Полигоны

3.4 Полигоны

Спрайты и воксели - это неотъемлемая часть современной 3D-графики, но чаще всего она основывается на полигонах. Полигоны впервые появились в том виде, в котором мы привыкли их воспринимать, в "хитовейшей" игре, одном из лучших 3D-Action своего времени (а, возможно и всех времен), великом Quake. Его "движок" мог накладывать невероятное по тем временам количество текстур. Все "геймеры" были "в шоке". Какой рывок в графике! Раньше текстуры накладывались только на стены в упомянутых выше коридорных войнах времен Doom. А в Quake каждый монстр оказался покрыт множеством таких рисунков. "Монстрятник" стал трехмерным, и его участники больше не "дергались" при резкой смене заранее прорисованных фаз (с этого момента персонажи игр с хорошими движками обрели собственные поверхности). Противник в этом хите мог плавно поворачиваться перед нами, потому что в каждом новом кадре можно было пересчитать его текущую позицию, которая не была заранее отрисованным "мультипликационным" спрайтом, а была результатом динамического перемещения, не ограниченного тесными рамками фаз. Плавное движение из кадра в кадр радовало глаз. Но ведь индустрия электронных развлечений не стоит на месте. Каждый день придумывается что-то новое, реализуется в одном из грядущих "движков", после чего мы сможем наблюдать эту свежепридуманную технологическую особенность в реально воплощенных в жизнь играх.

Полигонная технология создания трехмерной графики на сегодняшний день является самой развитой и продолжает прогрессировать с невероятной скоростью. "Движки" сменяются один другим, и, каждый раз, мы можем созерцать богатые возможности нового графического механизма. По этой причине в терминологии, связанной с наложением полигонов появилось (и появляется постоянно) много новых слов. Большинство из них, кроме функций графических механизмов, обозначают аналогичные возможности аппаратуры для 3D-графики.

До разъяснения таких терминов как билинейная, трилинейная, анизотропная фильтрация, мип-мэппинг и многих иных, следует объяснить три первоначальных слова, касающихся полигонной 3D-графики. Это - текстура, тексель и, собственно, полигон. Не зная значений этих терминов, бесполезно понять что-либо иное.

Полигон - это абстрактная геометрическая фигура, на которой основывается обсуждаемая разновидность графики. Полигон, выражаясь "абсолютно русскими" словами, - это многоугольник. То есть у этой фигуры может быть три и более углов. В графике у полигона - три угла по той причине, что большее количество углов не приносит пользы, но "пожирает" вычислительные ресурсы нашего "железного друга". Конечно, если графика обрабатывается на аппаратном уровне, то никакие распределяемые ресурсы не затрачиваются, но графический процессор (или их набор) должен быть более совершенным и мощным. Реально же в терминах программистов, полигон - это геометрический примитив, то есть простейшая фигура.

Полигон, как сказано выше, абстрактен. Он не имеет внешнего вида - это факт, но тогда сам собой напрашивается вопрос, а что же мы видим на экране? Просто, на каждый полигон "натягивается" текстура. Текстура - ни что иное, как обычный растровый (т.е. точечный) рисунок, покрывающий поверхность полигона и придающий ему определенный вид. Рисунок масштабируется, поворачивается и цвет его точек (текселей) переносится на экран. При удалении рисунка от экрана (то есть при увеличении значения по оси Z) происходит уменьшение значения растра. При приближении происходит увеличение растра, и он, так же, как и в случае со старыми спрайтовыми "движками", пугает нас огромными текселями, "закрывающими" по несколько пикселей (точек на плоской поверхности экрана).

Но Quake не остался в таком виде - появилась его особая версия GLQuake, основывающаяся на работе 3D-ускорителей "через" интерфейс прикладного программирования OpenGL. В ней были применены новейшие (в те времена) технологии: альфа смешение, билинейная фильтрация, мип-мэппинг, дымка и многое другое. Конечно, в великом Q (точнее сказать - GLQ) было реализовано много "красивостей", но еще больше их оказалось в Q2.

Заключение

Все области применения – будь то инженерная и научная, бизнес и искусство – являются сферой применения компьютерной графики. Возрастающий потенциал ПК и их громадное число - порядка 100 миллионов - обеспечивает соблазнительную базу для капиталовложений и роста. Неизвестно как долго продлиться тенденция удвоения капиталовложений, особенно под воздействием цен, однако ожидается устойчивое 10% ежегодное повышение в последующие 5 лет.

Сегодня особенно привлекательны для инвесторов компании, специализирующиеся на графических интерфейсах пользователя, объектно-ориентированных программах, виртуальной реальности и программном обеспечении параллельных процессов. Мы вступаем в новую эпоху расширения полномочий графических систем при движении по информационной супермагистрали.

Список использованной литературы

1.    Информатика: Базовый курс/С.В. Симонович и др. – СПб.: «Питер», 2001.

2.    http://tl78.net/publ/8-1-0-10

3.    http://www.ito.su/2003/tezis/II-4-2672-Publication.html

4.    http://blitz-3d.narod.ru/teoria/zalc/glava10/

5.    http://gameconstructor.narod.ru/clauses/games_as_it_is_done/game_the_schedule.htm