Моделирование в среде 3d studio max.
Создание 3-d модели острова Сахалин
Трехмерная графика и анимация, открывающие двери в захватывающий мир виртуальной реальности, занимают особое место среди компьютерных технологий, а пакет 3D Studio MAX компании Discreet является самым популярным среди приложений для трехмерного моделирования, анимации и рендеринга. Он обладает всеми необходимыми средствами для создания игровых миров и анимационных роликов и потому используется… Читать ещё >
Моделирование в среде 3d studio max. Создание 3-d модели острова Сахалин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ г. ЮЖНО-САХАЛИНСКА МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ЛИЦЕЙ № 1
Научно-практическая работа по информатике Моделирование в среде 3d studio max. Создание 3-d модели острова Сахалин
Выполнила: Ученица 11 А класса Гущина Мария
Научный руководитель: Атянин В.Н.
Южно-Сахалинск, 2010
- ВВЕДЕНИЕ
- ЧАСТЬ I. Среда моделирования 3D MAX
- 1.1 История создания 3D Studio MAX
- 1.2 Структура 3D MAX
- ЧАСТЬ II. Разработка собственной модели острова Сахалин
- I Этап. Постановка задачи
- II Этап. Разработка модели
- III Этап. Компьютерный эксперимент
- IV Этап. Анализ результатов моделирования
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- ПРИЛОЖЕНИЕ
- ВВЕДЕНИЕ
- Актуальность исследования. Применение компьютерной техники в современной жизни стало незаменимым. Огромное количество отраслей используют вычислительные машины для ускорения решения задач. До недавнего времени вся компьютерная техника была лишь вспомогательным устройством для человека. Компьютер проводил различные вычисления, а основная работа лежала всё равно на человеке. Перед человечеством же стояли задачи масштабных строительств, проектов на будущее, испытаний, которых компьютер решить не мог. С появлением мощных графических станций, а так же компьютеров, способных решать не только математические задачи, но и визуализировать сложнейшие технологические процессы на экране, начинается новая эра в компьютерной промышленности.
- Существует огромное количество областей, где применяется трёхмерное моделирование и анимация. Например, при испытании программы 3D Studio MAX пользователи проделали колоссальную работу, применяя эту программу в различных областях: при создании статической рекламы, динамических заставок для телеканалов, моделирования катастроф и трёхмерной анимации, в компьютерных играх, в архитектурном проектировании, в компьютерной графике, Web-дизайне и во многом другом. До недавнего времени работу по созданию спецэффектов в кинематографии выполняли в специальных павильонах с использованием физических моделей, методов прозрачной фотографии и дорогих оптических принтеров. Теперь это решается с помощью современных программ.
- Эта проблема очень актуальна в наше время и в связи с этим была определена тема исследования: «Создание модели острова Сахалин в 3D Studio MAX».
- Объект исследования: среда моделирования 3D Studio MAX.
- Предмет исследования: создание моделей с помощью модификаторов Edit Poly, Edit Mesh.
- Цель исследования: разработка 3D модели острова Сахалин в среде моделирования 3D Studio MAX.
- Задачи исследования:
— изучить среду моделирования 3D Studio MAX;
— рассмотреть особенности создания и модифицирования объектов;
— создать модель острова Сахалин.
ЧАСТЬ I. Среда моделирования 3D MAX
1.1 История создания 3D Studio MAX
Один из создателей компьютерного программного обеспечения Atari Гари Йост, в 1988 году оставил компанию Antic, и основал Yost Group, Inc., его коллегами стали Том Хадсон и Джек Пауэл. Йост ушёл из Atari в результате соглашений с директором новых проектов компании Autodesk Эриком Лайонсем (Eric Lyons).
Новая фирма Yost Group начинает работу над проектом Autodesk 3D Studio. Свой первый релиз группа представила в 1990 году. Параллельно был предана гласности программа создания объектов и анимации 2D — Autodesk Animator.
Впервые 3D Max появилась под именем Autodesk, хотя и Хадсоном было заявлено, что Autodesk выкупил права на этот пакет программ лишь в 2001 году.
В Atari ST работал и Джим Кент, с которым связан Autodesk Animator. Он трудился над созданием программы 2D и возможно был автором исходного кода Animator. Джим Кент не был связан с Yost Group, а работал на Autodesk.
3D Studio для Windows вышла в апреле 1996 года, уже с именем 3D Studio MAX, программа неоднократно переименовывалась пока не получила сегодняшнее название — Autodesk 3ds Max.
В 1997 году в сентябре покупатели получили возможность приобрести вторую версию 3D Studio MAX. Теперь компания ежегодно обновляет программу и, вместе с последним Autodesk 3ds Max 2010, выпустила шестнадцать релизов.
Программа 3ds Max применяется специалистами в производстве кинофильмов. Количество таких фильмов, которые были сняты и сделаны при помощи 3D Max растёт с каждым днём, это и «Люди X», «Трансформеры 2», «История игрушек», «Гарри Поттер и узник Азкабана», «Лара Крофт: расхитительница гробниц», «Человек-паук», трудно перечислить все, не говоря уже о клипах и рекламных роликах.
Создание фильма это целая индустрия кино, этой работой при создании одной картины заняты многие сотни людей, современные технологии киноиндустрии используют специальные пакеты программ и среди них 3ds Max.
1.2 Структура 3D MAX
Трехмерная графика и анимация, открывающие двери в захватывающий мир виртуальной реальности, занимают особое место среди компьютерных технологий, а пакет 3D Studio MAX компании Discreet является самым популярным среди приложений для трехмерного моделирования, анимации и рендеринга. Он обладает всеми необходимыми средствами для создания игровых миров и анимационных роликов и потому используется большинством разработчиков компьютерных игр и незаменим в компьютерной мультипликации и художественной анимации. Дизайнерам и инженерам 3D Studio MAX предоставляет средства фото реалистической визуализации для анализа разрабатываемого проекта, проведения презентаций и создания маркетинговых материалов. Широко применяется он в архитектурном проектировании для создания дизайна интерьеров. Давно оценили данное приложение и специалисты по телевизионным заставкам, клипам и спецэффектам в кино, пакет широко применяется при подготовке рекламных и научно-популярных роликов для телевидения.
Программа обладает интерактивным объектно-ориентированным интерфейсом, реализует расширенные возможности создания и управления анимацией, хранит историю жизни каждого объекта, предоставляет возможности для создания разнообразных световых эффектов и имеет открытую архитектуру, что позволяет расширять возможности приложения за счет подключаемых плагинов.
Теоретические аспекты работы
Для работы в программе предназначено стандартное для Windows-программ главное командное меню, а также панели инструментов, которые располагаются по краям рабочего окна и обеспечивают быстрый доступ практически к любому элементу интерфейса и к большинству команд главного меню. Основной панелью инструментов является Main Toolbar (Приложение 1) — она открывается по умолчанию и содержит наиболее часто используемые кнопки инструментов. Следующей по рангу идет командная панель Command Panel, объединяющая шесть панелей с элементами управления, каждая из которых открывается щелчком по соответствующей кнопке:
— Create (Создать) — объединяет элементы управления для создания различных типов объектов;
— Modify (Изменить) — содержит элементы управления для изменения и редактирования объектов и применения к ним различных модификаторов;
— Hierarchy (Иерархия) — предназначена для управления связями;
— Motion (Движение) — объединяет элементы управления для настройки контроллеров анимации и траекторий движения;
— Display (Отображение) — позволяет управлять отображением объектов сцены в окнах проекций;
— Utilities (Утилиты) — содержит разнообразные вспомогательные программы, большинство из которых являются подключаемыми плагинами.
Все создаваемые в программе элементы называются объектами, к ним относятся не только любые геометрические тела, но и формы, камеры, источники света и др. Объектами можно управлять, модифицируя их произвольным образом, объединяя в группы, связывая друг с другом и пр., чтобы получить в конечном счете нужную сцену. Процесс создания объектов называется моделированием. Моделирование осуществляется в окнах просмотра проекций, которые занимают основную часть экрана и позволяют рассмотреть объекты с различных позиций и в разных проекциях. По умолчанию на экране отображаются четыре одинаковых прямоугольных окна, соответствующие проекциям: Top (Сверху), Front (Спереди), Left (Слева) и Perspective (Перспектива) (Приложение 2). При желании можно изменить вариант отображения проекций, отказавшись от каких-то проекций и (или) заменив одни проекции на другие.
Все объекты делятся на категории, выбор которых осуществляется в палитре с помощью соответствующих кнопок (Приложение 3). В каждой категории существует целый список типов объектов, например в категорию Geometry (Геометрия) входят типы: Standard Primitives (Стандартные примитивы), Extended Primitives (Улучшенные примитивы) и др. Нужный тип выбирается из списка. Каждый тип, в свою очередь, объединяет множество разнообразных объектов, в частности тип Standard Primitives позволяет создавать коробки (Box), сферы (Sphere), цилиндры (Cylinder), торусы (Torus), чайники (Teapot), конусы (Cone), геосферы (GeoSphere), трубы (Tube), пирамиды (Pyramid) и плоскости (Plane).
Каждый созданный объект имеет имя, цвет и обладает некоторыми параметрами. Под параметрами объекта понимается набор свойств, описывающих объект в трехмерном пространстве, например его координаты, длина, ширина и высота. Имя и цвет фиксируются в поле Name and Color (Имя и цвет) и их можно изменить, параметры отображаются в процессе создания объекта на панели Create (Создать), а в дальнейшем — на панели Modify (Изменение), и их набор определяется типом объекта. Например, для чайника (Приложение 4), помимо его размеров, список параметров включает параметры Body (Тело), Handle (Ручка), Spout (Носик) и Lid (Крышка), часть из которых при желании несложно отключить (Приложение 5)
ЧАСТЬ II. Разработка собственной модели острова Сахалин
I Этап. Постановка задачи
Описание задачи
Создать 3D модель острова Сахалин в 3D MAX.
Цели моделирования:
1. Создать трёхмерную модель острова Сахалин, используя Edit Poly;
2. Создать гербы нескольких городов острова Сахалин, используя Edit Poly, Edit Mesh;
3. Создать объёмный текст данных городов;
4. Создать водную поверхность, используя Noise;
5. Создать модель атмосферы, используя Edit Poly, UVW Map;
6. Создать анимацию.
II Этап. Разработка модели
Информационная модель
1. Модель острова Сахалин;
2. Модель гербов
N п/п | Город | Герб | Описание герба | |
Корсаков | Приложение 6 | На синем фоне изображён колокол и три перекрещивающихся ключа | ||
Невельск | Приложение 7 | На синем фоне изображёно солнце, сивуч и рыба | ||
Ноглики | Приложение 8 | На красно-синем фоне изображена рыба и лист папоротника | ||
Оха | Приложение 9 | По центру герба изображена нефтяная вышка, над вышкой — изображение чайки. | ||
Поронайск | Приложение 10 | В гербе городского округа «Поронайский» изображены шхуна и волны. | ||
Углегорск | Приложение 11 | На оранжево-коричневом фоне изображены якорь, уголь и лес | ||
Холмск | Приложение 12 | На синем фоне изображён якорь. На заднем плане сопки | ||
Южно-Сахалинск | Приложение 13 | На синем фоне изображён ключ. Ключ поддерживают по сторонам два серебряных медведя, стоящие на серебряной ленте. | ||
Компьютерная модель:
1. Создание модели герба:
— создание Box (Geometry, Object type);
— с помощью Edit Poly (модификация точек) и Edit Mesh (модификация полигонов) box в герб.
