ความจำเป็นในการทำงานกับภาพสามมิติหรือกราฟิก 3 มิติ (3Dimensions - 3 มิติ) มีแอพพลิเคชั่นมากมายตั้งแต่เกมไปจนถึงระบบออกแบบอัตโนมัติที่ใช้ในสถาปัตยกรรม วิศวกรรมเครื่องกล และสาขาอื่นๆ แน่นอนว่าคอมพิวเตอร์ไม่ได้ทำงานกับวัตถุสามมิติ แต่ใช้คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ แอปพลิเคชัน 3 มิติทำงานบนวัตถุที่อธิบายไว้ในระบบพิกัดเฉพาะ ส่วนใหญ่มักจะใช้ระบบพิกัดแบบมุมฉากหรือคาร์ทีเซียน ซึ่งตำแหน่งของแต่ละจุดจะถูกระบุโดยระยะห่างจากจุดกำเนิดตามแกน X, Y และ Z ที่ตั้งฉากร่วมกันสามแกน ในบางกรณี ระบบพิกัดทรงกลม ยังใช้ซึ่งระบุตำแหน่งของจุดโดยการลบออกจากจุดศูนย์กลางและมุมสองทิศทาง อุปกรณ์สร้างภาพส่วนใหญ่มีเพียงหน้าจอแบน (สองมิติ) ซึ่งคุณต้องสร้างภาพลวงตาของภาพสามมิติ

ไปป์ไลน์กราฟิก (Graphic Pipeline) เป็นซอฟต์แวร์และเครื่องมือฮาร์ดแวร์บางอย่างที่แปลงคำอธิบายจริงของวัตถุเป็นเมทริกซ์ของเซลล์หน่วยความจำวิดีโอของจอแสดงผลแรสเตอร์ หน้าที่ของมันคือสร้างภาพลวงตาของภาพนี้

การจัดเรียงร่วมกันของอ็อบเจกต์ที่สัมพันธ์กันและทัศนวิสัยต่อผู้สังเกตการณ์คงที่ได้รับการประมวลผลที่ขั้นตอนแรกของไปป์ไลน์กราฟิก ซึ่งเรียกว่า การแปลงร่าง (Transformation) ในขั้นตอนนี้ การหมุน การกระจัด และการปรับขนาดวัตถุจะถูกดำเนินการ จากนั้นจึงเปลี่ยนจากอวกาศโลกไปสู่อวกาศสังเกตการณ์ การแปลงหน้าต่าง) รวมถึงและการฉายภาพด้วยเปอร์สเปคทีฟ เมื่อแปลงจากอวกาศโลกไปเป็นพื้นที่สังเกตการณ์ (ก่อนหรือหลัง) พื้นผิวที่มองไม่เห็นจะถูกลบออก ซึ่งช่วยลดจำนวนข้อมูลที่เกี่ยวข้องในการประมวลผลเพิ่มเติมได้อย่างมาก

ในขั้นตอนต่อไปของท่อ (แสง) การส่องสว่าง (และสี) ของแต่ละจุดของการฉายภาพของวัตถุจะถูกกำหนดเนื่องจากแหล่งกำเนิดแสงที่กำหนดไว้และคุณสมบัติของพื้นผิวของวัตถุ

ในขั้นตอนการแรสเตอร์ ภาพแรสเตอร์จะถูกสร้างขึ้นในหน่วยความจำวิดีโอ ในขั้นตอนนี้ พื้นผิวจะถูกนำไปใช้กับภาพพื้นผิวและความเข้มของสีของจุดต่างๆ จะถูกแก้ไข ซึ่งช่วยปรับปรุงการรับรู้ของภาพที่เกิดขึ้น

กระบวนการทั้งหมดในการสร้างบิตแมปของวัตถุ 3 มิติเรียกว่าการเรนเดอร์ การเรนเดอร์โมเดลสามารถทำได้ทีละองค์ประกอบเท่านั้น ผลลัพธ์ของการสร้างปริมาตรคือชุดของรูปหลายเหลี่ยม (โดยปกติจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมหรือรูปสามเหลี่ยมที่จัดการได้ง่ายกว่า) ที่ใกล้เคียงกับพื้นผิวของวัตถุ การแสดงภาพแรสเตอร์แบบแบนควรเกิดขึ้นโดยคำนึงถึงตำแหน่งสัมพัทธ์ขององค์ประกอบ (พื้นผิว) ซึ่งแน่นอนว่าองค์ประกอบเหล่านั้นที่อยู่ใกล้กับผู้สังเกตการณ์จะทับซ้อนภาพขององค์ประกอบที่อยู่ไกลกว่า รูปหลายเหลี่ยมที่เหลือหลังจากการลบพื้นผิวที่มองไม่เห็นจะถูกจัดเรียงตามความลึก: สะดวกกว่าที่จะได้ภาพที่เหมือนจริงโดยเริ่มการประมวลผลจากองค์ประกอบที่อยู่ไกลที่สุด ในการคำนึงถึงตำแหน่งสัมพัทธ์ จะใช้ Z-buffer ซึ่งตั้งชื่อตามพิกัดของมิติที่สาม บัฟเฟอร์นี้เป็นเมทริกซ์ของเซลล์หน่วยความจำ ซึ่งแต่ละเซลล์สอดคล้องกับเซลล์หน่วยความจำวิดีโอที่เก็บสีของหนึ่งพิกเซล ในระหว่างกระบวนการเรนเดอร์ บิตแมปจะถูกสร้างขึ้นสำหรับองค์ประกอบถัดไป และสำหรับแต่ละพิกเซลของแฟรกเมนต์นี้ พารามิเตอร์ความลึก Z จะถูกคำนวณ (สามารถเรียกว่าพิกัดตามข้อตกลงเท่านั้น) ส่วนนี้เข้าสู่หน่วยความจำวิดีโอโดยคำนึงถึงผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบข้อมูลจาก Z-buffer แบบพิกเซลต่อพิกเซลด้วยค่าของมันเอง หากความลึก Z ของแฟรกเมนต์พิกเซลที่กำหนดน้อยกว่าค่า Z ของเซลล์หน่วยความจำวิดีโอที่แฟรกเมนต์นี้ควรตก หมายความว่าองค์ประกอบเอาต์พุตจะเข้าใกล้ผู้สังเกตการณ์มากกว่าองค์ประกอบที่ประมวลผลก่อนหน้านี้ ซึ่งการแสดงผล อยู่ในหน่วยความจำวิดีโอแล้ว ในกรณีนี้ พิกเซลหน่วยความจำวิดีโอจะเปลี่ยนไป และค่าใหม่ที่นำมาจากส่วนนี้จะถูกวางไว้ในเซลล์บัฟเฟอร์ Z ของหน่วยความจำวิดีโอ หากผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบแตกต่างกัน แสดงว่าพิกเซลปัจจุบันของแฟรกเมนต์ถูกซ้อนทับโดยองค์ประกอบที่ก่อตัวขึ้นก่อนหน้านี้ และพารามิเตอร์ความลึกจะไม่เข้าสู่บัฟเฟอร์ Z บัฟเฟอร์ Z ช่วยให้คุณกำหนดตำแหน่งสัมพัทธ์ของพิกเซลปัจจุบันและพิกเซลที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ ซึ่งจะนำมาพิจารณาเมื่อสร้างค่าพิกเซลใหม่ในหน่วยความจำวิดีโอ ความละเอียดเชิงลึกของไปป์ไลน์กราฟิกขึ้นอยู่กับความลึกบิตของบัฟเฟอร์ Z

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการใช้พื้นผิว 3 มิติ - อาร์เรย์พิกเซลสามมิติ ตัวอย่างเช่น อนุญาตให้จำลองหมอกเชิงปริมาตร แหล่งกำเนิดแสงไดนามิก (เปลวไฟ)

การใช้งานการเรนเดอร์จำเป็นต้องมีการคำนวณจำนวนมากและการจัดการข้อมูลจำนวนมาก และเป้าหมายสูงสุดของสตรีมข้อมูลที่ประมวลผลคือหน่วยความจำวิดีโอของอะแดปเตอร์กราฟิก วิธีแก้ปัญหาในการแสดงผลกราฟิกสามมิติเช่นเดิมคือการเพิ่ม "ความฉลาด" ของการ์ดกราฟิก - ตัวเร่งความเร็ว 3 มิติปรากฏขึ้นซึ่งใช้ส่วนสำคัญของไปป์ไลน์กราฟิก จุดเริ่มต้นของไปป์ไลน์มักจะตกอยู่ที่ส่วนแบ่งของโปรเซสเซอร์กลางและจุดสิ้นสุด (แรสเตอร์) นั้นดำเนินการโดยตัวเร่งความเร็วของกราฟิกการ์ด

อาจดูแปลก แต่เครื่องมือหลักของความก้าวหน้าในเทคโนโลยี 3 มิติคือเกม - เป็นเกมเมอร์คอมพิวเตอร์ที่เป็นผู้บริโภคหลัก (มากที่สุด) ของเครื่องเร่งความเร็ว 3 มิติ แอปพลิเคชั่นกราฟิกเคลื่อนไหว 3 มิติที่ "จริงจัง" มากขึ้น - โปรแกรมจำลองการบินและการขับรถต่างๆ - เป็นเกมโดยพื้นฐานแล้วเช่นกัน สำหรับคนที่จริงจังเท่านั้น แอนิเมชั่นสามมิติที่ใช้ในโทรทัศน์และภาพยนตร์สมัยใหม่ยังไม่ได้นำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจำนวนมาก แต่ในเวิร์กสเตชันที่ทรงพลังกว่า แต่ก็ยังมีการใช้องค์ประกอบเทคโนโลยีเกือบทั้งหมดข้างต้น

