Субд примеры программ: Системы управления базами данных

Содержание

Системы управления базами данных — Базы данных

По модели данных

Иерархические

Используется представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами (в программировании применительно к структуре данных дерево устоялось название братья).

Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневого каталога, в котором имеется иерархия подкаталогов и файлов.

Примеры: Caché, Google App Engine Datastore API.

Сетевые

Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.

Примеры: Caché.

Реляционные

Практически все разработчики современных приложений, предусматривающих связь с системами баз данных, ориентируются на реляционные СУБД. По оценке Gartner в 2013 году рынок реляционных СУБД составлял 26 млрд долларов с годовым приростом около 9%, а к 2018 году рынок реляционных СУБД достигнет 40 млрд долларов. В настоящее время абсолютными лидерами рынка СУБД являются компании Oracle, IBM и Microsoft, с общей совокупной долей рынка около 90%, поставляя такие системы как Oracle Database, IBM DB2 и Microsoft SQL Server.

Объектно-ориентированные

Управляют базами данных, в которых данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.

Этот вид СУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как с объектами в программировании в объектно-ориентированных языках программирования. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности.

Примеры: GemStone.

Объектно-реляционные

Этот тип СУБД позволяет через расширенные структуры баз данных и язык запросов использовать возможности объектно-ориентированного подхода: бъекты, классы и наследование.

Зачастую все те СУБД, которые называются реляционными, являются, по факту, объектно-реляционными.

В данном курсе мы будем, в первую очередь, гооврить об этом виде СУБД.

Примеры: PostgreSQL, DB2, Oracle, Microsoft SQL Server.

По способу доступа к БД

Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком.

Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

Клиент-серверные

Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.

Встраиваемые

Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы (API).

Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

Обзор систем управления базами данных (СУБД) для систем контроля и управления доступом (СКУД)

Пивоваров Семён

Руководитель отдела разработки ПО Parsec

Любая современная сетевая СКУД нуждается в базе данных, так как является по своей сути информационной системой, предназначенной для хранения, обработки и анализа информации о происходящих на защищаемом объекте событиях. Также в СКУД должны храниться настройки оборудования, коды карт и личные данные пользователей, уровни доступа и другая нужная информация.

Источник:
статья была опубликована в журнале «Технологии Защиты» № 1, 2014
(обновлена 14 мая 2020 года)

Терминология

Частая ошибка многих специалистов по безопасности — некорректное использование термина «база данных» (БД) вместо термина «система управления базами данных» (СУБД). Давайте разберёмся, что к чему.

База данных — представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов, систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины.

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

То есть, упрощённо, «база данных» — это сами данные, представленные в виде совокупности файлов на дисках, с которыми как раз работает «система управления базами данных» (СУБД) — программный продукт, имеющий средства для создания, наполнения, модификации и поиска по базам данных.

Разработчики различных приложений, в том числе и разработчики СКУД, работают именно с СУБД и выбирают СУБД под свои нужды.

Требования к СУБД, применяемым в СКУД

Какие же особенные требования следует предъявить к СУБД, используемой в СКУД с точки зрения пользователя?

Во-первых — надёжность: никакие данные не должны пропасть! Сбои должны быть минимизированы и не должны приводить к потерям данных, базы должны быть надёжно защищены от несанкционированного доступа, на режимных объектах могут потребоваться функции шифрования данных, необходимо также обеспечивать регулярное резервное копирование баз данных и возможность восстановления из архива при необходимости.

Во-вторых — производительность: СУБД должна обеспечивать приемлемый уровень производительности для решения возложенных на неё задач.
В-третьих, на мой взгляд, это уверенность в том, что СУБД будет поддерживаться производителем, и вы не останетесь один на один с проблемой в случае какого-то серьёзного сбоя или сложной ситуации.

Виды СУБД

СУБД на данный момент существует великое множество и классифицируются они по разным признакам. Но мы не будем останавливаться в данной статье на всём многообразии этих типов, опустим перспективные и экзотические технологии типа объектно-ориентированных и иерархических СУБД. Стандартом де-факто в современных информационных системах являются реляционные СУБД, в которых данные хранятся в табличном виде, о них мы и будем говорить. Так чем же различаются все эти системы? Перечислю ключевые параметры важные как для разработчиков, так и для пользователей системы.

Способы доступа к БД

Клиент-серверные СУБД
Файл-серверные СУБД
Встраиваемые СУБД

В клиент-серверных СУБД (Microsoft SQL Server, Oracle, Firebird, PostgreSQL, InterBase, MySQL и др.)

Вся обработка данных ведётся в одном месте, на сервере, в том же месте, где хранятся (обычно) данные.
К файлам данных имеет доступ только один сервер, одна система — это сама СУБД.
Приложения-клиенты посылают запросы на обработку и получение данных из СУБД и получают ответы.
Приложения-клиенты не имеют непосредственного доступа к файлам данных.

Все промышленные СУБД на данный момент являются именно клиент-серверными.

В файл-серверных СУБД (Paradox, Microsoft Access, FoxPro, dBase и др.), наоборот,

Приложения имеют общий доступ ко всем файлам базы данных (хранящимся обычно в каком-то разделяемом файловом хранилище) и совместно обрабатывают эти данные.
Каждое приложение самостоятельно обрабатывает данные.

На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком. Проблема в том, что файл-серверные СУБД не имеют многих преимуществ клиент-серверных, таких как кэширование данных, параллелизм запросов, высокая производительность и обладают рядом недостатков (сложности с поддержанием целостности базы, восстановлением, блокировками и т.д.), что приводит в свою очередь к пониженной надёжности и производительности. Состояние базы в файловых СУБД необходимо постоянно отслеживать и проводить операции по её «лечению» с помощью встроенных или сторонних утилит.

Встраиваемые СУБД (SQLite, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact и др.)

Поставляются в составе готового программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки.
Предназначены для локального хранения данных приложения и не рассчитаны на коллективное использование в сети.

Встраиваемая бесплатная СУБД SQLite широко используется в известной мобильной ОС Android, разработанной в компании Google, и во многих мобильных приложениях.

Схема лицензирования

Бесплатные СУБД
Коммерческие промышленные СУБД (большинство производителей предлагают также бесплатную ограниченную версию)

Файл-серверные и встраиваемые СУБД практически все являются бесплатными, из бесплатных клиент-серверных СУБД наиболее известные: Firebird, PostgreSQL и MySQL.

Чисто коммерческий продукт, разработанный компанией Borland: СУБД InterBase. Ранее у этой СУБД была бесплатная версия с открытым исходным кодом: InterBase 6.0, но проект InterBase 6.0 Open Source Edition перестал поддерживаться компанией Borland. В 2001 году группа энтузиастов создала отдельный Open source проект СУБД Firebird, упомянутой выше, который получил широкую известность и множество поклонников среди разработчиков.

Большинство производителей промышленных СУБД дают возможность пользоваться бесплатными редакциями своих продуктов, которые являются урезанными по функционалу и по производительности вариантами полнофункциональной версии СУБД.

Сравнение свободных и коммерческих СУБД

Свободные СУБД

+

Бесплатно.
Менее требовательны к железу.
Богатый функционал.
Хорошая производительность.
Надежность.

−

Проект в любой момент может закрыться, т.к. поддерживается энтузиастами.
Сложнее найти грамотного специалиста для обслуживания.

Коммерческие СУБД

+

Высокая производительность.
Масштабируемость.
Надёжность.
Поддерживаемость.
Задокументированность.
Встроенные инструменты для разработки и администрирования.

−

Требовательность к ресурсам.
Высокая цена.

В приведённой ниже таблице приведены ограничения наиболее часто используемых бесплатных редакций промышленных СУБД.

Компания-производитель	Бесплатные версии	Ограничения
Microsoft	SQL Server 2005/2008 Express Edition	Размер базы данных — до 4 Гб, количество баз не ограничено, использует не более 1 Гб оперативной памяти и только 1 процессор (ядро) на многопроцессорных и многоядерных машинах. Поддерживаемые платформы: только Windows 2005 — только x86, 2008 — x86 и x64.
Microsoft	SQL Server 2008 R2/2012/2014/2016/2017/2019 Express Edition	Размер базы данных — до 10 Гб, количество баз не ограничено, использует не более 1 Гб оперативной памяти и только 1 процессор (ядро) на многопроцессорных и многоядерных машинах. Поддерживаемые платформы: только Windows x86 и x64.
Oracle	Oracle Database 11g Express Edition, (Oracle Database XE)	Суммарно до 11Гб пользовательских данных, использует не более 1Гб оперативной памяти и только 1 процессор (ядро) на многопроцессорных и многоядерных машинах. Поддерживаемые платформы: Windows x86, Linux x64.
IBM	IBM DB2 Express-C	Размер базы не ограничен, используется до 4Гб оперативной памяти и до 2-х процессоров. Поддерживаемые платформы: Windows x86 и x64, Linux x86 и x64, Unix x86 и x64, Solaris x86 и x64, Mac OS X

При превышении максимального размера базы запись в БД прекратится, но эту проблему легко предотвратить. В основном, объём требуется для хранения постоянно накапливающихся в системе событий, остальные данные (настройки контроллеров, данные субъектов доступа, уровни доступа и т.п.) относительно статичны и только на сверхкрупных системах могут превысить ограничения бесплатных Express-версий. Необходимо настроить средствами вашей СУБД процедуру периодического удаления старых событий из БД. Во многих СКУД эти процедуры предусмотрены разработчиками и их надо просто настроить.

Что касается ограничений по производительности: если система небольшая, не подразумевает больших нагрузок на СУБД, спокойно можно ограничиться бесплатной редакцией, её будет более чем достаточно. Если же задача накладывает повышенные требования на подсистему СУБД: большое количество пользователей в системе, большой трафик событий и поток обновлений данных в системе (объекты с большим количеством временных посетителей) и высокие требования к глубине архива событий, то всегда можно перейти с бесплатной редакции на коммерческий вариант, оплатив необходимую лицензию.

СУБД в СКУД

В таблице ниже приведены данные из открытых источников относительно типа применяемой СУБД в популярных в России системах контроля и управления доступом.

Производитель	СКУД	СУБД
Parsec	ParsecNET 3	Microsoft SQL Server (в поставке 2012 Express, заявлена поддержка версий 2008 R2 и выше) — центральная БД; SQLite — локальные базы рабочих станций.
Elsys	Бастион 2	Oracle (в поставке 11g Express), заявлена поддержка версий Oracle 12с, Oracle SE2, также может использоваться СУБД PostgreSQL 10 или Postgres Pro
Perco	S20	Firebird 2.0
НВП Болид	Орион ПРО	Microsoft SQL Server (в поставке 2012 Express), заявлена поддержка версий 2008/2012/2014
РусГард	RusGuard	Microsoft SQL Server (в поставке 2014 Express), заявлена поддержка версий 2014/2016
Равелин ЛТД	Gate	Microsoft Access
ПромАвтоматика Сервис	Сфинкс	MySQL
Кодос	ИКБ Кодос	Firebird
TSS	Семь Печатей	Firebird
Bosсh	Access PE	Microsoft SQL Server (рекомендуется версия 2014 Express Edition)
Honeywell	Pro-Watch	Microsoft SQL Server 2012/2014/2016
Siemens	SiPass	Microsoft SQL Server 2000
ААМ Системз	Apacs 3000	Firebird 2.5 (входит в комплект поставки), поддерживается также Microsoft SQL Server 2017
ААМ Системз	Lyrix	Borland Interbase 2007 (в комплекте поставки), поддержка Oracle 10g и Microsoft SQL Server 2005

Как видно, большинство производителей СКУД поставляют бесплатную версию промышленной клиент-серверной СУБД Microsoft SQL Server Express Edition и свободную (бесплатную) кроссплатформенную СУБД Firefird (примерно 50 на 50).

Конкретный выбор той или иной СУБД — дело вкуса и предпочтений каждого производителя, благо — выбор есть. При выборе разработчики учитывают также вопросы удобства и простоты администрирования, наличие встроенных бесплатных инструментов для администрирования и разработки.

СУБД для СКУД помимо высокой надёжности и производительности должна быть удобной и недорогой в поддержке. Разработчики СКУД прекрасно понимают, что даже на крупных объектах зачастую нет выделенных специалистов для обслуживания СКУД, обладающих навыками администрирования СУБД, поэтому стараются включать в свои продукты функции, облегчающие и автоматизирующие процессы обслуживания базы данных.

Прежде всего — резервное копирование БД, основа основ, которая позволяет администратору системы спокойно спать. Все СУБД имеют собственные средства для создания резервных копий, но хорошим тоном считается, когда функция резервного копирования интегрирована в продукт и администратору необходимо лишь включить/настроить её и периодически проверять функционирование.

Вторая частая проблема — восстановление данных после сбоя. Здесь опять же на выручку приходит свежая резервная копия, но если её нет, или критично восстановление всех возможных данных, то потребуются дополнительные усилия. К счастью, в промышленных СУБД (чего не скажешь о старых файловых СУБД типа Paradox) такие явления происходят нечасто, их может вызвать разве что «умирающий» жёсткий диск или сбой электропитания. В этом случае потребуются услуги специалиста-администратора СУБД, который сможет с помощью встроенных в любую серьёзную СУБД инструментов восстановить максимум из возможного. Также следует учесть, что некоторые производители СКУД в рамках технической поддержки оказывают услуги по восстановлению баз.

Классификация СУБД — База данных

В общем случае под СУБД можно понимать любой программный продукт, поддерживающий процессы создания, ведения и использования БД. Рассмотрим, какие из имеющихся на рынке программ имеют отношение к БД и в какой мере они связаны с базами данных.

К СУБД относятся следующие основные виды программ:

Полнофункциональные СУБД (ПФСУБД) представляют собой традиционные СУБД, которые сначала появились для больших машин, затем для мини-машин и для ПЭВМ. Из числа всех СУБД современные ПФСУБД являются наиболее многочисленными и мощными по своим возможностям. К ПФСУБД относятся, например, такие пакеты, как Clarion Database Developer, DataEase, DataFlex, dBase IV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro и Paradox R:BASE.

Обычно ПФСУБД имеют развитый интерфейс, позволяющий с помощью команд меню выполнять основные действия с БД: создавать и модифицировать структуры таблиц, вводить данные, формировать запросы, разрабатывать отчеты, выводить их на печать и т. п. Для создания запросов и отчетов не обязательно программирование, а удобно пользоваться языком QBE (Query By Example — формулировки запросов по образцу). Многие ПФСУБД включают средства программирования для профессиональных разработчиков.

Некоторые системы имеют в качестве вспомогательных и дополнительные средства проектирования схем БД или CASE-подсистемы. Для обеспечения доступа к другим БД или к данным SQL-серверов полнофункциональные СУБД имеют факультативные модули.

Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Эта группа БД в настоящее время менее многочисленна, но их количество постепенно растет. Серверы БД реализуют функции управления базами данных, запрашиваемые другими (клиентскими) программами обычно с помощью операторов SQL.

Примерами серверов БД являются следующие программы: NetWare SQL (Novell), MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Server (Gupta), Intelligent Database (Ingress).

В роли клиентских программ для серверов БД в общем случае могут использоваться различные программы: ПФСУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и т. д. При этом элементы пары «клиент — сервер» могут принадлежать одному или разным производителям программного обеспечения.

В случае, когда клиентская и серверная части выполнены одной фирмой, естественно ожидать, что распределение функций между ними выполнено рационально. В остальных случаях обычно преследуется цель обеспечения доступа к данным «любой ценой». Примером такого соединения является случай, когда одна из полнофункциональных СУБД играет роль сервера, а вторая СУБД (другого производителя) — роль клиента. Так, для сервера БД SQL Server (Microsoft) в роли клиентских (фронтальных) программ могут выступать многие СУБД, такие как dBASE IV, Blyth Software, Paradox, DataEase, Focus, 1-2-3, MDBS III, Revelation и другие.

Определение СУБД. Что такое система управления базами данных?

Представим, что в ваше распоряжение попала какая-либо база данных. Она содержит очень полезные, для вас или кого-то ещё, сведения. Однако вы ничего не сможете с ней сделать!
Можно попытаться открыть её текстовым редактором и извлечь часть данных. Но это будет лишь набор данных в непонятном для вас порядке. Ещё меньше пользы вы получите из БД, если она будет зашифрована. Отсюда возникает вопрос — с помощью чего была создана структура базы данных, и как потом с ней работать?

Оказывается, с одной стороны всё значительно проще, а с другой стороны — гораздо сложнее, чем вы себе представляете. Поясню, что для работы с определенным типом и моделью базы данных используется та или иная программа. В информатике их называют системой управления базами данных.

Cистема управления базами данных

Дадим определение системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) представляет собой комплекс языковых и программных средств, которые обеспечивают управление созданием и использованием баз данных.

Современная СУБД состоит из:

ядра — части программ СУБД, отвечающих за управление данными в памяти и журнализацию
Процессора языка базы данных, обеспечивающего оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных, и создание БД
Подсистемы поддержки времени исполнения, интерпретирующую программы манипуляции данными, которые создают интерфейс пользователя СУБД
Сервисных программ (внешних утилит), которые обеспечивают прочие возможности по обслуживанию информационных систем.

Так как через СУБД осуществляют все процессы, применимые к базам данных, следовательно, лучше будет выделить только её основные возможности.

Основными функциями СУБД являются

Управление данными, хранящимися во внешней памяти
Управление данными, загруженными в оперативную память с использованием дискового кэша
Журнализация событий и изменений, резервное копирование и восстановление БД после сбоев
поддержка языков обращения с БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Кстати, по этой теме вы можете скачать презентацию в PowerPoint.

Классификации СУБД

Существует несколько признаков, по которым можно классифицировать СУБД.

СУБД по модели данных бывают:

Иерархические СУБД
Сетевые СУБД
Реляционные СУБД
Объектно-ориентированные СУБД
Объектно-реляционные СУБД

В настоящее время в серьезных проекта используются 2 последних типа.

СУБД по степени распределённости

Локальные (СУБД размещается только на одном компьютере)
Распределённые (части СУБД могут размещаться на 2-х и более компьютерах).

Наверняка, вам будет полезным тест по СУБД, который есть на нашем проекте.

По способу доступа к БД

Файл-серверные СУБД

В них файлы с данными расположены централизованно на специальном файл-сервере. СУБД же должны быть расположены на каждом клиенте (рабочей станции). Доступ СУБД к данным производится посредством локальной сети. Поддержка синхронизации чтений и обновлений осуществляется за счет временных блокировок затребованных файлов.

Плюсом этой архитектуры можно назвать низкую нагрузку на файловый сервер.

К минусам же: высокая загрузка трафиком локальной сети; сложность или невозможность централизованного управления; нельзя обеспечить такие важные характеристики как надёжность, доступность и безопасность. Файл-серверные СУБД используют в локальных приложениях; в системах с малой интенсивностью обработки данных и небольшими пиковыми нагрузками на базу данных.

Сейчас её при создании крупной информационной системы не используют.

Примеры файл-серверных СУБД:

dBase,
FoxPro,
Microsoft Access,
Paradox,
Visual FoxPro.

Клиент-серверные СУБД

Клиент-серверная СУБД расположена на сервере вместе с базой данных и осуществляет доступ к БД исключительно в монопольном режиме. Все запросы на обработку данных клиентских приложений и станций обрабатываются централизованно.

Недостатком такого типа СУБД можно назвать повышенные требования к серверу.

Достоинствами: более низкую загрузку локальной сети; преимущества централизованного управления; поддержку высокой надёжности, доступности и безопасности.

Примеры клиент-серверных СУБД:

Caché,
Firebird,
IBM DB2,
Informix,
Interbase,
MS SQL Server,
MySQL, Oracle,
PostgreSQL,
Sybase Adaptive Server Enterprise,
ЛИНТЕР.

Встраиваемые СУБД

Это вид СУБД, который может выступать лишь в качестве составной части определенного программного комплекса, без необходимости процедуры отдельной установки. Такой вид СУБД может быть использован для локального хранения данных своего приложения и не рассчитан на коллективное использование в компьютерной сети. Физически же это зачастую реализуется в виде подключаемой библиотеки. Со стороны приложения доступ к данным происходит посредством SQL-запросов либо через специальный программный интерфейс.

Примеры встраиваемых СУБД:

Firebird Embedded,
BerkeleyDB,
Microsoft SQL Server Compact,
OpenEdge,
SQLite,
ЛИНТЕР.

Для рассмотрения лишь части основных возможностей и внутреннего устройства любой СУБД требуется один или несколько отдельных учебных курсов.

Список литературы по теме:

Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 800 с.
Кузнецов С. Д. Основы баз данных. — 2-е изд. — М.: Интернет-университет информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 484 с. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных = Introduction to Database Systems. — 8-е изд. — М.: Вильямс, 2005. — 1328 с. Коннолли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика = Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management. — 3-е изд. — М.: Вильямс, 2003. — 1436 с.
Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс = Database Systems: The Complete Book. — Вильямс, 2003. — 1088 с. C. J. Date Date on Database: Writings 2000–2006. — Apress, 2006. — 566 с.

Файловая система NTFS Что такое информация?

Что такое «Системы управления базами данных» Плеяды

Любому предприятию необходимо хранилище данных для совместного пользования. Такими хранилищами были перечни, спецификации, номенклатуры, каталоги, которые хранились в регистратурах, библиотеках, канцеляриях, архивах.

С приходом информационных технологий совокупность сведений о конкретных объектах и субъектах, существующих в реальном мире, структурированных с точки зрения какой-либо предметной области получила название «база данных».

Структурированный вид хранения информации предполагает введение ограничений на способ представления данных, то есть, в определенном месте базы должны находиться данные только определенного типа, формата и содержания.

Именно это позволяет выполнять с данными необходимые манипуляции, то есть, обрабатывать их, сортировать, сопоставлять, интерпретировать, легко находить, и пользоваться как самими данными, так и результатами этой обработки.

Базы данных можно классифицировать по разным признакам, наиболее важный — классификация БД по модели данных:

Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с указателями от родительских объектов к потомкам, соединяя вместе связанную информацию. Иерархические БД могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй – объекты второго уровня и т.д.;
Сетевая модель базы данных подобна иерархической, за исключением того, что в ней имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию;

Реляционная модель – «реляционный» от англ. Relation (отношение), ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц, называемых еще реляционными таблицами. Информация, введенная в одну таблицу, может быть связана с одной или несколькими записями другой таблицы.

По мере того, как увеличивались объемы БД и усложнялась их структура возникла необходимость в управлении базами данных.

Для организации, ведения и управления доступом к БД , обеспечения сервисных функций для пользователя и совместного использования БД многими пользователями были созданы специализированные программы и комплексы программ, которые получили название «Системы управления базами данных» (СУБД), появились новые профессии: программисты БД, системные аналитики, администраторы БД. Хорошо спроектированные СУБД с графическим интерфейсом позволяют конечному пользователю, не имеющему знаний программиста, выводить данные на экран или на печать в виде удобно оформленных отчетов и даже создавать свои приложения.

Использование СУБД обеспечивает лучшее управление данными, более совершенную организацию файлов и более простое обращение к ним по сравнению с обычными способами хранения информации.

Классификация СУБД по способу доступа к БД:

Файл—серверные

Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro и др.

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость централизованного управления; затруднённость обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

На сегодня файл-серверные СУБД считаются устаревшими.

Клиент-серверные

Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, MS SQL Server, Sybase, PostgreSQL, MySQL, MDBS, ЛИНТЕР и др.

Встраиваемые СУБД

Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Microsoft SQL Server Compact, Sav Zigzag и др.

Встраиваемая СУБД – это библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объемы данных на локальных машине. Доступ к данным может происходить через SQL либо через особые функции СУБД. Встраиваемые СУБД быстрее обычных клиент-серверных и не требуют установки сервера, поэтому востребованы в локальном ПО, которое имеет дело с большими объёмами данных .

Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так, СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД.

Современные СУБД являются объектно-ориентированными и реляционными. СУБД используют несколько моделей данных: иерархическую и сетевую (с 60-х годов) и реляционную (с 70-х). Основное различие данных моделей в представлении взаимосвязей между объектами.

Технология «Клиент-сервер» – технология, разделяющая приложение- СУБД на две части: клиентскую (интерактивный графический интерфейс, расположенный на компьютере пользователя) и сервер, собственно осуществляющий управление данными, разделение информации, администрирование и безопасность, находящийся на выделенном компьютере

OLE 2.0 (Object Linking and Embedding – связывание и внедрение объектов) – стандарт, описывающий правила интеграции прикладных программ. Применяется для использования возможностей других приложений. OLE 2.0 используется для определения и совместного использования объектов несколькими приложениями, которые поддерживают данную технологию. Например, использование в среде Access таблиц Excel и его мощных средств построения диаграмм или использование данных, подготовленных Access, в отчетах составленных в редакторе текстов Word (связывание или включение объекта).

OLE Automation (Автоматизация OLE) – компонент OLE, позволяющий программным путем устанавливать свойства и задавать команды для объектов другого приложения. Позволяет без необходимости выхода или перехода в другое окно использовать возможности нужного приложения. Приложение, позволяющее другим прикладным программам использовать свои объекты называется OLE сервером. Приложение, которое может управлять объектами OLE серверов называется OLE контроллер или OLE клиент. Из рассмотренных программных средств в качестве OLE серверов могут выступать Microsoft Access, а также Microsoft Excel, Word и Graph… Microsoft Visual FoxPro 3.0 и 5.0 может выступать только в виде OLE клиента.

RAD (Rapid Application Development – Быстрая разработка приложений) – подход к разработке приложений, предусматривающий широкое использование готовых компонентов и/или приложений и пакетов (в том числе от разных производителей).

ODBC (Open Database Connectivity – открытый доступ к базам данных) – технология, позволяющая использовать базы данных, созданные другим приложением при помощи SQL.

SQL (Structured Query Language – язык структурированных запросов) – универсальный язык, предназначенный для создания и выполнения запросов, обработки данных как в собственной базе данных приложения, так и с базами данных, созданных другими приложениями, поддерживающими SQL. Также SQL применяется для управления реляционными базами данных.

VBA (Visual Basic for Applications – Visual Basic для Приложений) – разновидность (диалект) объектно-ориентированного языка программирования Visual Basic, встраиваемая в программные пакеты.

Все курсы по СУБД

Google Мы в Google+ — — — — —

База данных (БД) — Что это такое? Определение базы данных — Wiki HOSTiQ.ua

База данных (БД) — это организованная структура, предназначенная для хранения, изменения и обработки взаимосвязанной информации, преимущественно больших объемов. Базы данных активно используются для динамических сайтов со значительными объемами данных — часто это интернет-магазины, порталы, корпоративные сайты. Такие сайты обычно разработаны с помощью серверного языка программирования (как пример, PHP) или на основе CMS (как пример, WordPress), и не имеют готовых страничек с данными по аналогии с HTML-сайтами. Странички динамических сайтов формируются «на лету» в результате взаимодействия скриптов и баз данных после соответствующего запроса клиента к веб-серверу.

Система управления базами данных

В контексте баз данных стоит рассмотреть понятие СУБД. Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс программных средств, необходимых для создания структуры новой базы, ее наполнения, редактирования содержимого и отображения информации. Наиболее распространенными СУБД являются MySQL, PostgreSQL, Oracle, Microsoft SQL Server. Аренда виртуального хостинга от HOSTiQ.ua предполагает использование MariaDB — ответвление СУБД MySQL, а также PostgreSQL. Если же, например, вы планируете купить VPS или сервер в Европе или США, то вы сами сможете определить ПО для ваших баз данных.

Это примеры СУБД типа клиент-сервер, именно такие СУБД встречаются чаще всего в контексте понятия хостинга. Их особенности:

расположение СУБД на сервере с базами данных;
непосредственный доступ к БД;
централизованная обработка клиентских запросов на обработку данных;
высокий уровень надежности, доступности и безопасности;
повышенная нагрузка на сервер.

В свою очередь, для удобства работы с СУБД используются специальные веб-приложения, которые позволяют посредством графического интерфейса выполнять администрирование сервера баз данных, запускать специальные команды, а также работать с контентом таблиц и баз данных — действия, которые при отсутствии веб-приложения подлежат выполнению средствами консоли. Примеры: phpMyAdmin используется для администрирования СУБД MySQL, pgAdmin — для PostgreSQL. Эти программы управления базами данных вы найдете и в cPanel на нашем виртуальном хостинге.

Ищете, где купить домен и хостинг, а также HTTPS-сертификат? Наши предложения вас порадуют. При покупке виртуального хостинга, вы получаете домен и SSL-сертификат в подарок!

СУБД — это… Что такое СУБД?

Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) — специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор.

Основные функции СУБД

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию,
процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,
подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД
а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Классификация СУБД

По модели данных

По типу управляемой базы данных СУБД разделяются на:

По архитектуре организации хранения данных

локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)
распределенные СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах)

По способу доступа к БД

Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. Ядро СУБД располагается на каждом клиентском компьютере. Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера, а недостатком — высокая загрузка локальной сети.

На данный момент файл-серверные СУБД считаются устаревшими.

Примеры: Microsoft Access, Borland Paradox.

Такие СУБД состоят из клиентской части (которая входит в состав прикладной программы) и сервера (см. Клиент-сервер). Клиент-серверные СУБД, в отличие от файл-серверных, обеспечивают разграничение доступа между пользователями и мало загружают сеть и клиентские машины. Сервер является внешней по отношению к клиенту программой, и по надобности его можно заменить другим. Недостаток клиент-серверных СУБД в самом факте существования сервера (что плохо для локальных программ — в них удобнее встраиваемые СУБД) и больших вычислительных ресурсах, потребляемых сервером.

Примеры: Interbase, IBM DB2, MS SQL Server, Oracle, MySQL, ЛИНТЕР.

Встраиваемая СУБД — библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объёмы данных на локальной машине. Доступ к данным может происходить через геоинформационные системы).

Примеры: SQLite, BerkeleyDB, один из вариантов MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

Ссылки

Русскоязычные сайты

Зарубежные сайты

Литература

К. Дж. Дейт Введение в системы баз данных = Introduction to Database Systems. — 8-е изд. — М.: «Вильямс», 2006. — С. 1328. — ISBN 0-321-19784-4

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Реализации систем управления базами данных

Введение в SubD (Subdivision Surface Modeling) в Rhino3d v7

В этом видео Фил Кук из Simply Rhino рассматривает SubD, или Subdivision Surface Modeling, который разрабатывается для Rhino v7.

Однако объекты

Rhino SubD являются высокоточными поверхностями на основе сплайнов и, таким образом, вносят определенный уровень точности в процесс создания сложных форм произвольной формы.В то время как традиционное «push-pull» редактирование ребер, граней и вершин в SubD включено, команды поверхности Rhino, такие как Loft, Revolve, Sweep 1 & 2 и Extrude, теперь производят прямой вывод SubD.

Точно так же кривая контрольной точки и интерполированная кривая имеют опции «SubD Friendly», которые позволяют создавать точные поверхности SubD из компоновки кривой аналогичным методом, который можно использовать для моделирования NURBS, но с преимуществом присущей гладкости поверхностей SubD.

Посмотрите видео «Введение в инструменты SubD в Rhino v7»:

Введение в инструменты SubD в стенограмме видео Rhino v7.

Мы сделали стенограмму видео для всех, кто хотел бы следить за видео по сценарию.

Смотрите стенограмму видео здесь:

Это Фил из Simply Rhino, и сегодня я хотел бы взглянуть на моделирование SubD, которое является новым в Rhino v7.

Здесь я использую незавершенную версию программного обеспечения, поэтому некоторые функции могут быть доработаны к моменту поставки продукта.

Что такое SubD?

