Datora radīti attēli

Datora radīti attēli, bieži izmantots saīsinājums angļu valodā CGI (no angļu: computer-generated imagery), ir datorgrafikas izmantošana, lai radītu vai palīdzētu attēlu radīšanā mākslā, drukātajos medijos, videospēlēs, filmās, televīzijas programmās, reklāmās, videoklipos un simulatoros. Vizuālās ainas var būt gan dinamiskas, gan statiskas, un tās var būt divdimensiju (2D), lai gan termins CGI visbiežāk tiek izmantots attiecībā uz 3D datorgrafiku, kas izmantota, lai radītu ainas vai specefektus filmās un televīzijā. CGI var izmantot arī individuāli lietotāji, un to var rediģēt ar tādām programmām kā Windows Movie Maker vai iMovie.

Termins datoranimācija attiecas uz dinamisko CGI, kas attēlota kā filma. Termins virtuālā pasaule attiecas uz interaktīvām vidēm, kurās darbojas aģenti. Datorgrafikas programmatūra tiek izmantota, lai iegūtu datora radītus attēlus filmām, utt. CGI programmatūras pieejamība un arvien lielākais datoru jaudīgums ir ļāvis individuāliem māksliniekiem un maziem uzņēmumiem radīt profesionāla līmeņa filmas, spēles un tēlotājmākslu ar saviem mājas datoriem. Tas ir radījis interneta subkultūru ar pašai savu globālo slavenību, klišeju un tehniskās leksikas kopumu. CGI evolūcija noveda pie virtuālās kinematogrāfijas rašanās 90. gados, kur datora simulētās kameras darbību neierobežo fizikas likumi.

Statiskie attēli un ainavas

Fraktāļu ainava

Animētie attēli veido ne tikai daļu no datorgrafikas attēliem; arī dabiska izskata ainavas fraktālās ainavas tiek veidotas ar datora algoritmiem. Vienkāršs veids kā radīt fraktāļu/fraktālās virsmas ir izmantot triangulārā tīkla metodes paplašinājumu, balstoties uz de Rham līknes konstrukcijas speciālo gadījumu, piemēram, viduspunkta/centra nobīdi. Piemēram, algoritms var sākties ar lielu trijstūri, tad rekursīvi pietuvināties, sadalot to četros mazākos Serpinska trijstūros, tad interpolēt tuvāko kaimiņu katra punkta augstumus. Brauna virsmu var radīt ne tikai pievienojot trokšņus līdz ar jaunu līniju krustpunktu radīšanu, bet arī pievienojot papildu trokšņus vairākos tīkla līmeņos. Tādējādi var tikt radīta topogrāfiska karte ar dažādiem augstuma līmeņiem, izmantojot samērā vienkāršus fraktāļu algoritmus. Daži tipiski un viegli programmējami fraktāļi, kas tiek izmantoti CGI, ir plazmas fraktālis un daudz dinamiskākais nepilnību fraktālis.

Arhitektūras ainavas

Datorā radīts ēkas attēls, radīts programmā Blender

Mūsdienu arhitekti izmanto datorgrafikas firmu pakalpojumus, lai radītu trīsdimensionālus modeļus gan klientiem, gan celtniekiem. Šie datora radītie modeļi var būt daudz precīzāki nekā tradicionālie rasējumi. Arhitektūras animācija (kas interaktīvo attēlu vietā nodrošina animētas filmas ar ēkām) var arī tikt izmantota, lai redzētu iespējamo ēkas iekļaušanos apkārtējā vidē un tās saistību ar apkārtesošajām ēkām. Arhitektūras telpas radīšana bez papīra un zīmuļa izmantošanas tagad ir plaši pieņemta prakse, kurā tiek izmantotas vairākas datorizētas arhitektūras dizaina sistēmas. Arhitektūras modelēšanas instrumenti arhitektam ļauj vizualizēt telpu un veikt interaktīvas "pastaigas", tādējādi nodrošinot "interaktīvas vides" gan urbānajā, gan celtniecības līmenī. Noteiktas izmantošanas iespējas arhitektūrā iekļauj ne tikai ēku struktūru specifikāciju (tādas kā sienas un logi) un "pastaigas", bet arī gaismas efektus un to, kādu efektu saules gaisma atstās uz noteiktu konstrukciju dažādos dienas laikos. Arhitektūras modelēšanas instrumenti arvien vairāk ir izvietoti internetā. Tomēr internetā izvietoto sistēmu kvalitāte joprojām atpaliek no tās, kas ir sarežģītajām, uzņēmumu radītajām modelēšanas sistēmām. Dažās lietojumprogrammās datorgrafikas attēli ir izmantoti, lai parādītu vēsturisku ēku reverso inženieriju. Piemēram, datora radīta rekonstrukcija klosterim, kas atrodas Gorgentāle, Vācijā, tika izveidota no klostera drupām, tomēr tā nodrošina skatītājam iespēju redzēt un sajust, kā ēka savulaik izskatījās.

Anatomiski modeļi

Skatīt arī: anatomija, bioloģisks ķermenis un fizikāls ķermenis

Skeletveida animācija ne vienmēr ir anatomiski precīza un pareiza. Taču Zinātniskais skaitļošanas un attēlveidošanas institūts ir attīstījis anatomiski precīzu, reālistisku modeli, kas panākts ar datora prasmju palīdzību. Datorā veidoti analītiskie modeļi var tikt izmantoti kā izglītojoša, tā operāciju veicinošu iemeslu dēļ. Šie modeļi lieliski var noderēt medicīnas studentiem, lai mācītos no medicīniskiem attēliem. Modernajā medicīnā īpašie pacienti tiek modelēti un konstruēti "datora palīgķirurģijā". Virtuālā vidē, kurā, piemēram, pilnīgas ceļa aizvietošanas gadījumā, izveido pacienta slimo ķermeņa daļu un ar datora palīdzību, lai nekļūdītos operācijas laikā, visu vispirms izstrādā un "izoperē" datorā. Tādējādi samazinās risks kļūdīties operācijas laikā.

Apģērba un ķermeņa attēlu radīšana

Datorā radīts slapja kažoka attēls

Apģērbu modelēšana tiek piemērota trim grupām — 1) ģeometriski-mehānisku struktūru krustošanās; 2) nepārtraukts mehāniskās elastības slānis; 3) ģeometriski mikroskopiskas auguma iezīmes. Padarīt digitālo raksturu apģērbos reālistisku, vēl joprojām ir animatoru klupšanas akmens. Papildu izmantošana filmās, reklāmās un cita veida publiskos atainojumos, kā arī datorā veidotu apģērbu attēli tiek ļoti plaši izmantoti modes industrijā, lai viegli parādītu vēlamo rezultātu. Pats lielākais izaicinājums animatoriem ir ļoti ticama cilvēka ādas attēlu veidošana. Arī šī sadaļa sevī ietver trīs grupas — 1) foto reālisms attēlo ļoti ticamu cilvēka ādas attēlu, 2) fizikālais reālisms attēlo ticamas kustības, 3) funkcionālais reālisms atdarina īsta cilvēka darbības. Augstvērtīgākās redzamās iezīmes ir panāktas, ja ir manāmas tādas iezīmes kā krunciņas un ādas poras, kuras var sasniegt pat 100 mikrometrs vai 0,1 milimetrs lielumu. Āda var tikt modelēta 7D dimensionālā kopumā.

Interaktīvā modelēšana un vizualizācija

Interaktīvā modelēšana ir vispārpieņemts termins, kas pierāda kāda atveidojuma ļoti dinamisku un pieejamu attēlojumu no dažādiem skatu punktiem. Pielietojums var būtiski atšķirties, sākot ar vizualizācijas modeļu dinamikas panākšanu konkrētās datoru dizaina programmās. Modeļa attēlošana var atbilst noteiktām vizuālām ainām, kas mainās lietotājam līdzdarbojoties ar konkrēto sistēmu. Abstraktā līmenī, interaktīvā modelēšana ietver sevi terminu "datu cauruļvadi", kurā izejas dati tiek pārvaldīti un tie pārbauda, lai tie būtu piemēroti vizualizācijas modelēšanai. To bieži sauc par "vizualizācijas datiem".

Virtuālā pasaule

Virtuālā pasaule ir neīsta vide, kas ļauj lietotājam mijiedarboties ar animēto tēlu vai integrēties animētā tēlā tādā kā avatarā. Virtuālā pasaule ir radīta, lai to apdzīvotu un integrētos tajā. Termins virtuālā pasaule mūsdienās ir jau uztverams kā sinonīms interaktīvajai 3D virtuālajai videi, kur lietotājs var sev pieņemt avatara tēlu. Šie avatari pārsvarā tiek attēloti kā burtiski, divdimensionāli vai trīsdimensionāli attēlojumi, lai gan atsevišķas formas ir iespējamas (piemēram, dzirde). Dažas, bet ne visas, virtuālās pasaules pieļauj vairāku lietotāju skaitu.

Datoranimācija

Kamēr CGI attēli un ainavu attēli var būt statiski, terminu datoranimācija lieto filmās, kurās attēls līdzinās dinamiskam attēlam. Vispārējos vilcienos, termins datoranimācija atsaucas uz dinamiskiem attēliem, kas nepieļauj lietotāja mijiedarbību, bet termins virtuālā pasaule tiek izmantots un lietots interaktīvās animācijas vidē. Datoranimācija būtībā ir digitāls pēctecis apstāšanās kustības (stop motion) mākslai, kuru izmanto 3D modeļos un kadrs-pēc-kadra animācijās 2D ilustrācijās. Datorilustrētās animācijas ir daudz labāk kontrolējamas nekā citi fizikāli bāzēti procesi, piemēram, miniatūru procesu uzbūve, tādi kā šāvienu efekti. Tas paver iespējas attēlu veidošanai, ko nevar panāk nekādas citas tehnoloģijas. Tas palīdz arī virtuālā vidē grafiķim ražot tādu saturu, kurā var iztikt bez aktieriem, neizmantojot nekādus aksesuārus vai citus atribūtus. Lai izveidotu kustību ilūziju, attēls var tikt radīts datora ekrānā un tikt vairākkārt aizstāts ar jaunu attēlu, kas ir līdzīgs iepriekšējam, bet tikt nedaudz uzlabots laika ziņā (parasti tas ir ar ātrumu 24 vai 30 kadri sekundē).

Skatīt arī

Ārējās saites

Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Datora radīti attēli.
Datorgrafikas un Animāciju vēsture — Ohio State University mājaslapa, kas ietver visu nepieciešamo materiālu (video, tekstu nosaukumi, saites).
CG101: A Computer Graphics Industry Reference ISBN 073570046X Īpaša vēsture par datora pirmsākumiem un agro datorgrafikas produkciju.
F/X Gods, pēc Anne Thompson, Wired, 2005. gada februāris.
“History Gets A Computer Graphics Make-Over” Tayfun King, Click, BBC World News (2004-11-19)
NIH Visible Human Gallery