مقاله در مورد ديناميك و انيميشين

 nx دارای 42 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : دینامیك و انیمیشین فصل 12 : دینامیك و انیمیشین پیش‌نیازها دانشی از مدل‌سازی lighting Viewing,( modeling) و نقش پارامترها در مدل‌سازی و Viewing معرفی: این فصل با فصهای دیگر تفاوت دارد چون این فصل یك فصل غیرعادی است چرا كه شامل چند شكل است كه دقیقاً عنوان( موضوع) آنرا معرفی می‌كنند( مشخص‌ می‌كنند). موضوع( عنوان) این فصل در مورد حركت است و ما نمی‌توانیم در یك متن دستی نوشته شده مفهوم دقیق حركت را نشان دهیم این امكان وجود داشت كه با فایلهای تصویری در یك متن الكترونیكی می‌توانستیم با فایلهای تصویری در یك متن الكترونیكی مفهوم دقیق حركت را نشان دهیم ولی خوب این فصل باید پرینت شود. شاید نسخه‌های آینده این كتاب شامل فیلمهایی یا حداقل فایلهای قابل اجرا با انیمیشین باشد ولی هم‌اكنون شما باید با نمونه‌ها و كدهای سگمنت‌ها كه فراهم كرده‌ایم كار كنید و اجرای آنها را روی سیستم خودتان مشاهده امتحان كنید. انیمیشن كامپیوتری یك مبحث بسیار گسترده است و كتابها و courseهای بسیاری در مورد آن وجود دارد. ما نمی‌توانیم امیدوار باشیم كه عمق مفهوم این موضوع را در اولین دوره گرافیك كامپیوتری پوشش دهیم. به جای آن ما روی انیمیشن‌های نسبتاً ساده كه نوع مدلها و تصاویری كه در این course به وجود می‌آوریم را نمایش می‌دهند متمركز می‌شویم. البته با تأكید روی بخشهای علمی. اینگونه پنداشته می‌شود كه انیمیشین عبارت است از ارائه دنباله‌ای از قالبها، یا تصاویر منفرد، آنقدر سریع كه تصویری از شیئی در یك قاب در حال حركت را ایجاد كند. دو نوع انیمیشن وجود دارد. انیمیشن بلادرنگ (real –time animation) یا انیمیشنی كه در آن هر قاب با برنامه‌ای در طول اجرای آن مشخص می‌‌شود و انیمیشن Frame –at-a- time یا انیمیشنی كه با render كردن قابهای منفرد و اسمبل كردن آنها به یك شكل قابل دید.( احتمالاً از طریق فیلم یا ویدئو در یك فرآیند تولید مجزا) اسمبل می‌شود. این فصل بیشتر روی انیمیشنFrame-at-a-time با هدف رسیدن به انیمیشن real-time توجه می‌كند. هر دو این دسته‌ها شامل مشكلات تعریف چگونگی تغییر مدلها، lighting و viewing در طول زمان است، ولی انیمیشن Frame-at-a- time بیشتر به جزئیات مدل‌سازی و render كردن د ر سطح بالا اشاره می‌كند، در حالی كه انیمیشن real-time بیشتر به اطلاعات با متغیر زمان ساده‌تر برای دریافت refresh rate كه باید آنقدر بالا باشد كه تغییر مورد نظر را انتقال دهد اشاره می‌كند. در حالی كه انیمیشن real-time به اندازه انیمیشن Frame-at-a-time مورد اطمینان نیست. چرا كه مدل‌سازی و rendering ساده‌تری استفاده می‌شود یا تصاویر با سرعت كمتری تهیه شده‌اند، و می‌تواند در انتقال ایده‌ها بسیار مفید باشد به خصوص اگر كاربر بتواند با برنامه انیمیشنی در حالی كه اجرا می‌شود ارتباط برقرار كند. پرسش اصلی در این course ارتباط دیداری است و تعدادی لغات و تكنیكهای ویژه در استفاده انیمیشن برای ارتباطات وجود دارد. این ماژول هیچ تلاشی برای تحت پوشش قراردادن این موضوع ندارد ولی ما پیشنهاد می‌كنیم كه شما مقداری از وقت خود را صرف جستجو در مورد انیمیشن‌های موفق كنید و برای فهمیدن اینكه چه چیزی باعث موفقیت‌ آنها شده تلاش كنید. برای شروع ما پیشنهاد می‌كنیم كه روی شفافیت و سادگی تمركز كنید و برای ایجاد تمركز روی ایده‌های ویژه برای ارتباط برقراركردن به سختی كار كنید. تعاریف: انیمیشن فرآیند تولید زنجیره‌ای از تصاویر و نمایش آنها به گونه‌ای است كه چشمان بیننده آنها را به صورت زنجیره‌ای از حركات نرم ببیند. زنجیره حركات می‌تواند ارتباط بین اشیا و فرآیند اسمبل‌كردن اشیاء را نشان دهد. و می‌تواند به شما این امكان را بدهد كه زنجیره‌ای از راههای نمایش اطلاعات را طراحی كنید و یا حتی به كاربر این امكان را می‌دهد كه یك صحنه را از نقطه دیدهای مختلف كه شما می‌توانید طراحی كنید ببیند. راههای زیادی برای طراحی رشته انیمیشن وجود دارد، ولی بهترین شروع مدل كردن صحنه موردنظر با پارامترهایی برای كنترل ظاهر مدل است. وقتی شما از پارامترها (منظور متغیرهایی است كه می‌توانید در برنامه‌تان به كار ببرید) برای كنترل موقعیت اشیاء، موقعیت یا خواص نور، شكل یا روابط و یا اشیاء، رنگها، بافت محورهای مختصات، یا هر نقطه كلیدی دیگر در مدلتان استفاده می‌كنید،‌ می‌توانید مقادیر پارامترها را با زمان تغییر بدهید تا دید بیننده خود را در طول اجرا برنامه عوض كنید. این به شما این امكان را می‌دهد كه به خصوصیات ویژه هر یك از این جنبه‌های مدل خود تأكید كنید و با بیننده خود ارتباط برقرار كنید.تعریف مدلسازی خود به وسیله پارامترها، باید یادآور شویم كه تنها سه قسمت برای هر صحنه در تعریف توسط گراف صحنه وجود دارد. یكی جغرافیای صحنه، كه می‌توان از پارامترها برای توضیح جغرافیای صحنه استفاده كرد، مثالی از این می‌تواند تابع سطح باشد، كه تابع شامل پارامتری است كه با زمان تغییر می‌كند. مثل: . دیگری تبدیل صحنه است، كه شامل پارامترهایی است برای تعریف چرخش، انتقال، یا مقیاس‌گذاری شی‌ء در صحنه، مثالی از این می‌تواند حركت یك شی در فضا با جزء تبدیل افقی t و جزء تبدیل عمودی كه به شی یك مسیر parabolic می‌دهد. سوم ظاهر شیء در صفحه است كه ممكن است سطح دارای جزء رنگی (1-t) باشد برای تغییر از opaqve در لحظه o به trasparent در لحظه‌1، كه به كاربر این امكان را می‌دهد كه از سطح بتواند هر آنچه زیرش است را ببیند. اینها انواع ساده‌ای از كاربرهای مدلسازی‌های پارامتریك است و نباید هیچ مشكلی در ایجاد یك مدل ایجاد كند. یك راه برای طراحی رشته انیمیشن به وسیله این كار انیمیشن procedural (روندی) نامیده می‌شود و برای انیمیشنهای ساده كه شما تنها چند پارامتر برای تعریف رشته دارید به خوبی كار می‌كند( هر چند كلمه “ تنها چند” به سیستم شما و هدف شما از رشته گرافیكی بستگی دارد). اغلب انیمیشنها كه ما بحث می‌كنیم در كاربرهای علمی ارائه می‌دهیم به صورت procedural هستند، كه ما موقعیت و رفتار شی را در طول زمان با اصول علمی محاسبه می‌كنیم و آنها را در حالی كه تغییر می‌كنند نشان می‌دهیم. این امر محاسبات خواص هر قاب از انیمیشن را راحت‌تر می‌كند. راه دیگر برای طراحی یك رشته انیمیشن ایجاد قاب‌های كلیدی یا تصویرهای خاص كه می‌خواهید در یك زمان خاص در نمایش انیمیشن ظاهر شوند است. انیمیشن كه به این روش ایجاد می‌شود انیمیشن قاب كلیدی نامیده می‌شود. دوباره، هر قاب كلیدی می‌تواند به صورت یك سری پارامترهایی كه نمایش را كنترل می‌كند تعریف شود اما بجای كنترل كردن پارامترها به صورت برنامه‌ریزی شده، پارامترها interpolate شده‌اند بین مقادیر موجود در قاب‌های كلیدی. و اما نوع سوم انیمیشن، كه به نظر نمی‌آیدكه در موارد قبل به آن فكر شده باشد انیمیشن الحاقی است. اینجا شما دو مدل را تعریف می‌كنید و هندسه مدل اول را در هندسه مدل دوم الحاق می‌كنید. یك مثال برای این مورفینگ است كه در آن شما با یك شیء (صورت، حیوان، ماشین …) شروع می‌كنید و با یك چیز دیگر تمام می‌كنید برای تأكید كردن تغییر از یك چیز به چیز دیگر. این یك رشته از تصاویر را شامل می‌شود پس این یك انیمیشن است اما این بیشتر نوع تخصصی روند است و بیشتر در اینجا بحث نمی‌شود. شاید ساده‌ترین راه رسیدن به انیمیشن تعریف صحنه كلی‌تان به صورت یك پارامتر منفرد و بروزكردن آن پارامتر هر بار كه یك قاب جدید تولید می‌كنید باشد. شما می‌توانستید فكر كنید كه پارامتر زمان است و انیمیشن شما به صورت یك مدل متغیر با زمان است. این شاید راه رسیدن طبیعی باشد وقتی كه شما با یك مشكلات علمی كار می‌كنید جایی كه زمان نقش فعالی را در اكثر مدلینگ‌ها ایفا می‌كند فكر كنید كه چقدر غلم سركار و كار دارد با تغییر در واحد زمان اگر بدانید كه چقدر طول خواهد كشید كه صحنه‌تان ایجاد شود شما می‌توانید همچنین پارامتر زمان را تغییر دهید. برای یك مقداری برای هر قاب كه بیننده قابها را با سرعتی كه زمان واقعی رفتار سیستمی كه مدلسازی كرده‌اید تخمین می‌زند. معنی دیگر پارامترها می‌تواند شماره‌ قاب باشد، رشته شماره‌های تصویر خاصی كه شما در یك سری قاب كه زنجیره انیمیشن را درست می‌كنند محاسبه كرده‌اید. اگر شی با انیمیشنی كه با ضبط و پخش‌كردن در یك rate شناخته شده (معمولاً 24 تا 30 قاب در ثانیه) سروكار دارید، می‌توانید شماره قاب را به پارامتر زمان انتقال دهید، ولی این تفاوت در نامها برای پارامترها تفاوت در تفكر را منعكس می‌كند، چرا كه شما به مدت زمان تولید قاب توجه نمی‌كنید. یك جنبه كلیدی در تولید انیمیشن در زمان واقعی Frame rate است سرعتی كه شما قادرید یك تصویر جدید در زنجیره انیمیشن ایجاد كنید. همانطور كه در بالا اشاره شد، سرعت قاب احتمالاً برای قابهای تولید شده با جزئیات بیشتر نسبت به قابهای مشابه كه از قبل محاسبه شده‌اند و در دستگاه ویدئوئی دیجیتال یا آنالوگ ذخیره شده‌اند كمتر است. اما در اینجا فرق دیگری هم وجود دارد: سرعت قاب برای تصاویر تولید شده در زمان واقعی. ممكن است ثابت نباشد. به هر حال سرعت قاب دقیقاً قابل كنترل است، اگر شما خودتان ویدئوی “hardcopy” انیمیشن خودتان را ایجاد كرده باشد. مهم نیست تصویر در یك قاب منحصر چه قدر پیچیده باشد. فصل hardcopy را برای جزئیات بیشتر در این كتاب بخوانید. انیمیشنkey frame وقتی یك شیء keyframe انجام می‌دهید تعدادی قاب مشخص بعنوان قابها كلیدی كه انیمیشن باید تولید كند مشخص كنید و بقیه قابها را محاسبه كنید تا تصور به صورت نرمی از یك قاب كلیدی به دیگری حركت كند. قابهای كلیدی بوسیله شماره قاب مشخص می‌شوند. بنابراین پارامترهایی است كه شما استفاده می‌كنید. كه در بالا توضیح دادیم. در انیمشین نوع كارتون بطور معمول قابهای كلیدی بصورت نقاشیهای كاملاً پیشرفته هستند و برای قابها كه باید در فرآیند تولید شود “tweening” نامیده می‌شود. تولید قاب بین قابهای كلیدی در این حالت هنرمندانی وجود دارند كه قابهای in-between را با re-drawing (دوباره نقاشی كردن) المانهای قاب كلیدی در حالیكه بین قابهای كلیدی در حركت هستند تولید می‌كنند. هرچند ما تصاویر را با برنامه‌نویسی تولید می‌كنیم. بنابراین باید بجای نقاشی با مدلها شروع كنیم. قابهای كلیدی هر پارامتری كه برای تعریف یك تصویر مورد نیاز است را دارند و قابهای in-between مان را برای الحاق این پارامترها ایجاد می‌كنیم.انیمیشن ممكن است بعنوان كلكسیونی از رنجیره انیمیشن( در فیلمها، اینها بعنوان shots معروف است)فرض می‌شود كه هر یك از قسمتهای اجزاء، اشیاء، تبدیلات، نورپردازیهای پایه‌ای مشابهی استفاده می‌كنند. سپس برای هر زنجیره اجزای یكسان و مجموعه یكسان از پارامترها برای این اجزاء داریم و پارامترها در هنگام عبور از این زنجیره عوض می‌شوند. برای هدف انیمیشن خود اجزا مهم نیستند، ما نیاز دایم روی مجموعه پارامترها و راههای تغییر این پارامترها متمركز شویم.با انیمیشن keyfrome پارامترها در هنگام تعریف قابهای اصلی ست می‌شوند و در نوعی حالت در حركت قابها تجدید می‌شوند. برای نمونه مدلی را در نظر بگیرید كه در حالتی تعریف شده كه این امكان را به ما می‌دهد كه پارامترهایی كه رفتارش را كنترل می‌كنند تشخیص دهیم. اجازه بدهید كه این موضوع را تعریف كنیم…شكل 1-13 شییء كه ما animate كرده‌ایم.برای بحث در مورد روشهای تغییر یك پارامتر برای رسیدن به یك حركت جرم بین یك قاب اصلی به قاب دیگر نیاز داریم چند اصل را معرفی كنیم اگر مجموعه پارامترها را بعنوان یك بردار واحد فرض كنیم p=<a/b/b/….,n> آنگاه می‌توانیم مجموعه پارامترها را در قاب داده شده M به صورت در نظر بگیریم كار با سكمنت زنجیره قالبهای كلیدی انیمیشینی كه با قاب K شروع می‌شود و به قاب ما می‌رود. داریم: و p مقدار بردارهای پارامتر آن دو قاب است در مثالهای بالا می‌بینیم پارامترها… اولین دستیابی به این الحاق استفاده از الحاق خطی (linear interprotion) مقادیر پارامترها است. بنابراین اگر ما تعدادی قاب بین این قابهای اصلی داشته باشیم C=L-K است كه داریم: برای هر پارامتر و هر عدد صحیح i بین K,L اگر t=i/c باشد می‌توانیم معادله را به صورت بنویسیم كه راه آشنایی برای بیان الحاق خطی خالص است. این یك محاسبه مستقیم است و می‌تواند مقادیر پارامترها با تغییر حركت قابهای اصلی از این دستیابی اولیه ساده پچیده‌تر است.هر چند ما نه تنها حركت ملایم بین دو قاب كلیدی را می‌خواهیم بلكه ما باید حركت قال را قبل و بعد از حركت تركیب كنیم. الحاق خطی توضیح‌ داده‌شده در بالا این امر را تأمین نمی‌كند هر چند بجای آن ما احتیاج داریم كه از یك دستیابی الحاقی كلی‌تری استفاده كنیم كه آسان‌سازی داخل و بیرون حركت نامیده می‌شود راه این است كه از یك حركت از نقطه شروع آغاز كنیم و با سرعت بیشتری به وسط برویم و قسمت پایانی را با سرعت كمتری برویم تا جائیكه تغییر پارامترها را متوقف كنیم( و در نتیجه هر حركتی در تصویر متوقف می‌شود) وقتیكه در لحظه‌ای كه به آخرین قاب زنجیره می‌رسیم. در شكل 2-13 مقایسه‌ای بین الحاق خطی ساده درچپ یا الحاق شروع به بالا/ با حركت كند روبه پائین تدریجی در راست انجام شده‌است. شكل دست راست كه منحنی sinusoidal می‌تواند با معادله نشان داده شود دیده می‌شود كه در هر دو حالت از t=i/c استفاده می‌شود مانند پاراگراف بالا بنابراین وقتی t=0 است ما در قاب k هستیم و وقتی t=1 است ما در قاب L هستیم.شكل 2-13 دو منحنی الحاق: خطی(چپ) و (right)sinusodial درواقع این آسان‌سازی بداخل و آسان‌سازی به خارج ممكن است كافی نباشد چرا كه برای تأكید به حركت ممكن است شما بخواهید شییء مورد حركت قبل از حركت به جلو به آرامی به عقب حركت كند. و مثل از رفتن به بقیه جاها و به پشت جایگاه نهایی برو شما می‌توانید ایده بالا را با انجام چنین عملی تطبیق دهید. برای چنین كاری باید منحنی الحاق را به سمت منفی نمودار ادامه داد. این نوع حركت جایی است كه انیمیشن تبدیل به هنر شد. برای تنظیم حركت آرام در بین قابها همچنان این مشكل وجود دارد كه پارامتر می‌تواند حركت در یك جهت بالا به قاب اصلی ایجاد كنند و سپس آن حركت با اثر آن می‌تواند در هنگام ترك قاب اصلی جهتهای كاملاً متفاوت برو دو به قاب دیگر برود و این در صورتی است كه حركت ما بین قابهای اصلی هنوز آنقدر ملایم نیست برای رسیدن به این موضوع نیاز داریم نوع پیشرفته‌تری از الحاق را تهیه كنیم.اگر ما الحاق درجه دو با درجه سه از معادلات ریاضی در نظر بگیریم كه الحاقهای بین تعداتد نقاطی كه یكدیگر را قطع می‌كنند وجود دارد ما نیاز داریم نوعی الحاق كه این امكان را می‌دهد كه الحاق هر قاب اصلی را دقیقاً قطع كند به نرمی بین مجموعه قابهای اصلی حركت كند پیدا كنیم و برای چنین كاری نیاز داریم كه بتوانیم پارامترهای هر قاب را بصورتی كه دقیقاً به پارامترهای قاب اصلی برسد و بتواند بین مقادیر پارامترها به نرمی حركت كند مقداردهی كنیم. از میان انواع مختلف الحاقهای موجود می‌توانیم الحاق Catmull-Rom را كه در وصل Spline modeling معرفی شده‌است انتخاب كنیم كه نوعی از الحاق كه در ردیف دوم شكل 3-13 نشان داده شده‌است و كنتراست الحاق نقطه به نقطه در ردیف اول شكل دیده می‌شود را به ما می‌دهد.