Виды двухмерной компьютерной графики

Обновлено: 05.07.2024

Что если я скажу, что мир не настоящий, а хорошо проработанная компьютерная графика, помещенная в виртуальную реальность? Тогда создатель этого мира по праву может считать себя богом. Звучит как сюжет фантастического фильма? Дайте CG десяток лет, и фантазии превратятся в пугающую реальность.

Однако, уже сейчас освоив компьютерную графику вы сможете использовать ее для веб-дизайна, 3D-игр, 3D-печати, анимации, виртуальной реальности, архитектурной визуализации, эффектов для кино и многого другого. В этой статье мы разберем основы компьютерной графики и ответим на два важных вопроса: “С чего начать?” и “Какой софт использовать?”. Сосредоточьтесь, мы начинаем.

Компьютерная графика или по другому CG — Computer Graphics разделяется на двумерную и трехмерную. Хоть статья в основном о 3D графике, скажу пару слов о 2D.

Двумерную графику обычно разделяют на векторную и растровую, хотя отдельно называют еще и фрактальный тип обособления изображений, говорить о котором мы не будем. Это тема отдельной статьи.

Векторная графика — представляет из себя набор геометрических примитивов, например: точки, прямые, окружности, прямоугольники. На страницах web-сайтов вектор можно увидеть в качестве шрифтов, иконок, логотипов. Вектор может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитировать трехмерную графику, чем не может похвастаться растровая графика, которая берет за основу пиксели.

Растровая графика — всегда оперирует матрицей пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение яркости, цвета, прозрачности или комбинация этих значений. В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании. Как пример растра — любые картинки, изображения, фотографии.

Это все очень интересно, теперь у вас есть базовое понимание о двумерной графике, которое пригодится веб-дизайнерам, 2D аниматорам, художникам. А теперь перейдем к графике будущего.

Независимо от того, в какой области вы хотите развиваться, базовое понимание 3D необходимо во всех, и то, что вы узнаете в одной области, часто можно применить в другой. Скажем, вы смоделировали персонажа. Можно нацепить на него скелет и анимировать, чтобы создать короткометражный мультик или же экспортировать его в игровой движок как персонажа. Его можно напечатать на 3D принтере, внедрить в виртуальную реальность, или просто сделать красивой отрендеренной картинкой. Так что начало работы с любой из этих областей требует базового понимания 3D. И что же это за основы? Ну, их можно сформулировать так:

1. Моделирование — самая популярная технология создания объектов в трехмерной графике — создание полигональной сетки. Это значит, что объект описывается вершинами, соединяющими их ребрами и гранями. То есть любой персонаж игры или кино — геометрическая фигура, состоящая из множества граней. По простому вы создаете сетку и деформируете, пока она не примет форму вашего объекта.

2. Текстурирование — создание текстур и материалов, чтобы поверхность выглядела реалистично при рендере. К этому же пункту относится Шейдинг — указание какие участки модели должны обладать оптическими эффектами: матовость или глянцевость.

3. Свет — настройка освещения для создания приятного финального изображения при рендере. Ничто не будет выглядеть естественно, если оно освещено примитивными источниками света. В играх используются точечные источники света, параллельные — для имитации условно бесконечно удаленных источников вроде Солнца и эмбиент — то есть просто подсветка без конкретно расположенного источника и, соответственно, теней. И глобальное освещение со множественными отскоками виртуальных фотонов — позволяющее критически добавить сцене реалистичности ценой десятка кликов и значительного увеличения времени рендера.

4. Анимация — создание скелета и анимирование.

Вот и все основные пункты. Думаю, для начала этого будет достаточно. К нашему списку еще можно добавить еще два пункта, которые ближе к работе с видео и кино.

5. Композ — многослойный монтаж, который используется для объединения всего съемочного материала в кадре.

6. Симуляция частиц — система точек в виртуальном пространстве. Сами по себе они не имеют визуальной составляющей, но таковую можно навесить поверх.

Частички полезны в системах, когда они как-то взаимодействуют с другими частичками рядом. В зависимости от правил этого взаимодействия, система частиц может вести себя похожим на воду, огонь, песок, желе, снег и еще много каким образом, подчиняясь заданным в симуляции силам и взаимодействуя с объектами в сцене. Например, эффекты магии в фентезийных фильмах созданы как раз на основе симуляции частиц.

