1 of 50

Тривимірна графіка. Класифікація програм для роботи з тривимірною графікою

За навчальною програмою 2017 року

Урок 10

Інформатика 9

teach-inf.com.ua

за підручником

Бондаренко О.О. та ін.

2 of 50

Повторюємо

Раніше ви ознайомилися з основами графіки:

растрової

векторної

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

3 of 50

Повторюємо

Ви знаєте, що в растровій графіці числами кодуються кольори пікселів — найменших крапок, з яких складається зображення.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

4 of 50

Повторюємо

Векторне зображення складається з ліній, і саме їхні математичні властивості слід закодувати числами, щоб його створити і зберегти.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

5 of 50

Повторюємо

Ви створювали за допомогою растрового і векторного графічних редакторів різноманітні малюнки і знаєте, що зображення обох видів бувають багатошаровими.

Ви знаєте, що файли формату GIF можуть містити рухоме зображення — анімацію.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

6 of 50

Повторюємо

Як ви могли помітити, в інтернеті, мультфільмах, рекламі трапляються об'ємні зображення, які можна оглянути з різних боків, а їхня поверхня нагадує справжні матеріали (деревину, пластик, скло тощо). Такі зображення дуже складно створити за допомогою згаданих графічних редакторів.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

7 of 50

Запитання

  1. Які види комп’ютерної графіки ви вже вивчали?
  1. Які особливості має растрова графіка?
  1. Чим відрізняється векторна графіка від растрової?
  1. Які програми призначені для опрацювання зображень? Які з них ви вивчали?
  1. Які зображення складно створити за допомогою растрового та векторного графічних редакторів?

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

8 of 50

Основні поняття тривимірної графіки

Сучасні комп’ютери дозволяють моделювати просторові об’єкти. Пригадаємо:

рекламні відеоматеріали

спецефекти

комп’ютерні ігри

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

9 of 50

Тривимірна графіка

З такими видами комп’ютерної графіки, як растрова та векторна, ви вже ознайомилися. Векторні та растрові зображення є двовимірними, тобто пласкими. Ще одним видом є тривимірна графіка.

Тривимірна графіка

(ЗD-графіка)  — розділ комп’ютерної графіки, який присвячено методам створення зображень або відео шляхом моделювання об’ємних об’єктів у тривимірному просторі.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

10 of 50

Тривимірна графіка

Існує багато програм для роботи з тривимірною графікою, що відрізняються одна від одної призначенням та можливостями. Умовно їх можна поділити на три групи.

  • Художнє моделювання
  • Технічне моделювання
  • Спеціалізовані програми

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

11 of 50

Тривимірна графіка

Художнє моделювання

Розробка реалістичних та фантастичних зображень і відеоматеріалів; дозволяють довільно змінювати форму об'єктів, добирати матеріали та змінювати їхні властивості (колір, текстуру, прозорість тощо), керувати рухами об'єктів та їх частин при розробці анімації

Blender

Autodesk Maya

Autodesk 3ds Max

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

12 of 50

Тривимірна графіка

Технічне моделювання

Розробка деталей з точним дотриманням розмірів, що є принциповим при підготовці конструкторської документації

AutoCAD

FreeCAD

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

13 of 50

Тривимірна графіка

Спеціалізовані програми

Sweet

Home 3D

моделювання розміщення меблів, дверей, вікон у кімнаті та будинку

RenderGold

підготовка декоративних елементів: малюнки для кнопок на сайті, рамки для фотографій, візерунки для тла вітальної листівки

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

14 of 50

Тривимірна графіка

Щоб закодувати інформацію про форму просторового об’єкта, його поверхню потрібно уявно розбити на плоскі грані-многокутники (1) та зберегти дані про ці многокутники: координати ребер (2) і вершин (3), колір тощо.

Це дає можливість обертати зображення на екрані, розглядати його з різних боків, моделювати освітлення тощо.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

15 of 50

Тривимірна графіка

Процес створення тривимірного зображення включає такі етапів:

етап 1 — моделювання, під час якого створюються всі елементи, уточнюється їхня форма та взаємне розміщення;

етап 2 — надання об’єктам кольору та текстур, налаштування освітлення;

етап 3 — налаштування анімації у випадку розробки відеоматеріалу;

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

16 of 50

Тривимірна графіка

етап 4 — вимальовування (рендеринг) зображення чи відеоматеріалу — так на основі моделі з урахуванням властивостей матеріалів і джерел світла формується кінцеве зображення.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

17 of 50

Застосування тривимірних моделей

Тривимірне моделювання — процес створення ЗD-моделі об’єкта, що є його візуальним об’ємним образом.