Итак, прежде всего, что такое SubD? Поверхности SubD или SubDivision — это новый тип объекта внутри Rhino. Если мы вернемся к версии 6, у нас будут NURBS-объекты и сетки. Проще говоря, NURBS-поверхности можно рассматривать как непрерывное описание, в данном случае, искривленного объема. В зависимости от степени и компоновки контрольных точек, NURBS-кривые и поверхности могут иметь постоянный радиус или могут использоваться для описания кривизны непрерывных форм произвольной формы.

С другой стороны, сетки

могут только аппроксимировать геометрию кривой.Если мы посмотрим на пример сетчатой сферы, то только вершины сетки касаются условной сферы. Края сетки экстраполируются из этих вершин путем отслеживания прямого пути через пары точек, а затем между тремя или четырьмя ребрами сетки создаются плоские грани сетки.

Если вы какое-то время пользовались Rhino3d, возможно, вы знакомы с такими плагинами, как T-Splines и Clayoo. Они принесли в Rhino рабочий процесс SubD, но, что особенно важно, он был основан на сетке. Таким образом, лежащая в основе геометрия представляла собой сетку, которая была сглажена, чтобы аппроксимировать кривизну непрерывной поверхности или полигональной поверхности.

Новые объекты SubD в Rhino основаны на сплайнах. Таким образом, как и в случае с объектами Rhino NURBS, они обеспечивают непрерывное описание геометрии кривой. Это означает, что геометрия SubD может быть точно создана в Rhino, и это преодолевает одну из основных критических замечаний в отношении рабочих процессов SubD на основе сетки, которые часто считаются приблизительными.

Новые объекты SubD

Rhino можно создавать разными способами. Команды Surface, такие как Loft, Revolve, Sweep1, Sweep2 и Extrude, позволяют создавать выходные данные SubD.У команд Curve есть опции, дружественные к SubD, и, конечно же, есть ряд примитивов. Существуют также рабочие процессы, в которых сетки могут быть преобразованы в объекты SubD. Наконец, объекты SubD Rhino могут быть без потерь преобразованы в объекты NURBS.

Сравнение геометрии SubD Rhino с NURBS в Rhino3d v7

Итак, чем же SubD отличается от NURBS и зачем они нам нужны?

Давайте посмотрим на первую часть этого вопроса и сравним открытую и закрытую поверхность NURBS с открытой и закрытой поверхностью SubD.

Слева у меня деформируемая сфера степени 3 и плоская поверхность степени 3, а справа их эквиваленты в SubD. Теперь нам не нужно беспокоиться о предмете степени с объектами SubD, но в целом они аналогичны непрерывным поверхностям кривизны степени 3.

С закрытой поверхностью NURBS я могу включить контрольные точки, выбрать некоторые из этих контрольных точек и плавно настроить форму. Я могу сделать то же самое с объектом SubD, но я также могу использовать выбор дополнительных параметров, которые в Windows (сочетание клавиш) Shift, Control и щелчок левой кнопкой мыши, и я могу выбрать одну или несколько граней или один или несколько краев для настройки форма плавно.

Хотя поверхности SubD в основном гладкие, я могу добавить к ним складки, и это делается путем выбора ребер, и здесь я могу выбрать подобъект и дважды щелкнуть его, чтобы выбрать границу ребра, а затем, как только я выбрал эти ребра, я может добавить им складку. Складки также можно удалить с помощью команды удаления складок.

Возможно, самая большая разница между NURBS и SubD заключается в том, как мы добавляем локальное управление в поверхность. Если я просто смотрю на поверхность NURBS для начала, если я хочу добавить некоторый локальный элемент управления в эту область, тогда мне нужно будет добавить строки и столбцы контрольных точек.Итак, я сделаю это, например, перейдя к редактированию, контрольным точкам и вставке узла, и я вставлю несколько узлов в направлении U. Затем я нажму на тумблер и вставлю несколько узлов в направлении V. Таким образом, это даст мне более плотную область контрольных точек здесь, но поскольку контрольные точки должны быть добавлены по всей области поверхности, другими словами, от края до края в направлении U или V, тогда I ‘ м добавляя сложности этой части поверхности и этой части поверхности. Однако это дает мне возможность добавлять локальные детали на поверхность вот так.

Если бы мы посмотрели на SubD, то с помощью SubDivide я могу разделить эту поверхность. Итак, я могу выбрать лицо, а затем я могу использовать команду SubDivide для SubDivide это лицо, и я могу продолжать добавлять больше SubDivisions по мере продвижения, а затем я могу выбрать одно из этих лиц и переместить его вверх, чтобы получить свой локальный контроль .

Если я хочу вставить края более контролируемым образом, а не просто разделить целую область, я могу использовать команду InsertEdge, скопировать край и вставить его.А если я хочу переместить край, я могу использовать команду SlideEdge.

Команда InsertEdge имеет пропорциональный режим, двусторонний режим и абсолютный режим, и здесь вы можете увидеть разницу между абсолютным и пропорциональным режимами. Точно так же, когда я перемещаю края с помощью команды SlideEdge, я могу выбрать два края и одновременно перемещать их внутрь и наружу, и для этого у меня также есть пропорциональный и абсолютный режимы.

Основное различие между тем, как работают NURBS и SubD, заключается в том, что с NURBS у вас есть концепция либо одной поверхности, либо полиповерхности, которая представляет собой более чем одну поверхность, соединенную вместе частично или полностью совпадающими край.Итак, используя эту метафору, я могу взять шесть поверхностей с совпадающими ребрами и объединить их в твердую замкнутую поли-поверхность.

Не существует концепции полигональной поверхности с SubD, поэтому для воспроизведения такой формы в SubD нам нужна единственная поверхность SubD со складками по краям.

Тем не менее, существует рабочий процесс, который позволяет нам моделировать поли-поверхность NURBS в SubD, и это идет с оговоркой, заключающейся в том, что каждая из отдельных составляющих поверхностей полиповерхности должна быть неотрезанной поверхностью.Если это так, то мы можем взорвать нашу полигональную поверхность и использовать инструмент преобразования в SubD. Важно, чтобы параметр «Угол» здесь говорил «да», чтобы мы могли сохранить эти острые углы на отдельных поверхностях. Теперь у нас будет шесть отдельных поверхностей SubD, и мы сможем соединить их вместе с помощью инструмента соединения. Опять же, здесь у нас будет выбор, что делать с краями. У нас могут быть гладкие края или загнутые края. Здесь я выбрал загнутые края, и если мы посмотрим на свойства объекта, вы увидите, что у меня есть закрытый SubD, и если я хочу удалить складки с этих трех краев здесь, я просто выбираю их и использую RemoveCrease орудие труда.

Теперь мы вскоре вернемся к объекту, похожему на этот, и рассмотрим альтернативу рабочему процессу NURBS в SubD.

Зачем использовать объекты SubD в рабочем процессе Rhino3d?

Итак, теперь мы немного знаем, что такое объекты SubD, давайте перейдем ко второй части вопроса: зачем они нам?

Один из ответов на этот вопрос заключается в том, что моделирование поверхностей SubDivision действительно полезно в ситуациях, когда моделирование в NURBS затруднено или проблематично.Простым примером этого является Y-ветвь. Это довольно легко смоделировать в NURBS, но становится сложнее, если ветви, как в этом примере, различаются по диаметру, или расположение ветвей каким-либо образом неодинаково. Есть ряд методов, которые мы можем использовать в NURBS, но явным недостатком большинства из них является то, что если мы хотим произвести итерации или уточнения формы, то это может занять много времени, потому что мы должны заботиться не только о себе. контролировать форму, а также согласовывать непрерывность на разных поверхностях.

Моделирование поверхностей

SubDivision дает нам более простую альтернативу. Здесь я преобразовал три трубки в объекты SubD, так что давайте взглянем на быстрый подход. В примере NURBS я использовал SplitEdge, а затем BlendSurf, чтобы создать переходы сбоку от Y-образной формы. В SubD я могу использовать команду Bridge для аналогичного эффекта.

Теперь мне не нужно разделять эти края, потому что я могу выбрать отдельные сегменты ребер, поэтому я собираюсь войти в свою команду Bridge, выбрать одну половину большой трубы и есть четыре отдельных секции, а затем соответствующие четыре сегмента меньшей трубки.А затем, ввод, приведет меня к параметрам команды. Я могу выбрать количество сегментов, и я собираюсь сказать, что хочу четыре сегмента здесь, и у меня есть ползунок, чтобы контролировать, насколько прямолинейна эта геометрия, и я приму это значение. Я могу управлять этой формой позже, если захочу ее скорректировать.

Затем я повторю процесс с другой стороны Y-ветви. Итак, я снова перехожу к команде «Мост», выбираю четыре сегмента, выбираю те же четыре сегмента здесь и оставляю параметры, как и предыдущие.

В примере NURBS я построил эту верхнюю поверхность перед построением передней поверхности, но я могу сделать это наоборот в примере SubD, и опять же, я могу использовать команду Bridge для создания вершины Y. тот же процесс, что и предыдущий, и я принимаю этот результат.

Хорошо, теперь у нас есть стороны Y-образной формы, и все, что мне нужно сделать, это закрыть это отверстие. Теперь я хочу сделать это структурированным способом, сохраняющим некоторую регулярность топологии.Итак, еще раз, я собираюсь использовать команду Bridge, но я просто сейчас собираюсь соединить пары ребер, и теперь я хочу уменьшить количество сегментов до одного, и я могу их выпрямить. Хорошо, я хочу соединить мост здесь и здесь. Ладно, как видите, у меня осталось четыре дырки. Я повторю процесс внизу, а затем все, что мне нужно сделать, это заполнить эти дыры, и есть команда FillSubDHole, которую я могу использовать для этого. Опять же, если я дважды щелкну здесь границу, она просто выделит всю дыру.Я могу выбрать все сразу, войти и вот результат. И вы можете увидеть, как это дает мне действительно хорошую топологию. Я пропустил здесь дыру, так что давайте заполним ее.

Давайте посмотрим на это сейчас с картой окружения. Итак, мы видим, что все гладко. Но вы можете видеть, что у нас есть немного звездного неба здесь, прямо там. Итак, давайте посмотрим, как мы можем это уменьшить. Итак, что я собираюсь рассмотреть, так это взять это преимущество и удалить его, и я думаю, что это просто даст мне гораздо более плавный переход от этого момента к этому краю.Я повторю процесс на нижней стороне, и давайте взглянем на это с картой окружения. Итак, мы видим, что сейчас звездный час выглядит лучше.

Теперь большое преимущество заключается в том, что если я хочу начать играть с этой формой, например, если я хочу, может быть, нажать здесь форму Y, именно здесь мы получаем большое преимущество SubD. . Итак, я собираюсь включить жевательную резинку и просто вдавить это лицо внутрь. Я собираюсь отключить объектные привязки, чтобы я случайно не привязывался к чему-либо, и теперь вы можете видеть, что, когда я нажимаю эту грань или эту пару ребер, как движутся смежные ребра и грани с этим.

Итак, вся идея поверхности SubD заключается в том, что она по своей сути гладкая. Итак, это в некотором смысле аналогично поверхности степени 3. Таким образом, он по своей сути гладкий, если, конечно, мы не укажем какие-либо складки. Итак, все, что мне нужно, это форма этих объектов. Мне не нужно чрезмерно беспокоиться о плавности. И снова, если мы видим здесь яркие моменты, мы можем использовать тот же процесс, что и раньше, для удаления этих маленьких краев, чтобы улучшить форму.Итак, теперь это выглядит красиво и гладко.

Другой способ, которым мы можем использовать команду «Мост» аналогичным образом для смешивания поверхностей, — это создать переход между этими двумя открытыми краями. Итак, я воспользуюсь командой «Мост», дважды щелкните здесь, чтобы выбрать весь цикл, дважды щелкните, чтобы выбрать здесь весь цикл, нажмите Enter, чтобы перейти к предварительному просмотру. Я добавлю сегментацию и немного поиграю с этим значением прямолинейности. Итак, у нас есть красивый плавный переход между этими двумя поверхностями. И снова, большое преимущество SubD в том, что весь этот объект здесь рассматривается как одна кривизна непрерывной поверхности.Итак, если я хочу отрегулировать форму локально, например, чтобы сделать эту асимметричную, скажем, я хочу подтолкнуть эту область здесь вверх, я могу это сделать, хорошо, и мне совсем не нужно беспокоиться о гладкости здесь. Мне может потребоваться посмотреть, что здесь происходит, и вставить и удалить некоторые края, или поставить здесь другое ограничение. Итак, чтобы форма здесь не менялась слишком сильно, я мог бы вставить здесь ребро, дважды щелкнуть для всего контура ребер и добавить сюда больше контроля, и это будет означать, что это изменение формы спадает немного быстрее и не влияет на эту область.

Хорошо, поэтому вы можете видеть, что в этом примере SubD дает нам средство для создания плавного набора переходов между этими различными ветвями. Это было бы сложно смоделировать и, конечно, трудно настроить, если бы мы смотрели на это исключительно как на геометрию NURBS.

SubD с точностью! Rhino v7 меняет игру.

Рабочий процесс SubD может быть очень полезен для разработки стилей поверхностей. Не только быстрые аппроксимации, но и качественные, хорошо топологизированные поверхности, которые можно использовать для окончательных данных.

В этой модели мыши большая часть формы была создана как SubD перед преобразованием в NURBS, где она затем была разделена на секции перед добавлением более мелких деталей.

Как и при моделировании NURBS-поверхности, управление топологией и поддержание простоты необходимы для создания поверхностей хорошего качества.

Итак, давайте начнем с создания дружественных к SubD кривых и построения поверхностей прямо из них с помощью команд поверхности Rhino.

Поверхностные команды Rhino «Кривая контрольной точки»

Если мы сначала посмотрим на кривую контрольной точки, то мы можем включить опцию SubD. Это фиксирует степень на 3. Если я визуализирую контрольные точки открытой кривой SubD, то я увижу две скрытые ограниченные контрольные точки, которые находятся между первыми двумя и двумя последними выбранными точками.

Если мы посмотрим дальше на интерполированную кривую, там будет гораздо более прямая связь с точками редактирования в кривых, поддерживающих SubD, и если я создам интерполированную кривую через точки редактирования моей первой кривой, мы увидим, что две кривые идентичны .

Итак, возвращаясь к верхней поверхности мыши, поверхность слева — это то, как я хотел бы, чтобы выглядела исходная поверхность SubD, прежде чем я заполню стороны, чтобы получить поверхность справа.

В классе Simply Rhino Intermediate / Advanced много обсуждается важность топологии при создании поверхностей NURBS, так как если топология правильная, то форма почти сама себя сортирует и ее можно будет правильно скорректировать. Итак, здесь, как и в случае с NURBS, важна разметка кривой.Сначала я нарисовал большую синюю кривую как кривую контрольной точки, удобную для SubD, а затем меньшую синюю кривую — это масштабированная и скорректированная версия этой кривой. Затем создаются красные кривые поперечного сечения с помощью интерполированной кривой, удобной для SubD, которая проходит через конечные точки синих кривых. Это дает мне макет кривой, который я могу выделить синими или красными кривыми и получить поверхность SubD, которая фактически совпадает с макетом кривой.

На этом этапе стороны формы все еще открыты, и у нас есть несколько способов закрыть их, которые в полной мере используют тот факт, что поверхности SubD по своей природе гладкие или имеют непрерывную кривизну.

Rhino’s Surface Commands «Мост»

Прежде всего, я могу использовать команду Bridge с соответствующей прямолинейностью и количеством сегментов, а затем я могу использовать команду stitch, чтобы закрыть две оставшиеся пары кромок.

Итак, давайте взглянем на это. Я собираюсь использовать Bridge в первую очередь, чтобы соединить этот край и этот край, но я использую его очень похоже на то, как мы использовали бы BlendSurf, если бы я использовал форму NURBS.Итак, я собираюсь установить два сегмента и немного поиграть с прямолинейностью здесь, а затем, чтобы закрыть эти два края здесь и эти два края здесь, я собираюсь использовать Stitch. Собираемся выбрать первые две пары ребер, вторые две пары ребер. Это закроет их. Я могу скользить вверх или вниз по этим краям. Я могу выбрать здесь первое или второе. Первый будет здесь, второй — здесь, и средний будет их серединой. Итак, я просто потяну это вверх, а затем у меня получится складка, которую я могу удалить с помощью RemoveCrease, и теперь у меня есть красивая гладкая форма, которая поддерживает обычную топологию, которую я инициировал с помощью моего макета кривой.

Альтернативой этому подходу могло бы быть закрытие стороны формы одной или несколькими гранями SubD. Это трудно визуализировать с помощью SubD в его гладкой форме. Итак, я собираюсь использовать команду SubDDisplayToggle, которая визуализирует плоские грани через контрольные точки, а не гладкую форму, интерполированную через точки редактирования. Сейчас для этого нет значка, так что это моя самодельная иконка. Поэтому, если вы смотрите это видео с более поздним выпуском версии 7, бета-версией или в процессе разработки, вы наверняка не увидите этого значка.

Хорошо, теперь я собираюсь использовать команду под названием SingleSubDFace, и я собираюсь привязаться к точке вершины здесь, а затем я могу присоединить единственную грань к остальной части SubD. Здесь есть гладкий или гофрированный вариант. Я собираюсь выбрать сглаживание, а затем переключить отображение обратно, и мы увидим результат. Таким образом, это дает мне немного другую топологию, чем раньше, и более прямую секцию здесь.

Преимущество работы в этом прямоугольном режиме состоит в том, что форма очень просто выражается как прямые линии между точками вершин.Итак, если бы я хотел создать здесь две грани сбоку от фигуры, я могу очень просто нарисовать здесь пару линий, которые, если хотите, дадут мне цель, где разместить мои грани SubD. Итак, снова я могу привязаться к точкам вершин здесь, и теперь я могу создать две отдельные грани, которые я могу присоединить к остальной части SubD. Как и раньше, я использую параметр сглаживания для соединения, а затем снова могу переключить отображение на плавное. Я удалю эти кривые, и тогда мы сможем увидеть форму.

Итак, как и в случае с объектами NURBS, я могу использовать сами контрольные точки для редактирования формы, и здесь я просто хочу немного выдвинуть эту нижнюю точку, чтобы добавить немного кривизны к этому нижнему краю.Итак, я сделаю это ограничение для C-плоскости, направления Y, и я просто немного вытащу это, просто чтобы дать мне небольшую кривизну на этом нижнем крае. Опять же, как и NURBS, помогает, если эта точка, эта точка и эта точка выровнены, потому что они поддерживают регулярность формы. Итак, если мы посмотрим на эту форму сейчас, с нашей картой окружающей среды, особенно если мы используем люминесцентную лампу, мы увидим, что у нас действительно хорошая прогрессия формы здесь, и это действительно связано с простой топологией или компоновкой. лиц СУБ.

Теперь, с SubD, мы не ограничены использованием четырехсторонних граней, и ограничение здесь — мой выбор, потому что я знаю, что последующий рабочий процесс будет включать преобразование в NURBS, а NURBS, конечно, имеет четырехстороннюю топологию.

Я просто немного изменю форму, отрегулировав SubD, и воспользуюсь для этого манипулятором жевательной резинки. Теперь, если я редактирую грани, рекомендуется настроить жевательную резинку так, чтобы она была выровнена по объекту, потому что тогда, если я выберу подобъект лица, синее направление здесь будет указывать в нормальном направлении этой поверхности, и если я выберу пару поверхностей, тогда это будет среднее нормальное направление этих поверхностей.

Если я собираюсь редактировать края, иногда мне лучше ограничить манипулятор, в данном случае C-плоскостью, поэтому я могу быть уверен, что перемещаю эти края по одной линии, в данном случае с помощью Y оси C-плоскости, и я собираюсь использовать здесь значок масштаба и просто слегка сдвинуть эти края внутрь, а затем выдвинуть эти два края наружу, просто чтобы дать мне отступ на стороне формы мыши. Что-то вроде этого. И затем я просто хочу сделать спину немного более округлой, когда я увижу это сверху, поэтому я смогу сделать это, выбрав эти два лица здесь.Извините, вот эти два края и тянут их вперед. Итак, я снова хочу переместить их по оси X в плоскости C. Итак, я просто потащу их вперед. Вы можете видеть, как это округляется.

Теперь это должно сохранить топологию и форму, но опять же, неплохо было бы просто свериться с картой окружения, чтобы убедиться, что у нас все еще есть хорошее очертание формы. Итак, когда я доволен формой, я могу преобразовать ее в многоуровневую поверхность NURBS с помощью инструмента ConvertToNurbs, и когда я это сделаю, у меня есть возможность удалить входной объект, т.е.е. SubD, или нет, и в этом случае я собираюсь выбрать «нет», чтобы я мог сравнить NURBS и полигональную поверхность друг с другом. Итак, я просто использую свой фильтр здесь, чтобы отфильтровать поли-поверхность, чтобы я мог выбрать SubD и переместить его в сторону, и теперь мы можем видеть poly-поверхность слева и SubD справа. .

Теперь, когда мы используем преобразование NURBS, каждая грань на SubD становится участком поверхности на поли-поверхности. Но преемственность между ними и общая форма должны быть одинаковыми.Итак, здесь вы можете видеть, что у нас одинаковое разрешение формы на NURBS и SubD.

Итак, двигаясь дальше, я выдавил нижнюю половину SubD мыши, продублировав границу полигональной поверхности, затем я соединил выдавливание с полигональной поверхностью и создал кромку перехода между ними, а затем скругление вдоль нижней части. мыши. На этом этапе у меня была сплошная поли-поверхность, которую я затем мог обычным способом начать разделять, пока я не получил большинство основных компонентов, к которым я мог затем применить материалы и текстуры.

Другая стратегия разработки формы в SubD — рассмотреть возможность использования контрольной точки или вершин и начать с метафоры квадратного, а не гладкого объекта SubD. Это рабочий процесс, с которым вы, возможно, знакомы, если у вас есть опыт работы с Clayoo или T-Splines.

Итак, здесь, например, я мог бы начать с создания серии линий, определяющих компоновку контрольной точки моей желаемой формы. Затем я могу перейти к своим инструментам создания сетки и использовать инструмент, называемый сеткой из линий.Здесь я могу указать, что я хочу рассматривать не более четырех сторон для каждой грани, и я могу выбрать все эти линии за один раз и нажать Enter, и у меня будет закрытый объект-сетка. Теперь этот закрытый объект-сетка будет таким же, как квадратная версия SubD, которую я хочу создать. Итак, теперь я могу выбрать сетку и запустить этот инструмент ConvertToSubD. А пока я выберу «Удалить ввод», да. Здесь важно, чтобы опция интерполировать точки говорила «нет», потому что я не хочу интерполировать точки.Я хочу использовать здесь макет контрольной точки, и складки и углы тоже скажут «нет». Это мое квадратное отображение SubD, и если я сгладю это, мы увидим форму.

Ранее в видео я рассматривал создание эквивалента полигональной поверхности с острыми краями в виде одного объекта SubD / объекта со складками. Очень часто в моделировании NURBS правильным способом создания скруглений, переходов или переходных поверхностей является начало моделирования с контролируемой острой кромкой, и очень часто эта геометрия лучше подходит для рабочего процесса NURBS.Однако повторение и корректировка результатов может занять много времени.

Rhino3d v7 представляет усовершенствованную команду смешивания краев, которая позволяет устанавливать задние углы в сложных условиях, например, если мне нужны три разных номинальных радиуса на этих смешанных краях.

Итак, давайте сначала посмотрим на рабочий процесс NURBS. Итак, я перейду к Solid, FilletEdge и BlendEdge, и я выберу свой первый радиус, который я хочу быть 20 мм, затем мой следующий радиус, который будет 60 мм, и, наконец, вертикальный угол, который я хочу быть 50 мм.Теперь вы увидите в предварительном просмотре, что команда BlendEdge теперь создает эти углы смещения, что является большим улучшением по сравнению со стандартным способом создания углов в Rhino v6.

Проблема все еще возникает, если мы хотим перебрать эти углы и поиграть с радиусами, потому что на данный момент нам нужно будет продолжать повторно запускать команду и отменять и повторять предыдущий результат. Итак, мы можем смоделировать этот тип угла как SubD. Итак, если мы начнем с той же или подобной топологии, то я собираюсь просто отметить точечным объектом, где начинается и остановится смешение, а также контрольную точку для этого угла, а затем я собираюсь переместить эти точки и привязать их к SubD.Затем, что я могу сделать со своим SubD здесь, чтобы смоделировать этот угол, который даст мне что-то, с чем гораздо легче играть и настраивать, тогда я могу удалить складку на этом крае, этом крае и этом крае, и затем я могу использовать команду «Сдвинуть края», чтобы сдвинуть эти края и привязать их к этим точкам. Теперь, когда я делаю это и привязываюсь к точкам, это макет контрольной точки, который я на самом деле перемещаю сюда, который я привязываю к этому краю. Итак, если вы посмотрите на квадратный объект, вы увидите, что именно там находятся эти края, тогда как это интерполяция формы, плавная интерполяция.Итак, я просто продолжу сдвигать эти края, они довольно близко, но я все равно их сдвину. Если я посмотрю на оба из них вместе с картой окружения, вы увидите, что результаты похожи. Фактически, эквивалент SubD здесь может быть немного лучше в том смысле, что он контролирует этот край.

Итак, это пример того, как мы можем использовать SubD для создания быстрых итераций дизайна, даже если мы можем моделировать конечный результат как поверхности NURBS.

Что такое SubD?

Я написал небольшую серию статей о различных типах данных САПР, не относящихся к NURBS, в разделе «Инженерия».com и EngineersRule.com. Как пользователи САПР, мы были приучены отшатываться от ужаса всякий раз, когда сталкиваемся с входящими данными, такими как STL, OBJ, XYZ или другими типами. Я помню еще в конце 90-х, когда первый толчок к VRML был таким огромным разочарованием. Тот факт, что это было так медленно, и вы действительно не могли ничего с этим поделать, вероятно, отбросил дополненную реальность на годы назад. Они сделали еще один шанс перед 2010 годом с большим успехом, но он все еще был не совсем готов к прайм-тайму.

Fusion 360 использует Tsplines для органического проектирования

Насколько инженеры могли бы участвовать, это сетка в FEA или экспорт файла STL — набор точек, соединенных линиями, чтобы образовать многоугольные формы, тетраэдры или четырехгранники.

Недавний взрыв 3D-сканирования и 3D-печати действительно подтолкнул вас к этому типу данных. Вы не можете больше игнорировать это. Это похоже на то, как 3D CAD бросает вызов 2D CAD в середине 1990-х годов.

SubD, или моделирование подразбиений, представляет собой набор поверхностей на основе набора точек. Вы можете тянуть и тянуть клетку, чтобы изменить форму поверхности. Это что-то вроде трехмерного эквивалента сплайна, в котором вы перемещаете контрольные точки.

Движок Pixar движет большинством разработчиков субд-моделей

SubD традиционно использовался в таких приложениях, как 3dsMax, Maya, Blender, Cinema4D, Zbrush, Mudbox, modo и т. Д.Подумайте о Pixar. Все эти анимированные персонажи имеют похожий округлый выпуклый вид, потому что созданы с помощью одних и тех же инструментов и техник. Персонажи оказываются в играх и фильмах, а также в воображении художников компьютерной графики выходного дня.

Пользователи

CAD насмехались над этим типом данных, потому что он дешевый, быстрый, органичный и, что хуже всего, неточный. Совершенно противоположное тому, что мы делаем. Я думаю, что в основном мы смеялись, потому что не могли использовать этот тип данных в своей работе, и потому что у нас не было инструментов для работы с ними.Geomagic — единственный инструмент, который серьезные инженеры могут использовать для обработки точечных данных, и это дорого — как подержанный автомобиль. Вам почти нужно специализироваться, чтобы позволить себе такие вещи.

Что ж, пора перестать смеяться. Многие типы данных, которые были неподходящими и недоступными для нас, инженеров-пользователей САПР, быстро становятся обязательными для чтения. Инструменты моделирования подразделения были в Siemens NX в течение некоторого времени, теперь они есть в Autodesk Fusion 360 и появятся в Rhino 7.Я даже слышал слух, что участвует другой игрок среднего уровня (и это не SW, хотя у DS есть предложение в этой сфере, оно не является частью текущего программного обеспечения SW).

Предоставлено Dezignstuff

Почему важно моделирование СУБД? Что ж, это важно для парней вроде меня, которые создают много свупи или органических вещей. Допустим, вы моделируете Corvette в своем любимом историческом САПР на основе NURBS. Скажем, это займет неделю со всеми частями и, возможно, 80% деталей, плюс эскизы, лофты, границы и заливки, и все эти функции.

Теперь предположим, что вы должны были сделать ту же машину в 3dsMax. На это потребуется гораздо меньше времени, особенно на такие твердые вещи, как тело. Телу может потребоваться пара часов, если вы знаете, что делаете, вместо пары дней.

Можно заняться более сложными вещами, например, куклой. Кукла была единственным проектом, который я когда-либо начинал в SW, от которого мне пришлось отказаться. В САПР с историей функций NURBS сделать действительно хорошую куклу или любую человеческую фигуру не очень реально. Но с помощью Subd Modeler это делается постоянно.

Технологии повсюду вокруг нас

Продуктовым дизайнерам приходится делать такие вещи очень часто. Этот блог, и, честно говоря, большую часть последних 15 лет моей жизни, я был посвящен обучению людей, написанию и осознанию того, насколько сложно выполнять расширенное моделирование поверхностей в программном обеспечении для механического проектирования, которое никогда не существовало. хотел это сделать.

Вот тут-то и пригодится subd. Это просто. Нет истории. Нет никакого дерева функций. Вы просто перемещаете по экрану набор фигур, пока он не станет правильным.

Обратная сторона? Что ж, возможно, это не на 100% точно по размерам. Это точность прищуривания на один глаз. Или уровень точности эскиза поверх эскиза. В любом случае, органические формы обычно не в точности, а в форме. Subd вещи смешиваются естественным образом. Можете ли вы представить себе, каково было бы больше не беспокоиться о том, как смешивать отдельные функции?

В настоящее время в Rhino 7 находится бета-версия субд-моделирования.

Что, если бы существовала система, в которой использовались бы разные инструменты для того, для чего они годны? Subd для форм, NURBS для инженерных функций? Это будущее САПР.И не только в будущем, это происходит сейчас. Это настоящая инновация, а не возвращение платформы в облако, подобное мэйнфрейму. Для меня это очевидное расширение синхронной технологии (Siemens), которая уже присутствует в NX. Это также часть их технологии Convergent, которая объединяет эти различные типы данных с традиционными NURBS.

Но Мэтт, разве сабд не выбросил все, что вы делали в эпизодах Dezignstuff? Ну, это один из способов взглянуть на это.Другой может заключаться в том, что вы можете смотреть параллельные эпизоды, используя разные техники.

Существуют тысячи видеороликов на Youtube, демонстрирующих, как создавать объекты с помощью субд-моделирования. Вы можете использовать множество различных инструментов, стоимость которых варьируется от десятков тысяч долларов до бесплатных. Это совершенно другой мир, нежели NURBS CAD, в котором живет большинство из нас, хотя есть некоторые параллели. Концепция построения эскизов сплайнов и контроля кривизны шлицев имеет некоторые параллели в подразделе. Это просто гораздо более интуитивный метод.Что и хорошо, и плохо. Если я услышу, как еще один ютубер скажет «vertisee» (единственное число от множественного числа единственного числа «вершина»), я начну добавлять геритол в чей-нибудь тост с авокадо. Снижение планки входа в мир дизайна для изделий сложной формы неизбежно приведет к появлению грубых пятен, но эту планку необходимо снизить.

Большинство инструментов subd, которые вы видите сегодня, управляются API библиотеки Pixar OpenSubdiv, который уходит корнями в игру, созданную в 1996 году. Но каждый реализует инструменты по-разному и создает новые способы манипулирования геометрией.Это совершенно другой способ работы по сравнению со стандартным методом построения эскизов и элементов в САПР на основе истории. Вместо того, чтобы думать о продукте как о серии процессов, мы будем больше беспокоиться о фактической форме, потому что мы можем контролировать это напрямую.

Если вы читали какую-либо из моих предыдущих тирадов о недостатках программного обеспечения, основанного на истории, вы могли предвидеть это. Есть некоторые параллели между subd и прямым редактированием. Я считаю, что некоторые люди, возможно, будут сопротивляться этому, или, возможно, не поймут инструменты редактирования.Я был удивлен, когда люди массово избегали синхронных технологий, и то же самое может случиться и здесь. Но я, со своей стороны, собираюсь вмешаться. Я готов к этому изменению.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Учебники по Rhino 7 SubD [McNeel Wiki]

Резюме: Rhino 7 включает новый тип геометрии Sub-D для более гибкого моделирования.SubD от Rhino точны и воспроизводимы. Это позволяет преобразовать наш SubD в NURBS для изготовления.

Традиционно объекты SubD основаны на сетке и хорошо подходят для более приближенных типов моделирования, таких как моделирование персонажей и создание гладких органических форм. Однако объекты Rhino SubD представляют собой высокоточные сплайновые поверхности и, таким образом, вносят определенный уровень точности в процесс создания сложных форм произвольной формы.

Перейдите в обсуждение Rhino SubD, чтобы присоединиться к обсуждению этого нового инструмента.Вы можете скачать Rhino 7 Eval, чтобы попробовать SubD уже сегодня.

Введение в SubD в Rhino 7

Видео начинается с изучения поверхностей SubD и их сравнения с NURBS, прежде чем перейти к рассмотрению некоторых примеров того, как и почему можно использовать SubD вместе с традиционным рабочим процессом NURBS в Rhino. Фил Кук из SimplyRhino рассматривает SubD, или Subdivision Surface Modeling, который разрабатывается для Rhino v7. (37 минут) SimplyRhino — самый популярный реселлер Rhino3D в Великобритании, они предлагают профессиональное обучение и поддержку для Rhino и всех ключевых Rhino. плагины.

Изучение SubD на Rhino 7

Знаете ли вы, что в Rhino 7 есть инструменты SubD? Присоединитесь к Брайану Джеймсу в этом видео, где он исследует использование инструментов создания и редактирования SubD, которые в настоящее время добавлены в V7. (8 минут)

Моделирование вилки, понимание основных элементов управления SubD

Брайан Джеймс рассматривает различные методы выбора и рабочий процесс моделирования, характерные для поверхностей Rhino 7 SubD. Это отличное видео для понимания того, как вместе использовать инструменты SubD в Rhino (10 минут)

Начало работы с SubD — блокировка модели

Быстрая демонстрация техники Paperdoll для создания модели SubD в Rhino v7. Идеально подходит для пользователей, которые никогда раньше не использовали Subd.

Моделирование раковины SubD с помощью Rhino 7

В этом видео показано, как смоделировать мягкую прямоугольную форму с использованием поверхностей SubD в Rhino 7.

Моделирование мыши с помощью SubD

В руководстве используется простой формат GIF-файлов и имен команд, чтобы показать нам общий процесс создания корпуса мыши MX Master 3. Отличный способ открыть для себя новые инструменты SubD в Rhino 7.

Моделирование рамки монеты в Rhino 7 SubD

Узнайте, как использовать новую команду QuadRemesh и инструменты SubD в Rhino3D для моделирования оправы ювелирной монеты.Моделирование SubD — одна из новых возможностей Rhino. Вы можете быстро лепить и редактировать мягкие переходы. (5 минут)

В этом коротком видео Джузеппе Массони показывает нам, как можно быстро превратить сферу SubD в собаку. Он использует простые техники выталкивания и вытягивания на грани подразделения и контрольных точках сети, используя Gumball. Вы также заметите возможность добавлять складки. (1 минута)

Новая команда SubD Reflect, симметричная копия

В этом коротком руководстве Джузеппе Массони быстро познакомит нас с 7 новой командой Rhino: Reflect.Эта команда позволяет сделать симметричную копию объекта, сохраняя при этом плавное соединение между зеркальными копиями. Очень необходимый инструмент для скульптинга SubD. (1 минута)

How to Rhino рассматривает версию Rhino 7 Work in Progress и новые инструменты SubD, которые находятся на хорошем пути к замене плагина T-splines для Rhino 5, который был королем моделирования SubD. В этом руководстве мы рассмотрим несколько простых методов с использованием этих новых инструментов моделирования Rhino, чтобы создать концептуальный проект, разработанный @archihab.

Обратный инжиниринг поверхностей с помощью SubD

Используя Rhino 7, это видео показывает комбинацию quadremesh и SubD для преобразования мешей в nurbs. (59’47 “)

Компонент Sub D Rhino Grasshopper

На YouTube-канале How to Rhino вы узнаете о базовых манипуляциях с компонентом Sub-D как в Rhino, так и в Grasshopper, а также о том, как быстро редактировать произвольную геометрию. Этот конкретный проект, который послужил источником вдохновения, разработан Даниэлем Видригом для конкурса Duhamel Competition в Германии.(9’31 ”)

Rhino wip 7 подраздел «добавить»

Джорджио Гуриоли показывает, как использовать команду «Добавить» с геометрией Rhino 7 SubD. (6 минут)

QuadRemesh в SubD в Rhino 7 WIP

Вот видео-введение в новую команду QuadRemesh в Rhino 7 WIP (работа в процессе). Понимание рабочего процесса между Quadremesher и SubD является ключевым. (8 минут)

Использование моделей Tsplines в Rhino 7

Вот видео-введение в использование ваших старых моделей Tsplines в Rhino 7.Ключевым моментом является экспорт ваших Tsplines в режиме Box. (7:26 минут)

Использование поверхности для извлечения для разделения СУБД на несколько частей

быстрое видео, показывающее, как разбить модели СУБД на несколько частей с помощью извлечения поверхности (46 секунд)

Плавные края сложной скульптурной формы

Используйте QuadRemesh с опцией SubD для сглаживания острых краев сложных многоповерхностей. (5:16 минут)

Таймлапс с ручным утюгом

Полное время сборки ручного утюга.(26:01 мин.)

Коробка против плавного режима

Быстрая демонстрация с использованием режима box vs smooth в SubD. (6:35 мин.)

Замедленная съемка роботов-рыбок

Полное время сборки персонажа-робота-рыбы. (47:24 мин.)

Замедленная съемка концептуального велосипеда, сборка

Полное время сборки концептуального мотоцикла.(46:00 минут)

Подразделение моделирования

Создано 31 марта 2011 г., 15:17

Подразделение моделирования — это метод цифрового трехмерного моделирования, используемый для создания чистых моделей с масштабируемыми деталями, которые хорошо выглядят при рендеринге. В той или иной степени он используется почти во всех отраслях, где работают цифровые художники. Говоря это, зачастую художник или инструмент выбирают, какую технику моделирования использовать.Другие популярные методы — это моделирование на уровне полигонов, моделирование нурбов и цифровая скульптура.

Техника и последующее искусство моделирования подразделений возникли более или менее естественно из-за нескольких аспектов или явлений в том, как обычно визуализируется цифровое искусство. Два основных примера того, что это метод по умолчанию, с помощью которого вычисляются нормали вершин, и способ, которым работает подразделение Катмулла – Кларка (в честь которого назван метод).

Пример подразделения модели

Вершина — это точка в пространстве, где встречаются различные линии (или ребра).Их можно рассматривать как углы геометрических фигур. Когда компьютер отображает фигуру на экране, есть два варианта. Либо он может визуализировать каждый многоугольник (или грань) этой формы как плоскую поверхность и выполнять расчеты освещения на основе этого, либо он может попытаться визуализировать некоторую сглаженную версию той же формы. Этот второй вариант часто является тем, что нам нужно, и именно здесь используются нормали вершин.

Если вместо того, чтобы смотреть на нормали граней (направление, в которое указывает грань), средство визуализации смотрит на нормали вершин (направление, указывающее угол), тогда оно может интерполировать (своего рода усреднение) это направление по треугольной грани, это рендеринг, придавая ему плавный вид.Фактически, для любого треугольника видеокарты специально разработаны так, чтобы иметь возможность очень быстро выполнять эту интерполяцию нормалей из трех вершин в каждом углу. Это то, что происходит во всей трехмерной компьютерной графике, от «Властелина колец» до Quake II.

Но, прежде чем мы сможем выполнить эту интерполяцию, мы должны определить фактические нормали вершин, которые будут использоваться. По-настоящему найти направление, в котором указывает вершина, невозможно (у нее нет поверхности, поэтому у нее нет нормали), но обычно мы просто усредняем нормали граней для всех граней, прикрепленных к этой вершине — и используем это как приближение для нормального.

Это позволяет нам визуализировать гладкие поверхности, используя угловую геометрию (и фиксированное количество полигонов), но за это приходится платить. Во многих случаях это работает не совсем так, как ожидалось, и может привести к визуальным артефактам или участкам освещения, которые выглядят странно. Они возникают из-за проблем с аппроксимацией нормалей вершин, а также с вычислениями интерполяции по треугольникам. Но с хорошей сеткой эти артефакты можно свести к минимуму или даже преодолеть, и здесь на помощь приходит моделирование подразделений.

В компьютерной графике есть новые термины практически для всего. Я, наверное, уже бросил вам несколько новых, которые я здесь пересмотрю, но как только вы освоите их, все станет намного проще объяснить. Причина, по которой некоторые из этих вещей имеют имена, также станет очевидной позже.

Вершина — точка в пространстве, где встречаются края, угол фигуры.
Edge — соединение между двумя вершинами.
Многоугольник — грань трехмерной формы, соединяющая несколько вершин посредством ребер.
Mesh — Набор многоугольников, форма в трехмерном пространстве. Также называется моделью или телом.

Треугольник — многоугольник с ровно тремя вершинами.
Quad — многоугольник с четырьмя вершинами.
N-Gon — многоугольник с пятью или более вершинами.

Полюс — Вершина с тремя выходящими из нее ребрами.
N-Pole — Вершина с пятью или более ребрами, выходящими из нее.

Спрашивать, что делает хорошую сетку, почти то же самое, что спрашивать, что делает хорошую картину. Как и на большинство других вещей в жизни, на этот простой ответ нет, и, по правде говоря, хорошее моделирование действительно требует практики. Когда вы хорошо разбираетесь в подразделении, вы можете почувствовать, что делает хороший меш, и это будет видно, когда вы его визуализируете. Тем не менее, есть некоторые рекомендации, которым вы можете следовать, которые сведут к минимуму визуальные артефакты и сделают вашу жизнь намного проще.Вот некоторые из основных. (Здесь стоит отметить, что эти руководящие принципы также применимы почти ко всем созданию сеток и никоим образом не относятся к моделированию с разбиением.)

Избегайте треугольников и полюсов

Треугольники и полюса можно рассматривать как две стороны одной медали. Они часто являются причиной странных артефактов сглаживания, поэтому по возможности их следует избегать. Однако полностью избежать их просто невозможно; любая сетка потребует их некоторое количество.Часто их ставят с попыткой минимизировать их действие. Есть два основных способа сделать это: либо разместить их на относительно плоской поверхности, либо «спрятать» их в плотно закрытых участках сетки. У человеческих персонажей это часто делается в подмышках, паху, суставах или вообще в любом месте с естественными складками на поверхности.

Полюса и треугольники «спрятаны» на плоской части гаечного ключа

Избегайте N-угольников и N-полюсов

Это действительно очень похоже на предыдущий пункт, и они скрыты с использованием тех же методов.Обычно люди стараются избегать этого больше, чем треугольников или полюсов. В основном это связано с тем, что их сложнее моделировать, и тем фактом, что чем больше количество ребер, входящих в полюс, или количество сторон грани, тем более странными становятся проблемы сглаживания.

Попробуйте построить сетку в основном из четырехугольников

Этот момент часто кажется новичкам немного вводящим в заблуждение. Например, если у вас есть некоторые знания о графике, вы знаете, что модели в любом случае визуализируются только с использованием треугольников — все квадраты превращаются в треугольники перед визуализацией, обычно путем соединения ребра между двумя ближайшими вершинами.Таким образом, попытка построить сетку в основном из четырехугольников может показаться излишней и глупой. Но на самом деле создание меша с учетом четырехугольников — это самый простой способ избежать всех других плохих вещей, которые могут вызвать визуальные артефакты.

Не только это, но есть много-много причин, по которым работать с четырехугольными сетками проще, чем с другими беспорядочными и смешанными сетками. Их легче анимировать, проще оснастить и проще практически с любой другой задачей, которую вы можете с ними выполнить.

Видео, демонстрирующее убедительные примеры артефактов подразделения

Распределите вершины равномерно

Новички часто ошибаются, когда в процессе создания сетки с четырьмя квадратами втискивают кучу избыточных ребер, вершин и деталей. В этом нет необходимости, и это не будет хорошо выглядеть, когда дело доходит до времени рендеринга. Что происходит, когда у вас есть сетка, состоящая из продолговатых, а не квадратов, вы получаете массу длинных тонких треугольников во время рендеринга.Это вызовет проблемы при интерполяции и, как правило, будет плохо выглядеть. Слишком тонкие пучки образуют на сетке что-то похожее на жесткие швы, что во многих случаях нежелательно.

Также можно расположить вершины так, чтобы плотность увеличивалась в областях с большим количеством деталей. Это придаст вашей сетке дополнительную четкость там, где она необходима, и не будет тратить полигоны в другом месте.

Хорошо расположенная головка

Внимание к телу, форме и потоку

Еще одна ошибка новичка — зациклиться на создании четырехугольной сетки и в результате получить что-то, что действительно не соответствует моделируемому объекту.При моделировании вы должны представить, что края, которые вы размещаете, повторяют контуры объекта. Если вы моделируете что-то органическое, например человеческое тело, края должны повторять движение мускулов, выпуклостей, изгибов и складок. Это поможет с анимацией, манипуляциями и настройкой вашей сетки.

Использование формы над квадратом

Также стоит отметить, что этот момент является самым важным. В то время как другие рекомендации уменьшают количество артефактов, они обычно считаются эстетическим выбором и облегчают построение модели, а не исправляют ее окончательный вид.

Начинай медленно, развлекайся

Моделирование подразделений — это продвинутая техника. Это не то, что можно освоить за один сеанс. Если вы чувствуете, что сражаетесь с моделированием с разбиением, значит, вы делаете это неправильно. Начните с малого, получайте удовольствие и гордитесь тем, что вы создаете! Намного легче научиться моделированию подразделений, когда вы чувствуете, что вам нравится.

Subdivision — это процесс, который сглаживает сетку, добавляя больше полигонов и вершин, сохраняя при этом форму.Четырехугольник будет сглажен на четыре четырехугольника, которые продолжат следовать контуру меша. Этот процесс используется во многих вещах, от рендеринга до цифровой скульптуры. По сути, это то, что позволяет вам создавать сетки с управляемым количеством полигонов, прежде чем использовать подразделение, чтобы сделать его настолько гладким, насколько это визуально необходимо.

Сапоги сетчатые

Сапоги гладкие

Subdivision, как и вычисление нормалей вершин, не идеален.Вы получаете артефакты во многом одинаковыми способами. Кроме того, любые артефакты от нормалей вершин в исходной сетке (на одном уровне подразделения) останутся после разделения (на следующем уровне подразделения). В том, как это работает, есть прекрасная симметрия. При подразделении треугольники становятся полюсами, а N-угольники становятся северными полюсами. Обратное тоже верно. Полюса становятся треугольниками, а северные полюса становятся N-угольниками. Из-за этого квадраты — единственное, что подразделяется «идеально», и поэтому наличие квадратов в вашей сетке во всех ключевых местах, которые определяют форму и гладкость поверхности, имеет важное значение.

Видео, объясняющее, как работает подразделение.

