3D grafika i animacija

Trodimenzionalna grafika predstavlja korak dalje u odnosu na prethodno opisanu vektorsku grafiku. I u ovom slučaju se elementi slike čuvaju u vidu matematičkih podataka, s tim što su ovaj put u pitanju koordinate tačaka u prostoru umesto u ravni. To znači da sada objekti nemaju samo širinu i visinu, već i dubinu. Objektu je zatim moguće definisati materijal i dodeliti mu određena svojstva – boju, teksturu, reljef, transparenciju (nivo providnosti), refrakciju (prelamanje svetlosti kroz providne objekte), refleksiju (kako se okolina ogleda u objektu) i sl. Tako definisani objekti se postavljaju na „scenu“ zajedno sa svetlosnim izvorima i kamerama.

Na osnovu zadatih parametara, računar generiše prikaz scene (render) – kako bi sve to izgledalo gledano okom kamere. Ovaj proces senčenja naziva se „praćenje zraka“ (ray tracing) i bukvalno prati kretanje svetlosti od izvora do kamere. Zavisno od toga koliko je slika kompleksna i koliki nivo realnosti se zahteva, za prikaz će biti potrebno od nekoliko sekundi do nekoliko sati.

Ovi programi obično imaju i mogućnost animacije. Iluzija pokreta se stvara naizmeničnim i brzim smenjivanjem slika. Kod tradicionalne animacije, potrebno je crtati svaku pojedinu sliku, odnosno frejm (frame). Međutim, vektorska animacija se zasniva na podešavanju ključnih slika (keyframe), odnosno tzv. „ekstrema“ u pokretu, dok kompjuter izračunava međufaze. Na ovom principu funkcionišu programi za 2D vektorsku animaciju (npr. Adobe Flash), kao i programi za 3D animaciju (3D Studio Max, Lightwave, Maya, Blender).

 

Programi za 3D animaciju posebno uključuju i mnogobrojne dodatke za postizanje realističnih specijalnih efekata – vatra, voda, krzno i kosa, dim, lišće, kao i simulaciju fizike – gravitaciju i inerciju. Iako danas postoje problemi koji su i dalje nerešivi za 3D programe (npr. realistična kinematika odeće), nije daleko dan kada 3D animaciju nećemo razlikovati od igranog filma.

3D animacija može biti postignuta i u realnom vremenu (računar generiše sliku veoma brzo – mnogo puta u sekundi, što omogućava animiran prikaz). Animacija u realnom vremenu se koristi kada je nemoguće unapred pripremiti gotovu video sekvencu, budući da dešavanja u animaciji zavise od korisnika (razne simulacije, virtuelna realnost, kompjuterske igre).

Danas je moguće postići 3D animaciju u realnom vremenu i na kućnim računarima zahvaljujući sve većoj brzini procesora, kao i specijalizovanom hardveru (grafičke kartice za 3D akceleraciju). Ipak, ovo je ostvareno uz gubitak realističnosti prikaza (uprošćeniji modeli, korišćenje nerealne fizike, kao i korišćenje jednostavnijih algoritama za senčenje). Ovi nedostaci se nadoknađuju specijalnim efektima i bogatstvom tekstura, što prikaz možda neće učiniti realističnijim, ali svakako hoće atraktivnijim.