เทคโนโลยีการก่อสร้างที่ดำเนินการโดยเครื่องเร่งความเร็ว 3 มิติได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และเป็นไปไม่ได้เลยที่จะอธิบายถึงเทคนิคทั้งหมดที่ใช้ นวัตกรรมทั้งหมดมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ภาพเสมือนจริงของฉากในเกมที่อัตราเฟรมสูง (สูงสุด 100 fps) บนหน้าจอที่มีความละเอียดสูง (สูงสุด 2048 x 1536) และในโหมดสีสมบูรณ์ (True Color, 32 บิตต่อพิกเซล) แน่นอนว่าเป้าหมายเหล่านี้ไม่ได้มาจากการเร่งการคำนวณสำหรับแต่ละองค์ประกอบของโมเดล แต่ด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น พื้นผิว

การแนะนำ

ความเกี่ยวข้องหัวข้อของคอมพิวเตอร์กราฟิกและสเปเชียลเอฟเฟ็กต์ยังไม่ได้รับการเปิดเผยอย่างสมบูรณ์ และนั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นที่นิยมและน่าตื่นเต้น ภาพยนตร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้เอฟเฟกต์พิเศษมากมาย พวกเขาเป็นผู้ให้ความสวยงามและความเป็นจริงแก่วิดีโอ การใช้คอมพิวเตอร์ในชีวิตสมัยใหม่เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ อุตสาหกรรมจำนวนมากใช้คอมพิวเตอร์เพื่อเพิ่มความเร็วในการแก้ปัญหา จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ทั้งหมดเป็นเพียงอุปกรณ์ช่วยสำหรับมนุษย์เท่านั้น คอมพิวเตอร์ทำการคำนวณต่าง ๆ และงานหลักยังคงอยู่กับบุคคลนั้น มนุษยชาติต้องเผชิญกับงานก่อสร้างขนาดใหญ่ โครงการสำหรับอนาคต การทดสอบที่คอมพิวเตอร์ไม่สามารถแก้ไขได้ ด้วยการกำเนิดของสถานีกราฟิกที่ทรงพลัง เช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์ที่สามารถแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ได้ไม่เพียง แต่ยังสามารถแสดงภาพกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนที่สุดบนหน้าจอ ยุคใหม่เริ่มต้นขึ้นในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์

เป้า -เพื่อศึกษาแนวคิดของคอมพิวเตอร์กราฟิกและเทคนิคพิเศษ พิจารณาประเภท การใช้งาน

วัตถุคือประวัติศาสตร์ของการสร้างเอฟเฟกต์พิเศษและการใช้งานอย่างแพร่หลายในโลกสมัยใหม่โดยการสร้างเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ล่าสุด

หัวเรื่อง - คอมพิวเตอร์กราฟิกและหนึ่งในประเภท - เอฟเฟกต์พิเศษ

1. วิเคราะห์วรรณคดีเกี่ยวกับเทคนิคพิเศษและคอมพิวเตอร์กราฟิก

2. สำรวจคอมพิวเตอร์กราฟิกตลอดการพัฒนา

3. พิจารณาการพัฒนาเอฟเฟกต์พิเศษตั้งแต่เริ่มก่อตั้งจนถึงปัจจุบัน

4. แสดงการฝึกใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกและเทคนิคพิเศษ

สมมติฐาน:การสร้างเอฟเฟกต์พิเศษและการพัฒนากราฟิกคอมพิวเตอร์มีขีดจำกัดหรือไม่?

คอมพิวเตอร์กราฟิกคืออะไรและประเภทของมันคืออะไร

แนวคิดและประเภทของคอมพิวเตอร์กราฟิก

คอมพิวเตอร์กราฟิก- นี่คือสาขาวิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาในการรับภาพต่าง ๆ (ภาพวาด, ภาพวาด, ภาพเคลื่อนไหว) บนคอมพิวเตอร์

การทำงานกับคอมพิวเตอร์กราฟิกเป็นหนึ่งในวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และงานนี้ไม่เพียงแต่ศิลปินและนักออกแบบมืออาชีพเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในงานนี้ ในองค์กรใด ๆ ในบางครั้ง มีความจำเป็นต้องส่งโฆษณาไปยังหนังสือพิมพ์และนิตยสาร เพื่อออกแผ่นพับโฆษณาหรือหนังสือเล่มเล็ก บางครั้งองค์กรก็สั่งงานดังกล่าวจากสำนักออกแบบพิเศษหรือเอเจนซี่โฆษณา แต่บ่อยครั้งที่พวกเขาจัดการด้วยตัวเองและด้วยซอฟต์แวร์ที่มีอยู่

ไม่มีโปรแกรมที่ทันสมัยเพียงโปรแกรมเดียวที่สามารถทำได้หากไม่มีคอมพิวเตอร์กราฟิก การทำงานบนกราฟิกใช้เวลาถึง 90% ของเวลาทำงานของทีมที่ผลิตโปรแกรมสำหรับการใช้งานจำนวนมาก

ภายใต้ ประเภทของคอมพิวเตอร์กราฟิกหมายถึง วิธีการเก็บภาพไว้บนระนาบของจอภาพ

คอมพิวเตอร์กราฟิกแบ่งออกเป็นหลายประเภทขึ้นอยู่กับวิธีการสร้างภาพ:

กราฟิกแรสเตอร์

ภาพบิตแมปคือตารางพิกเซลหรือจุดสี (โดยปกติจะเป็นสี่เหลี่ยม) บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ กระดาษ และอุปกรณ์แสดงผลและวัสดุอื่นๆ (แรสเตอร์) ลักษณะสำคัญของภาพคือ:

จำนวนพิกเซลคือขนาด จำนวนพิกเซลที่มีความกว้างและความสูงอาจระบุแยกจากกัน หรือ (ไม่ค่อย) จำนวนพิกเซลทั้งหมด (มักวัดเป็นเมกะพิกเซล) จำนวนสีที่ใช้หรือความลึกของสี

พื้นที่สี (แบบจำลองสี) ตัวอย่างเช่น - RBG;

ความละเอียดเป็นค่าอ้างอิงที่ระบุขนาดพิกเซลที่แนะนำของรูปภาพ

องค์ประกอบที่เล็กที่สุดคือจุด

กราฟิกแบบเวกเตอร์

กราฟิกแบบเวกเตอร์เป็นวิธีการแสดงวัตถุและรูปภาพในคอมพิวเตอร์กราฟิก โดยอิงจากการใช้รูปทรงพื้นฐานทางเรขาคณิต เช่น จุด เส้น รูปหลายเหลี่ยม เป็นต้น คำนี้ใช้ตรงกันข้ามกับกราฟิกแรสเตอร์

เส้น.

ข้อดีของวิธีเวกเตอร์ในการอธิบายกราฟิกเหนือกราฟิกแรสเตอร์:

ขนาดของส่วนที่อธิบายไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดจริงของวัตถุ ซึ่งอนุญาตให้ใช้จำนวนข้อมูลขั้นต่ำเพื่ออธิบายวัตถุขนาดใหญ่ตามอำเภอใจด้วยไฟล์ที่มีขนาดต่ำสุด

เนื่องจากข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุถูกจัดเก็บในรูปแบบคำอธิบาย คุณจึงสามารถเพิ่มกราฟิกดั้งเดิมได้ไม่จำกัด ตัวอย่างเช่น ส่วนโค้งของวงกลม และจะยังคงราบรื่น

พารามิเตอร์ของวัตถุจะถูกเก็บไว้และสามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่าย

นอกจากนี้ยังหมายความว่าการย้าย การปรับขนาด การหมุน การเติม ฯลฯ จะไม่ทำให้คุณภาพของภาพวาดลดลง

เมื่อขยายหรือย่อวัตถุ ความหนาของเส้นสามารถตั้งค่าเป็นค่าคงที่ได้ โดยไม่คำนึงถึงโครงร่างจริง

ข้อเสียของกราฟิกแบบเวกเตอร์

ไม่ใช่ทุกวัตถุที่สามารถวาดในรูปแบบเวกเตอร์ได้อย่างง่ายดาย - คล้ายกับภาพต้นฉบับ อาจต้องใช้วัตถุจำนวนมากและความซับซ้อนของวัตถุ ซึ่งส่งผลเสียต่อจำนวนหน่วยความจำที่ใช้โดยรูปภาพและเวลาที่ใช้ในการแสดง

การแปลงกราฟิกแบบเวกเตอร์เป็นแรสเตอร์นั้นค่อนข้างง่าย แต่ตามกฎแล้วไม่มีทางย้อนกลับได้ - การติดตามแบบแรสเตอร์แม้ว่าจะต้องใช้พลังและเวลาในการคำนวณอย่างมาก แต่ก็ไม่ได้ให้การวาดภาพเวกเตอร์คุณภาพสูงเสมอไป

ข้อได้เปรียบของภาพเวกเตอร์ - ความสามารถในการปรับขนาด - หายไปเมื่อเราเริ่มจัดการกับความละเอียดกราฟิกที่เล็กเป็นพิเศษ เพื่อหลีกเลี่ยง "สิ่งสกปรก" รูปภาพสำหรับความละเอียดดังกล่าวจะต้องปรับด้วยตนเอง

กราฟิก 3 มิติ

กราฟิก 3 มิติ-- ส่วนของคอมพิวเตอร์กราฟิก ชุดของเทคนิคและเครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อพรรณนาวัตถุสามมิติ มักใช้เพื่อสร้างภาพบนระนาบหน้าจอหรือแผ่นพิมพ์ในการสร้างภาพสถาปัตยกรรม โรงภาพยนตร์ โทรทัศน์ เกมคอมพิวเตอร์ สื่อสิ่งพิมพ์ ตลอดจนวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม

ภาพสามมิติบนระนาบแตกต่างจากภาพสองมิติตรงที่เกี่ยวข้องกับการสร้างการฉายภาพทางเรขาคณิตของแบบจำลองฉากสามมิติบนระนาบ (เช่น หน้าจอคอมพิวเตอร์) โดยใช้โปรแกรมพิเศษ ในกรณีนี้ แบบจำลองสามารถสอดคล้องกับวัตถุจากโลกแห่งความเป็นจริง (รถยนต์ อาคาร พายุเฮอริเคน ดาวเคราะห์น้อย) หรือเป็นนามธรรมทั้งหมด (การฉายภาพเศษส่วนสี่มิติ)

องค์ประกอบที่เล็กที่สุดคือ เครื่องบิน.

กราฟิกเศษส่วน

จากคำว่า แฟร็กทัล เป็นรูปทรงเรขาคณิตที่คล้ายตนเองอย่างไม่มีสิ้นสุด ซึ่งแต่ละส่วนจะถูกทำซ้ำเมื่อลดขนาดลง ควรสังเกตว่าคำว่า "เศษส่วน" ไม่ใช่คำศัพท์ทางคณิตศาสตร์และไม่มีคำจำกัดความทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวดซึ่งเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป สามารถใช้เมื่อตัวเลขดังกล่าวมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

การเพิ่มขนาดไม่ได้ทำให้โครงสร้างง่ายขึ้น เราจะเห็นภาพที่ซับซ้อนเท่าๆ กันในทุกระดับ

มีความคล้ายคลึงตนเองหรือคล้ายตนเองโดยประมาณ

มีมิติเศษส่วน

องค์ประกอบที่เล็กที่สุดคือ สามเหลี่ยม.

วัตถุหลายอย่างในธรรมชาติมีคุณสมบัติเป็นเศษส่วน เช่น ชายฝั่ง เมฆ มงกุฎต้นไม้ เกล็ดหิมะ ระบบไหลเวียนโลหิตของมนุษย์หรือสัตว์

แฟร็กทัล โดยเฉพาะบนเครื่องบิน ได้รับความนิยมจากการผสมผสานระหว่างความสวยงามและความสะดวกในการก่อสร้างด้วยคอมพิวเตอร์

ตัวอย่างแรกของกราฟิกเศษส่วนที่มีคุณสมบัติผิดปกติปรากฏในศตวรรษที่ 19 คำว่า "แฟร็กทัล" ถูกนำมาใช้โดยเบอนัวต์ แมนเดลบรอตในปี พ.ศ. 2518 และได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางด้วยการเปิดตัวหนังสือ "The Fractal Geometry of Nature" ในปี พ.ศ. 2520

กราฟิกสัญลักษณ์ล้าสมัยและแทบจะไม่ได้ใช้ในปัจจุบัน

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา กราฟิกการ์ด ซึ่งเรียกกันภายหลังว่า ตัวเร่งความเร็ว 3 มิติ,
พัฒนามาไกลมาก จากตัวเร่งความเร็ว SVGA ตัวแรก ไม่มีอะไรเกี่ยวกับ 3D เลย
ที่ไม่รู้จักและจนถึง "สัตว์ประหลาด" ในเกมที่ทันสมัยที่สุด
ฟังก์ชั่นทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมและสร้างภาพสามมิติ
ซึ่งผู้ผลิตเรียกว่า "ภาพยนตร์" โดยธรรมชาติด้วย
ด้วยการ์ดวิดีโอรุ่นใหม่แต่ละรุ่น ผู้สร้างไม่ได้เพิ่มเพิ่มเติมเท่านั้น
เมกะเฮิรตซ์และเมกะไบต์ของหน่วยความจำวิดีโอ แต่ยังมีฟังก์ชันและเอฟเฟกต์ต่างๆ มากมาย
มาดูกัน อะไรและที่สำคัญที่สุดคือ เพื่ออะไรคันเร่งได้เรียนรู้
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาและสิ่งที่เรามอบให้แก่ผู้ชื่นชอบเกมสามมิติ

แต่ก่อนอื่น การค้นหาว่าโปรแกรม (หรือเกม) ดำเนินการในลักษณะใดจะเป็นประโยชน์
เพื่อปิดท้ายด้วยภาพสามมิติบนหน้าจอมอนิเตอร์ ชุด
การกระทำดังกล่าวเรียกว่า ไปป์ไลน์ 3 มิติ- แต่ละขั้นตอนในท่อ
ใช้งานได้กับผลลัพธ์ของผลลัพธ์ก่อนหน้า (ต่อไปนี้คือคำที่เป็นตัวเอียง
ซึ่งจะกล่าวถึงรายละเอียดเพิ่มเติมใน "อภิธานศัพท์ 3 มิติ" ในตอนท้าย
บทความ).

ในขั้นแรก ขั้นเตรียมการ โปรแกรมจะกำหนดว่าวัตถุใด (โมเดล 3 มิติ ส่วนต่าง ๆ ของโลกสามมิติ สไปรต์ ฯลฯ) มีพื้นผิวและเอฟเฟ็กต์แบบใด ในสถานที่ใด และระยะใดของแอนิเมชันที่ควรแสดง หน้าจอ. ตำแหน่งและการวางแนวของกล้องเสมือนจริงที่ผู้ดูใช้มองโลกก็จะถูกเลือกเช่นกัน แหล่งข้อมูลทั้งหมดนี้จะเรียกว่าการประมวลผลเพิ่มเติม ฉากสามมิติ.

ต่อไปก็ถึงคราวของไปป์ไลน์ 3 มิติที่เกิดขึ้นจริง ขั้นตอนแรกในนั้นก็คือ เทสเซลเลชั่น- กระบวนการแบ่งพื้นผิวที่ซับซ้อนเป็นรูปสามเหลี่ยม ขั้นตอนบังคับถัดไป - กระบวนการที่เชื่อมต่อกัน ประสานการแปลง คะแนนหรือ ยอดเขาซึ่งประกอบขึ้นจากวัตถุเหล่านั้น แสงสว่าง, และ การตัดส่วนที่มองไม่เห็นของฉาก

พิจารณา ประสานการแปลง. เรามีโลกสามมิติซึ่งมีวัตถุสามมิติต่างๆ อยู่ ดังนั้นเราต้องได้ภาพแบนสองมิติของโลกนี้บนจอมอนิเตอร์ ดังนั้นวัตถุทั้งหมดต้องผ่านหลายขั้นตอนของการเปลี่ยนแปลงเป็นระบบพิกัดที่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า ช่องว่าง (ช่องว่าง). ที่จุดเริ่มต้น ท้องถิ่น,หรือ แบบอย่าง,พิกัดของแต่ละวัตถุจะถูกแปลงเป็น ทั่วโลก, หรือ โลก,พิกัด. นั่นคือ การใช้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่ง การวางแนว มาตราส่วน และเฟรมแอนิเมชันปัจจุบันของแต่ละวัตถุ โปรแกรมได้รับชุดของสามเหลี่ยมในระบบพิกัดเดียวแล้ว แล้วมาแปลงร่างเป็น ระบบพิกัดกล้อง (พื้นที่กล้อง) ซึ่งเรามองไปที่โลกจำลอง หลังจากนั้นการนับถอยหลังจะเริ่มจากโฟกัสของกล้องนี้ อันที่จริง ราวกับว่า "จากสายตา" ของผู้สังเกต ตอนนี้เป็นการง่ายที่สุดที่จะแยกสิ่งที่มองไม่เห็นออกอย่างสมบูรณ์ ( การปฏิเสธหรือ คัด) และ "ครอบตัด" มองเห็นได้บางส่วน ( การตัด,หรือ การตัด) สำหรับชิ้นส่วนของผู้สังเกตการณ์ในที่เกิดเหตุ

ผลิตควบคู่กันไป แสงสว่าง (แสงสว่าง). จากข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่ง สี ประเภท และความเข้มของแหล่งกำเนิดแสงทั้งหมดที่อยู่ในฉาก จะมีการคำนวณระดับความสว่างและสีของจุดยอดแต่ละจุดของรูปสามเหลี่ยม ข้อมูลนี้จะใช้ในภายหลังสำหรับ การแรสเตอร์. ในตอนท้ายสุด หลังจากแก้ไขเปอร์สเป็คทีฟแล้ว พิกัดจะถูกเปลี่ยนอีกครั้ง ตอนนี้เป็น พื้นที่หน้าจอ (พื้นที่หน้าจอ).

สิ่งนี้จะสิ้นสุดการประมวลผลเวกเตอร์ 3 มิติของภาพและเริ่มการประมวลผลเวกเตอร์ 2 มิติ นั่นคือ พื้นผิวและ การแรสเตอร์. ตอนนี้ฉากเป็นรูปสามเหลี่ยมจำลอง 3 มิติที่วางอยู่ในระนาบหน้าจอ แต่มีข้อมูลเชิงลึกที่สัมพันธ์กับระนาบหน้าจอของจุดยอดแต่ละจุด แรสเตอร์ไรเซอร์จะคำนวณสีของพิกเซลทั้งหมดที่ประกอบเป็นสามเหลี่ยมและใส่ลงไป บัฟเฟอร์เฟรม. ในการทำเช่นนี้ พื้นผิวจะถูกนำไปใช้กับรูปสามเหลี่ยม ซึ่งมักจะอยู่ในหลายเลเยอร์ (พื้นผิวหลัก พื้นผิวการจัดแสง พื้นผิวที่มีรายละเอียด ฯลฯ) และด้วยโหมดต่างๆ การมอดูเลต. นอกจากนี้ยังมีการคำนวณขั้นสุดท้าย แสงสว่างใช้ใด ๆ รูปแบบการแรเงาตอนนี้สำหรับแต่ละพิกเซลของภาพ ในขั้นตอนเดียวกันจะดำเนินการลบส่วนที่มองไม่เห็นในฉากสุดท้าย ท้ายที่สุดแล้ว รูปสามเหลี่ยมสามารถอยู่ในระยะห่างที่ต่างกันจากผู้สังเกต ซ้อนทับกันทั้งหมดหรือบางส่วน หรือแม้แต่ตัดกัน ตอนนี้อัลกอริทึมใช้กันอย่างแพร่หลายโดยใช้ Z-บัฟเฟอร์. พิกเซลที่เป็นผลลัพธ์จะถูกป้อนลงใน Z-buffer และทันทีที่ภาพทั้งหมดพร้อม ก็สามารถแสดงบนหน้าจอและเริ่มสร้างภาพถัดไปได้

ตอนนี้เราเข้าใจโครงสร้างทั่วไปของไปป์ไลน์ 3 มิติแล้ว เรามาลองดูกัน
เกี่ยวกับความแตกต่างทางสถาปัตยกรรมระหว่าง 3D Accelerator รุ่นต่างๆ แต่ละขั้นตอนของไปป์ไลน์ 3 มิติ
ใช้ทรัพยากรมาก ต้องใช้การดำเนินการนับล้านพันล้านเพื่อให้ได้มา
กรอบรูปภาพ และขั้นตอนสองมิติของการทำพื้นผิวและการแรสเตอร์มีมากมาย
"โลภมาก" มากกว่าการประมวลผลทางเรขาคณิตในช่วงต้น เวกเตอร์ ระยะ
สายพานลำเลียง ดังนั้นให้ถ่ายโอนขั้นตอนต่างๆ ไปยัง "ฮาร์ดแวร์วิดีโอ" ให้ได้มากที่สุด
ส่งผลดีต่อความเร็วในการประมวลผลกราฟิก 3D และช่วยลดภาระของ CPU ลงอย่างมาก
เครื่องเร่งความเร็วรุ่นแรกดำเนินการในขั้นตอนสุดท้ายเท่านั้น - พื้นผิว
และแรสเตอร์โปรแกรมต้องคำนวณขั้นตอนก่อนหน้าทั้งหมดเองโดยใช้
ซีพียู การเรนเดอร์ทำได้เร็วกว่าการเร่งความเร็ว 3D โดยสิ้นเชิง
ท้ายที่สุดแล้ว กราฟิกการ์ดก็เป็นส่วนที่ยากที่สุดของงานอยู่แล้ว อย่างไรก็ตาม ด้วยการเพิ่มขึ้น
ความซับซ้อนของฉากในการแปลงซอฟต์แวร์เกม 3 มิติและการจัดแสงแคบลง
คอป้องกันการเพิ่มความเร็ว ดังนั้นในการเร่งความเร็ว 3D การเริ่มต้น
ตั้งแต่ NVidia GeForce และ ATI Radeon รุ่นแรก ได้มีการเพิ่มบล็อกที่เรียกว่า ต&L-บล็อก.
เป็นชื่อแนะนำมีหน้าที่รับผิดชอบ การเปลี่ยนแปลงและ แสงสว่าง,
เช่น ตอนนี้สำหรับขั้นตอนเริ่มต้นของไปป์ไลน์ 3 มิติ เรียกถูกยิ่งกว่า
ทีซีแอลบล็อค (การเปลี่ยนแปลง—การตัด—แสงสว่าง), เพราะว่า
การตัดก็เป็นงานของเขาเช่นกัน ดังนั้น เกมที่ใช้ฮาร์ดแวร์ T&L
เกือบจะทำให้โปรเซสเซอร์กลางทำงานบนกราฟิกได้อย่างสมบูรณ์
ซึ่งหมายความว่าเป็นไปได้ที่จะ "โหลด" ด้วยการคำนวณอื่น ๆ
ไม่ว่าจะเป็นฟิสิกส์หรือปัญญาประดิษฐ์

ดูเหมือนว่าทุกอย่างเรียบร้อยดีและคุณต้องการอะไรอีก แต่อย่าลืมว่าการถ่ายโอนฟังก์ชั่น "ในฮาร์ดแวร์" หมายถึงการปฏิเสธความยืดหยุ่นที่มีอยู่ในโซลูชันซอฟต์แวร์ และด้วยการกำเนิดของ T&L ของฮาร์ดแวร์ โปรแกรมเมอร์และนักออกแบบที่ต้องการใช้เอฟเฟกต์ที่ผิดปกติบางอย่างจึงเหลือเพียงสามตัวเลือก: พวกเขาสามารถละทิ้ง T&L โดยสิ้นเชิงและกลับไปใช้อัลกอริทึมซอฟต์แวร์ที่ช้าแต่ยืดหยุ่น หรือพยายามแทรกแซงกระบวนการนี้โดย ทำการประมวลผลภาพภายหลัง (ซึ่งไม่สามารถทำได้เสมอไปและช้ามากอย่างแน่นอน) ... หรือรอการใช้งานฟังก์ชั่นที่ต้องการในการ์ดแสดงผลรุ่นต่อไป ผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ก็ไม่ชอบสถานการณ์นี้เช่นกัน ส่วนขยาย T&L เพิ่มเติมแต่ละรายการนำไปสู่ความยุ่งยากของชิปกราฟิกและไดรเวอร์การ์ดแสดงผล "บวม"

อย่างที่เราเห็นไม่มีวิธีที่ยืดหยุ่นเพียงพอในการควบคุมการ์ดแสดงผลในระดับ "ไมโคร" และโอกาสดังกล่าวได้รับแจ้งจากแพ็คเกจระดับมืออาชีพสำหรับการสร้างกราฟิก 3 มิติ ก็เรียกว่า เชดเดอร์ (เชดเดอร์). โดยพื้นฐานแล้ว Shader เป็นโปรแกรมขนาดเล็กที่ประกอบด้วยชุดของการดำเนินการพื้นฐานที่มักใช้ในกราฟิก 3 มิติ โปรแกรมที่บรรจุลงในตัวเร่งความเร็วและควบคุมการทำงานของ GPU โดยตรง หากก่อนหน้านี้โปรแกรมเมอร์ถูกจำกัดให้อยู่ในชุดของวิธีการประมวลผลและเอฟเฟ็กต์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ตอนนี้เขาสามารถเขียนโปรแกรมใดๆ ก็ได้จากคำสั่งง่ายๆ ที่ให้คุณใช้เอฟเฟ็กต์ต่างๆ ได้

ตามหน้าที่ของพวกเขา Shaders แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: การประชุมสุดยอด(สุดยอดเฉดสี)
และ พิกเซล(พิกเซลเชดเดอร์). อดีตแทนที่การทำงานทั้งหมด
T&L-block ของการ์ดแสดงผล และตามชื่อที่สื่อถึง ทำงานกับจุดยอดของสามเหลี่ยม
ในเครื่องเร่งความเร็วรุ่นล่าสุดบล็อกนี้จะถูกลบจริง - มันเลียนแบบ
ไดรเวอร์วิดีโอพร้อมจุดสุดยอด Shaders พิกเซลเชดเดอร์ให้
ตัวเลือกที่ยืดหยุ่นสำหรับการตั้งโปรแกรมหน่วยมัลติเท็กซ์เจอร์และการทำงาน
ด้วยพิกเซลหน้าจอแต่ละภาพแล้ว

Shaders ยังโดดเด่นด้วยหมายเลขเวอร์ชัน - แต่ละอันที่ตามมาจะเพิ่มคุณสมบัติใหม่ให้กับอันก่อนหน้ามากขึ้นเรื่อย ๆ ข้อกำหนดล่าสุดสำหรับพิกเซลและจุดสุดยอดเฉดเดอร์ในวันนี้คือเวอร์ชัน 2.0 ซึ่งรองรับโดย DirectX 9 และทั้งผู้ผลิตตัวเร่งความเร็วและผู้พัฒนาเกมใหม่จะได้รับคำแนะนำจากมัน ผู้ใช้ที่ต้องการซื้อการ์ดวิดีโอสำหรับเล่นเกมสมัยใหม่ควรให้ความสนใจกับการสนับสนุนฮาร์ดแวร์ด้วย อย่างไรก็ตาม การขยายตัวของเกมที่สร้างจากเทคโนโลยี Shader เพิ่งเริ่มต้น ดังนั้นทั้ง Vertex Shader รุ่นเก่า (1.1) และ Pixel Shader (1.3 และ 1.4) จะถูกใช้ไปอีกอย่างน้อยหนึ่งปี อย่างน้อยก็เพื่อสร้างเอฟเฟกต์ที่ค่อนข้างง่าย - จนกว่าจะถึง DirectX 9 - ตัวเร่งความเร็วที่เข้ากันได้จะไม่ได้รับการแจกจ่ายเพิ่มเติม

เฉดสีแรกประกอบด้วยคำสั่งเพียงไม่กี่คำสั่ง และเขียนด้วยภาษาแอสเซมบลีระดับต่ำได้ไม่ยาก แต่ด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของเอฟเฟ็กต์เชดเดอร์ บางครั้งมีจำนวนคำสั่งเป็นสิบและหลายร้อยคำสั่ง จึงมีความต้องการภาษาระดับสูงที่สะดวกขึ้นสำหรับการเขียนเชดเดอร์ สองคนปรากฏขึ้นพร้อมกัน: NVidia Cg (C สำหรับกราฟิก) และ Microsoft HLSL (ภาษาแรเงาระดับสูง) - อันหลังเป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐาน DirectX 9 ข้อดีและข้อเสียของภาษาเหล่านี้และความแตกต่างอื่น ๆ จะ เป็นที่สนใจของโปรแกรมเมอร์เท่านั้น ดังนั้นเราจะไม่พูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมที่เราจะกลายเป็น

ทีนี้มาดูสิ่งที่จำเป็นเพื่อให้ได้คุณสมบัติเหล่านั้นทั้งหมด
ซึ่งให้เทคโนโลยีที่เป็นประโยชน์เช่นเฉดสีรุ่นล่าสุด และคุณต้องการ
กำลังติดตาม:

• DirectX เวอร์ชันล่าสุด ปัจจุบันคือ DirectX 9.0b;
• กราฟิกการ์ดที่รองรับ DirectX 9;
• ไดรเวอร์การ์ดแสดงผลล่าสุด (รุ่นเก่าอาจไม่มีคุณสมบัติบางอย่าง)
• เกมที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทั้งหมดนี้

ที่นี่ฉันต้องการปัดเป่าความเข้าใจผิดที่อาจเกิดขึ้น บางคนตีความคำว่า "การ์ดวิดีโอที่เข้ากันได้กับ DirectX 9" ที่ได้รับความนิยมในขณะนี้ดังนี้: "การ์ดแสดงผลดังกล่าวจะทำงานและเปิดเผยความสามารถทั้งหมดภายใต้ DirectX 9 API เท่านั้น" หรือ "ควรติดตั้ง DirectX 9 บนคอมพิวเตอร์ที่มีดังกล่าวเท่านั้น การ์ดจอ" สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด คำจำกัดความดังกล่าวค่อนข้างหมายถึง: "การ์ดแสดงผลนี้มีความสามารถที่จำเป็นสำหรับข้อกำหนด DirectX 9"

อภิธานศัพท์ของกราฟิก 3 มิติ

การจำลองขนด้วยเฉดสี

ชุดของไลบรารี อินเทอร์เฟซ และแบบแผนสำหรับการทำงานกับกราฟิก 3 มิติ ตอนนี้มันกว้าง
มีการใช้ 3D API สองตัว: OpenGL แบบเปิดและแบบข้ามแพลตฟอร์ม (Open Graphics
Library) และ Microsoft Direct3D (หรือที่เรียกว่า DirectX Graphics) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของยูนิเวอร์แซล
DirectX มัลติมีเดีย API

ตัวเร่งความเร็ว 3 มิติหรือตัวเร่งความเร็ว 3 มิติ (ตัวเร่งความเร็ว 3 มิติ)

การ์ดแสดงผลที่สามารถเข้าควบคุมการประมวลผลกราฟิกสามมิติ ทำให้โปรเซสเซอร์กลางว่างจากงานประจำนี้

ไปป์ไลน์ 3D หรือเรนเดอร์ไปป์ไลน์ (ไปป์ไลน์ 3D หรือเรนเดอร์ไปป์ไลน์)

กระบวนการหลายขั้นตอนในการแปลงข้อมูลโปรแกรมภายในเป็นภาพบนหน้าจอ มักจะรวมถึงการแปลงร่างและการจัดแสง พื้นผิว และการแรสเตอร์เป็นอย่างน้อย

ฉากสามมิติ

ส่วนหนึ่งของโลก 3 มิติเสมือนจริงที่จะแสดงผลตามเวลาที่กำหนด

ความชัดลึก (ระยะชัดลึก)

"เอฟเฟ็กต์ภาพยนตร์" ที่เลียนแบบระยะชัดลึก (ทางยาวโฟกัส) ของกล้องถ่ายภาพยนตร์จริง โดยวัตถุที่อยู่ในโฟกัสจะดูคมชัดและวัตถุอื่นๆ จะเบลอ

การทำแผนที่ดิสเพลสเมนต์ (การทำพื้นผิวด้วยแผนที่การเคลื่อนที่)

วิธีการสร้างแบบจำลองรายละเอียดนูนต่ำ เมื่อใช้พิเศษ
พื้นผิว - แผนที่การเคลื่อนที่ - กำหนดส่วนต่าง ๆ ของพื้นผิว
จะนูนหรือหดเมื่อเทียบกับสามเหลี่ยมฐานซึ่ง
เอฟเฟ็กต์นี้จะถูกนำไปใช้ วิธีนี้ต่างจาก Bump Texture ตรงที่
"ซื่อสัตย์" และเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของวัตถุจริงๆ ลาก่อน
มีเพียงตัวเร่งความเร็ว 3D ล่าสุดบางตัวเท่านั้นที่รองรับ displacement map โดยตรง

การทำแผนที่ mip

วิธีเสริมในการปรับปรุงคุณภาพและเพิ่มความเร็วของการสร้างพื้นผิวซึ่งประกอบด้วยการสร้างพื้นผิวหลายรูปแบบด้วยความละเอียดที่ลดลง (เช่น 128128, 6464, 3232 เป็นต้น) เรียกว่าระดับ MIP เมื่อวัตถุถูกลบออก จะมีการเลือกตัวเลือกพื้นผิวที่ "เล็กลง" มากขึ้นเรื่อยๆ

ภาพเบลอจากการเคลื่อนไหว (หรือที่เรียกว่าการลบรอยหยักชั่วคราว)

เทคนิคที่ค่อนข้างใหม่สำหรับการเรนเดอร์การเคลื่อนไหวที่สมจริงยิ่งขึ้นโดยการ "เบลอ" ภาพของวัตถุในทิศทางของการเคลื่อนไหว ผู้ชมคุ้นเคยกับเอฟเฟ็กต์นี้ ซึ่งเป็นเรื่องปกติของโรงภาพยนตร์ ดังนั้นหากไม่มีเอฟเฟ็กต์นี้ ภาพจะดูไม่มีชีวิตแม้จะใช้ FPS สูงก็ตาม ภาพเบลอจากการเคลื่อนไหวถูกนำมาใช้ผ่านการวาดภาพวัตถุหลายๆ ชิ้นลงในเฟรมในระยะต่างๆ ของการเคลื่อนไหว หรือโดยการ "ทา" ภาพในระดับพิกเซลอยู่แล้ว

Z-บัฟเฟอร์ (Z-บัฟเฟอร์)

Z-buffering เป็นหนึ่งในวิธีการลบพื้นที่ที่มองไม่เห็นของภาพ ที่
หน่วยความจำวิดีโอจะจัดเก็บระยะทางสำหรับแต่ละพิกเซลบนหน้าจอ
จากจุดนี้ไปยังผู้สังเกตการณ์ ระยะทางนั้นเรียกว่าความลึกของฉากและสิ่งนี้
พื้นที่หน่วยความจำ - บัฟเฟอร์ Z เมื่อแสดงพิกเซลถัดไปบนหน้าจอ ความลึกของมัน
จะถูกเปรียบเทียบกับความลึกของพิกเซลก่อนหน้าที่เก็บไว้ใน Z-buffer ด้วยเช่นเดียวกัน
พิกัดและหากมากกว่านั้นพิกเซลปัจจุบันจะไม่ถูกวาด - จะมองไม่เห็น
ถ้าน้อยกว่านั้นสีจะถูกป้อนลงในเฟรมบัฟเฟอร์ (เฟรมบัฟเฟอร์) และความลึกใหม่
- ถึง Z-บัฟเฟอร์ ดังนั้นจึงรับประกันการซ้อนทับของวัตถุที่อยู่ห่างไกลได้มากกว่า
คนใกล้ชิด

ช่องอัลฟ่า (ช่องอัลฟา) และการผสมอัลฟา (การผสมอัลฟา)

พื้นผิวพร้อมกับข้อมูลเกี่ยวกับสีในรูปแบบ RGB สำหรับแต่ละพิกเซล สามารถเก็บระดับความโปร่งใสของมันได้ ซึ่งเรียกว่าช่องอัลฟ่า เมื่อเรนเดอร์ สีของพิกเซลที่วาดก่อนหน้านี้จะ "ตก" ไปตามองศาต่างๆ และกลมกลืนกับสีของพิกเซลที่เรนเดอร์ ซึ่งช่วยให้คุณได้ภาพที่มีความโปร่งใสในระดับต่างๆ สิ่งนี้เรียกว่าการผสมอัลฟ่า เทคนิคนี้ใช้บ่อยมาก: สำหรับการสร้างแบบจำลองน้ำ แก้ว หมอก ควัน ไฟ และวัตถุโปร่งแสงอื่นๆ

การลดรอยหยัก

วิธีการจัดการกับเอฟเฟ็กต์ "ขั้นบันได" และขอบรูปหลายเหลี่ยมที่คมชัดซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากความละเอียดของภาพไม่เพียงพอ ส่วนใหญ่มักจะนำไปใช้โดยการแสดงภาพที่ความละเอียดสูงกว่าที่ตั้งไว้ตามด้วยการแก้ไขไปยังภาพที่ต้องการ ดังนั้น การลดรอยหยักจึงยังคงต้องการจำนวนหน่วยความจำวิดีโอและความเร็วของตัวเร่งความเร็ว 3D อย่างมาก