شكل 3-13 حركت به داخل و خارج قاب اصلی(چپ و راست تابع زمان است)ردیف بالا: استفاده از الحاق دونقطه‌ای و ردیف پائین استفاده از الحاق چندنقطه‌ای aliasing زمانی:در ایجاد یك انیمیشن شما یك دنباله از تصاویر كه حالت مدلتان را در نقاط مشخصی نشان می‌دهد را ایجاد می‌كنید. وقتی این دنباله درست دیده شوند هر چند كه شما ممكن است كه نتایج را بیابید كه تأثیرات شگفت‌‌آور بسیاری را كه شماگمان نمی‌كردید نشان دهد بسیاری از این مشكلات ممكن است مربوط به مشكلات سیستمهای گرافیكی باشد. برای مثال اگر شما یك شیء كوچك دارید آن شیء ممكن است بسیار متفاوت در سایز همچنین در پیكسلهای كمتر یا بیشتر انتخاب‌شده برای شیء بنظر برسد این مشكل aliasing صفحه نمایش است می‌تواند بوسیله تكنیكهای ضد aliasing برای گنجاندن پیكسلهای portly-coverd در تصویر آدرس‌دهی نمی‌شوند. اما مشكلات دیگر در پردازنده انیمیشن اساسی هستند و نمی‌توانند به آسانی حذف شوند شما باید امكان اینكه تصاویرتان در دنباله ممكن است به طور دیگر تغییر شوند نسبت به چیزی كه شما تصور كرده‌اید را تشخیص دهد. به یك مثال توجه كنید: تصور كنید شما یك شییء چیزی كه در شكل 4-13 نشان داده شده دارید( برای مثال این شكل ممكن است پره‌های یك چرخ باشد) و این شكل با زمان می‌چرخد اگر شما شكل را به آرامی بچرخانید چشم بطور طبیعی هر پره را چون درمحل آن تغییر می‌كند دنبال خواهد كرد زیرا مكان هر پره در frame بعدی چون معادل نزدیكترین پره در frame قبلی است.اگر شما بخواهید حركت‌كردن پره‌ها را مطابق حركت عقربه‌های ساعت نشان دهید و شما شكل را در جهت حركت عقربه‌های ساعت به یك زاویه كمتر از 5/22 بچرخانید این حالت اتفاق می‌افتد مخصوصاً اگر زاویه خیلی كمتر از آن مقدار باشد. اما اگر شما شكل را یك كم سریعتر بچرخانید با 40 سپس امكان پره در frame بعدی فقط 5 از مكان پره در جهت عقربه ساعت بعدی در fram قبلی خواهد بود و پره‌ها بنظر می‌رسد كه همانند یك ساعت سرعت‌سنج می‌چرخند.شما ممكن است این اتفاق را در فیلمها یا وقتی یك شییء گردان بوسیله یك نور فرفره‌ای روشن شده‌است، دیده باشد. اما مهم این است كه بفهیمد این حالت ممكن است و برای ادامه این حالت در كارمان برنامه‌ریزی كنیم. ساختن یك انیمیشنبرقراری ارتباطی كه شما بوسیله انیمیشین ایجاد می‌كنید بسیار شبیه ارتباطی است كه یك تهیه‌كننده ممكن است در یك فیلم از آن استفاده كند فیلم از یك لغت‌نامه وسیع از تكنیكهای توسعه داده شده‌است كه جزئیات انواع اطلاعات انیمیشنها برای برقراری یك ارتباط علمی كه می‌تواند برای اندیشیدن در مورد طرحهایی در محصولات سینمایی مفید باشد خواهد داد اگر شما برای انجام این نوع كار بطور وسیع برنامه‌ریزی كنید شما برای تكنیكهای انیمیشن‌سازان حرفه‌ای را بخوانید ادامه خواندن مقاله در مورد ديناميك و انيميشين

نوشته مقاله در مورد ديناميك و انيميشين اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.