36282

Мультимедиа технология. Трехмерная графика и анимация. Видео. Форматы видео файлов. Стандарты сжатия MPEG

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Кроме того технология открытых систем позволяет работать сразу с несколькими пакетами. Можно создать модель в одном пакете разрисовать ее в другом оживить в третьем дополнить видеозаписью в четвертом. И наконец функции многих профессиональных пакетов можно сегодня расширить с помощью дополнительных приложений написанных специально для базового пакета. 3D Studio MX Один из самых известных пакетов 3Dанимации производства фирмы Kinetix.

Русский

2013-09-21

37 KB

6 чел.

72 Мультимедиа технология. Трехмерная графика и анимация. Видео. Форматы видео файлов. Стандарты сжатия MPEG.

3D-графика и анимация

Трехмерная анимация по технологии напоминает кукольную: необходимо создать каркасы объектов, определить материалы, их обтягивающие, скомпоновать все в единую сцену, установить освещение и камеру, а затем задать количество кадров в фильме и движение предметов. Движение объектов в трехмерном пространстве задается по траекториям, ключевым кадрам и с помощью формул, связывающих движение частей сложных конструкций. После задания нужного движения, освещения и материалов запускается процесс визуализации. В течение некоторого времени компьютер просчитывает все необходимые кадры и выдает готовый фильм. Недостатком является чрезмерная гладкость форм и поверхностей и некоторая механистичность движения объектов.

Для создания реалистичных трехмерных изображений используются различные приемы. Для создания “неровных” объектов, например, волос или дыма, используется технология формирования объекта из множества частиц. Вводится инверсная кинематика и другие техники оживления, возникают новые методы совмещения видеозаписи и анимационных эффектов, что позволяет сделать сцены и движения более реалистичными.

Кроме того, технология открытых систем позволяет работать сразу с несколькими пакетами. Можно создать модель в одном пакете, разрисовать ее в другом, оживить в третьем, дополнить видеозаписью в четвертом. И, наконец, функции многих профессиональных пакетов можно сегодня расширить с помощью дополнительных приложений, написанных специально для базового пакета.

3D Studio MAX

Один из самых известных пакетов 3D-анимации производства фирмы Kinetix. Программа обеспечивает весь процесс создания трехмерного фильма: моделирование объектов и формирование сцены, анимацию и визуализацию, работу с видео. Программа претендует на роль конкурента мощным пакетам для рабочих станций SGI. Интерфейс программы един для всех модулей и обладает высокой степенью интерактивности. 3D Studio MAX реализует расширенные возможности управления анимацией, хранит историю жизни каждого объекта и позволяет создавать разнообразные световые эффекты, поддерживает 3D-акселераторы и имеет открытую архитектуру, то есть позволяет третьим фирмам включать в систему дополнительные приложения.

TrueSpace

Пакет TrueSpace фирмы Caligari предназначен для трехмерной анимации и отличается легкостью в использовании, гибкостью в управлении формами, поддержкой сплайнов и булевых операций над объектами. Это пакет 3D-моделирования, анимации и рендеринга. Новаторский интерфейс показывает линейки инструментов прямо в 3D-пространстве и выравнивает их по объекту, кроме того, они контекстно-зависимы. TrueSpace имеет встроенный язык сценариев (Python). Расширения (Plugin) и открытость архитектуры позволяют увеличить возможности пакета.

LightWave3D 

Пакет LightWave 3D, созданный фирмой NewTek имеет дружественный интерфейс, сильные средства моделирования, анимации и визуализации, хорошую библиотеку объектов и текстур, а также разрешает создавать VRML-файлы, что позволяет работать с ним в сети. По своим функциональным возможностям близок к 3D Studio MAX.

ElectricImage 

Пакет Electric Image фирмы Animation System, включает большой комплекс анимационных средств, спецэффекты, инструментарий для работы со звуком и генератор шрифтов с настраиваемыми параметрами. Хотя у этой программы нет средств моделирования, но зато есть возможность импорта свыше тридцати различных форматов моделей. Пакет также поддерживает работу с иерархическими объектами и средствами инверсной кинематики.

SoftImage3D 

Программа фирмы Softimage работает на платформах SGI и Windows NT. Она поддерживает моделирование на базе полигонов и сплайнов, создание спецэффектов, работу с частицами и технологию переноса движения с живых актеров на компьютерных персонажей. Высокопрофессиональный пакет 3D-анимации. Доступны такие инструменты, как моделлинг, анимация и рендеринг, позволяющие применять их в создании спецэффектов в фильмах, телепередачах, играх.

Ray Dream Studio

Программа обеспечивает набор профессиональных инструментов для 3D-дизайна и анимации. Пользователи могут создавать различные модели с использованием булевых операций и деформаций. К этим моделям можно применять различные текстуры или видеоизображения, а также рисовать прямо на их поверхности. Полнофункциональная анимация использует нерезкость движений для придания им реалистичности. Параметры визуализации позволяют не только задавать направления лучей, но и придавать изображению вид рисованного мультфильма.

Painter3D 

Это полнофункциональный пакет 3D-моделирования. Painter 3D дает возможность применять к объектам текстуры, удары, свет, отражение и свечение, а также позволяет автоматически обновлять текстуры. Кроме всего прочего, этот пакет поддерживает расширения (Plugin), что дает возможность, использовать множество стандартных и дополнительных спецэффектов. В пакет входят дополнения для Ray Dream Studio и 3D Studio MAX. Возможен также импорт (экспорт) объектов из форматов OBJ, DXF или 3DMF.

Видео воспроизводится кадрами с частотой 30 кадров в секунду. Будем считать, что каждый кадр воспроизводит одну страницу текста в течении 3 минут, которые надо, чтобы прочитать ее.

Один кадр - это один экран компьютера. Графическая информация кодируется точками и цветом. Обычно сейчас на экране размещают 800х600 точек. В каждой точке еще кодируется и цвет, как минимум три байта на точку. Таким образом необходимо:

60х300 сек х 30 раз в сек х 800х600 точек х 3 байта = 77 600 000 000 или примерно 77 Гб.

Памяти любого персонального компьютера здесь не хватит.

На самом деле видеофайлы никогда не хранятся в виде последовательности байтов, всегда применяют сложные алгоритмы сжатия, что приводит к уменьшению файлов в 50 – 100 раз, но повышает требования к быстродействию компьютеров для кодирования – раскодирования «на лету»

Видео файлы.

Для записи видеоинформации наиболее широко распространенными  видами файлов являются файлы с AVI  и MPEG. Формат  файлов AVI создан для видеоприложений фирмой Microsoft (расширение .avi), формат  MPEG1-2-3-4 разработан международной группой экспертов при поддержке ISO . Файлы содержат запись реальных видеоизображений (видеофильмов) со звуковым стереофоническим сопровождением. Разумеется, такие файлы наиболее объемные - запись минутного видеоролика занимает несколько Мбайт,

В последнее время все чаще применяется стандарт MPEG как более эффективный. Он позволяет достичь скорости передачи данных до 1,5 мб./сек (MPEG 1) или до 10 мб./сек. (MPEG 2). Суть этого метода сжатия в том, что весь экран разбивается на большое количество прямоугольников и от кадра к кадру передается и кодируется только та информация, которая изменялась, а тот элемент, который не менялся передается в новый кадр неизменным. Например, если сцена видеофильма содержит диалог двух людей на фоне комнаты, передается только информация о положении головы собеседников, рук и т.д., а обстановка комнаты передается из предыдущего кадра. Таким образом достигается сжатие информации в несколько десятков раз.

Для записи видеофайлов (создания AVI и MPEG-файлов) необходимо оснащение ПК еще одной дорогостоящей платой - видеоадаптером класса VideoBlaster для ввода в ПК и обработки стандартных видеосигналов от телевизора, видеомагнитофона или видеокамеры. Для работы такой платы нужно и специальное программное обеспечение, оно, как правило, поставляется вместе с видеоадаптером или входит в состав операционной системы.. Выпускаются и видеоадаптеры типа телевизионных тюнеров. Они принимают сигналы телевизионных станций и позволяют выводить их на экран дисплея (а иногда и записывать в виде файлов).

Для воспроизведения уже готовых AVI и MPEG-файлов вполне достаточно иметь обычную видеосистему ПК - желательно на базе видеоадаптера SVGA. Такой видеоадаптер часто оснащается графическим ускорителем и быстрым буфером - устройствами, ускоряющими вывод информации на экран дисплея.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8935. Судебная реформа 1860-70 х гг 295.72 KB
  Судебная реформа 1860-70х гг. Введение Судебная реформа XIX века, в России реформа судебной системы и судопроизводства. Вызванная развивавшимися в стране капиталистическими отношениями, судебная реформа отразила классо...
8936. Становление и развитие Республики Хакасия (1992-2001 годы) 154.5 KB
  Становление и развитие Республики Хакасия (1992-2001 годы) Введение Образование нового государства на карте после распада СССР, повлекло за собой процесс изменения и модернизации, как в политическом строе, так и обустройстве отдельных регионал...
8937. Проектирование предприятий общественного питания 272 KB
  Расчет длины и площади подвесного пути. Расчет площади складских помещений. Методика разработки производственной программы заготовочного цеха. Расчет и подбор мясорубки. Требования к размещению и планировке помещений для посетителей...
8938. Спецкурс по проектированию металлорежущих станков 851.5 KB
  Спецкурс по проектированию металлорежущих станков Содержание курса, методические указания, задания для выполнения контрольных и практических работ для студентов специальности 120100 Технология машиностроения. Оглавление Введение Содер...
8939. Создание физических моделей в ERwin 2.93 MB
  Создание физических моделей в ERwin Изучаются особенности работы с пакетом ERwin 3.5 в процессе создания информационных физических моделей сложных систем. Предназначены для студентов специальности 22 02. Модель, колонка, валидация, индекс, триггер, ...
8940. Система стандартов приспособлений для металлорежущих станков 467 KB
  Система стандартов приспособлений для металлорежущих станков Являются дополнением к учебной литературе при изучении лекционного курса Технологическая оснастка. Рекомендуются для самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлению 151000 Кон...
8941. Система смазки двигателя автомобиля ВАЗ 2110 124 KB
  Система смазки двигателя автомобиля ВАЗ 2110 Содержание: История создания автомобиля Общее устройство автомобиля Система смазки двигателя автомобиля ВАЗ 2110 Самый первый автомобиль. 26 января 1886 года... Дата, навсегда вошедшая в...
8942. Принципи організації документообігу та його особливості 129.13 KB
  Принципи організації документообігу та його особливості Порядок руху документів в організаціях не завжди продуманий - багато документів проходять довгий і заплутаний шлях від створення чи отримання до до виконання, ряд операцій з ними дублюєтьс...
8943. Психология и педагогика. Учебное пособие 2.51 MB
  Психология и педагогика Учебное пособие подготовлено в соответствии с Государственными образовательными требованиями (федеральный компонент) к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки выпускников высшей школы по циклу Общие гуманитарные...