Представим, что нам нужно создать магический меч для MMO игры. Моделируем путем деформации сетки, накладываем текстуру и добавляем свет. Теперь мы можем распечатать его на принтере или отрендерить в картинку. Меч двигается? Ну, это MMO, там всякое бывает. Допустим, создали скелет, анимаровали. Нужен магический эффект? Используем симуляцию. Упаковать это все в красивый трейлер — композ. Анимированный меч

Так что вот, с чего начать — с изучения основ. Теперь следующий вопрос. Он довольно непростой. Какое программное обеспечение мне использовать? Некоторые говорят, что нужно использовать то, что использую крупные студии, но в индустрии нет какого-либо определенного стандарта.

Вопрос становится еще более пугающим из за обилия вариантов. Компания Blizzard использует 3ds max, Maya, Zbrush, Mudbox. Disney — Maya и Zbrush. Некоторые студии вроде Pixar используют созданный внутри студии софт, который недоступен общественности. Для первых этапов в компьютерный графике нужен софт, который прост в освоении и не сильно дорогой. Думаю, в этом случае лучше всего подойдет программа Blender. Она распространяется по бесплатной лицензии, а скачать ее можно даже в steam.

Мы ищем обширные художественные и технические навыки, а не способность запускать программы.

Чтобы стать хорошим специалистом в CG потребуется освоить много сложной, но не менее интересной информации. Вот небольшая подборка интернет ресурсов, которые могут вам помочь:

Компьютерная графика уже очень очень востребованная сфера, а в будущем станет еще более востребованной. Читайте книги по моделированию, смотрите видео (благо таких предостаточно). И когда-нибудь в будущем сможете создать свой мир с блэкджеком и анимированными мечами.

2D (two dimensions) – вид компьютерной графики. Такое изображение всегда будет выглядеть плоским, так как в нем используется только два измерения – ширина и высота. Используется для создания логотипов, карт, сайтов, рекламных баннеров, в играх и интерфейсах приложений, мультфильмах и видеофильмах. Несмотря на то, что 2D графика выглядит как плоское изображение, за счет теней можно добиться эффекта объемных объектов (но не фотореалистичности).

Макеты рекламных материалов, созданные для Museo Argentino de Ciencias Naturales (Музей естественных наук, Буэнос Айрес). Автор: Lucas Rod.

Видео для одного из проектов Rijksmuseum. Видеоряд включает в себя изображения 211 произведений из онлайн коллекции музея.

Ролик об истории тюльпанов, Amsterdams Tulip Museum (Амстердамский музей тюльпана).

Рекламный ролик Mullin Automotive Museum. В ролике кроме прочих использованы элементы 2D-графики.

Интерактивная игра для детей о жизни динозавров, нарисованная в формате 2D-графики.

2D графика бывает трех видов:

Векторная графика: изображение представлено в виде геометрических форм, что дает максимальную точность построенного изображения. Такой формат картинки легко редактируется, масштабируется, поворачивается, деформируется, и позволяет имитировать трехмерность. Из недостатков вектора можно отметить отсутствие реалистичности и невозможность использования эффектов. Векторная графика подходит для рисования чертежей и схем, используется для масштабируемых шрифтов, деловой графики, для элементов брендбука (логотипы, декоративные узоры и т.п.), применяется для создания мультфильмов и различных роликов, а также в печати (обеспечивает высокое качество изображения).

Серия рекламных плакатов, студенческая работа для MINT Museum of Toys (Музей игрушек, Сингапур).

Инфографика, выполненная с использованием инструментов векторной графики. Автор: Екатерина Цурик.

Афиша выставки в Petersen Automotive Museum (Автомобильный музей Петерсена, Лос Анджелес).
Автор: Tom Whalen.

Буклеты-ваучеры, изготовленные для рекламной кампании по случаю открытия кафе Grazing при Design Museum (Музей Дизайна, Лондон). Идея и исполнение: Mash Creative.

Рекламная афиша Guggenheim Museum (Музей Гуггенхайма, Нью Йорк). Идея и исполнение: Chermayeff & Geismar.

Пример-иллюстрация разницы между изображением векторным и растровым.

Сайт-гид по музеям Парижа.

Пример музейного приложения для сенсорных устройств:

Интерактивная инсталляция в National Museum of Mathematics ( Национальный музей математики, Нью-Йорк): отражение посетителя на экране тиражировалось таким образом, что из него получалось изображение дерева со множеством веток.

Компьютерная графика в современных играх бывает 2-х видов: 2D и 3D или двухмерная и трехмерная графика. Каждый из этих видов разделяется на собственные виды и типы, в зависимости от способ а ее реализации.

