Тривимірна графіка та моделювання

Програма 3ds Max має повний набір функцій для 3Пмоделірованія, анімації, імітації та візуалізації, які затребувані художниками, що займаються виробництвом ігор, фільмів і мультиплікаційних фільмів. 3ds Max забезпечує доступ до новітніх дієвим інструментам, збільшує продуктивність і робить робочі процеси простіше, що дозволяє художникам ефективніше працювати зі складними компонентами з високою роздільною здатністю.

Blender

Blender - безкоштовний, професійний пакет для створення 3d графіки, який включає в себе засоби моделювання, анімації, рендеринга, постобробки і монтажу відео зі звуком. Він самий Найпопулярніший з безкоштовних редакторів, тому що програма постійно і швидко вдосконалюється.

Великою перевагою пакета Blender є його маленький розмір в порівнянні з іншими популярними 3d редакторами.

Програма має велику кількість функцій:

- Підтримка геометричних примітивів, полігональних моделей, систему швидкого моделювання в режимі SubSurf, криві Безьє, скульптурне моделювання, векторні шрифти і багато іншого;

- Універсальні вбудовані механізми рендеринга і інтеграція з різними зовнішніми рендерами;

- Професійні інструменти для анімації, наприклад, інверсна кінематика, скелетна анімація, сіткова деформація, ключові кадри, система волосся на основі частинок, динаміка м'яких і твердих тіл і т.д.

- Базові функції нелінійного монтажу відео;

Інтерфейс користувача має такі особливості:

- Два режиму редагування: «об'єктний режим» і «режим редагування ». «Об'єктний режим» в основному служить для маніпуляцій з індивідуальними об'єктами, «режим редагування » для маніпуляцій з фактичними даними об'єкта.

- Широке використання гарячих клавіш, велику кількість команд, що виконуються з клавіатури.

- Особливості в управлінні робочим простором. В програмі є кілька екранів, кожен з яких ділиться на секції і підсекції. Кожен окремий елемент інтерфейсу контролюється тими ж інструментами, що і маніпуляції в 3d просторі. Користувач сам налаштовує інтерфейс під свої потреби і певні завдання.

Робочий простір Blender вважається одним з найсміливіших концепцій графічного інтерфейсу.

Також пакет Blender має безліч додаткових особливостей:

- Власна файлова система, яка дозволяє зберігати в єдиному файлі (з розширенням.blend) кілька сцен;

- Все файли з розширенням.blend сумісні як зі старими, так і з новими версіями Blender;

- Blender створює резервні копії проектів протягом усього роботи в програмі, це дозволяє не втратити дані під час непередбачених обставин;

- Всі сцени, матеріали, текстури, звуки, ефекти і т.д. можуть побут збережені в один файл з розширенням.blend;

- Також в.blend файл можна зберегти настройки робочого середовища, що дозволяє користуватися налаштованим під власні потреби інтерфейсом навіть за іншим комп'ютером.

По - скільки ця програма безкоштовна моделі ми побудуємо за допомогою неї.

Огляд можливостей програми для 3D моделювання «Blender»

моделювання візуалізація векторний графіка

Характерними особливостями пакету Blender є його невеликий розмір та підтримка багатьох популярних операційних систем.

Функції пакету:

- Підтримка різноманітних геометричних примітивів, включаючи полігональні моделі, систему швидкого моделювання в режимі subdivision surface, криві Безьє, NURBS surfaces, metaballs, відсікання полігонів та векторні шрифти.

- Інструменти анімації, серед яких inverse kinematics, арматурна (скелетна) та сіткова деформація, ключові кадри, нелінійна анімація, timeline, vertex weighting, constraints, динаміка м'яких тіл включаючи визначення колізій форми об'єктів при взаємодії, динаміка рідин, Bullet динаміка твердих тіл, система волосся на основі частинок та система частинок при визначенні колізій об'єктів.

- Python використовується як засіб створення інструментів і прототипів, системи логіки в іграх, як засіб імпорту/експорту файлів (наприклад COLLADA), автоматизації завдань.

- Основа системи нелінійного редагування відео та роботи з музикою.

