1 of 27

Класифікація програм для роботи з тривимірною графікою

За навчальною програмою 2017 року

Урок 60

Інформатика 9

teach-inf.com.ua

за підручником

Морзе Н.В. та ін.

2 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Для того щоб отримати 3D-зображення об’єкта, необхідно виконати такі кроки:

1. Моделювання — побудова математичної 3D-моделі загальної сцени та її об’єктів.

Моделювання передбачає створення віртуального простору й об’єктів усередині нього, включає створення різних геометрій, матеріалів, джерел світла, віртуальних камер, додаткових спецефектів.

Розділ 5

§ 19

3 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

На комп’ютері створюється модель, що точно передає форму об’єкта, який потрібно представити. Це може бути будь-який предмет, тварина або людина. Загалом — усе, що нас оточує. Існує кілька видів тривимірного моделювання, кожний з яких має свої особливості та принципи.

Завданням тривимірного моделювання — описати ці об’єкти й розмістити їх у сцені за допомогою геометричних перетворень відповідно до вимог до майбутнього зображення.

Розділ 5

§ 19

4 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Використовують такі прийоми:

вичавлювання;

модифікатори;

полігональне моделювання;

обертання.

Розділ 5

§ 19

5 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Сцена (віртуальний простір моделювання) включає в себе кілька категорій об’єктів:

геометрія (побудована за допомогою різних технік модель, наприклад, будівля);

матеріали (інформація про візуальні властивості моделі, наприклад, колір стін і здатність вікон відбивати чи заломлювати світло);

Розділ 5

§ 19

6 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Продовження...

джерела світла (налаштування напрямків, потужності, спектра освітлення);

віртуальні камери (вибір точки та кута побудови проєкції);

сили та дії (налаштування динамічних спотворень об’єктів, застосовується в основному в анімації);

додаткові ефекти (об’єкти, що імітують атмосферні явища: світло в тумані, хмари, полум’я тощо).

Розділ 5

§ 19

7 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Існує кілька способів 3D-моделювання, які використовує 3D-редактор:

Вони можуть застосовуватися як окремо, так і комплексно.

полігональне

сплайнове

NURBS-моделювання

Розділ 5

§ 19

8 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Полігональне моделювання — це вид 3D-моделювання, яке передбачає побудову зображень за місцезнаходженням точки (за її координатами по осях X, Y, Z). Якщо три точки координат задати як вершини та з’єднати їх ребрами, то вийде трикутник, який у 3D-моделюванні називають полігоном.

Полігон — трикутник, що задається координатами трьох точок у тривимірному просторі.

Розділ 5

§ 19

9 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Полігон є базовим геометричним примітивом у 3D-графіці. У більш широкому сенсі слова полігон — довільний плоский багатокутник, але в 3D-графіці це поняття звужують до трикутника, тобто до найбільш простої фігури, яка найлегше піддається розрахункам (за трьома точками задається площина).

Розділ 5

§ 19

10 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Кожний полігон може мати власну текстуру й колір, а об’єднавши кілька полігонів, можна отримати модель будь-якого об’єкта. Сполучені між собою полігони утворюють полігональну сітку, або полігональний об’єкт.

Незважаючи на те, що полігональне моделювання використовується досить часто, особливо у створенні тривимірних комп’ютерних ігор реального часу, останнім часом спостерігається перехід від моделювання полігонів до роботи зі сплайнами (моделювання сплайна).

Розділ 5

§ 19

11 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Лінії сплайнів задаються тривимірним набором контрольних точок у просторі, які й визначають гладкість кривої. Усі сплайни зводяться до каркаса сплайна, на основі якого вже буде створюватися тривимірна геометрична поверхня.

Моделювання сплайна — це вид 3D-моделювання, за якого модель створюється за допомогою сплайнів (від англ. spline — гнучке лекало, у 3D — це тривимірна крива).

Розділ 5

§ 19

12 of 27

Як створюється тривимірне зображення?

Крім того, у моделюванні сплайна використовують примітиви сплайнів (параметричні об’єкти для моделювання об’єкта). Базовими сплайнів примітивами є:

1) лінія (Line);

2) дуга (Arc);

3) спіраль (Helix);

4) коло (Circle);

5) кільце (Donut);

6) еліпс (Ellipse);

7) прямокутник (Rectangle);

8) багатокутник (NGon);

9) багатокутник у вигляді зірки (Star).

Розділ 5

§ 19

13 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Для того щоб 3D-зображення мало реалістичний вигляд, використовують кілька прийомів.

Згладжування. Щоб краї моделі мали згладжений вигляд, необхідно, щоб полігони були малого розміру, а поверхня об’єкта складалася з маленьких площин.

Розділ 5

§ 19

14 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Продовження…

Текстурування являє собою накладення на поверхню створеної тривимірної моделі реєстрового або векторного зображення, що дає змогу відобразити властивості й матеріал об’єкта.

Розділ 5

§ 19

15 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Текстура — плоске зображення, натягується на полігон або кілька полігонів. Процес заповнення полігону текстурою іноді називають обгортанням. Тексель — точка на поверхні текстури. З таких точок складається все зображення текстури. Піксель (елемент зображення) — одиночка точка, яка відображається на моніторі в конкретному місці.

Цікаво

Розділ 5

§ 19

16 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Продовження…

Налаштування освітлення.

Освітлення — створення, установка напрямки та налаштування джерел освітлення в створеній сцені. Один з найскладніших етапів у створенні 3D-моделі.

Розділ 5

§ 19

17 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Адже саме від вибору тону світла, рівня яскравості, різкості та глибини тіней залежить реалістичність сприйняття зображення. Крім того, необхідно вибрати місце спостереження за об’єктом. Це може бути вид з висоти пташиного польоту або масштабування простору з досягненням ефекту присутності в ньому — завдяки вибору погляду на об’єкт із висоти людського зросту.

Розділ 5

§ 19

18 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Продовження…

Створення анімації (рухомих об’єктів).

Моделі завжди розміщені на сцені та необхідні для виконання певної дії: переміщення, руйнування або передачі будь-якого іншого ефекту.

Розділ 5

§ 19

19 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Для розташування об’єктів на сцені та їх анімації може використовуватися та само програма, яка застосовувалася і для моделювання, але іноді розробники звертаються до іншої програми.

Анімації теж бувають різними, наприклад, зараз особливо популярне захоплення руху (коли програма зчитує руху людини і передає їх на тривимірну фігуру).

Розділ 5

§ 19

20 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Анімація передбачає створення рухомих об’єктів, а точніше імітації руху моделі. Сучасні 3D-редактори містять безліч інструментів для створення інструментів, існують і спеціалізовані програмні продукти для створення анімації з інструментами для побудова тривимірних моделей.

Розділ 5

§ 19

21 of 27

Які прийоми дають змогу зробити 3D-зображення реалістичним?

Повноцінну появу 3D-елементів на екрані світ побачив у короткометражному фільмі «A Computer Animated Hand», що вийшов на екрани в 1972 р. Одним із перших фільмів, у якому глядач міг побачити анімацію людського обличчя, вважається «Futureworld», що вийшов у 1976 р.

Цікаво

Розділ 5

§ 19

22 of 27

Які програми використовують�для роботи з 3D-графікою?

Для створення комп’ютерної графіки та 3D-моделей використовується велика кількість різноманітних редакторів і цілих комплексів.

Їх умовно можна згрупувати у чотири категорії:

універсальні 3D-редактори, які, як правило, підтримують усі методи створення 3D-зображень:

Cinema 4D

3Ds Max

Maya

Blender

Розділ 5

§ 19

23 of 27

Які програми використовують�для роботи з 3D-графікою?

Продовження…

вузькоспеціалізовані редактори, які використовують для конкретних завдань:

анімація рідин

створення текстур

сторення Lego моделей

RealFlow

Mari

Lego Digital Designer

Розділ 5

§ 19

24 of 27

Які програми використовують�для роботи з 3D-графікою?

Продовження…

програми для створення цифрової скульптури й текстурного фарбування 3D-моделей (Autodesk Mudbox);

програми для створення 3D-ігор:

Unreal Engine 4

Unity 5

Розділ 5

§ 19

25 of 27

Які програми використовують�для роботи з 3D-графікою?

Найбільш поширеними програмними продуктами для 3D-моделювання є:

Autodesk 3D max

Pixologic Zbrush

Blender

Розділ 5

§ 19

26 of 27

Домашнє завдання

Проаналізувати

§ 19, с. 203-209

Розділ 5

§ 19

27 of 27

Дякую за увагу!

За навчальною програмою 2017 року

Урок 60

Інформатика 9

teach-inf.com.ua

за підручником

Морзе Н.В. та ін.