Виды графики в играх: двухмерная графика и ее типы

Векторная графика. Это набор и з простых геометрических элементов, например: точка, прямая, окружность, прямоугольник и т. д. В основном такой вид 2Д-графики применяется в качестве иконок и логотипов для веб-сайтов. В играх применяется реже. Отличительная особенность такой графики — эт о способность к масштабированию и деформации без потери качества.
Растровая графика. За основу такой графики берется матрица пикселей, где у каждого пикселя есть какое-то значение или комбинация значений цвета, света, прозрачности и т. д. Главный недостаток такой графики — это более высокий «вес», а также потери качества при масштабировании. Однако именно такой тип графики чаще всего применяется в играх.

Виды графики в играх: трехмерная графика

Трехмерная графика — это тренд современной компьютерной графики. Она активно используется везде, начиная от небольших объектов на веб-сайтах и заканчивая компьютерными играми и ли кино. Невозможно коротко описать все процессы , связанные с созданием трехмерной графики в играх. Хотя бы потому , что они достаточно разнообразны, а чтобы стать специалистом в 3Д-области , нужно достаточно долго обучаться и очень много практиковаться.

Но приоткрыть завесу и рассказать все максимально просто можно.

Компьютерная 3D-графика для начинающих

Моделирование. Это одна из самых популярных технологий создания 3Д-объектов, где каждый объект описывается большим количество вершин и гранями, которые их соединяют. Если простыми словами, то любой ваш объект будет геометрической фигурой, состоящей из «сетки». Эту «сетку» вы будете деформировать до тех пор, пока она не примет форму нужного вам объекта.
Текстурирование. На объект, который вы смоделировали , теперь нужно будет наложить текстуры, чтобы он выглядел максимально реалистично. Сюда входит придание цвета, прозрачности, матовости и т . д. вашему объекту.
Свет объекта. Чтобы придать максимальной реалистичности объекту , мало просто добавить необходимой текстуры. Очень важно, чтобы был правильно настроен свет на нем. Для этого есть точечные и глобальные источники света, которые можно применять в зависимости от ситуации.
Анимация объекта. Создать реалистичный объект с правильным освещением — это тоже не все. Для чего он нужен, если он не будет двигаться? Поэтому любому объекту нужна будет анимация. Для этого объекту создают «скелет» и контролируют процесс изменения его внешнего вида в зависимости от его передвижения.
Композ. Создать объект и придать ему анимацию — это уже достижение, но когда объектов несколько, как их объединить? Композ — это и есть процесс, при котором происхо дит объединение нескольких анимированных объектов в один кадр.
Симуляция частиц. Созда ть несколько объектов и помести ть их в единый кадр — этого может оказаться мало для полноценной игровой сцены. Когда нужно придать больше визуальных эффектов , на помощь приходит симуляция частиц. По сути , это является системой свободных точек в пространстве, которые можно использовать по своему усмотрению. Из них можно сделать огонь, воду, песок, эффек т взрывов или волшебства и т. д.

Компьютерная графика для начинающих: инструменты

3DS Max,
Maya,
Zbrush,
Mudbox,
и др.

Заключение

Чтобы быть специалистом компьютерной графики в игра х ( или для чего-нибудь другого), нужно в первую очередь выучит ь ся, а не просто понимать ее виды и знать , какими инструментами можно с ней работать. Благо сейчас возможность обучиться ничем не ограничена, кроме вашего желания.

Мы будем очень благодарны

если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.

Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

В растровой графике изображение представляется в виде набора окрашенных точек. Совокупность таких точек, образующих строки и столбцы, называют растр .

Применение растровой графики: обработка цифровых фотографий, сканированных изображений, создание коллажей, эмблем, логотипов. Растровые изображения чаще не создаются с помощью компьютера, а только обрабатываются. В Интернете используются только растровые изображения.

Растровые изображения занимают большое количество памяти.
Резкое ухудшение качества при редактировании изображения.

Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение.

В отличие от растровой графики в векторной графике изображение строится с помощью математических описаний объектов, окружностей и линий.

Ключевым моментом векторной графики является то, что она использует комбинацию компьютерных команд и математических формул для объекта. Это позволяет компьютерным устройствам вычислять и помещать в нужном месте реальные точки при рисовании этих объектов. Такая особенность векторной графики дает ей ряд преимуществ перед растровой графикой, но в тоже время является причиной ее недостатков.

Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества.
Векторные изображения описываются тысячами команд. В процессе печати эти команды передаются устройству вывода (принтеру). Иногда из–за проблем связи между двумя процессорами принтер не может распечатать отдельные детали рисунков.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании.

Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но ее часто используют в развлекательных программах.

Читайте также: