Исследование сайтов по вопросам обучения 3D моделирования

БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ  СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

на тему: Исследование сайтов по вопросам

 обучения 3D моделирования

 

 

 

 

 

 Выполнила: студент группы Э-061

     Козлов А.  А.

     Проверила:

     Кубышкина А. В.

 

      Оценка:___________________

 

 

Брянск 2013

Содержание

Введение

1. Общие сведения о 3D моделировании

1.1Популярные программы  для работы в среде 3D моделирования:

 

2.2Рейтинг сайтов по вопросам обучения 3D моделированию

 

1. Таблица рейтинга сайтов

 

2.2Описание лучших сайтов

 

3.Технологии будущего 3D

Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Стремительное развитие технологий в последнее десятилетие привело  к такому же быстрому росту в области  компьютерной техники и программного обеспечения. Еще совсем недавно  незначительный по сегодняшним меркам эпизод из фильма, созданный при  помощи спецэффектов, вызывал бурю восторга и обсуждений. Сегодня спецэффектами  в кино и на телевидении никого не удивишь. Они стали обыденным  явлением благодаря массовому распространению  программ создания компьютерной графики  и, в частности, трехмерного моделирования. Программы трехмерной графики - самые  интересные по своим возможностям и  сложные по освоению приложения.

Одно из лидирующих мест среди таких программ занимает 3ds Max. В силу своих уникальных возможностей и доступности в освоении эта программа сегодня имеет наибольшее количество поклонников, как среди любителей, так и среди профессионалов. Пожалуй, осталось очень мало сфер деятельности человека, связанных с трехмерной графикой, в которых не используется 3ds Max. Ее активно применяют для создания игр и фильмов, в архитектуре и строительстве, в медицине и физике, а также во многих других областях.

Трехмерная графика уже  настолько прочно вошла в нашу жизнь, что мы, сталкиваясь с ней, порой даже не замечаем ее. Разглядывая  интерьер комнаты на огромном рекламном щите, янтарный блеск льющегося пива в рекламном ролике, наблюдая, как взрывается самолет в остросюжетном боевике, многие не догадываются, что перед ними не реальные съемки, а результат работы мастера трехмерной графики. Область применения трехмерной графики необычайно широка: от рекламы и киноиндустрии до дизайна интерьера и производства компьютерных игр.

При создании рекламы трехмерная графика помогает представить продвигаемый товар в наиболее выгодном свете, например, с ее помощью можно создать  иллюзию идеально белых рубашек, кристально чистой минеральной воды, аппетитно разломленного шоколадного  батончика, хорошо пенящегося моющего  средства и т.д. В реальной жизни  рекламируемый объект может иметь  какие-нибудь недостатки, которые легко  скрыть, используя в рекламе трехмерных "двойников". Вы наверняка замечали, что после применения моющего  средства посуда блестит гораздо более тускло, чем в рекламе, а волосы после использования шампуня не выглядят так красиво, как на экране телевизора. Причина этого проста: слишком чистая посуда - всего лишь просчитанное компьютером изображение, такие тарелки в реальности не существуют.

Использование компьютерных технологий при проектировании и  разработке дизайна интерьера помогает увидеть конечный вариант задолго  до того, как обстановка будет воссоздана. Трехмерная графика позволяет создавать  трехмерные макеты различных объектов (кресел, диванов, стульев и т.д.), повторяя их геометрическую форму и  имитируя материал, из которого они  созданы. Чтобы получить полное представление  об определенном объекте, необходимо осмотреть  его со всех сторон, с разных точек, при различном освещении. Трехмерная графика позволяет создать демонстрационный ролик, в котором будет запечатлена  виртуальная прогулка по этажам будущего коттеджа, который только начинает строиться. Что же касается киноиндустрии, то в этой отрасли компьютерная графика  сегодня незаменима. Трудно поверить в то, что для одного из первых фильмов серии "Звездные войны" сцену падающего водопада создавали  при помощи обыкновенной соли. Сегодня  для создания подобных сцен не обязательно  заказывать килограммы соли. При помощи редактора трехмерной графики можно  без труда смоделировать любой  водопад, который зритель не отличит  от настоящего.

Актуальность выбранной темы обусловлена практически повсеместным использованием трехмерной графики в различных отраслях и сферах деятельности, знание которой становится все более необходимым для полноценного развития личности.

Объектом моей курсовой работы являются сайты, несущие информацию обо всех элементах 3D моделирования, так же предоставляющие обучающие материалы.

