BCA611 Video Oyunları için 3B Grafik. Zümra Kavafoğlu

Transkript

1 BCA611 Video Oyunları için 3B Grafik Ders 1 Zümra Kavafoğlu

2 Hakkımda Yüksek Lisans : Hesaplamalı Geometri, 3B Modelleme ve Görselleştirme Algoritmaları Proje: Madencilik Otomasyon Tasarımı ve Yazılımı Geliştirme (NetProMine) Maden cevherlerinin 3B Modellenmesi için üçgenleştirme ve katı model algoritmalarının geliştirilmesi

3 Hakkımda Doktora : Fiziksel Karakter Animasyonu Proje: Veri Güdümlü Sanal İnsan Animasyonu Yürüme, tırmanma, denge gibi insan hareketlerinin fiziksel simülasyonları için çeşitli makine öğrenmesi ve optimizasyon yöntemleriyle kontrolcülerin geliştirilmesi

4 Hakkımda Araştırma Alanları Bilgisayar Grafiği ve Animasyonu Fizik-tabanlı Animasyon Karakter Animasyonu Bilgisayar Animasyonu için Makine Öğrenmesi 3B Modelleme ve Görselleştirme

5 Kaynaklar JungHyun Han, 3D Graphics for Game Programming, CRC Press, ISBN-13: OpenGL Red Book WebGL

6 Puanlama 10 ödev projesi (Proje başına %6) 1 final projesi (%40) Tüm projeler WebGL ile yapılacak. Her ders rasgele 2 kişi ödev projesini anlatacak.

7 İletişim e-posta adresi : zdemir@hacettepe.edu.tr Ofis Saatleri: Pazartesi 10:00-12:00 (Gelmeden önce e-posta ile haber verin)

8 Bilgisayar Grafiği nedir? Bilgisayar yazılımları ve donanımları aracılığıyla üretilen tüm görüntülerin genel adı.

9 Kullanım alanları - Oyunlar Beyond Two Souls - QuanticDream Yooka-Laylee -Playtonic Games

10 Kullanım alanları - Filmler Curious Case of Benjamin Button Up

11 Kullanım alanları - Bilimsel Görselleştirme

12 Kullanım alanları - Eğitim Simülasyonları Ameliyat Simülasyonları Uçuş Simülasyonları

13 Kullanım alanları - Tasarım/Mimari Endüstriyel Tasarım Mimari Tasarım

14 Kullanım alanları - Sanal Gerçeklik

15 Oyun Üretimi (Grafik) Modelleme Animasyon Render Oyun üretiminin 3 ana bileşeni Modelleme ve çevrimdışı(offline) animasyon: Grafik sanatçıları Run-time Animasyon ve Render: Yazılımcılar

16 Modelleme GTA V - Rockstar Games

17 Modelleme - Poligonal Mesh Modelleme için en çok kullanılan yöntem nesnenin ya da karakterin yüzeyini poligonlarla modellemektir ve bu modele poligonal mesh denir.

18 Modelleme - Dokulama(Texturing) Run-time da nesne yüzeyine yapıştırılır Poligonal Mesh Doku(Texture) Modelleme sadece 3B modelleri oluşturmaktan ibaret değildir. Görsel gerçekçiliği arttırmak amacıyla bir 3B model doku(texture) ile kaplanmalıdır. En basit hali ile bir doku nesne yüzeyine yapıştırılan bitmap resimleridir

19 Animasyon insan gözünün ardarda çok hızlı bir biçimde gösterilen sabit resimleri(frames/ kareler) hareket olarak algılamasından faydalanılarak üretilir. 19

20 Karakter Animasyonu - Rigleme Karakterin iskelet yapısı belirlenir Poligonal mesh in bu iskeletin hareketleri altında nasıl deforme olacağı tanımlanır. Bu işleme rigleme denir.

21 Çevrimdışı Animasyon Riglenmiş modellerin grafik artistleri tarafından istenilen hareket için animasyonu çeşitli yazılımlarla çevrimdışı olarak üretilebilir.

22 Animasyon ve Modelleme Yazılımları

23 Çevrimdışı Animasyon - Hareket Yakalama(Motion Capture / Mocap)

24 Run-time Animasyon Problemleri Çevrimdışı üretilen animasyonlar oyun içinde her zaman olduğu gibi kullanılabilir mi? Run-time da değişen çevre koşulları ve etkiler altında karakterlerin ve nesnelerin hareketlerinin değişmesi gerekmez mi? Ne zaman hangi animasyon çalınmalı, bu animasyonlar arasındaki geçişler nasıl olmalı? Bir animasyon tamamen run-time da prosedürel olarak üretilemez mi?

25 Rendering GTA V - Rockstar Games

26 Grafik API leri(application Programming Interface/ Uygulama Geliştirme Arabirimi) Run-time animasyon ve rendering için Grafik API leri kullanılır. API programlanmış uygulamalarla bilgisayarın bileşenleri arasında bağlantı kuran bir yöntemler bütünüdür. Program Grafik API Donanım

27 Grafik API leri(application Programming Interface/ Uygulama Geliştirme Arabirimi) Başlıca grafik API leri OpenGL(cross-platform) ve Direct3D(sadece Microsoft) dir. Unity3D gibi oyun motorları veya OGRE3D gibi grafik kütüphaneleri de grafik API leri üzerine kuruludur.

28 WebGL WebGL (Web Graphics Library) 3B grafiklerin, uyumlu web tarayıcılarında herhangi eklentiye(plug-in) ihtiyaç olmadan renderlanmasını sağlayan bir JavaScript API sidir. Kullanımı OpenGL e çok benzerdir. Herhangi bir kurulum gerektirmez. Sistem bağımlı değildir.

29 Ders İçeriği Rendering Poligonal Meshler Vertex İşleme Transformlar Vertex Işıklandırması Rasterizasyon Dokulama Işıklandırma Gölgelendirme(Shading) Shader Modeller Animasyon Keyframe Animasyon Hareket Yakalama (Motion Capture) Rotasyon Gösterimleri Euler Açıları Rotasyon Matrisleri Quaternion Hiyerarşik Modelleme İleri Kinematik(Forward Kinematics) Skinleme Ters Kinematik(Inverse Kinematics)

30 Bir sonraki ders WebGL tanıtımı Poligonal Meshler