Examinarea și utilizarea bibliotecii de frunze în software-ul itoo Forest Pack Pro pentru creare

Cine știe că nu știe nimic nu este înțelept. Cine mai știe ce nu știe poate întreba despre asta. Și dacă în cele din urmă știi unde să găsești ceea ce nu știi, poți să-l cauți. Albert Einstein

Mulțumiri În primul rând, aș dori să profit de această ocazie pentru a mulțumi tuturor celor care m-au susținut și motivat în timpul pregătirii acestei lucrări de licență. Aș dori în special să le mulțumesc lui Frank Ringwald și Christian Malterer, care au avut grijă de munca mea și, prin urmare, și mie. Nu numai că ați dat în mod repetat indicii valoroase prin întrebări critice, dar și sprijinul moral și motivația au fost de neegalat. M-ai făcut să gândesc dincolo de limitele mele. Vă mulțumim pentru răbdare și efort. Aș dori, de asemenea, să le mulțumesc surorii mele și prietenilor mei, care au corectat peste multe ore. Aceștia au subliniat punctele slabe și, ca nespecialist, au reușit să arate în mod repetat unde mai era nevoie de explicații. Mulțumiri speciale merg și iubitei mele, care mi-a oferit sprijin emoțional, mai ales în timpul ultimei apariții. Nu în ultimul rând, aș dori să le mulțumesc părinților mei pentru că au fost mereu acolo pentru mine, nu numai financiar, ci și emoțional în timpul studiilor.

Examinarea și utilizarea Bibliotecii Laubwerk în itoo Software Forest Pack Pro pentru a crea medii realiste.Teză de licență pentru obținerea diplomei universitare Bachelor of Arts în cadrul departamentului Digital Film Design al Universității Media Design. Trimis de: Thomas Hellmuth Născut: 19 mai 1986 la Nauen 1 examinator: Frank Ringwald 2 examinator: Christian Malterer Berlin, la: 28.02.2014

Cuprins 1. Introducere 4 1.1. Cuvânt înainte 4 1.2. Problema și obiectivul lucrării 4 2. Noțiuni de bază 7 2.1. Informații generale despre vegetație 7 2.2. Tipuri de vegetație 7 2.3. Zonele de vegetație 8 2.3.1. Tundra 8 2.3.2. Pădure de conifere nordice 8 2.3.3. Pădure de foioase și mixte 8 2.3.4. Stepa 9 2.3.5. Arbori de foioase tari 9 2.3.6. Deșert 9 2.3.7. Savannah 10 2.3.8. Pădure tropicală tropicală 10 2.4. Informații generale despre copaci 10 2.5. Structura arborelui 11 3. Procedura de creare a plantelor virtuale 16 3.1. Procedura procedurală 16 3.1.1. Fractale 16 3.1.2. Sisteme Lindenmayer 19 3.2. Panouri publicitare 23 3.3. Modelarea manuală a plantelor 26 1 1

4. Domenii de aplicare a peisajelor create digital 29 4.1. Film 29 4.2. Publicitate 32 4.3. Jocuri video 33 4.4. Arhitectura 34 5. Descrierea programelor 37 5.1. itoo Software Forest Pack Pro 37 5.1.1. Noțiuni de bază despre itoo Software Forest Pack Pro 37 5.1.2. Explicația interfeței cu utilizatorul și a atributelor sale pentru program 38 5.2. Frunzișul 51 5.2.1. Noțiuni de bază despre frunziș 51 5.2.2. Explicația interfeței cu utilizatorul și a atributelor sale pentru program 51 6. Descrierea implementării 55 7. Dezvoltare practică 58 7.1. Criterii de testare 58 7.2. Descrierea experimentului 59 7.3. Evaluarea criteriilor 65 8. Considerare finală 70 8.1. Concluzie 70 8.2. Outlook 71 9. Lista surselor 72 10. Lista cifrelor 74 2 2

a obține. Domeniul de aplicare a peisajelor generate digital este, de asemenea, important și un aspect suplimentar în partea practică a acestei lucrări. Folosind ilustrații ale software-ului și explicații ale parametrilor individuali ai programelor, este posibil să se construiască o mai bună înțelegere. După afișarea acestor informații, este descrisă structura unei scene complete. În această zonă, anumite setări sunt explicate mai detaliat, precum și obiecte suplimentare necesare care trebuie să fie prezente pentru a crea vegetație realistă. Vizualizările de ieșire arată posibilitățile cu programele disponibile în prezent. Această secțiune conține, de asemenea, evaluări ale rezultatelor, care setări pot duce la rezultate corespunzătoare și la ce sunt utilizate. Este apoi prezentată o scurtă comparație între vegetația virtuală și cea reală. În cele din urmă, sunt prezentate sugestii de îmbunătățire, care ar trebui să clarifice lucrul mai bun cu programele. În această lucrare, toate cuvintele în limba engleză utilizate sunt prezentate cu caractere italice. Introducere// Problema și obiectivul tezei 5 5

unde sunt apoi convertiți în compuși organici. Aceste substanțe sunt la rândul lor necesare pentru creșterea copacului și existența sa continuă. În partea următoare, componentele individuale sunt examinate mai în detaliu pentru a ilustra importanța lor pentru existența copacilor. Figura 1 2.5. Structura unui arbore de foioase Structura arborelui Numeroasele mici detalii care ar putea apărea atunci când vine vorba de un prim plan în special sunt importante pentru o reprezentare vizuală optimă a unui copac. Rădăcinile sunt în mare parte ascunse în subsol. Prin urmare, importanța este mai mult în spate, dar nu trebuie uitată complet, deoarece acestea pot apărea parțial și în partea de jos a copacului. Figura 2 Rădăcini neobișnuite Figura 3 Rădăcini neobișnuite Noțiuni de bază/Structura arborelui 11

În anumite circumstanțe, acest aspect poate face posibilă o afișare extrem de impresionantă, așa cum se poate vedea în figurile 2 și 3. De asemenea, trebuie remarcat faptul că există diferite tipuri de rădăcini. Figura 4 Sisteme de rădăcină De exemplu, așa-numitele rădăcini superficiale se găsesc în molid. În brazi este rădăcinile inimii, iar în pini sunt rădăcinile robinetului (Figura 4). Trunchiul de copac se conectează la rădăcini și este construit în mai multe straturi. Începând din interior, straturile constau din duramen, alburn, cambium, bast și scoarța sau scoarța este cea mai importantă pentru reprezentarea vizuală externă (Figura 5). Aceasta constă în principal din celule moarte ale stratului de bast, care protejează arborele de influențele mediului [Gartentipps2014]. Figura 5 Structura unui trunchi de copac Bazele/structura arborelui 12

Coaja are un aspect divers și, prin urmare, este o trăsătură distinctivă foarte individuală a fiecărei specii de arbori, așa cum se poate vedea în figurile 6 și 7. Figura 6 Coaja de copac Figura 7 Coaja de copac O ultimă caracteristică importantă a copacilor sunt frunzele. La fel ca scoarța, acestea sunt foarte diferite de la specie la specie și, la o inspecție mai atentă, prezintă și o Figura 8 Reprezentarea celor mai variate forme ale frunzelor, elementele de bază/structura arborelui 13

este necesar un nivel ridicat de detaliu. De exemplu, frunzele diferă prin forma frunzelor, așa cum se poate vedea în Figura 8. Mai mult, frunzele diferă prin vene sau structuri, așa cum se poate vedea în figurile 9 și 10. Figura 9 Venele frunzei unei frunze Figura 10 Frunza în formă de ac Noțiuni de bază/structura arborelui 14

03 Procedura de creare a plantelor virtuale

prezentată ca o structură unidimensională, dar poate fi ulterior extinsă la a doua și a treia dimensiune [Jo/Ey2001]. Figura 21 Exemplu complex de bacterii Cu ajutorul broaștei țestoase, numită și interpretarea broaștei țestoase în limbajul american, această reprezentare poate fi clarificată folosind următoarele reguli pentru a vizualiza secvența de mișcare a broaștei țestoase. Cu ajutorul următoarelor reguli, broasca țestoasă se poate mișca și această mișcare poate fi reprezentată vizual. F - Desenează elementul F - Se deplasează înainte cu lungimea elementului F G - Desenează elementul G - Mută lungimea elementului G înainte + - se rotește δ în sens invers acelor de ceasornic - - se rotește δ în sensul acelor de ceasornic [- Notă poziția curentă] - Reveniți la ultima poziție notată.Alfabetul broaștei țestoase este astfel definit și ar arăta astfel: V =. Secvența F + F + FF ar fi reprezentată de broasca testoasă după cum urmează: Figura 22 Secvența F + F + FF cu ajutorul broaștei țestoase Dacă δ este interpretat ca 90, aranjamentul F [+ F] [- FF] F ar fi în exterior după cum urmează: Figura 23 Secvența F [+ F] [- FF] f cu ajutorul broaștei țestoase Procedura de creare a plantelor virtuale/procedura procedurală 21

