Nghiên cứu kỹ thuật đồ họa 3d và ứng dụng trong xây dựng phim hoạt hình ngắn

Nó còn là một quy trình liênquan tới nghiên cứu, tạo lập ý tưởng, tạo mẫu và cuối cùng là liên kết giữa các yếutố bằng ngôn từ và hình ảnh đôi lúc còn có cả âm thanh] Dĩ nhiên thiết kế đ

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 5

LỜI CAM ĐOAN 6

MỞ ĐẦU 7

Chương 1 9

TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ ĐỒ HỌA 9

1.1 Khái niệm về thiết kế: 9

1.2 Khái niệm thiết kế đồ họa: 10

1.3 Những nguyên tắc trong việc thiết kế đồ họa: 11

1.4 Các thuật ngữ dùng trong thiết kế đồ họa: 14

1.5 Quy trình thiết kế đồ họa: 20

1.5.1 Thu thập thông tin: 21

1.5.2 Tạo một bản đề cương: 21

1.5.3 Khai thác sức sáng tạo của bạn: 22

1.5.4 Phác thảo và bộ khung: 22

1.5.5 Thiết kế nhiều phiên bản: 23

1.5.6 Truyền tải thông điệp gì vào trong mẫu thiết kế đồ họa: 23

1.5.7 Thời gian hoàn thành: 23

Chương 2 24

KỸ THUẬT THIẾT KẾ ĐỒ HỌA 3D 24

2.1 Giới thiệu về công nghệ 3D: 24

2.1.1 Định nghĩa về 3D (Three dimensions): 24

2.1.2 Ứng dụng của công nghệ 3D: 24

2.2 Một số khái niệm cơ bản của kỹ thuật thiết kế đồ họa 3D: 26

2.2.1 Ba chiều: 26

2.2.2 Dựng mô hình: 26

2.2.3 Hiển thị mô hình: 27

2.2.4 Diễn họa: 28

2.3 Các bước cơ bản xây dựng một hình ảnh 3D: 30

2.3.1 Mô hình hóa(3D Modeling): 31

2.3.2 Vật liệu và Texturing: 32

2.3.3 Ánh sáng: 33

2.3.4 Hiệu ứng đặc biệt: 33

2.3.5 Hình ảnh động: 33

2.3.6 Rendering: 34

2.4 Các công cụ phổ biến dùng trong thiết kế đồ họa 3D: 35

2.4.1 3D Studio Max: 35

2.4.2 Maya: 35

2.4.3 Một số phần mềm thiết kế 3D khác: 36

2.5 Các kỹ thuật phổ biến dùng trong thiết kế 3D: 37

2.5.1 Các kỹ thuật dựng hình: 37

2.5.2 Làm việc với bộ render Vray: 39

2.5.3 Kết xuất đồ họa: 40

2.5.4 Một số các hiệu ứng cơ bản: 40

Chương 3 46

3.1 Khái niệm về phim hoạt hình: 46

3.2 Lịch sự phát triển phim hoạt hình: 46

3.3 Các kỹ thuật làm phim hoạt hình: 47

3.4 Phân loại phim hoạt hình: 49

3.4.1 Phân loại phim hoạt hình theo bối cảnh: 49

3.4.2 Phân loại phim hoạt hình theo đối tượng hướng tới: 50

3.4.3 Phân loại phim hoạt hình dựa theo kiểu phim: 50

3.5 Quy trình làm phim hoạt hình thông thường: 51

3.5.1 Ý tưởng: 51

3.5.2 Kinh phí: 52

3.5.3 Bản vẽ phân cảnh: 52

3.5.4 Vẽ: 53

3.5.5 Cel: 54

3.5.6 CG và xử lý vi tính: 55

3.5.7 Nhạc phim: 55

3.5.8 Chiếu thử: 55

3.6 Quy trình làm một phim hoạt hình 3D: 56

3.6.1 Chuẩn bị kịch bản phim: 56

3.6.2 Vẽ model sheet: 56

3.6.3 Vẽ storyboard: 56

3.6.4 Vẽ background: 56

3.6.5 Modelling: 57

3.6.6 Texturing: 57

3.6.7 Tạo xương: 58

Chương 4 59

TÌM HIỂU PHẦN MỀM 3DS MAX 2012 59

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT 3D XÂY DỰNG MỘT ĐOẠN 59

PHIM HOẠT HÌNH NGẮN 59

4.1 Giới thiệu Autodesk 3DS MAX 2012: 59

4.1.1 Giao diện chương trình: 60

4.1.2 Menu bar: 61

4.1.3 Tab panel: 61

4.1.4 Một số thao tác cơ bản với 3DS Max: 62

4.1.5 Một số phím tắt cơ bản: 64

4.2 Ứng dụng kỹ thuật 3D xây dựng một đoạn phim hoạt hình ngắn: 68

4.2.1 Xây dựng ý tưởng: 68

4.2.2 Xây dựng kịch bản: 68

4.2.3 Vẽ model sheet: 69

4.2.4 Vẽ background: 70

4.2.5 Modelling: 71

4.2.6 Texturing: 77

4.2.7 Tạo xương: 79

4.2.8 Tạo chuyển động cho nhân vật: 83

KẾT LUẬN 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là cơ hội để em có thể áp dụng, tổng kết những kiến thức màmình đã học, đồng thời rút ra những kinh nghiệm thực tế quý giá trong suốt quátrình thực hiện đề tài

Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáotrong trường Đại học công nghệ thông tin và truyền thông nói chung và các thầy côgiáo trong khoa Công nghệ thông tin, bộ môn Khoa học máy tính nói riêng đã tậntình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốtthời gian qua

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô giáo Nguyễn Hiền Trinh, cô đã tậntình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốtnghiệp Trong thời gian làm việc với cô, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiếnthức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa họcnghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều cần thiết cho em trong quá trình học tập vàcông tác sau này

Sau cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên,đóng góp ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoành thành đồ

án tốt nghiệp

Xin kính chúc quý thầy cô mạnh khỏe, hạnh phúc và vững bước trên conđường sự nghiệp trồng người vinh quang

Trương Tuấn NgọcLớp: Khoa học máy tính – K6Khoa: Công nghệ thông tinTrường: ĐH Công nghệ thông tin và TTThái Nguyên, ngày 01 tháng 06 năm 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là phần nghiên cứu và thể hiện đồ án tốt nghiệp của riêng tôi,không sao chép các đồ án khác, nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịumọi kỷ luật của khoa và nhà trường đề ra

Thái nguyên, ngày 01 tháng 06 Năm 2012

Sinh viên thực hiện

Trương Tuấn Ngọc

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề:

Ngày nay thiết kế đồ họa là cụm từ để chỉ một chuyên ngành thuộc về mỹthuật Bằng việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào ngành thiết kế đồ họa con người

đã tạo ra nhiều xu hướng phát triển mới trong việc thiết kế đồ họa Một trong các

xu hướng đó là thiết kế đồ họa cho phim hoạt hình

Thời điểm hiện tại thiết kế 3D là một vấn đề được nhiều người quan tâm, việc

áp dụng phương pháp này vào thiết kế đồ họa cho phim hoạt hình đã tạo ra mộtthế hệ phim hoạt hình mới với chất lượng đồ họa cao, thu hút được sự chú ý củanhiều người

Vì lẽ đó việc tìm hiểu những nguyên tắc, thuật ngữ, quy trình và lý thuyết về

đồ họa 3D, về phim hoạt hình cũng như việc nghiên cứu các công cụ và kỹ thuậtphổ biến dùng trong thiết kế 3D đang được rất nhiều người quan tâm Từ suynghĩ trên em quyết định chọn đề tài này với mong muốn giúp mọi người phẩnnào hiểu về những vấn đề được nói tới ở trên, qua đó sẽ ứng dụng kỹ thuật thiết

kế 3D xây dựng một đoạn phim hoạt hình ngắn

2 Mục tiêu của đồ án:

- Nghiên cứu kỹ thuật được sử dụng trong thiết kế đồ họa 3D

- Nghiên cứu kỹ thuật cơ bản trong dựng phim hoạt hình ngắn

- Ứng dụng kỹ thuật đồ họa 3D vào việc xây dựng một đoạn phim hoạt hìnhngắn

3 Nội dung của đồ án:

Nội dung của phần đề tài gồm bốn chương sau phần mở đầu:

Chương 1: Nghiên cứu thiết kế đồ họa

Chương 2: Nghiên cứu kỹ thuật thiết kế đồ họa 3D

Chương 3: Nghiên cứu về phim hoạt hình.

Chương 4: Tìm hiểu phần mềm 3DS Max, ứng dụng kỹ thuật 3D xây dựng mộtđoạn phim hoạt hình ngắn

4 Phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu tài liệu, đề xuất giải pháp Thiết kế ứng dụng trên phần mềm chuyêndụng

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ ĐỒ HỌA 1.1 Khái niệm về thiết kế:

Có vô số định nghĩa về thiết kế (còn gọi là design) Bất kỳ một thiết kế nào cũngcần phải có một mục đích Khi thiết kế cần phải có một lý do cơ bản để nhà thiết kếtạo ra ý tưởng ban đầu Mục đích đó không cần phải đặc biệt sâu sắc, nó hoàn toànđến từ những yêu cầu thường ngày của mọi người trong cuộc sống

“Thiết kế là những gì liên kết sự sáng tạo và đổi mới Nó định hình các ý tưởng

để trở thành những đề xuất thực tiễn và hấp dẫn người dùng hoặc khách hàng Thiết

kế có thể được mô tả như sự triển khai sáng tạo đến một mục đích cụ thể nào đó.” –Theo George Cox, trưởng khoa Đồ họa, Trường đại học Luân Đôn Hầu hết các kếtquả của design đều trực quan (có thể nhìn thấy), và nó xuất phát từ một định nghĩađơn giản khác: ‘Thiết kế là tất cả những gì xung quanh bạn, mọi thứ do con ngườilàm ra đều đã được thiết kế, dù có ý thức hay vô thức’

Có lẽ thuộc tính rõ ràng nhất của thiết kế là nó làm từ các ý tưởng hữu hình, nótạo ra từ những tư duy trừu tượng và các nguồn cảm hứng khác nhau, và biến mộtđiều gì đó trở nên hiện thực hơn Trong thực tế, mọi người thường nói rằng các nhàthiết kế (designer) không chỉ nghĩ và ‘biên dịch’ các ý nghĩ đó thành dạng hữu hình,

mà họ thực sự phải tư duy nó thông qua những việc làm cụ thể

Điều này cho phép biến những ý tưởng mới trở thành hiện thực ngay từ giaiđoạn đầu trong quá trình phát triển sản phẩm hay dịch vụ, nhằm giúp chúng có cóhội thành công lớn hơn

Mặt khác, đôi lúc mơ hồ hơn, thuộc tính của thiết kế chính là đặt con người làmtrọng tâm – hay có thể gọi là các vấn đề liên quan đến thiết kế luôn xoay quanh conngười

Các nhà thiết kế thỉnh thoảng cũng tự biếm họa rằng nó như là một sự ám ảnhbản thân, nhưng có một thực tế là những nhà thiết kế giỏi thường dành phần lớn sự

quan tâm của mình về con người thực – những người sẽ sử dụng sản phẩm, dịch vụ,công trình hay trải nghiệm mà họ phát triển và thiết kế.

Điều này tập trung vào những người dùng truyền các cảm hứng tuyệt vời và đảmbảo đáp ứng các giải pháp thiết kế phù hợp với những nhu cầu thực tế, dù ngườidùng có nhận thức được đầy đủ điều đó hay không đi nữa

Quy trình thực dụng này định hình các ý tưởng và sau đó cố gắng gắn kết chúngvới người dùng sao cho họ cảm thấy thiết kế có một khả năng đặc biệt để tạo ranhững điều đơn giản Bất cứ điều gì quá phức tạp để lĩnh hội, truyền thông hay thựcthi đều được mổ xẻ sớm Có lẽ đây là lý do tại sao mà các thiết kế thực sự thànhcông hiển nhiên đều có chung một cảm xúc đối với người xem

Cuối cùng, thiết kế còn có nghĩa là sự cộng tác Phẩm chất kép của sự hữu hình

và trọng tâm là con người có nghĩa là quy trình thiết kế là một môi trường cộng táctuyệt vời Các quá trình thiết kế đang ngày càng được sử dụng như là một phươngthức để cho phép các nhóm các designer và những người không phải là designer cùng làm việc với nhau để giải quyết các vấn đề lớn trong thiết kế

1.2 Khái niệm thiết kế đồ họa:

Thiết kế đồ họa là quá trình chọn lựa và tổ chức từ ngữ, hình ảnh và thông điệpsang một loại hình nhằm truyền thông và tác động tới người xem (khách hàng).Với dân công nghệ thông tin, có thể tạm định nghĩa “thiết kế đồ họa” là sử dụngmáy tính để thực hiện những sản phẩm liên quan đến đồ họa, hình ảnh, mỹ thuật (và

cả phim ảnh nữa) Hiện nay, ngành thiết kế đồ họa có ứng dụng rất rộng rãi, cũngchính vì thế nên có nhiều loại phần mềm, công cụ khác nhau để thực hiện những loạiviệc khác nhau (dù hay bị “người ngoài” gom chung là thiết kế) Chính sự phongphú này dẫn đến việc xuất hiện nhiều “designer” có những kỹ năng chuyên sâu khácnhau

Thiết kế đồ họa nhằm đạt được các hiệu quả chiến lược, sử dụng ở nhiều địnhdạng khác nhau như porter, website, video, audio, game, showreel, bao bì và các loại

Thiết kế đồ họa gắn liền với các vấn đề đương thời Nó còn là một quy trình liênquan tới nghiên cứu, tạo lập ý tưởng, tạo mẫu và cuối cùng là liên kết giữa các yếu

tố bằng ngôn từ và hình ảnh đôi lúc còn có cả âm thanh]

Dĩ nhiên thiết kế đồ họa liên quan tới nhiều mảng khác nhau như: Nghệ thuậtchữ (Typography), Hình ảnh (Imagery), Visualisation (diễn họa), Âm điệu – âmnhạc (Melody)……….…

Thiết kế đồ họa là một quá trình dài, mà trong đó người thiết kế phải dùng những

kỹ năng thiết kế, sự sáng tạo để truyền đạt thông tin của mình đến mọi người thôngqua các sản phẩm mà mình tạo ra Quá trình này được bắt đầu từ các ý tưởng củabạn, để có được ý tưởng hay thì cần phải có thật nhiều ý tưởng, càng nhiều càng tốt

Để từ đó, bạn có thể phân tích chúng và chọn ra giải pháp tốt nhất Điều quan trọng

là bạn phải xác định được bạn muốn tạo ra cái gì, muốn truyền đạt đến mọi ngườicái gì thông qua cái mà mình tạo ra đó Để rồi qua đó, bạn vận dụng kiến thức và kỹnăng của mình, sử dụng các hình ảnh, màu sắc và hiệu ứng để làm nên một sảnphẩm ưng ý Một sản phẩm thiết kế tốt phải là một sản phẩm mà khi nhìn vào chúng

ta thấy được vẻ đẹp của nó, sự hài hòa của nhiều yếu tố, đảm bảo được các yêu cầucủa việc thiết kế đồ họa và người xem có thể hiệu được nội dung của thiết kế đó

1.3 Những nguyên tắc trong việc thiết kế đồ họa:

Thiết kế đồ họa đòi hỏi người thực hiện phải có kiến thức về vẽ tay, đổ bóng vàthực hiện các thao tác thật tỉ mỉ

Trong quá trình thiết kế đồ họa cần phải tuân thủ một số các nguyên tắc cơ bảntrong việc thiết kế

6 Nguyên tắc cơ bản trong thiết kế đồ họa:

a Cân bằng:

Sự cân bằng phù hợp của các yếu tố là sự cần thiết đối với 1 mẫu thiết kế Luậtcân bằng có hai loại là cân bằng đối xứng và cân bằng bất đối xứng

Cân bằng đối xứng biểu thị tất cả các yếu tố như chiều cao, chiều rộng… đượcsắp đặt một cách đối xứng trong mẫu thiết kế Cân bằng đối xứng đề cập đến tất cảnhững gì được sắp xếp trong một bố cục Cân bằng đối xứng được chia ra làm nhiềuloại như cân bằng đảo ngược, cân bằng 2 trục, cân bằng xuyên tâm….

Cân bằng bất đối xứng đạt được khi không có sự đối xứng Khi tất cả các yêu tốđược xếp đặt không có sự đối xứng nhau, cân bằng bất đối xứng được thiết lập

b Nhịp điệu:

Nhịp điệu dùng để tạo nên sự dịch chuyển và điều hướng của tầm nhìn Nó xảy

ra khi các yếu tố trong một bố cục được lặp lại Nhịp điệu được tạo ra bằng cách tạonên 1 dòng chảy êm đềm của tầm nhìn Nhịp điệu được dùng như 1 đường dẫn mà

do đó mắt chúng ta có thể đọc được những phần quan trọng của một thông tin Nócòn được gọi là một mẫu thức của nghệ thuật

Nhịp điệu trong một mẫu thiết kế có thể tạo nên bằng 3 cách: sự lặp lại, dùngchuỗi và dùng sự liên tục Người thiết kế, thông thường sử dụng tất cả các hình thứccủa nhịp điệu trong một bố cục Họ phát triển thành 1 sự liên kết của nhịp điệu trongxây dựng, vẽ, thiết kế, sản phẩm… 1 cách nhuần nhuyễn và khéo léo để tạo nên 1tổng thể tuyệt vời

c Nhấn mạnh:

Những yếu tố cần được nổi bật thì sẽ cần được nhấn mạnh Sự nhấn mạnh đượctạo ra bởi sự sắp đặt các yếu tố một cách hợp lý Hoặc đặt chúng ở vị trí đáng đượcchú ý bằng cách dùng sự tương phản, có nghĩa là làm chúng nổi bật lên bằng nhữngnét đặc trưng như màu sắc, hình dạng, tỷ lệ Sự nhấn mạnh hoặc tương phản manglại sự muôn mầu muôn vẻ cho một mẫu thiết kế Một số loại tương phản phổ biến là:Cong và thẳng, rộng và hẹp, hoa mĩ và xù xì… Nhấn mạnh bằng tương phản xuấtphát từ rất nhiều phương cách, nhưng cách phổ biến nhất là dùng màu sắc Sự tươngphản về đường nét, hình dạng và kích thước làm nên ưu thế của 1 chi tiết so với tổngthể

Sự đồng nhất hoặc hài hòa tạo nên sự liên kết giữa các yêu tố trong cùng 1 bảnthiết kế Nó là sự cân bằng phú hợp của tất cả các yếu tố để tạo nên 1 tổng thể dễchịu Sự đồng nhất được phản ánh trong tổng thể hài hòa Sự đồng nhất ám chỉ sựkết hợp của tất cả các yếu tố, mỗi phần khác nhau sẽ hỗ trợ các phần còn lại và tất cả

sự kết hợp đó tạo thành một khối thiết kế đồng nhất

Khoảng không gian mở xung quanh một chủ đề tạo nên 1 yếu tố gọi là tỷ lệ Tỷ

lệ là 1 yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế đồ họa, mặc dù nó chỉ được xếp ở vị tríthứ 6 trong những yếu tố của thiết kế đồ họa (Các yếu tố kia là đường nét, phươnghướng, hình dạng, màu sắc, chất liệu và độ sáng tối)

Trên đây là những nguyên tắc cơ bản của việc thiết kế đồ họa nói chung, chúngđược ghi nhớ và áp dụng đi kèm với suy nghĩ và cảm xúc của người thiết kế Nhữngnguyên tắc đó được soạn thành luật lệ cho những phương pháp làm việc mà ngườithiết kế đã rút ra qua bao nhiêu trải nghiệm, thực hành cũng như những sai sót trongthực tế Vì vậy tất cả những gì của ngày nay chúng ta được học tập là những tinhhoa của một lịch sử thiết kế nói chung và của thiết kế đồ họa nói riêng Cùng với sựsáng tạo của mình kết hợp với nhưng qui tắc trên, chắc chắn việc thiết kế đồ họa củanước ta sẽ phát triển lên những tầm cao mới

1.4 Các thuật ngữ dùng trong thiết kế đồ họa:

Graphic Designer: nhà thiết kế đồ họa.

Typography: nghệ thuật chữ.

Imagery: tạo hình, hình ảnh.

Computer – generated Imgery (CGI): hình ảnh được tạo từ máy tính.

Computer Graphics Indusry (CGI): Nền công nghiệp đồ họa máy tính.

Digital Double: đối tượng bản sao bằng đồ họa máy tính.

3D Acceleration: phần cứng hỗ trợ video nhằm tăng tốc độ hiển thị của cảnh 3D 3D Object Library: thư viện những đối tượng 3D theo một loạt các dạng và độ phân

giải khác nhau như những lựa chọn để tạo hình

Anaglyshs: di chuyển các hình ảnh với các kênh màu đỏ và xanh tạo ra các mảnh vỡ

và tập hợp lại vì vậy sẽ tạo cho hình ảnh có dạng 3D khi xem thông qua một tấmkính

Align: lệnh dóng các bề mặt đối tượng với nhau hoặc căn tâm nhiều đối tượng dọc

theo một hoặc nhiều trục

Animation: trong thiết kế đồ họa game, nó điều chỉnh bất cứ kiểu nào của đối tượng,

ánh sáng, vật liệu hay camera bằng cách di chuyển hoặc thay đổi liên tục, tạo nên sựhoạt động hoặc chuyển dịch của các đối tượng bất động

Animation Controller: Số lượng bất kỳ của các phương pháp khác nhau để tạo ra hoặc điều chỉnh các keyframe hoặc hành động của đối tượng Các bộ điều khiển bao gồm: TCB, Bezier, audio, noise và expression.

Anisotropic: là kiểu tô bóng, trong đó hiện sáng phản chiếu có thể không theo vòng

tròn Kiểu tô bóng này thường có trong kim loại hay các đối tượng có đường cong

Alpha Channel: Một kênh đươc sử dụng để lưu lại vùng chọn lựa trong các phần

mềm đồ họa Là một lớp tùy chọn của dữ liệu hình ảnh cung cấp thêm 8 bit thông tin

mở rộng cho độ trong suốt

Anti – Aliasing: khi các đối tượng chọn lựa hoặc xử lý thường xuất hiện răng cưa,

vậy thuật ngữ này dùng đặt tên cho chức năng giảm hiệu ứng răng cửa làm mịn hơn

Anti-aliasing Filter: Một trong các thường trình mà bạn có thể chọn để xác định

cách làm trơn các cạnh của hình ảnh trong thời gian thể hiện Các bộ lọc khác nhau

sẽ tạo ra những hiệu ứng khác nhau cho thể hiện

Angle of Incidence: Góc của một tia sáng khi đập vào bề mặt và phản xạ vào mắt

người quan sát

Animated Texture: Một file Video hoặc hoạt cảnh được sử dụng thay vì những hình

ảnh tĩnh như một đồ họa chất liệu, làm chất liệu trên đối tượng thay đổi liên tục khicảnh được thể hiện

Ambient Color: Sắc độ của một đối tượng phản xạ nếu nó không được chiếu sáng trực tiếp bởi một nguồn sáng Màu ambient có chiều hướng biểu diễn màu của ánh

sáng phản xạ từ tất cả các đối tượng trong một cảnh, nhưng chỉ bức xạ (radiosity)

mới có thể thực hiện việc này một cách thực sự

Ambient Light: Về mặt lý thuyết, nó là kết quả tích lại của tất cả ánh sáng bật ra từ

tất cả các đối tượng trong một vùng Thông thường thiết lập như một giá trị tổng thể

để chiếu sáng tất cả đối tượng trong cảnh như nhau

Array: một ma trận hoặc màu của đối tượng được ngoại suy từ một đối tượng hoặc

một nhóm các đối tượng Thông thường được thấy như những mảng đồng tâm hoặcthẳng hàng, nhưng cũng có thể là 3 chiều

Aspect Ratio: quan hệ tỉ lệ giữa độ cao và chiều rộng của hình ảnh sẽ được giữ

nguyên

Atmospheric Effects: các hiệu ứng phụ thuộc camera hoặc ánh sáng như sương mù

hoặc ánh sáng khối được thêm vào cho cảnh, đây là các hiệu ứng khí quyển cho vậtthể

Axis: trục tọa độ, một đường biểu trong không gian 3D, xác lập một hướng Các trục

chuẩn sử dụng trong các chương trình 3D được gọi là X,Y và Z

Backface Cull: Sự loại bỏ các mặt phía sau của một đối tượng trong một cổng

nhìn.Tạo ra các kết quả thật hơn, giảm sự nhầm lẫn cảnh nhìn của các cảnh

Bank: việc xoay (hoặc nhào lộn) một đối tượng hoặc camera có thể thực hiện khi nó

di chuyển qua một đường dẫn cong Việc này xử lý các kết quả của lực li tâm trênvật thể khi nó thực hiện việc xoay

Bend: Một modifier làm biến dạng đối tượng bằng cách gán sự xoắn quanh trục

được chọn

Bezier Curve: một đường cong hoặc đường dẫn được định nghĩa bằng công thức

toán học, một dạng đường vẽ bởi máy tính bằng công cụ pen trong các phần mềm đồhọa

Bezier Spline: một kiểu spline luôn có các điểm điều khiển lên độ cong thu được.

Mở rộng của các điểm điều khiển là các điểm tiếp tuyến, cho phép điều chỉnh độcong mà không cần chuyển dịch các điểm điều khiển

Bitmap: hình ảnh tạo bởi các điểm ảnh pixels.

