Grafika komputerowa

Grafika komputerowa

Zastosowania grafiki komputerowej

Wykład 2

Zastosowania

przemysł rozrywkowy

gry video i gry komputerowe

reklama telewizyjna

postprodukcja filmowa i telewizyjna

animacja komputerowa

kompozycja i przetwarzanie obrazu, efekty specjalne

montaż cyfrowy obrazu (edycja obrazu)

studia wirtualne

projektowanie inżynierskie (

C4=CAD+CAM+CAE+CIM

)

zastosowania militarne

symulatory (

komputerowe systemy wizualizacji

)

systemy dowodzenia

systemy OPK

pokładowe systemy zobrazowania

symulacja procesów fizycznych i biochemicznych

zastosowania w medycynie

kartografia (mapy cyfrowe, ortofotomapy)

systemy informacji przestrzennej (GIS)

Animacja 3D

Etapy animacji komputerowej:

modelowanie sceny (obiekty, źródła światła, położenie kamery)

modelowanie sekwencji ruchu

rendering (rzutowanie, eliminacja niewidocznych powierzchni, teksturowanie,
wyznaczanie barwy zgodnie z przyjętym modelem oświetlenia i cieniowania)

Konfiguracja sprzętowa:

•

Stacja graficzna (SGI, PC)

•

Dysk wizyjny (Avid 36GB)

•

Tablet A3 (Wacom UD1218-R)

Oprogramowanie:

•

Power Animator firmy Alias/WaveFront

•

Maya firmy Alias/WaveFront

Kompozycja obrazu i efekty specjalne

Konfiguracja sprzętowa:

•

Stacja graficzna (SGI, PC)

•

Dysk wizyjny (Avid 36GB)

•

Dysk DDR (Accom 20 min)

•

Monitor TV (Sony BVM 20E1E)

•

Tablet A3 (WACOM UD1218-R)

Oprogramowanie:

•

Avid Media Illusion Mirage

•

Matador

•

ImageIndepedence

Kompozycja obrazu – cd.

Kadr z filmu „Kilerów 2”:

Aktor „wkomponowany” w sekwencję rzeczywistą. Tło za sylwetką
aktora domalowane.

[GFX’99, zdjęcia Studio Filmowe ZEBRA]

Montaż cyfrowy obrazu

W trakcie montażu na zestawie
Avid Media Composer klip
wybiera się z okna na
monitorze lewym. Można go
podejrzeć w oknie monitora
edycyjnego (środkowy).

Te ujęcia które mają wejść do filmu są przenoszone do okna nagrywania bezpośrednio
połączonego z listwą czasową (kolorowe paski listwy symbolizują kawałki taśmy).
Pełnoekranowy podgląd jest możliwy na monitorze wizyjnym (prawy).

Materiał wyjściowy nagrywany jest na magnetowid w standardzie BetaCam lub DV,
ewentualnie tworzona jest lista edycyjna.

GFX2’99

Celem montażu jest selekcja materiałów źródłowych (kamera, ujęcie, plan) aby otrzymany
film możliwie najlepiej odpowiadał zamierzeniom reżysera.

Montaż cyfrowy obrazu – cd.

Stanowisko do montażu cyfrowego

Konfiguracja sprzętowa:

•

Stacja graficzna (SGI, PC, Mac)

•

Macierz dysków video (Avid MediaDock 8x36GB)

•

2 monitory TV 21” (monitor Sony PVM20M4E)

•

4 channel audio processor

•

Audio AD-DA converter (4x4)

•

Karty rozszerzające system:

•

Avid Broadcast Video Board

•

Advanced JPEG Compression hardware

•

Avid-Real-time 3D effects module

•

Wzmacniacz Canford z głośnikami

Oprogramowanie:

•

Avid Media Composer

•

Avid Film Composer

•

EDL Manager software

Urządzenia peryferyjne:

•

Magnetowidy BetaCam

•

Cyfrowy Sony DVW-A500P

•

Analogowy Sony UVW-1800P

•

Magnetofon cyfrowy (Tascam DA20)

•

Magnetowid VHS

Montaż cyfrowy obrazu – cd.

Kadry z prac montażowych filmu „Ogniem i mieczem” w reżyserii Jerzego Hoffmana

Studio wirtualne

W wirtualnym studiu czasu rzeczywistego (online) generowanie obrazu tła (rendering) nie
może trwać dłużej niż 1/25s.

W postprodukcyjnym studiu wirtualnym (offline) obraz jest generowany na podstawie
informacji o położeniu i parametrach kamery zapisanych podczas nagrania. Program
komputerowy następnie odwzorowuje jej ruchy w programie grafiki 3D, generując w ten
sposób tło. Czynnością końcową jest „skluczowanie” tak otrzymanego obrazu z wcześniej
sfilmowanym materiałem.

W wirtualnym studiu rzeczywiste tło zastępowane jest obrazem cyfrowym
wygenerowanym przez komputer.

obraz z kamery

podgląd podczas realizacji

skluczowany obraz

GFX2’99

Projektowanie inżynierskie – C4

C4 = CAD+CAM+CAE+CIM

CAD

- projektowanie wspomagane komputerowo

(

Computer-Aided Design)

CADD - komputerowe wspomaganie kreślenia i projektowania

(

Computer-Aided Drafting and Design

)

CAM

- komputerowe wspomaganie modelowania

(

Computer-Aided Modelling

)

CAE

- komputerowe wspomaganie działalności inżynierskiej

(

Computer-Aided Engineering

)

CIM

- komputerowo zintegrowana produkcja

(

Computer-Integrated Manufacturing

)

Przykład CAD+CAE

1.

Utworzenie modelu urządzenia

(CAD)

2.

Analiza mechaniczna i wytrzymałościowa konstrukcji w wyniku
symulacji rzeczywistych warunków pracy urządzenia (np. analiza
naprężeń i odkształceń, drgań własnych, stateczności, rozkładu
temperatury itp.)

(CAE)

3.

Optymalizacja konstrukcji (dobór parametrów, modelowanie
konstrukcji)

4.

Ocena konstrukcji i jej zgodności z normami, próby weryfikacyjne

Symulacja

(CAE)

Modelowanie

(CAD)

Zastosowania militarne - symulatory

Systemy wizualizacji symulatorów i trenażerów

filmowy system zobrazowania

telewizyjny system zobrazowania

komputerowy system zobrazowania

4

3

I nst ruct or

Sta tio n

1

2

D eb rief ing Sy ste m

Th reat
Se rv er

B rie fin g
Sy ste m

4

1

3

A W A C S Sim

(T IN K E R )

Fut ure D M T

Sy st em s

2nd F our- Ship

Sy st em

4

3

2

1

Th reat

St atio n

G C I

AW AC S

F -15C M IS S IO N T R A IN IN G C E N T E R

M iss io n

Ob se rva tio n

C e nte r

F ou r F- 15C Sim ul ato rs

SYMULATOR POLA WALKI

Symulator lotu samolotu MiG -21bis

Zakres szkolenia:

pełny pilotaż;

wykonywanie lotów z widocznością i bez widoczności ziemi;

wykonywanie lotów z wykorzystaniem układów radionawigacyjnych;

użycie wyposażenia specjalnego - walka z celami powietrznymi i atakowanie celów naziemnych;

loty z wykorzystaniem autopilota, systemów naprowadzania.

Opis ogólny:

pierwszy symulator lotu z komputerowym systemem wizualizacji wykorzystywany w polskim lotnictwie

wojskowym;

powstał na bazie urządzenia treningowego produkcji radzieckiej KTS-4. Ze starego trenażera

wykorzystano mechaniczną konstrukcję kabiny wraz z pulpitami oraz organami sterowania i układem

symulacji obciążeń. Analogowy układ obliczeniowy, został zastąpiony układem cyfrowym opartym na

komputerach PC. Wymieniono imitatory przyrządów pokładowych i systemów nawigacyjnych.

jednokanałowy system generacji obrazu oparty na optycznym układzie kolimacyjnym, jako generator

obrazu wykorzystany został komputer PC wyposażony w specjalizowaną kartę graficzną;

został przekazany do eksploatacji w lipcu 1991 roku, został wycofany z użytkowania wraz z ostatnimi

samolotami MiG-21bis w 2003 roku.

Symulator badawczo-treningowy IAPETUS

Ogólny opis:

kompleksowy symulator lotu odrzutowego samolotu szkolno-treningowego I-22 Iryda;

kabina na platformie z układem dynamiki ruchu o 6 stopniach swobody;

trójkanałowy komputerowy system zobrazowania wykorzystujący optyczne układy kolimacyjne.

zainstalowany w Wojskowym Instytucie Medycyny Lotniczej w Warszawie w lutym 1992 roku. W 1997

roku zainstalowano w kabinie symulatora nowoczesną aparaturę medyczną do pomiaru parametrów

fizjologicznych pilota w czasie lotu.

Główne zadania realizowane w symulatorze to:

trening pilotów wojskowych;i

testy weryfikujące pilotów wojskowych po długotrwałych przerwach w lotach;

testy selekcyjne kandydatów na pilotów wojskowych;

prace badawczo-naukowe z zakresu medycyny lotniczej.

Stanowisko instruktora

Symulator lotu samolotu TS-11 "Iskra"

Symulator lotu samolotu szkolno-treningowego TS-11 "Iskra„ umożliwia miedzy innymi:

szkolenie w zakresie pilotażu;

wykonywania lotów z widocznością i bez widoczności ziemi;

wykonywania lotów z wykorzystaniem układów radionawigacyjnych;

szkolenia w zakresie procedur postępowania w sytuacjach awaryjnych;

szkolenia w zakresie procedur katapultowania z samolotu;

wykorzystywania uzbrojenia pokładowego.

Opis ogólny:

wierna replika przedniej kabiny pilota;

hydrauliczny system imitacji obciążeń na układach sterowania;

trzykanałowy komputerowy system prezentacji sytuacji zewnętrznej z układami kolimacyjnymi oparty

na komputerach klasy PC;

przekazany do eksploatacji w styczniu 1994 roku, jest wykorzystywany do chwili obecnej w procesie

szkolenia podchorążych Wyższej Szkoły Oficerskiej Sił Powietrznych w Dęblinie.

Symulator lotu samolotu PZL-130TC1"Orlik"

Symulator lotu samolotu szkolno-treningowego PZL-130TC1 "Orlik„ umożliwia:

szkolenie w zakresie pilotażu;

wykonywania lotów z widocznością i bez widoczności ziemi;

wykonywania lotów z wykorzystaniem układów radionawigacyjnych;

szkolenia w zakresie procedur postępowania w sytuacjach awaryjnych;

szkolenia w zakresie procedur katapultowania z samolotu.

Opis ogólny:

wierna replika przedniej kabiny pilota;

hydrauliczny system imitacji obciążeń na układach sterowania;

trzykanałowy komputerowy system prezentacji sytuacji zewnętrznej z układami

kolimacyjnymi po modernizacji oparty na komputerach klasy PC;

przekazany do eksploatacji w kwietniu 1995 roku, jest wykorzystywany do chwili obecnej w

procesie szkolenia podchorążych Wyższej Szkoły Oficerskiej Sił Powietrznych w Dęblinie.

w 2003 roku symulator został zmodernizowany.

Symulator lotu samolotu

Su-22M4

Opis ogólny:

kompleksowy symulator lotu wyposażony w układ dynamiki ruchu kabiny o 6 stopniach swobody;

wierna replika kabiny pilota, elektryczny system imitacji obciążeń na organach sterowania;

trójkanałowy system zobrzaowania sytuacji zewnętrznej o bardzo szerokim polu widzenia.

przekazany do eksploatacji w kwietniu 1999 roku i wykorzystywany do chwili obecnej.

Wykorzystywany w procesie szkolenia pilotów Polskich Sił Powietrznych, umożliwia:

szkolenie w zakresie pilotażu;

wykonywanie lotów z widocznością i bez widoczności ziemi z wykorzystaniem układów

radionawigacyjnych;

wykonywania misji uderzeniowych na cele naziemne w warunkach aktywnej obrony przeciwlotniczej za

pomocą pełnego spektrum uzbrojenia kierowanego i niekierowanego przenoszonego przez Su-22M4;

wykonywanie ataków na cele powietrzne za pomocą uzbrojenia pokładowego;

ćwiczenie procedur użycia systemów samoobrony (systemy ostrzegania o odpromieniowaniu, wyrzutnie

flar termicznych i pułapek radiolokacyjnych);

szkolenie w zakresie procedur postępowania sytuacjach awaryjnych;

szkolenia w zakresie procedur katapultowania z samolotu.

Symulator lotu

śmigłowca W-3WA "Sokół"

Zakres szkolenia:

pilotaż śmigłowca, wykonywanie przelotów nawigacyjnych;

ćwiczenie lotów na niskim pułapie, ćwiczenie lotów w parze;

ćwiczenie procedur w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnych (symulowane jest ponad 60 awarii),

ćwiczenie lotów w różnych warunkach atmosferycznych, z wykorzystaniem gogli noktowizyjnych;

ćwiczenie zadań bojowych (loty rozpoznawcze, atakowanie celów naziemnych, wysadzanie desantu);

Opis ogólny:

platforma hydrauliczna o sześciu stopniach swobody;

rzeczywista kabina - organy sterowania i imitatory wszystkich przyrządów pokładowych i przełączników;

dwa generatory drgań foteli pilotów sterowane elektronicznie;

system obliczeniowy czasu rzeczywistego – komputery klasy PC;

system wizualizacji o szerokim polu widzenia, wykorzystany pięciokanałowy układ tylnej projekcji o polu

widzenia 200 stopni w poziomie i 60 stopni w pionie– stacja graficzna Silicon Graphics ONYX;

stanowisko instruktora pozwalające kontrolować przebieg ćwiczenia, wywoływać symulowane awarie i

sterować wirtualnym środowiskiem;

eksploatowany przez Lotnictwo Wojsk Lądowych od 2003 roku.

Pokładowe systemy zobrazowania

Wskaźniki

HDD (

Head Down Display

)

HUD (

Head Up Display

) – wskaźnik

przezierny

HMD (

Helmet Mounted Display

)

Pokładowe systemy zobrazowania

F-18

Pokładowe systemy zobrazowania

Airbus

Airbus

A

A

-

-

320

320