Главная страница
Навигация по странице:

  • «Компьютерная визуализация. 3 D моделирование»

  • Трехмерная графика

  • Области применения 3D-моделирования

  • Моделирование или создание геометрии модели

  • Выставление света и точки наблюдения

  • 3D-визуализация или рендеринг

  • Методы 3D-визуализации (рендеринг): Растеризация.

  • Что такое план 3-д моделирования.

  • Ао нефтемаш сапкон


    Скачать 29.68 Kb.
    НазваниеАо нефтемаш сапкон
    Дата17.07.2019
    Размер29.68 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла3d.docx
    ТипДокументы
    #84213

    Министерство образования и науки Российской Федерации

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
    ИМЕНИ Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО»

    Кафедра инноватики на базе

    АО «НЕФТЕМАШ» - САПКОН


    «Компьютерная визуализация. 3D моделирование»

    Студентки 3 курс 341 группы

    Направления Инноватика

    факультета нано - и биомедицинских технологий

    Киселевой Анастасии Дмитриевны


    Саратов 2019г.

    Визуализация в широком смысле – метод представления информации в виде изображения. Это не обязательно объемное фотореалистичное изображение, карандашный эскиз от руки или коллаж тоже является визуализацией. Однако это создает большую путаницу в терминах, поэтому дизайнеры используют слово «визуализация» исключительно для обозначения изображений интерьера в перспективе или аксонометрии, созданных при помощи компьютера.

    Главная задача – продемонстрировать все внешние характеристики пространства ещё до строительства, поэтому сегодня компьютерная визуализация имеет важнейшее значение для архитектуры и интерьерного дизайна.

    Новые графические возможности, которые получили архитекторы и дизайнеры, позволяют эффективно работать с заказчиком, делая творческий замысел наиболее наглядным, упрощая восприятие сложных композиций, сочетаний и элементов.

    Вместо того чтобы слушать пространные объяснения о достоинствах будущего проекта в профессиональных терминах и громоздких эпитетах, клиент может сразу увидеть готовый результат со всех ракурсов, при разном освещении, высказать свои замечания. Чем лучше клиент понимает все нюансы будущего дизайна, тем комфортнее он будет себя чувствовать, принимая решения по проекту.

    К тому же все изменения можно будет внести в готовую 3D-модель и увидеть обновлённый результат. Это поможет добиться максимальной точности и избежать большинства незапланированных изменений в ходе строительства или ремонта. При создании 3D-модели станут очевидны ошибки в расчётах и конструктивные недостатки, закравшиеся на этапе планирования. Это поможет сэкономить расходные материалы, время, нервы и деньги.

    Таким образом, Трехмерная графика или 3D-моделирование – компьютерная графика, сочетающая в себе приемы и инструменты, необходимые для создания объемных объектов в техмерном пространстве.

    Под приемами стоит понимать способы формирования трехмерного графического объекта – расчет его параметров, черчение «скелета» или объемной не детализированной формы; выдавливание, наращивание и вырезание деталей и т.д.

    А под инструментами - профессиональные программы для 3D-моделирования. В первую очередь – SolidWork, ProEngineering, 3DMAX, а также некоторые другие программы для объемной визуализации предметов и пространства.

    Области применения 3D-моделирования:



    • Реклама и маркетинг:

    Трехмерная графика незаменима для презентации будущего изделия. Для того, чтобы приступить к производству необходимо нарисовать, а затем создать 3D-модель объекта. А, уже на основе 3D-модели, с помощью технологий быстрого прототипирования (3D-печать, фрезеровка, литье силиконовых форм и т.д.), создается реалистичный прототип (образец) будущего изделия.

    После рендеринга (3D-визуализации), полученное изображение можно использовать при разработке дизайна упаковки или при создании наружной рекламы, POS-материалов и дизайна выставочных стендов.

    • Городское планирование:

    С помощью трехмерной графики достигается максимально реалистичное моделирование городской архитектуры и ландшафтов – с минимальными затратами. Визуализация архитектуры зданий и ландшафтного оформления дает возможность инвесторам и архитекторам ощутить эффект присутствия в спроектированном пространстве. Что позволяет объективно оценить достоинства проекта и устранить недостатки.

    • Промышленность:

    Современное производство невозможно представить без допроизводственного моделирования продукции. С появлением 3D-теxнологий производители получили возможность значительной экономии материалов и уменьшения финансовых затрат на инженерное проектирование. С помощью 3D-моделирования дизайнеры-графики создают трехмерные изображения деталей и объектов, которые в дальнейшем можно использовать для создания пресс-форм и прототипов объекта.

    • Компьютерные игры:

    Технология 3D при создании компьютерных игр используется уже более десяти лет. В профессиональных программах опытные специалисты вручную прорисовывают трехмерные ландшафты, модели героев, анимируют созданные 3D-объекты и персонажи, а также создают концепт-арты (концепт-дизайны).

    • Кинематограф:

    Вся современная киноиндустрия ориентируется на кино в формате 3D. Для подобных съемок используются специальные камеры, способные снимать в 3D-формате. Кроме того, с помощью трехмерной графики для киноиндустрии создаются отдельные объекты и полноценные ландшафты.

    • Архитектура и дизайн интерьеров:

    Технология 3д-моделирования в архитектуре давно зарекомендовала себе с наилучшей стороны. Сегодня создание трехмерной модели здания является незаменимым атрибутом проектирования. На основании 3d модели можно создать прототип здания. Причем, как прототип, повторяющий лишь общие очертания здания, так и детализированную сборную модель будущего строения.+

    Что же касается дизайна интерьеров, то, с помощью технологии 3d-моделирования, заказчик может увидеть, как будет выглядеть его жилище или офисное помещение после проведения ремонта.

    • Анимация:

    С помощью 3D-графики можно создать анимированного персонажа, «заставить» его двигаться, а также, путем проектирования сложных анимационных сцен, создать полноценный анимированный видеоролик.

    Этапы разработки 3D-модели.


    Разработка 3D-модели осущеcтвляется в несколько этапов:


      1. Моделирование или создание геометрии модели

    Речь идет о создании трехмерной геометрической модели, без учета физических свойств объекта. В качестве приемов используется:

    • выдавливание;

    • модификаторы;

    • полигональное моделирование;

    • вращение.

      Модификаторы 3D MAX:
      Bend: Модификатор изгибает поверхность под заданный угол. Можно передвигать центр изгиба.
      Shell: Данный модификатор выдавливает, придает объем, можно использовать на сплайны и любые другие объекты.
      Twist: Скручивает поверхность по заданной оси, возможно изменить центр скручивания.
      Symmetry: Создает плоскость относительно которой объект отразится. Плоскость передвигается в любом направлении.
      Lathe: Проворачивает выбранный сплайн вокруг оси "Axis" образует поверхности с симметрией вращения.
      Wave: Задается амплитуда "волны" по горизонтали и вертикали. Объект деформируется.


    Итак, каждый трехмерный объект состоит из плоскостей: полигонов. А они в свою очередь разбиты на треугольники: Faces. К объекту можно просто применить модификатор Edit Poly из выпадающего списка модификаторов.
    Если нажать на этот модификатор, то мы увидим подобъекты. Среди них: вершины (vertex) или точки; ребра (edges); границы (border); полигоны (polygons); элемент (element).
    Polygon. Edit Polygons:
    Extrude – позволяет выдавливать или вдавливать полигон на заданную величину; Outline – расширяет/сужает полигон;

    Bevel – похож на Extrude, но позволяет кроме высоты выдавливания/вдавливания задать площадь скоса;
    Inset – создает на поверхности полигон меньшего размера;


      1. Текстурирование объекта

    Уровень реалистичности будущей модели напрямую зависит от выбора материалов при создании текстур. Профессиональные программы для работы с трехмерной графикой практически не ограничены в возможностях для создания реалистичной картинки.


      1.  Выставление света и точки наблюдения

    Один из самых сложных этапов при создании 3D-модели. Ведь именно от выбора тона света, уровня яркости, резкости и глубины теней напрямую зависит реалистичное восприятие изображения. Кроме того, необходимо выбрать точку наблюдения за объектом. Это может быть вид с высоты птичьего полета или масштабирование пространства с достижением эффекта присутствия в нем - путем выбора вида на объект с высоты человеческого роста.+

      1.  3D-визуализация или рендеринг

    Завершающий этап 3D-моделирования. Он заключается в детализации настроек отображения 3D-модели. То есть добавление графических спецэффектов, таких, как блики, туман, сияние и т.д. В случае видео-рендеринга, определяются точные параметры 3D-анимации персонажей, деталей, ландшафтов и т.п. (время цветовых перепадов, свечения и др.).

    На этом же этапе детализируются настройки визуализации: подбирается нужное количество кадров в секунду и расширение итогового видео (например, DivX, AVI, Cinepak, Indeo, MPEG-1, MPEG-4, MPEG-2, WMV и т.п.). В случае необходимости получить двухмерное растровое изображение, определяется формат и разрешение изображения, в основном - JPEG, TIFF или RAW.

      1.  Постпродакшн

    Обработка отснятых изображений и видео с помощью медиа-редакторов - Adobe Photoshop, Adobe Premier Pro (или Final Cut Pro/ Sony Vegas), GarageBand, Imovie, Adobe After Effects Pro, Adobe Illustrator, Samplitude, SoundForge, Wavelab и др.

    Постпродакшн заключается в придании медиа-файлам оригинальных визуальных эффектов, цель которых - взбудоражить сознание потенциального потребителя: впечатлить, вызвать интерес и запомниться на долго!
    Методы 3D-визуализации (рендеринг):

      1.  Растеризация.

    Один из самых простых методов рендеринга. При его использовании не учитываются дополнительные визуальные эффекты (например, цвет и тень объекта относительно точки наблюдения).

      1.  Рейкастинг.

    3D-модель осматривается с определенной, заранее заданной точки - с высоты человеческого роста, высоты птичьего полета и т.д. Из точки наблюдения направляются лучи, которые определяют светотени объекта, когда происходит его рассмотрения в привычном формате 2D.

      1.  Трассировка лучей.

    Данный метод рендеринга подразумевает то, что, при попадании на поверхность, луч разделяется на три компонента: отраженный, теневой и преломленный. Собственно это и формирует цвет пиксела. Помимо этого, от количества разделений напрямую зависит реалистичность изображения.


      1. Трассировка пути.

    Один из самых сложных методов 3D-визуализации. При использовании данного метода 3D-рендеринга распространение световых лучей максимально приближено к физическим законам распространения света. Именно это и обеспечивает высокую реалистичность конечного изображения. Стоит отметить, что данный метод отличается ресурсоемкостью.

    Что такое план 3-д моделирования.


    Каждая работа не обходится без алгоритма действий. Часто последовательность условна, особенно в творческих профессиях, однако даже там конструирование объекта происходит по следующим этапам:

    1. Создание математической модели. Ей предшествуют автоматизированные вычисления по заданным параметрам. Функции выстраиваются в виде прямых и изогнутых линий – это точный каркас всей объемной схемы.

    2. Текстурирование – наложение внешних тканей. Здесь важно учесть свойства используемых материалов.

    3. Освещение. Оно придает естественные тени и визуальную реалистичность.

    4. Анимация, если она необходима. Если это статичный объект, то возможно показать, как он приходит во взаимодействие со сторонними элементами. На этом этапе дополнительно можно рассчитать трение, КПД и другие коэффициенты.

    5. Устранение мелких недостатков и визуализация – вывод итогового объекта.

    6. Дополнительным этапом может быть распечатка на 3Д-принтере.

    Заключение:

    Современные технологии внесли кардинальные изменения практически во все области деятельности человека, позволяя существенно упростить и автоматизировать те или иные процессы, снизить затраты и повысить эффективность работы. Сегодня компьютерные технологии, такие как трехмерное моделирование, стали неотъемлемой частью нашей жизни.


    написать администратору сайта