Blinn: một phương pháp tô bóng cung cấp độ trơn và những hiện sáng phản quang

không bóng loáng

Box Coordinate: Một loại hệ tọa độ đồ bản rất phù hợp cho các đối tượng hình chữ

nhật, gán cho hình ảnh các toạ độ theo sáu hướng, mỗi hướng cho một mặt đốitượng

Chain: một loạt các đối tượng được kết nối với nhau sử dụng mối quan hẹ mẹ - con

theo thứ bậc nhưng mở rộng bằng các hệ bổ sung tới cháu, chắt và hơn nữa

Channel: một thuộc tính riêng biệt của vật liệu có thể chấp nhận các hình ảnh, hoặc

được thiết lập để tác động tới diện mạo của đối tượng với những gì chúng được gán.Các kênh đặc biệt bao gồm: Diffuse, Bump, Opacity, Shininess

Chroma: Màu của một đối tượng được quyết định bởi tần số của ánh sáng tỏa ra

hoặc được phản xạ bởi đối tượng đó

Clone: một phương pháp sao chép đối tượng Các đối tượng có thể được sao chép

Control handles: các điểm chỉ định tới một nút trên một đường cong Bezier được sử

dụng để thay đổi hình dạng và góc của các đoạn gần kề nhau trong đường cong

Control Vertices: các đỉnh điều khiển sử dụng giống nam châm lên bề mặt mềm dẻo

của patch, NURBS kéo dãn và lôi mạnh nó theo hướng này hoặc hướng khác

Coordinate System: các tập hợp hai hoặc ba số sử dụng một hệ thống dựa trên lưới

điểm để nhận dạng một điểm trong không gian (Hệ tọa độ)

Color Depth: Giá trị của dữ liệu được sử dụng để hiển thị một pixel (điểm ảnh)trong một hình ảnh, được biểu diễn theo các bit Ví dụ, một hình ảnh 8-bit chứa 256màu hoặc các thang độ màu xám

Color Temperatue: Một giá trị tính theo độ Kelvin, được sử dụng để phân biệt sự

khác nhau giữa màu gần màu trắng với quang phổ của ánh sáng

Detach: một qui trình khử liên kết một thành phần của đối tượng lớn hơn, chia nó

thành hai đối tượng

Dithering: các điểm màu khác biệt rải rác trong một hình ảnh được sử dụng để tạo

cho hình các màu bổ trợ, mở rộng Ở đó các màu khác không có vì đã bị giới hạnbởi số màu trong bảng màu chính Thường sẽ tạo ra các mảng màu làm cho hình ảnhmềm mại hơn

Dolly: Trong làm phim, một tấm phẳng có bánh xe để đặt camera lên, và qui trình di

chuyển của camera xung quanh trên sàn suốt quá trình quay phim trong 3D, nó cónghĩa là sự di chuyển camera về phía đốítượng hoặc ra xa khỏi nó

Dynamics: một hệ thống sử dụng mô phỏng nguyên tắc vật lý của thế giới thực vào

môi trường thiết kế đồ họa như trọng lực, lực ma sát, và một cảnh va đập trong mộthoạt cảnh máy tính

Edge: là một đường thấy được giữa các đỉnh tạo thành một mặt (cạnh).

Extrude/Extrusion: Qui trình đẩy một hình 2D lên thành ba chiều bằng cách đưa

vàomột chiều sâu theo trục Z

Face: một vùng đóng kín bởi các cạnh của một đa giác, tạo thành một bề mặt ba

hoặc bốn cạnh

Face Extrusion: Qui trình đem một mặt hoặc nhiều mặt được chọn và tạo khối(extrude) chúng vào hoặc ra khỏi vị trí hiện thời.

Face Mapping: Một kiểu đồ bản hình ảnh cố gắng làm thích nghi hình ảnh với các

mặt riêng lẻ trên một đối tượng

Falloff: Một phần hoặc phạm vi của nguồn sáng tại thiết lập cường độ giảm thiểu

hoặc bằng không Ngoài ra, một tập hợp các tùy chọn độ trongsuốt để đặt độ trongsuốt của đối tượng tạo các cạnh của nó

Fillet: cũng được gọi là cạnh bán kính Một cung tròn chuyển tiếp giữa hai mặt hoặc

hai đường

Film Grain: các chấm điểm dạng hạt xuất hiện trên hình ảnh chụp.

Gamma: trong màn hình máy tính, nó đề cập tới độ rực sáng của màn hình Cũng

vậy, trong thiết kế đồ họa nó là một đơn vị đo độ rực sáng cho tất cả các kỹ năngxuất ra một cách dự đoán sự hiện diện của chúng khi hình ảnh được xem trên mộtmàn hình màu

Glow: một hiệu ứng tạo ra một vầng hào quang ánh sáng xung quanh các đối tượng

hoặc các vật liệu được chọn

Grid: các đường cắt nhau có thể nhìn thấy trong cổng nhìn và được sử dụng giống

như giấy kẻ ô để xác định tỉ lệ khi tạo đối tượng

Handles: các điểm đặt xung quanh một đối tượng cho phép nó có thể kéo, thay đổi

kích thước hoặc kéo căng

Histogram: một đồ thị mô tả các dải tông của một hình ảnh, vị trí trái mô tả các

điểm ảnh màu đen, các vị trí cực phải mô ta các điểm ảnh màu trắng và tất cả cáctông màu khác được phân đều ở giữa

Instance: một kiểu sao chép đối tượng, nguồn sáng, đồ bản, điểu khiển hoạt cảnh,

hoặc camera mà sự thay đổi cho đối tượng sẽ áp dụng cho tất cả các bản sao còn lại

Interpolation: Một thuật ngữ được dùng trong các phần mềm đồ họa mô tả việc

thêm các điểm ảnh vào một hình ảnh dựa trên các màu đã có đặt xung quanh điểm

Lathe: Qui trình xoay quanh một hình 2D quanh một trục, tạo khối nó theo các bước

nhỏ như là nó đang bị quay

Mask: Một kỹ thuật phần mềm đồ họa tạo ra mặt nạ, được sử dụng để bảo vệ một

vùng chỉnh được trong một hình ảnh

Mesh: Một thuật ngữ chuyên môn cho đối tượng hoặc cảnh 3D, được gọi vậy vì nó

giống như tác phẩm điêu khắc trên khung lưới

Mirror: một sự biến đổi làm đảo ngược một hay nhiều đối tượng hoặc các bản sao

thành một phiên bản đảo ngược với nó qua một trục

Modifier: Một thủ tục được gán cho đối tượng để điều chỉnh sự xuất hiện hoặccác

thuộc tính của nó

Nosie: những thay đổi ngẫu nhiên được gán cho các vật liệu, màu sắc, hoặc các tham

số hoạt cảnh để có dáng vẻ giống thật hơn

Oirgin Point: Điểm tâm cyberspace, ở đó các trục trung tâm gặp nhau Được chỉ ra bởi các toạ độ 0, 0, 0.

Palette: Tập hợp toàn bộ các màu sắc được sử dụng hoặc có thể sử dụng trong một

hình ảnh Thường đưa ra cho các hình ảnh 256 màu hoặc ít hơn

Plug-in: một tính năng thêm vào Các plug-in nói chung để bổ sung những khả năng

mới cho sản phẩm mà không tạo ra một phiển bản mới của phần mềm

Point: Trong không gian 3D, vùng nhỏ nhất có thể được gọi là một điểm.Mỗi điểm

được xác định bởi một tập hợp duy nhất gồm ba số được gọilà các tọa độ

Preview: Một chế độ đầu ra nhằm tạo một hoạt cảnh kiểm tra việc thể hiện nhanh

hoặc một chế độ hiển thị sinh ra một phiên bản được đơn giản hóa của cảnh theothời gian thật

Radiosity: thuộc tính biểu diễn ánh sáng phản xạ từ một đối tượng và tiếp tụp chiếu

sáng đối tượng khác Một phương pháp thể hiện tính toán đến màu sắc, hình dạngcủa tất cả các bề mặt trong cảnh khi tính toán mức chiếu sáng, và tạo ra các hình ảnh

đồ họa gần với chất lượng ảnh thật

Reactor: bộ điều khiển hoạt cảnh cho phép các đối tượng phản lại các hoạt động của

các đối tượng khác trong cảnh

Refraction: Việc làm lệch hướng các sóng ánh sáng, xảy ra khi chúng di chuyển

xuyên qua các loại chất liệu khác nhau

Scale: biến đổi điểu chỉnh kích cỡ của đối tượng Mối quan hệ toán học giữa kích cỡ

của một đối tượng trong thực tế và kích cỡ của nó trên giấy

Spline: một đường thường được làm cong, được xác định bởi các điểm điều khiển Squash và Stretch: các thao tác căn tỉ lệ được chỉnh sửa để xử lý với đối tượng như

nó có thể tích Việc nén một đối tượng lại làm nó phìn ra quanh các cạnh, trong khikéo dãn ra làm đối tượng mỏng đi ở giữa

Stack: một lược sử thay đổi được gán cho đối tượng Tại bất kỳ thời điểm nào, bạn

có thể quay được trở về trong stack và tạo ra những điều chỉnh cho bất kỳ modifiernào

Step: số lượng các đỉnh bổ sung, được sinh ra giữa các điểm điều khiển trên một

spline hoặc các đỉnh được xác lập sẵn trên một tổ hợp

Taper: một biến đổi dùng để nén hoặc mở rộng một số đối tượng dọc theo trục được

chọn

Target: một trợ giúp định vị, cho phép người sử thấy nơi camera hoặc ánh sáng

được ngắm tới bất kỳ cổng nào

Twist: một biến đổi vặn chéo đối tượng quanh trục được chọn.

ToolBar: Bảng lệnh nổi hoặc cố định được thể hiện dưới dạng nút hoặc văn bẳn Trajectory: Đường dẫn chuyển động cho một đối tượng đã thực sự có hoạt cảnh

được gán cho nó

Value: Độ sáng hoặc tối của một màu (pha hoặc tô màu).

