Современная терминология 3D графики

Введение

В этой статье я попытаюсь осветить
проблему интегрирования пост-эффектов в приложения использующие трехмерную
графику, а также создать несколько популярных пост-эффектов на основе предлагаемого
решения – фреймворка для реализации пост-эффектов. В первой части статьи будет рассмотрена
архитектура такого фреймворка и способ описания пост-эффектов на основе
специальных конфигурационных файлов. Также будут рассмотрены некоторые аспекты
реализации постобработки средствами C++ и OpenGL. Во второй части статьи речь
пойдет о реализации некоторых пост-эффектов на основе разработанного фреймворка.
Как можно будет заметить, последний существенно упрощает создание и внедрение пост-эффекта
в приложение. Жесткая фиксация пост-эффекта в коде графического движка по
сравнению с описанием пост-эффекта в текстовом файле, или в специальном
редакторе, создает дополнительные трудности, не обладает достаточной гибкостью
и сильно зависит от программиста. Использование специальных файлов для конфигурации
пост-эффектов позволяет забыть обо всех тонкостях работы с 3D API и
сосредоточиться непосредственно на создании пост-эффекта, в результате чего
создание нового эффекта с нуля занимает всего несколько минут.

Статья будет интересна как начинающим, так и людям, профессионально
занимающимся 3D программированием. От читателя требуется знание принципов ООП и языка C++,
а также знание хотя бы одного 3D API. Если вы еще не знакомы с
OpenGL или Direct3D, то прежде чем читать эту статью, вам лучше
обратиться к соответствующей литературе по этим 3D API, например или .
Если вы уже знакомы с библиотекой OpenGL 1.2, но не знакомы с расширениями OpenGL,
то вам следует ознакомиться с использованием расширений, например по книге .
Также необходимо знание одного из высокоуровневых языков программирования шейдеров,
желательно GLSL. Начинать знакомство с GLSL лучше с чтения «Оранжевой книги» ,
а HLSL с чтения . По языку Cg тоже имеется информация, например на сайте nVidia
или в книге .

Эффект — обработка

Для предотвращения стабилизации аустенита, снижающей эффект обработки, охлаждение следует проводить непосредственно после закалки.
 

У цветных металлов и высоколегированных сталей эффект обработки давлением особенно сильно сказывается на ослаблении звука. Перед обработкой давлением часто даже при небольших толщинах эти материалы являются непроницаемыми для звука, а уже после первого прохода при прокатке они становятся хорошо проницаемыми. Поэтому сильные помехи в таких веществах создают те участки готового изделия, где литая структура, ввиду недостаточной степени деформации, еще не полностью разрушена

Особое состояние кристаллизации, например аустенитная структура, само по себе значения не имеет; важно только то, является ли эта структура литой или деформированной.
 

Как видно из рис. 4, эффект обработки зависит от скорости обрабатываемой жидкости в аппарате; сначала при повышении скорости он возрастает, достигает максимума, а затем резко уменьшается. Повышение напряженности магнитного поля приводит к усилению воздействия. Однако зависимость в ряде случаев имеет сложный характер.
 

Для предотвращения стабилизации аустенита, снижающей эффект обработки, охлаждение следует проводить непосредственно после закалки.
 

Изучение имеющихся данных показывает, что эффект термоультразвуковой и термо-химико-ультразвуковой обработки зависит от частоты, интенсивности, мощности ультразвука, способа введения ультразвука в испытуемые образцы, материала образцов, передающей ультразвук среды, ее объема и других факторов, влияние которых нуждается в дальнейшем изучении.
 

В обычных условиях для приближенной оценки эффекта обработки достаточно определить снижение содержания свободной углекислоты ( принимать меры предосторожности против потери СОа при; отборе и анализе проб) и прирост щелочности и жесткости, пропорциональные этому снижению.
 

В разделе третьем приводят данные об эффекте обработки, включающие: дату пуска в эксплуатацию, время реагирования раствора, анализ отреагировавшего раствора, дебиты нефти и газа после обработки, характеристику подземного эксплуатационного оборудования, увеличение суточного дебита и коэффициент продуктивности после обработки.
 

