Реферати українською » Информатика, программирование » Автоматизоване редагування частинок в комп'ютерній графіці


Реферат Автоматизоване редагування частинок в комп'ютерній графіці

Страница 1 из 7 | Следующая страница

Запровадження

Сьогодні жодного з сучасних фільмів, виходять на екран, жодна комп'ютерна гра, не обходиться без візуальних ефектів. Щоб привернути увагу вимогливого споживача створюються карколамні трюки і неймовірні ефекти.

Зазвичай створення візуальних ефектів працює штат професіоналів у сфері комп'ютерної графіки і відеомонтажу. Використання при редагуванні відеоматеріалу передових технологій дозволяє додавати в фінальну картинку нові об'єкти, "вирізати" невдало що в кадр деталь і багато інше.

З появою тривимірної комп'ютерної графіки можна було використовувати будь-яку декорацію. Але, як і раніше, що спецефекти, які можна поспостерігати на сучасних фільмах, здаються дуже складними, створення багатьох з яких йде значно менше часу, що може подумати непідготовлений глядач.

Безумовно, використання тривимірної анімації - це гарантія те, що оброблений відеоматеріал чи ігрова сцена,просчитивающаяся у часі, виглядатиме захопливо. Проте, щоб отримати складний комп'ютерний ефект, потрібно дуже багато ресурсів. До того ж, прорахунок складних тривимірних сцен триватиме багато часу. Існує безліч прийомів, використовуючи які можна було одержати самі спецефекти зі значно меншими витратами, як часу, і сил.

Багато ефекти в тривимірної графіці створюються з допомогою частинок. І це бризки води, і іскри бенгальського вогню, іразлетающиеся уламкивзорвавшегося автомобіля. З допомогою систем частинок одночасно створюється дуже багато однакових об'єктів, поведінкою яких можна легко управляти. До сформування, редагування і інтеграції в кінцеве додаток ефектів частинок використовуються спеціальні програми – редактори частинок. На відміну від професійних пакетів до роботи з 3D, звичайно містять заздалегідь прораховані алгоритми поведінки частинок. Цим пояснюється їх швидкодія (зазвичай таких програм працюють у режимі реального часу).

>Разработанное у межах даної роботи програмне засіб “>EasyParticles” є нескладним варіантом редактора частинок, що дозволяє оперувати поруч фізичних сил при програмуванні ефектів частинок. До основним його гідностям можна віднести:

- дане програмне засіб є цілком безплатним, нею непотрібно купувати комерційну ліцензію;

- на відміну професійних пакетів роботи із часточками, навчитися працювати з цим редактором можна за кілька хвилин;

- у своїй доступно створення складних, багатоступінчастих ефектів, з допомогою інтуїтивно-зрозумілою багатоступінчастої схеми;

- використання графічного конвеєраOpenGL дозволило максимально прискорити процес розрахунків, отже висновок графіки як реального часу може бути за дуже багато полігонів;

- низькі вимоги, стабільність і простота настроювання й роботи;

- зручний графічний користувальницький інтерфейс;

У цьому пояснювальної записки представлено докладний опис розробленого редактора частинок.

>Отчет складається з шести розділів.

У розділі “Постановка завдання” описується предметна область із ключових абстракцій, формулюються вимогу до завданню, обгрунтовується вибір інструментів реалізації завдання й міститься короткий огляд існуючих програм аналогічного характеру.

У розділі “Проектування і реалізація завдання” наводиться список класів зі своїми описом, розглядається фізично й логічна організація даних, дається опис концептуального прототипу, і навіть наводяться функції і елементи управління, якими оперує програма.

У розділі “Тестування” проводиться аналізнадежности програми, приклади тестових результатів, реакція програми на виняткові ситуації, аналіз отриманих результатів.

У розділі “Застосування програми” наводиться призначення програми із ділянкою застосування, описується апаратно-програмний комплекс для нормально функціонувати програми, система допомоги, розбирається інсталяція програми, діалог із користувачем.

У розділах “Оптимізація зорового взаємодії оператора із засобами відображення інформації па основі ЕПТ”, “Обгрунтування економічної доцільності розробки ПС “>EasyParticles” ” представлені відомості, задані кожному за розділу відповідно.


