Тривимірна графіка.
Тема: Тривимірна графіка. Принципи тривимірної навігації
Мета: сформувати поняття Тривимірна графіка, ознайомити з принципи тривимірної навігації; розвивати логічне мислення, дослідницькі навички, інформаційну культуру учнів; виховувати уважність та відповідальність, бажання мати глибокі та якісні знання.
Очікувані результати заняття
Після цього заняття потрібно вміти:
Пояснювати призначення тривимірного моделювання об’єктів реального світу.
Знати основні принципи тривимірного моделювання.
Основні поняття тривимірної графіки
Для одержання тривимірного зображення на площині потрібні наступні кроки:
• Моделювання — створення тривимірної математичної моделі сцени і об'єктів в ній.
• Рендеринг (візуалізація) — побудова проекції відповідно до обраної фізичної моделі.
• Виведення отриманого зображення на пристрій виведення — дисплей або принтер.
Сцена — це віртуальний простір моделювання.
Поняття тривимірної графіки
Тривимірна графіка, або 3D-графіка, – це розділ комп’ютерної графіки, який вивчає методи та засоби створення зображень просторових об’єктів з використанням комп’ютерних програм.
Просторова модель об’єкта (тривимірна, або 3D-модель) призначена для того, щоб на екрані комп’ютера можна було розглядати деталі об’єкта з різних боків.
Тривимірне моделювання – процес створення 3D-моделей.
3D-зображення – плоскі зображення тривимірних об’єктів, створені на основі просторових моделей.
Особливості 3D-зображень:
забезпечена просторова перспектива, тіні, відблиски та інші світлові ефекти;
відтворено особливості поверхонь (шорсткість, нерівність, пухнастість тощо).
3D-анімація – анімоване 3D-зображення, створене з послідовності тривимірних зображень, у якому моделюється рух об’єктів або їхніх частин.
Сфери застосування тривимірного моделювання:
інженерне проєктування;
архітектура;
освіта та наука;
кінематографія та мультиплікація;
комп’ютерні ігри;
3D-друк та ін.
Класифікація програм тривимірної графіки:
За призначенням:
для перегляду 3D-моделей:
“3D-моделі” – стандартний додаток Windows 10;
Word та PowerPoint з пакета Microsoft Office версії 13 і наступних;
Веб-додаток Model-Viewer (https://modelviewer.dev).
для створення 3D-моделей (3D-редактори):
Blender;
Paint 3D;
3d Builder;
TinkerCAD (https://www.tinkercad.com);
ScetchUp (https://scetchup.com).
для візуалізації (рендерингу) 3D-об’єктів:
V-Ray;
RenderMan;
Sunflow.
За галузями застосування:
для інженерного проєктування:
Компас 3D;
AutoCAD;
nanoCAD free;
SolidWorks;
LEGO Digital Designer;
для створення архітектурних моделей:
SketchUp;
для проєктування меблів, інтер’єру:
PRO100;
Sweet Home 3D;
для кінематографії, мультиплікації:
Cinema 4D;
Autodesk Maya;
Houdini;
для розробки комп’ютерних ігор:
Unity;
універсальні 3D-редактори:
3DStudio MAX;
MODO;
Blender.
Принципи тривимірного моделювання
3D-модель будується з тривимірних примітивів – об’ємних і плоских геометричних тіл, які отримали узагальнену назву меш (сітка). Кожен тривимірний примітив – елемент мешу – може бути описаний математично.
Основні тривимірні елементи:
Плоскі – квадрат і коло
Об’ємні – куб, сфера, циліндр, конус, тор
Поверхня 3D-моделі об’єкта розділяється на невеликі плоскі ділянки – грані, що мають форму багатокутника (переважно трикутники та чотирикутники). Грань обмежена відрізками – ребрами. Кожне ребро має дві вершини.
Перетворення, що можуть виконуватись над елементами 3D-моделі:
переміщення всього об’єкта або окремих вершин, ребер, граней;
поворот;
масштабування (змінення розмірів) та ін.
Основні властивості 3D-моделей:
кількість вершин, ребер і граней, їх розташування на поверхні моделі;
види матеріалів, які покривають поверхню.
Відео-урок
Програмні засоби 3D графіки та моделювання
Умови завершення
Переглянути
https://app.sketchup.com/app?hl=ru
SketchUp (8 версія http://www.oldversion.com/windows/download/google-sketchup-8-0-0-0) + файл бібліотеки https://extensions.sketchup.com/ru/content/sketchup-stl потрібно скачати і розмістити у каталозі C:\Program Files\Google\Google SketchUp 8\Plugins. Після цього в меню SketchUp Tools з’явиться пункт Export to stl.
Створення першого зображення в 3-D редакторі Blender. Посилання на програму - https://www.blender.org/download/
https://youtu.be/MM-Iq1VT7Vk?list=PLWvx5Vcxweu4e9-tUjuhlv1F7TXet_8eU
3D-графіка