Ta witryna wykorzystuje pliki cookie, dowiedz się więcej Zgadzam się
>>> Strona główna >>> Studia I stopnia >>> Inżynieria multimediów >>> Wyróżnione prace inżynierskie

Wyróżnione prace inżynierskie

Autor: Jakub Marczuk
Promotor: mgr inż. Daniel Jaroszewski
Temat: Modelowanie i oświetlenie fotorealistycznych wnętrz w środowisku 3D
Opis pracy:

    Grafiką komputerową nazywamy dział informatyki zajmujący się wykorzystywaniem komputerów do generowania obrazów oraz wizualizacją rzeczywistych danych. Zatem pojęcie grafiki odnosi się praktycznie do wszystkiego, co widzimy na ekranach monitorów. Poczynając od zwykłego tekstu reprezentowanego przez różnego rodzaju czcionki, ikony i foldery widoczne na ekranie monitora, po obrazy i animacje tworzone za pomocą urządzeń peryferyjnych, takich jak aparat cyfrowy czy kamera, lub grafikę i animacje wspomagane komputerowo.

    Początki grafiki komputerowej sięgają wczesnych lat 60 XX wieku, kiedy to zaczęto wykorzystywać  „maszyny liczące” do symulacji zjawisk zachodzących w fizyce. W latach 70. opracowano takie techniki, jak krzywe Béziera, cieniowanie Phonga, Gouranda oraz podstawy renderingu, czyli procesu przeliczania przez komputer między innymi odbicia, cieni, załamania światła przygotowanej sceny dla uzyskania końcowego efektu w postaci grafiki płaskiej lub animacji. Pod koniec lat 70. i na początku 80. pojawiły się pierwsze produkcje telewizyjne wykorzystujące grafikę trójwymiarową – 3D. Przykładem może być filmowa saga „Gwiezdne Wojny” George'a Lucasa z 1977 roku, której kolejne części pojawiają się aż do dziś. Dalsze prace nad rozwojem grafiki 3D, nad nowymi, doskonalszymi algorytmami obliczeniowymi i zwiększaniem mocy obliczeniowej komputerów przyczyniły się do uzyskiwania efektów coraz bardziej zbliżonych do fotorealistycznych. Obecnie komputery osobiste wyposażone w odpowiednie oprogramowanie umożliwiają tworzenie i edycję w pełni fotorealistycznej grafiki i animacji. Dysponując zaledwie kilkoma średniej klasy komputerami, jesteśmy w stanie przy odpowiednim wkładzie pracy wykonywać filmy mogące konkurować z niektórymi dziełami Hollywoodzkimi. Najlepszym tego przykładem jest słynny film „Katedra” Tomasza Bagińskiego nominowany do nagrody Oskara w 2003 roku.

    Celem pracy była realizacja filmu, w którym miały zostać zaprezentowane modele przedstawiające najważniejsze aspekty związane z modelowaniem i oświetleniem fotorealistycznych wnętrz w środowisku 3D.


    Podczas tworzenia modeli występujących w animacji autor starał się jak najdokładniej odwzorować poszczególne wymyślone przez niego elementy wnętrz. Na co dzień często nie zwracamy uwagi na ilość i stopień skomplikowania geometrycznych brył, z jakich zbudowane są otaczające nas przedmioty. W środowisku 3D, aby uzyskać efekt realizmu sceny, bardzo ważne jest zadbanie o poprawne odwzorowanie nawet najdrobniejszych szczegółów. Podczas wszystkich etapów tworzenia filmu student pokonał wiele różnych problemów. Począwszy od dylematów związanych z dopasowaniem odpowiednich kształtów i form modeli oraz doborem właściwych materiałów do poszczególnych obiektów, a skończywszy na ograniczeniach technicznych, jakie stawiał przed nim sprzęt komputerowy wykorzystany do modelowania i wykonania renderingów.

    Prawie wszystkie elementy wyposażenia wnętrz zostały zaprojektowane przez studenta. Autor musiał więc zadbać nie tylko o ich wierne wymodelowanie i dobre oświetlenie, ale również pomyśleć o realnych możliwościach ich wykonania przy wykorzystaniu dostępnych w przemyśle technologii.

    Projektując poszczególne elementy wykonane z drewna, metalu czy szkła, autor zwracał szczególną uwagę na możliwości praktycznej obróbki tych tworzyw. Aby uniknąć sytuacji, w której modelowany przez niego element mógłby się okazać niewykonalny w rzeczywistości. Podczas wykonywania modeli mebli występujące w danym pomieszczeniu oraz aranżowania wnętrz, autor wiele razy zmieniał rodzaje materiałów i ich kolorystykę, by uzyskać harmonijne wnętrze.

    Przy projektowaniu wnętrza w stylu orientalnym autor nawiązał internetowy kontakt z mieszkanką Tokio o imieniu Edo. Wielokrotnie konsultacje z nią, jej rady i sugestie dotyczące charakterystycznych szczegółów aranżacji japońskich wnętrz pomogły autorowi w uzyskaniu realistycznego wyglądu sceny – z charakterystyczną papierowo-drewnianą konstrukcją ścian i drzwi, z niskimi meblami, zastawą stołową i ozdobami (japońskie miecze i lampiony).

    Rozpoczynając prace nad modelowaniem i oświetleniem wnętrz, do renderowania obrazów student użył metody śledzenia promieni (ray tracing) – realistycznie odzwierciedlającej rozchodzenie się światła i dającej obrazy bardzo dobrej jakości, ale zarazem jednej z najbardziej czasochłonnych metod obliczeń. Aby wykonać całą animację w wyznaczonym terminie, student skorzystał z wielu komputerów, które prowadziły obliczenia poszczególnych scen filmu. Średni czas wykonywania obliczeń potrzebnych do całkowitego zrenderowania jednej klatki filmu wynosił od 30 do 180 minut, w zależności od liczby modeli w scenie oraz użytych materiałów. Animacje były renderowane z użyciem renderingu sieciowego na dziesięciu komputerach z dwurdzeniowymi procesorami o częstotliwości taktowania 3 GHz i pamięcią RAM o pojemności 2 GB każdy. Dodatkowo do wykonania modeli i przygotowania pojedynczych próbnych scen autor skorzystał z dwóch oddzielnych komputerów o podobnych parametrach.

    Osiągnięty efekt można zobaczyć oglądając film, który jest głównym elementem pracy dyplomowej.

 

    Zobacz film  

  

Autor: Julia Stojanow
Promotor: mgr inż. Daniel Jaroszewski
Specjalność: Inżynieria oprogramowania
Temat: Projekt i realizacja reklamy wyższej uczelni z wykorzystaniem animacji komputerowej w środowisku 3D
Opis pracy:

Praca dyplomowa pod tytułem „Projekt i realizacja reklamy wyższej uczelni z wykorzystaniem animacji komputerowej w środowisku 3D” miała za zadanie przybliżyć problemy związane z utworzeniem filmu reklamowego oraz przedstawić etapy jego produkcji.;
Reklama to wszelka płatna forma nieosobowego przedstawiania i popierania idei, dóbr lub usług przez określonego nadawcę. Reklama telewizyjna jest specyficznym rodzajem filmu – krótkim (gdyż za czas antenowy się płaci), zwartym i treściwym, wywołującym w odbiorcy pozytywne emocje związane z ofertą.


Do utworzenia filmu reklamowego dochodzi się metodą małych kroczków – najpierw należy zacząć od pomysłu, gdyż jest on kluczem całego przedsięwzięcia.


Motywem przewodnim reklamy Warszawskiej Wyższej Szkoły Informatyki, która została wykonana na potrzeby pracy było hasło: „Warszawska Wyższa Szkoła Informatyki – Twoje miejsce”. Hasło wybrano dlatego, gdyż tematyka „animacja komputerowa w środowisku 3D” sugeruje, iż całość filmu będzie odbywać się w wirtualnym, nieistniejącym świecie, z wyeksponowaną uczelnią, jako „pewnym miejscem”.


Następnym krokiem było rozpisanie pomysłu w scenariuszu a następnie, w sposób bardziej szczegółowy, w storyboardzie (inaczej scenorysie). Z takim planem filmu reklamowego (przygotowanym projektem) została rozpoczęta techniczna część tworzenia animacji.

Środowiskiem 3D, jakie zostało wybrane do utworzenia animacji jest Cinema 4D firmy Maxon, natomiast środowiskiem do montażu – program Adobe Premiere Pro.


Część techniczna animacji była tworzona w kilku krokach:

  1. Tworzenie modeli obiektów,
  2. Pokrywanie ich teksturami,
  3. Przygotowanie sceny – wstawienie oświetlenia, kamer,
  4. Animowanie obiektów,
  5. Renderowanie,
  6. Montaż.

Punkty od 1 do 5 zostały realizowane za pomocą wymienionego powyżej środowiska 3D, punkt 6 – montaż - polegał nie tylko na połączeniu wyrenderowanych scen, ale również na ich zgraniu z dźwiękiem. Całość pracy opiera się nie tylko na wiedzy i umiejętnościach technicznych, które stanowią podstawowy warsztat. Efekt w dużym stopni wynika z kreatywności, a co za tym idzie, wizja reklamy klarowała się coraz bardziej z każdym ukończonym etapem, w miarę postępu prac.


Reasumując, Autorka przedstawiła podstawowe zasady tworzenia reklam, opracowała projekt filmu reklamowego i wykonała animację oraz udźwiękowienie filmu w technice cyfrowej z wykorzystaniem profesjonalnych programów komputerowych. Należy podkreślić oryginalność stworzonych modeli obiektów i oświetlenia, ciekawy scenariusz i profesjonalnie wykonany montaż filmu.

 

Zobacz film  

Zobacz prezentację  

Robocik WWSI