Цель моей курсовой работы: является, изучить как можно больше сайтов и выбрать наилучшие с целью поиска в них актуальной и полезной информации для обучения и полноценной работы в 3D редакторах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения о 3D моделировании

Каждая технология, которая  сегодня существует в нашем мире проходит определенные этапы развития, и все технологии начинаются с  какой-то идеи, задумки, которую постепенно реализовывают и развивают. И, конечно  же, каждая технология имеет свою историю, мы же расскажем историю 3D мира, без которого уже сложно представить нашу современную жизнь.

Еще в древние века художники  хотели придать объем своим картинам, но за неимением знаний и технологий, реализовать эту идею смогли не так  скоро. Со временем художники научились  придавать объектам в своих картинах объем с помощью теней и  бликов, но полностью передать 3д  изображение они не могли, поэтому  довольствовались ограниченными возможностями 2D мира с использованием теней. Это было связано с тем, что 2D мир обладал только двумя «измерениями»: высота и ширина, в свою очередь как 3D мир обладал тремя «измерениями»: высота, ширина и глубина, что дает практически безграничные возможности.

Так продолжалось довольно долго, пока в 60х годах прошлого века не начались осуществляться первые попытки  к воплощению в жизнь идеи 3D-изображения. К сожалению, тогда все они закончились провалом, потому что не существовало технологий позволяющих осуществить задумки. Это стало возможным в 70х годах, когда два ученых из университета Юты, Иван Сазерленд и Дэвид Эванс, создали программу, которая могла работать с простыми геометрическими фигурами в 3D. Позже, с ней стали работать студенты этого университета, которые заметили в ней огромный потенциал и стали его развивать. Первое время, работа с 3D-графикой была доступна только специалистам, и узкому кругу людей, потому что персональные компьютеры не были доступны обычным гражданам, но в 90х годах все кардинально поменялось.

Тогда компьютеры стали более  доступны и стали выпускаться  в крупных масштабах, что позволило  использовать программы для работы с 3D и обычным пользователям. Они могли создавать свои небольшие 3D миры, а также по мере возможности вносить новшества в эту технологию. С того момента прошло не так много времени, но за это время технология шагнула далеко вперед, если вначале программа могла работать только с простыми фигурами, то позже специалисты смогли приблизиться к моделированию более сложных объектов, а также живых существ, в том числе и человека. А каждый виток развития требует нового подхода и новых знаний.

Так с возможностью моделирования  сложных объектов в 3D появилась необходимость в знаниях о свете и его свойствах, что позволило работать с визуализацией объектов и доведения их до реалистичного восприятия. Все эти новшества можно проследить во многих отраслях нашей жизни: кино, звук, игры, моделирование, проектирование и т.д. В каждой из этих отраслей с развитие 3D можно проследить улучшение качества и параметров. Также это требует от специалистов более совершенных программ для работы с 3D-графикой, можно сказать, что это замкнутый круг развития технологии и истории 3D. И на сегодняшний день порой сложно отличить обычную фотографию от изображения, сделанного в компьютерной программе.

Следует заметить, что 3D сегодня позволяет не только развлекать нас своими спецэффектами в фильмах и играх, но и помогает избежать различных ошибок и аварий. Ведь намного дешевле и предусмотрительней провести все испытания над объектом в 3D программе, и исправить в конструкции все возможные ошибки, чем после создания этого объекта, а то и вовсе убирать последствия ошибок.

Как видим 3D начало возникать из небольшой идеи, а вырос в глобальную технологию, без которой сложно представить нашу сегодняшнюю жизнь.

1.1Популярные программы для работы в среде 3D моделирования:

3D Max

3D Max располагает обширными средствами по созданию разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей реальных или фантастических объектов окружающего мира с использованием разнообразных техник и механизмов, включающих следующие:

- полигональное моделирование в которое входят Editable mesh (редактируемая поверхность) и Editable poly (редактируемый полигон) - этот метод самый распространенный метод моделирования, используется для создания сложных моделей и моделей для игр;

- моделирование на основе неоднородных рациональных B-сплайнов (NURBS) -в 3D Max этот метод моделирования не очень хорошо реализован, и довольно таки неудобен ;

- моделирование на основе порций поверхностей Безье (Editable patch) -подходит для моделирования тел вращения;

- моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов.

 

 

КОМПАС-3D

Компас-3D, как, несомненно, эталонная  система трехмерного моделирования  твердых тел, давно известна в  странах Восточной Европы. Благодаря  крайне обширной внутренней базе параметрических  типовых библиотек, содержащей большинство  типовых моделей для проектирования деталей машин, механизмов, архитектурных  деталей и форм, а также развитому  гибкому инструментарию для работы с этой базой - Компас-3D является практически  незаменимым помощником любого профессионала  решающего сложные задачи построения различных поверхностей.

