Tworzenie świata

Jeżeli zastanawiałeś się kiedyś, jak powstała gra 'Halo' albo 'Warcraft III', trafiłeś w dobre miejsce. Zapraszamy do fascynującego świata programowania grafiki 3D!

Człowiek wyposażony jest przez naturę w parę oczu. Światło docierające do każdego z nich przechodzi przez organiczną soczewkę zwaną źrenicą i trafia na dno oka. Tam znajdują się tkanki, które zamieniają światło na sygnały elektryczne o bardzo małym natężeniu, przekazywanym z kolei do mózgu, który zajmuje się analizą obrazu. Informacja o kolorze jest "kodowana" w postaci fotonów o różnych częstotliwościach. Dzięki temu możemy odróżnić kolory, takie jak czerwony, zielony czy niebieski. Na przykład abyś mógł zobaczyć kolor brązowy, do receptorów twojego oka musi dotrzeć mieszanka: 60 procent fotonów "czerwonych", 40 procent fotonów "zielonych" i 10 procent fotonów "niebieskich".

Tak powstaje sztuczny sześcian.Pomysł ekranu komputerowego został oparty na budowie kineskopu telewizyjnego, ale projekt został rozwinięty i przystosowany do wyświetlania bardzo dokładnego obrazu.

Ekran składa się z kilku milionów pikseli. Działo elektronowe wysyła w konkretny punkt ekranu wiązkę światła mającą określony kolor - czerwony, zielony lub niebieski - o określonym natężeniu. Kolor czarny wtedy, gdy dany piksel nie jest w ogóle naświetlany. Każdy piksel składa się z trzech rowków odpowiadających podanym kolorom. Ich kombinacja pozwala uzyskać dowolną barwę.

Historia pewnego sześcianu

Komputerowa grafika 3D jest tak naprawdę obrazem dwuwymiarowym, który imituje trzeci wymiar, tworząc iluzję głębi. Każde oko widzi ten sam obiekt z dwóch perspektyw. Obraz 2D powstający na dnie oka jest przekazywany do mózgu, który łączy oba obrazy, tworząc widok 3D, zawierający informację o odległości.

Obraz 3D można więc imitować, uzależniając kąt nie tylko od wielkości obiektu, ale także odległości. Pierwsze telewizory i kina trójwymiarowe wyświetlały oddzielnie niebieski obraz dla lewego oka i czerwony dla prawego, każdy różniący się kątem widzenia. Widz zakładał czerwono-niebieskie okulary, przez które do każdego oka docierał odpowiedni obraz, a mózg łączył je w całość i tak powstawała iluzja trzeciego wymiaru.

Innym sposobem na pełną imitację obrazu 3D jest wyświetlanie dla lewego oka obrazu spolaryzowanego poziomo, a dla prawego - pionowo na przemian.

W tym wypadku okulary, zsynchronizowane z ekranem, przepuszczają odpowiednio do lewego oka tylko fale poziome, a do prawego pionowe. Taki sposób wyświetlania nie znajduje jeszcze zastosowania, ponieważ filmów nie kręci się dwiema kamerami, a odbiorniki telewizyjne nie są przystosowane do wyświetlania 50 klatek na sekundę, co jest niezbędne, jeśli obraz 3D ma być w pełni płynny.

Każdy punkt ekranu składa się z trzech barw: czerwonej, zielonej i niebieskiej.Aby stworzyć obraz imitujący na ekranie komputera trójwymiarowy widok, trzeba wyszukać i zaimplementować do niego te elementy, które zwykle dają nam wiedzę o zależnościach między obiektami. Nie jest to proste. Obecne karty graficzne i akceleratory mają w sumie większą moc obliczeniową niż procesory najnowszej generacji! Co więcej, mogą przejąć od procesora wszystkie operacje graficzne i programiście pozostaje tylko tworzenie lepszych algorytmów inteligencji i coraz bardziej rozbudowanych gier i programów multimedialnych. Karta graficzna sama dba o tworzenie cieni i wielu innych efektów dających pozory rzeczywistości. Spróbujmy prześledzić najważniejsze, zebrane w kolejności, w jakiej zajmuje się nimi procesor komputera lub akceleratora.