Folosind interpretarea broaștelor țestoase, se pot realiza structuri sau ramuri de tot felul. Prin adăugarea de pași de iterație în creștere, rezultatele sunt din ce în ce mai ramificate. În exemplul prezentat (Figurile 24 și 25) numai elementul F este utilizat și afișat ca o linie verde. Parametrul δ este 30. Deja după cea de-a patra iterație, sunt executate comenzile de desenare broască țestoasă 1116. Această figură este un exemplu de sistem 0L între paranteze [Jo/Ey2001]. Figura 24 Regula de producție cu rezultate din ce în ce mai ramificate Figura 25 Exemplu vizual În acest exemplu (Figurile 26 și 27) elementul F este completat prin adăugarea parametrului I, care servește doar pentru a genera ramificația. Cu toate acestea, elementul I nu are lungime fizică. Acest exemplu arată clar independența broaștei țestoase. Dacă examinați mai atent o ramură mică, puteți vedea că are întotdeauna aceeași formă ca întreaga plantă. Urmând secvența din Figura 26 Regula de producție cu elementul crescător I Figura 27 Exemplu vizual al metodei de creare a plantelor virtuale/metoda procedurală 22

Figura 32 Aliniat la cameră Figura 34 Figura 36 Vedere de la cameră Figura 33 Figura 35 Aliniat la cameră - vedere alfa din vedere la pasăre Diferența față de Figura 34 Texturile foto înseamnă o economie importantă a numărului de poligoane5 și astfel, de asemenea, redarea timpilor. Acest lucru ar trebui să arate clar că a fost posibil să se creeze păduri uriașe într-o perioadă scurtă de timp fără a supraîncărca computerele vremii. Folosind componente de transparență, de exemplu, este posibil ca un copac care este perpendicular pe o suprafață pătrată să pară corect dintr-o anumită perspectivă. Cu toate acestea, dacă unghiul de vizualizare este modificat, devine clar că acest tip de afișaj își poate atinge rapid limitele. Deoarece este doar o textură plană, doar o linie va fi vizibilă atunci când este privită din lateral. Probabil cea mai eficientă soluție a problemei este alinierea automată a texturilor foto, numite și panouri publicitare6, din punctul de vedere 5 Un poligon este o suprafață plană care este conectată prin cel puțin trei puncte. 6 Billboards este traducerea în engleză pentru panouri publicitare sau semne publicitare. Procedura de creare a plantelor/panourilor virtuale 24

04 Domenii de aplicare a peisajelor create digital

05 Descrierea programelor

software itoo, în care valorile funcționează global, setările sunt separate pentru fiecare textură. Figura 62 Override Map Prin activarea Override este posibil să editați setările (Figura 62). În zona din stânga, sunt posibile aceleași opțiuni care erau deja vizibile în panoul de comandă al software-ului itoo. Pe măsură ce variația crește, este, de asemenea, posibil să se determine schimbarea aplicată unui obiect individual sau întregului obiect. Există, de asemenea, funcția Blending Mode. Cu acesta puteți determina modul în care textura existentă trebuie amestecată cu setările manuale și oferă o muncă mai rapidă și mai individuală. Programul se ocupă și de shadere personalizate. Aceasta permite o afișare îmbunătățită a panourilor. În prezent, însă, această îmbunătățire este posibilă doar cu motorul de redare Mental Ray. În această secțiune este important să vă asigurați că sunt utilizate numai materiale de la Forest Pack Pro, în caz contrar pot apărea erori sau nu se poate observa niciun efect la schimbarea valorilor. În punctul Trace Depth, descrierea maximă a programelor/itoo Software Forest Pack Pro 48

06 Descrierea implementării

07 Elaborare practică