พื้นผิวรายละเอียด

เทคนิคในการหลีกเลี่ยงการเบลอของพื้นผิวในระยะใกล้จากวัตถุ
และบรรลุผลของพื้นผิวที่ละเอียดโดยไม่ต้องเพิ่มขนาดมากเกินไป
พื้นผิว สำหรับสิ่งนี้จะใช้พื้นผิวหลักของขนาดปกติ
อันที่เล็กกว่าจะถูกซ้อนทับ - ด้วยรูปแบบเสียงปกติ

บัฟเฟอร์เฟรม

ส่วนของหน่วยความจำวิดีโอที่ทำงานเพื่อสร้างภาพ โดยทั่วไปแล้ว จะใช้บัฟเฟอร์เฟรมสองอัน (ซึ่งไม่ค่อยจะมีสามอัน): หนึ่งอัน (ด้านหน้าหรือบัฟเฟอร์ด้านหน้า) จะแสดงบนหน้าจอ และอันที่สอง (ด้านหลังหรือบัฟเฟอร์ด้านหลัง) จะถูกแสดงผล ทันทีที่เฟรมถัดไปของภาพพร้อม พวกเขาจะสลับบทบาท: บัฟเฟอร์ที่สองจะแสดงบนหน้าจอ และเฟรมแรกจะถูกวาดใหม่

แผนที่แสง (lightmap)

วิธีการจำลองแสงที่เรียบง่ายและยังคงใช้อยู่บ่อยครั้งซึ่งประกอบด้วยการกำหนดอีกวิธีหนึ่งบนพื้นผิวหลัก - แผนที่การฉายรังสีสถานที่แสงและความมืดซึ่งตามลำดับทำให้ภาพของฐานสว่างขึ้นหรือแรเงาตามลำดับ แผนที่ส่องสว่างได้รับการคำนวณล่วงหน้า แม้ในขั้นตอนการสร้างโลก 3 มิติ และจัดเก็บไว้ในดิสก์ วิธีนี้ใช้ได้ดีกับพื้นผิวขนาดใหญ่ที่มีแสงจ้า

การทำแผนที่สิ่งแวดล้อม

การเลียนแบบพื้นผิวสะท้อนแสงโดยใช้พื้นผิวพิเศษ - แผนที่สิ่งแวดล้อมซึ่งเป็นภาพของโลกรอบ ๆ วัตถุ

มัลติเท็กซ์เจอร์

ซ้อนทับหลายพื้นผิวในหนึ่งรอบของคันเร่ง ตัวอย่างเช่น พื้นผิวหลัก
แผนที่การฉายรังสีและแผนที่พื้นผิวโดยละเอียด การ์ดแสดงผลสมัยใหม่สามารถ
ประมวลผลอย่างน้อย 3-4 พื้นผิวในแต่ละครั้ง หากไม่รองรับการทำมัลติเท็กซ์เจอร์
(หรือคุณต้องทาพื้นผิวหลายชั้นมากกว่าที่ตัวเร่งความเร็วจะทำได้
"ในขั้นตอนเดียว") จากนั้นจะใช้หลายรอบซึ่งแน่นอน
ช้าลงมาก

แสงสว่าง

ขั้นตอนการคำนวณสีและระดับความส่องสว่างของพิกเซลของสามเหลี่ยมแต่ละอัน
ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแสงที่อยู่ใกล้เคียงโดยใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง
จากวิธีการแรเงา มักจะใช้วิธีต่อไปนี้:

• การแรเงาแบบแบน รูปสามเหลี่ยมมีการส่องสว่างเท่ากันทั่วทั้งพื้นผิว
• แรเงา Gouraud ข้อมูลระดับแสงและสีที่คำนวณสำหรับจุดยอดของสามเหลี่ยมแต่ละจุดจะถูกสอดแทรกบนพื้นผิวของสามเหลี่ยมทั้งหมด
• พงษ์แรเงา. แสงสว่างจะคำนวณแยกกันสำหรับแต่ละพิกเซล วิธีการที่มีคุณภาพสูงสุด

พิกเซล

จุดเดียวบนหน้าจอ องค์ประกอบภาพที่เล็กที่สุด มีลักษณะเด่นคือความลึกของสีเป็นบิต ซึ่งกำหนดจำนวนสีที่เป็นไปได้สูงสุด และค่าสีจริง

Space (สเปซ) หรือระบบพิกัด

บางส่วนของโลกสามมิติที่นับถอยหลังจากจุดกำเนิดบางส่วน จำเป็นต้องมีระบบพิกัดโลก (โลก) ซึ่งสัมพันธ์กับจุดกำเนิดซึ่งวัดตำแหน่งและการวางแนวของวัตถุอื่น ๆ ทั้งหมดในโลก 3 มิติ ในขณะที่แต่ละระบบมีระบบพิกัดของตัวเอง

พื้นผิวขั้นตอน

พื้นผิวที่สร้างขึ้นทันทีโดยอัลกอริธึมต่างๆ แทนที่จะวาดไว้ล่วงหน้าโดยศิลปิน พื้นผิวตามขั้นตอนสามารถเป็นได้ทั้งแบบคงที่ (ไม้ โลหะ ฯลฯ) หรือแบบเคลื่อนไหว (น้ำ ไฟ เมฆ) ข้อดีของพื้นผิวเชิงขั้นตอนคือไม่มีรูปแบบซ้ำและ VRAM น้อยกว่าสำหรับแอนิเมชัน แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน - จำเป็นต้องมีการคำนวณโดยใช้ CPU หรือ shaders

การทำแผนที่แบบชน

ผลของการทำให้พื้นผิวขรุขระด้วยพื้นผิวเพิ่มเติมที่เรียกว่า Bump Map รูปทรงพื้นผิวไม่เปลี่ยนแปลง เพื่อให้มองเห็นเอฟเฟกต์ได้ชัดเจนเฉพาะเมื่อมีแหล่งกำเนิดแสงไดนามิกเท่านั้น

กำลังแสดงผล

ขั้นตอนการแสดงภาพสามมิติ ประกอบด้วยหลายขั้นตอน รวมเรียกว่าไปป์ไลน์

เท็กเซล (เทกเซล)

พิกเซล แต่ไม่ใช่หน้าจอ แต่เป็นพื้นผิว องค์ประกอบขั้นต่ำ

การทำพื้นผิวหรือการแมปพื้นผิว (การทำพื้นผิวหรือการแมปพื้นผิว)

วิธีทั่วไปที่สุดสำหรับการสร้างแบบจำลองพื้นผิวที่เหมือนจริงคือการสร้างพื้นผิวด้วยรูปภาพ แน่นอนว่าสิ่งนี้คำนึงถึงระยะทาง มุมมอง การวางแนวของสามเหลี่ยม

พื้นผิว

ภาพสองมิติคือบิตแมปที่ "ขยาย" ลงบนวัตถุ 3 มิติ ด้วยความช่วยเหลือของพื้นผิวมีการตั้งค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ของวัสดุที่ประกอบด้วยวัตถุ: รูปแบบ (แอปพลิเคชั่นดั้งเดิมที่สุด), ระดับการส่องสว่างของส่วนต่าง ๆ (แผนที่ความสว่างหรือแผนที่แสง), ความสามารถในการสะท้อนแสง ( แผนที่ specular) และกระจาย (แผนที่กระจาย), กระแทก (แผนที่ชน) ฯลฯ

เทสเซลเลชั่น

กระบวนการแบ่งรูปหลายเหลี่ยมที่ซับซ้อนและพื้นผิวโค้งที่อธิบายโดยฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ให้เป็นรูปสามเหลี่ยมที่ยอมรับได้สำหรับเครื่องเร่งความเร็ว 3 มิติ ขั้นตอนนี้มักเป็นทางเลือก ตัวอย่างเช่น โมเดล 3 มิติในเกมส่วนใหญ่มักประกอบด้วยสามเหลี่ยมอยู่แล้ว แต่ที่นี่ ตัวอย่างเช่น ผนังโค้งมนใน Quake III: Arena เป็นตัวอย่างของวัตถุที่จำเป็นต้องมีเทสเซลเลชัน

จุดหรือจุดยอด (จุดยอด)

จุดในอวกาศที่กำหนดโดยสามพิกัด (x, y, z) ไม่ค่อยมีการใช้จุดแต่ละจุด แต่เป็นพื้นฐานสำหรับวัตถุที่ซับซ้อนมากขึ้น: เส้น, สามเหลี่ยม, สไปรต์จุด นอกจากพิกัดแล้ว ข้อมูลอื่นๆ ยังสามารถ "แนบ" กับจุดได้ เช่น พิกัดพื้นผิว คุณสมบัติแสงและหมอก เป็นต้น

การเปลี่ยนแปลง

คำทั่วไปสำหรับกระบวนการแปลงวัตถุ 3 มิติเป็นภาพ 2 มิติบนหน้าจอหลายขั้นตอน เป็นการแปลชุดของจุดยอดจากระบบพิกัดหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่ง

สามเหลี่ยม

กราฟิก 3 มิติเกือบทั้งหมดประกอบด้วยรูปสามเหลี่ยมเป็นรูปแบบดั้งเดิมที่ง่ายและสะดวกที่สุดสำหรับการประมวลผล - จุดสามจุดจะกำหนดระนาบในอวกาศโดยเฉพาะเสมอ ซึ่งไม่สามารถพูดถึงรูปหลายเหลี่ยมที่ซับซ้อนกว่านี้ได้ รูปหลายเหลี่ยมและพื้นผิวโค้งอื่นๆ ทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นรูปสามเหลี่ยม (โดยหลักแล้วเป็นพื้นที่ราบเรียบ) ซึ่งจะใช้ในการคำนวณการจัดแสงและการทำแผนที่พื้นผิว กระบวนการนี้เรียกว่าเทสเซลเลชัน

