Bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüler - Computer-generated imagery

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Morfojenetik Yaptıklarım bilgisayar tarafından oluşturulan dijital sanat sergi Andy Lomas de Watermans Sanat Merkezi , batı Londra 2016 yılında,.

Bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüler ( CGI ), filmlerde, televizyon programlarında , kısa filmlerde , reklamlarda ve videolarda sanat , basılı medya, video oyunları , simülatörler , bilgisayar animasyonu ve VFX'te görüntüler oluşturmak veya bunlara katkıda bulunmak için bilgisayar grafiklerinin uygulanmasıdır . Görüntüler dinamik veya statik olabilir ve iki boyutlu (2D) olabilir , ancak "CGI" terimi genellikle filmlerde ve televizyonda karakterler, sahneler ve özel efektler oluşturmak için kullanılan 3 boyutlu bilgisayar grafiklerine atıfta bulunmak için kullanılır. 'CGI animasyonu' olarak tanımlanan. İlk olarak 1986 tarihli Flight of the Navigator filminde kullanıldı .

CGI'nin evrimi , simüle edilmiş kameranın vizyonunun fizik yasalarıyla sınırlandırılmadığı 1990'larda sanal sinematografinin ortaya çıkmasına yol açtı . CGI yazılımının mevcudiyeti ve artan bilgisayar hızları, bireysel sanatçıların ve küçük şirketlerin ev bilgisayarlarından profesyonel düzeyde filmler, oyunlar ve güzel sanatlar üretmesine izin verdi.

Terimi sanal dünya şimdi CGI ile oluşturulan ajan tabanlı, etkileşimli ortamlar, ifade eder.

Statik görüntüler ve manzaralar

Animasyonlu görüntüler yalnızca bilgisayarda oluşturulan görüntülerin bir parçasını oluşturmakla kalmaz; doğal görünümlü manzaralar ( fraktal manzaralar gibi ) da bilgisayar algoritmaları aracılığıyla oluşturulur . Fraktal yüzeyler oluşturmanın basit bir yolu , bir de Rham eğrisinin bazı özel durumlarının , örneğin orta nokta yer değiştirmesine bağlı olarak üçgen ağ yönteminin bir uzantısını kullanmaktır . Örneğin, algoritma büyük bir üçgenle başlayabilir, ardından onu dört küçük Sierpinski üçgenine bölerek yinelemeli olarak yakınlaştırabilir , ardından her noktanın en yakın komşularından yüksekliğini enterpolasyon yapabilir. Bir Brown yüzeyinin oluşturulması, yalnızca yeni düğümler oluşturulurken parazit ekleyerek değil, aynı zamanda ağın birden çok seviyesinde ek parazit ekleyerek de sağlanabilir. Bu nedenle, nispeten basit fraktal algoritmalar kullanılarak değişen yükseklik seviyelerine sahip bir topografik harita oluşturulabilir. CGI'de kullanılan bazı tipik, programlaması kolay fraktallar, plazma fraktalidir ve daha dramatik fay fraktalidir .

Bilgisayar tarafından oluşturulan yüksek düzeyde odaklanmış etkiler üretmek için birçok özel teknik araştırılmış ve geliştirilmiştir - örneğin, belirli bir taş tabanlı yüzey için taşların kimyasal aşınmasını temsil etmek ve "yaşlanmış bir görünüm" oluşturmak için belirli modellerin kullanılması.

Mimari sahneler

Blender'da yapılan, günbatımında bir evi gösteren, bilgisayarda oluşturulmuş bir görüntü .

Modern mimarlar, hem müşteriler hem de inşaatçılar için 3 boyutlu modeller oluşturmak için bilgisayar grafik firmalarının hizmetlerini kullanır. Bilgisayarla oluşturulan bu modeller, geleneksel çizimlere göre daha doğru olabilir. Mimari animasyon (etkileşimli görüntüler yerine binaların animasyonlu filmlerini sağlar), bir binanın çevre ve çevresindeki binalarla ilgili olası ilişkisini görmek için de kullanılabilir. Mimari mekanların kağıt ve kalem araçları kullanılmadan işlenmesi, bir dizi bilgisayar destekli mimari tasarım sistemi ile artık yaygın olarak kabul gören bir uygulamadır.

