Урок 17(стар.59.) Додавання тривимірних примітивів

Привіт, дорогі учні! Сьогодні ми розглянемо тему "Додавання тривимірних примітивів" в комп'ютерній графіці. 

Це важлива тема, яка дозволить вам створювати складні 3D-моделі, використовуючи математичні принципи та алгоритми.

Додавання тривимірних примітивів - це процес створення 3D-моделей, який включає в себе створення геометричних форм, таких як куби, кулі, конуси та циліндри, з використанням комп'ютерних алгоритмів. Для того щоб зрозуміти як це працює, вам необхідно знати кілька важливих понять.

Перше поняття - це вершини, ребра та поверхні. 

Вершина - це точка у тривимірному просторі, яка визначає кут або розмір моделі. 

Ребро - це лінія, яка з'єднує дві вершини, визначаючи краї форми. 

Поверхня - це площина або поверхня, яка утворює зовнішню оболонку моделі.

Друге важливе поняття - це координати. 

Координати використовуються для визначення положення вершин в тривимірному просторі. Зазвичай використовуються декартові координати, де кожна точка в тривимірному просторі має три координати - X, Y та Z. Координати вказуються відносно вісей X, Y та Z, що дозволяє вам точно розташовувати вершини у 3D-просторі.

Третє важливе поняття - це алгоритми додавання примітивів. 

Алгоритми - це послідовність кроків, які дозволяють комп'ютеру створювати 3D-моделі. Для додавання примітивів використовуються різні алгоритми, такі як алгоритм протягування, алгоритм нарощування та алгоритм розподілення.

Алгоритм протягування використовується для створення примітивів шляхом послідовного додавання вершин та ребер до вже існуючої 3D-моделі. Наприклад, для створення куба можна спочатку додати вершину в одному куті куба, потім послідовно додати ребра та вершини для розширення куба до бажаного розміру.

Алгоритм нарощування дозволяє створювати 3D-моделі шляхом додавання нових вершин до вже існуючих вершин, використовуючи вектори та відстані між вершинами. Цей алгоритм забезпечує більш ефективне додавання нових елементів до моделі, зменшуючи кількість обчислень.

Алгоритм розподілення використовується для створення 3D-моделі шляхом розподілення поверхонь на більші кількості менших трикутних поверхонь. Це дозволяє створювати деталізовані моделі зі складними формами, такими як органічні об'єкти або деталі механізмів.

Крім того, для створення 3D-моделей також використовуються математичні формули, такі як формули для визначення розташування вершин, ребер та поверхонь, формули для визначення освітлення та текстури моделі, а також матриці трансформацій для зміни розташування, масштабування та обертання моделі в 3D-просторі.

Таким чином, додавання тривимірних примітивів в 3D-моделі вимагає знання понять вершин, ребер, поверхонь, координат та використання різних алгоритмів та математичних формул. 

Це використовується, наприклад, для створення гладких поверхонь на 3D-моделях. Алгоритм розподілення дозволяє деталізувати модель, додавати текстури, кольори та інші атрибути, що роблять 3D-модель більш реалістичною.

У процесі додавання тривимірних примітивів також важливо враховувати освітлення та тіні, що додають реалістичності моделі. Освітлення може бути відображенням джерел світла в 3D-сцені, таких як сонце або лампи. Тіні додають об'ємності та глибини моделі, роблять її більш реалістичною та деталізованою.

Після створення 3D-моделі з використанням додавання тривимірних примітивів, її можна використовувати в різних застосунках, таких як комп'ютерні ігри, віртуальна реальність, анімація, візуалізація даних, дизайн продуктів та багато іншого.

Узагалі, додавання тривимірних примітивів є важливим етапом в створенні 3D-графіки та комп'ютерної графіки загалом. Воно вимагає розуміння математичних концепцій, алгоритмів та технік, що дозволяють створювати складні 3D-моделі з різноманітними формами та атрибутами.

У підручнику Інформатика авт. Ривкінд 2022., ст.53, п. 2.2

Додатково

Додаткові посилання:

1.Додавання тривимірних примітивів на сайті dystosvita.org.ua  

2.Додавання тривимірних примітивів. Переміщення, масштабування, обертання об’єктів. Групування, вирівнювання, копіювання та клонування об’єктів. Презентація та відеоуроки у Блендер