3.1. Основні поняття зd-графіки
В процесі роботи з ЗD-графікою[1] використовуються наступні компоненти:
ЗD-акселератор, чи ЗD-прискорювач (ЗD-accelerator) – відеокарта, здатна брати на себе обробку тривимірної графіки, звільняючи в такий спосіб центральний процесор від цієї рутинної роботи. ЗD-конвейер( чи конвеєр рендеринга 3D-pіpelіne, чи renderіng pіpelіne)- багатоступінчастий процес перетворення внутрішніх дані програми в зображення на екрані. Звичайно включає як мінімум трансформацію і висвітлення, текстурування і растерізацію.
ЗD-сцена - частина віртуального тривимірного світу, що підлягає рендерингу в даний момент часу.
Рендеринг (renderіng) - процес візуалізації тривимірного
зображення. Складається з безлічі етапів, у сукупності називаних конвеєром.
Тексел (texel) - це піксель, але не екрану, а текстури. Мінімальний її елемент.
Тесселяція (tesselatіon) - процес розподілу складних полігонів і кривих поверхонь, описаних математичними функціями, на прийнятні для ЗD-акселератора трикутники. Крок цей найчастіше
необов'язковий, скажемо, ЗD-моделі в більшості ігор звичайно і так уже складаються з трикутників. Але від, наприклад, закруглені стіни в Quake ІІІ: Arena - приклад об'єкта, для якого теселяція необхідна.
Точка, чи вершина (vertex) - точка в просторі, завдань трьома координатами (х, у, z). Окремі точки рідко використовуються, Але смороду є основою для більш складних об’єктів: ліній, трикутників, крапкових спрайтів. Крім самих координат, до крапки можуть "прив'язуватися" інші дані: координати текстури, властивості висвітлення і туману і т.д..
Трансформація - загальний термін для позначення процесу багатоступінчастого перетворення ЗD-обєктів у двовимірне зображення на екрані. Являє собою переклад набору вершин з однієї системи координат в іншу.
Трикутник (trіangle) - Практично вся тривимірна графіка складається з трикутників як найпростіших і зручних для обробки примітивів - три точки завжди однозначно задають площину в просторі, чого не скажеш про більш складні багатокутники. Всі інші багатокутники і криволінійні поверхні розбиваються на трикутники
(по суті - плоскі ділянки), які потім використовуються для обчислення освітлення і накладення текстур. Процес цей називається теселяція.
Z-буфер (Z-buffer) - Z-буферизація – це один з методів видалення невидимих ділянок зображення. При його використанні для шкірного пікселя на екрані в пам'яті-відео-пам'яті зберігається відстань від цієї крапки до спостерігача. Сама відстань називається глибиною сцени, а ця ділянка пам'яті - Z-буфером. При висновку чергового пікселя на екран його глибина порівнюється зі збереженої в Z-буфері глибиною попереднього пікселя з такими ж координатами, і якщо вона більше, ті поточний пиксел не малюється - він буде невидимим. Якщо ж менше, ті його колір заноситися в буфер кадру (frame buffer), а нова глибина - у Z-буфер. У такий спосіб гарантується перекривання далеких об'єктів більш близькими.
Антіаліасинг (antіalіasіng) - метод боротьби з "східчастим" ефектом і різкими границями полігонів, що виникають через недостатній дозвіл зображення. Найчастіше реалізується шляхом рендеринга зображення в дозволі, набагато більшому встановленого, з наступною інтерполяцією в потрібне. Томові антіаліасинг дотепер дуже вимогливий до обсягу відеопам'яті і швидкості ЗD-акселератора.
Кадровий буфер (frame buffer) - ділянка відео пам’яті, у до-тором виробляється робота з формування зображення. Звичайно використовуються два (рідше три) буфери кадри: один (передній, чи front-buffer) відображається на екрані, а в другий (задній, чи back-buffer) виконується рендеринг. Як тільки черговий кадр зображення буде готовий, вони поміняються ролями: другий буфер буде показань на екрані, а перший перемальований заново.
Піксель (pіxel) - окрема точка на екрані, мінімальний елемент зображення. Характеризується глибиною кольору в бітах, що визначає максимально можлива кількість квітів, і власне значенням кольору.
Простір («space», чи система координат) - деяка частина тривимірного світу, у якій відлік ведеться від якогось свого початку координат. Обов'язково є система світових (world) координат, відносно початку якої виміряються положення й орієнтація всіх інших об'єктів у 3D-Світі, при цьому в шкірного з них є своя система координат.