Эссе: Регистрация и моделирование трехмерных объектов

Компьютерное моделирование требуется во многих областях жизнедеятельности человека. Создание разных моделей, строительство, дизайн, телевидение, кино, тренажеры для подготовки кадров, компьютерные игры - во всех этих сферах компьютерное моделирования стало необходимом атрибутом.

Трехмерное моделирование и анимации постоянно развивается и совершенствуется и предоставляет нам все большие возможности, чтобы реализовать нужные нам замыслы.

Есть пять этапов с трехмерной графикой, которые помогут вам создать готовый продукт:

1. Моделирование - это способ создания объектов находящихся на сцене.

2. Текстурирование- определение свойств поверхностей объектов, чтобы имитировать различные свойства физических предметов (цвет, фактура, прозрачность, яркость и т. д.).

3. Освещение - добавление и размещение источников света по аналогии с театральной студии или на съемочной площадке.

4. Анимация - создание движения по ключевым кадрам.

5. Визуализация - является окончательным созданием изображения или анимации.

В эти этапы входят также визуальные и звуковые эффекты. И завершающим этапом мы можем считать редактирование и создание готового продукта.

1.1 Моделирование

Чтобы моделирование было успешным нужно заранее рассчитать, каким образом наблюдаемые (или воображаемые) объекты окружающего мира можно будет превратить в компьютерные модели.

Без внимательного наблюдения и визуального изучения окружающего мира невозможно создание верных образов. Одно дело просто смотреть на предмет, и совсем другое - смотреть, подразумевая воссоздание его в виде трехмерной невозможно создание верных образов. Одно дело просто смотреть на модели.

Чтобы моделировать объекты, нужно рассматривать создаваемый мир глазами художника, скульптора, архитектора или инженера. И при этом исследовать объекты в терминах того, как они создавались. Нужно уметь выделять из объектов сложной формы простые элементы, которые значительно проще моделировать. Все это позволит создавать качественные модели и сложные объекты в сценах виртуального мира.

В программе 3ds Max можно использовать несколько различных типов трехмерного моделирования, которые можно применять в самых разнообразных ситуациях.

??Моделирование на основе примитивов. Примитивы - это простейшие параметрические формы, такие как кубы, сферы и пирамиды. В визуализации такие объекты, как сфера, преобразуются в многоугольники, но получаемая поверхность выглядит намного более гладкой. Эффект сглаживания поверхности мы получаем за счет специальных алгоритмов закраски.

??Моделирование на основе сечений.

Объекты на основе сечений называются по аналогии со способом, который используется в судостроении, заключающимся в 'натягивании' поверхности на произвольные сечения. Сечения или плоские формы - двумерные объекты. При создании трехмерных объектов несколько форм располагаются вдоль некоторого пути.

??Моделирование, которое основано на использовании булевых операций. Булевы объекты (Booleans) создаются с помощью добавления, вычитания и пересечения перекрывающихся поверхностей

??Поверхностное моделирование основывается на создании произвольных поверхностей. При создании поверхностей используют разные математические модели и, соответственно, свои виды моделирования.

? многоугольные каркасы, редактируемые сетки - сложные модели, которые созданны из множества разнообразных многоугольных поверхностей, сглаженных в процессе визуализации Полигональное моделирование основано на манипулировании непосредственно вершинами, ребрами и гранями. Плоскости, образующие многогранник, называются гранями (Polygon). Линии пересечения граней называются ребрами (Edges). Точки пересечения ребер называются вершинами (Vertex). Три вершины в пространстве образуют треугольную грань (Face);

• Лоскутки (Patches) строятся на основе сплайнов (гладких кривых) и могут изменяться с помощью контрольных точек. Образующие сплайны располагаются по краям создаваемой поверхности .

• Неоднородные рациональные B-сплайны (NURBS) - технология, предназначенная для создания плавных форм и моделей. Она основана на специальном математическом аппарате. С помощью управляющих вершин, в отличие от лоскутного моделирования, можно воздействовать на любую локальную область поверхности. Технология с успехом применяется для моделирования моделей животных и людей

В моделировании поверхности по сплайновой сетке создается совокупность сплайнов, своеобразный каркас, на основе которого формируется поверхность (Surface).

Кроме базовых, существует также несколько усложненных типов, которые подходят для создания таких специальных объектов, как, например, рельеф или морфируемые модели.

Создаваемые трехмерные модели, по сути, являются набором координат в пространстве. Для того чтобы их можно было увидеть, должны быть закрашены их грани - многоугольные плоскости, образуемые ребрами. Только после этого модель становится видимой.