Тривимірна модель — візуальний об’ємний прообраз певного об’єкта.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

18 of 50

Застосування тривимірних моделей

Змоделювати та змусити рухатися на екрані можна різні об’єкти, особливо ця технологія сподобалась художникам, дизайнерам і розробникам мультфільмів та ін.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

19 of 50

Застосування тривимірних моделей

Давайте поміркуємо і наведемо приклади застосування тривимірних моделей.

Перший український ЗD-анімаційний фільм «Микита Кожум’яка» вийшов у 2016 році. Фільм режисера Манука Депояпа було знято за мотивами однойменної казки письменника Антона Сіяніки. Над його виробництвом протягом двох років працювали декілька сотень людей. Пізніше з’явилися фільми «Викрадена принцеса: Руслан і Людмила» (2018), «Клара та чарівний дракон» (2019) та ін.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

20 of 50

Застосування тривимірних моделей

Технологія доповнена реальність додає штучні об’єкти до зображення на екрані, яке дає камера. Завдяки їй можна, навівши камеру на сторінку сучасного підручника біології, дослідити на екрані інтерактивну тривимірну модель, наприклад, кровоносної системи людини.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

21 of 50

Застосування тривимірних моделей

Тривимірне моделювання та анімація стали потужним помічником творців сучасного кіно. Відеоспецефекти застосовують не тільки для створення вражаючих або неможливих епізодів, а й для моделювання цілком буденних речей, наприклад, умеблювання кімнати.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

22 of 50

Застосування тривимірних моделей

Над спецефектами для фільму канадського режисера Джеймса Кемерона «Титанік» (1997 рік) працювало 17 студій. У побудованій моделі корабля не було носової частини, тому в епізодах використано її тривимірну модель. У багатьох кадрах ми бачимо змодельовану воду і меблі; під час зіткнення у воду «падають» тривимірні моделі шматків льоду. У 2012 році вийшла у світовий прокат ЗD-версія фільму.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

23 of 50

Застосування тривимірних моделей

Технологію, що називається хромакей (від англ. chroma key — колірний ключ), часто застосовують під час фото- чи відеозйомки, на телебаченні тощо. При цьому акторів знімають на однотонному тлі, здебільшого зеленому чи синьому, а потім замінюють тло на відео змодельованою сценою.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

24 of 50

Тривимірний друк

Застосування тривимірних моделей не обмежується «віртуальним світом». Протягом останніх десятиліть розвиваються адитивні технології (від англ. add — додавати), які полягають у створенні об’єктів поступовим додаванням матеріалу під керуванням комп’ютера.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

25 of 50

Тривимірний друк

Пристрій, який за тривимірною комп’ютерною моделлю виготовляє з певного матеріалу реальний об’єкт, називають тривимірним принтером, а сам процес виготовлення — тривимірним друком.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

26 of 50

Тривимірний друк

З поширенням комп’ютерів адитивні технології надзвичайно розвинулись. Нині можливий тривимірний друк із найрізноманітніших матеріалів: різних сортів пластику, металів (зокрема й дорогоцінних), шоколаду тощо. Будівельні принтери дозволяють зі спеціальної суміші «друкувати» цілі будинки.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

27 of 50

Тривимірний друк

Влітку 2021 року в Амстердамі встановлено перший у світі сталевий міст, виготовлений методом тривимірного друку. Мосту дали назву Стофбруг (нідерл. Stoofbrug — тушкований міст).

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

28 of 50

Тривимірний друк

Попри спільну назву, для тривимірного друку з різних матеріалів застосовуються різні фізичні та хімічні процеси.

Набули поширення тривимірні принтери, в яких поступово розплавляється тонкий пластиковий шнур і шар за шаром формується предмет. В інших випадках застосовується порошкоподібний або рідкий матеріал, який швидко полімеризується внаслідок опромінення лазером тощо.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

29 of 50

Тривимірний друк

Від 2005 року триває розробка тривимірного принтера з відкритим кодом RepRap (англ. Replicating Rapid Prototyper). Однією з цілей проекту є можливість «самокопіювання» пристрою, тобто придатність для виготовлення всіх деталей, необхідних для виготовлення такого ж пристрою.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

30 of 50

Тривимірний друк

Технологію тривимірного друку одним із перших описав у своєму оповіданні 1945 року «Речі минають» (англ. Things Pass By) американський письменник-фантаст Маррі Лайнстер.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

31 of 50

Програма Sweet Home 3D

Програма Sweet Home 3D, поширювана за ліцензією GNU GPL, призначена для моделювання інтер’єру. Її, а також файл українського перекладу, можна завантажити з офіційного сайту:

sweethome3d.com

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

32 of 50

Програма Sweet Home 3D

Головне вікно програми Sweet Home 3D.

Каталог предметів

План

Перелік вибраних предметів

Просто-ровий вигляд

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

33 of 50

Програма Sweet Home 3D

Щоб змінити розміри ділянок, достатньо перетягнути їхні внутрішні межі.

У каталозі предметів зібрано елементи, які можна використати для побудови плану.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

34 of 50

Програма Sweet Home 3D

Потрібний елемент треба перетягти на план.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

35 of 50

Програма Sweet Home 3D

Одночасно з цим у переліку вибраних предметів з’явиться опис доданого елемента.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

36 of 50

Програма Sweet Home 3D

А на просторовому вигляді з’явиться зображення.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

37 of 50

Програма Sweet Home 3D

Для навігації в межах плану застосовують смуги прокручування, режим перетягування плану, який вмикається кнопкою Перетягування плану на панелі інструментів.

Щоб побачити частину плану, його треба перетяти мишею.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

38 of 50

Програма Sweet Home 3D

Щоб активувати режим вибору об’єктів, клацнути кнопку Вибирання об’єктів на плані.

Збільшення масштабу зображення плану

Зменшення масштабу зображення плану

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

39 of 50

Програма Sweet Home 3D

Для здійснення навігації у вікні тривимірного вигляду потрібно:

  1. обернути сцену відносно двох осей, пересуваючи мишу, утримуючи натиснутою ліву або праву кнопку;
  1. змінити масштаб зображення, обертаючи коліщатко миш

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

40 of 50

Програма Sweet Home 3D

Точніше керувати обертанням відносно осей дозволяють навігаційні стрілки, розташовані в лівому верхньому куті просторового вигляду.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

41 of 50

Програма Sweet Home 3D

Найважливіші властивості доданих на план предметів:

Геометричні розміри

Підняття над підлогою

Кут повороту

Змінюють, перетягуючи маркери біля кутів прямокутника, що зображує предмет.

Довжина і ширина

Висота

Поворот

Підйом

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

42 of 50

Програма Sweet Home 3D

Щоб вилучити зайвий предмет, його слід вибрати на плані й натиснути клавішу Delete.

Щоб зберегти розроблений план, вибирають команду меню Файл Записати як. Результатом буде файл із розширенням sh3d.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

43 of 50

Програма Sweet Home 3D

Створити модель житлової кімнати розмірами 3x4,5 м.

  1. Вибираємо інструмент Створення стін і будуємо за його допомогою на плані прямокутник, контролюючи розміри за підказками, що з’являються біля вказівника миші. Побудову останньої сторони прямокутника завершуємо подвійним клацанням миші.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

44 of 50

Програма Sweet Home 3D

  1. У каталозі предметів розгортаємо розділ Двері і вікна. Відшукавши у списку Двері вхідні, перетягуємо цей елемент списку на зображення на плані тієї стіни, де мають бути двері. Після відпускання кнопки миші на ділянках плану і просторового вигляду з’являться зображення дверей.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

45 of 50

Програма Sweet Home 3D

  1. У каталозі предметів розгортаємо розділ Жила кімната. Послідовно додаємо, перетягуючи на план, стіл, диван, інші меблі.

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

46 of 50

Питання для самоперевірки

  1. Порівняйте тривимірну, растрову та векторну графіку.
  1. Як кодують інформацію про форму просторового об’єкта?
  1. Які бувають програми для тривимірної графіки за призначенням?
  1. Що таке «адитивні технології»?
  1. Як працює тривимірний принтер?

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

47 of 50

Розгадайте ребус

Моделювання

«Ребуси українською» © rebus1.com

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

48 of 50

Домашнє завдання

Проаналізувати

§ 8, с. 45-51

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

49 of 50

Працюємо за комп’ютером

Сторінка

51

© Вивчаємо інформатику teach-inf.com.ua

Розділ 2

§ 8

50 of 50

Дякую за увагу!

За навчальною програмою 2017 року

Урок 10

Інформатика 9

teach-inf.com.ua

за підручником

Бондаренко О.О. та ін.