Все сказанное выше применимо практически к любой технике моделирования. Они могут показаться про рендеринг в целом. Но моделирование с разбиением на части действительно можно рассматривать как процесс моделирования, в котором все эти идеи находятся в вашем уме. Идея состоит в том, чтобы следовать этим правилам и моделировать их соответствующим образом. На форумах подразделений вы не увидите конца разговорам о поляках, N-Gons и прочем.Сторонники других техник, как правило, просто продолжают это делать.

Вторая часть моделирования сабдивов как методики — это инструменты. Часто программы моделирования, классифицируемые как «составители моделей с разбиением», предоставляют вам множество продвинутых инструментов, помогающих с моделированием сабдивов. Они часто позволяют быстро переключаться между уровнями подразделения, позволяя предварительно просмотреть сетку и увидеть, как она выглядит после сглаживания.

Они также используют концепцию «концевых петель» и «реберных колец», которые представляют собой наборы ребер, соединенных в линию (для петель) или параллельно (для колец).Обычно существует простой способ их выбора, добавления, удаления и изменения. Эти две вещи являются важной концепцией в моделировании подразделений, поскольку они, в конечном счете, определяют ход и форму вашей модели.

И, наконец, при моделировании с разбиением часто бывает принято сначала сосредоточиться на определении формы и тела, а затем на разбиении и использовании дополнительных многоугольников для добавления большей детализации и глубины. Это в некоторой степени похоже на метод традиционной рисования, при котором сначала используются большие мазки кисти, задолго до того, как будут добавлены какие-либо реальные детали.Как и в обычной живописи, это имеет те же преимущества и часто приводит к лучшему восприятию тела, формы и пропорций.

Коробка для моделирования

Количество хороших ресурсов по моделированию подразделов сократилось, но хороший список можно найти здесь:

Начни здесь

Он расскажет вам все, что я вам сказал, и многое другое.

Хотя на самом деле, если вы новичок в 3D-моделировании в целом, безусловно, лучший способ действий — просто загрузить пакет моделирования и немного повеселиться.Мой любимый (и один из самых простых в освоении) — Wings3d. Это бесплатный, легкий и открытый исходный код, поэтому, если вы хотите возиться со своими недавно приобретенными знаниями, загрузите его и попробуйте. Удачного моделирования!

Подразделение Поверхностей

Обзор

Поверхности подразделения — это обычный примитив моделирования, который приобрел популярность в анимация и визуальные эффекты за последние десятилетия.

Как следует из названия, поверхности подразделения — это в основном поверхности .

Более конкретно, поверхности подразделения — это кусочно-параметрические поверхности , определенные на сетки произвольной топологии — обе концепции, которые будут описаны в разделах которые следуют.

Subdivision — это и операция, которую можно применить к полигональной сетке для ее уточнения, и математический инструмент, который определяет нижележащую гладкую поверхность, на которую повторное деление сетки сходится. Явное подразделение просто применить некоторое количество раз, чтобы обеспечить более гладкую сетку, и эта простота исторически привела ко многим инструментам представляя форму таким образом.Напротив, получение гладкой поверхности, которая в конечном итоге определяет форму — его «предельная поверхность» — значительно сложнее, но обеспечивает большую точность и гибкость. Эти различия привели к путанице в том, как некоторые инструменты выставить поверхности подразделения.

Конечная цель состоит в том, чтобы все инструменты использовали поверхности подразделения как истинные примитивы поверхности. Таким образом, акцент здесь делается не столько на подразделении, сколько на природе. поверхности, которая является результатом этого. Помимо обеспечения последовательной реализации подразделение — тот, который включает в себя ряд широко используемых расширений функций — значительный Ценность OpenSubdiv в том, что он делает поверхность ограничения более доступной.

С момента своего появления OpenSubdiv вызвал интерес со стороны пользователей и разработчиков. с широким спектром навыков, интересов и опыта. Этот документ предназначен для представления поверхностей подразделения с точки зрения полезной при использовании OpenSubdiv. Одна из его целей — предоставить общий обзор тем, кто с меньшим опытом работы с алгоритмами или математикой подразделения. Другой состоит в том, чтобы предоставить обзор набора функций, доступных в OpenSubdiv, и представьте эти возможности с помощью терминологии, используемой OpenSubdiv (поскольку большая часть ее перегружен).

Кусочно-параметрические поверхности

Кусочно-параметрические поверхности, пожалуй, наиболее широко используемое геометрическое представление. в промышленном дизайне, развлечениях и многих других сферах. Многие объекты, с которыми мы работаем с повседневным — автомобили, мобильные телефоны, ноутбуки — все было спроектировано и визуализировано в первую очередь как кусочно-параметрические поверхности до того, как эти проекты были одобрены и реализованы.

Кусочно-параметрические поверхности — это, в конечном счете, просто наборы более простых примитивов моделирования. называемые патчами.Пятна представляют собой «кусочки» большей поверхности в большей части так же, как грань или многоугольник составляют часть многоугольной сетки.

Параметрические патчи

Патчи — это строительные блоки кусочно-гладких поверхностей и множество различных видов патчи эволюционировали для удовлетворения потребностей геометрического моделирования. Два наиболее эффективных и общие патчи показаны ниже:

Патч одинарный бикубический B-Spline

Одинарная бикубическая нашивка Безье

Патчи состоят из набора точек или вершин, которые влияют на прямоугольный кусок гладкого поверхность (также существуют треугольные пятна).Этот прямоугольник «параметризован» двумя направлений, превращая простой двухмерный прямоугольник в трехмерную поверхность:

(u, v) 2D домен патча

Отображение из (u, v) в (x, y, z)

Точки, которые контролируют форму поверхности, обычно называются контрольными. точек или контрольных вершин, а также совокупность всего набора, определяющего патч как сетка управления, корпус управления, клетка управления или просто корпус, клетка, и т.п.Для краткости мы будем часто использовать термин «клетка», который нам нужен. в более общем смысле позже.

Итак, патч состоит из двух объектов: его контрольных точек и поверхности. затронутые ими.

Способ воздействия контрольных точек на поверхность — вот что делает различные типы патчи уникальные. Даже участки, определяемые одинаковым количеством точек, могут иметь разные поведение. Обратите внимание, что все 16 точек патча B-Spline выше относительно далеки от поверхность, которую они определяют, по сравнению с аналогичным патчем Безье.Два патча в этот пример фактически представляет собой точно такой же кусок поверхности — каждый с набором контрольных точек, оказывающих на нее различное воздействие. С математической точки зрения каждый элемент управления точка имеет связанную с ней «базисную функцию», которая влияет на поверхность в конкретном способ, когда перемещается только эта точка:

Базисная функция бикубического B-сплайна

Бикубическая функция на основе Безье

Именно эти базовые функции часто вызывают названия различных патчей.

У этих различных свойств контрольных точек патчей есть свои плюсы и минусы. которые становятся более очевидными, когда мы собираем участки в кусочки поверхности.

Кусочные поверхности

Кусочно-параметрические поверхности представляют собой наборы патчей.

Для прямоугольных участков один из простейших способов создания коллекции — определить набор патчей с использованием прямоугольной сетки контрольных точек:

Покусочная B-шлицевая поверхность

Кусочная поверхность Безье

Обратите внимание, что мы можем перекрывать точки соседних участков B-сплайна.Это перекрытие означает, что перемещение одной контрольной точки влияет на несколько патчей, но также обеспечивает что эти патчи всегда проходят гладко (это было намерением дизайна, а не для других типов патчей). Соседние пятна Безье имеют общие точки только на своих границах и согласование точек на этих границах, чтобы поверхность оставалась гладкой. возможно, но неудобно. Это делает B-шлицы более подходящим представлением поверхности. для интерактивного моделирования, но патчи Безье служат и многим другим полезным целям.

Более сложная B-шлицевая поверхность:

Часть более сложной поверхности B-сплайна

Так же, как заплатка состояла из клетки и поверхности, то же самое теперь верно и для коллекция. Управляющая клетка управляется дизайнером, и поверхность каждого отображаемых исправлений, чтобы они могли оценить его эффект.

Произвольная топология

Кусочные поверхности, обсуждавшиеся до сих пор, были ограничены коллекциями патчей. над регулярными сетками контрольных точек.В прямоугольной форме есть определенная простота. параметрические поверхности, которые привлекательны, но представление поверхности, которое поддерживает У произвольной топологии есть много других преимуществ.

Прямоугольные параметрические поверхности получили широкое распространение, несмотря на их топологию. ограничения, и их популярность продолжается и сегодня в некоторых областях. Часто сложные объекты нужно много таких поверхностей, чтобы представить их, и для эффективно собирать их, в том числе «сшивать» несколько поверхностей вместе или разрезать отверстия в них («обрезка»).Это сложные методы, и хотя они эффективны в в одних контекстах (например, промышленный дизайн) они становятся громоздкими в других (например, анимация и визуальные эффекты).

Одна многоугольная сетка может представлять формы с гораздо большей сложностью, чем одиночная прямоугольная кусочная поверхность, но ее граненый характер со временем становится проблемой.

Поверхности Subdivision сочетают топологическую гибкость полигональных сеток с лежащая в основе гладкость кусочно-параметрических поверхностей.Так же прямоугольный кусочно параметрические поверхности имеют набор контрольных точек (его клетка хранится в виде сетки) и нижележащая поверхность, поверхности подразделения также имеют набор контрольных точек (его клетка хранится в виде сетки) и нижележащая поверхность (часто называемая ее «пределом»). поверхность »).

Обычные и нестандартные элементы

Сетка содержит вершины и грани, которые образуют клетку для нижележащего поверхность, и топология этой сетки может быть сколь угодно сложной.

В областях, где грани и вершины сетки соединяются, образуя прямоугольную форму. сеток, предельная поверхность становится одной из прямоугольных кусочно-параметрических ранее упомянутые поверхности. Эти области сетки называются «регулярными»: они обеспечивают поведение, знакомое по использованию аналогичных прямоугольных поверхностей и их предельная поверхность относительно проста. Все остальные области считаются «нерегулярными»: они обеспечивают желаемую топологическую гибкость и, таким образом, менее знакомы (и в некоторых случаях менее предсказуемы) и их предельная поверхность может быть намного сложнее.

Необычные черты бывают разных форм. Наиболее широко упоминается экстраординарная вершина, то есть вершина, которая в случае четырехугольного подразделения схема, подобная Catmull-Clark, не имеет четырех инцидентных лиц.

Неправильная вершина и инцидент лица

Регулярные и нерегулярные районы поверхность

Наличие этих неровностей приводит к ограничению поверхности вокруг них. аналогично нерегулярные, т.е.е. его нельзя представить так просто, как для обычных регионы.

Стоит отметить, что неправильные области уменьшаются в размерах и становятся более «изолированными». как подразделение применяется. Лицо с множеством необычных вершин вокруг него делает поверхность очень сложной, и выделение этих деталей — способ помогите справиться с этой сложностью:

Две вершины валентности-5 рядом

Изоляция разделена один раз

Изоляция разделенная дважды

Обычно необходимо провести какое-то локальное деление на этих участках. чтобы разбить эти части поверхности на более мелкие, более управляемые части, и термин «адаптивное подразделение функций» стал популярным в последние годы для описания этот процесс.Независимо от того, сделано ли это явно или неявно, глобально или локально, что наиболее важно, так это то, что для каждого лицо — хотя и потенциально сложное с необычными чертами — которое может оцениваться почти так же, как прямоугольные кусочные поверхности.

Патчи штатных регионов

Пятна неправильной области

Поддержание гладкой поверхности на этих неровных участках является основным преимуществом поверхностей подразделения, как сложность получаемых поверхностей, так и их качество — причина использовать их с осторожностью.Когда топология в значительной степени нерегулярна, его поверхность требует более высокой стоимости, поэтому неровности сводятся к минимуму выгодно. А в некоторых случаях качество поверхности, то есть воспринимаемое гладкость неровных поверхностей может привести к нежелательным артефактам.

Произвольная многоугольная сетка часто не является хорошей клеткой для подразделения, независимо от насколько хороша эта полигональная сетка.

Как и в случае прямоугольных кусочно-параметрических поверхностей, клетка должна иметь форму воздействуют на нижележащую поверхность, которую он должен представлять.Видеть Советы по моделированию для связанных рекомендаций.

Немногообразная топология

Так как клетка поверхности подразделения хранится в сетке, и часто манипулируют в том же контексте, что и полигональные сетки, тема многообразия в сравнении с немногообразной топологией заслуживает некоторого внимания.

Существует множество определений или описаний того, что отличает многообразие сетка из той, которой нет. Они варьируются от кратких, но абстрактных математических определений до наборов примеры, показывающие многообразные и неоднородные сетки — все они имеют свою ценность и соответствующая аудитория.Следующее определение не является строгим, но служит хорошо, чтобы проиллюстрировать большинство локальных топологических конфигураций, которые вызывают сетку быть неоднородным.

Представьте, что вы «стоите» на гранях меша и «ходите» вокруг каждой вершины. по очереди. Предполагая правый порядок намотки граней, встаньте сбоку от лицо в положительном нормальном направлении. И при ходьбе шагай через каждую падающая кромка в направлении против часовой стрелки к следующей падающей грани.

Для внутренней вершины:

начало в углу любой падающей грани
пройти через вершину через каждое инцидентное ребро к следующей непосещенной грани; повторить
, если вы вернетесь с того места, откуда начали, и какие-либо грани или кромки инцидентов не были посещены, сетка разветвленная

Аналогично для граничной вершины:

начать в углу грани, содержащей переднюю граничную кромку
пройти через вершину через каждое инцидентное ребро к следующей непосещенной грани; повторить
, если вы дойдете до другого граничного ребра, и ни одна граница или граница не были посещены, сетка разветвленная

Если вы можете таким образом обойти все вершины и не встретить ни одного не-многообразия особенности, сетка, вероятно, разнообразна.

Очевидно, что если вершина не имеет граней, нечего ходить и этот тест не может быть успешным, так что снова не многообразие. Все грани вокруг вершины также должны быть в одном ориентация, в противном случае две смежные грани имеют нормали в противоположных направлениях и сетка будет считаться неоднородной, поэтому мы действительно должны включить это ограничение при переходе к следующему лицу быть более строгим.

Рассмотрите возможность обхода указанных вершин следующих неоднородных сеток:

Кромки с более чем 2 гранями

Грани с общей вершиной, но без ребер

Как упоминалось ранее, многие инструменты не поддерживают не-коллекторные сетки, а в некоторые контексты, например.грамм. 3D-печати их следует категорически избегать. Иногда коллекторная сетка может быть желательна и обеспечена в конечном результате, но сетка могут временно стать не многообразными из-за определенной последовательности моделирования операции.

Вместо того, чтобы поддерживать или защищать использование неоднородных сеток, OpenSubdiv стремится быть устойчивым к наличию не многообразных функций, чтобы упростить использования своих клиентов — избавляя их от необходимости топологического анализа, чтобы определить, когда можно или нельзя использовать OpenSubdiv.Хотя правила подразделения не так хорошо стандартизированы в областях, где сетка неоднородна, OpenSubdiv в большинстве случаев предоставляет простые правила и разумную предельную поверхность.

Поверхность вокруг краев с более чем 2 инцидентами лица

Поверхность для граней, имеющих общую вершину, но не края

Как и в случае правильных и неправильных черт, поскольку каждое лицо имеет соответствующий кусок поверхности, связанный с ним — будь то локально многообразие или нет — можно сказать, что термин «произвольная топология» включает немногообразную топологию.

Подразделение против тесселяции

Предыдущие разделы иллюстрируют поверхности подразделения как кусочно-параметрические поверхности произвольная топология. Как кусочно-параметрические поверхности они состоят из обоймы и нижележащая поверхность, определяемая этой клеткой.

Для отображения поверхностей подразделения используются два метода: разделение и тесселяция. Оба имеют свое законное использование, но между ними есть важное различие:

подразделение работает на клетке и производит усовершенствованную клетку
мозаика работает на поверхности и производит дискретизацию этой поверхности

Наличие и относительная простота алгоритма подразделения позволяет легко применять повторно, чтобы приблизить форму поверхности, но в результате изящная клетка, это приближение не всегда очень точное.По сравнению с клетка, уточненная до другого уровня, или мозаика, в которой используются точки, оцениваемые напрямую на предельной поверхности расхождения могут сбивать с толку.

Подразделение

Подразделение — это процесс, который дает название «поверхностям подразделения», но это не так. уникальный для них. Будучи кусочно-параметрическими поверхностями, давайте сначала посмотрим на подразделение в контекст более простых параметрических патчей, которые их составляют.

Subdivision — это частный случай уточнения , который является ключом к успеху некоторых из Наиболее широко используемые типы параметрических пятен и их совокупные поверхности.Поверхность может быть «доработанным», когда существует алгоритм, позволяющий ввести больше контрольных точек. , сохраняя при этом форму поверхности точно такой же, как . Для интерактивности и дизайна целей, это позволяет дизайнеру использовать большее разрешение для более точного управления без внесение нежелательных побочных эффектов в форму. Для более аналитических целей это позволяет поверхность должна быть разбита на части, часто адаптивно, при сохранении верности оригинальная форма.

Одна из причин, по которой так широко используются как B-сплайн, так и патчи Безье, заключается в том, что они оба могут быть уточнены.Uniform subdivision — процесс разделения каждого из патчей в одном или обоих его направлениях — это частный случай уточнения, что оба эти типы патчей поддерживают:

Поверхность B-Spline и ее обойма

Клетка разделенная 1x

Клетка, разделенная на 2 части

В случаях, показанных выше для B-шлицев, равномерно очищенные сепараторы производят одинаковые ограничить поверхность как оригинал (предоставлено в большем количестве штук).Так что будет справедливо сказать, что оба однородные B-шлицы и поверхности Безье являются поверхностями подразделения.

Поверхность предела остается прежней со многими другими контрольными точками (примерно в 4 раза с каждой итерация подразделения), и эти точки находятся ближе к поверхности (но не на ней). Это может возникнуть соблазн использовать эти новые контрольные точки для представления поверхности, но с использованием тех же количество точек, оцениваемых в соответствующих равномерно распределенных параметрических точках на поверхность обычно проще и эффективнее.

Обратите внимание, что точки клетки обычно не имеют нормальных векторов, связанных с их, хотя мы можем явно вычислить нормали для произвольных мест на поверхности, просто как мы это делаем для позиции. Таким образом, если клетка отображается как заштрихованная поверхность, векторы нормалей на каждом контрольных точек должны быть изобретены. И положения, и нормали точек на поэтому более тонкая клетка — оба приближения.

То же верно и для более общих поверхностей подразделения. Subdivision уточнит сетку произвольной топологии, но полученные точки не будут лежать на предельной поверхности и любой нормальной векторы, созданные из этих точек и связанные с ними, будут только приближениями к тем предельной поверхности.

Тесселяция

Нет необходимости использовать подразделение для аппроксимации параметрической поверхности, когда ее можно вычисляется напрямую, то есть может быть тесселирован. Мы можем оценивать в произвольных местах на поверхности и соедините полученные точки, чтобы сформировать тесселяцию — дискретизацию предельная поверхность — это намного более гибко, чем результаты, достигаемые при равномерном разбиении:

Равномерная (3×3) мозаика B-сплайна поверхность

Адаптивная к кривизне мозаика B-сплайна поверхность

Для простой параметрической поверхности прямая оценка предельной поверхности также проста, но для более сложных поверхностей разбиения произвольной топологии это не так.Отсутствие четкого понимания взаимосвязи предельной поверхности и cage исторически приводил к тому, что многие приложения избегали тесселяции.

Стоит отметить, что подразделение можно использовать для создания тесселяции, даже если предельная поверхность недоступна для прямой оценки. Рекурсивный характер подразделения действительно приводит к формулам, которые позволяют вычислить точку на предельной поверхности, которая соответствует каждой точке клетки. Этот процесс часто называют «привязкой». или «толкать» концы клетки на ограничивающую поверхность.

Разделены на 1х и привязаны к ограничивающей поверхности

Разделены на 2 части и привязаны к ограничивающей поверхности

Поскольку конечным результатом является связный набор точек на предельной поверхности, это образует мозаику предела поверхность, и мы рассматриваем его как отдельный процесс для подразделения (хотя он действительно использует из него). Тот факт, что такая тесселяция могла быть достигнута с помощью подразделения, является неотличимы от конечного результата — та же тесселяция может так же легко иметь были сгенерированы путем оценки предельных участков клетки равномерно 2x, 4x, 8x и т. д.вместе каждый край.

Что использовать?

Subdivision, несомненно, полезен при создании более мелких клеток для манипулирования поверхностью, но тесселяция предпочтительнее для отображения поверхности, когда участки доступны для прямой оценки. Было время, когда глобальное совершенствование преследовалось ограниченными круги как способ быстрой оценки параметрических поверхностей вдоль изопараметрических линий, но оценка исправлений, то есть тесселяция, обычно преобладает.

Значительная путаница возникла из-за того, как использовались эти две техники и представлен при отображении формы в приложениях конечного пользователя.Можно утверждать, что если приложение отображает представление поверхности, удовлетворяющее ее целей, то нет необходимости обременять пользователя дополнительной терминологией и выбор. Но когда два изображения одной и той же поверхности значительно различаются между два приложения, отсутствие какого-либо объяснения или контроля приводит к путанице.

Пока приложения делают разные варианты отображения поверхности, мы ищем баланс между простотой и контролем. Поскольку разбитые точки не лежат на пределе поверхность, важно дать понять пользователям, когда вместо этого используется подразделение тесселяции.Это особенно верно в случаях, когда клетка и поверхности отображаются в том же стиле, поскольку для пользователей нет визуальной подсказки, чтобы сделать это различие.

Данные сетки и топология

Способность поверхностей подразделения поддерживать произвольную топологию приводит к использованию сетки для хранения как топологии клетки, так и значений данных, связанных с ее контрольные точки, то есть его вершины. Форма сетки или поверхность подразделения. полученный в результате, представляет собой комбинацию топологии сетки и положения данные, связанные с его вершинами.

При работе с сетками есть преимущества отделения топологии от данных, и это даже более важно при работе с поверхностями подразделения. Форма» упомянутое выше — это не только форма сетки (в данном случае клетки), но и иметь форму изысканной клетки или предельной поверхности. Наблюдая за ролями, которые оба данные и топология играют в таких операциях, как подразделение и оценка, значительная преимущества могут быть получены за счет управления данными, топологией и соответствующими вычислениями соответственно.

В то время как основное назначение поверхностей подразделения — использовать данные о местоположении, связанные с вершины для определения гладкой непрерывной предельной поверхности, во многих случаях непозиционные данные связаны с сеткой. Эти данные часто могут быть интерполированы плавно, как и положение, но часто предпочтительнее интерполировать его линейно или даже сделайте прерывистый по краям сетки. Координаты текстуры и цвет общие примеры здесь.

Кроме позиции, которая назначена и связана с вершинами, нет ограничения на то, как произвольные данные могут или должны быть связаны или интерполированы.Текстура координаты, например, могут быть назначены для создания полностью гладкой предельной поверхности как положение, линейно интерполированное по граням или даже прерывистое между их. Однако есть последствия, которые следует учитывать — как с точки зрения управления данными. и производительность — которые описаны ниже как терминология и методы, используемые для достижения каждого определены.

Отделение данных от топологии

Хотя топология сеток, используемых для хранения поверхностей подразделения, произвольно сложна и переменная топология параметрических участков, составляющих его предельную поверхность, равна простой и фиксированный.Бикубический B-сплайн и патчи Безье определяются простым 4×4 сетка контрольных точек и набор базовых функций для каждой точки, которые вместе сформировать получившуюся поверхность.

Для такого патча положение в заданном параметрическом местоположении является результатом комбинация данных о местоположении, связанных с его контрольными точками, и весов соответствующие базисные функции ( веса, — значения вычисленных базисных функций) в параметрической локации). Топология и базисные функции остаются прежними, поэтому мы может использовать веса независимо от данных.Если позиции управления изменения точек, мы можем просто рекомбинировать новые данные о местоположении с весами, которые мы просто использовал и применяю ту же комбинацию.


Фиксированная топология параметрического фрагмента и двух форм, получаемых из двух наборов позиций.

Аналогично, для кусочной поверхности положение в заданном параметрическом местоположении является результат одного патча, содержащего это параметрическое местоположение, оцененное в заданном позиция.Участвующие контрольные точки — это подмножество контрольных точек, связанных с этот конкретный патч. Если топология поверхности фиксирована, то же самое будет и с топологией коллекции пятен, составляющих эту поверхность. Если позиции тех контрольные точки меняются, мы можем рекомбинировать новые данные о местоположении с теми же весами для подмножество точек, связанных с патчем.


Более сложная, но фиксированная топология поверхности и двух форм, получаемых из двух наборов позиций.

Это верно для кусочной поверхности произвольной топологии. Независимо от того, насколько сложен топология, пока она остается фиксированной (т. е. отношения между вершинами, ребрами и лиц не меняется (или какие-либо другие настройки, влияющие на правила подразделения)), применяются те же методы.

Это всего лишь один пример значения разделения вычислений, связанных с топологией, от те, которые связаны с данными. И подразделение, и оценка могут быть разделены на этапы. включая топологию (вычисление весов) и раздельное объединение данных.


Три формы, полученные в результате трех наборов позиций для сетки фиксированной топологии.

При фиксированной топологии возможна огромная экономия за счет предварительного вычисления информации связанных с топологией и организацией данных, связанных с контрольными точками в способ, который можно эффективно с ней комбинировать. Это ключ к пониманию некоторых методы, используемые для обработки поверхностей подразделения.

Для сетки произвольной топологии контрольными точками подстилающей поверхности являются вершины и связанные с ними данные о положении наиболее знакомы. Но нет ничего это требует, чтобы контрольные точки патча представляли положение — то же самое методы применяются независимо от типа задействованных данных.

Вершины и изменяющиеся данные

Самая типичная и основная операция — это оценка положения на поверхности, т. Е. оценить нижележащие участки предельной поверхности, используя позиции (x, y, z) в вершины сетки.Учитывая параметрическое (u, v) расположение на одном таком участке, не зависящие от данных метод оценки сначала вычисляет веса, а затем объединяет позиции вершин (x, y, z) в результате получается позиция (x, y, z) в этом месте. Но веса и их сочетание может применяться к любым данным в вершинах, например цвет, координаты текстуры или что-то еще еще.

Данные, связанные с вершинами, которые интерполированы таким образом, включая положение, называются быть «вершинными» данными или иметь «вершинную» интерполяцию.Указание других данных как «вершина» данные приведут к тому, что они будут плавно интерполированы точно таким же образом (с использованием точно тот же вес), что и позиция. Итак, чтобы сделать простую 2D-проекцию поверхности для координаты текстуры, будут использоваться 2D-значения, соответствующие позициям (x, y).

Если вместо этого требуется линейная интерполяция данных, связанных с вершинами, данные называются быть «меняющимися» данными или иметь «изменяющуюся» интерполяцию. Здесь нелинейная оценка пятна, определяющие гладкую предельную поверхность, игнорируются, а веса для простых линейных используется интерполяция.Это обычный выбор текстурных координат для оценки текстуры без бикубических заплаток дешевле в вычислительном отношении. Линейный интерполяция не захватит гладкость, требуемую для истинной проекции между вершины, но и вершина, и переменная интерполяция имеют свое применение.

Спроецированная текстура с плавной интерполяцией из данных вершины

Спроецированная текстура с линейной интерполяцией по разным данным

Поскольку и вершина, и изменяющиеся данные связаны с вершинами (уникальное значение, присвоенное к каждому), получившаяся поверхность будет непрерывной — кусочно гладкой в случае вершинные данные и кусочно-линейные в случае варьирования.

Данные и топология с изменяющимся лицом

Чтобы поддерживать неоднородности данных на поверхности, в отличие от вершинных и изменяющихся данных, должно быть несколько значений, связанных с вершинами, ребрами и / или гранями, чтобы разрыв существовать.

Разрывы становятся возможными за счет присвоения значений углам граней, аналогично способу присвоения вершин углам граней при определении топология сетки. Вспоминая назначение вершин граням:

Индексы вершин присваиваются всем углам каждой грани как часть построения сетки и часто называют гранями-вершинами отдельной грани или сетки.Все грани-вершины, которые имеют один и тот же индекс вершины, будут связаны этой вершиной и будут иметь общие те же данные вершины, связанные с ним.

Путем присвоения граням-вершинам другого набора индексов — индексов, не относящихся к вершины, но некоторый набор данных, который будет связан с углами каждой грани — углы которые совместно используют одну и ту же вершину, больше не должны иметь одно и то же значение данных, и данные могут быть прерывистые между гранями:

Этот метод связывания значений данных с гранями-вершинами сетки называется присвоение данных с изменяющимся лицом для интерполяции с изменением лица.Интерполированное значение будет непрерывно изменяться в пределах грани (то есть участок предельной поверхности, связанный с гранью), но не обязательно через ребра или вершины, общие с соседними лица.

Непересекающиеся УФ-области с изменяющейся гранью, примененные к предельной поверхности

Комбинация связывания значений данных не с вершинами (контрольными точками) но углы лица и возникающие в результате разрывы, зависящие от данных, делают этот подход значительно более сложным, чем вершинный или вариативный.Добавленный сложность данных сама по себе является причиной использовать их только тогда, когда это необходимо, т.е. когда разрывы желательны и присутствуют.

Частично сложность работы с данными с изменяющимся лицом и интерполяцией — это способ который может быть определен в поведении интерполяции. Если данные непрерывны, интерполяция может быть такой же гладкой, как нижележащая предельная поверхность вершины данные или просто линейные, как достигается с различными данными. Если данные разрываются — по внутренним краям и вокруг вершин — разрывы создают границы для данных и разделяют нижележащую поверхность на непересекающиеся области.Интерполяцию по этим границам также можно задать как плавными или линейными по разным причинам (многие из которых имеют историческую основу).

Более полное описание различных вариантов линейной интерполяции с изменением граней. данные и интерполяция приведены позже. Эти параметры позволяют обрабатывать данные как либо вершина, либо переменная, но с добавлением разрывов.

Важный момент, который следует помнить при интерполяции с изменяющимся лицом, заключается в том, что каждый набор данных может иметь свои собственные разрывы — это приводит к тому, что каждый набор данных имеет уникальные топология и размер.

Топология, указанная для сбора данных с разными лицами, называется канал и является уникальным для интерполяции с изменением лица. В отличие от вершинных и различных интерполяция, которая связывает значение данных с вершиной, количество значений в канал с изменяющейся гранью не фиксируется количеством вершин или граней. Количество индексы, присвоенные углам граней, будут одинаковыми для всех каналов, но число уникальных значений, на которые ссылаются эти индексы, не может.Мы можем воспользоваться общая топология сетки в областях, где данные непрерывны, но мы теряем некоторые из них преимущества вокруг разрывов. Это приводит к более высокой сложности и стоимости. канала с изменяющимся лицом по сравнению с вершиной или изменяющимися данными. Если топология для канал фиксирован, однако аналогичные методы могут быть применены для вычисления коэффициента связаны с топологией, так что изменения данных могут обрабатываться эффективно.

Схемы и опции

В то время как предыдущие разделы описывали поверхности подразделения в более общих терминах, этот В разделе описывается ряд общих вариантов (часто называемых расширениями , от до алгоритмы подразделения) и способы их представления в OpenSubdiv.

Количество и характер расширений здесь значительно усложняют то, что в противном случае довольно простые алгоритмы подразделения. Исторически приложения поддерживали либо подмножество или имели разные реализации одной и той же функции. OpenSubdiv стремится к обеспечить последовательную и эффективную реализацию этого набора функций.

Учитывая различное представление некоторых из этих функций в других местах, выбранное название by OpenSubdiv.

