Το "Three-Dimensional Rendering" είναι η τέχνη και η επιστήμη της μετατροπής δισδιάστατων εικόνων και σχεδίων σε τρισδιάστατα μοντέλα που μπορούν συνήθως να χειριστούν στην οθόνη. Τα σχέδια γίνονται για σταθερές εικόνες, όπως αυτές που εμφανίζονται στα τρισδιάστατα κινούμενα σχέδια, και για δυναμικά/κινητά μοντέλα, όπως αυτά που εμφανίζονται στον κόσμο του σχεδιασμού. Η σύγχρονη τρισδιάστατη απόδοση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ψυχαγωγικούς σκοπούς, όπως για ειδικά εφέ σε ταινίες ή για κινούμενα σχέδια υπολογιστή, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε πολλούς επιχειρηματικούς τομείς για τον εξορθολογισμό μιας διαδικασίας ή/και την εξοικονόμηση χρημάτων. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα για το πώς η τρισδιάστατη απόδοση μπορεί να κάνει ακριβώς αυτό.
Σχεδιασμός νέων 3D εκτυπωμένων σχεδίων και πρωτοτύπων προϊόντων
Η σύγχρονη τρισδιάστατη εκτύπωση προχωρά με τεράστιους ρυθμούς, αλλά έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί υπάρχουν τόσοι πολλοί διαφορετικοί τύποι εκτυπωτών; Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι επειδή διαφορετικά αντικείμενα που εκτυπώνονται με 3D έρχονται με τα δικά τους προβλήματα και προβλήματα. Πάρτε το παράδειγμα στην παρακάτω εικόνα.
Φανταστείτε ότι ο εκτυπωτής σας προσθέτει ένα λεπτό στρώμα πλαστικού από την κορυφή, κομμάτι-κομμάτι, στρώμα-στρώμα, από τα πόδια του μέχρι το κεφάλι του. Θα έπρεπε να τυπώσει μέρος του αριστερού της χεριού καθώς άρχισε να τυπώνει το πάνω μέρος του φορέματός της. Ακόμα κι αν μπορείτε να ασφαλίσετε το τμήμα του χεριού ώστε να μην κινείται καθώς ο εκτυπωτής κάνει τη δουλειά του, θα παραμορφωθεί όταν το χέρι/βραχίονας συνδεθεί στο κύριο ειδώλιο κοντά στον ώμο. Αυτό είναι ένα απλό παράδειγμα των προβλημάτων τρισδιάστατης εκτύπωσης εταιρείες έχουν. Στην περίπτωση της Princess Peach, το αριστερό της χέρι τυπώθηκε ξεχωριστά και συναρμολογήθηκε αργότερα. Τι γίνεται όμως αν έχετε ένα σχέδιο με πολύ περίπλοκα σχέδια με εκατοντάδες διαφορετικά προβλήματα εκτύπωσης που πρέπει να ξεπεράσετε;
Κανείς δεν μπορεί να αντέξει οικονομικά να εκτυπώσει πρωτότυπο μετά από πρωτότυπο και να σπαταλήσει όλο αυτό το πλαστικό, την ενέργεια και τον χρόνο. Αντίθετα, τα σχέδια τοποθετούνται σε έναν υπολογιστή και δημιουργείται ένα τρισδιάστατο μοντέλο. Ο σχεδιαστής μπορεί να εξετάσει κάθε μέρος του σχεδίου, μέσα και έξω, και να μαντέψει πού θα προκύψουν τα προβλήματα εκτύπωσης. Στη συνέχεια, μπορούν να βρεθούν λύσεις, όπως η προσθήκη μικρών λωρίδων πλαστικού στα σχέδια για να συγκρατήσουν μέρη του μοντέλου. Μπορείτε να δείτε τέτοιες μεθόδους που χρησιμοποιούνται στην παρακάτω εικόνα. Οι καμάρες συγκρατήθηκαν από αφαιρούμενα κομμάτια πλαστικού, έτσι ώστε να μην παραμορφώνονται κατά τη διαδικασία εκτύπωσης.
