3D - G R A F I K

3D-GRAFIK

3. Om 3D-grafik

3.1 Allmänt om 3D-grafik

Ett 3D-program fungerar ungefär som ett vanligt två dimensionellt ritprogram men det finns ytterligare en dimension som du kan arbeta med. För att försöka åskådliggöra hur 3D- programmen fungerar får vi börja utanför i den värld som 3D-grafiken eftersträvar att återge illusionen av på en tvådimensionell yta:

Tänk dig att du står i centrum av universum. Utifrån dig går sex riktningar:

Vänster och höger - horisontella riktningar
Upp och ned - vertikala riktningar
Bakåt och framåt.

På grund av gravitationslagen är inte dessa riktningspar likvärdiga - upp och ned har en fysisk innebörd som skiljer sig från riktningarna vänster och höger; vi har inte samma frihet att förflytta oss i höjdled som i sidled.

I den abstrakta 3D världen som vi hittar i ett 3D-program råder ingen gravitationslag. Beskrivningen av rummet i ett 3D-program är en ren matematisk abstraktion. Därför har varken upp, ned, vänster, höger, framåt eller bakåt någon naturlig motsvarighet. I stället beskriver du scenen - din arbetsyta och objekten med bredd, höjd och djup: Dessa dimensioner betecknas X, Y och Z. En placering av ett föremål i en 3D-scen beskrivs genom att ange kordinaterna för dessa dimensioner. Det vill säga var på X, Y och Z axeln föremålet befinner sig. Centrum i en scen beskrivs som X=0 Y=0 Z=0. Kordinaterna kan vara både negativa och positiva. Ett föremål vars placering beskrivs som följande: -3,2,1 befinner sig tre steg ned på X-axeln, två steg åt höger på Y-axeln och 1 steg framåt på z-axeln. I ett 3D-program kan du kan se din arbetsyta från fyra olika vinklar ( four view window): framifrån, uppifrån, från sidan och isometriskt (trekvarts vinkel). Ett av fönstren är också den så kallade kameravyn.
Det är utifrån kameravyn som betraktaren ser scenen.

Ett 3D- program fungerar som en virituell studio; din arbetsyta är en scen där du kan skapa och placera ut objekt. Varje objekt kan du sedan ge olika egenskaper som struktur, mönster, färg, genomskinlighet och reflektionsegenskaper. Dessutom kan du ljussätta hela scenen men du kan även ljussätta varje objekt för sig.

När du arbetar med de olika objekten visas de i ett så kallat trådmodellsläge - som om du skulle modellera en stomme av ett ståltrådsnät. Det är för att det ska gå snabbare för datorn att visa dina förändringar av objektet. När du sedan vill se den färdiga scenen med objekten får du genomföra något som kallas för rendering. Det innebär att datorn ritar ut din scen fullständigt genom att räkna ut den struktur, form, genomskinlighet och färg men även det ljus som du har gett din scen - trådmodellen skrudas med liv.

3.2 Arbetsgång

Arbetet med att skapa en scen och använda den för bildskapande består av en rad olika arbetsmoment. Arbetsmomenten är modellering, ljussättning, definition av materialens egenskaper och rendering. Om du ska skapa en filmsekvens tillkommer också ett animeringsmoment. Vi kommer här kortfattat att beskriva de olika arbetsmomenten som karaktäriserar arbetet i ett 3D-grafik program.

3.3 Trådmodellering

All 3D-gafik byggs upp av trådmodeller - ungefär som om du skulle göra en stomme av ståltrådsnät till en gipsskkulptur. I de flesta 3D-program finns en uppsättning med färdiga primitiver. (länk till ordlista) Det är grundformer som klot, cylindrar, kuber, pyramider(tetraeder?).
Dessa färdiga former kan utgöra början på konstruktionen av en 3D-scen. Formerna går att manipulera genom förvrängning i , djup, höjd och sidled. De går dessutom att bygga en större form av flera mindre primitiver.
Ett annat sätt att bygga en form i ett 3D-program är att börja med att arbeta i 2D läge. Du kan tillexempel rita en cirkel och därefter ge den djup genom extruding (e3d ) - vips så har du fått en cylinder. Det går också att skapa två eller flera 2D objekt (profiler) som man sedan klär genom funktionen skinning ungefär som när man spänner ett tyg över en stomme till en lampskärm.
Att bygga trådmodeller ur tomma intet är tidskrävande men det finns genvägar: Vissa 3D-grafikföretag säljer färdiga modeller som formgivaren sedan kan anpassa. Adresser till trådmodellföretag.

3.4 Material

När trådmodellen är färdig är det dags att ge den egenskaper genom att ange vilket material den ska ha. Material kan importeras till programmet om du tillexempel har gjort en liten rundfralla kan du ta en inscannad bild av en riktig fralla och ange denna bild som material, men de flesta program tillhandahåller en stor uppsättning av färdiga material (ex. glas, trä, metall mm) som du kan klä din trådmodell med.

Detta arbete har skrivits av Monica Moritz och Camilla Hällgren under kursen UDM 27 vt-98 vid LITU, Umeå universitet. Har du synpunkter eller frågor kan du höra av dig till Camilla.Hallgren@fceduc.umu.se eller Monika.Moritz@fceduc.umu.se Sidan uppdaterades senast 980601