2. Создание Text (Shapes, Object type),;
3. Создание модели острова Сахалин:
— создание plane (Geometry, Object type) и модификация с помощью Edit Poly;
— Модификация Plane с помощью Edit Mesh в приподнятый остров (Приложение 17);
— Создание рельефа с помощью Edit Mesh на полученном острове
4. Создание водной поверхности:
— создание Plane (Geometry, Object type);
— модификация Plane с помощью Noise;
5. Создание модели атмосферы:
— создание Sphere (Geometry, Object type);
— модификация Sphere с помощью Edit Poly (Edit Polygons, Flin);
— модификация Sphere с помощью UVW Map (Spherical),;
6. Создание анимации
— Создание камеры (Cameras, Free);
— Перемещение камеры по заданной траектории.
III Этап. Компьютерный эксперимент
План эксперимента
Эксперимент 1:
Проверка 3D модели острова Сахалин на соответствие с действительностью.
Эксперимент 2:
Проверка моделей гербов на соответствии с их положением относительно острова.
Эксперимент 3:
Проверка текстов на соответствие городам гербов.
Эксперимент 4:
Проверка водной поверхности на «движение».
Эксперимент 5:
Проверка анимации.
Проведение исследования
Эксперимент 1:
Получившаяся модель соответствует действительности: есть равнины, горы.
Эксперимент 2:
Герб соответствует расположению данного города.
Эксперимент 3:
Текст соответствует гербу города.
Эксперимент 4:
Водная поверхность соответствует заданной схеме (движется).
Эксперимент 5:
Анимация соответствует задуманной идеи.
IV Этап. Анализ результатов моделирования
В ходе моделирования мною была создана 3D модель острова Сахалин с гербами некоторых городов, водная поверхность, модель атмосферы, а так же анимация просмотра острова. Полученная работа соответствует задуманной цели.
трехмерный моделирование анимация компьютерный
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Широкое применение программа 3D Studio Max находит при создании дизайнерских замыслов и в архитектуре. Очень трудно представить новый проект архитектора. Для непосвящённого в технические вопросы человека, да ещё без образного мышления, невозможно увидеть новый проект глядя на чертежи. Прорисовки различных вариантов и разных планов отнимают много времени. Как узнать замысел архитектора или дизайнера, как увидеть здание или новый автомобиль глазами дизайнера — здесь может помочь 3Ds MAX.
Так и мне программа 3Ds MAX помогла передать задуманное. Я так же не собираюсь останавливаться на данной работе. В связи с тем, что следующий год посвящён дню космонавтики, я бы хотела создать высоко-полигонную 3D модель ракеты, старт и полёт ракеты с космодрома.
1. Чумаченко И. Н. Шаг за шагом 3d max 8 [Текст] / И. Н Чумаченко М: АСТ. 2007. 608 с.
2. Мэрдок К. 3ds Max. [Электронный ресурс], режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/3ds_Max
3. Пронин Г. В. База уроков по 3d. [Электронный ресурс], режим доступа http: //www.3dtotal.ru/forum/forumdisplay.php?f=56
4. Пекарев Л. П. Учебник по 3D MAX. [Электронный ресурс], режим доступа http://www.web-planets.narod.ru/webdiz/yrisov/graphiks/3dmax5/3dmax_big/index.htm
5. Тимофеев С. Е. Всё о 3D's MAX. [Электронный ресурс], режим доступа http://3dsdesign.ru/3dmaxhistory.html
6. Харьковский А. В. 3D моделирование. [Электронный ресурс], режим доступа http://www.mir3d.ru/learning/766/
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Панель инструментов Main Toolbar
Окна проекции
Категории объектов
Параметры объекта 1
Параметры объекта 2
Приложение 2
Герб города Корсаков
Герб города Невельск
Герб города Ноглики
Герб города Оха
Герб города Поронайск
Герб города Углегорск
Герб города Холмск
Герб города Южно-Сахалинск
Модель герба
Модель текста
Модель острова Сахалин (плоская)
Модель острова Сахалин (приподнятая)
Модель острова Сахалин (с рельефом)
Модель водной поверхности
Рельеф острова Сахалин
Карта острова Сахалин
Создание атмосферы