Далее доказательство согласованности изменения выбранных факторов и эффекта обработки гипаном обосновывалось наличием корреляционной зависимости с помощью ранговой корреляции Спирмена, приведенной во временном методическом руководстве по анализу и диагностированию взаимодействия скважин.
 

При содержании глины свыше ( 22 %) эффект обработки снижается.
 

Установлено, что с увеличением напряженности магнитного поля эффект обработки воды возрастает до известного предела, выше которого состояние стабилизируется.
 

При пропитке 5 — 8 % — ными растворами эффект обработки очень незначителен.
 

Реакция идет достаточна быстро и является основной, определяющей эффект обработки.
 

Способ основан на использовании геолого-статистических моделей, выражающих величину эффекта обработки в функции промыс-лово-геофизических факторов, влияющих на эффект.
 

Установление оптимальных параметров ультразвуковых колебаний по технологическому и физическому эффектам обработки при выполнении заданного комплекса работ по гидродинамическим преобразователям и электроакустическим системам многопакетного исполнения, с плоским или объемно-симметричным характером фронта волны и со сложным фронтом волны, состоящим поэлементно или совокупно из узлов, изготовленных на базе пьезоэлектрических, магнитострикционных или ферритовых преобразователей.
 

Подготовка к использованию в качестве модели

Изготавливаемые методами аддитивного производства детали могут использоваться как модели в процессах литья. Во многих случаях применение модели АП в процессах литья оказывается наименее дорогостоящим способом применения АП для изготовления металлических деталей. Точность и степень шероховатости поверхности модели АП непосредственно влияют на окончательную точность детали и качество поверхности.

Современные способы постобработки моделей позволяют придать готовым изделиям, изготовленным на 3D-принтере, нужные качества. По окончании процесса модель остывает, очищается от лишнего порошка и передается на постобработку, основной задачей которой является удаление структур поддержки и «лишнего» порошка из внутренних полостей. В ряде случаев требуется шлифование или дополнительная термообработка для снятия напряжений в детали .

Процесс шлифования поверхности – один из самых доступных и распространенных вариантов постобработки. Различные методы шлифования используются для подготовки прототипов к презентации, проверки собираемости конструкций, обработки готовых изделий. Шлифование может производиться как вручную, так и с применением ленточных шлифовальных машин (аналогично, например, деревянным деталям). Это простой, дешевый и эффективный способ придать моделям и пластиковым деталям нужные свойства по качеству поверхностей.

Эффект — обработка

Эффект обработки холодом определяется количеством превращенного при отрицательных температурах аустенита. Чем ниже лежит точка Мк, тем больше аустенита превращается в мартенсит, тем больший эффект от обработки.
 

Эффект обработки возможен только при выдерживании оптимальных скорости потока v ( точность не менее 5 — 7 %) и напряженности поля Я; произведение vH остается почти постоянным. С увеличением времени пребывания раствора в поле оптимальная его напряженность несколько снижается.
 

Эффект обработки электролитами определяется концентрацией добавляемых в раствор ионов и их свойствами — в первую очередь, валентностью. Наибольшее значение имеют катионы, хотя свойства анионов также сказываются на показателях буровых растворов.
 

Эффект обработки значительно возрастает при повышении напряженности магнитного поля и особенно усиливается для суспензий неферромагнитных частиц при введении небольших количеств коагулянтов.
 

Поэтому эффект обработки в системах с частичным разбавлением вновь поступающей жидкости, ранее обработанной, а тем более в циркуляционных системах оценивают на основании контроля проб вновь поступающей в систему жидкости и жидкостей, отобранных до и после электромагнитного аппарата.
 

Изучение эффекта обработки катализаторов водородсодержащим газом в промышленных условиях показало, что такая обработка не приводит к повышению активности катализатора ввиду наличия остатков сырья в циркуляционной системе и поэтому экономически не целесообразна. В табл. 14 приведены данные по изменению состава циркулирующего газа во время водородной обработки, коксосодержанию и каталитической активности проб катализатора KP-I04, отобранных в процессе обработки с помощью пробоотборника из середины катализа-торного слоя реактора пергой ступени риформирования.
 

Для усиления эффекта обработки каждая пара электродов с обеих сторон ограждена металлическими сетками, это позволяет полнее использовать кинетическую энергию струй в обрабатываемом растворе для диспергирования его твердой фазы.
 

Для усиления эффекта обработки потоков целесообразно, где это возможно, принудительно увеличивать начальное содержание загрязняющего компонента.
 

Оптимальные концентрации ингибиторов и эффект обработки уста-авливают путем длительного наблюдения за состоянием поверхности хлаждаемых аппаратов и труб или помещаемых в них индикаторов. Каждый цикл продолжается не менее 1 мес. Необходимо проверить не: енее пяти-шести циклов, чтобы выявить оптимальные концентрации нгибиторов, в первую очередь Сг, 5Юз2 -, NaOH, а также наличие или тсутствие накипеобразования и коррозионных процессов в трубах и ппаратах по всему водяному тракту.
 

Оптимальные концентрации ингибиторов и эффект обработки устанавливают путем длительного наблюдения за состоянием поверхности охлаждаемых аппаратов и труб или помещаемых в них индикаторов; каждый цикл — не менее одного месяца. Необходимо проверить 5 — 6 циклов, чтобы выявить оптимальные концентрации ингибиторов, в первую очередь КгС СЬ.
 

Это показывает, что эффект обработки в СО исчезает после длительного окисления в кислороде.
 

Необходимо учитывать, что эффект обработки снижается при последующей аэрации и особенно интенсивном перемешивании, так как при этом образовавшиеся центры кристаллизации быстро растворяются. Промежуток времени от обработки воды до ее применения должен быть по возможности коротким.
 

Показано , что эффект обработки воды смешанным коагулянтом при температуре 20 С примерно равен эффекту коагуляции сернокислым железом при 50 С и сернокислым алюминием при 80 С.
 

Естественно, что при этом эффект обработки холодом понижается. Поэтому рекомендуется обработку холодом проводить немедленно после закалки.
 

Постобработка в плёночную эпоху

Полезно помнить, что мастера аналоговой фотографии не чурались постобработки.

Самый распространённый вариант обработки прошлого – «пропечатывание» тёмных участков негатива. Часто такому «пропечатыванию» подвергалось небо, снятое без светофильтров или белая рубашка жениха.

Другой приём «запечатывание»

Нередко «запечатыванию» подвергались неуместные светлые детали, особенно те, которые отвлекали внимание от сюжетно важной части кадра

Ну, а после печати на фотобумаге, фотоснимки подвергались так называемой технической ретуши. В процессе технической ретуши убирались нежелательные чёрные и белые точки, следы царапин фотоплёнки, следы пыли покровных стёкол фотоувеличителя, следы пинцета (или пальцев) и прочие дефекты.

Фотографы прошлого не чурались коллажей, склеивали панорамы, впечатывали красивые облака в «пустое небо», добавляли грубое зерно и т.п.

Интересно, что при съёмке широко использовались светофильтры, которые, искажая цветопередачу, помогали высветлить или затемнить нежелательные цвета и оттенки.

К постобработке в плёночную эпоху можно также отнести изогелию, соляризацию и псевдосоляризацию, изополихромию, кросс-процессы и фильтрацию деталей проявлением (ФДП).

Некоторые фотоувеличители высокого класса позволяли исправлять (или, при необходимости, усиливать) перспективные искажения, выпрямлять падающие дома.

Улучшение эстетического восприятия

Для деталей, предназначенных для эстетических или художественных целей и полученных в процессе аддитивного производства, эстетика детали имеет большое значение. Часто необходимое улучшение эстетического восприятия целиком связано с качеством обработки поверхности, в этом случае применяют процессы шлифования, полирования, дробеструйную обработку и т.п. В некоторых случаях требуются разные текстуры поверхности в разных частях детали (это часто случается в ювелирных изделиях), в этом случае применяют окончательную обработку только выбранных поверхностей. В качестве методов для улучшения эстетического восприятия детали используют простое погружение детали в краситель соответствующего цвета, хромирование, никелирование, меднение и др.

При производстве потребительских товаров, медицинских инструментов, различных прототипов широко применяют обработку парами ацетона. В процессе обработки парами ацетона изделие опускается в закрытый резервуар, на дне которого находится небольшое количество жидкого ацетона. При нагреве резервуара, пары жидкого ацетона взаимодействуют с поверхностью объекта, растворяя около 2 мкм. Это позволяет сделать поверхность пластиковой детали гладкой и блестящей всего за несколько секунд (рис. 146). Этот способ постобработки обеспечивает быстрое и равномерное сглаживание поверхности, не нарушая геометрии изделия, недостаток данного способа – ограничение по размеру изделия.

Рис. 146. Детали до и после обработки парами ацетона

Фотосъёмка в цифровую эпоху

Грамотно произведённая фотосъёмка в цифровую эпоху по-прежнему важна. Правильный свет, отточенная композиция, «брильянтность» и другие характеристики отличной фотографии востребованы и в цифровую эпоху.

Если во время съёмки вся работа была выполнена правильно, то фотографический снимок обязательно получится технически грамотным. А с технически правильным снимком можно совершать самую сложную обработку, если этого требует сюжет, техническое задание, клиент или заказчик.

Важно отметить, что правильно выполненный снимок выглядит правильно (и практически одинаково) во всех основных и популярных графических редакторах. К таким редакторам относятся фирменные графические редакторы производителей фотокамер, Lightroom, Photoshop, RPP и Capture One

Если в каком-либо графическом редакторе снимок выглядит недо- или переэкспонированным, или на снимке видны цветовые искажения, то это какая-то ошибка (например, загружен профиль не той камеры) и эту ошибку надо найти и исправить.

На Рис.1. показан красный мак. Экспозиция и баланс белого не корректировались. Для того чтобы размыть фон была выполнена съёмка с открытой диафрагмой. Для увеличения глубины резкости фотограф воспользовался стекингом. На снимке Рис.1. стекинг собран из 2 кадров.

Фотосъёмка в цифровую эпоху – выводы

• Фотосъёмка должна производиться правильно. Резкое должно быть резким, экспозиция должна быть правильной, композиция совершенной, баланс белого соответствовать натуре или замыслу фотографа, а площадь кадра использоваться полностью;

• Правильно выполненная фотография практически не зависит от формата её сохранения. Снимок, сохранённый в JPEG, TIFF или RAW, должен выглядеть одинаково качественно;

• Снимок в формате RAW должен выглядеть качественно во всех основных и популярных графических редакторах, таким как фирменные графические редакторы производителей фотокамер, Lightroom, Photoshop, RPP и Capture One;

• Качественная фотография не содержит грубых просчётов и не требует радикальной корректировки в редакторе. Грубые просчёты надо исправлять на съёмке, сразу.

Постобработка

Деталям, изготовленным методами аддитивного производства, требуется с учетом назначения следующая за изготовлением постобработка. К основным процессам постобработки, используемым для повышения качества и преодоления ограничений аддитивного производства, относят :

• удаление поддерживающего материала;
• улучшение текстуры материала;
• повышение точности;
• улучшение эстетического восприятия;
• подготовка к использованию в качестве модели;
• улучшение свойств с помощью нетепловых методов;
• улучшение свойств с помощью тепловых методов.

Удаление поддерживающего материала (естественного и искусственного) является наиболее распространенным типом постобработки.

Материал поддержки (support material) – вспомогательный материал используется в аддитивном производстве для построения сложных объектов и увеличения качества и стабильности построения. Без использования поддержки невозможна трехмерная печать моделей с полостями, нависающими конструкциями, сложной детализацией, тонкими стенками или перекрытиями и другими сложными элементами (рис. 144). Естественный поддерживающий материал окружает деталь в процессе изготовления (естественная поддержка), искусственный материал применяется в тех процессах, которые не обеспечивают естественной поддержки нависающих элементов деталей (искусственная поддержка).

Рис. 144. Использование поддержек для построения сложных объектов

Постобработка естественной поддержки. Процессы, представляющие естественную поддержку, основаны на применении порошкового и листового материала. После извлечения детали из окружающего порошкообразного материала прилипший порошок удаляют щетками, сжатым воздухом или используют легкую дробеструйную обработку. Для очищения внутренних полостей и пустот требуется более длительная последующая обработка. Для удаления сыпучих порошков разработан автоматизированный процесс – автоматизированное удаление порошка вибратором и вакуумом. При удалении поддержек из листового материала применяют ручной инструмент.

Постобработка искусственной поддержки. Искусственная поддержка выполняется из строительного или вторичного материала, чаще всего эти материалы либо непрочные и растворяются в жидком растворе, либо плавятся при температуре более низкой, чем строительный материал. При удалении поддержек из строительного материала могут остаться отпечатки в местах их крепления, для удаления отпечатков применяют пескоструйную обработку или полирование. В случае использования металлических поддержек их удаляют фрезерованием, ленточными пилами, подрезными ножами и др. методами резки. В качестве вторичного материала для изготовления искусственных поддержек используют воск, полимерные материалы, плавящиеся или растворяющиеся в водных растворителях, а также металлы и сплавы с низкой температурой плавления.

Эффект — магнитная обработка — вода

Эффект магнитной обработки воды зависит также от ее температуры, наличия в ней ферромагнитных оксидов железа, условий нахождения воды после обработки, интервала с момента обработки до ее использования.
 

Эффект магнитной обработки воды во многом зависит от качества исходной воды и параметров аппаратуры. На образование зародышей кристаллов оказывают положительное влияние механические колебания, интенсивное перемешивание, воздействие лучей радия , ультразвук , электрическое поле и другие факторы.
 

Для контроля эффекта магнитной обработки воды разработано несколько методов.
 

Большинство теорий объясняют эффект магнитной обработки воды действием магнитного поля на присутствующие в воде ионы солей, которые подвергаются поляризации и деформации. Сольватация ионов при этом уменьшается, происходит их сближение и кристаллизация. Согласно ряду гипотез, магнитное поле действует на примеси воды, находящиеся в коллоидном состоянии. Некоторые исследователи эффект влияния магнитного поля объясняют изменением структуры воды.
 

Мнение же о том, что обнаружить эффект магнитной обработки воды представляется весьма маловероятным, оказалось несостоятельным для случая высокой точности измерений. Возможно, что отмеченные изменения обусловлены в основном примесями.
 

Сравнение вытекающих из модели требований с условиями наблюдения эффектов магнитной обработки воды показывает полное совпадение теоретически предсказываемых условий эффективной обработки водных растворов с теми условиями, которые были обнаружены экспериментальным путем, вплоть до условий изменения направления вектора магнитного поля относительно вектора скорости движения водного раствора , реализуемого в промышленных агрегатах.
 

Мнение же о том, что представляется весьма маловероятным обнаружить эффект магнитной обработки воды, оказалось несостоятельным при высокой точности измерений. В большинстве случаев отмеченные изменения обусловлены примесями, но в ряде случаев возможно и изменением структуры воды под влиянием примесей.
 

Хайдаров показал, что в зависимости от величины магнитного поля эффект магнитной обработки воды может быть как положительным, так и отрицательным.
 

Выделение твердой фазы в массе воды в виде шлама не обеспечивает само по себе полноту эффекта магнитной обработки воды. При несвоевременном или недостаточном удалении образовавшегося шлама может образоваться вторичная малотеплопроводная накипь. Поэтому рациональное удаление шлама является столь же значимым, как и сам процесс магнитной обработки воды. Меньше осложнений возникает в тех агрегатах, где шлам уносится водой, например в системах проточного охлаждения. В установках такого типа эффект в основном определяется воздействием магнитного поля. Такие системы в шламоотдслителях не всегда нуждаются.
 

Выделение твердой фазы в массе воды в виде шлама не обеспечивает само по себе полноту эффекта магнитной обработки воды. При несвоевременном или недостаточном удалении образовавшегося шлама может образоваться вторичная малотеплопроводная накипь. Поэтому рациональное удаление шлама является столь же значимым, как и сам процесс магнитной обработки воды. Меньше осложнений возникает в тех агрегатах, где шлам уносится водой, например в системах проточного охлаждения. В установках такого типа эффект в основном определяется воздействием магнитного поля. Такие системы в шламоотделителях не всегда нуждаются.
 

В пробах воды до обработки магнитным полем и после нее определяют концентрацию свободной двуокиси углерода. В зависимости от напряженности магнитного поля концентрация двуокиси углерода может снизиться на 20 — 30 %, а в некоторых случаях и больше, что и будет качественно характеризовать эффект магнитной обработки воды.
 

Эффект — магнитная обработка

Эффект магнитной обработки зависит от многих факторов, которые не всегда можно учесть. Процессы обработки более сложны, чем это представляется при первом знакомстве с ними. Промышленной практикой освоены лишь отдельные стороны и возможности процессов. Можно не сомневаться, что в будущем возникнут новые пути и области применения магнитной обработки.
 

Эффект магнитной обработки во многом зависит от качества исходной воды. Пренебрежение этим важнейшим условием приводит нередко к отрицательным результатам.
 

Эффект магнитной обработки тесно связан с присутствием в обрабатываемой воде ферромагнитных окислов железа. Технически это может быть осуществлено, например, байпаси-рованием соответствующего количества котловой воды при продувке.
 

Эффект магнитной обработки имеет сложную зависимость от различных факторов, таких как время обработки, время после обработки, режим течения в межполюсном пространстве, характеристики магнитного поля и др. Для проведения исследований изготовлен стенд ( рис. 3.2 — 3.4), который позволяет замерять скорость коррозии до и после магнитного воздействия.
 

Эффект магнитной обработки растворов зависит от условий обработки, а наилучшие результаты получают при определенных оптимальных режимах. В табл. 11 показано влияние напряженности магнитного поля на прочность образцов гипса 7 X 7 X 7 см через 1 5 ч и 7 сут.
 

Одним из условий реализации эффектов магнитной обработки является обязательное протекание обрабатываемой среды через одно или несколько магнитных полей. Оптимальная скорость протекания среды через магнитные поля — зависит от характера обрабатываемой жидкости, характеристик магнитного поля и других факторов.
 

Влияние напряженности магнитного поля на эффект магнитной обработки по уменьшению наводороживания стали имеет полиэкстремальную зависимость.
 

Влияние скорости потока на сдвиг потенциала ( эффект магнитной обработки) имеет экстремальный характер ( рис. 46), что совпадает с результатами исследований других авторов. Максимальный эффект магнитной обработки был отмечен при скорости потока, равной 2 5 м / с, и, циркулируя с этой скоростью, он за 30 мин пересекал магнитное поле 12 раз.
 

Смирнов и Йовчев считают, что эффект магнитной обработки зависит от магнитных свойств растворов Природные воды следует рассматривать как разбавленньн водные растворы солей, магнитная восприимчивость ко торых представляет сумму парциальных магнитных вое приимчивостей ионов растворенных солей и газов. Повы шение содержания в воде парамагнитных ионов ( Fe2, Fe3 Мп и др.) улучшает процесс магнитной обработки, i при последующем упаривании твердая фаза выделяете) гораздо раньше.
 

Очевидно, содержание в воде веществ, отрицательно влияющих на эффект магнитной обработки и его сохранение, будет также отрицательно влиять и на результаты кратковременных воздействий магнитных полей на воду затворения.
 

Скорость потока воды в рабочем зазоре аппарата большого влияния на эффект магнитной обработки не оказывает. Эффект несколько возрастает с увеличением скорости потока воды, а при большей скорости снижается. Практически наиболее подходящая скорость находится в пределах от 1 до 2 м / с. Для вод сильно минерализованных она может. Увеличение числа пересечений ( полюсов) не приводит к заметному улучшению обработки воды, однако с этим согласиться нельзя, так как при этом возрастает время контакта воды с магнитным полем. По данным фирмы CEPI рекомендуется лишь 2: кратное пересечение.
 

Количество взвешенных частиц в питательной воде при этом может оказаться недостаточным и антинакипный эффект магнитной обработки будет понижаться. Уменьшение эффекта магнитной обработки наблюдается также при разбавлении воды конденсатом.
 

Экспериментально установлено, что при добавлении соды ( 2 — 4 г / л) эффект магнитной обработки стабилизируется и усиливается.
 

Экспериментально установлено, что при добавлении соды ( 2 — 4 г / л) эффект магнитной обработки стабилизируется и усиливается. Существует предположение, что при изменении рН раствора изменяется степень диссоциации ксантоге-новой кислоты, образующейся в результате гидролиза ксантогенат-ных ионов.