1. Постановка завдання

1.1 Вимоги до розроблюваному програмному засобу

Розроблюване програмне засіб має здійснювати такі основні функції:

- управління динамічним наборомемиттеров (систем частинок);

- управління частинками кожногоемиттера;

- управління загальними параметрами малювання;

- введення та виведення даних на зовнішні носії;

- висновок довідкових даних проразработчике, засобах використання програмного кошти;

Програмне засіб має забезпечувати оперування максимально повний набір характеристикемиттеров, до того ж час без перевантаження зайвими другорядними параметрами. У цьому, параметри нічого не винні розпочинати протиріччя друг з одним (наприклад, дублювання значної частини функціональності одного параметра – іншим). Інтерфейс може бути продуманим, без зайвих елементів. Вони повинні відповідати принципу: створення простого ефекту – легко, а складного – можливо. Основні дві засади реалізації – простота і функціональність.

>Входними даними докладання є параметриемиттеров, поставлені користувачем, параметри режиму малювання.

>Виходними даними є що відобразяться з вікна виведення редактора, або у заданому вікні заданого докладання, графічні об'єкти (частки), що трансформуються під впливом заданих сил, також виведені в файл дані.


1.2 Обгрунтування актуальності теми ДП

Темою дипломного проекту була вибрано автоматизоване редагування частинок у комп'ютерній графіці. Вибір у відповідність до аналізом тенденцій сформованих останнім часом у світі комп'ютерної графіки, і навіть наявністю деяких особистих професійних прагнень.

Останнім часом створення складних графічних анімаційних ефектів з допомогою спеціалізованих пакетів програмних засобів одержало щонайширший поширення, як і організаціях, і серед пересічних користувачів домашніх комп'ютерів. У цьому, і натомість значної частини складних та дорогих комерційних рішень немає загальніші й прості безкоштовні варіанти редакторів, виділені на початківців. Метою розробки було певною мірою заповнити цю прикру прогалину. Адже часто дизайнеру графічного докладання, чи це гра, або що би там не було ще, потрібно швидко створити порівняно нескладний ефект (або його начерк) відразу ж можливість перейти до виконання інших, більш пріоритетних нині завдань. Натомість, то найчастіше змушений витрачати чимало часу на вивчення документації складних програмних продуктів, створювати у рамках навчання тестові приклади, тощо. Завдяки даному програмному засобу, проте, завдання створення ефектів частинок цілком реалізується як для професійного дизайнера комп'ютерної графіки, але й звичайного любителя, здійснює своє перше ознайомлення з подібними додатками.

1.3 Огляд існуючих рішень

Сьогодні є безліч додатків до роботи з системами частинок. Ось лише деякі найпопулярніші їх:

a)ParticleIllusion;

б)TrapcodeParticular;

в)MagicParticles;

Продукт компаніїWondertouch [10]ParticleIllusion нині є, мабуть, найбільш всеохоплюючим способом створення ефектів частинок. Спочатку включає досить велику бібліотеку безплатних ефектів, оновлювану щомісяця. Володіє високоїрасширяемостью (підключення додатковихемиттеров, приміром).

>TrapcodeParticular –встраиваемий (необов'язковий) модуль для пакета програмAdobeAfterEffects, готовий до редагування частинок, розроблений компанієюTrapcode [11]. Трохи менш широкий за можливостями, ніжParticleIllusion, при цьому вимагає до роботипредустановленногоAdobeAfterEffects.

>MagicParticles – російський генератор частинок компаніїАстралакс [12]. Дозволяє швидко і наочно створювати візуальні спецефекти з урахуванням систем частинок. Основне гідністьMagicParticles – миттєве відображення всіх змін без тривалого процесу візуалізації. Хоча та ж можна згадати іParticleIllusion. Аналогічно, у складіMagicParticles входить близько ста готових зразків, які можна використовувати є чи змінювати за своїми потребам. Хоча з багатьох аспектів функціональності даний продукт поступаєтьсяParticleIllusion, щодо нього постійно виходять відновлення з виправленнями і доповненнями.

Усі, крім останнього, перелічені редактори частинок поширюються платно.

1.4 Мета і завдання проекту

Основне завдання є розробка редактора частинок, що дозволяє, на відміну перелічених вище програмних продуктів, не витрачаючи великого часу для читання документації, створювати нескладні ефекти. Це дозволить залучити велика кількість користувачів непрофесіоналів для використання докладання, зокрема з метою ознайомлення з основнимиприемами зі створення ефектів частинок.

Для більшу відкритість й можливості ручного редагування вихідні файли редактора повинен мати форматXML. У цьому (початковій) версії редактора допускається також збереження до тому самому вихідному файлі інших, додаткових параметрів проекту. У майбутніх версіях, можливо, буде здійснено перехід намногофайловую систему зберігання даних проекту, задля забезпечення більшої ясності за її ручний обробці.

Висновок результуючої графічної інформації має здійснюватися у вікно редактора. Однак цьому мусить бути реалізована можливість підключення та ефективного використання вихідних даних редактора (створених ефектів) до зовнішніх графічним додатків.

Ще одна важлива завданням є розробка докладання з можливостями наступного розширення. Слід зазначити, що розроблювальне у межах дипломного проектування програмне засіб є прототипом, що реалізують лише основні функціональні можливості програм даного класу. Тому слід подбати про майбутніх модифікаціях основний функціональності, можливостях легенів додавання нових параметрів, і навіть підтримцімногоплатформенности (підтримкаMacOS X). У цьому дуже важливим залишається питання розробки такого користувальницького графічного інтерфейсу, щоб у нього було легко і шкоди зручності роботи дизайнера інтегрувати нові елементи, пов'язані з описаними вище новими можливостями. Це дуже важливе завдання, тому саме опрацюванні графічного користувальницького інтерфейсу слід приділити максимум часу розробки програмного кошти. Докладніше про майбутніх планованихрасширениях редактора буде вказано нижче.

Отже, метою роботи є підставою розробка доступного, легкорасширяемого і простого використання редактора частинок.

1.5 Описпрограммно-алгоритмического забезпечення рішення поставленого завдання

1.5.1 Середовище для проектування й розробки програмних продуктів MicrosoftVisual Studio 2005

MicrosoftVisual Studio — лінійка продуктів компанії Microsoft, які включають інтегровану середу розробки програмного забезпечення й інших інструментальних коштів. До числа входять редактори і компілятори мовVisualBasic.NET,Visual З++,Visual З# та інших. Також, що дуже важливо,Visual Studio пропонує докладну інформацію про бібліотеках і мовами,включенних в єдиний пакет, вMSDN – інформаційної бібліотеці за продуктами Microsoft, із одержання якої бракує інформації з Інтернету. Будь-який програміст, створює докладання для Windows, дуже швидко переконується у повній необхідності даного кошти за розробці. Також треба відзначити, що MicrosoftVisual Studio побудовано архітектурі, підтримує зокрема можливість використання доповнень від сторонніх розробників, що дозволяє розширювати можливості середовища розробки. Більше докладну інформацію про даному пакеті можна отримати роботу на офіційному сайті виробника [13] й у Інтернеті.

Середовище розробки MSVisual Studio 2005 було обрано мною, оскільки створюване програмне засіб орієнтоване від використання в ОС Windows. У результаті кодування докладання, її тестування і налагодження і навіть проектування було використано різні компоненти середовища: компілятор З++, складальник об'єктних З++ файлів,отладчик, кошти зворотного проектування, дозволяють створювати діаграми класів для проекту з коду йогокомпилируемих одиниць, з урахуванням кошти MSVisio 2003.

1.5.2 Мова програмування З++

З++ —компилируемий суворотипизированний мову програмування загального призначення. Підтримує різні парадигми програмування: процедурну,обобщенную, функціональну; найбільша увага приділено підтримціобъектно-ориентированного програмування. У 90-х роках мову став однією з найширше застосовуваних мов програмування загального призначення. Більше повну інформацію можна отримати роботу, наприклад, прочитавши книжку творця мовиБьернаСтрауструпа [1].

Мова З++ був обраний мною через його найвищої гнучкості звісно ж, високої опрацьованості парадигмиобъектно-ориентированного програмування. З застосуванням цієї парадигми здійснена реалізація докладання. Додаток повністю побудовано на об'єктах З++ класів (як виняток є кілька використовуванихC-функций), у своїй широко використовуються концепції наслідування,инкапсуляции і поліморфізму,mutable-члени даних, шаблонні класи і функції. Досить широко застосовуються шаблони контейнерів з стандартної бібліотеки шаблонів (>STL), що входить у бібліотеку З++. У той самий час, через досить високої опрацьованості використовуваних як базових для докладання бібліотек середовищаwxWidgets, відпала потреба у створенні складнихразветвленних структур відносинродитель-потомок (наслідування) лише на рівні коду розроблюваного докладання. Здебільшого, успадкування звелася до створенню нащадків для досить великої упорядкованого безлічі використовуваних стандартних компонентівwxWidgets.


1.5.3wxWidgets

>wxWidgets є набір бібліотек до створення легко які додатків для платформWin32,MacOS X,GTK+ та інших (>X11,Motif,WinCE). Він надає у розпорядження розробника єдиний, простий використання АПІ.wxWidgets можна використовувати з З++,Python,Perl, З#. На відміну від деяких іншихмежплатформенних коштів розробки,wxWidgets дозволяє створюватиестественно-виглядящие будь-якою з перелічених платформ докладання, оскільки використовує власні графічні елементи платформи, замість їхемуляции.wxWidgets – добре продуманий, безплатний, розширюваний продукт з відкритою вихідним кодом, що робить її дуже корисний розробки додатків. Більше докладна інформація доступна на офіційному сайті [14], соціальній та інших джерелах Інтернету.

Через те обставини, у майбутньому заплановано розширення докладання з метою реалізації можливості використання підMacOS, і розробити вже першу версію знадобилося використаннямежплатформенних SDK, як-отwxWidgets чиQt. Перший був обраний через її простоти і доступності.

1.5.4FreeImage

Безплатна бібліотека з відкритою вихідним кодом,FreeImage використовується до роботи з цими зображень.FreeImage надає розробникові зручні кошти на завантаження зображень різних форматів і уніфікує роботи з ними. Це бібліотека з відкритою вихідним кодом, підтримує роботи з популярними сьогодні графічними форматами, якPNG,BMP,JPEG,TIFF та інші. Задля реалізації окремих аспектів (обговорених у наступних розділах) докладання виникла потреба використання такого роду коштів.FreeImage було обрано мною, оскільки бібліотека досить просте використання, швидка, підтримуємногопоточное використання, сумісна з усіма 32-х розрядними версіямиWindiws, ще, підтримуємежплатформенную розробку (для Linux іMacOS X).FreeImage можна використовувати з З, З++,VB, З#, Delphi, Java, соціальній таскриптах наPerl,Python,PHP та інших. За повнішої інформацією можна до офіційного сайту проекту [15].

1.5.5TinyXML

>TinyXML – простий, невеличкий, безплатний З++ аналізаторXML.TinyXML – одне з багатьох коштів, що використовуються аналізуXML документів, має зручним і компактним зовнішнім інтерфейсом, не вимагає спеціальних знань й товарів тривалого навчання від використання.Использовано у реалізації деяких функцій докладання до роботи з файловій системою. Офіційний сайт проекту містить додаткову інформацію [16].

1.5.6 Microsoft OfficeVisio 2003

Microsoft OfficeVisio 2003 — редактор діаграм і блок-схем для Windows. Використовує векторну графіку до створення діаграм.

КорпораціяVisio була створена 1990 р., і її досить швидко став відома ринку завдяки однойменному програмному продукту. За даними корпорації, 2000 р. його застосовували до чотирьох млн. користувачів у країнах світу.

MicrosoftVisio 2000, котрий замінив попередню версіюVisio 5.0, - перший продукт, що вийшла під спільної торгової маркою Microsoft іVisio. У технологічному і організаційному плані питаньVisio Corporation почала працювати у складі групи Microsoft по додатків ділового призначення.

>Пользовательский інтерфейс MicrosoftVisio 2003 виконаний у традиційному стилі продуктів Microsoft Office.

Для побудови діаграм і схем користувач може застосовувати дві основні прийому: малювати вручну, і автоматично формувати зображення з урахуванням деяких даних із допомогою широкого набору майстрів.

Наприклад, якщо хочете намалювати блок-схему алгоритму, вичислювального факторіал, слід вибрати у традиційному наборі готових шаблонів. Далі треба тільки перетягувати мишею необхідні графічні об'єкти на малюнок, вставляти у яких

Страница 1 из 7 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація