تحقیق معماری سه بعدی

گرافیک سه بعدی یعنی که باید در یک محیط سه بعدی شامل عرض (width) و عمق (depht) و ارتفاع (height) کار کنید. صندلی میز و ساختمان و هر چیز که در اطراف ما هستند همگی سه بعدی هستند. در واقع گرافیک سه بعدی رایانه‌ای نوعی معرفی دو بعدی از یک دنیای سه بعدی مجازی و هستند برای توصیف این حالت فرض کنید که با یک دوربین فیلمبرداری و ویدئوئی مشغول فیملمبرداری از اطراف اتاق هستید. وقتی از دریچه دوربن به اطراف اتاق نگاه کنید اشیا سه بعدی متعددی مشاهده می کنید اما وقتی فیلم ویدئوئی را روی دستگاه نمایشگر قرار می دهید با یک تصویر تخت و دو بعدی مواجه می شوید که معرف دنیای سه بعدی واقعی است. صحنه به خاط رنورها و رنگها و سایه‌هایی که به آن صحنه زندگی و عمق سه بعدی می دهند به صورت واقعی ظاهر می شود. اگر همجنان یک صحنه دو بعدی است.

در گرافیک رایانه ای اشیا فقط در حافظه رایانه وجود دارند اما آنها فاقد هر نوع شکل فیزیکی می باشند آنها فقط فرمولهای ریاضی هستند چون شایا خارج از رایانه وجود حقیقی ندارند لذا تنها روش برای ضبط آنها افزودن فرمولهای بیشتر برای معرفی نورها و دوربین ها می باشد.

پس از خلق و موقعیت دهی اشیا در صحنه می توانید مواد پیش تعریف شده را از کتابخانه مربوطه انتخاب نموده و به اشیاء گوناگون نسبت دهید. همچنین با استفاده از ویرایشگر مواد در برنامه max می توانید موارد دلخواهتان را بسازید. هنگام ساخت مواد امکان کنترل و تغییر رنگ، درخشندگی و شفافیت وجود دارد. بعد از افزودن مواد به صحنه می توانید دوربین ها را ایجاد نموده و با استفاده از آنها صحنه را ضبط مشاهده نمایید با تغییر تنظیمات مشاهد دوربین مجازی ایجاد آثار زاویه گستر یا تمرکز به داخل (zoomin) روی یک جزء کوچکتر به راحتی میسر است موقعیت دهی به دوربین ها سبب افزایش حالت دراماتیک و یا واقعگرایی صحنه خواهد شد.

درک مفهوم فضای سه بعدی

فضای سه بعدی یک مکعب تعریف شده یا حتی از یک فضای داخل رایانه می‌باشد که توسط max نیز می توان یک شی را در فضای مجازی مفقود کرد.

مختصات coordinates

در فضای سه بعدی کوچکتری نحیه ای که اشغال می شود. را نقطه point می‌نامند.

هر نقطه با مجموعه منحصر به فردی از اعداد یعنی مختصات آن تعریف می شود به عنوان مثال نقطه o,o , o معرف نقطه مرکزی فضای سه بعدی که مبدا نامیده می شود.

هر نقطه در فضای مجازی دارای سه مختصات است که معرف ارتفاع و عمق آن نقطه می باشد به این ترتیب هر نقطه معرف یک محور منفرد در فضای مجازی می‌باشد.

محور Axes

محور خطی فرضی در فضای مجازی است که جهت خاصی را تعریف نموده و نشان می دهد سه محور استاندارد در برنامه max وجود دارند که همان محور z ارتفاع hight شیء است.

درک مفهوم نمای دید

اشیا در max مستلزم نمای دید هستند. نمای دید موقعیتی است داخل با اطراف فضای مجازی که معرف مکانی کاربران خواهد بود. نماهای دید مشابه درگاههای دید در برنامه max می باشند که نمایی به طرف فضای سه بعدی از نمادهای دید تصویر بوجود می آورند.

برنامه max دارای مجموعه پیش فرض شامل چهار نمای دید تصویر است. بالا (top)، چپ (left)، راست (Right) نمای پرپکتیو، به طور پیش فرض در نمای بالایی محور x به صورت افقی محور y را به صورت عمود و محور z را از صحنه بیورن می رود تا عمق زاویه را به شما نشان دهد.

نورها Hights

تاکنون در اطراف محیط سه بعدی برنامه max درون تاریکی گردش نموده‌اید. با استفاده از نورها اشیاء را روشن نموده و می توانید آنها را در حالت رندر شدن نهایی مشاهده نمائید برنامه max در اصل دو نور پیش فرض برای روشن کردن صحنه ایجاد می‌کند می توانید نورهای دلخواهتان را خلق کنید تا زندگی در صحنه ها را آسانتر و مفرح تر سازید.

نورهای سه بعدی مشابه نورهای عکاسی عمل می کنند و می توانید آنها را هر جایی موقعیت دهی نمائید و اگر اشیاء به سمت این نورها برامده شوند نورها پائین نمی افتد.

نورهای محیطی Omni Lights: که شبیه حبابهایی خالی بوده و نور را در کلیه جهات پخش می‌کند.

نورهای متمرکز Spot Light: این نورها جهت دار هستند. اما برای شبیه سازی منابع نور نظیر خورشید استفاده می شوند.

نورهای محیطی Ambient Light: همه جای صحنه حاضر بوده و کلیه سطوح را به طور یکسان روشن می‌کند و یک درخشندگی پایدار در سراسر صحنه استفاده می شود.

دوربین ها

اشیاء غیر رند سازی هستند که در صحنه سه بعدی موقعیت دهی می نماید آنها مشابه دوربین های واقعی کار می کنند و یک نمای دید روی صحنه تنظیم می کنند که امکان تطبیق و متحرک سازی آن وجود دارد. نقطه دید مورد استفاده کاربران برای مدل سازی متفاوت است زیرا امکان مشاهده شدن صحنه با حالت پرسپکتیی واقعی و طبیعی تری را ایجاد می‌کند درست نظیر دوربین واقعی این دوربین ها دارای تنظیمات خاصی نظیر طول لنز و طول تمرکز می باشند. برای کنترل تمامی صحنه‌ از آن استفاده می شود.

دو نوع دوربین داریم:

دوربین هدف از یک هدف استفاده می‌کند این هدف نقطه ای است داخل فضای سه بعدی جایی که دوربین آن نشانه رفته و می توانند در یک درگاه غیر دوربینی آن را ببینید.

دوربین آزاد هدف خاصی ندارد و می توانید آن را به راحتی روی یک میسر متحرک سازی نموده و یا به سادگی آن را حول یک نقطه چرخاند دوربین ها را با جزئیات بیشتری بررسی می نمائیم.

رندرسازی

مرحله‌ای است که طی آن برنامه ئشط کلیه اشیاء داخل صحنه را به همراه نورپردازی مواد و نمای دید مربوطه تغییر می‌کند تا یک تصویر کامل نهایی را تولید نمائید. تصویر به دست آمده ممکن است یک تصویر ساکن یا یک فریم از توالی تصویر متحرک باشد.

موتور رندر سازی برنامه max هنگام رندر سازی یک صحنه علاوه بر محاسبه و بررسی موقعیت نرمال ها هر نوع رنگ و بافت پیاده شده روی یک چند ضلعی موقعیت‌های نور، شدت و رنگ و سایر عوامل را نیز در نظر میگیرد. آنگاه برنامه max نتایج این محاسبات را روی صحنه به عنوان یک تصویر نقاشی و ترمیم می‌کند. اصلی ترین و بهترین حالت رندرسازی Wireframe یا قالب سیمی است که مشابه وضعیت نمایش Wireframe می باشد. این حالت بندرت استفاده می شود بجز برای آزمایش های متحرک سازی یا زمانی که ظاهر رایانه برای یک تصویر مورد نیاز باشد.

پرتوسازی نور Ray traing شیوه‌ای است که طی آن رنگ ومقدار هر پیکسل روی صحنه از طریق پخش یک پرتو خیالی از طریق پرستکتیو نمای دید به طرف مدل محاسبه می‌شود تا تعیین کند که گرافیک از عوامل نور و سطح آن بر آن تاثیر دارند.