.

Τεχνολογία χαρτογράφησης MIP

Η τεχνολογία χρησιμοποιείται για τη βελτίωση της ποιότητας της υφής τρισδιάστατων αντικειμένων. Για να προσθέσετε ρεαλισμό σε μια τρισδιάστατη εικόνα, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη το βάθος της σκηνής. Καθώς απομακρύνεστε από την οπτική γωνία, η υφή της επικάλυψης θα πρέπει να φαίνεται όλο και πιο θολή. Επομένως, κατά την υφή ακόμη και μιας ομοιογενούς επιφάνειας, χρησιμοποιούνται συχνότερα όχι μία, αλλά πολλές υφές, γεγονός που καθιστά δυνατό να ληφθούν σωστά υπόψη οι προοπτικές παραμορφώσεις ενός τρισδιάστατου αντικειμένου.

Για παράδειγμα, είναι απαραίτητο να απεικονιστεί ένα λιθόστρωτο πεζοδρόμιο που πηγαίνει βαθιά στη σκηνή. Εάν προσπαθήσετε να χρησιμοποιήσετε μόνο μία υφή σε όλο το μήκος, τότε καθώς απομακρύνεστε από την οπτική γωνία, μπορεί να εμφανιστούν κυματισμοί ή μόνο ένα συμπαγές χρώμα. Το γεγονός είναι ότι σε αυτήν την κατάσταση πολλά εικονοστοιχεία υφής (texel) πέφτουν σε ένα εικονοστοιχείο στην οθόνη ταυτόχρονα. Τίθεται το ερώτημα: υπέρ ποιου texel να επιλέξω κατά την εμφάνιση ενός pixel;

Αυτή η εργασία επιλύεται με τη βοήθεια της τεχνολογίας χαρτογράφησης MIP, η οποία συνεπάγεται τη δυνατότητα χρήσης ενός συνόλου υφών με διαφορετικά επίπεδα λεπτομέρειας. Με βάση κάθε υφή, δημιουργείται ένα σύνολο υφών με χαμηλότερο επίπεδο λεπτομέρειας. Οι υφές ενός τέτοιου συνόλου ονομάζονται MIP - χάρτες (MIP map).

Στην απλούστερη περίπτωση της χαρτογράφησης υφής, για κάθε εικονοστοιχείο εικόνας, ο αντίστοιχος χάρτης MIP καθορίζεται σύμφωνα με τον πίνακα LOD (Επίπεδο Λεπτομέρειας). Επιπλέον, επιλέγεται μόνο ένα texel από τον χάρτη MIP, το χρώμα του οποίου εκχωρείται στο pixel.

Τεχνολογίες φιλτραρίσματος

Κατά κανόνα, η τεχνολογία χαρτογράφησης MIP χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τεχνολογίες φιλτραρίσματος που έχουν σχεδιαστεί για τη διόρθωση των τεχνουργημάτων με υφή mip. Για παράδειγμα, καθώς ένα αντικείμενο απομακρύνεται περισσότερο από την οπτική γωνία, λαμβάνει χώρα μια μετάβαση από ένα χαμηλό επίπεδο χάρτη MIP σε ένα υψηλότερο επίπεδο χάρτη MIP. Όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται σε κατάσταση μετάβασης από ένα επίπεδο χάρτη MIP σε άλλο, εμφανίζεται ένας ειδικός τύπος σφάλματος οπτικοποίησης: σαφώς διακριτά όρια της μετάβασης από ένα επίπεδο χάρτη MIP σε άλλο.

Η ιδέα του φιλτραρίσματος είναι ότι το χρώμα των pixel ενός αντικειμένου υπολογίζεται από γειτονικά σημεία υφής (texels).

Η πρώτη μέθοδος φιλτραρίσματος υφής ήταν η λεγόμενη σημειακή δειγματοληψία, η οποία δεν χρησιμοποιείται στα σύγχρονα τρισδιάστατα γραφικά. Το επόμενο αναπτύχθηκε διγραμμικόδιήθηση. Το διγραμμικό φιλτράρισμα παίρνει τον σταθμισμένο μέσο όρο τεσσάρων παρακείμενων εικονοστοιχείων υφής για να εμφανίσει ένα σημείο στην επιφάνεια. Με τέτοιο φιλτράρισμα, η ποιότητα των αντικειμένων που περιστρέφονται αργά ή κινούνται αργά με άκρες (όπως ένας κύβος) είναι χαμηλή (θολές άκρες).

Η υψηλότερη ποιότητα δίνει τρίγραμμοςφιλτράρισμα, στο οποίο για τον προσδιορισμό του χρώματος ενός εικονοστοιχείου, λαμβάνεται η μέση τιμή χρώματος των οκτώ texel, τέσσερα από δύο γειτονικές δομές, και ως αποτέλεσμα επτά λειτουργιών ανάμειξης, προσδιορίζεται το χρώμα του εικονοστοιχείου.

Με την αύξηση της απόδοσης των GPU, α ανισότροποςφιλτραρίσματος, το οποίο έχει εφαρμοστεί με επιτυχία μέχρι τώρα. Όταν προσδιορίζει το χρώμα ενός σημείου, χρησιμοποιεί μεγάλο αριθμό texel και λαμβάνει υπόψη τη θέση των πολυγώνων. Το επίπεδο ανισότροπου φιλτραρίσματος καθορίζεται από τον αριθμό των texel που υποβάλλονται σε επεξεργασία κατά τον υπολογισμό του χρώματος ενός pixel: 2x (16 texels), 4x (32 texels), 8x (64 texels), 16x (128 texels). Αυτό το φιλτράρισμα εξασφαλίζει υψηλή ποιότητα της κινούμενης εικόνας που εμφανίζεται.

Όλοι αυτοί οι αλγόριθμοι υλοποιούνται από τον επεξεργαστή γραφικών της κάρτας βίντεο.

Διεπαφή προγραμματισμού εφαρμογών (API)

Για να επιταχυνθεί η εκτέλεση των σταδίων του τρισδιάστατου αγωγού, ο επιταχυντής τρισδιάστατων γραφικών πρέπει να έχει ένα συγκεκριμένο σύνολο λειτουργιών, δηλ. σε υλικό, χωρίς τη συμμετοχή του κεντρικού επεξεργαστή, να εκτελέσει τις απαραίτητες λειτουργίες για την κατασκευή μιας τρισδιάστατης εικόνας. Το σύνολο αυτών των λειτουργιών είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του τρισδιάστατου επιταχυντή.

Δεδομένου ότι ο επιταχυντής 3D έχει το δικό του σύνολο εντολών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά μόνο εάν το πρόγραμμα εφαρμογής χρησιμοποιεί αυτές τις εντολές. Όμως, επειδή υπάρχουν πολλά διαφορετικά μοντέλα τρισδιάστατων επιταχυντών, καθώς και διάφορα προγράμματα εφαρμογών που δημιουργούν τρισδιάστατες εικόνες, προκύπτει ένα πρόβλημα συμβατότητας: είναι αδύνατο να γραφτεί ένα τέτοιο πρόγραμμα που θα χρησιμοποιούσε εξίσου καλά τις εντολές χαμηλού επιπέδου διαφόρων επιταχυντές. Προφανώς, τόσο οι προγραμματιστές λογισμικού εφαρμογών όσο και οι κατασκευαστές 3D επιταχυντών χρειάζονται ένα ειδικό πακέτο βοηθητικών προγραμμάτων που εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:

αποτελεσματική μετατροπή αιτημάτων προγραμμάτων εφαρμογής σε μια βελτιστοποιημένη ακολουθία εντολών χαμηλού επιπέδου του τρισδιάστατου επιταχυντή, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες της κατασκευής του υλικού του.

εξομοίωση λογισμικού των απαιτούμενων λειτουργιών εάν ο επιταχυντής που χρησιμοποιείται δεν έχει την υποστήριξη υλικού τους.

Καλείται ένα ειδικό πακέτο βοηθητικών προγραμμάτων για την εκτέλεση αυτών των λειτουργιών διεπαφή προγραμματισμού εφαρμογών (Διεπαφή προγράμματος εφαρμογής = API).

Το API καταλαμβάνει μια ενδιάμεση θέση μεταξύ προγραμμάτων εφαρμογών υψηλού επιπέδου και εντολών επιτάχυνσης χαμηλού επιπέδου που παράγονται από το πρόγραμμα οδήγησης του. Η χρήση του API απαλλάσσει τον προγραμματιστή εφαρμογών από την ανάγκη να εργαστεί με εντολές επιτάχυνσης χαμηλού επιπέδου, διευκολύνοντας τη διαδικασία δημιουργίας προγραμμάτων.

Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλά API σε 3D, το εύρος των οποίων οριοθετείται σαφώς:

DirectX, που αναπτύχθηκε από τη Microsoft, που χρησιμοποιείται σε εφαρμογές παιχνιδιών που εκτελούνται σε λειτουργικά συστήματα Windows 9X και νεότερα.

OpenGL, χρησιμοποιείται κυρίως σε επαγγελματικές εφαρμογές (συστήματα σχεδιασμού με τη βοήθεια υπολογιστή, συστήματα τρισδιάστατης μοντελοποίησης, προσομοιωτές κ.λπ.) που λειτουργούν με το λειτουργικό σύστημα Windows NT.

Ιδιόκτητα (εγγενή) APIπου δημιουργούνται από κατασκευαστές τρισδιάστατων επιταχυντών αποκλειστικά για τα Chipset τους προκειμένου να χρησιμοποιούν τις δυνατότητές τους με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο.

Το DirectX είναι ένα αυστηρά ρυθμιζόμενο, κλειστό πρότυπο που δεν επιτρέπει αλλαγές μέχρι την κυκλοφορία της επόμενης, νέας του έκδοσης. Από τη μία πλευρά, αυτό περιορίζει τις δυνατότητες των προγραμματιστών λογισμικού και ιδιαίτερα των κατασκευαστών επιταχυντών, αλλά απλοποιεί σημαντικά τη ρύθμιση του λογισμικού και του υλικού του χρήστη για 3D.

Σε αντίθεση με το DirectX, το OpenGL API βασίζεται στην ιδέα ενός ανοιχτού προτύπου, με ένα μικρό βασικό σύνολο χαρακτηριστικών και πολλές επεκτάσεις που υλοποιούν πιο σύνθετα χαρακτηριστικά. Ο κατασκευαστής του Chipset 3D Accelerator απαιτείται να δημιουργήσει ένα BIOS και προγράμματα οδήγησης που εκτελούν βασικές λειτουργίες Open GL, αλλά δεν απαιτείται να παρέχει υποστήριξη για όλες τις επεκτάσεις. Αυτό δημιουργεί ορισμένα προβλήματα που σχετίζονται με την εγγραφή προγραμμάτων οδήγησης για τα προϊόντα τους από τους κατασκευαστές, τα οποία παρέχονται τόσο σε πλήρη όσο και σε περικομμένη μορφή.

Η πλήρης έκδοση του συμβατού προγράμματος οδήγησης OpenGL ονομάζεται ICD (Installable Client Driver - πρόγραμμα οδήγησης εφαρμογής πελάτη). Παρέχει μέγιστη απόδοση, tk. περιέχει κωδικούς χαμηλού επιπέδου που παρέχουν υποστήριξη όχι μόνο για το βασικό σύνολο λειτουργιών, αλλά και για τις επεκτάσεις του. Φυσικά, λαμβάνοντας υπόψη την έννοια του OpenGL, η δημιουργία ενός τέτοιου προγράμματος οδήγησης είναι μια εξαιρετικά περίπλοκη και χρονοβόρα διαδικασία. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι επαγγελματικοί επιταχυντές 3D είναι πιο ακριβοί από τους επιταχυντές gaming.

Δεν έχει σημασία πόσο μεγάλος και πλούσιος θα είναι ο εικονικός τρισδιάστατος κόσμος. Ένας υπολογιστής μπορεί να το εμφανίσει μόνο με έναν τρόπο: τοποθετώντας pixel σε μια οθόνη 2D. Σε αυτό το μέρος του άρθρου, θα μάθετε πώς η εικόνα στην οθόνη γίνεται ρεαλιστική και πώς οι σκηνές γίνονται παρόμοιες με αυτές που βλέπετε στον πραγματικό κόσμο. Αρχικά, θα δούμε πώς δίνεται ρεαλισμός σε ένα αντικείμενο. Μετά θα περάσουμε στο όλο σκηνικό. Και τέλος, θα δούμε πώς ο υπολογιστής εφαρμόζει την κίνηση: τα ρεαλιστικά αντικείμενα κινούνται με ρεαλιστικές ταχύτητες.

Πριν η εικόνα γίνει ρεαλιστική, τα αντικείμενα περνούν από διάφορα στάδια επεξεργασίας. Τα πιο σημαντικά στάδια είναι η δημιουργία σχήματος, η περιτύλιξη υφής, ο φωτισμός, η δημιουργία προοπτικής, το βάθος πεδίου και η αντιπαραβολή.

Δημιουργία φόρμας

Αν κοιτάξουμε έξω από το παράθυρο, θα δούμε ότι όλα τα αντικείμενα έχουν σχήμα, δημιουργούνται από ευθείες και καμπύλες γραμμές διαφορετικών μεγεθών και θέσεων. Με τον ίδιο τρόπο, όταν βλέπουμε μια τρισδιάστατη γραφική εικόνα σε μια οθόνη υπολογιστή, θα παρατηρήσουμε μια εικόνα που δημιουργείται από διάφορα σχήματα, αν και τα περισσότερα από αυτά αποτελούνται ήδη από ευθείες γραμμές. Βλέπουμε τετράγωνα, ορθογώνια, παραλληλόγραμμα, κύκλους και ρόμβους. Κυρίως όμως βλέπουμε τρίγωνα. Για να κάνει κανείς μια αξιόπιστη εικόνα με καμπύλες γραμμές, όπως στον κόσμο γύρω μας, πρέπει να συνθέσει μια φόρμα από πολλά μικρά καλούπια. Για παράδειγμα, το ανθρώπινο σώμα μπορεί να απαιτεί χιλιάδες από αυτά τα καλούπια. Μαζί θα σχηματίσουν μια δομή που ονομάζεται ικρίωμα. Ένα wireframe μοιάζει πολύ με ένα σκίτσο ενός αντικειμένου, μπορείτε εύκολα να αναγνωρίσετε ένα αντικείμενο από το wireframe. Το επόμενο βήμα μετά τη δημιουργία της φόρμας είναι επίσης εξίσου σημαντικό: το συρμάτινο πλαίσιο πρέπει να λάβει μια επιφάνεια.

Η εικόνα δείχνει έναν σκελετό χεριού κατασκευασμένο από μικρό αριθμό πολυγώνων - 862 συνολικά

Υφές επιφανειών

Όταν συναντάμε μια επιφάνεια στον πραγματικό κόσμο, μπορούμε να πάρουμε πληροφορίες για αυτήν με δύο τρόπους. Μπορούμε να δούμε την επιφάνεια, από διαφορετικές γωνίες, και μπορούμε να την αγγίξουμε και να προσδιορίσουμε αν είναι μαλακή ή σκληρή. Στα τρισδιάστατα γραφικά, μπορούμε να κοιτάξουμε μόνο την επιφάνεια, ενώ λαμβάνουμε όλες τις διαθέσιμες πληροφορίες. Και αυτές οι πληροφορίες αποτελούνται από τρία στοιχεία:

• Χρώμα:Τι χρώμα επιφάνεια; Είναι ομοιόμορφα χρωματισμένα;
• Υφή:Είναι η επιφάνεια επίπεδη ή έχει βαθουλώματα, χτυπήματα, ίσιωμα ή κάτι παρόμοιο;
• Ανακλαστικότητα:Αντανακλά το φως η επιφάνεια; Είναι καθαρές οι αντανακλάσεις ή είναι θολές;

Ένας τρόπος για να δώσετε «πραγματικότητα» σε ένα αντικείμενο είναι να επιλέξετε έναν συνδυασμό αυτών των τριών στοιχείων σε διαφορετικά σημεία της εικόνας. Κοιτάξτε γύρω σας: το πληκτρολόγιο του υπολογιστή σας έχει διαφορετικό χρώμα/υφή/ανακλαστικότητα από το γραφείο σας, το οποίο με τη σειρά του έχει διαφορετικό χρώμα/υφή/ανακλαστικότητα από το χέρι σας. Προκειμένου το χρώμα της εικόνας να μοιάζει με το πραγματικό, είναι σημαντικό ο υπολογιστής να μπορεί να επιλέξει το χρώμα ενός pixel από μια παλέτα εκατομμυρίων διαφορετικών χρωμάτων. Η ποικιλία των υφών εξαρτάται τόσο από το μαθηματικό μοντέλο της επιφάνειας (από το δέρμα ενός βατράχου έως το υλικό που μοιάζει με ζελέ) όσο και από τους χάρτες υφής (χάρτες υφής) που βρίσκονται πάνω στις επιφάνειες. Είναι επίσης απαραίτητο να ενσταλάξουμε στα αντικείμενα εκείνες τις ιδιότητες που δεν φαίνονται: απαλότητα και σκληρότητα, ζεστασιά και ψυχρότητα μέσα από διάφορους συνδυασμούς χρώματος, υφής και ανακλαστικότητας. Εάν κάνετε λάθος σε τουλάχιστον μία από αυτές τις παραμέτρους, η αίσθηση της πραγματικότητας θα εξαφανιστεί αμέσως.

Η προσθήκη μιας επιφάνειας σε ένα συρμάτινο πλαίσιο αρχίζει να αλλάζει
μια εικόνα από κάτι μαθηματικό σε εικόνα,
στο οποίο μπορούμε εύκολα να βρούμε ένα χέρι.

Φωτισμός

Όταν μπαίνεις σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, ανάβεις το φως. Δεν σκέφτεστε πώς το φως, που βγαίνει από τη λάμπα, κατανέμεται σε όλο το δωμάτιο. Αλλά όταν αναπτύσσετε τρισδιάστατα γραφικά, πρέπει να το λαμβάνετε συνεχώς υπόψη, επειδή όλες οι επιφάνειες που περιβάλλουν το συρμάτινο πλαίσιο πρέπει να φωτίζονται από κάπου. Μια μέθοδος, που ονομάζεται μέθοδος ανίχνευσης ακτίνων, σχεδιάζει τη διαδρομή που θα ακολουθήσει μια φανταστική ακτίνα μετά την έξοδο από τη λάμπα, την ανάκλαση από τις κατοπτρισμένες επιφάνειες και τελικά το τέλος στο αντικείμενο. Η δέσμη θα το φωτίσει με διαφορετική ένταση από διαφορετικές γωνίες. Η μέθοδος φαίνεται αρκετά περίπλοκη ακόμη και όταν κατασκευάζονται ακτίνες από έναν μόνο λαμπτήρα, αλλά στα περισσότερα δωμάτια υπάρχουν πολλές πηγές φωτός: αρκετοί λαμπτήρες, παράθυρα, κεριά κ.λπ.

Ο φωτισμός παίζει βασικό ρόλο σε δύο εφέ που δίνουν μια αίσθηση βάρους και στιβαρότητας στα αντικείμενα: τη σκίαση και τις σκιές. Το πρώτο αποτέλεσμα της σκίασης είναι η αλλαγή της έντασης φωτός ενός αντικειμένου από τη μια πλευρά του στην άλλη. Χάρη στη σκίαση, η μπάλα φαίνεται στρογγυλή, τα ψηλά ζυγωματικά προεξέχουν στο πρόσωπο και η κουβέρτα φαίνεται ογκώδης και απαλή. Αυτές οι διαφορές στην ένταση του φωτός, μαζί με το σχήμα, ενισχύουν την ψευδαίσθηση ότι το αντικείμενο έχει βάθος εκτός από ύψος και πλάτος. Η ψευδαίσθηση του βάρους δημιουργείται από το δεύτερο αποτέλεσμα: τη σκιά.

Η επισήμανση μιας εικόνας δεν προσθέτει μόνο βάθος
αντικείμενο μέσω σκίασης, αλλά και «δένει»
αντικείμενο στο έδαφος μέσω της σκιάς.

Οπτικά πυκνά σώματα ρίχνουν μια σκιά όταν φωτίζονται. Μπορείτε να δείτε μια σκιά σε ένα ηλιακό ρολόι ή να κοιτάξετε τη σκιά ενός δέντρου στο πεζοδρόμιο. Στον πραγματικό κόσμο, τα αντικείμενα και οι άνθρωποι ρίχνουν σκιές. Εάν υπάρχουν σκιές στον τρισδιάστατο κόσμο, τότε θα σας φαίνεται ακόμη περισσότερο ότι κοιτάτε από ένα παράθυρο στον πραγματικό κόσμο και όχι σε μια οθόνη με μαθηματικά μοντέλα.

προοπτική

Η λέξη προοπτική μοιάζει με τεχνικό όρο, αλλά στην πραγματικότητα περιγράφει το απλούστερο αποτέλεσμα που παρατηρούμε όλοι. Εάν σταθείτε στην πλευρά ενός μεγάλου ευθύγραμμου δρόμου και κοιτάξετε μακριά, θα σας φανεί ότι η δεξιά και η αριστερή λωρίδα του δρόμου συγκλίνουν σε ένα σημείο στον ορίζοντα. Εάν φυτεύονται δέντρα κατά μήκος του δρόμου, τότε όσο πιο μακριά είναι τα δέντρα από τον παρατηρητή, τόσο μικρότερα είναι. Θα παρατηρήσετε ότι τα δέντρα συγκλίνουν στο ίδιο σημείο στον ορίζοντα με το δρόμο. Εάν όλα τα αντικείμενα στην οθόνη συγκλίνουν σε ένα σημείο, τότε αυτό θα ονομάζεται προοπτική. Υπάρχουν βέβαια και άλλες επιλογές, αλλά βασικά στα τρισδιάστατα γραφικά χρησιμοποιείται η προοπτική ενός σημείου, που περιγράφηκε παραπάνω.

Στην παραπάνω εικόνα, τα χέρια φαίνεται να είναι χωρισμένα, αλλά στις περισσότερες σκηνές, ορισμένα αντικείμενα βρίσκονται μπροστά και εμποδίζουν εν μέρει την προβολή άλλων αντικειμένων. Για τέτοιες σκηνές, το λογισμικό δεν πρέπει μόνο να υπολογίζει το σχετικό μέγεθος των αντικειμένων, αλλά και να λαμβάνει υπόψη πληροφορίες σχετικά με το ποια αντικείμενα κρύβουν άλλα και πόσο. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο για αυτό είναι το Z-buffer (Z-Buffer). Αυτό το buffer πήρε το όνομά του από το όνομα του άξονα Z, ή μια φανταστική γραμμή που πηγαίνει πίσω από την οθόνη μέσω της σκηνής στον ορίζοντα. (Οι άλλοι δύο άξονες είναι ο άξονας Χ, που μετρά το πλάτος της σκηνής και ο άξονας Υ, που μετρά το ύψος της σκηνής).

Το Z-buffer εκχωρεί σε κάθε πολύγωνο έναν αριθμό με βάση το πόσο κοντά στο μπροστινό άκρο της σκηνής βρίσκεται το αντικείμενο που περιέχει αυτό το πολύγωνο. Συνήθως, μικρότεροι αριθμοί εκχωρούνται στα πολύγωνα που βρίσκονται πιο κοντά στην οθόνη και υψηλότεροι αριθμοί εκχωρούνται στα πολύγωνα δίπλα στον ορίζοντα. Για παράδειγμα, ένα buffer Z 16 bit θα εκχωρούσε τον αριθμό -32.768 πιο κοντά στην οθόνη και 32.767 τον πιο απομακρυσμένο.

Στον πραγματικό κόσμο, τα μάτια μας δεν μπορούν να δουν αντικείμενα που καλύπτονται από άλλους, επομένως δεν έχουμε πρόβλημα να αναγνωρίσουμε ορατά αντικείμενα. Αλλά αυτά τα προβλήματα προκύπτουν συνεχώς ενώπιον του υπολογιστή και αναγκάζεται να τα λύσει άμεσα. Καθώς δημιουργείται κάθε αντικείμενο, η τιμή Z του συγκρίνεται με την τιμή άλλων αντικειμένων που καταλαμβάνουν την ίδια περιοχή στις συντεταγμένες X και Y. Το αντικείμενο με τη μικρότερη τιμή Z θα σχεδιαστεί πλήρως, ενώ άλλα αντικείμενα με υψηλότερες τιμές Z ​θα κληρωθεί μόνο εν μέρει. Έτσι, δεν βλέπουμε αντικείμενα φόντου να προεξέχουν μέσα από τους χαρακτήρες. Εφόσον το Z-buffer ενεργοποιείται πριν από την πλήρη σχεδίαση των αντικειμένων, μέρη της σκηνής που κρύβονται πίσω από τον χαρακτήρα δεν θα σχεδιαστούν καθόλου. Αυτό επιταχύνει την απόδοση των γραφικών.

Βάθος πεδίου

Ένα άλλο οπτικό εφέ, το βάθος πεδίου, χρησιμοποιείται επίσης με επιτυχία σε τρισδιάστατα γραφικά. Θα χρησιμοποιήσουμε το ίδιο παράδειγμα με δέντρα που φυτεύτηκαν στην άκρη του δρόμου. Καθώς τα δέντρα απομακρύνονται από τον παρατηρητή, θα εμφανιστεί ένα άλλο ενδιαφέρον αποτέλεσμα. Αν κοιτάξετε τα δέντρα που βρίσκονται πιο κοντά σας, τότε τα μακρινά δέντρα θα είναι εκτός εστίασης. Αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές όταν προβάλλετε μια φωτογραφία ή ένα βίντεο με τα ίδια δέντρα. Οι σκηνοθέτες και οι εμψυχωτές υπολογιστών χρησιμοποιούν αυτό το εφέ για δύο σκοπούς. Το πρώτο είναι να ενισχύσουμε την ψευδαίσθηση του βάθους στην παρατηρούμενη σκηνή. Φυσικά, ο υπολογιστής μπορεί να σχεδιάσει κάθε αντικείμενο στη σκηνή ακριβώς εστιασμένη, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά είναι. Αλλά επειδή η επίδραση του βάθους πεδίου είναι πάντα παρούσα στον πραγματικό κόσμο, η εστίαση όλων των αντικειμένων θα οδηγήσει σε παραβίαση της ψευδαίσθησης της πραγματικότητας της σκηνής.

Ο δεύτερος λόγος για να χρησιμοποιήσετε αυτό το εφέ είναι να επιστήσετε την προσοχή σας στα σωστά θέματα ή ηθοποιούς. Για παράδειγμα, για να ενισχύσει την εστίασή σας σε έναν χαρακτήρα ταινίας, ο σκηνοθέτης θα χρησιμοποιήσει ένα εφέ ρηχού βάθους πεδίου όπου εστιάζεται μόνο ένας ηθοποιός. Από την άλλη πλευρά, οι σκηνές που υποτίθεται ότι θα σας καταπλήξουν με το μεγαλείο της φύσης χρησιμοποιούν το εφέ βαθύ βάθους πεδίου για να φέρουν όσο το δυνατόν περισσότερα αντικείμενα στο επίκεντρο.

Αντιολισθητική

Το Anti-aliasing είναι μια άλλη τεχνολογία που έχει σχεδιαστεί για να ξεγελάει το μάτι. Τα συστήματα ψηφιακών γραφικών είναι πολύ καλά στη δημιουργία κάθετων ή οριζόντιων γραμμών. Όταν όμως εμφανίζονται διαγώνιοι και καμπύλες (και εμφανίζονται πολύ συχνά στον πραγματικό κόσμο), ο υπολογιστής τραβάει γραμμές με χαρακτηριστικές «σκάλες» αντί για λείες άκρες. Για να πείσει τα μάτια σας ότι βλέπουν μια ομαλή γραμμή ή καμπύλη, ο υπολογιστής προσθέτει pixel γύρω από τη γραμμή με διαφορετικές αποχρώσεις του χρώματος της γραμμής. Αυτά τα «γκρίζα» pixel δημιουργούν την ψευδαίσθηση ότι δεν υπάρχουν «βήματα». Αυτή η διαδικασία προσθήκης εικονοστοιχείων για να ξεγελάσει το μάτι ονομάζεται anti-aliasing και είναι μία από τις τεχνικές που διακρίνει τα τρισδιάστατα γραφικά υπολογιστών από τα γραφικά που σχεδιάζονται με το χέρι. Το καθήκον της διατήρησης των γραμμών και της προσθήκης της σωστής ποσότητας χρωμάτων "εξομάλυνσης" είναι μια άλλη δύσκολη δουλειά για τον υπολογιστή να δημιουργήσει τρισδιάστατα κινούμενα σχέδια στην οθόνη σας.

Τα τρισδιάστατα γραφικά σήμερα έχουν μπει σταθερά στη ζωή μας, που μερικές φορές δεν δίνουμε καν σημασία στις εκδηλώσεις τους.

Κοιτώντας μια διαφημιστική πινακίδα που απεικονίζει το εσωτερικό ενός δωματίου ή μια διαφήμιση παγωτού, παρακολουθώντας τα καρέ μιας ταινίας γεμάτη δράση, δεν συνειδητοποιούμε καν ότι πίσω από όλα αυτά κρύβεται η επίπονη δουλειά ενός δεξιοτέχνη 3d γραφικών.

3D γραφικά είναι

3D γραφικά (τρισδιάστατα γραφικά)- αυτό είναι ένα ειδικό είδος γραφικών υπολογιστή - ένα σύνολο μεθόδων και εργαλείων που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία εικόνων τρισδιάστατων αντικειμένων (τρισδιάστατα αντικείμενα).

Μια τρισδιάστατη εικόνα δεν είναι δύσκολο να διακριθεί από μια δισδιάστατη, καθώς περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας γεωμετρικής προβολής ενός μοντέλου τρισδιάστατης σκηνής σε ένα επίπεδο χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα προϊόντα λογισμικού. Το μοντέλο που προκύπτει μπορεί να είναι ένα αντικείμενο από την πραγματικότητα, όπως ένα μοντέλο ενός σπιτιού, ενός αυτοκινήτου, ενός κομήτη ή μπορεί να είναι εντελώς αφηρημένο. Η διαδικασία κατασκευής ενός τέτοιου τρισδιάστατου μοντέλου ονομάζεται και στοχεύει κυρίως στη δημιουργία μιας οπτικής τρισδιάστατης εικόνας του μοντελοποιημένου αντικειμένου.

Σήμερα, με βάση τα τρισδιάστατα γραφικά, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα αντίγραφο υψηλής ακρίβειας ενός πραγματικού αντικειμένου, να δημιουργήσετε κάτι νέο, να ζωντανέψετε τις πιο μη ρεαλιστικές ιδέες σχεδίασης.

Οι τεχνολογίες τρισδιάστατων γραφικών και οι τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης έχουν διεισδύσει σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας και αποφέρουν τεράστια κέρδη.

Οι τρισδιάστατες εικόνες μας βομβαρδίζουν καθημερινά στην τηλεόραση, στις ταινίες, όταν εργαζόμαστε με υπολογιστές και σε παιχνίδια 3D, από διαφημιστικές πινακίδες, απεικονίζοντας την πλήρη ισχύ και τα επιτεύγματα των τρισδιάστατων γραφικών.

Τα επιτεύγματα των σύγχρονων τρισδιάστατων γραφικών χρησιμοποιούνται στις ακόλουθες βιομηχανίες

1. Κινηματογραφία και κινούμενα σχέδια- Δημιουργία τρισδιάστατων χαρακτήρων και ρεαλιστικών ειδικών εφέ . Δημιουργία ηλεκτρονικών παιχνιδιών- ανάπτυξη τρισδιάστατων χαρακτήρων, περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας, τρισδιάστατα αντικείμενα για παιχνίδια.
2. Διαφήμιση- οι δυνατότητες των τρισδιάστατων γραφικών σάς επιτρέπουν να παρουσιάσετε το προϊόν με κερδοσκοπικό τρόπο στην αγορά, με τη βοήθεια τρισδιάστατων γραφικών μπορείτε να δημιουργήσετε την ψευδαίσθηση ενός κρυστάλλινου πουκάμισου ή νόστιμων ποτών με κομματάκια σοκολάτας κ.λπ. Ταυτόχρονα, σε ένα πραγματικό διαφημιζόμενο προϊόν, μπορεί να υπάρχουν πολλές ελλείψεις που κρύβονται εύκολα πίσω από όμορφες και ποιοτικές εικόνες.
3. Εσωτερική διακόσμηση- Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη της εσωτερικής διακόσμησης επίσης δεν μπορεί να κάνει σήμερα χωρίς τρισδιάστατα γραφικά. Οι τρισδιάστατες τεχνολογίες καθιστούν δυνατή τη δημιουργία ρεαλιστικών τρισδιάστατων μοντέλων επίπλων (καναπές, πολυθρόνα, καρέκλα, συρταριέρα κ.λπ.), επαναλαμβάνοντας ακριβώς τη γεωμετρία του αντικειμένου και δημιουργώντας μια απομίμηση του υλικού. Με τη βοήθεια τρισδιάστατων γραφικών, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα βίντεο που δείχνει όλους τους ορόφους του σχεδιασμένου κτιρίου, το οποίο μπορεί να μην έχει καν αρχίσει να χτίζεται.

Στάδια δημιουργίας τρισδιάστατης εικόνας

Για να αποκτήσετε μια τρισδιάστατη εικόνα ενός αντικειμένου, πρέπει να εκτελέσετε τα παρακάτω βήματα

1. Πρίπλασμα- κατασκευή ενός μαθηματικού τρισδιάστατου μοντέλου της γενικής σκηνής και των αντικειμένων της.
2. Υφήπεριλαμβάνει την επικάλυψη υφών σε δημιουργημένα μοντέλα, την προσαρμογή των υλικών και τη δημιουργία ρεαλιστικών μοντέλων.
3. Ρύθμιση φωτισμού.
4. (κινούμενα αντικείμενα).
5. απόδοση- η διαδικασία δημιουργίας μιας εικόνας ενός αντικειμένου σύμφωνα με ένα μοντέλο που δημιουργήθηκε προηγουμένως.
6. Σύνθεση ή διάταξη- μετα-επεξεργασία της λαμβανόμενης εικόνας.

Πρίπλασμα- δημιουργία εικονικού χώρου και αντικειμένων μέσα σε αυτόν, περιλαμβάνει τη δημιουργία διαφόρων γεωμετριών, υλικών, πηγών φωτός, εικονικών καμερών, πρόσθετων ειδικών εφέ.

Τα πιο κοινά προϊόντα λογισμικού τρισδιάστατης μοντελοποίησης είναι: Autodesk 3D max, Pixologic Zbrush, Blender.

Υφήείναι μια επικάλυψη στην επιφάνεια του δημιουργημένου τρισδιάστατου μοντέλου μιας ράστερ ή διανυσματικής εικόνας, η οποία σας επιτρέπει να εμφανίσετε τις ιδιότητες και το υλικό του αντικειμένου.

Φωτισμός- δημιουργία, ρύθμιση κατεύθυνσης και ρύθμιση πηγών φωτός στη σκηνή που δημιουργείται. Οι επεξεργαστές γραφικών 3D, κατά κανόνα, χρησιμοποιούν τους ακόλουθους τύπους πηγών φωτός: spot φως (αποκλίνουσες ακτίνες), omni φως (πολυκατευθυντικό φως), κατευθυντικό φως (παράλληλες ακτίνες) κ.λπ. Ορισμένοι επεξεργαστές σάς επιτρέπουν να δημιουργήσετε μια ογκομετρική πηγή λάμψης ( Φως σφαίρας).

Φανταστείτε πώς θα χωρέσει το αντικείμενο στο υπάρχον κτίριο. Η προβολή διαφόρων εκδόσεων του έργου είναι πολύ βολική σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο. Συγκεκριμένα, μπορείτε να αλλάξετε τα υλικά και την κάλυψη (υφές) των στοιχείων του έργου, να ελέγξετε τον φωτισμό των επιμέρους περιοχών (ανάλογα με την ώρα της ημέρας), να τοποθετήσετε διάφορα εσωτερικά στοιχεία κ.λπ.

Σε αντίθεση με ορισμένα συστήματα CAD που χρησιμοποιούν πρόσθετες μονάδες ή προγράμματα τρίτων για οπτικοποίηση και κινούμενη εικόνα, το MicroStation διαθέτει ενσωματωμένα εργαλεία για τη δημιουργία φωτορεαλιστικών εικόνων (BMP, JPG, TIFF, PCX, κ.λπ.), καθώς και για την εγγραφή κλιπ κινούμενων εικόνων σε τυπικές μορφές (FLI, AVI ) και ένα σύνολο εικόνων καρέ-καρέ (BMP, JPG, TIFF, κ.λπ.).

Δημιουργία ρεαλιστικών εικόνων

Η δημιουργία φωτορεαλιστικών εικόνων ξεκινά με την ανάθεση υλικών (υφών) σε διάφορα στοιχεία του έργου. Κάθε υφή εφαρμόζεται σε όλα τα στοιχεία του ίδιου χρώματος που βρίσκονται στο ίδιο στρώμα. Δεδομένου ότι ο μέγιστος αριθμός στρώσεων είναι 65 χιλιάδες και τα χρώματα 256, μπορούμε να υποθέσουμε ότι ένα μεμονωμένο υλικό μπορεί πραγματικά να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε στοιχείο του έργου.

Το πρόγραμμα παρέχει τη δυνατότητα επεξεργασίας οποιασδήποτε υφής και δημιουργίας νέας βάσει εικόνας bitmap (BMP, JPG, TIFF κ.λπ.). Σε αυτή την περίπτωση, δύο εικόνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την υφή, εκ των οποίων η μία είναι υπεύθυνη για το ανάγλυφο και η άλλη για την υφή του υλικού. Τόσο το ανάγλυφο όσο και η υφή έχουν διαφορετικές παραμέτρους τοποθέτησης ανά στοιχείο, όπως: κλίμακα, γωνία περιστροφής, μετατόπιση, τρόπος πλήρωσης ανώμαλων επιφανειών. Επιπλέον, το χτύπημα έχει μια παράμετρο "ύψος" (με δυνατότητα αλλαγής στην περιοχή από 0 έως 20) και η υφή, με τη σειρά του, έχει βάρος (με δυνατότητα αλλαγής στην περιοχή από 0 έως 1).

Εκτός από το σχέδιο, το υλικό έχει τις ακόλουθες ρυθμιζόμενες παραμέτρους: σκέδαση, διάχυση, γυαλάδα, στίλβωση, διαφάνεια, ανάκλαση, διάθλαση, χρώμα βάσης, χρώμα τονισμού, ικανότητα του υλικού να αφήνει σκιές.

