Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Пермского края

КГАОУ СПО «Пермский краевой колледж «Оникс»

П(Ц)К информационных дисциплин

Тема: Моделирование технического устройства в пакетах трехмерной графики

Выполнил:

Хасбатов Ильсур Шамилевич

Руководитель:

Стафеева Ирина Дмитриевна

Пермь 2014



Оглавление

• Введение
• 1. Технические устройства
• 2. Трехмерная графика
• 3. Этапы создания модели
• 4. Экономический расчет
• Заключение
• Список литературы

Приложение



Введение

Информатизация общества - это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена.

Область применения трехмерной графики невероятно широка, она простирается от промышленной индустрии до сферы образования. Как правило, для создания мультимедийных проектов, фильмов и игровых приложений требуется гораздо больше аниматоров и разработчикову трехмерных моделей, чем в каких-либо исследовательских лабораториях.

Трехмерное моделирование сегодня применяется в очень многих сферах. Конечно, в первую очередь, это строительство. В основном трехмерные модели используются в демонстрационных целях. Они не заменимы 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 объемные уже готовые объекты, которые существовали когда-то давно. В создании любого предмета первым этапом выступает моделирование.

Проблема: Как создать трехмерную модель?

Цель: Создание трехмерной модели технического устройства

Задачи:

1. Проанализировать литературу по техническим устройствам

2. Изучить пакеты трехмерной графики

3. Разработать трехмерную модель

1. Технические устройства

трехмерный компьютерная графика истребитель

Техническое устройство - это искусственный объект, имеющий внутреннюю структуру, созданный для выполнения определённых функций, обычно в области техники.

Жизнь современного человека динамична и мобильна. Для того чтобы обеспечить себе комфортное существование в таких нелегких условиях, люди создают новейшие устройства, которые помогают соответствовать требованиям времени и расширяют возможности общения и получения информации.

Одним из видов технических устройств являются истребители.

Истребитель -- военный самолёт, предназначенный в первую очередь для уничтожения воздушных целей.

Применяется для завоевания господства в воздухе над противником, а также для сопровождения бомбардировщиков, транспортных самолётов, самолётов гражданской авиации, защиты наземных объектов от авиации противника. Реже истребители используются для атаки наземных и морских целей.

Несмотря на агрессивное название, истребитель относится к оборонительным типам вооружений, отдельного наступательного значения истребительная авиация не имеет. Однако, в настоящее время, с увеличением тяговооружённости этих машин (и, соответственно, большей грузоподъёмности, то есть ракетно-бомбовой нагрузки), они получили возможности эффективной атаки наземных объектов, и, в условиях современных локальных конфликтов, истребители могут применяться для поражения наземных (надводных) целей.

Среди современных истребителей можно выделить три больших класса:

1. фронтовые истребители (предназначенные для завоевания господства в воздухе над полем боя);

2. истребители-бомбардировщики(многоцелевые истребители);

3. палубные истребители (базирующиеся на авианосцах).

В качестве 3D модели было выбрано устройство, истребитель

F-22 Raptor. (См. Приложение 13)

Технические характеристики

Размах крыла: 13,56 м

Длина самолёта: 18,90 м

Высота самолёта: 5,09 м

Площадь крыла: 78,04 мІ

Площадь В. О.: 16,54 мІ

Площадь Г. О.: 12,63 мІ

Экипаж: 1 человек

Масса:

БРЭО: 858 кг

Пустого: 19700 кг

Нормальная взлётная: 30206 кг (100 % топлива)

Боевая: 25776 кг (52 % топлива)

Максимальная: 38000 кг

Нагрузка:

Нормальная: 1116 кг (6+2 УР)

Максимальная: 10370 кг

Топливо: 9367 кг

ПТБ: 7200 кг

Нагрузка на крыло:

при максимальной взлётной массе: 487 кг/мІ

при нормальной взлётной массе: 387 кг/мІ

боевая (6+2 УР, 52 % топлива): 330 кг/мІ

Процентный состав материалов в конструкции планера:

Алюминиевые сплавы: 16 %

титановые сплавы: 39 %

Композиты: 24 %

ЭПР: по данным различных источников, от 0,0001 до 0,3--0,4 мІ (подробнее см. ниже)

Двигатель

Тип двигателя: 2х ТРДДФ Pratt & Whitney F119-PW-100

Статическая форсированная тяга: 15876 кгс

Тяговооружённость:

боевая (6+2 УР, 52 % топлива): 1,23

при нормальной взлётной массе: 1,05

при максимальной взлётной массе: 0,83

Лётные характеристики

Максимальная скорость: 2570 км/ч (2,42 М)

Крейсерская скорость: 1890 км/ч (1,78 М)[58]

Дальность:

без ПТБ, нормальная: 1500 км

без ПТБ, 100% топлива внутри: 2300 км

100 % внутри + 2 ПТБ: 3330 км

100 % внутри + 4 ПТБ: 5700 км

на скорости 1,2 M: 1000 км

Боевой радиус: 750 км

Практический потолок: ~19812 м

Максимальная эксп. перегрузка: 9 G

Потребная длина ВПП: 1300 м

Обслуживание: 13 человеко-часов на час полёта (по другим данным 30)

Скорость крена: 3,49 рад/с (200°/сек)

Расчётный ресурс самолёта: 6000ч

Рабочее давление гидросистемы: 560 кг/смІ



2. Трехмерная графика

Трёхмерная графика -- это раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов.

Двумерная компьютерная графика - это совокупность средств и приемов для рисования изображений с помощью компьютера, в то время как ЗD-графика предназначена для имитации фотографирования или видеосъемки трехмерных образов объектов, которые должны быть предварительно подготовлены в памяти компьютера.

Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ. При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).

На сегодняшний день создано большое количество программ, позволяющих создавать и редактировать трёхмерные сцены и объекты. Среди наиболее популярных можно назвать такие как:

1.AutoCAD -- это двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения. Программа выпускается на 18 языках. Уровень локализации варьируется от полной адаптации до перевода только справочной документации. Русскоязычная версия локализована полностью, включая интерфейс командной строки и всю документацию, кроме руководства по программированию. Формат, с которым работает ПО - dwg. (См. Приложение 10).

2. 3ds Max -- это полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации. Содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа. Работает в операционных системах MicrosoftWindows. Формат, с которым работает ПО - dwf , dwg. (см. Приложение 11)

3. КОМПАС-3D - этосемейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации.Форматы, с которыми работает ПО - frw , cdw , m3d.(см. Приложение 12)

3D Max 9 разработан специально для операционной среды MS Windows и в полной мере использует все ее возможности и преимущества для предоставления пользователю максимального комфорта и удобства в работе.

Для создания проекта в курсовой работе было выбрано программное обеспечение 3DsMax 9 версия, так как наиболее широко применяемым средством при проектировании аппаратуры является пакет 3DsMax 9. Система 3DsMax 9 предназначена для выполнения учебных проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности. Данный пакет включает в себя средства, позволяющие пользователю создавать разного рода чертежи и описания к ним.

3. Этапы создания модели

1)Этап создания начался выбора программного обеспечения. Для этого был выбран 3DsMax 9, так как она является свободно распространяемой, легко доступен в сети интернет и легок в самостоятельном обучении.

2)Характеристики модели:

· Размах крыла: 13,56 м

· Длина самолёта: 18,90 м

· Высота самолёта: 5,09 м

· Площадь крыла: 78,04 мІ

· Площадь В. О.: 16,54 мІ

· Площадь Г. О.: 12,63 мІ

3)Части:

1. Основание (См. Приложение 1);

· Для построения детали сначала было введено координаты Х,Y.

· Был создан конус

2. Нос (См. Приложение 2);

· Был создан конус

· Редактирование детали

3. Воздухозаборник(См. Приложение 3);

· Был создан прямоугольник

· Редактирование детали

4. Турбина (См. Приложение 4);

· Создание цилиндра

· Редактирование детали

5. Кабина экипажа (См. Приложение 5);

· Был создан шар

· Редактирование детали

6. Крылья (См. Приложение 6);

· Был создан прямоугольник

· Редактирование прямоугольника

7. Киль(См. Приложение 7);

· Был создан прямоугольник

· Редактирование детали

8. Стабилизаторы(См. Приложение 8);

· Был создан прямоугольник

· Редактирование детали

9. Шасси(См. Приложение 9);

· Был создан Тор

· Созданы прямоугольники

· Редактирование деталей

4)Тестирование и отладка:

Проводилось тестирование:

1. На стационарном компьютере с операционной системой Linux и WindowsXP, оперативной памятью - 2 Гб.

2. На ноутбуке с операционной системой Windows 7, 8 оперативной памятью - 2 Гб.

В результате чего были разработаны рекомендации:

· Операционная система - WindowsXP и последующие версии.

· Оперативная память - минимум 512 МБ.

· Место на жестком диске для установки - минимум 200 МБ.

· Программное обеспечение - 3DsMax 9 и последующие версии.

4. Экономический расчет

1. Стоимость затраченной электрической энергии (Сэ/э)

При создании проекта использовался ПК, вследствие чего расходовалась электроэнергия. Время работы (t) на ПК - 20 часов. Мощность (Р) ПК - 0,6 кВт. Цена 1 кВт(Ч) - 3 руб. Стоимость электроэнергии равна:

Сэ/э= Р * t * Ч = 0,6 * 20* 3=36 руб.

2. Амортизация оборудования (Сам)

Для того чтобы посчитать амортизацию ПК нужно знать:

1. Стоимость ПК (Sпк);

Sпк = 20000 руб.

2. Амортизацию ПК (полный износ в течение 1 года):

Количество часов работы на ПК в день - (Ч); Ч = 5 часов

Количество дней работы на ПК - (Д); Д = 6 дня

Количество недель - (Н); Н = 3 недели

Количество месяцев - (М); М = 9 месяцев

Количество лет - (Л); Л = 3 лет

Подсчитываем количество часов работы на ПК в течении 6 лет (К):

К = Ч * Д * Н * М * Л = 5 *6 * 3 * 9 * 6 = 4860 часов

Чтобы найти амортизацию (А) ПК надо стоимость ПК разделить на количество часов работы в течение 6 лет:

А = Sпк / К = 20000/4860 = 4,11 руб./час

3. Находим амортизацию ПК во время работы над проектом, а именно создание 3D модели технического устройства:

Сам = А * t = 4,11* 20 = 82,2 руб.

3. Стоимость работы (Ср)

S 1 час -30 руб.

t - 20 часов

Ср = S 1 час * t = 30 * 20 = 600 руб.

4. Прочие расходы (С пр)

При создании проекта был использован интернет (Син).

Время работы в интернете (t) - 15 часов.

Стоимость интернета за час - 20 руб.

Син=15*20 руб. =300 руб.

Подсчитываем себестоимость проекта:

Сс/с = Сэ/э + Сам + Ср + Син=36 +82,2 +600+300=1018,2 руб.



Заключение

Работать в программе 3D Max 9, несмотря на все возникающие изначально проблемы, достаточно просто. Немаловажным показателем доступности программы является то, что освоение ее возможно практически за неделю.

Трехмерное моделирование в будущем будет иметь большое значение, так как информатизация общества это необратимый процесс в современном обществе и структура объектов становится сложнее.

Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в науке и промышленности, например в системах автоматизации проектных работ, архитектурной визуализации (сюда относится и так называемая «виртуальная археология»), в современных системах медицинской визуализации.

Самое широкое применение - во многих компьютерных играх.

Выводы:

* появление предмета начинается с создания модели.

* современные модели создаются в трехмерном графике.

* трехмерное моделирование имеет большой потенциал в будущем.

Практический опыт:

*опыт написания курсовой работ.

*создания трехмерных моделей.

* было изучено самостоятельно программное обеспечение 3D Max 9.

Список литературы

1. Г. Снук. 3D-ландшафты в реальном времени на C++ и DirectX 9. -- 2-е изд. -- М.: Кудиц-пресс, 2007. -- 368 с. -- ISBN 5-9579-0090-7

2.Дж. Ли, Б. Уэр. Трёхмерная графика и анимация. -- 2-е изд. -- М.: Вильямс, 2002. -- 640 с.

3.Д. Херн, М. П. Бейкер. Компьютерная графика и стандарт OpenGL. -- 3-е изд. -- М., 2005. -- 1168 с.

4.Иванов В. П.,Батраков А. С. Трёхмерная компьютерная графика / Под ред. Г. М. Полищука. -- М.: Радио и связь, 1995. -- 224 с. -- ISBN 5-256-01204-5

5. Коротков А. В., Кристальный Б. В., Курносов И. Н. Государственная политика Российской Федерации в области развития информационного общества. -- М.: ООО «Трейн», 2007. ISBN 978-5-903652-01-3. - 472 c.

10. Служба технической поддержки компании АСКОН [электронный ресурс] - http://support.ascon.ru/download/homeducation/items/?dl_id=523

11. Трехмерная графика [электронный ресурс] - http://traditio-ru.org/wiki/Трёхмерная_графика

12. ТТХ, Техническое описание, значение F-22 в операциях - wikipedia.org/wiki/Lockheed/Boeing_F-22_Raptor

13. Техническое устройство [электронный ресурс] - http://ru.wikipedia.org/wiki/%D3

14.Трёхмерная графика CADобзор [электронный ресурс] - http://cadobzor.ru/trjokhmernaja_grafika

15. 3D [электронный ресурс] - http://ru.wikipedia.org/wiki/3D



Приложение 1

Основание



Приложение 2

Нос



Приложение 3

Воздухозаборники



Приложение 4

Турбины



Приложение 5

Кабина экипажа



Приложение 6

Крылья



Приложение 7

Киль



Приложение 8

Стабилизаторы



Приложение 9

Шасси



Приложение 10



Приложение 11



Приложение 12



Приложение 13

Размещено на Allbest.ru

...