Viewing Plane: Một mặt phẳng bao quanh điểm nhìn tại một góc vuông Nó là một

tấm phẳng tưởng tượng để xác định các giới hạn trường nhìn của người sử dụng

1.5 Quy trình thiết kế đồ họa:

Khi bạn bắt đầu khởi động một đồ án thiết kế đồ họa Game mới, có những bướcthuộc quy trình thiết kế đồ họa mà bạn cần tuân thủ vì điều này sẽ giúp bạn đạt đượcnhững kết quả tốt nhất Thay vì nhảy tót ngay vào một chương trình phần mềm đồhọa nào đó và cố gắng tạo ra phiên bản thiết kế sau cùng, bạn sẽ có thể tiết kiệm chomình thời gian và sức lực bằng cách trước hết nghiên cứu đề tài của Game, hoàn tất

về mặt nội dung, bắt đầu bằng những bản vẽ phác thảo đơn giản và phải trải nhiềulượt phê chuẩn của thiết kế

Để đáp ứng được nhu cầu bạn phải làm theo các bước nhất định để giải quyếtvấn đề:

1.5.1 Thu thập thông tin:

Trước hết tìm hiểu nhu cầu của khách hàng về một sản phẩm Loại hình ảnh mà

họ mong muốn được thấy trong sản phẩm Họ mong muốn thay đổi điều gì về mặthình ảnh trong những sản phẩm đã phát hành

Tiếp đó tìm hiểu những gì khách hàng không mong muốn và tại sao Cuối cùngkiến thức này sẽ giúp bạn tiếp kiệm thời gian và tiền bạc trong khi làm thiết kế đồhọa trong một thời gian dài

Bên cạnh đó cần đặt những câu hỏi : đối tượng thưởng thức sản phẩm là ai?Thông điệp là gì? Có thời hạn bắt buộc hoàn thành hay không? Kích cỡ như thếnào? …… Hãy ghi chép thật cụ thể tất cả những cái mà bạn có thể sử dụng sau nàycho bước kế tiếp của quy trình thiết kế đồ họa

1.5.2 Tạo một bản đề cương:

Bằng việc sử dụng thông tin thu thập được bạn sẽ có thể triển khai một bản đềcương tóm tắt nội dung và mục tiêu của sản phẩm cần thực hiện Bạn hãy gộp tất cảcác phần chính và nội dụng của các thành phần đó Gộp luôn cả các kích thước và

thông số kỹ thuật cho việc thực hiện thiết kế đồ họa cho sản phẩm đó Một khi việcxây dựng đề cương hoàn tất bạn sẽ biết được mình cần phải làm những gì, cần phảithực hiện gì và từ đó có thể tiến hành bước tiếp theo của quá trình thiết kế đồ họa.

1.5.3 Khai thác sức sáng tạo của bạn:

Mẫu thiết kế đồ họa phải có tính sáng tạo Trước khi sang vấn đề chính là mẫuthiết kế Bạn hãy dành một chút thời gian để suy nghĩ về các giải pháp sáng tạo chocác mẫu thiết kế Cách để ta thu được dòng cảm hứng sáng tạo bao gồm:

+ Động não: làm việc cùng với một nhóm và đưa ra bất kỳ và tất cả các ý tưởngnào đó

+ Xem thử những sản phẩm cùng loại: lấy cảm hứng từ những mẫu thiết kế đãđược thực hiện

+ Đọc một cuốn sách: một cái gì đó nho nhỏ như màu sắc hoặc hình dạng nào đótrong một cuốn sách thiết kế đồ họa hoàn toàn có thể gây ra một ý tưởng ban đầu.+ Đi dạo: Đôi khi tốt nhất là bạn nên ra ngoài và quan sát thế… bạn không baogiờ biết điều gì sẽ châm ngòi cho trí tưởng tượng của mình

+ Vẽ: thậm chí nếu bạn không phải một “họa sĩ”, cứ vẽ nguệch ngoạc một số ýtưởng trên trang giấy nào đó cũng được Một khi bạn có một số ý tưởng cho dự ánthiết kế game đó thời gian để bắt đầu tạo ra một thiết kế có cấu trúc

1.5.4 Phác thảo và bộ khung:

Trước khi chuyển vào một chương trình phần mềm thiết kế đồ họa chuyênnghiệp, sẽ rất hứu ích nếu bạn tạo ra phác thảo đơn giản về những hình ảnh cần xâydựng trong mẫu thiết kế Bằng cách này bạn sẽ tiết kiệm được thời gian trong việcbiến ý tưởng thành một thiết kế hoàn chỉnh trên máy Bản phác thảo cho thấy những

yếu tố sẽ được đặt lên bản thiết kế hoặc thậm chí có thể là một bản làm bằng taynhanh chóng của hình ảnh cần thiết kế trong mẫu thiết kế.

1.5.5 Thiết kế nhiều phiên bản:

Bây giờ bạn đã thực hiện việc thiết kế của mình, hoàn thiện phần nội dung trênmột số bản phác thảo, bạn có thể chuyển sang các giai đoạn thiết kế thực tế của quátrình thiết kế đồ họa Game Trong khi bạn có thể tạo ra thiết kế cuối cùng chỉ mộtlần ra tay thiết kế nhưng thường thì một ý tưởng tốt ở mức độ có thể để người chơihài lòng chỉ đến với bạn sau ít nhất là hai phiên bản của cùng một hình ảnh thiết kế

1.5.6 Truyền tải thông điệp gì vào trong mẫu thiết kế đồ họa:

Khi bạn tạo ra một sản phầm liên quan đến thiết kế đồ họa, thì bạn cần phải đểngười xem hiểu được bạn đang thiết kế cái gì và nó thể hiện hình ảnh, hành độnghay một ý nghĩa nào đó trong mẫu thiết kế

1.5.7 Thời gian hoàn thành:

Khi nào cần hoàn thành sản phẩm, bạn cần nắm vững yếu tố này để có thể sắpxếp và phân bố thời gian tiến hành quá trình thiết kế được hợp lý và đem lại hiệuquả cao

Chương 2

KỸ THUẬT THIẾT KẾ ĐỒ HỌA 3D 2.1 Giới thiệu về công nghệ 3D:

2.1.1 Định nghĩa về 3D (Three dimensions):

3D – three dimensions: là công nghệ được xây dựng từ các phần mềm máy tính,giúp cho người sử dụng có thể nhìn hình ảnh trong không gian ba chiều Các ứngdụng của công nghệ này được sử dụng trong 1 số lĩnh vực đạt hiệu quả cao như: yhọc, xây dựng, kiến trúc, phim, trò chơi… Ở Việt Nam công nghệ này mới được sửdụng phần lớn trong xây dựng và kiến trúc Trên thực tế, hiện nay, các chuyên gia đã

sử dụng đến công nghệ 4D

3D là những hình ảnh được hiển thị tạo cảm giác nổi và chiều sâu lên não bộ củangười xem

Khung hình 3D được xây dựng trên hệ thống đồ họa máy tính 3 chiều, hệ thống

đồ họa này khai thác 3 chiều không gian là chiều ngang, chiều dọc và chiều sâu tạonên một thế giới hình khối khác hẳn thế giới hình phẳng của 2D Đồ họa khai tháctối đa các hiệu ứng 3 chiều như đổ bóng, chiếu sáng, sự phản chiếu nhờ vào hệthống nguồn sáng

Khi sử dụng 3D, vấn đề nằm ở một tổng thể phần cứng đồng bộ Khi xử lý trênmàn hình máy tính, card màn hình và ram là vấn đề lớn nhất Khi kết xuất ảnh vàphim, vi xử lý, bus của mainboad và ram lại rất quan trọng, nếu các yếu tố khôngđồng bộ sẽ gây chậm, giảm đáng kể cường độ công việc

2.1.2 Ứng dụng của công nghệ 3D:

Công nghệ 3D ngày nay đã trở nên quá phổ biến và được sử dụng rộng rãi trongnhiều lĩnh vực Các thiết bị hỗ trợ 3D đã xuất hiện ngày càng nhiều như cácsmartphone mới nhất của nhiều hãng điện thoại hàng đầu, các thiết bị Bluray hay hệ

thống laptop, desktop chạy Windowns 7 3D của thời điểm hiện tại mang đến chocon người trải nghiệm về những hành động, cử chỉ cực kì sống đống và y như thật.Nhiều năm trước, các chạm chơi game thiết lập nhiều màn hình để bao quát vàtăng góc nhìn cho người chơi ở các trò chơi như đua xe, bắn súng Với các game 3Dhiện nay, những trải nghiệm mới hoàn toàn tương tự như xem một bộ phim 3D Công nghệ 3D được sử dụng rộng rãi trên phương diện kĩ thuật Máy tính hỗ trợcác phần mềm thiết kế đã được khoảng 20 năm Các phần mềm 3D ngày nay chophép các nhà sản xuất xe hơi và hàng không thửu nghiệm mẫu thiết kế cao cấp hơnvới chi phi thấp hơn Các phần mêm tiên tiến như Autodesk Inventor, DassaultSystemes SolidWorks giúp các kĩ sư thiết kế và thử nghiệm sảm phẩm trên mô hình3D phức tạp và tinh vi chưa từng có trước đây trước khi tung ra thị trường.