 

AutoCAD

AutoCAD - многократно сокращает время на проверку чертежей. Программа позволяет создавать различные таблицы, производить экспорт и импорт данных «MS Excel», а также манипулировать различными текстовыми вставками. Для промышленного двухмерного проектирования, данная программа предлагает самые эффективные инструменты. Специализированные, мощные графические пакеты, которые создаются на базе данной программы, отлично подходят для архитекторов и строителей. Отличительной особенностью данной программы является весьма удобный интерфейс, который позволяет приближать или отдалять изображение на экране компьютера, используя функции панорамирования. Кроме основных функций данной программы, то есть функций создания различных чертежей, программа позволяет эффективно привязывать к графическим объектам программы, другие объекты, которые могут храниться во внешней базе данных, используя ссылки. Отличной возможностью для инженера, который работает в программе «AutoCAD», является возможность вывода на печать нескольких чертежей. Последние версии данной программы эффективно используют возможности трехмерного проектирования, и позволяет просматривать модели из любой точки, проверять интерференцию и экспортировать модель для создания анимация, а также извлекать производственные данные и производить технический анализ.

 

 

 

 

 

2. Рейтинг сайтов по вопросам обучения 3D моделированию

2.1 Оценка сайтов будет проходить по 5-бальной шкале, основными критериями оценки является: содержание (полезная информация) и дизайн (оформление сайта, удобство использования)

Название сайта	Содержание	Дизайн
http://3d-wares.com   Библиотека качественных 3D-моделей.	5	5
http://www.varebux.ru  -  Уроки  cinema 4d для начинающих	4	4
http://3dsdesign.ru  - 3DSDESIGN.ru - Всё о 3D's MAX и Photoshop	4	3
http://school-3d.ru  - Российская школа 3D	3	3
http://cgtrizet.ru/   -  все  о 3ds Max и о компьютерной графике в целом	3	4
http://engineru.com пособие для инженеров	4	4
http://3Dtorrent.ru - трекер для дизайнеров	4	2
http://autocad.ucoz.ru - проектирование  мебели	3	3
http://3ypoka.ru - видео уроки  в 3DMax	4	4
http://muzeyistoriy.ru - уроки как  самому снять мультфильм в  3D редакторах	3	2
http://art-interior.at.ua  уроки по  нескольким редакторам графики	3	4
http://dneprcardinal.ucoz.ru - готовые  модели, чертежи	4	3
http://fstudio-design.ru - готовые работы, все о 3Dмах	4	3
http://3dmalikov.ru - набор моделей,  услуги по моделированию	4	4
http://www.3dmir.ru  - графика в  зд обработке	3	5
http://www.archi3dcad.ru/ - сайт для  архитекторов и дизанеров	3	3
http://cgsoft.ru/  софт для графики. Видео уроки	5	4
http://www.3dshka.ru/  многонаправленный ресурс по урокам трехмерной графики	5	4
http//www.studio3d.ru  уроки для начинающих	3	3
http//www. 3Dforum.ru  форум по компьютерной графике и не только	2	3
http//www.3DColor.com сборник интересных текстур для 3D Max	3	4
http//www.marsh3dfront.ru сборник трехмерных шрифтов	3	2
http//www.mars3effect.com планета 3D моделирования	2	3

 

2.2 Исходя из результатов рейтинга мы видим, что  лучшими сайтами  оказались :

 http://www.3dshka.ru/ - многонаправленный ресурс по урокам трехмерной графики.

http://cgsoft.ru/ ПО для графики, видео уроки.

http://3d-wares.com  -  Библиотека качественных 3D-моделей.

По моему мнению эти сайты являются лучшими, потому, что качество информации которую они в себе несут и периодически  обновляют, добавляя что-то новое, находится на высоком уровне, но в то же время является доступной и понятной любому пользователю. Так же свой вклад внес сайт  http://3d-wares.com который является своеобразной библиотекой 3D-моделей, где каждый пользователь может скачать и открыть в том или ином программном продукте, который предпочитает (в основном модели ориентированы на пользователей программы - 3D Max ).

Так же они отличаются своим  простым и строгим дизайном, который  дает понять, что зайдя на этот сайт нужно быть настроенным на обучение, поиск статьи или видео-урока. «Серфинг» по страницам этих сайтов очень прост и удобен, так как все подключенные модули и разделы расположены на видном для пользователя месте.

Информация на  сайтах обновляется с периодичностью в 10-15 дней, так что они не заставят себя долго ждать в потребности  новой и полезной информации.

 

 

 

 

 

3. Технологии будущего 3D

 XXI Век. Век компьютерных технологий, которые развиваются очень быстрым темпом. Опережая прогресс на несколько лет.

Обычный человек видит  будущие технологии в современных  голливудских фильмах, где применены  в настоящее время самые передовые  технологии создания спецэффектов. По сути если все это воплотить в  реальную жизнь, то все вокруг будет  как единый фильм. С появлением 3D-изображения, отношение к окружающему миру резко изменилось, так как существовала технология виртуального мира на плоскости(ЖК монитор в основном) и если добавить технологию 3D то можно просто взять и войти в этот мир,но пока что это реально только с помощью специальных 3D-очков. На данный момент этой технологией озадачены разработчики японской компании Sony.

 Sony заканчивает разработку уникального хедсета — Personal 3D Viewer HMZ-T1 – футуристичного визора, позволяющего смотреть смотреть 3D фильмы и играть в 3D-игры на качественно новом уровне. Модель, надеваемая на голову на манер визора из Star Trek, оснащена двумя 0,7-дюймовыми OLED панелями с разрешением 1280×720 и наушниками, имитирующими 5.1-канальный звук. Дисплеи Personal 3D Viewer отличаются малым временем отклика (0,01 сек), что позволяет комфортно смотреть фильмы. У пользователя, надевшего систему, возникает ощущение, что он сидит перед экраном диагональю 750 дюймов на расстоянии 20 м. Модель впервые появится в продаже в Японии в ноябре 2011 года по цене около 60 тыс. йен (25 тыс. рублей). Хочется верить в то, что сей мегадевайс вскоре доберется и до России. 

Это определенно новый  уровень восприятия виртуального мира, когда можно полностью окунуться  в него, но все это связано с  просмотром фильма, с  компьютерными  играми, но и в реальном мире есть свои достижения.

Напомню, что 3D это когда можно рассмотреть объект с разных сторон, можно трогать его руками, переместить, разбить или сломать. Этому служит наглядный пример стеклянная ваза или только что купленная хрустальная сова. Все это выполнялось раньше на заводах с помощью специальных форм и заготовок, эта форма заполнялась раствором, и в самом конце, пройдя все стадии обработки мы получали какую либо фигурку.

 Еще один пример который относится к этому – печать. Печать на обычном принтере. Когда мы распечатываем фотографию мы видим её лишь с одной стороны, то есть изображение имеет 2D вид.

На сегодняшний момент активно внедряется и прогрессирует  технология 3D- печати, на специальном 3D принтере.

3D-печать может осуществляться  разными способами и с использованием  различных материалов, но в основе  любого из них лежит принцип  послойного создания (выращивания)  твёрдого объекта.

Применяются две технологии формирования слоёв:

• Лазерная
1. Лазерная печать — ультрафиолетовый лазер постепенно, пиксель за пикселем, засвечивает жидкий фотополимер, либо фотополимер засвечивается ультрафиолетовой лампой через фотошаблон, меняющийся с новым слоем. При этом жидкий полимер затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик.
2. Лазерное спекание — при этом лазер выжигает в порошке из легкосплавного пластика, слой за слоем, контур будущей детали. После этого лишний порошок стряхивается с готовой детали.
3. Ламинирование — деталь создаётся из большого количества слоёв рабочего материала, которые постепенно накладываются друг на друга и склеиваются, при этом лазер вырезает в каждом контур сечения будущей детали.
• Струйная
1. Застывание материала при охлаждении — раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика. Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта.
2. Полимеризация фотополимерного пластика под действием ультрафиолетовой лампы — способ похож на предыдущий, но пластик твердеет под действием ультрафиолета.
3. Склеивание или спекание порошкообразного материала — похоже на лазерное спекание, только порошковая основа (подчас на основе измельченной бумаги или целлюлозы) склеивается жидким (иногда клеющим) веществом, поступающим из струйной головки. При этом можно воспроизвести окраску детали, используя вещества различных цветов. Существуют образцы 3D-принтеров, использующих головки струйных принтеров.
4. Густые керамические смеси тоже применяются в качестве самоотверждаемого материала для 3D-печати крупных архитектурных моделей^[1].
5. Биопринтеры -- печать 3D-структуры будущего объекта (органа для пересадки) производится стволовыми клетками. Далее деление, рост и модификации клеток обеспечивает окончательное формирование объекта.

Процесс создания 3D фигуры с помощью 3D принтера легок и прост в понимании. Специальная фотокамера делает снимки человека или другого объекта со всех возможных сторон, далее принтер, заправленный специальным раствором, наносит слои один за другим. Образуя объемную фигуру. Далее эта фигура уже раскрашивается в ручную, так как еще не научили принтер определять нужный цвет и печатать так же.

 

Еще одно замечательное устройство 3D-сканер.

3D-сканер — устройство, анализирующее  физический объект и на основе  полученных данных создающее  его 3D-модель.

3D-сканеры делятся на два типа  по методу сканирования:

1.  Контактный, такой метод основывается на непосредственном контакте сканера с исследуемым объектом.

2.  Бесконтактный

Неконтактные устройства в свою очередь можно разделить на отдельные  категории:

1.  Активные сканеры

2.  Пассивные сканеры

Активные сканеры излучают на объект некоторые направленные волны (чаще всего свет, луч лазера) и обнаруживают его отражение для анализа. Возможные  типы используемого излучения включают свет, ультразвук или рентгеновские  лучи.

Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего  излучения. Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет —  легкодоступное окружающее излучение.

Полученные методом сканирования 3D-модели в дальнейшем могут быть обработаны средствами САПР и, в дальнейшем, могут использоваться для разработки технологии изготовления (CAM) и инженерных расчётов (CAE). Для вывода 3D-моделей могут использоваться такие средства, как 3D-монитор и 3D-принтер.

 

В фильмах мы часто видим, как  изображение из устройства проецируется на любую поверхность, воздух, дым, вода, постоянный поток света.

Голографические 3D дисплеи воспроизводят  непрерывное световое поле, соответствующее  световому полю реальной 3D сцены.

Принцип: Разделение объема воспроизведения  множеством условных вертикальных плоскостей, проходящих через центр экрана. В  каждой части разбитого плоскостями  пространства наблюдается свой вид (ракурс) объемной сцены.

Обычно, когда речь заходит о H3D, имеют в виду устройство, способное  воспроизводить на некотором материале  подобие традиционной голограммы, то есть вычислять и отображать фиксируемую  ей в виде дифракционных структур интерференционную картину светового  поля, причем делать это в реальном времени.

Плюс: самое реалистичное 3D изображение, обладающее всеми оптическими свойствами отображаемого реального объекта;

Минусы: техническая сложность  на пределе современных возможностей аппаратуры; вычислительных мощностей  хватает только для статических  изображений.

 

 

Некоторые достижения в модернизации 3D-дисплеев  Германского института Фраунгофера

Трёхмерная графика  обычно имеет дело с виртуальным, воображаемым трёхмерным пространством, которое отображается на плоской, двухмерной поверхности дисплея или листа  бумаги. В настоящее время известно несколько способов отображения  трехмерной информации в объемном виде, хотя большинство из них представляет объемные характеристики весьма условно, поскольку работают со стереоизображением. Из этой области можно отметить стереоочки, виртуальные шлемы, 3D-дисплеи, способные демонстрировать трехмерное изображение. Несколько производителей продемонстрировали готовые к серийному производству трехмерные дисплеи. Но чтобы насладиться объемной картинкой, зрителю необходимо расположиться строго по центру. Шаг вправо, шаг влево, равно как и неосторожный поворот головы, карается превращением трехмерности в несимпатичное зазубренное изображение. Решение этой проблемы уже созрело в научных лабораториях. Германский Институт Фраунгофера демонстрировал 3D-дисплей, при помощи двух камер отслеживающий положение глаз зрителя и соответствующим образом подстраивающий изображение, в этом году пошел еще дальше. Теперь отслеживается положение не только глаз, но и пальца, которым можно «нажимать» трехмерные кнопки. А команда исследователей Токийского Университета создали систему позволяющую почувствовать изображение. Излучатель фокусируется на точке где находится палец человека и в зависимости от его положения меняет силу акустического давления. Таким образом, становится возможным не только видеть объемную картинку, но и взаимодействовать с изображенными на ней предметами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Для чего задумали трехмерную графику? Прежде всего, она создана, для более  реального изображения предметов, для более яркого представления  реального мира, для изображения  предметов, объектов, которые максимально  будут соответствовать реальным.

Создание трехмерного изображения (естественно с помощью специальных  программ) включает в себя основных два этапа: моделирование и непосредственно визуализацию. На этапе моделирования происходит проектирование модели (основная цель моделирования, есть то, что проектируются объекты и в дальнейшем редактируется с помощью геометрических преобразований, для создания более реальной модели с определенными требованиями), а на последующем этапе выполняется построение проекции, и в дальнейшем оживление созданной модели с помощью разных методов и приемов. Трехмерная графика и анимация занимает сейчас важную нишу, и в дальнейшем планирует свое все большее развитие и внедрение во многих областях.