Mimari modelleme araçları, bir mimarın bir mekanı görselleştirmesine ve interaktif bir şekilde "gezintiler" gerçekleştirmesine, böylece hem kentsel hem de bina seviyelerinde "interaktif ortamlar" sunmasına olanak tanır. Mimarideki özel uygulamalar sadece bina yapılarının (duvarlar ve pencereler gibi) ve geçişlerin özelliklerini değil, aynı zamanda ışığın etkilerini ve güneş ışığının günün farklı saatlerinde belirli bir tasarımı nasıl etkileyeceğini de içerir.

Mimari modelleme araçları artık giderek daha fazla internet tabanlı hale geldi. Bununla birlikte, internet tabanlı sistemlerin kalitesi, sofistike şirket içi modelleme sistemlerinin gerisinde kalmaktadır.

Bazı uygulamalarda, bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüler, tarihi binaları "tersine mühendislik" yapmak için kullanılır. Örneğin, Almanya'daki Georgenthal'daki manastırın bilgisayarla üretilmiş bir rekonstrüksiyonu, manastırın kalıntılarından türetildi, ancak izleyiciye binanın o günkü neye benzeyeceğine dair bir "görünüm ve his" sağladı.

Anatomik modeller

Bir bilgisayar tarafından bir
röntgen koleksiyonundan oluşturulan bir BT pulmoner anjiyogram görüntüsü .

İskelet animasyonunda kullanılan bilgisayarla oluşturulmuş modeller her zaman anatomik olarak doğru değildir. Ancak, Bilimsel Hesaplama ve Görüntüleme Enstitüsü gibi kuruluşlar anatomik olarak doğru bilgisayar tabanlı modeller geliştirdiler. Bilgisayarla oluşturulan anatomik modeller hem eğitim hem de operasyonel amaçlar için kullanılabilir. Bugüne kadar, tıp öğrencileri tarafından Frank H. Netter'in görüntüleri , örneğin Kardiyak görüntüler gibi , büyük bir sanatçı tarafından üretilmiş tıbbi görüntüler kullanılmaya devam etmektedir . Bununla birlikte, bir dizi çevrimiçi anatomik model mevcuttur.

Tek bir hasta röntgeni , dijitalleştirilmiş olsa bile, bilgisayarda oluşturulan bir görüntü değildir. Bununla birlikte, CT taramalarını içeren uygulamalarda , "bilgisayar tarafından oluşturulan görüntü" üreten birçok tek dilimli x-ışınlarından otomatik olarak üç boyutlu bir model üretilir. Manyetik rezonans görüntülemeyi içeren uygulamalar, birleşik, dahili bir görüntü oluşturmak için bir dizi "anlık görüntüyü" (bu durumda manyetik darbeler yoluyla) bir araya getirir.

Modern tıbbi uygulamalarda, hastaya özel modeller 'bilgisayar destekli ameliyatta' inşa edilmektedir. Örneğin, total diz protezinde , hastaya özel detaylı bir modelin oluşturulması, ameliyatı dikkatli bir şekilde planlamak için kullanılabilir. Bu üç boyutlu modeller genellikle hastanın kendi anatomisinin uygun kısımlarının çoklu BT taramalarından çıkarılır . Bu modeller, kalp hastalığını tedavi etmek için yaygın prosedürlerden biri olan aort kapak implantasyonlarının planlanmasında da kullanılabilir . Koroner açıklıkların şekli, çapı ve pozisyonunun hastadan hastaya büyük ölçüde değişebileceği göz önüne alındığında, bir hastanın kapak anatomisine çok benzeyen bir modelin çıkarılması ( BT taramalarından ) prosedürün planlanmasında oldukça faydalı olabilir.

Kumaş ve deri resimleri

Bilgisayar tarafından oluşturulan ıslak kürk.

Kıyafet modelleri genel olarak üç gruba ayrılır:

  • İplik geçişinde geometrik-mekanik yapı
  • Sürekli elastik tabakaların mekaniği
  • Kumaşın geometrik makroskopik özellikleri.

Bugüne kadar, dijital bir karakterin giysilerini doğal bir şekilde otomatik olarak katlamak birçok animatör için bir zorluk olmaya devam ediyor.

Film, reklam ve diğer kamusal sergileme biçimlerinde kullanımlarına ek olarak, bilgisayar tarafından üretilen giysi görüntüleri artık en iyi moda tasarım firmaları tarafından rutin olarak kullanılmaktadır.

İnsan derisi görüntülerini oluşturmadaki zorluk , üç düzeyde gerçekçilik içerir:

  • Statik seviyede gerçek cilde benzeyen fotoğraf gerçekçiliği
  • Hareketlerine benzeyen fiziksel gerçekçilik
  • Eylemlere tepkisine benzeyen işlev gerçekçiliği .

İnce kırışıklıklar ve cilt gözenekleri gibi en iyi görünen özellikler , yaklaşık 100 µm veya 0.1 milimetre boyutundadır . Cilt , hedefin yüzeyleri üzerinde 7 boyutlu çift ​​yönlü doku fonksiyonu (BTF) veya çift ​​yönlü saçılma dağılım fonksiyonu (BSDF) koleksiyonu olarak modellenebilir .

Etkileşimli simülasyon ve görselleştirme

Etkileşimli görselleştirme, dinamik olarak değişiklik gösterebilen ve bir kullanıcının verileri birden çok perspektiften görüntülemesine olanak tanıyan verilerin oluşturulmasıdır. Uygulama alanları, akışkan dinamiğindeki akış modellerinin görselleştirilmesinden belirli bilgisayar destekli tasarım uygulamalarına kadar önemli ölçüde değişebilir . Sunulan veriler, kullanıcı sistemle etkileşime girdikçe değişen belirli görsel sahnelere karşılık gelebilir - örneğin, uçuş simülatörleri gibi simülatörler , dünyayı temsil etmek için CGI tekniklerini kapsamlı bir şekilde kullanır.

Soyut düzeyde, etkileşimli bir görselleştirme süreci, işlenmemiş verilerin yönetildiği ve işleme için uygun hale getiren bir forma filtrelendiği bir "veri hattı" içerir. Bu genellikle "görselleştirme verileri" olarak adlandırılır . Görselleştirme verileri daha sonra bir işleme sistemine beslenebilen bir "görselleştirme temsili" ile eşleştirilir. Bu genellikle "işlenebilir gösterim" olarak adlandırılır . Bu temsil daha sonra bir görüntülenebilir görüntü olarak sunulur. Kullanıcı sistemle etkileşime girdiğinde (örneğin, sanal dünyadaki konumlarını değiştirmek için kumanda kolu kontrollerini kullanarak) ham veriler, yeni bir işlenmiş görüntü oluşturmak için boru hattından beslenir ve bu, genellikle bu tür uygulamalarda gerçek zamanlı hesaplama verimliliğini önemli bir konu haline getirir. .

Bilgisayar animasyonu

Machinima filmleri doğası gereği CGI filmleridir

Manzaraların bilgisayarda oluşturulan görüntüleri statik olabilirken, bilgisayar animasyonu yalnızca bir filme benzeyen dinamik görüntüler için geçerlidir. Bununla birlikte, genel olarak, bilgisayar animasyonu terimi, kullanıcı etkileşimine izin vermeyen dinamik görüntüleri ifade eder ve sanal dünya terimi , etkileşimli animasyonlu ortamlar için kullanılır.

Bilgisayar animasyonu, esasen 3B modellerin stop motion animasyonu ve 2B çizimlerin kare kare animasyonu sanatının dijital halefidir . Bilgisayarla oluşturulan animasyonlar, efekt çekimleri için minyatürler oluşturmak veya kalabalık sahneleri için ekstralar kiralamak gibi fiziksel temelli diğer işlemlerden daha kontrol edilebilirdir ve çünkü bu, başka herhangi bir teknoloji kullanılarak gerçekleştirilemeyecek görüntülerin oluşturulmasına izin verir. Ayrıca, tek bir grafik sanatçısının bu tür içeriği aktörler, pahalı set parçaları veya sahne donanımı kullanmadan üretmesine izin verebilir.

Hareket yanılsaması yaratmak için, bilgisayar ekranında bir görüntü görüntülenir ve tekrar tekrar önceki görüntüye benzer, ancak zaman alanında biraz ilerlemiş yeni bir görüntü ile değiştirilir (genellikle 24 veya 30 kare / saniye hızında) . Bu teknik, hareket yanılsamasının televizyon ve sinema filmleriyle nasıl elde edildiğiyle aynıdır .

Sanal dünyalar

Metal toplar.

Sanal dünya, kullanıcının animasyonlu karakterlerle etkileşime girmesine veya avatar olarak bilinen animasyonlu karakterlerin kullanımı yoluyla diğer kullanıcılarla etkileşime girmesine izin veren simüle edilmiş bir ortamdır . Sanal dünyalar, kullanıcılarının ikamet etmeleri ve etkileşimde bulunmaları için tasarlanmıştır ve bugün bu terim büyük ölçüde, kullanıcıların grafiksel olarak başkaları tarafından görülebilen avatarlar biçimini aldığı etkileşimli 3B sanal ortamlarla eşanlamlı hale gelmiştir . Bu avatarlar genellikle metinsel, iki boyutlu veya üç boyutlu grafik temsiller olarak tasvir edilir , ancak diğer formlar da mümkündür (örneğin işitsel ve dokunma duyumları). Hepsi olmasa da bazıları, sanal dünyalar birden fazla kullanıcıya izin verir.

Mahkeme salonlarında

Bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüler, öncelikle 2000'li yılların başından beri mahkeme salonlarında kullanılmaktadır. Ancak bazı uzmanlar bunun önyargılı olduğunu savundu. Yargıçların veya jürinin olayların, kanıtların veya hipotezlerin sırasını daha iyi görselleştirmelerine yardımcı olmak için kullanılırlar. Bununla birlikte, 1997 yılında yapılan bir araştırma, insanların zayıf sezgisel fizikçiler olduğunu ve bilgisayarda oluşturulan görüntülerden kolayca etkilendiğini gösterdi. Bu nedenle, jüri üyelerinin ve diğer yasal karar vericilerin, bu tür sergilerin yalnızca bir potansiyel olay dizisinin temsili olduğunun farkına varmaları önemlidir.

Hareket yakalama

Bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüler, CGI ve animasyonla gelen hataları daha iyi kapatmak için genellikle hareket yakalama ile birlikte kullanılır . Bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüler, pratik uygulamasında ne kadar gerçekçi görünebileceğiyle sınırlıdır. Gerçekçi olmayan veya kötü yönetilen bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüler Uncanny Valley etkisine neden olabilir . Bu etki, insanın ürkütücü bir şekilde insanlara benzeyen, ancak biraz bozuk olan şeyleri tanıma yeteneğini ifade eder. Bu tür bir yetenek, insan vücudunun karmaşık anatomisi nedeniyle çoğu kez mükemmel bir şekilde kopyalamakta başarısız olabilen, bilgisayar tarafından oluşturulan normal görüntülerde bir kusurdur. Hareket yakalamanın devreye girdiği yer burasıdır. Sanatçılar, bir eylemi gerçekleştiren bir insanın görüntülerini almak için bir hareket yakalama donanımı kullanabilir ve ardından normal görünmesi için bilgisayar tarafından oluşturulan görüntülerle mükemmel bir şekilde kopyalayabilir.

Anatomik olarak doğru dijital modellerin olmaması, bilgisayar tarafından oluşturulan görüntülerde kullanıldığı için hareket yakalama gerekliliğine katkıda bulunur. Bilgisayar tarafından üretilen görüntüler, işlenen nesnenin yalnızca dışını veya cildini yansıttığı için, konuşma gibi ince motor kontrolünde kullanılan birbirine kenetlenen kas grupları arasındaki son derece küçük etkileşimleri yakalayamaz. Şekilli dudaklar ve dil hareketi ile ses çıkarırken yüzün sürekli hareketi, konuşmayla birlikte gelen yüz ifadelerinin elle kopyalanması zordur. Hareket yakalama, yüz kaslarının temeldeki hareketini yakalayabilir ve Josh Brolin'in Thanos'u gibi sesle birlikte gelen görseli daha iyi kopyalayabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Alıntılar

Kaynaklar

  • Begault, Durand R. (1994). Sanal Gerçeklik ve Multimedya için 3-D Ses . AP Uzmanı. ISBN   978-0-1208-4735-8 .
  • Biocca, Frank; Levy, Mark R. (1995). Sanal Gerçeklik Çağında İletişim . Lawrence Erlbaum Associates. ISBN   978-0-8058-1549-8 .
  • Peitgen, Heinz-Otto; Jürgens, Hartmut; Saupe, Dietmar (2004). Kaos ve Fraktallar: Bilimin Yeni Sınırları . Springer Science & Business Media. ISBN   978-0-387-20229-7 .
  • Sondermann, Horst (2008). Light Shadow Space: Cinema 4D ile Mimari Rendering . Viyana: Springer. ISBN   978-3-211-48761-7 .

Dış bağlantılar