Αλγόριθμοι σχεδιοκίνησης 3Δ μοντέλων με σκελετό, στη GPU, με το εκπαιδευτικό Framework Elements

Abstract

Η παρούσα μελέτη εισάγει μια πρωτοποριακή μέθοδο για την υλοποίηση τρισδιάστατης κίνησης σε μια σκηνή μέσω της ενσωμάτωσης φωτισμού και υφών. Η καινοτόμος προσέγγιση βασίζεται στο προηγμένο αρχιτεκτονικό πλαίσιο Entity-Component-System (ECS) και στον σχεδιασμό γράφου σκηνής. Αυτές οι τεχνικές αιχμής υλοποιούνται με τη βοήθεια του επαναστατικού εκπαιδευτικού εργαλείου Elements, το οποίο συμπληρώνεται από τις βιβλιοθήκες pyECSS και pyGLV, που επίσης παρέχονται από το Elements. Η μελέτη αναλύει με ακρίβεια κάθε προγραμματιστική και μαθηματική πτυχή της διαδικασίας υλοποίησης. Περιλαμβάνεται επεξήγηση για το πώς να ενσωματωθούν ομαλά τα μοντέλα astroboy και ρομποτικού βραχίονα, να διαχειριστούν αποτελεσματικά οι παράμετροι φωτισμού, να οργανωθούν οι ακολουθίες κίνησης και, τέλος, να εναρμονιστούν αυτά τα πολυδιάστατα στοιχεία ώστε να παραχθεί το επιθυμητό οπτικό αποτέλεσμα. Ο κώδικας, γραμμένος σε Python και GLSL, αξιοποιεί τις δυνατότητες των βιβλιοθηκών Elements, καθώς και της βιβλιοθήκης pyassimp για αποδοτική εισαγωγή μοντέλων. Η συνέργεια αυτών των στοιχείων όχι μόνο αποδεικνύει την ευελιξία της προτεινόμενης μεθοδολογίας, αλλά και υπογραμμίζει τις δυνατότητές της για την προώθηση του τομέα των τρισδιάστατων γραφικών και κινούμενων σχεδίων.