- Game Blender -- підпроект Blender, що надає інтерактивні функції, такі як визначення колізій, рушій динаміки та програмована логіка. Також він дозволяє створювати окремі real - time додатки починаючи від архітектурної візуалізації до відео ігор. [48].

Додаткові особливості

* У Blender Об'єкт (який являє собою сутність, що взаємодіє з навколишнім світом) і його Дані (певна форма/функції об'єкта) розділені. Відношення Об'єкт - Дані представляється відношенням m:n (термін, що відноситься до теорії баз даних, позначає можливість декількох об'єктів використовувати одні і ті ж дані) і динамічно зв'язані між собою, дозволяючи використовувати деякі процеси швидкого моделювання, унікальні для Blender.

• Внутрішня файлова система, що дозволяє зберігати декілька сцен в єдиному файлі (так званому.blend файлі).

• Усі «.blend» файли сумісні як із старішими, так і з новішими версіями Blender. Так само, всі вони переносимі з однієї платформи на іншу. І можуть використовуватися як засіб перенесення створеного раніше контенту.

• Blender робить резервні копії проектів під час всієї роботи програми, що дозволяє зберегти дані при непередбачених обставинах.

• Усі сцени, об'єкти, матеріали, текстури (тільки власні, не імпортовані), звуки, зображення post - production ефекти можуть бути збережені у єдиний «.blend» файл.

• Налаштування робочого середовища можуть бути збережені у «.blend» файл, завдяки чому, при завантаженні файлу Ви отримаєте саме те, що зберегли в нього. Файл можна зберегти як «користувацький за умовчанням», і щоразу при запуску Blender Ви отримуватимете необхідний набір об'єктів та підготовлений до роботи інтерфейс.

Проте, вміст «.blend» файлу менше схожий на структурований опис об'єктів та їхніх взаємин, і ближче до прямого дампу області пам'яті програми. Це робить практично неможливим перетворення «.blend» файлів в інші формати. При цьому слід відмітити вельми просунутий механізм експорту в різноманітні формати, такі як obj, dxf, stl, 3ds та інші (список поступово росте).

Blender мав репутацію програми складної для вивчення. Практично кожна функція має відповідне їй поєднання клавіш, і враховуючи кількість наданих можливостей у Blender, кожна клавіша включена в більш ніж одне поєднання (shortcut). З того часу як Blender став проектом з відкритим вихідним кодом, було додано повні контекстні меню до усіх функцій, а використання інструментів зроблене логічнішим та гнучкішим. Додамо сюди подальше поліпшення користувацького інтерфейсу з введенням колірних схем, прозорих плаваючих елементів, новою системою проглядання дерева об'єктів та різними дрібними змінами. [46].

Ігровий рушій Unreal Engine

Unreal Engine 4 - це набір інструментів для розробки ігор, що має широкі можливості: від створення двомірних ігор на мобільні до AAA - проектів для консолей.Розробка в Unreal Engine 4 дуже проста для початківців. За допомогою системи візуального створення скриптів Blueprints Visual Scripting можна створювати готові гри, не написавши жодного рядка коду! У поєднанні зі зручним інтерфейсом це дозволяє швидко виготовляти робочі прототипи.

Unreal Engine -- ігровий рушій, розроблюваний і підтримуваний компанією Epic Games.

Перша гра, створена на цьому рушію -- Unreal -- з'явилася 1998 року. З тих пір різні версії цього ігрового рушія використали в більш ніж сотні ігор, серед яких Deus Ex, Lineage II, Thief: Deadly Shadows, Postal 2, серіях ігор Brothers in Arms, серія ігор Splinter Cell, Tom Clancy's Rainbow Six, а також у відомих ігрових серіях Unreal і Unreal Tournament від самих Epic Games. Пристосований у першу чергу для шутерів від першої особи, рушій використовувався й при створенні ігор інших жанрів.

Написаний мовою C - - , рушій дозволяє створювати ігри для більшості операційних систем і платформ: Microsoft Windows, Linux, Mac OS і Mac OS X, консолей Xbox, Xbox 360, PlayStation 2, PlayStation Portable, PlayStation 3, Wii, Dreamcast і Nintendo GameCube. У грудні Марк Рейн продемонстрував роботу рушія Unreal Engine 3 на iPod Touch і iPhone 3GS. У березні 2010 робота рушія була продемонстрована на комунікаторі Palm Pre, що базується на мобільній платформі webOS.

Для спрощення портування рушій використовує модульну систему залежних компонентів: підтримує різні системи рендерингу (Direct3D, OpenGL, Pixomatic; раніше підтримувалися Glide API, S3 Metal, PowerVR SGL), відтворення звуку (EAX, OpenAL, DirectSound3D; раніше підтримувалися A3D), засоби голосового відтворення тексту, розпізнавання мовлення (тільки для Xbox360, PlayStation 3, Nintendo Wii і Microsoft Windows, також планувалося для Linux і Mac), модулі для роботи з мережею й підтримка різних пристроїв вводу.

Для гри у мережі підтримуються технології Windows Live, Xbox Live, і GameSpy, включаючи до 64 гравців (клієнтів) одночасно.

Попри те, що офіційно засоби розробки не містять у собі підтримки великої кількості клієнтів на одному сервері, рушій використовувався для створення MMORPG - ігор. Один з найвідоміших представників жанру, Lineage II, використовує рушій Unreal Engine.[47].

Рис. 1.4 Приклад інтерєру в unreal engine 4

Основна термінологія рушія

Усі елементи ігрового рушія представлені у вигляді об'єктів, що мають набір характеристик, і клас, який визначає доступні характеристики. У свою чергу будь - який клас є «дочірнім» класом object. Серед основних класів і об'єктів можна виділити наступні:

• Актор (actor) -- базовий клас, що містить усі об'єкти, які мають відношення до ігрового процесу й мають просторові координати.

• Павн, пішак (pawn) -- фізична модель гравця або об'єкта, керованого штучним інтелектом. Назва походить від англ. pawn -- той, ким маніпулюють (pawn можна перевести також як пішак, тому такий об'єкт без якої - небудь моделі виглядає як пішак). Метод керування описаний спеціальним об'єктом, такий об'єкт називається контролером. Контролер штучного інтелекту описує лише загальну поведінку пішака під час ігрового процесу, а такі параметри як «здоров'я» (кількість пошкоджень, після яких пішак перестає функціонувати) або, наприклад, відстань, на якій пішак звертає увагу на звуки, задаються для кожного об'єкта окремо.

• Світ, рівень (world, game level) -- об'єкт, що характеризує загальні властивості «простору», наприклад, силу тяжіння й туман, у якому розташовуються всі актори. Також може містити в собі параметри ігрового процесу, як, наприклад, ігровий режим, для якого призначений рівень.

Для роботи із простими й, як правило, нерухомими елементами ігрового простору (наприклад, стіни) використовується бінарна розбивка простору -- увесь простір ділиться на «заповнене» і «порожн». В «порожній» частині простору розташовуються всі об'єкти а також тільки в ній може перебувати «точка спостереження» при відмальовці сцени. Можливість повного або часткового поміщення об'єктів в «заповнену» частину простору не виключається, однак може привести до неправильної обробки таких об'єктів (наприклад, розрахунки фізичної взаємодії) або неправильної відмальовки у випадку поміщення туди «точки спостереження» (наприклад, ефект «залу дзеркал»). Усі пішаки, що потрапляють в «заповнену» частину простору, відразу «гинуть».

Поверхня (surface) є основним елементом бінарного дерева простору. Ці елементи створюються на грані перетинання між «заповненою» і «порожньою» частинами простору. Група елементів бінарного дерева простору називається нодом (node, укр. вузол).

Цей термін, як правило, уживається в контексті node count -- кількість нодів на екрані або в ігровому просторі взагалі. Кількість нодів, одночасно видимих на екрані впливає на продуктивність при промальовуванні сцени. Якщо якийсь нод не потрапляє на екран або перекривається цілком іншими нодами, він не обраховуються -- це служить для підвищення продуктивності, особливо в закритих просторах. Розбивка всього простору на групи нодів називається зонуванням. Для цього іноді використовуються портали -- невидимі поверхні, які служать для того щоб вручну розділити великий нод на два менші. Крім порталів використовуються антипортали, які обмежують області відмальовки.

Опис «заповнених» і «порожніх» частин простору виконується за допомогою набору замкнених тривимірних об'єктів, складених з не пересічних поверхонь -- брашей (brush, укр. пензель). Цей принцип побудови простору називається конструктивною суцільною геометрією. Геометрія може бути «аддитивною» (увесь простір початково «порожній») і «піднімальною» (початково заповнений матерією простір). Браши діляться на три типи:

• Суцільні (solid) -- повноцінно беруть участь у бінарній розбивці простору.

• Аддитивні (additive) -- «заповнюють» бінарний простір.

• Віднімальні (substractive) -- «вирізують» об'єми у просторі.

• Напів - Суцільні (semi - solid) -- не впливають напряму на бінарне дерево простору, однак впливають на її фізичну модель. Можуть тільки «заповнювати» простір. Слугують для створення «невидимих» перешкод, а також зниження числа полігонів і нодів.^[16]

• Порожні (non - solid) -- тільки створюють поверхні, не впливають на бінарне дерево простору. Використовуються переважно для створення об'ємів (volume) -- частина простору, яка має властивості, відмінні від властивостей ігрового світу.

Об'єми мають пріоритет, властивості об'єму з великим пріоритетом застосовуються до акторів, що перебувають у ньому. Ігровий світ завжди має мінімальний пріоритет. За допомогою об'ємів можна змінити гравітацію, в'язкість, туман і таке інше. Об'єми, починаючи з версії рушія Unreal Engine 2, використовуються для створення води (але не водної поверхні). [47].

Рис. 1.5 Зонування. У камеру не потрапляє жоден портал (пунктирна лінія) червоної зони, тому об'єкти в ній не обробляються зовсім

Аналіз сучасних методів 3D моделювання

Тривимірні системи забезпечують таку роботу з трьома координатами, при якій будь - яка зміна одного виду автоматично призводить до відповідних змін на всіх інших видах. Послідовність побудов може бути наступною: спочатку будується 3D вид, а потім автоматично генеруються 2D види. Деякі системи здатні перетворювати складальні креслення механізму ортогональної проекції в 3d вид цього виробу в розібраному стані. Тривимірне моделювання особливо успішно застосовується для створення складних креслень, при проектуванні розміщення заводського обладнання, трубопроводів, різних будівельних споруд. У деяких системах 3D є засоби автоматичного аналізу фізичних характеристик, таких як вага, моменти інерції і засоби вирішення геометричних проблем складних сполучень і інтерпретації. Оскільки в 3D системах існує автоматична зв'язок між даними різних геометричних видів зображення, 3D моделювання корисно в тих додатках, де потрібно багаторазове редагування 3D образу на всіх етапах процесу проектування.

Методи тривимірного моделювання діляться на 3 види:

1. каркасне (дротове) моделювання;

2. поверхневе (полігональне) моделювання;

3. твердотельное (суцільне, об'ємне) моделювання.

Каркасне моделювання. Каркасна модель повністю описується в термінах точок і ліній. Це моделювання найнижчого рівня і має ряд серйозних обмежень, більшість з яких виникає через нестачу інформації про гранях, які укладені між лініями, і неможливості виділити внутрішню і зовнішню область зображення твердого об'ємного тіла. Однак каркасна модель вимагає менше пам'яті і цілком придатна для вирішення завдань, що відносяться до простих. Каркасне уявлення часто використовується не при моделюванні, а при відображенні моделей як один з методів візуалізації. Найбільш широко каркасне моделювання використовується для імітації траєкторії руху інструменту, що виконує нескладні операції по 2.5 або 3 осях. Поняття 2.5 осі пов'язано з тим, що більш прості системи можуть обробляти інформацію про форми тільки з постійним поперечним перерізом. Таку форму можна побудувати наступним чином - спочатку створюється вид XY, а потім кожній точці приписуються два значення координати Z, що характеризують глибину зображення.

Недоліки каркасної моделі:

• неоднозначність - для того, щоб представити модель в каркасному вигляді, потрібно уявити все ребра;

• неможливість розпізнавання криволінійних граней - уявні ребра;

• неможливість виявити взаємний вплив компонент;

• труднощі, пов'язані з обчисленням фізичних характеристик;

• відсутність коштів виконання тонових зображень.

Поверхневе моделювання. Поверхневе моделювання визначається в термінах точок, ліній і поверхонь. При побудові поверхневої моделі передбачається, що технічні об'єкти обмежені поверхнями, які відокремлюють їх від навколишнього середовища. Така оболонка зображується графічними поверхнями. Поверхня технічного об'єкта знову стає обмеженою контурами, але ці контури вже є результатом 2 - х стосуються або пересічних поверхонь. Точки об'єктів - вершини, можуть бути задані перетином трьох поверхонь.

Поверхневе моделювання має наступні переваги в порівнянні з каркасним:

• здатність розпізнавання і зображення складних криволінійних граней;

• зображення межі для отримання тонових зображень;

• особливі побудови на поверхні (отвори);

• можливість отримання якісного зображення.

В основу поверхневої моделі покладено два основних математичних положення:

1. будь - яку поверхню можна апроксимувати многогранником, кожна грань якого є найпростішим плоским багатокутником;

2. поряд з плоскими багатокутниками в моделі допускаються поверхні другого порядку і аналітично не описує поверхні, форму яких можна визначити за допомогою різних методів апроксимації та інтерполяції. На відміну від каркасного моделювання кожен об'єкт має внутрішню і зовнішню частину.

Типи поверхонь:

базові геометричні поверхні (до цієї категорії відносяться плоскі поверхні, які можна отримати, накресливши спочатку відрізок прямої, а потім застосувати команду, яка розгортає в просторі образ цього відрізка на задану відстань; таким же чином можна розгортати і поверхні);

• поверхні обертання, які створюються обертанням плоскої грані навколо певної осі;

• поверхні сполучень і перетинів;

• скульптурні поверхні (поверхні вільних форм або довільні поверхні).

Методи геометричного моделювання скульптурних поверхонь складної технічної форми застосовують в областях, в яких проектуються динамічні поверхні або поверхні, до яких пред'являються підвищені естетичні вимоги. Динамічні поверхні підрозділяються на 2 класи: омиваються середовищем (зовнішні обводи літаків, підводних човнів), трассірующіе середу (повітряні і гідравлічні канали, турбіни). При проектуванні скульптурних поверхонь застосовують каркасно - кінематичний метод, заснований на переміщення деяких утворюють по напрямних або шляхом побудови сплайнів, поздовжніх утворюють кривих між точками, визначеними в тривимірному просторі. Методи відображення скульптурних поверхонь в значній мірі пов'язані з можливостями графічних пристроїв. В даний час моделі скульптурних поверхонь широко використовуються при проектуванні і виробництві корпусом автомобілів, літаків, предметів домашнього ужитку.

Твердотільне моделювання. Твердотельная модель описується в термінах того тривимірного об'єму, який займає визначається нею тіло. Твердотільне моделювання є найдосконалішим і найвірогіднішим методом створення копії реального об'єкта. Переваги твердотільних моделей:

• повне визначення об'ємної форми з можливістю розмежовувати внутрішній і зовнішні області об'єкта, що необхідно для взаємовпливів компонент;

• забезпечення автоматичного видалення прихованих ліній;

• автоматична побудова 3D розрізів компонентів, що особливо важливо при аналізі складних складальних виробів;

• застосування методів аналізу з автоматичним отриманням зображення точних вагових характеристик методом кінцевих елементів;

• отримання тонових ефектів, маніпуляції з джерелами світла.

Методи створення тривимірних твердотільних моделей поділяються на два класи:

1. метод конструктивного уявлення (C - Rep);

2. метод граничного уявлення (B - Rep).

Метод конструктивного уявлення. Метод конструктивного уявлення полягає в побудові твердотільних моделей, з базових складових елементів, званих твердотільними примітивами, і визначаються формою, розмірами, точкою прив'язки і орієнтацією. Модель конструктивної геометрії є бінарний деревовидний граф G = (V, U), де V - безліч вершин - базові елементи форми - примітиви, з яких конструюється об'єкт, а U - безліч ребер, які позначають теоретико - множинні операції, що виконуються над відповідними базовими елементами форми.

Кожен примітив моделі заданий безліччю атрибутів: A = <X, Y, Z, Lx, Ly, Lz, Sx, Sy,... Sn,> де X, Y, Z - де координати точки прив'язки локальної СК до системи цілого об'єкта; Lx, Ly, Lz - кути повороту, Sx, Sy,... Sn - метричні параметри об'єкта. Булеві операції є існуючим інструментарієм для побудови моделі c - rep при визначенні взаємин між сусідніми примітивами. Булеві операції базуються на поняттях теорії алгебри множин, і мають звичайний сенс, коли застосовуються до твердотілим об'єктів. Найбільш часто такі операції: перетин, об'єднання і різницю.

Метод граничного уявлення. Граничне уявлення - опис меж об'єкта або точного аналітичного завдання граней, що описують тіло. Це єдиний метод, що дозволяє створити точне, а не наближене уявлення геометричного твердого тіла. При такому підході від користувача потрібно завдання контурів або меж об'єкта, а також ескізи різних видів об'єктів, і вказівка ліній зв'язків між цими видами, щоб можна було встановити взаємне відповідність.

Кожен з двох названих методів має свої переваги і недоліки, в порівнянні з іншим. Система з c - rep поданням має переваги при первинному формуванні моделі, так як поострить об'ємну модель правильної форми з об'ємних примітивів з використанням булевих операцій досить просто. Крім того, цей метод забезпечує більш компактне опис моделі в БД. Однак b - rep уявлення є актуальним при створенні складних форм, які відтворити за допомогою c - rep методу дуже трудомістким. В c - rep методі модель зберігається у вигляді комбінації даних і логічних процедур, при цьому потрібно менше пам'яті, але великим виявляється обсяг обчислень при відтворенні моделі. З іншого боку моделі c b - rep поданням зберігає точний опис меж моделі, для цього потрібно більше пам'яті, але не потрібно майже ніяких обчислень для відтворення зображення. Відносним гідністю систем з b - rep є порівняльна простота перетворення граничного уявлення в відповідну каркасну модель і назад. Причина такої простоти полягає в тому, що опис меж подібно опису каркасної моделі, а це полегшує перетворення моделі з однієї форми в іншу, і робить системи з b - rep поданням сумісними з вже наявними системами.

Гібридне моделювання. З причини відносного характеру переваг і недоліків методів c - rep і b - rep були розроблені гібридні системи, які поєднують в собі обидва методи. Гібридне моделювання, дозволяє поєднувати каркасну, поверхневу і твердотельную геометрію і використовувати комбінації жорстко розмірного моделювання (з явним завданням геометрії) і параметричного моделювання. Звичайно, краще б використовувати єдину стратегію моделювання для всіх продуктів, але, по - перше, частодоводиться використовувати раніше напрацьовані дані, або дані, імпортовані з інших систем, а вони можуть мати різні уявлення. По - друге, в якісь моменти ефективніше працювати з дротяними моделями або 3 D геометрією, описаної поверхнею. І нарешті, часто буває простіше мати різні уявлення для різних компонентів. Наприклад, листове покриття вигідніше моделювати поверхнею, а для трубопроводів використовувати осесимметричне уявлення [41].

Області застосування тривимірної графіки

3d технології графіки та технології 3d друку проникли в багато сфер людської діяльності, і приносять колосальний прибуток.

Тривимірні зображення щодня бомбардують нас на телебаченні, в кіно, при роботі з комп'ютером і в 3D іграх, з рекламних щитів, наочно представляючи всю силу і досягнення 3д - графіки.

Досягнення сучасного 3д графіки використовуються в наступних галузях

1. Кінематограф і мультиплікація - створення тривимірних персонажів і реалістичних спецеффектов. Створення комп'ютерних ігор - розробка 3d - персонажів, віртуальної реальності оточення, 3д - об'єктів для ігор.

2. Реклама - можливості 3d графіки дозволяють вигідно представити товар ринку, за допомогою тривимірної графіки можна створити ілюзію кристально - білої сорочки або апетитного фруктового морозива з шоколадною стружкою і т.д. При цьому в реального рекламований товар може мати чимало недоліків, які легко ховаються за красивими і якісними зображеннями.

3. Дизайн інтер'єрів - проектування і розробка дизайну інтер'єру також не обходяться сьогодні без тривимірної графіки. 3d технології дають можливість створити реалістичні 3д - макети меблів (дивана, крісла, стільці, комода і т.д.), точно повторюючи геометрію об'єкта і створюючи імітацію матеріалу. За допомогою тривимірної графіки можна створити ролик, який демонструє всі поверхи проектованої будівлі, який можливо ще навіть не почав будуватися [42].

Тривимірна графіка незамінна і для презентації майбутнього виробу. Для того, щоб приступити до виробництва необхідно намалювати, а потім створити 3d - модель об'єкта. На основі 3д - моделі, за допомогою технологій швидкого виготовлення прототипу (3d друк, фрезерування, лиття силіконових форм і т.д.), створюється реалістична модель майбутнього виробу.

Особливо широко 3d моделювання використовується компаніями, які займаються архітектурою, будівництвом, дизайном інтер'єрів і ландшафтним дизайном. Зараз вже рідко хто обходиться без 3d візуалізації в подібних випадках.

3D - моделювання також буває необхідним у випадках, коли необхідно змоделювати об'єкт для попереднього аналізу або відсутній доступ до реальних об'єктів.

Широке поширення 3d моделювання отримало в ювелірній справі, коли бедующіе прикраси попередньо моделюються в 3D на екрані монітора [43].

3D моделювання - дуже популярний багатозадачний напрямок в комп'ютерній індустрії на сьогоднішній день. Створення віртуальних моделей чогось стало невід'ємною частиною сучасного виробництва. Випуск медіа - продукції, здається, вже не можливий без використання комп'ютерної графіки та анімації. Звичайно ж, під різноманітні завдання в цій галузі передбачені і специфічні програми.

У розділі ми дізнались де використовується 3D моделювання в яких галузях. Охарактеризовано теоретичні основи формування тривимірної графіки. Ознайомились з такими поняттями як «моделювання» під яким будемо розуміти процес розробки математичного представлення за допомогою спеціалізованого ПЗ будь - якої тривимірної поверхні об'єкта та «рендеринг», що є процес отримання зображення за моделлю з допомогою комп'ютерної програми.

А також проанализували методи моделювання, такі як;

• каркасне (дротове) моделювання;

• поверхневе (полігональне) моделювання;

• твердотельное (суцільне, об'ємне) моделювання

Вибираючи середу для тривимірного моделювання, в першу чергу, слід визначити коло завдань, для вирішення яких вона підходить. У нашому огляді ми, також, торкнемося питання складності вивчення програми і витрат часу на адаптацію під неї, так як робота з тривимірним моделюванням повинна бути раціональною, швидкої і зручної, а результат виходив якісним і максимально творчим.

Після аналізу та оцінки програмних продуктів за численними параметрами, найкращими для моделювання інтер'єру на нашу думку є Blender. Оскільки вона має невеликий обсяг та є бесплатною програмою.



Список використаних джерел

1. Михальчук В. В. Мистецька галерея як феномен арт - простору сучасної України. Мистецтвознавчі записки. 2014. Вип. 26. С. 201 - 210. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Mz_2014_26_26

2. Авраменко О. Особливості інтеграції українського актуального мистецтва в європейський мистецький простір (досвід у Венеційській бієнале 2001 - 2007 років). Сучасне мистецтво: Науковий збірник. 2007. Вип. 20. С. 25-39.

3. Булавіна Н. Неслухняне мистецтво теперішнього часу / Н. Булавіна // Сучасне мистецтво: Науковий збірник. Вип. 4. С. 40-48. 21.

4. Виктория Бурлака: "Произведение - это больше, чем художник, но куратор - больше, чем художник и произведение" // Шо. 2007. № 73. С 7-10. 4.

5. Карнак А. Формування експертної думки в мистецтві у пошуках єдиного підходу. Сучасне мистецтво: Науковий збірник. 2007. Вип. 4. С. 273-286.

6. 1968 Ray casting (Appel, A. (1968). Some techniques for shading machine renderings of solids. Proceedings of the Spring Joint Computer Conference 32, 37--49.)

7. 1970 Scan - line algorithm (Bouknight, W. J. (1970). A procedure for generation of three - dimensional half - tone computer graphics presentations. Communications of the ACM)

8. 1971 Gouraud shading (Gouraud, H. (1971). Computer display of curved surfaces. IEEE Transactions on Computers 20 (6), 623 -- 629.)

9. 1974 Texture mapping (Catmull, E. (1974). A subdivision algorithm for computer display of curved surfaces. PhD thesis, University of Utah.)

10. 11.1974 Z - buffer (Catmull, E. (1974). A subdivision algorithm for computer display of curved surfaces. PhD thesis)

11. 1975 Phong shading (Phong, B - T. (1975). Illumination for computer generated pictures. Communications of the ACM 18 (6), 311--316.)

12. 1976 Environment mapping (Blinn, J.F., Newell, M.E. (1976). Texture and reflection in computer generated images. Communications of the ACM 19, 542--546.)

13. 1977 Shadow volumes (Crow, F.C. (1977). Shadow algorithms for computer graphics. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1977) 11 (2), 242--248.)

14. 1978 Shadow buffer (Williams, L. (1978). Casting curved shadows on curved surfaces. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1978) 12 (3), 270 -- 274.)

15. 1978 Bump mapping (Blinn, J.F. (1978). Simulation of wrinkled surfaces. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1978) 12(3), 286--292.)

16. 1980 BSP trees (Fuchs, H. Kedem, Z.M. Naylor, B.F. (1980). On visible surface generation by a priori tree structures. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1980) 14 (3), 124 --133.)

17. 1980 Ray tracing (Whitted, T. (1980). An improved illumination model for shaded display. Communications of the ACM 23 (6), 343--349.)

18. 1981 Cook shader (Cook, R.L. Torrance, K.E. (1981). A reflectance model for computer grap hics. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1981) 15 (3), 307--316.)

19. 1983 Mipmaps (Williams, L. (1983). Pyramidal parametrics. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 17 (3), 1--11.)

20. 1984 Octree ray tracing (Glassner, A.S. (1984). Space subdivision for fast ray tracing. IEEE Computer Graphics & Applications 4 (10), 15 --22.)

21. 1984 Alpha compositing (Porter, T. Duff, T. (1984). Compositing digital images. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1984) 18 (3), 253--259.)

22. 1984 Distributed ray tracing (Cook, R.L. Porter, T. Carpenter, L. (1984). Distributed ray tracing. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1984) 18(3), 137--145.)

23. 1984 Radiosity (Goral, C. Torrance, K.E. Greenberg, D.P. Battaile, B. (1984). Modelling the interaction of light between diffuse surfaces. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 18 (3), 213--222.)

24. 1985 Hemi - cube radiosity (Cohen, M.F. Greenberg, D.P. (1985). The hemi - cube: a radiosity solution for complex environments. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 19(3), 31--40.)

25. 1986 Light source tracing (Arvo, J. (1986). Backward ray tracing. SIGGRAPH 1986 Developments in Ray Tracing course notes).

26. П.І. Жежнич, Ю.В. Ришковець Національний університет “Львівська політехніка”, кафедра інформаційних систем та мереж

27. Ришковець Ю., Жежнич П. Принципи побудови віртуальних музеїв у WWW. Proceedings of the ІІІ International Conference on Computer Science and Information Technologies (CSIT'2008). Lviv: Publishing House Vezha&Co, С. 313-314

28. Tokyo university digital museum (2000) [Електронний ресурс] / Noburu Koshizuka, Ken Sakamura. Режим доступу: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.33.7954& rep=rep1&type=pdf. 24.08.2008 р

Размещено на Allbest.ru

...