Công nghệ 3D gồm tất cả các lĩnh vực có liên quan đến việc tạo ra và hiển thịcác đối tượng ba chiều trong một không gian hai chiều(Ví dụ: màn hình hiển thị).Trong khi điểm ảnh trong công nghệ 2D có các thuộc tính của vị trí, màu sắc và độsáng thì điểm ảnh trong công nghệ 3D cho biết thêm một thuộc tính về chiều sâu củađiểm ảnh Khi hết hợp nhiều điểm ảnh 3D, với giá trị chiều sâu của mình, các điểmảnh này sẽ tạo ra một bề mặt ba chiều, được gọi là texture Ngoài ra để tạo ratexture, công nghệ 3D cũng hỗ trợ nhiều đối tượng tương tác với nhau

Cho đến ngày hôm nay, 3D đã không còn là một khái niệm mới lạ nữa, nhưngnhững tiện ích mà nó mang lại thì ngày một nhiều và đang được sử dụng rộng rãitrên mọi lĩnh vực đem lại hiệu quả cao Có thể nói công nghệ 3D đã làm thay đổicách thức trải nghiệm các nhu cầu cuộc sống của con người Đem đến nhưng thuậnlợi cho công việc cũng như thỏa mãn mong muốn của con người về sự chân thực củacác thiết bị giải trí mang lại

Công nghệ 3D được ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng nổibật hơn cả vẫn là một số lĩnh vực sau:

- Phim ảnh, truyền hình

- Trò chơi máy tình

- Kiểu dáng công nghiệp.

Mặt phẳng dựng hình: mọi hoạt động tạo đối tượng 3 chiều đều diễn ra trên

mặt phẳng lưới 2 chiều Có thể xem mỗi hình chiều là 1 mặt phẳng, nguyên tắc kiếntạo và thao tác trong chương trình là phản nhận diện được mặt lưới mà bạn đang làmviệc thao tác trên đó

Cấu trúc mô hình: Đối tượng phức tạp cấu thành từ nhiều hình thái cấu trúc,

một vị trí trong không gian 2 chiều hoặc 3 chiều là hình thái đơn giản nhất của cấutrúc mô hình Mặt – face là mặt phẳng bề mặt, xác định bởi 3 đỉnh, dùng để phủ lênđối tượng Phức tạp hơn nữa là phần tử - element, gồm nhiều mặt liên kết với nhauhình thành nên 1 phần của đối tượng Nếu 3 mặt có chung cạnh và nằm trên cùngmặt phẳng, cạnh chung thường không hiển thị, còn bề mặt trông như có hình chữnhật Cuối cùng, đối tượng – object là tập hợp gồm nhiều phần tử tạo nên hình dạngphức tạp

Hình dạng: hình dạng – shape là đa giác đường viền 2 chiều khép kín làm cơ sở

để tạo đối tượng 3D phức tạp hơn Khi hở, chúng đóng vai trò là đường dẫn – pathgiúp tạo đối tượng 3D và hoạt cảnh

Đối tượng ghép: những đối tượng tạo ra được phủ bằng nhiều mặt gọi là đối

tượng ghép Một khi đã tạo đối tượng, có thể thao tác bất kỳ phần nào của đối tượng

từ đỉnh mặt cho đến phần tử

2.2.3 Hiển thị mô hình:

Có nhiều cách hiển thị mô hình,ta có thể dễ dàng xem và thao tác với chúng bằngcác cách sau:

Khung nhìn: khung nhìn – viewport dùng để hiển thị 1 hay nhiều hình chiếu –

View của đối tượng hoặc khung cảnh – Scene trên màn hình Ta có thể tạo ra khungnhìn riêng gọi là khung nhìn User hoặc bố trí Camera để tạo khung nhìn Camera

Khung dây: khung dây hiển thị những cạnh bị che khuất: khung dây –

wireframe là chế độ hiển thị đường nét, hiển thị tất cả các cạnh của đối tượng chothấy chúng tác động ra sao đến những đối tượng xung quanh Khung dây không hiênthị những cạnh bị che khuất: Chế độ wireframe với đặc tính Backface Cull hoạtđộng chỉ hiển thị những cạnh không bị che khuất của đối tượng, nhờ đó mà đốitượng trông có vẻ 3 chiều hơn, giúp người sử dụng nhận diện từng đối tượng dễdàng hơn Chỉ có những mặt sau của đối tượng là ẩn đi, vẫn nhìn thấy các đối tượngnằm phía sau đối tượng khác

Hộp giới hạn: còn gọi là khung bao là khung bao quanh từng đối tượng phức

tạp Mục đích là nhằm tăm tốc độ hiển thị khung cảnh phức tạp

Hình chiếu được diễn họa: cũng có thể hiển thị các hình chiếu được diễn họa

của khung cảnh với những hiệu ứng như Facets – góc cạnh và Smooth – trơn nhẵn.Giúp xác định mối tương quan vị trí giữa các đối tượng, nhược điểm là làm chậmtiến trình kiến tạo do tăng thêm thời gian tính toán của máy tính

2.2.4 Diễn họa:

Là kỹ thuật áp màu, chất liệu, ánh sáng tối cho bề mặt hoặc mặt của mô hình bachiều Có thể hiện thị ảnh diễn họa kết quả trên màn hình hoặc lưu và đĩa với đủ loạiđịnh dạng tập tin:

Màu: Cách diễn họa mô hình đơn giản là áp màu khác nhau lên bề mặt hay đối

tượng, sao cho có thể dễ dàng phân biệt được từng bề mặt hay đối tượng

+ RGB: là các màu chính nó là đỏ, xanh lục và xanh dương Điều chỉnh cường

độ của từng màu sẽ tạo thêm nhiều màu khác nhau

+ HLS: là 3 xác lập khác gồm sắc độ, độ sáng và độ bão hòa Hue chọn ra

khoảng màu, Luminace ấn định độ sáng tối tức là cường độ màu Saturation quyếtđịnh mức độ thuẩn nhất tinh khiết của màu

+ HBW: là pha trộn màu – hue, sắc đen - blackness, sắc trắng – whiteness Hue

+ Gamma: xác lập gamma giúp quyết định hình thái hiển thị màu Gamma tác

động đến cường độ tông thấp và tông giữa các màn hình hiển thị và của ảnh bitmap.Sau khi điều chỉnh gamma hình ảnh sẽ tối hơn hoặc sáng hơn Xác lập gammakhông dính dáng gì đến xác lập Constrast – độ tương phản và Brightness – độ sángtối của màn hình máy tính

Chất liệu: Để mô hình tăng thêm phần hiện thực cần phải gán chất liệu –

material vào các bề mặt và đối tượng hợp thành khung cảnh Chất liệu có nhiều đặcđiểm bề mặt như: màu, hành vi, áp ảnh, ánh xạ

+ Màu bề mặt: màu bề mặt thay đổi theo cách thức ánh sáng chạm đến đốitượng Màu bề mặt của đối tượng chỉ có 1 màu nhưng sẽ đổi sắc theo quan hệ của nóvới ánh sáng Vùng được chiếu sáng trực tiếp có màu bề mặt phản quang chói nhất,vùng tối có màu bề mặt môi trường xung quanh, vùng tranh tối tranh sáng có màu bềmặt khuếch tán

+ Tính chất bề mặt: một bề mặt có nhiều tính chất sáng chói hay tối tăm trongsuốt hoặc mờ đục Thậm trí bề mặt còn tỏa quầng sáng Đó chính là tính chất của bềmặt, khi tạo hay áp dụng chất liệu cần phải quy định thính chất cho chất liệu buộcchất liệu phải hiển thị ở dạng đúng như dự kiến

+ Áp ảnh bitmap: là việc áp hình ảnh vào 1 bề mặt, cho phép tạo nên bề mặtphức tạp và trong rất thực mà không cần vất vả dựng mô hình ba chiều làm gì

Ánh sáng: Hiệu ứng chiếu sáng là 1 trong những phương pháp hiệu quả giúp

tăng tính hiện thực cho thiết kế Có nhiều dạng chiếu sáng như sau:

+ Ánh sáng môi trường xung quanh (Ambien Light): chi phối độ sáng tối toàn

thể của khung cảnh, đồng thời tác động đến độ tương phản Giá trị Ambient Lightthấp sẽ làm tăng độ tương phản và ngược lại

+ Ánh sáng tỏa tròn (Omni Light): tương tự ánh sáng hắt ra từ bóng đèn trong

hay ngọn nến Ánh sáng từ nguồn sáng tỏa ra mọi hướng, thường thì cường độ củaánh sáng tỏa tròn sẽ suy giảm tỷ lệ thuật với khoảng cách tính từ nguồn sáng càng

chiều ra xa càng yếu, do đó mà những đối tượng sáng nhất luôn nằm gần nguồn sángnhất.

+ Ánh sáng chùm: nguồn sáng có định hướng, chiều chùm tia sáng hình nón vào

đối tượng, tương tự ánh sáng chiếu ra từ đèn pha hay đèn pin vậy Dùng để tạo bóng

đổ hoặc mô phỏng máy chiếu

Các cấp độ diễn họa chất liệu: chất liệu cho phép diễn họa ở nhiều cấp độ chi

tiết khác nhau như Constant, Phong, Metal Cấp độ càng cao, chất liệu được diễnhọa càng chi tiết bù lại thời gian diễn họa lại kéo dài hơn

+ Constant Faceted – góc cạnh: là cấp độ diễn họa cơ bản của màu bề mặt Có

thể nhìn thấy từng mặt ghép thành đối tượng và áp ảnh bitmap

+ Phong – trơn láng: sẽ làm các bề mặt trở nên trơn láng hơn chứ không góc

cạnh như Constant Hai mặt tiếp giáp nhau sẽ chuyển êm vào nhau, xóa nhòa đườngnối và các vùng sáng hiển thị trông rất giống như thật

+ Metal – kim loại: cho kết quả bề mặt giống như Constant nhưng có thểm khẳ

năng mô phỏng chính xác hiệu ứng kim loại

2.3 Các bước cơ bản xây dựng một hình ảnh 3D:

Việc tạo ra hình ảnh 3D là một quá trình phức tạp, dù có thực hiện thiết kế 3Dtrên bất kỳ phần mềm thiết kế nào đi chăng nữa thì công việc xây dựng hình ảnh 3Dvẫn cần phải trải qua các bước cơ bản sau:

Trong quá trình thực hiện thì mỗi bước có một nhiệm vụ riêng và đa phần đượcthực hiện theo danh sách đã nêu ở trên Để rõ hơn, ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn về đặc điểmcủa từng bước.

2.3.1 Mô hình hóa(3D Modeling):

Mô hình hóa đề cập đến việc tạo ra các mô hình 3D Một mô hình 3D là một đạidiện toán học của một đối tượng Mô hình 3D có thể được so sánh với điêu khắc.Chúng ta xây dựng khuôn mẫu một đối tượng 3D bằng cách tác động vào tất cả cácmặt và các góc độ của đối tượng

Các mô hình 3D bao gồm các yếu tố nhỏ hơn (Đỉnh, cạnh, mặt, hình đa giác) cóthể được thiết kế riêng:

Vertex : là các khối xây dựng nhỏ nhất của một mô hình 3D Nó là một điểm nơi

hai hay nhiều cạnh tiếp xúc Trong một mô hình 3D thì nó là một điểm được chia sẻbởi các cạnh, khuôn mặt và tất cả các polygons

Biên: là một đường thẳng giữa hai đỉnh Là cạnh tiếp xúc giữa các mặt và các

polygon

Khuôn mặt: là một hình tam giác Nó là một bề mặt được nên bởi ba đỉnh góc và

các cạnh xung quanh Thay đổi một khuôn mặt sẽ ảnh hưởng đến tất cả các đỉnhđược kết nối, các cạnh và các polygons

Polygon: là bề mặt thậm trí trong đó có bốn hoặc nhiều hơn số góc, được làm

bằng hai hoặc nhiều khuôn mặt Một polygon được bao quanh bởi các cạnh và cómột đỉnh trong mỗi góc Hoạt hình nhân vật 3D chất lượng cao thường được làmchủ yếu bởi polygon bốn mặt Polygon có 5 bên hoặc nhiều hơn có thể gây ra vấn đềbiến dạng bề mặt

2.3.2 Vật liệu và Texturing:

Vật liệu được áp dung cho các mô hình 3D và nó có một ảnh hưởng lớn đến các

mô hình 3D cuối cùng Vật liệu có nhiều đặc điểm về bề mặt, được sử dụng để xácđịnh cái nhìn cuối cùng của mô hình Những đặc điểm của nó bao gồm:

- Bề mặt màu

- Sự rõ ràng

- Độ nhẵn bóng

- Sự khúc xạ, phản xạ

Texturing thường được sử dụng trong vật liệu Nó có nghĩa là một tập tin bitmapđược áp dụng cho mô hình 3D thông qua vật liệu và được bao bọc xung quanh môhình 3D với sự giúp đỡ của các công cụ đặc biệt.

2.3.3 Ánh sáng:

Các mô hình 3D và khung cảnh được chiếu sáng giống như các đối tượng thếthực Người thiết kế tạo ra nguồn sáng mà chúng ta đã quen thuộc với thế giới thựcnhư mặt trời, ánh sáng bóng đèn, ánh sáng tại chỗ… Người thiết kế có thể áp dụngcác nguyên tắc chiếu sáng từ cuộc sống thực:

Global illumination: là một quá trình mà máy tính tính toán phản xạ của ánh

sáng Trong kết quả trả về sẽ mô tả giống như việc các bề mặt bị các tia sáng chiếutới như trong đời sống thực Một số ánh sáng được hấp thụ bời bề mặt và phần cònlại sẽ được phản xạ Tia ánh sáng phản xạ chọn một vài màu sắc của bề mặt phản xạ

2.3.4 Hiệu ứng đặc biệt:

Các gói phần mềm 3D thường bao gồm các công cụ được thiết kế để tạo ra một

số hiệu ứng cụ thể Các hiệu ứng đó sẽ có hiệu quả rất cao khi được sử dụng cho các

mô hình 3D tiêu chuẩn, đã được hiệu chỉnh ánh sáng và texturing Hiệu ứng đặc biệtđòi hỏi phải có những công cụ rất cụ thể ví dụ: Lửa, khói nổ, nước, tóc v.v…

2.3.5 Hình ảnh động:

Đồ họa 3D rất phù hợp cho hình ảnh động Sau khi đối tượng được mô hình hóa3D, việc làm đó thường chỉ để xem đối tượng từ bất kỳ góc độ nào và khoảng cách

nào, nhưng nhờ việc làm chúng ta sẽ dễ dàng tạo ra các hình ảnh động với mỗikhung hình có thể được rút ra một cách riêng biệt.

2.3.6 Rendering:

Dựng hình đồ họa 3D có nghĩa là tính toán sao cho có hình ảnh cuối cùng từ cácquá trình bao gồm mô hình, kết cấu, chiếu sáng, hiệu ứng đặc biệt v.v Bằng cáchcài đặt renderer, hình ảnh cuối cùng có thể làm cho ra rất nhiều các hình ảnh khácnhau từ một cảnh 3D duy nhất

Realistic rendering : thường thì mục tiêu là để tạo ra hình ảnh thực tế.

Clay Rendering: khi xây dựng mô hình 3D hiện nay, họ thường xây dựng bằng một

bản vẽ đất sét Quá trình phục vụ cho việc đưa ra các mô hình chính thức

Wire Rendering: Mục đích là để tiết lộ cấu trúc của các mô hình polygon Quá trình

này chỉ hiện thị các cạnh của polygon Quá trình này thường được kết hợp với clayrendering

Cartoon Style Rendering / Cell Shading: đây là phong cách vẽ hoạt hình, có nghĩa là

một phương pháp áp dụng vật liệu cho mô hình 3D Hình ảnh vẽ ra sẽ giống nhưmột bức tranh vẽ tay

2.4 Các công cụ phổ biến dùng trong thiết kế đồ họa 3D:

Trên thế giới có rất nhiều phần mềm hay công cụ dùng để thiết kế đồ họa 3D.Trước khi bước chân vào 3D người thiết kế đã sẽ thử qua rất nhiều phần mềm trướckhi chọn ra được cho mình một phần mềm phù hợp nhất Mỗi chương trình 3D đều

có mặt tốt và những điều chưa hoàn thiện của nó Chính vì thế người thiết kế phảilựa chọn một chương trình đem lại hiệu quả cao nhất cho công việc của mình Trênthực tế hiện nay có hai lựa chọn tốt nhất cho người bắt đầu tiếp xúc với 3D đó là3DS Max và Maya:

2.4.1 3D Studio Max:

Một trong những phần mềm thông dụng nhất thế giới về thiết kế đồ họa 3D là3D Studio Max do hãng Discreet sản xuất, thường được sử dụng cho công nghiệptrò chơi điện tử, hoạt hình, phim ảnh kỹ xảo 3DS Max thích hợp cho người dùng cánhân Thế mạnh của 3DS Max là công cụ dựng hình Polygon, có thể sản xuất đượcnhững hình ảnh, hoạt hình với số lượng Polygon thấp nhưng đạt hiệu quả hình ảnhcao

2.4.2 Maya:

Maya do hãng Alias/Wavefron sản xuất, phần mềm này thường được sử dụngtrong nền công nghiệp phim ảnh, gần đây cũng bắt đầu thâm nhập vào thế giới trò

chơi điện tử Maya là lựa chon cho các studio lớn vì hướng mạnh vào các hiệu ứngDynamics và particles cũng như các công cụ dựng hình NURBS với độ mượt rấtcao.

