Інформація про новину
  • Переглядів: 557
  • Дата: 5-02-2022, 16:06
5-02-2022, 16:06

42. Поняття 3D-моделювання

Категорія: Інформатика





Попередня сторінка:  41. Практична робота 9. «Дії з двовимірн...
Наступна сторінка:   43. Вершини, ребра, грані. Екструдування...

Що таке 3D-моделювання

3D-моделювання являє собою процес використання програмного забезпечення для створення математичного подання тривимірного об’єкту або форми. Створений об’єкт називається 3D-моделлю. Такі моделі використовуються у різних галузях, таких, як кіноіндустрія, відеоігри, архітектура, наука та медицина тощо.

3D-моделювання — це технологія побудови об’ємної моделі об’єкта в тривимірному просторі на базі професійних графічних програм.

Що ж таке 3D-зображення? Це зображення, кожна точка якого в тривимірному просторі має три координати: x, у — координати точки на площині та г — координата, що визначає глибину зображення. На рис. 42.1 точка А має координати у просторі (хуг).

Етапи створення 3D-зображення

1. Побудова 3D-моделі. На комп’ютері створюється модель, що передає форму об’єкта, який необхідно уявити.

2. Текстурування. Встановлення для поверхонь моделей текстур та матеріалів, що надають поверхням моделей реалістичний вигляд.

3. Освітлення. Встановлення та налагодження джерел світла.

4. Рендеринг. Одержання зображення за побудованою 3D-MO-деллю з використанням комп’ютерної програми.

U2.2.

Програми для 3Р-моделювання

Розглянемо найбільш розповсюджені програми, що дозволяють здійснювати 3D-моделювання.

3Ds MAX

та AutoCAD

3Ds MAX від компанії Autodesk уважається найпотужнішою програмою завдяки широкому функціоналу, універсальності, сумісності з більшістю платтів і наявності безлічі готових моделей. З її допомогою можна робити практично все, що стосується 3D-моделювання та візуалізації. Нею користуються дизайнери інтер’єрів, творці ігор, архітектори та мультиплікатори. Програма є платною, але існують і безкоштовні версії: пробна на 30 днів або версія для студентів і викладачів на 3 роки.

Крім 3Ds MAX у компанії Autodesk є ще одна дуже популярна програма AutoCAD, що застосовується для створення 2D і 3D-креслень та проєктування.

Cinema 4D

Програма Cinema 4D від MAXON — один з найсильніших конкурентів 3DsMax. Програма має інтуїтивно 3Dозумілий, логічний інтерфейс; новачки можуть користуватися продуктом нарівні з професіоналами; широкий набір функцій; має безкоштовну демо-версію. Оскільки програма є менш популярною, ніж 3Ds MAX, для неї є менше готових 3D-моделей, проте Cinema 4D значно краще підходить для тривимірної анімації.

Blender

Головною перевагою Blender є те, що він безкоштовний. Він має дещо складний інтерфейс, але за своїм функціоналом майже не поступається конкурентам — 3D Max та Cinema 4D. За останні роки Blender став однією з найпопулярніших програм для створення тривимірної графіки. Перевагами над іншими програмами є гнучкість інтерфейсу та часті оновлення; програма підтримується популярними ОС; має всі базові інструменти, що використовуються в інших професійних редакторах; у розпорядженні програми є і базові об’єкти, такі, як куби, кільця, циліндри тощо; програму можна поліпшити, розширивши її функціонал різними плагінами.

TinkerCAD

Програма цікава тим, що не вимагає додаткових інструментів, крім веббраузера. За допомогою даної програми можна створювати 3D-об’єкти, а потім відправляти їх на сервер або комп’ютер файлами у форматі .stl. Програма є безкоштовною для некомерційного використання, проте функціонал у неї є менш потужним, аніж у розглянутих вище програм.

Paint 3D

Найпростіший і найдоступніший варіант для 3D-моделювання. Програма є безкоштовною та вбудованою у Windows 10 за замовчуванням. Отже, користувачу не доведеться нічого шукати, завантажувати і встановлювати. В Paint 3D можна не тільки редагувати, а й створювати власні 3D-моделі. Незважаючи на простоту і доступність, користуватися Paint 3D можуть не тільки новачки. Для професіоналів це непоганий інструмент, за допомогою якого можна швидко і без проблем вносити невеликі правки.

Звичайно, професійне якісне програмне забезпечення коштує недешево. Для роботи з ним потрібно довго і наполегливо вчитися і практикуватися. Але це зовсім не означає, що новачкам потрібно відразу викласти значну суму на покупку ліцензії. У багатьох програм є безкоштовні пробні версії, а також студентські та викладацькі ліцензії на кілька років, якими можна скористатися на період навчання.

42.3.

Інтерфейс програми Blender

Дізнайтеся, як змінити мову інтерфейсу та кольорову схему Blender.

Знайомство з 3D-моделюванням продовжимо з використанням програми Blender на прикладі української версії 2.91.2. Зауважимо, що після версії 2.7 інтерфейс програми та використання гарячих клавіш зазнало великих змін, отже, розглянуті далі пояснення будуть актуальними для використання, починаючи з версії Blender 2.8.

Розглянемо декілька елементів інтерфейсу програми Blender (рис. 42.2). При запуску програми центральною її частиною є сцена. За умовчанням на сцені відображено три об’єкти — куб, камера та освітлення. Усі об’єкти, розміщені на сцені, дублюються у вікні Колекція Сцени (Scene Collection), що розташовано праворуч. У центрі куба розташовано курсор, що, як правило, визначає місце встановлення нових об’єктів. Ліворуч установлено панель інструментів.

ПРАКТИЧНЕ ЗАВДАННЯ 1

1. Запустіть програму Blender. В результаті на фоні програми має з’явитися вікно заставки.

2. Клацніть у довільному місці вікна програми, аби заставка зникла.

3. Приховайте на сцені камеру та освітлення, натиснувши значок ока біля об’єктів Camera та Light у вікні Колекція Сцени (Scene Collection).

U2.4.]

Керування видом сцени

За умовчанням сцена має тривимірний вигляд. У разі необхідності можна змінити її відображення на вид спереду, справа, зверху. Здійснюється це у Blender з допомогою миші, гарячих клавіш та кнопок елемента інтерфейсу. В таблиці 42.1 вказано дії зміни виду сцени з використанням миші.

Керувати сценою можна і з використанням кнопок інтерфейсу (рис. 42.3). Зверніть увагу, що осі у Blender позначено відповідними

кольорами, що використовуються і для подальших дій як зі сценою, так і з об’єктами програми.

Таблиця 42.1. Дії керування сценою з допомогою миші

Дія мишею

Зміна сцени

Прокручування коліщатка

Масштабування сцени

Рух миші при натисненому коліщатку

Обертання сцени

Натиснення Shift та подальший рух

Переміщення сцени

миші при натисненому коліщатку

 

Так натиснення на позначення осі X, Y або Z буде відображати вид справа, позаду та зверху відповідно. Натиснення на кружечки відповідних до даних осей кольорів відображає види зліва, спереду та знизу. Натиснення миші та рух курсору в області рисунка з ося ми здійснюватимуть довільне обертання сцени. У верхньому правому куті сцени буде відображено поточне її положення.

Натиснення миші на піктограмах із зображенням лупи або руки з подальшим рухом по сцені призводить до масштабування або переміщення відповідно.

Дізнайтеся, як керувати видом сцени з допомогою гарячих клавіш.

ПРАКТИЧНЕ ЗАВДАННЯ 2

1. Виконайте дії масштабування, обертання та переміщення сцени з використанням миші.

2. Виконайте дії масштабування, обертання та переміщення сцени з використанням кнопок інтерфейсу.

і42і5і|

Переміщення, обертання та масштабування об'єкта

Основні дії, які можна виконувати з 3D-об’єктами у Blender — це переміщення, обертання та масштабування. їх виконують двома способами: з допомогою елементів інтерфейсу та з використанням гарячих клавіш. Усі зазначені дії виконуються з виділеними об’єктами. Для виділення об’єкта достатньо клацнути на ньому. Для виділення кількох об’єктів слід обвести по них курсором, утримуючи ліву кнопку миші, або клацати по них, утримуючи Shift. Видалення виділеного об’єкту здійснюється після натиснення клавіші Delete.

Для виконання переміщення, обертання та масштабування використовують відповідні інструменти (рис. 42.4).

Після виділення об’єкта при виборі одного з інструментів навколо об’єкта з’являються відповідні покажчики, натиснення та утримання яких призводить до виконання дій відповідно до обраного інструменту (рис. 42.5).

Так, при натисненні синьої стрілки при виборі інструменту переміщення буде здійснено переміщення об’єкта по осі Z, а вибір синього чотирикутника переміщує об’єкт по усіх осях крім Z. Вибір білої лінії виконує дії у будь-яких напрямках.

ПРАКТИЧНЕ ЗАВДАННЯ 3

1. Виділіть об’єкт Куб.

2. Оберіть інструмент Переміщення (Move).

3. Здійсніть переміщення прямокутника, використовуючи послідовно усі можливі маркери, що з’являються при виборі інструменту.

4. Аналогічно виконайте дії обертання та масштабування, обравши відповідні інструменти.

5. Дослідіть можливості інструменту, що виконує усі дії.

Розглянуті вище дії можна здійснювати, використовуючи гарячі клавіші:

G (grab) — переміщення;

R (rotate) — обертання;

S (scale) — масштабування.

Відповідну клавішу необхідно натиснути та відпустити, після чого виконати пересування курсором миші, для завершення дії слід клацнути лівою кнопкою миші.

Наведені гарячі клавіші можна використовувати з іншими клавішами. Так, при послідовному натисненні G та Z буде здійснюватися переміщення об’єкта по осі Z. Натиснення G, а потім Shif+Z здійснить переміщення об’єкта по осях X та Y (усі осі, крім Z).

Завдання. Створіть 3D-модель стола відповідно до 3Dазка (рис. 42.6).

Перегляньте відео побудови 3D-моделі стола.

1. Створіть стільницю відповідно до 3Dазка.

a. Виділіть об’єкт Куб .

b. Зменшіть висоту куба, змінивши його розмір по осі Z. Для цього натисніть послідовно клавіші S та Z. Після чого пересуньте курсор миші до необхідного положення. Для закінчення дії зменшення натисніть ліву кнопку миші.

c. Збільшіть довжину та ширину стільниці, змінивши її розмір по осях X та Y. Для цього натисніть послідовно клавіші S та Shift+Z. Після чого пересуньте курсор миші до необхідного положення. Для закінчення дії натисніть ліву кнопку миші.

d. Перемістіть стільницю вгору по осі Z. Для цього натисніть послідовно клавіші G та Z та виконайте переміщення.

2. Створіть ніжку для стола.

a. Додайте новий куб до сцени. Для цього виконайте команди Додати (Add) 4 Сіть (Mesh) 4 Куб (Cube).

b. Самостійно змініть розміри куба, збільшуючи розмір по осі Z та зменшуючи розміри по осях X та Y.

3. Розташуйте ніжку під стільницею в одному з кутів (рис. 42.7).

a. Установіть вигляд сцени Справа. Для цього натисніть X в області керування осями (рис. 42.8).

b. Перетягніть ніжку, як на рис. 42.9. Для цього натисніть послідовно G та Shift+X.

c. Встановіть вигляд сцени Позаду. Для цього натисніть Y в області керування осями.

d. Перетягніть ніжку, як на рис. 42.9. Для цього натисніть послідовно G та X. В результаті ніжку буде розташовано в одному з кутів стільниці у чому можна переконатися, змінивши сцену на 3D-вигляд.

4. Створіть копію ніжки та перемістіть її до іншого кута стільниці.

a. Поверніться до вигляду сцени Позаду.

b. Виділіть ніжку стола.

c. Для копіювання ніжки натисніть Shift+D.

d. Для переміщення ніжки по горизонталі натисніть X та виконайте переміщення праворуч. (Тут для переміщення G натискати не

потрібно, оскільки після копіювання ніжки вона знаходиться у стані початку переміщення).

5. Створіть копії утворених ніжок та розташуйте їх під стільницею навпроти

вже побудованих.

a. Виділіть дві ніжки, навівши на них рамку курсору.

b. Оберіть вигляд сцени Знизу.

c. Для копіювання натисніть Shift+D.

d. Для переміщення ніжок по горизонталі натисніть Y. Виконайте переміщення ніжок у необхідне місце.

6. Виконайте групування елементів стола.

a. В області колекція сцени викличте контекстне меню та оберіть команду Нова колекція. В результаті має утворитися нова колекція (папка у вигляді коробки).

b. Клацніть два рази на назві нової колекції та змініть її ім’я на Стіл.

c. Виділіть усі об’єкти, що належать до моделі стола, утримуючи Shift, та перетягніть їх до утвореної колекції Стіл.

7. Перегляньте одержане зображення стола, змінивши сцену на 3D-вигпяд.

8. Збережіть файл. Для цього в меню Файл оберіть команду Зберегти. Оберіть папку для збереження та введіть ім’я Стіл. Натисніть кнопку Зберегти файл Blender.

Виконайте вправу 42.2.

Контрольні запитання та завдання

1. Що таке 3D-моделювання?

2. Перелічіть етапи створення 3D-зображення.

3. Назвіть програми, що використовуються для створення та редагування 3D-моделей.

4. Які способи використовуються для керування видом сцени у Blender? Які це можуть бути види?

5. Які способи використовуються для переміщення, масштабу-вання та обертання об’єктів у Blender?

Питання для роздумів

1. Чому сцена у Blender розбита на клітинки?

2*. Як ви думаєте, чому переважна більшість професіоналів при роботі в 3D-редакторі використовує гарячі клавіші, а не графічні елементи інтерфейсу програми?

Завдання для досліджень

1*. Визначте сфери застосування 3D-моделювання. Більш детально підготуйте доповідь про одну із них.

2*. Визначте, яким є призначення камери та освітлення, що відображені на сцені під час завантаження Blender.

3*. Дослідіть, що відбуватиметься з об’єктом, якщо під час виконання дій переміщення, масштабування та обертання утримувати клавішу Ctrl.

 

 

Це матеріал з підручника Інформатика 9 клас Казанцева, Стеценко 2022

 




Попередня сторінка:  41. Практична робота 9. «Дії з двовимірн...
Наступна сторінка:   43. Вершини, ребра, грані. Екструдування...



^