Η χαρτογράφηση υφής μπορεί να γίνει προεπισκόπηση σε τυπικά τρισδιάστατα στερεά ή σε οποιοδήποτε στοιχείο έργου και μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι σκίασης στοιχείων. Τα απλά εργαλεία για τη δημιουργία και την επεξεργασία υφών σάς επιτρέπουν να λαμβάνετε σχεδόν οποιοδήποτε υλικό.

Μια εξίσου σημαντική πτυχή για τη δημιουργία ρεαλιστικών εικόνων είναι ο τρόπος οπτικοποίησης (απόδοση). Το MicroStation υποστηρίζει τις ακόλουθες γνωστές μεθόδους σκίασης: αφαίρεση κρυφής γραμμής, σκίαση κρυφών γραμμών, μόνιμη σκίαση, ομαλή σκίαση, σκίαση Phong, ιχνηλάτηση ακτίνων, ραδιενέργεια, ιχνηλάτηση σωματιδίων. Κατά τη διάρκεια της απόδοσης, η εικόνα μπορεί να εξομαλυνθεί (βγαίνει προς τα έξω), καθώς και να δημιουργηθεί μια στερεοφωνική εικόνα, η οποία μπορεί να προβληθεί χρησιμοποιώντας γυαλιά με ειδικά φίλτρα φωτός.

Υπάρχει ένας αριθμός ρυθμίσεων ποιότητας οθόνης (που αντιστοιχούν στην ταχύτητα επεξεργασίας εικόνας) για μεθόδους ανίχνευσης ακτίνων, ραδιενέργειας, ιχνηλάτησης σωματιδίων. Για να επιταχύνει την επεξεργασία των πληροφοριών γραφικών, το MicroStation υποστηρίζει μεθόδους επιτάχυνσης γραφικών την τεχνολογία QuickVision. Για να δείτε και να επεξεργαστείτε τις δημιουργημένες εικόνες, υπάρχουν επίσης ενσωματωμένα εργαλεία τροποποίησης που υποστηρίζουν τις ακόλουθες τυπικές λειτουργίες (οι οποίες, φυσικά, δεν μπορούν να ανταγωνιστούν τις λειτουργίες εξειδικευμένων προγραμμάτων): διόρθωση γάμμα, ρύθμιση τόνου, αρνητικό, πλύση, λειτουργία χρώματος , περικοπή, αλλαγή μεγέθους, περιστροφή , κατοπτρισμός, μετατροπή σε άλλη μορφή δεδομένων.

Κατά τη δημιουργία ρεαλιστικών εικόνων, σημαντικό μέρος του χρόνου καταλαμβάνεται από την τοποθέτηση και διαχείριση των πηγών φωτός. Οι πηγές φωτός χωρίζονται σε παγκόσμιο και τοπικό φωτισμό. Το Global Illumination, με τη σειρά του, αποτελείται από φως περιβάλλοντος, φωτοβολίδα, ηλιακό φως, φεγγίτη. Και για τον ήλιο, μαζί με τη φωτεινότητα και το χρώμα, τίθεται η γωνία του αζιμουθίου και η γωνία πάνω από τον ορίζοντα. Αυτές οι γωνίες μπορούν να υπολογιστούν αυτόματα από την καθορισμένη γεωγραφική θέση του αντικειμένου (σε οποιοδήποτε σημείο της υδρογείου που υποδεικνύεται στον παγκόσμιο χάρτη), καθώς και από την ημερομηνία και την ώρα προβολής του αντικειμένου. Το φως του ουρανού εξαρτάται από τη θολότητα, την ποιότητα (αδιαφάνεια) του αέρα, ακόμη και από την ανάκλαση από το έδαφος.

Οι τοπικές πηγές φωτός μπορεί να είναι πέντε τύπων: απομακρυσμένες, σημειακές, κωνικές, επιφανειακές, ανοιγόμενες για τον ουρανό. Κάθε πηγή μπορεί να έχει τις ακόλουθες ιδιότητες: χρώμα, φωτεινή ένταση, ένταση, ανάλυση, σκιά, εξασθένηση σε μια ορισμένη απόσταση, γωνία κώνου κ.λπ.

Οι πηγές φωτός μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό μη φωτισμένων περιοχών ενός αντικειμένου όπου απαιτείται πρόσθετος φωτισμός.

Οι κάμερες χρησιμοποιούνται για την προβολή στοιχείων του έργου από μια συγκεκριμένη γωνία και για την ελεύθερη μετακίνηση της προβολής σε όλο το αρχείο. Χρησιμοποιώντας τα πλήκτρα ελέγχου του πληκτρολογίου και του ποντικιού, μπορείτε να ορίσετε εννέα τύπους κίνησης της κάμερας: πτήση, στροφή, κάθοδος, ολίσθηση, αποφυγή, περιστροφή, κολύμπι, κίνηση σε καρότσι, κλίση. Τέσσερις διαφορετικοί τύποι κίνησης μπορούν να συνδεθούν στο πληκτρολόγιο και το ποντίκι (οι λειτουργίες αλλάζουν κρατώντας τα πλήκτρα Shift, Ctrl, Shift + Ctrl).

Οι κάμερες σάς επιτρέπουν να δείτε το αντικείμενο από διαφορετικές γωνίες και να κοιτάξετε μέσα. Μεταβάλλοντας τις παραμέτρους της κάμερας (εστιακή απόσταση, γωνία φακού), μπορείτε να αλλάξετε την προοπτική της προβολής.

Για να δημιουργήσετε πιο ρεαλιστικές εικόνες, είναι δυνατό να συνδέσετε μια εικόνα φόντου, όπως μια φωτογραφία ενός υπάρχοντος τοπίου.