Графические системы и модели
1.7.2. Парадигма "моделирование-тонирование В процессе формирования изображения можно следовать и другому подходу: во многих САПР-приложениях и программах создания фотореалистических изображений, например для включения в кинофильм, моделирование сцены и ее тонирование (rendering) представляют собой две последовательные стадии процесса (рис. 1.25). Хотя решаемые задачи и не отличаются от тех, которые мы рассматривали выше, такая организация позволяет разделить программные и аппаратные средства реализации этих двух стадий. Например, рассмотрим процесс создания одного кадра мультипликационного фильма. Сначала определяются компоновка кадра и расположение в нем персонажей и объектов фона. Этот процесс требует активного участия художника-мультипликатора, но на первом этапе воспроизводить все детали изображения, связанные с оптическими эффектами, нет необходимости. Следовательно, этот этап предпочтительнее выполнять на специализированной рабочей станции, располагающей средствами активного диалога с пользователем. После того как сцена будет скомпонована, можно приступать к ее раскрашиванию. На этой стадии используется все многообразие средств моделирования оптических эффектов - освещения, фактуры поверхностей объектов и т.п. Этот этап значительно меньше связан с вмешательством пользователя, но требует больших объемов вычислений, а потому для его реализации имеет смысл использовать высокопроизводительные компьютеры. Не только аппаратные, но и программные средства реализации этих этапов разительно отличаются, а потому грамотное разделение процесса может существенно повысить его эффективность.
Связь между компонентами системы, которые отвечают за моделирование и тонирование, осуществляется с помощью промежуточного файла. В структуре такого файла предусматривается возможность хранения как описания объектов сцены, созданных в результате моделирования, так и источников света, информации о положении наблюдателя, свойствах материалов и т.п. Этот подход реализован в формате Renderman Interface, который позволяет передать информацию о модели в текстовом формате. У этого подхода есть и другое немалое достоинство - он позволяет оптимизировать структуру и функциональные возможности того компонента системы, который отвечает за моделирование, в соответствии со спецификой конкретного приложения. При этом второй компонент может быть использован без изменений для совершенно разных графических приложений. Возможен и другой вариант, когда промежуточный файл может обрабатываться разными программами тонирования, которые имеют разные функциональные возможности и работают на разных моделях компьютеров. В принципе, по крайней мере теоретически, при таком подходе можно вообще не использовать программу моделирования, а описать всю сцену в текстовом виде с помощью обычного текстового редактора. Но, конечно, на практике удобнее использовать интерактивные программы моделирования, в которых применяется все та же модель синтезированной камеры для создания изображений, хоть и не раскрашенных.