เนื้อผ้ากรอง

วิธีการปรับปรุงคุณภาพของพื้นผิวเมื่อเปลี่ยนระยะทางไปยังผู้สังเกต วิธีที่ง่ายที่สุด การกรองแบบบิลิเนียร์ ใช้ค่าสีเฉลี่ยของเท็กซ์เจอร์สี่ตัวที่อยู่ติดกัน ซับซ้อนมากขึ้น - การกรองไตรลิเนียร์ (ไตรลิเนียร์) - ยังใช้ข้อมูลจากระดับ MIP วิธีที่ทันสมัยและมีคุณภาพสูงที่สุด (และในขณะเดียวกันก็เป็นวิธีที่ช้าที่สุด) คือการกรองแบบแอนไอโซทรอปิก (anisotropic) ซึ่งจะคำนวณค่าผลลัพธ์โดยใช้ชุดข้อมูลทั้งหมด (โดยปกติคือ 8 ถึง 32) ของ texel ที่อยู่เคียงข้างกัน

เชดเดอร์ (shader)

โปรแกรมขนาดเล็กสำหรับหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ของตัวเร่งความเร็วที่ตั้งค่า
เขาเป็นวิธีการประมวลผลกราฟิกสามมิติ

นี่คือวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นหนึ่งในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ซึ่งศึกษาว่าภาพถูกสร้างขึ้นและประมวลผลโดยใช้คอมพิวเตอร์อย่างไร คอมพิวเตอร์กราฟิกเป็นหนึ่งในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่ "อายุน้อยที่สุด" มีมาประมาณ 40 ปีแล้ว เช่นเดียวกับวิทยาศาสตร์อื่น ๆ มันมีหัวเรื่อง วิธีการ เป้าหมาย และวัตถุประสงค์ของมันเอง

หากเราพิจารณาคอมพิวเตอร์กราฟิกในความหมายกว้างๆ เราสามารถแยกแยะปัญหาสามประเภทที่แก้ไขได้ด้วยคอมพิวเตอร์กราฟิก:
1. การแปลคำอธิบายเป็นภาพ
2. การแปลงรูปภาพเป็นคำอธิบาย (งานของการจดจำรูปแบบ)
3. การแก้ไขรูปภาพ
แม้ว่าขอบเขตของคอมพิวเตอร์กราฟิกส์จะกว้างมาก แต่ก็มีหลายส่วนหลักที่เครื่องมือคอมพิวเตอร์กราฟิกกลายเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการแก้ปัญหา:
1. Illustrative แนวทางที่กว้างที่สุด ครอบคลุมงานตั้งแต่การสร้างภาพข้อมูลไปจนถึงการสร้างภาพยนตร์แอนิเมชั่น
2. การพัฒนาตนเอง - คอมพิวเตอร์กราฟิกช่วยให้คุณขยายและปรับปรุงความสามารถของคุณ
3. การวิจัย - การสร้างโดยใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกของภาพแนวคิดหรือแบบจำลองนามธรรมซึ่งยังไม่มีอะนาล็อกทางกายภาพเพื่อปรับพารามิเตอร์

อย่างไรก็ตามควรสังเกตว่าการเลือกพื้นที่เหล่านี้มีเงื่อนไขมากและสามารถขยายและลงรายละเอียดได้ พื้นที่หลักของการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกคือ:
1. การแสดงข้อมูล
2. การออกแบบ
3. การสร้างแบบจำลอง
4. การสร้างส่วนติดต่อผู้ใช้
ระบบกราฟิกสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้หลักการของสถาปัตยกรรมไปป์ไลน์ การสร้างภาพบางส่วนบนหน้าจอมอนิเตอร์เกิดขึ้นทีละจุด โดยแต่ละจุดจะผ่านวงจรการประมวลผลที่แน่นอน ประการแรก จุดแรกจะผ่านขั้นตอนแรกของวัฏจักรนี้ จากนั้นจะไปยังขั้นตอนที่สอง ในเวลานี้จุดที่สองจะเริ่มผ่านขั้นตอนแรกของการประมวลผล และอื่น ๆ นั่นคือ ระบบกราฟิกใด ๆ จะประมวลผลหลาย ๆ จุด ของภาพที่สร้างขึ้นพร้อมกัน

วิธีการนี้สามารถลดเวลาการประมวลผลของภาพโดยรวมได้อย่างมาก และยิ่งภาพมีความซับซ้อนมากเท่าใด เวลาที่ได้รับก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สถาปัตยกรรมไปป์ไลน์ใช้สำหรับระบบกราฟิกทั้งในระดับซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ อินพุตของไปป์ไลน์ดังกล่าวได้รับพิกัดของจุดทางกายภาพของโลกแห่งความจริง และเอาต์พุตคือพิกัดของจุดในระบบพิกัดหน้าจอและสีของมัน
ในวงจรการประมวลผลจุดที่พิจารณา มีหลายขั้นตอนที่สามารถแยกแยะได้ ขั้นตอนหลักมีดังต่อไปนี้:
1. การแปลงทางเรขาคณิต
2. การตัด
3. การฉายภาพ
4. การแรเงา
ในขั้นตอนของการแปลงทางเรขาคณิต พิกัดของวัตถุทั้งหมดในโลกจริงจะลดลงเป็นระบบพิกัดเดียว (ระบบพิกัดโลก) ในคอมพิวเตอร์กราฟิกส์ เทคนิคต่างๆ มักจะใช้โดยการแสดงวัตถุที่ซับซ้อนเป็นชุดของวัตถุพื้นฐาน (พื้นฐาน) ในขณะที่วัตถุพื้นฐานแต่ละชิ้นสามารถอยู่ภายใต้การแปลงทางเรขาคณิตได้ สามารถเลือกชุดของวัตถุโดยพลการให้เป็นวัตถุพื้นฐาน แต่สามารถใช้ชุดของของแข็ง Platonic แบบตายตัวได้เช่นกัน ตามกฎแล้ว การแปลงทางเรขาคณิตที่ซับซ้อนยังแสดงผ่านองค์ประกอบของการแปลงที่ค่อนข้างง่าย (พื้นฐาน) ซึ่งก็คือการแปลงที่มีลักษณะใกล้เคียงกัน

ในขั้นตอนการตัด จะพิจารณาว่าจุดใดจะตกอยู่ในขอบเขตการมองเห็นของผู้สังเกตการณ์ และจากการตั้งค่านี้ จะเลือกจุดที่เหลือที่มองเห็นได้ ในขั้นตอนนี้จะใช้อัลกอริทึมสำหรับการลบขอบและพื้นผิวที่มองไม่เห็น
ในขั้นตอนการฉายภาพ พิกัดจุด (ซึ่งยังคงเป็นสามมิติ) จะถูกแปลงเป็นพิกัดหน้าจอโดยใช้การแปลงการฉายภาพ
ในขั้นตอนการแรเงา สีของจุดที่แสดงจะถูกคำนวณโดยใช้วิธีการแรเงาแบบโลคอลหรือโกลบอล ตามกฎแล้ว ในขั้นตอนนี้ไม่สามารถใช้ข้อมูลเกี่ยวกับการส่องสว่างของฉากทั้งหมดโดยรวมได้ ดังนั้นแบบจำลองการส่องสว่างของรายละเอียดระดับต่างๆ จึงถูกสร้างขึ้น ซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความจำเป็นในการสร้างแบบคงที่หรือไดนามิก ภาพ.

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น คอมพิวเตอร์กราฟิกสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทหลักตามวิธีการอธิบายภาพ: แรสเตอร์ เวกเตอร์ และกราฟิกสามมิติ ในบรรดากราฟิกสองมิติ พิกเซลและกราฟิกเศษส่วนมีความโดดเด่นเป็นพิเศษ นอกจากนี้ 3D, CGI และอินโฟกราฟิกยังต้องการการพิจารณาแยกต่างหาก

กราฟิกพิกเซล

คำว่า "ศิลปะพิกเซล" พิกเซล ) หมายถึงรูปแบบหนึ่งของภาพดิจิทัลที่สร้างขึ้นในคอมพิวเตอร์โดยใช้โปรแกรมแก้ไขกราฟิกแบบแรสเตอร์ ซึ่งภาพจะถูกแก้ไขที่ระดับพิกเซล (จุด) และความละเอียดของภาพจะน้อยมากจนมองเห็นแต่ละพิกเซลได้อย่างชัดเจน

เป็นความเข้าใจผิดทั่วไปที่ว่าการวาดภาพใด ๆ ที่ทำโดยใช้โปรแกรมแก้ไขแรสเตอร์คือภาพพิกเซล นี่ไม่เป็นความจริง, ภาพพิกเซล แตกต่างจากเทคโนโลยีแรสเตอร์ทั่วไป - การแก้ไขพิกเซลรูปภาพทีละพิกเซลด้วยตนเอง ดังนั้น พิกเซลอาร์ตจึงโดดเด่นด้วยขนาดที่เล็ก จานสีที่จำกัด และ (โดยปกติ) จะไม่มีการลบรอยหยัก

