3D 概述

1. 3D概述 許進順 2009/10/29

2. 簡報大綱 • 3D發展現況 • 3D基礎介紹 • 3D工具介紹

3. 3D發展現況

4. 影音娛樂發展

5. Panasonic電視發展規劃

6. HD、3D擬真臨場感

7. 2009 CES • 2009CES

8. 2009 CES

9. 3D發展現況 • 戴眼鏡式( stereoscopic display ) • Head Mount Device(HMD) • 裸眼式( auto-stereoscopic display )

10. 立體眼鏡

11. 3D家用產品與內容

12. 3D數位相機

13. 3D技術規格

14. 3D應用 • 3DTV -高畫質多媒體 • 工業應用-模擬製作流程 • 數位學習-生態、人文、地理、建築 • 醫療-手術診斷 • 國防-飛行、武器操作 • 商業-廣告、遊戲

15. 3D基礎介紹

16. 3D基礎介紹 • 3D顯示器原理 • 3D圖學基礎 • 點、線、多邊形 • 座標轉換 • 色彩、光效 • 材質 • 貼圖

17. 人眼結構與立體成像原理

18. 3D顯示器視差技術

19. 3D影像處理晶片功能

20. 3D影像內容後製作

21. 3D Stereo Camera

22. 2D/3D Switchable Lenticular

23. 3D圖學基礎 • 3D – 三維空間包含寬度、高度、深度 • 3D = 2D + 透視 • 利用透視圖的方式呈現三維效果

24. 3D效果概述 • 繪製(Render) • 將3D物體的幾何(Geometry)描述轉換成螢幕上的影像 • 透視(Perspective) • 利用角度來產生立體影像的幻覺 • 顏色(Color) • 在線條以外加上顏色以創造實在的物體

25. 3D效果概述 • 燈光(Lighting)與陰影(Shadow) • 加上燈光及陰影可營造更真實的效果 • 材質(Material) • 透過材質提供影像更高的真實度 • 霧化(Fog) • 依觀察者的觀測距離，為物體帶來 不同程度的朦朧效果

26. 點、線、多邊形 • 框線(Wireframe) • 在電腦繪圖中，利用一個或多個相連的點集合，然後組合成一連串多邊形以填滿其描述的形狀

27. 模型轉換 • 模型轉換 (Modeling Transformations) • 移動 (Translation) • 轉動 (Rotation) • 縮放 (Scaling) • Affine transform

28. 座標轉換 • 右手及左手座標系統，右手系統較常使用 • 眼睛座標 (Eye Coordinates) • 眼睛座標就代表觀察者所看到的場景 • X與Y軸的正向分別指向右方及上方 • Z軸的正向則是從原點指向觀察者， 負值的方向則是指向螢幕內部

29. 座標系統

30. 色彩與光效 • 色彩-使用紅、綠與藍 (RGB)三原色來組成彩色顏色 • 光效 • 周遭光線 (Ambient Light) • 光線來至四方，非特定位置發出的光線， 物體不管角度或視角所承受的光量都相同 • 漫射光線 (Diffuse Light) • 光線來至特定的方向，但會均勻地照射在表面上 • 反射光線 (Specular Light) • 跟漫射光線一樣，反射光線也具有方向性， 但他會使物體反射到某個角度上

31. 材質與貼圖 • 材質(Material) • 環境光、反光色、自體發光、透明度 • 貼圖(Texture) • 每張貼圖都是一張圖片 • 可將影像貼到場景中的多邊形上 • 貼圖可以大幅提升電腦繪圖的真實度

32. 3D物件依存性 Material Texture 3D Object Mesh 材質 貼圖 位置、方位角、縮放 網面(物件的外形)

33. 3D工具介紹

34. 3D工具介紹 • Virtools DEV 4.0 • 3D、2D、Audio……… • 即時3D環境虛擬實境編輯軟體 • DCC 軟體格式（3ds MaxR、MayaR、XSIR、LightwaveR、ColladaR）3D XML 檔 • Microsoft Windows 、 Apple MacOS 、Xbox 、 Sony PSP 、 3D Office 和 3D XE Players 、3D Life Player • SDK 、VSL（Virtools Scripting Language） 、Interface Driver 、Execution File • Drag & Drop • 網際網路、電腦遊戲、多媒體、建築設計、互動式電視、教育訓練、模擬與產品展示

35. Virtools Features • Physics 物理學模組 • AI 人工智慧 • Multi-users 多用戶製作 • 自行撰寫的行為程式應用 • 高階的面畫渲染技術（Shaders 3.0, HLSL 和 CgFX, DX 9.c 以及 OpenGL 2.0）。

36. Virtools開發流程圖

37. Virtools Key Components • Virtools 包含五個關鍵元件 • 以視覺化的編輯方式和流程圖的思維模式進行開發應用的 Graphical User Interface（圖形化使用者介面） • 用於執行互動式應用的 Behavior Engine （行為引擎） • 用於即時繪圖的 Render Engine（繪圖引擎） • 無需 C++ 編程即可創建低階功能的 Virtools Scripting Language（Virtools 腳本語言） • 以及用於創造自定義行為模組與應用的 SDK。

38. Virtools 架構 • Virtools Library：提供3D即時的互動行為。 • Virtools Application：整合與製作的環境平台，就是Virtools Dev的操作環境。 • Virtools Viewer：可以執行由Application 所製作出來的內容，這裡指的是Virtools 的web plug-in與stand alone player。 • Virtools SDK(Software Development Kit)：允許使用者新增Virtools的功能，內含各個行為模組的原始程式碼，供使用者參考或是修改。 Virtools Application Virtools Viewer Virtools SDK Virtools Library 3D Engine(Virtools or Proprietary)

39. Virtools processing • Step-1 :動態計算(Calculating Animations) • Key 、Animation • Step-2 :處理行為模組(Proccessing the behaviors) • Script 、Priority • Step-3 :訊息傳遞處理( Handling the message passing) • Send 、Wait Message • Step-4 :聲音(Sound) • Step-5 :場景著色(Rendering scene)

40. Virtools 物件名詞 • Media：在Virtools中所指的media為mesh、material、texture與sound • 3D Entities：泛指所有的3D幾何物件，包括Frame、3D Object、Character、Camera、Light、3D Sprite、Curve。 • 2D Frame、3D Frame：Frame可以說是最簡單的3D Entities，本身具備位置座標、方位角度與比例大小的資料。 • 3D Object：3D Entities與3D Object從字面上很容易讓人搞混，3D Object泛指場景中的3D物體，如車子的車門、車輪與車身等，都屬於3D Object，而3D Entities在Virtools中只是一個分類的名稱，3D Object就是屬於3D Entities這類的物件。 • Character：指的是場景中的角色，Virtools把Character特別分成一類，因為有些行為模組只有character這類的3D Entities可以使用，其他類型則無法使用。Character指的不一定是人物，也可以是車子，任何物體都可以作為角色。

41. Virtools 物件名詞 • Camera：攝影機，可以分為Free Camera與Target Camera。 • Light：燈光，在Virtools可分為三種燈光，Point、Spot與Directional三種。 • 3D Sprite：具有3D座標位置的平面物件，可放在場景中的任一位置。 • Curve：曲線，由3D點所連接成的線段，可做為物件移動的路徑。 • 2D Sprite：2D物件，用於製作2D使用者界面或是3D場景中的背景。 • Group：群組，在Virtools中，media、3D Entities、2D Entities都可以加入群組中，加入Group的物件並不會重新複製，只會以原物件作參考。 • Level：Level包含場景中的每一個entity，一個檔案只有一個Level，更換Level意謂開啟一個新的檔案。

42. Virtools界面 3D Layout 面板 Building Block and Virtools Resource Level Management and Schematic

43. 3D Layout 工具列基本操作 • 形變工具 • Select • Lock Selection • Select Mode • Select and Translate • Select and Rotate • Select and Scale

44. 3D Layout 工具列基本操作 • 物件建立工具 • Create Camera • Create Light • Create 3D frame • Create Curve • Create Grid • Create 2D frame • Create Material • Create Texture • Create portal • Create Video

45. 3D Layout 工具列基本操作 • 場景瀏覽工具 • Camera Dolly • Camera Field of view • Camera Zoom • Roll Camera • Camera Pan • Orbit Target/Orbit Around

46. Building Block • 接口 參數輸入(pIn) Behavior Building Block 流程輸出(bOut) 流程輸入(bIn) 參數輸出(pOut)

47. Building Block • On/off • In/Out • Loop In/Loop Out On Switch On Key Off Rotate In Out 1 Out In Counter 3 Loop In Look Out 2

48. Building Blocks Set • 3D Transformation • AI • Cameras(攝影機) • Characters(角色) • Collisions(碰撞) • Controllers(控制器) • Grids(網格) • Interface(介面) • Lights(燈光) • Logics(邏輯) • Materials- Textures(材質和貼圖) • Mesh modifications(網面修改)、Narratives(作品故事相關)、Optimizations(優化)、Particles(粒子)、 Sounds(聲音)、Shaders(著色器)、Visuals(視覺特效)、Web(網頁)、World Environments(虛擬環境)

49. Virtools 參數

50. 常用BB • Identity BB • Initialize parameter • Test BB • Logic Comparator • OP BB • Operation • Counter BB • Counter • Interpolator BB • Interpolate between 2 values