Схема деления

OpenSubdiv предоставляет два хорошо известных типа подразделения поверхности — Catmull-Clark (часто называемый короче «Catmark») и Loop subdivision.Катмулл-Кларк более широко используется и подходит для четырехкомпонентных сеток, в то время как Loop предпочтительнее (и требует) чисто триангулированных сетки.

Множество примеров из предыдущих разделов проиллюстрировали более популярный метод Катмулла-Кларка. схема. Для примера Loop:

Правила интерполяции границ

Правила граничной интерполяции управляют поведением разбиения и предельной поверхности для граней. рядом с граничными ребрами и вершинами.

Следующие варианты доступны через перечисление Sdc :: Options :: VtxBoundaryInterpolation :

Режим	Поведение
VTX_BOUNDARY_NONE	По умолчанию интерполяция границ не применяется; граничные грани помечаются как отверстия, так что граница вершины продолжают поддерживать прилегающий интерьер грани, но нет поверхности, соответствующей границе лица сформированы; граничные грани можно выборочно интерполированный путем повышения резкости всех граничных кромок, попадающих в вершины грани
VTX_BOUNDARY_EDGE_ONLY	Последовательность граничных вершин определяет гладкую кривую до которой простирается предельная поверхность по граничным граням
VTX_BOUNDARY_EDGE_AND_CORNER	Подобно только кромке, но плавная кривая, приводящая к граница сделана для интерполяции угловых вершин (вершины ровно с одной инцидентной гранью)

На примере сетки:

На практике редко вообще используют интерполяцию границ — эта функция имеет его использование, позволяющее легко соединять отдельные сетки, реплицируя вершины вдоль границ, но это использование ограничено.Учитывая глобальный характер настройки, обычно предпочтительнее явно сделать отверстия на граничных поверхностях в местах стыковки поверхностей из отдельных сеток, а не заточка ребра для интерполяции желаемых границ везде.

Оставшиеся варианты выбора «только кромка» и «кромка и угол» затем различаются исключительно по тому, является ли поверхность в угловых вершинах гладкой или острой.

Правила интерполяции с изменяющимся лицом

Правила интерполяции с изменяющимся лицом управляют тем, как данные с изменяющимся лицом интерполируются как в внутри областей с изменяющимся лицом (гладких или линейных) и на границах, где прерывистый (ограниченный быть линейным или «закрепленным» рядом способов).Где топология непрерывна и интерполяция выбрана гладкой, поведение интерполяция с изменением граней будет соответствовать интерполяции вершин.

Варианты интерполяции с изменяющейся гранью обычно доступны в контексте UV. для координат текстуры, и ряд названий для таких вариантов эволюционировали в разных приложения на протяжении многих лет. Варианты, предлагаемые OpenSubdiv, охватывают широкий спектр популярных Приложения. Элемент получил название линейная интерполяция с изменяющейся гранью, а не граница обычно используется интерполяция — чтобы подчеркнуть, что ее можно применить ко всей поверхности (а не только к границам), и что эффекты должны сделать поверхность вести себя более линейно по-разному.

Для перечисления Sdc :: Options :: FVarLinearInterpolation доступны следующие варианты — порядок здесь с применением все более линейных ограничений:

Режим	Поведение
FVAR_LINEAR_NONE	везде гладкая сетка гладкая
FVAR_LINEAR_CORNERS_ONLY	только линейно интерполировать (заострить или закрепить) углы
FVAR_LINEAR_CORNERS_PLUS1	CORNERS_ONLY + заточка стыков 3 и более областей
FVAR_LINEAR_CORNERS_PLUS2	CORNERS_PLUS1 + заточка дротиков и вогнутых углов
FVAR_LINEAR_BOUNDARIES	линейная интерполяция по всем граничным кромкам и углам
FVAR_LINEAR_ALL	линейная интерполяция везде (границы и внутренняя часть)

Эти правила не могут сделать интерполяцию данных с изменяющимся лицом более плавной, чем то из вершин.Наличие резких особенностей сетки, созданной значения резкости, правила интерполяции границ или сама схема разделения (например, билинейный) имеют приоритет.

Все режимы интерполяции с изменяющимся лицом, проиллюстрированные в УФ-пространстве с использованием простого сетка четырехугольников, сегментированная на три УФ-области (предполагалось расположение контрольных точек интерполяцией в случае FVAR_LINEAR_ALL):

(Для тех, кто знаком, эта форма и назначенные ей наборы UV доступны для проверки. в фигуре «catmark_fvar_bound1» примера OpenSubdiv и фигурах регрессии.)

Полуострые складки

Так же, как некоторые типы параметрических поверхностей поддерживают дополнительные элементы управления влияют на складки по границам между элементами поверхности, OpenSubdiv предоставляет дополнительные значения резкости или «веса», связанные с ребрами и вершинами для добиться аналогичных результатов по произвольной топологии.

Установка максимального значения резкости (в данном случае 10 — число, выбранное для исторические причины) эффективно изменяет правила подразделения, так что границы между кусочно-гладкими поверхностями бывают бесконечно резкими или прерывистыми.

Но поскольку у реальных поверхностей никогда не бывает бесконечно острых краев, особенно при достаточно близком рассмотрении часто предпочтительнее установить резкость ниже этого значения, что делает складку «полуострой». Постоянное значение веса присваивается последовательности ребер, соединенных ребер, поэтому позволяет создавать функции, подобные скруглениям и переходам, без добавления дополнительных рядов вершин (хотя эта техника все еще имеет свои достоинства):

Диапазон значений резкости от 0 до 10, при этом значение 0 (или меньше) не влияет на качество изображения. поверхность и значение 10 (или больше), делающее объект полностью резким.

Следует отметить, что бесконечно острые складки действительно касаются друг друга. разрывов на поверхности, подразумевая, что геометрические нормали также прерывистый там. Следовательно, смещение по нормали, скорее всего, приведет к разрыву раздвиньте поверхность по складке. Если вы действительно хотите сместить поверхность на складку, может быть, лучше сделать складку полуострой.

Другие опции

В то время как предыдущие параметры представляют функции, доступные в большом количестве инструментов и форматы моделирования, существует несколько других, признание и принятие которых более ограничено.В некоторых случаях они предлагают улучшения нежелательного поведения подразделения. алгоритмы, но их эффекты далеки от идеала.

Учитывая как их ограниченную эффективность, так и отсутствие признания, эти варианты должны быть использовать с осторожностью.

Правило Чайкина

«Правило Чайкина» — это разновидность метода полуострого биговки, который пытается улучшить вид складок вдоль последовательности соединенных краев, когда резкость значения различаются. Этот выбор изменяет подразделение значений резкости с помощью Чайкина. алгоритм подразделения кривой для учета всех значений резкости краев вокруг общего вершина при определении резкости дочерних ребер.

Метод складывания может быть установлен с использованием значений, определенных в перечислении. Sdc :: Параметры :: CreasingMethod :

Режим	Поведение
CREASE_UNIFORM	Применяйте обычные полуострые правила складки
CREASE_CHAIKIN	Применить полуострую складку «Чайкина»

Пример интерполяции смежных полуострых складок:

Правило «деления треугольника»

Правило деления треугольников — это правило, добавленное к схеме Катмалла-Кларка, которое изменяет поведение на треугольных гранях, чтобы улучшить нежелательную поверхность артефакты, которые часто возникают на таких участках.

Режим	Поведение
TRI_SUB_CATMARK	Вес схемы Catmark по умолчанию
TRI_SUB_SMOOTH	Гири «Гладкий треугольник»

Пример цилиндра:

Это правило было установлено эмпирическим путем, чтобы треугольники делились более плавно. Однако это правило нарушает то прекрасное свойство, что две отдельные сетки могут быть соединяются плавно, перекрывая их границы; я.е. когда есть треугольники на любой границе невозможно соединить сетки плавно

Введение

OpenSubdiv — это набор библиотек с открытым исходным кодом, обеспечивающих высокую производительность. оценка поверхности подразделения (subdiv) на массивно-параллельных CPU и GPU архитектуры. Этот путь кода оптимизирован для рисования деформируемых поверхностей с помощью статическая топология при интерактивной частоте кадров.

OpenSubdiv — это API, готовый к интеграции в сторонние цифровые инструменты для создания контента.Это , а не приложение и не инструмент, который можно используется непосредственно для создания цифровых активов.

Почему Fast Subdivision?

Поверхности Subdivision обычно используются для окончательной визуализации форм персонажей. для гладких и контролируемых предельных поверхностей. Однако поверхности подразделения в интерактивные приложения обычно рисуются как их многоугольные управляющие оболочки из-за представление. Полигональная контрольная оболочка — это приближение, смещенное от истинная предельная поверхность.Глядя на приближение в интерактивном приложении, трудно увидеть точный контакт, например, пальцы касаются бутылки с зельем или рук касаясь щеки. Это также затрудняет просмотр пробелов при моделировании ткани. если кожа и ткань являются приблизительными. Эта проблема особенно остра, когда один символ намного крупнее другого, и неравные размеры лица вызывают ошибки приближения должны быть увеличены.

Запатентованная система анимации Presto

Maya и Pixar может занять 100 мс для разделения персонаж из 30 000 полигонов до второго уровня подразделения (500 000 полигонов).Возможность выполнить ту же операцию менее чем за 3 мс позволяет пользователю взаимодействовать с гладкой, точной поверхностью предела в любое время.

Исследования

Новая технология GPU, лежащая в основе OpenSubdiv, является результатом совместных исследований. между Pixar и Microsoft.

Feature Adaptive GPU Rendering of Catmull-Clark Subdivision Surfaces
Матиас Нисснер, Чарльз Луп, Марк Мейер и Тони ДеРоуз
Транзакции ACM по графике, Vol.31 № 1 Статья 6 января 2012 г.
Эффективная оценка полугладких складок на разделенных поверхностях Катмулла-Кларка
Матиас Нисснер, Чарльз Луп и Гюнтер Грайнер.
Eurographics Proceedings, Кальяри, 2012
Аналитическое картирование смещения с использованием аппаратной тесселяции
Маттиас Нисснер, Чарльз Луп
Транзакции ACM по графике, Vol. 32 № 3 Статья 26.06.2013

Наследие

Это библиотека подразделов пятого поколения, используемая собственной анимацией Pixar. система в линии, которая началась с кода, написанного Тони ДеРоуз и Тьен Чыонг для игры Джери в 1996 году.Каждое поколение было переписано с нуля, основывается на нашем опыте использования поверхностей подразделения для создания анимационных фильмов. Этот код активен, поэтому изменения Pixar в OpenSubdiv для текущих и будущих фильмов будут выпущены с открытым исходным кодом одновременно с их развертыванием в Pixar. анимационная продукция.

Подразделение моделирования и анимации
Денис Зорин, Петер Шредер
Примечания к курсу SIGGRAPH 1999
Подразделение поверхностей в анимации персонажей
Тони ДеРоуз, Майкл Касс, Тьен Чыонг
Труды SIGGRAPH 1998
Рекурсивно генерируемые B-сплайновые поверхности на произвольных топологических сетках
Катмелл, Э.; Кларк, Дж. Компьютерный дизайн 10 (6) (1978)

Лицензирование

OpenSubdiv подпадает под лицензию Apache и может использоваться бесплатно в коммерческих или некоммерческое использование. Это тот же код, который Pixar использует внутри для анимированных производство фильмов. Наше намерение состоит в том, чтобы поощрять геометрический стандарт для подразделения поверхности, обеспечивая согласованные (т.е. дающие одну и ту же предельную поверхность), высокие реализации производительности на различных платформах.

Почему Apache? Мы искали коммерческую лицензию, которая бы передавала наши патенты конечным пользователям.Это быстро сузило круг ведения до Microsoft Public. Лицензия или Apache. Изначально мы выбрали MSPL, потому что он лучше работает с товарными знаками. Но по просьбе нескольких компаний мы еще раз взглянули на Apache и решили пойти с Apache с очень небольшой модификацией, которая просто говорит, что вы не можете использовать любые товарные знаки участников. Другими словами, вы можете использовать OpenSubdiv для создания продукта, но вы не можете использовать Лампу Luxo (или другого персонажа и т. д.) при маркетинге ваш продукт.

Заголовок лицензии

Содействие

Подробнее о том, как внести свой вклад в OpenSubdiv, см. На странице Вклад

% PDF-1.6 % 924 0 объект > эндобдж xref 924 81 0000000016 00000 н. 0000004231 00000 п. 0000004469 00000 н. 0000004505 00000 н. 0000004833 00000 н. 0000004870 00000 н. 0000005181 00000 п. 0000005698 00000 п. 0000008392 00000 п. 0000077213 00000 п. 0000078829 00000 п. 0000079139 00000 п. 0000079492 00000 п. 0000079613 00000 п. 0000079691 00000 п. 0000079748 00000 н. 0000079833 00000 п. 0000079912 00000 н. 0000080059 00000 п. 0000080170 00000 п. 0000080316 00000 п. 0000080426 00000 п. 0000080525 00000 п. 0000080670 00000 п. 0000080784 00000 п. 0000080928 00000 п. 0000081035 00000 п. 0000081135 00000 п. 0000081284 00000 п. 0000081385 00000 п. 0000081525 00000 п. 0000081675 00000 п. 0000081813 00000 п. 0000081932 00000 п. 0000082080 00000 п. 0000082180 00000 п. 0000082287 00000 п. 0000082408 00000 п. 0000082533 00000 п. 0000082678 00000 п. 0000082825 00000 п. 0000082949 00000 п. 0000083070 00000 п. 0000083220 00000 н. 0000083365 00000 п. 0000083477 00000 п. 0000083603 00000 п. 0000083740 00000 п. 0000083877 00000 п.

Субд примеры программ: Системы управления базами данных — Базы данных

Системы управления базами данных — Базы данных

По модели данных

Иерархические

Сетевые

Реляционные

Объектно-ориентированные

Объектно-реляционные

По способу доступа к БД

Файл-серверные

Клиент-серверные

Встраиваемые

Обзор систем управления базами данных (СУБД) для систем контроля и управления доступом (СКУД)

Терминология

Требования к СУБД, применяемым в СКУД

Виды СУБД

Способы доступа к БД

Схема лицензирования

Сравнение свободных и коммерческих СУБД

Свободные СУБД

+

−

Коммерческие СУБД

+

−

СУБД в СКУД

Рекомендации

Классификация СУБД — База данных

Популярные статьи

ВИДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ АЛГОРИТМОВ

ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ОФИСА

КОМПЛЕКСНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

КОМПОНЕНТЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗАЦИИ ОФИСА

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО СПЕЦИАЛИСТА

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ

ПОНЯТИЕ МУНИЦИПАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

РЕЖИМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

ФУНКЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

ПРАВИЛА ЗАЩИТЫ ОТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ВИРУСОВ

ДОКУМЕНТАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

ПРОТОКОЛЫ ТЕСТИРОВАНИЯ

ДЕСТРУКТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВИРУСОВ

КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ, ЛОГИЧЕСКАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ

ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ

ДИАЛОГОВЫЙ РЕЖИМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Определение СУБД. Что такое система управления базами данных?

Дадим определение системы управления базами данных.

Современная СУБД состоит из:

Основными функциями СУБД являются

Классификации СУБД

СУБД по модели данных бывают:

СУБД по степени распределённости

По способу доступа к БД

Список литературы по теме:

Что такое «Системы управления базами данных» Плеяды

База данных (БД) — Что это такое? Определение базы данных — Wiki HOSTiQ.ua

Система управления базами данных

Читайте также:

СУБД — это… Что такое СУБД?

Основные функции СУБД

Классификация СУБД

По модели данных

По архитектуре организации хранения данных

По способу доступа к БД

Ссылки

Русскоязычные сайты

Зарубежные сайты

Литература

См. также

Введение в SubD (Subdivision Surface Modeling) в Rhino3d v7

В этом видео Фил Кук из Simply Rhino рассматривает SubD, или Subdivision Surface Modeling, который разрабатывается для Rhino v7.

Однако объекты

Посмотрите видео «Введение в инструменты SubD в Rhino v7»:

Введение в инструменты SubD в стенограмме видео Rhino v7.

Что такое SubD?