กราฟิกพิกเซลใช้เฉพาะเครื่องมือที่ง่ายที่สุดของโปรแกรมแก้ไขกราฟิกแรสเตอร์ เช่น ดินสอ เส้น (เส้น) หรือเติม (เติมสี) กราฟิกแบบพิกเซลชวนให้นึกถึงโมเสกและงานครอสติชหรืองานลูกปัด เนื่องจากรูปแบบประกอบด้วยองค์ประกอบสีเล็กๆ คล้ายกับพิกเซลของจอภาพสมัยใหม่

กราฟิกเศษส่วน

แฟร็กทัลคือวัตถุที่เกิดจากชิ้นส่วนที่แยกจากกันซึ่งไม่ปกติซึ่งคล้ายกับวัตถุทั้งหมด เนื่องจากคำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับองค์ประกอบของสเกลที่เล็กกว่านั้นเกิดขึ้นตามอัลกอริธึมอย่างง่าย วัตถุดังกล่าวจึงสามารถอธิบายได้ด้วยสมการทางคณิตศาสตร์เพียงไม่กี่ตัว

ข้าว. 8.5

กราฟิกเศษส่วนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการสร้างภูเขาเทียม เมฆ คลื่นทะเล ต้องขอบคุณแฟร็กทัลทำให้สามารถอธิบายวัตถุที่ซับซ้อนได้อย่างง่ายดายซึ่งรูปภาพนั้นคล้ายกับวัตถุธรรมชาติ Fractals ช่วยให้คุณสามารถอธิบายรูปภาพทั้งคลาสได้ สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดซึ่งต้องใช้หน่วยความจำค่อนข้างน้อย (รูปที่ 8.5) ในทางกลับกัน แฟร็กทัลใช้กับรูปภาพนอกคลาสเหล่านี้ได้ไม่ดี

กราฟิก 3 มิติ

กราฟิกสามมิติ (3D - จากภาษาอังกฤษ.3 ขนาด - สามมิติ) - สามมิติของภาพ) - ส่วนของคอมพิวเตอร์กราฟิก ชุดเทคนิคและเครื่องมือ (ทั้งซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์) ที่ออกแบบมาเพื่อพรรณนาวัตถุสามมิติ (รูปที่ 8.6)

ข้าว. 8.6.

ภาพ 3 มิติ บนระนาบแตกต่างจากสองมิติตรงที่เกี่ยวข้องกับการสร้างการฉายภาพทางเรขาคณิตของแบบจำลองฉากสามมิติบนระนาบ (เช่น หน้าจอคอมพิวเตอร์) โดยใช้โปรแกรมพิเศษ (อย่างไรก็ตาม ด้วยการสร้างและการใช้งานของ 3 มิติ -จอแสดงผลและ 3 มิติ -เครื่องพิมพ์กราฟิก 3D ไม่จำเป็นต้องมีการฉายภาพบนระนาบ) ในกรณีนี้ แบบจำลองสามารถสอดคล้องกับวัตถุจากโลกแห่งความเป็นจริง (รถยนต์ อาคาร พายุเฮอริเคน ดาวเคราะห์น้อย) หรือเป็นนามธรรมทั้งหมด (การฉายภาพเศษส่วนสี่มิติ)

การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ เป็นกระบวนการสร้างแบบจำลองสามมิติของวัตถุ งาน 3 มิติ - การสร้างแบบจำลอง - เพื่อพัฒนาภาพสามมิติของวัตถุที่ต้องการ ด้วยความช่วยเหลือของกราฟิกสามมิติ คุณสามารถสร้างสำเนาที่แน่นอนของวัตถุหนึ่งๆ และพัฒนาสิ่งใหม่ที่ไม่สมจริงซึ่งเป็นตัวแทนของวัตถุที่ไม่เคยมีมาก่อน

กราฟิก 3 มิติทำงานบนวัตถุในพื้นที่ 3 มิติ โดยปกติแล้วผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นภาพแบนๆ หรือภาพฉาย คอมพิวเตอร์กราฟิกสามมิติใช้กันอย่างแพร่หลายในโทรทัศน์ โรงภาพยนตร์ เกมคอมพิวเตอร์ และการออกแบบผลิตภัณฑ์สิ่งพิมพ์

กราฟิกสามมิติถูกใช้เพื่อสร้างภาพบนระนาบของหน้าจอหรือแผ่นพิมพ์ในวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม (เช่น ในระบบงานออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD)) สำหรับการสร้างองค์ประกอบที่เป็นของแข็ง: อาคาร ชิ้นส่วนเครื่องจักร กลไก) การสร้างภาพสถาปัตยกรรม (ซึ่งรวมถึงสิ่งที่เรียกว่า "โบราณคดีเสมือนจริง") ในระบบภาพทางการแพทย์สมัยใหม่

กราฟิก 3 มิติมักจะเกี่ยวข้องกับพื้นที่สามมิติเสมือนในจินตนาการที่แสดงบนพื้นผิวเรียบสองมิติของจอแสดงผลหรือแผ่นกระดาษ ภาพใด ๆ บนจอภาพเนื่องจากระนาบหลังกลายเป็นภาพแรสเตอร์เนื่องจากจอภาพเป็นเมทริกซ์จึงประกอบด้วยคอลัมน์และแถว กราฟิกสามมิติมีอยู่ในจินตนาการของเราเท่านั้น - สิ่งที่เราเห็นบนจอภาพคือการฉายภาพสามมิติและเราสร้างพื้นที่เอง ดังนั้น การแสดงภาพกราฟิกจึงเป็นได้เฉพาะแรสเตอร์และเวกเตอร์ และวิธีการแสดงภาพทำได้เพียงแรสเตอร์ (ชุดพิกเซล) วิธีการระบุภาพขึ้นอยู่กับจำนวนพิกเซลเหล่านี้

ปัจจุบันมีหลายวิธีในการแสดงข้อมูลสามมิติในรูปแบบสามมิติแม้ว่าส่วนใหญ่จะแสดงลักษณะสามมิติแบบมีเงื่อนไขเนื่องจากทำงานกับภาพสเตอริโอ จากบริเวณนี้ แว่นตาสเตอริโอ หมวกกันน็อคเสมือนจริง 3 มิติ จอแสดงผลที่สามารถแสดงภาพสามมิติได้

- ศิลปะกราฟิก

คำว่า "กราฟิก CGI" คอมพิวเตอร์สร้างขึ้น Imagery ย่อมาจากคอมพิวเตอร์สร้างภาพ) หมายถึงภาพนิ่งและภาพเคลื่อนไหวที่สร้างโดยคอมพิวเตอร์กราฟิก 3 มิติ และใช้ในทัศนศิลป์ การพิมพ์ เทคนิคพิเศษของภาพยนตร์ โทรทัศน์ และการจำลอง เกมคอมพิวเตอร์มักจะใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกแบบเรียลไทม์ แต่วิดีโอในเกมที่ใช้ CGI จะเพิ่มเข้ามาเป็นระยะๆ

ภาพเคลื่อนไหวถูกสร้างขึ้นโดยคอมพิวเตอร์แอนิเมชั่นซึ่งเป็นพื้นที่ที่แคบกว่าของกราฟิก CGI ซึ่งใช้ในโรงภาพยนตร์ด้วยซึ่งช่วยให้คุณสร้างเอฟเฟกต์ที่ไม่สามารถรับได้ด้วยการแต่งหน้าแบบดั้งเดิมและแอนิเมชั่น แอนิเมชันคอมพิวเตอร์สามารถแทนที่งานของสตั๊นท์แมนและตัวประกอบ รวมถึงฉาก

อินโฟกราฟิก

คำว่า "อินโฟกราฟิก" (มาจากภาษาละติน ข้อมูล- การรับรู้ การชี้แจง การนำเสนอ; และอื่น ๆ - กรีก กราฟิก - เขียนจาก กราฟ - ฉันเขียน) หมายถึงวิธีการนำเสนอข้อมูลข้อมูลและความรู้แบบกราฟิก

ช่วงของการประยุกต์ใช้อินโฟกราฟิกนั้นมีมากมาย - ภูมิศาสตร์, วารสารศาสตร์, การศึกษา, สถิติ, ตำราทางเทคนิค ไม่เพียงช่วยจัดระเบียบข้อมูลจำนวนมาก แต่ยังแสดงความสัมพันธ์ของวัตถุและข้อเท็จจริงในเวลาและพื้นที่ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น รวมทั้งแสดงแนวโน้ม

อินโฟกราฟิกสามารถเรียกได้ว่าเป็นการรวมกันของข้อความและกราฟิกที่สร้างขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อบอกเล่าเรื่องราวเฉพาะ ถ่ายทอดข้อเท็จจริงเฉพาะ อินโฟกราฟิกส์ทำงานในที่ที่คุณต้องการแสดงอุปกรณ์และอัลกอริทึมของบางสิ่ง ความสัมพันธ์ของวัตถุและข้อเท็จจริงในเวลาและพื้นที่ แสดงแนวโน้ม แสดงให้เห็นว่าเป็นอย่างไร จัดระเบียบข้อมูลจำนวนมาก

อินโฟกราฟิกคือการแสดงข้อมูลด้วยภาพ ใช้เมื่อต้องการนำเสนอข้อมูลที่ซับซ้อนอย่างรวดเร็วและชัดเจน

• อนิเมทรอนิกส์ -เทคนิคที่ใช้ในการถ่ายภาพยนตร์ ภาพเคลื่อนไหว การสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างลักษณะพิเศษของการเคลื่อนไหวส่วนเทียมของร่างกายคน สัตว์ หรือวัตถุอื่น ๆ