Χρησιμοποιώντας την τρισδιάστατη μοντελοποίηση, οι άνθρωποι μπορούν να δημιουργήσουν πολύ περίπλοκα και πολύ περίπλοκα σχέδια για τρισδιάστατους εκτυπωτές. Οι ίδιοι κανόνες ισχύουν για τη δημιουργία πρωτοτύπων για νέες συσκευές, οχήματα κ.λπ. Τα προβλήματα που εντοπίζονται ενδέχεται να μην σχετίζονται με την τρισδιάστατη εκτύπωση. Ίσως σχετίζονται με το πώς διαμορφώνονται τα λάστιχα ή πώς το μέταλλο πρέπει να λυγίσει στη θέση του. Η δημιουργία τρισδιάστατων μοντέλων πριν από τη δημιουργία πραγματικών πρωτοτύπων βοηθά στην εξοικονόμηση τεράστιων ποσοτήτων χρόνου και σπατάλης υλικών.
Δημιουργία πρωτοτύπων κινούμενων εξαρτημάτων με χρήση κουτιών επιτυχιών
Προχωρώντας ένα βήμα παραπέρα, μπορείτε να προσθέσετε πλαίσια, σκελετούς, ακόμη και hitbox σε τρισδιάστατα σχέδια. Στην ουσία, μπορείτε να δημιουργήσετε κάτι πολύ παρόμοιο με ένα παιχνίδι υπολογιστή με τα τρισδιάστατα μοντέλα σας. Με την προσθήκη σκελετών και οπλισμών, οι άνθρωποι μπορούν να κρίνουν με ακρίβεια τι θα κάνουν τα πρωτότυπά τους όταν κινούνται. Αυτό δεν γίνεται με εικασίες. Με τους σωστούς υπολογισμούς, ο υπολογιστής μπορεί να μαντέψει πώς θα κινηθεί κάτι, σε ποιες γωνίες, ακόμη και σε ποιες ταχύτητες.
Προσθέτοντας hitbox σε αυτά τα σχέδια είναι μια περαιτέρω πρόοδος. Ένα hitbox είναι περισσότερο γνωστό για βιντεοπαιχνίδια. Όταν ο Mario πέφτει πάνω σε ένα μανιτάρι, χάνεις μια ζωή επειδή το hitbox του χαρακτήρα του άγγιξε το hitbox του μανιταριού. Προσθέστε hitbox στα κινούμενα μέρη των σχεδίων σας, προσθέστε τους σωστούς υπολογισμούς της φυσικής και είναι δυνατό να δείτε πώς τα κινούμενα μέρη των σχεδίων σας θα αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους. Η δημιουργία σχεδίων με αυτόν τον τρόπο είναι πολύ πιο γρήγορη, πιο βελτιωμένη, αποτελεσματική και οικονομικά αποδοτική από τη δημιουργία και τη συναρμολόγηση πρωτοτύπων στον πραγματικό κόσμο. Κάνοντας τα πράγματα με αυτόν τον τρόπο σημαίνει ότι μπορείτε να εξαλείψετε τα περισσότερα προβλήματα ενός σχεδίου πολύ πριν γίνει ένα ψυχικά πραγματικό αντικείμενο ή προϊόν.
Κινούμενα σχέδια και Διαφήμιση
Ο τεράστιος όγκος τρισδιάστατης απόδοσης που γίνεται στα σύγχρονα κινούμενα σχέδια είναι συγκλονιστικός και γίνεται επειδή είναι εξαιρετικά φθηνός. Για παράδειγμα, όταν ένας χαρακτήρας πρέπει να κινήσει το κεφάλι του/της πολύ αργά, απαιτούνται εκατοντάδες καρέ που το καθένα πρέπει να σχεδιαστεί με το χέρι. Εναλλακτικά, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο, να το κάνετε υφή σαν να είναι 3D animation και να αφήσετε τον υπολογιστή να κινήσει το κεφάλι πολύ αργά. Χρειάζεται ό,τι θα ήταν εβδομάδες εργασίας και το μετατρέπει σε τρίωρη εργασία. Την επόμενη φορά που θα παρακολουθήσετε ένα κινούμενο σχέδιο όπου η οικογένεια κάθεται σε ένα κινούμενο αυτοκίνητο, δείτε πώς κινείται το αυτοκίνητο στο περιβάλλον και θα δείτε ότι είναι ένα τρισδιάστατο render. Μπορείτε συχνά να το καταλάβετε επειδή οι γραμμές είναι πολύ τέλειες και οι κινήσεις τους είναι πολύ τέλειες σε σύγκριση με τις άλλες ζωγραφισμένες με το χέρι ή καρέ-καρέ περιοχές.
Το Robot Chicken, η τηλεοπτική εκπομπή, χρησιμοποιούσε κινούμενα σχέδια stop-motion επειδή ήταν φθηνότερα. Τώρα, χρησιμοποιούν σχεδόν όλα τα κινούμενα σχέδια υπολογιστή που έχουν διαμορφωθεί έτσι ώστε να μοιάζουν σαν να χρησιμοποιούν ακόμα κινούμενα σχέδια στοπ. Αυτό δεν είναι ασυνήθιστο. Στην τηλεοπτική εκπομπή "Χαμογελαστοί φίλοι", έχουν μοντέλα που υποτίθεται ότι έχουν δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας κινούμενα σχέδια Stop-Motion αλλά στην πραγματικότητα είναι τρισδιάστατες αποδόσεις επειδή είναι φθηνότερο και πιο γρήγορο και τα τρισδιάστατα μοντέλα μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά.
Παρόμοιες αρχές εφαρμόζονται και στη διαφήμιση. Οι εταιρείες δείχνουν το εσωτερικό των προϊόντων τους χρησιμοποιώντας τρισδιάστατα κινούμενα σχέδια ή κάνουν το κείμενο να φαίνεται σαν να έρχεται προς την οθόνη, να αλλάζει χρώμα ή να αστράφτει στο φως. Επιπλέον, τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται για κινούμενα σχέδια μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά με διαφορετικές πόζες και κινήσεις, γι' αυτό πολλοί διαδικτυακοί διαφημιστές δημιουργούν τα βίντεό τους χρησιμοποιώντας τρισδιάστατη απόδοση και κινούμενα σχέδια.
Τελικές σκέψεις – Η πραγματική λειτουργία επεξεργασίας είναι τεχνικά εντάσεως εργασίας
Η δουλειά που πηγαίνει στην πραγματική επεξεργασία είναι αρκετά τεράστια, γι' αυτό οι εταιρείες και τα κέντρα δεδομένων που προσφέρουν υπηρεσίες επεξεργασίας είναι τόσο δημοφιλή στις μέρες μας. Κάθε κλάδος, είτε πρόκειται για τυχερά παιχνίδια, σχεδιασμό οχημάτων, τρισδιάστατη εκτύπωση, ακόμα και πρόβλεψη καιρικών μοτίβων, έχει τα δικά του εμπόδια να πηδήξει όταν πρόκειται για την απαιτούμενη επεξεργαστική ισχύ που απαιτείται για την απόδοση τρισδιάστατων σχεδίων. Πολλές εταιρείες αγωνίζονται να αντέξουν οικονομικά το υλικό που απαιτείται για εις βάθος σχεδιασμό. Το να σταματήσουν στη συνέχεια όλα τα σχέδια ενώ οι υπολογιστές/διακομιστές κάνουν την απόδοση είναι ασυνήθιστη σπατάλη χρόνου και πόρων στην εποχή μας.
Συνήθως, οι εταιρείες θα πάνε εδώ και αγοράστε επεξεργαστική ισχύ από μεγαλύτερες εταιρείες και κέντρα δεδομένων. Με αυτόν τον τρόπο, δεν χρειάζεται να συνδέουν τους δικούς τους υπολογιστές και διακομιστές για να αποδώσουν τα σχέδια και τα πολυμέσα τους. Το πιο εκπληκτικό είναι ότι αν δεν υπήρχαν οι εξελίξεις στις ταχύτητες του Διαδικτύου, όπως με τις οπτικές ίνες, τότε η φόρτωση και η λήψη δεδομένων θα διαρκούσε τόσο πολύ ώστε να εξαλειφθούν ορισμένα από τα οφέλη από τη χρήση τρίτων εταιρειών επεξεργασίας. Εν ολίγοις, φαίνεται ότι τα πράγματα θα βελτιωθούν μόνο στον κόσμο της τρισδιάστατης απόδοσης και επεξεργασίας.
