Nawigacja i oświetlenie.pdf

Rozdział 3. Nawigacja i

wyświetlanie

Nawigacja w przestrzeni 3D jest niczym lot w przestworzach. Możesz robić beczki, pikować lub

spoglądać w dół z lotu ptaka. Jeżeli kiedykolwiek próbowałeś swoich sił w grach 3D, to na pewno

wiesz, jak bardzo pobudzające może być latanie.

Aby stać się mistrzem przestworzy 3D, musisz koniecznie zebrać wszystkie swoje siły i nauczyć

się obsługiwania odpowiednich narzędzi. Kiedy poznasz prawidła rządzące przestrzenią 3D,

będziesz mógł teleportować się z miejsca na miejsce i oglądać obiekty z różnych perspektyw.

Nauczysz się również skonfigurować swoją kabinę pilota oraz zmieniać rozdzielczość w oknie

dowodzenia.

Wtedy możesz złożyć papiery do szkoły pilotażu (rysunek 3.1).

Rysunek 3.1. Nawigowanie w przestrzeni 3D w dużym stopniu przypomina latanie

Układ współrzędnych

W tym podrozdziale spróbujemy odkurzyć strony leżącego gdzieś w kącie podręcznika do

geometrii i nadać zawartym tam informacjom nowy wymiar.

W przestrzeni dwuwymiarowej para przecinających się linii zawsze wyznacza powierzchnię

płaszczyzny. Aby określić położenie jakiegokolwiek punktu, leżącego na takiej płaszczyźnie,

wystarczy wiedzieć, jaką odległość należy przebyć wzdłuż każdej z linii, począwszy od punktu ich

przecięcia.

Chcąc zdefiniować przestrzeń trójwymiarową, trzeba po prostu wprowadzić trzecią linię, która nie

będzie leżeć na płaszczyźnie wyznaczonej przez dwie pierwsze linie. Aby zatem zlokalizować

położenie punktu w przestrzeni 3D, należy dokonać pomiaru odległości wzdłuż trzech, a nie, jak

poprzednio, wzdłuż dwóch linii.

W geometrii planarnej linie definiujące przestrzeń określa się mianem osi X oraz osi Y . Punkt, w

którym linie te przecinają się ze sobą, nazywany jest środkiem układu współrzędnych ( origin ).

Współrzędne środka układu współrzędnych wynoszą (0,0) (rysunek 3.2).

W geometrii trójwymiarowej trzecia linia nazywana jest osią Z . Przebiega ona prostopadle do osi

X i Y, przecinając je w początku układu współrzędnych.

Współrzędne początku układu współrzędnych w przestrzeni trójwymiarowej wynoszą (0,0,0)

(rysunek 3.3).

Kiedy osiom X, Y, Z narzuci się pewne stałe położenie i orientację w przestrzeni, będą one

wyznaczać bezwzględny system odniesień, zwany globalnym układem współrzędnych ( world

coordinate system ). System ten rejestruje położenie wszystkich obiektów w przestrzeni globalnej

( world space ) (rysunek 3.4).

Rysunek 3.2. Współrzędne planarne wyznaczają przestrzeń na podstawie dwóch prostopadłych osi

przecinających się w środku układu współrzędnych

Rysunek 3.3. Dodanie trzeciej osi do planarnego układu współrzędnych pozwala mierzyć głębię

Rysunek 3.4. Globalny układ współrzędnych definiuje przestrzeń globalną, wykorzystując

narzucony system odniesień

Kiedy osie układu współrzędnych powiąże się z obiektem zamiast z przestrzenią, wyznaczą one

lokalny układ współrzędnych ( local coordinate system ). Ten względny system odniesień rejestruje

zmiany w przestrzeni lokalnej ( local space ), dotyczące pojedynczych obiektów podczas

przemieszczania, obracania lub skalowania (rysunek 3.5).

Perspektywa

Osie globalnego układu współrzędnych wyznaczają trzy płaszczyzny: płaszczyznę XY,

płaszczyznę YZ oraz płaszczyznę ZX. Kiedy płaszczyzny te zostaną podzielone liniami w

regularnych odstępach, utworzą one trzy prostopadłe siatki konstrukcyjne, przecinające się w

początku układu współrzędnych. Zestaw trzech przecinających się ze sobą siatek konstrukcyjnych

składa się na główną siatkę konstrukcyjną. Niemniej, 3ds max wyświetla w oknach widokowych

tylko jedną część głównej siatki konstrukcyjnej; siatkę, która stanowi płaszczyznę konstrukcyjną

dla danego okna (rysunek 3.6).

W celu ułatwienia oglądania przestrzeni 3D i nawigowania w niej, 3ds max wyposażony został w

sześć predefiniowanych widoków usytuowanych prostopadle do głównej siatki konstrukcyjnej z

sześciu różnych kierunków: od przodu ( Front ), od tyłu ( Back ), od strony lewej ( Left ), od strony

prawej ( Right ), od góry ( Top ), od dołu ( Bottom ). Wszystkie wyżej wymienione widoki nazywa się

widokami ortogonalnymi ( orthogonal views ), gdyż skierowane są one prostopadle do

odpowiednich płaszczyzn głównej siatki konstrukcyjnej (rysunek 3.7). Widoki te to także rodzaj

widoków aksonometrycznych ( axonometric view ), ponieważ zawsze przedstawiają scenę w rzucie

równoległym.

Jeżeli obrócisz widok ortogonalny stanie się on widokiem użytkownika ( user view ). Widok

użytkownika to aksonometryczny widok zdefiniowany przez użytkownika, który pokazuje scenę z

dowolnego kierunku, innego jednak niż sześć predefiniowanych kierunków zarezerwowanych dla

widoków ortogonalnych.

Rysunek 3.5. Lokalny układ współrzędnych definiuje przestrzeń obiektu, wykorzystując względny

system odniesień

Rysunek 3.6. Główna siatka konstrukcyjna jest zbudowana z trzech siatek konstrukcyjnych,

położonych w płaszczyznach XY, YZ oraz ZX globalnego układu współrzędnych

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: