IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

1. Возможности 3D моделирования

Основной задачей 3D моделирования служит представление о будущем объекте или предмете, ведь для того, чтобы выпустить какой-либо объект необходимо чёткое понимание его конструктивных особенностей в мельчайших деталях для последующего воспроизведения в промышленном дизайне или архитектуре.

Работа по моделированию начинается с эскиза и заканчивается конечной ЗD моделью, причем за основу берется выполненная модель будущего объекта. Ещё на ранней стадии можно получить реалистичное и подробное представление о будущей 3D модели, которая возможно существует только в виде эскиза или на стадии идеи. Тем самым мы имеем возможность от идеи перейти к глубокому проектированию и воссозданию конечного результата.

Бывают случаи, когда используя только 3D модель, у исполнителя получалось более подробно во всех деталях донести до заказчика и конечного потребителя все преимущества и особенности продукта. 3D модель проекта позволяет донести весь смысл предложенного. Это позволяет заказчику четко представить результат, а значит более охотнее принять решение в положительную сторону.

Например, если нашей целью является создание более качественного материала, то на помощь придёт 3D модель, которая в мельчайших подробностях способна донести всю палитру текстур и объёмов, а также прозрачность и отражение. Работа с дизайном интерьера, в отличии от промышленного дизайна, требует чётко различать границы и видеть, как будет выглядеть проект при разном освещении (днём и ночью). Значит, надо всегда обращать внимание на форму, источники освещения, размер будущего объекта.

2. Понятие 3D моделирования

3D графика - это создание объемной модели при помощи компьютерных программ. На основе чертежей, рисунков, подробных описаний, 3D дизайнер создает объемное изображение. В специальной программе модель можно посмотреть со всех сторон (сверху, снизу, сбоку) [2].

Трехмерная графика может быть любой сложности. Вы можете создать простую трехмерную модель, с низкой детализацией и упрощенной формы. Или же это может быть более сложная модель, в которой присутствует проработка самых мелких деталей, где использованы профессиональные приемы (тени, отражения, преломление света и т.д.) [1, 3].

В трехмерную модель очень легко вносить практически любые изменения. Можно изменять проект, убирать одни детали и добавлять новые. Фантазия разработчика практически ни чем не ограничена, и можно быстро выбрать именно тот вариант, который подойдет наилучшим образом.

Существует довольно большое количество самых разных программ для 3D моделирования. Одной из популярных программ, которые специально разработаны для создания трехмерной графики, является программа 3DS MAX. Она позволяет реалистично визуализировать объекты самой разной сложности. 3DS MAX дает возможность создавать полноценное видео с участием трехмерных моделей. Такая работа, конечно же, требует у специалиста серьезных навыков, а также больших компьютерных ресурсов, в первую очередь объемов памяти и быстродействие процессора.

Так же есть и бесплатные программы, одной из них является Blender. Хотя у людей, как правило, бесплатное программное обеспечение ассоциируется с терминами "плохое", "с ограниченными возможностями" или с "демоверсиями". Программа Blender все же является полностью функциональным продуктом.

Программы для 3D моделирования могут быть довольно сложными в изучении, если пытаться освоить все его многочисленные возможности. Поэтому, на начальном этапе использования в образовательном процессе надо организовать учебную деятельность по освоению основных методов создания объектов, сцен, а так же анимации. Главное, это вовлечь обучающегося в процесс работы с программой. Любая программа имеет сложности в изучении, но после нескольких недель обучения, многие вещи становятся понятными и процесс обучения облегчается.

3. Алгоритм 3D моделирования

Для получения трёхмерного изображения на плоскости требуются следующие шаги моделирования, которые включают в себя несколько категорий объектов [1]:

-Построение с помощью полигональной сетки (например, здание).

-Визуальное свойство модели (например, цвет и отражение).

-Настройка освещения.

-Выбор точки и угла построения проекции.

-Настройка силы и воздействия объектов (применяется в основном в анимации).

Дополнительные эффекты в виде света в тумане, облака, пламя и прочее.

Задача трёхмерного моделирования — описать эти объекты и разместить их на сцене.

Следующим шагом является текстурирование, которое подразумевает проецирование текстур на поверхности трёхмерного объекта в виде шероховатости, трещины и прочее, то остановимся на

Освещение придает особые возможности визуализации объекта и предполагаетсоздание, направление и настройку источника света. Так же в виртуальном мире источники света могут иметь интенсивность, тем самым можно менять яркость.

Существуют также другие типы источников света, отличающиеся по своему назначению. Источники света, в пределах строгого заданного объёма, имеют возможность создавать объемное свечение или объемное освещение.

Одно из главных особенностей трёхмерной графики — это придание движения (анимация) трёхмерной модели, либо имитация движения среди трёхмерных объектов. Некоторые узкоспециализированные программы имеют богатые возможности и созданы исключительно для анимации [4].

Последним шагом в создании 3D модели является Рендеринг (визуализация) — построение проекции. На этом этапе трёхмерная модель превращается в плоскую картинку. Если требуется создать видеоролик, то проектируется каждый кадр. Таким образом, рендеринг преобразует трёхмерную модель в плоскую матрицу пикселов. Этот шаг часто требует очень сложных вычислений, особенно если требуется создать иллюзию реальности. После построения проекции идет композитинг (компоновка) — доработка изображения в виде спецэффектов. В конечно итоге полученное изображения выводится на устройство вывода — дисплей или специальный принтер.

Заключение

Трехмерное моделирование (3d графика) на сегодняшний день получила довольно широкий спектр применения за счёт постоянно расширяющихся инструментов и более практичного функционального подхода. Стоит отметить тот факт, что сфер применения 3D моделирования огромнейшее количество и есть смысл использования в самых не заурядных проектах, так можно более детально разобрать все нюансы.

Можно сделать вывод, что область применения 3D моделирования не только широка, но и очень востребована. Существует ряд различных программ для построения трёхмерной модели. Трехмерное моделирование отличается фотографической точностью и позволяет лучше представить разработчику, как будет выглядеть проект, воплощенный в жизни. 3D модель обычно производит гораздо большее впечатление, чем все остальные способы презентации будущего проекта. Передовые технологии позволяют добиваться потрясающих результатов.

Конечно, в основном трехмерные модели используются в демонстрационных целях. Они незаменимы для презентаций, выставок, а также используются в работе с клиентами, когда необходимо наглядно показать, каким будет итоговый результат. Кроме того, методы трехмерного моделирования нужны там, где нужно показать в объеме уже готовые объекты или те объекты, которые существовали когда-то давно. Трехмерное моделирование это не только будущее, но и прошлое и настоящее.

Список литературы:

1. Blender Basics: Учебное пособие [электронный ресурс]: http://b3d.mezon.ru/index.php/Blender_Basics_3-rd_edition

2. Трёхмерная графика [электронный ресурс]: https://ru.wikipedia.org/wiki/

3. 3D моделирование [электронный ресурс]: http://3dvector-pro.ru/3d-modelirovanie-zachem-ono-nuzhno/

4. 3D в программах [электронный ресурс]: http://www.interface.ru/home.asp?artId=29504

Код для цитирования: Скопировать