2.4.3 Một số phần mềm thiết kế 3D khác:

Bên cạnh 2 công cụ được coi là phổ biến trên thì trên thế giới vẫn còn rất nhiềuphần mềm thiết kế đồ họa 3D khác, sau đây là một số phần mềm được mọi ngườibiết đến:

DAZ studio: là một công cụ giúp thiết kế các tác phẩm số độc đáo và hoạt hình

độn bằng cách sử dụng những chi tiết có sẵn như người, động vật, đạo cụ, phươngtiện, môi trường và nhiều hơn nữa Đơn giản là chọn một chủ đề và thiết lập, sắp xếpcác chi tiết, điều chỉnh ánh sáng và bắt đầu sáng tạo ra một tác phẩm đồ họa 3D

Blender 3D: đây là phần mềm thiết kế hình ảnh như 3DS Max, Gmax… nhưng

mã nguồn mở và miễn phí hoàn toàn, giao diện đẹp và trực quan Không những thếBlender 3D còn là một phần mềm 3D design khá chuyên nghiệp vì nó có khả năng

hỗ trợ viết script để tạo ra các games

GMAX 3D: phần mềm cho phép tạo nhân vật 3D, animation, nature một cách

nhanh chóng và chính xác Qua tìm hiểm GMAX 3D rất chuyên nghiệp và rất cần sựsáng tạo của người dùng nó để tạo ra nhân vật đẹp theo ý thích Nó không bằng 3DMax ở một số mặt nhưng có có thể tạo nhanh và chỉ cần một chút kiến thức nhỏ,không quá khó với những người mới tiếp xúc với việc thiết kế 3D

Solidwork: như mọi chương trình thiết kế 3D chuyên nghiệp khác, solidwork

có đủ các “đồ chơi”, hỗ trợ tối đa để bạn tạo được mô hình 3D nhanh chóng và hiệuquả Đây là một chương trình đẹp mắt, thanh nhã từ giao diện đến đối tượng đồ họa,cực kỳ thân thiện với người dùng Phần mềm có đủ 3 phân hệ: Part, Assembly vàDrawing liên kết chặt chẽ với nhau, giúp bạn tạo từ mô hình chi tiết, mô hình lắp đặt

và xuất bản vẽ drawing rất thuận tiện Giao tiếp dễ dàng với rất nhiều trình CAD –

biệt solidwork kèm them một trình phụ trợ gọi là DWGEditor, với giao diện, tínhnăng như một bản AutoCAD rút gọn.

Google Sketchup Pro: là một phần mềm hỗ trợ khá mạnh việc vẽ và xây dựng

các công trình thông qua những việc làm đơn giản bằng các icon Nhanh, đơn giản

và dễ sử dụng là những từ ngữ được mọi người đánh giá sau khi dùng chương trìnhđều thốt ra Chỉ cần bạn sử dụng icon hình cây bút, chỉnh camera 3D theo hướngthích hợp thì nó sẽ tự động phân biệt đâu là vẽ thẳng cao theo đường cột hay vẽ nằmngay Là một phần mềm khá mạnh cho việc vẽ và xây dựng các công trình thôngnhững việc làm đơn giản

LightWave 3D: đây là một chương trình cho các hiệu ứng mô hình 3D, hoạt

hình và đặc biệt nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất video và sản xuất truyềnhình Chương trình gồm một hệ thống mạnh các mô hình polygon, nó có một hệthống hàng đầu về liên kết dựa trên các nút và tạo hình sẽ giúp bạn nhanh chóng tạo

ra các kiểu dáng mà mình ưa thích

Hiện nay trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng còn có rất nhiều phầnmềm chuyên dùng để thiết kế đồ họa 3D khác, nhưng những phần mềm nêu trên lànhững phần mềm được ưa chuộng nhất và được sử dụng nhiều nhất Với sự tổnghợp này, hi vọng mọi người sẽ có những lựa chọn phù hợp với ý tưởng thiết kế 3Dcủa mình

2.5 Các kỹ thuật phổ biến dùng trong thiết kế 3D:

2.5.1 Các kỹ thuật dựng hình:

Loft: là một kỹ thuật dựng hình sử dụng dòng Đối tượng được tạo ra bằng cách

sử dụng một đường như một dòng nước liền mạch Được tạo nên bởi một hoặc nhiềudòng như mặt cắt

Solid of Revolution: cũng là một kỹ thuật dụng hình theo dòng, nhưng nó có

những khác biệt lớn so với kỹ thuật loft Dòng đại diện cho một phần qua một nửacủa đối tượng Hình ảnh được tạo ra bằng cách quay dòng đó xoay quanh một trụctheo quy định

Boolean Operations: điểm khởi đầu của hoạt động này là hai đường chồng

chéo tạo thành đối tượng 3D Kỹ thuật này khi hoạt động dễ bị lỗi Có 4 cách thức hoạt động của kỹ thuật này:

+ Liên minh: Hai mô hình 3D được kết hợp và hình học không cần thiết phía trong của mô hình sẽ được loại bỏ

+ Giao lộ: chồng chéo 1 phần của hai đối tượng 3D

+ Trừ (AB): đối tượng A được trừ từ đối tượng B

+ Trừ (BA): đối tượng B được trừ từ đối tượng A

Polygon: Là một dạng bề mặt hình học Khác với NURB sử dụng những điểm,

đường cong điều khiển để tương tác bề mặt polygon dùng giải pháp vẽ trực tiếpđiểm điều khiển để tạo thành bề mặt Lưới polygon được tạo thành từ đa giác có 3cạnh (triangle) hoặc 4 cạnh (quad), hay nhiều cạnh (N-gons) Lưới polygon này cóthể được tạo thành từ nhiều cách: qua vật thể polygon nguyên thủy

Mesh: là một kĩ thuật dựng hình trong 3DS max về cơ bản nó có nét tương đồng

với kỹ thuật dựng hình bằng polygon, nhưng Mesh chỉ hiệu chỉnh lưới tris (tamgiác) Thường được dùng cho dựng hình game hơn và trianh được tình trạng n-gons

Nurbs: Viết tắt của Non Uniform Rational B- Spline: là một khái niệm của

đường con Spline Với việc modeling với NURB, ta tạo những điểm điều khiển vànhững đưởng con để điểu khiển bề mặt

2.5.2 Làm việc với bộ render Vray:

Vray là 1 chương trình khá khó sử dụng nếu người dùng cứ luẩn quẩn với cácsetting kiếm được đâu đó hay những vật liệu copy trên internet mà chưa được hiểuđược bản của các thông số đó Nêu bước đầu người sử dụng biết được Vray có thểlàm được gì và mình sử dụng cái gì trước thì sẽ dễ dàng hơn

Vray là 1 công cụ bao gồm thuật toán để tính toán giả lập lại môi trường thực tếvới các tia sáng gián tiếp, bề mặt phản xạ, độ bức xạ ánh sáng, độ bão hòa màusắc…

2.5.3 Kết xuất đồ họa:

Trong đồ họa máy tính, kết xuất đồ họa gọi tắt là kết xuất, là một quá trình tạomột hình ảnh từ một mô hình bằng cách sử dụng một chương trình ứng dụng phầnmềm Mô hình là mô tả của các đối tượng ba chiều bằng một ngôn ngữ được địnhnghĩa chặt chẽ hoặc bằng một cấu trúc dữ liệu Hình ảnh này có thể là một hình ảnh

số hoặc một hình ảnh đồ họa điểm Kết xuất đồ họa là một trong các chủ đề chínhcủa đồ họa 3D Trong quy trình xử lý đồ họa, kết xuất là bước quan trọng cuối cùng

để tạo ra diện mạo kết cục của các mô hình và hoạt hình Hiện nay còn có rất nhiềusản phẩm phần mềm đa dạng dùng cho việc kết xuất đồ họa Một số được kết hợptrong những bộ phần mềm tạo mô hình và làm phim hoạt họa, một số khác là nhữngphần mềm riêng biệt Trong thiết kế đồ họa 3D, việc kết xuất là một quá trình chậmchạp

2.5.4 Một số các hiệu ứng cơ bản:

a Tô bóng:

Là một quá trình được sử dụng trong bản vẻ để mô tả mức độ của bóng tối trêngiấy Bằng cách áp dụng nhiều công cụ làm cho một vùng của đối tượng tối hơn cácvùng khác, hoặc làm cho một vùng bóng của đối tượng nhẹ hơn các vùng khác.Trong đồ họa máy tính, tô bóng dùng chỉ quá trình thay đổi một màu dựa trên góc

độ của nó để ánh sáng và khoảng cách của nó từ ánh sáng để tạo ra một hình ảnhthực có hiệu ứng

- Góc nhìn với ánh sáng nguồn:

Tô bóng làm thay đổi màu sắc của bề mặt trong một mô hình 3D Dựa trên cácgóc độ của bề mặt với một nguồn ánh sáng hoặc các nguồn ánh sáng

Ví dụ Tô bóng: