ВІЗУАЛІЗАЦІЯ ОБ'ЄКТІВ В 3D-МОДЕЛЮВАННІ
03.10.2023 19:45
[3. Технічні науки]
Автор: Карпюк Людмила Вікторівна, старший викладач, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, м Київ
Ускладнення конструкцій виробів, ріст вимог до їх якості і надійності, ускладнення умов експлуатації, необхідність скорочення термінів розробки нових виробів або вдосконалення вже існуючих вимагають прийняття складних рішень в мінімальні терміни. При цьому на ефективність прийняття рішень, окрім кваліфікації та досвіду інженера, значний вплив будуть мати засоби автоматизації його діяльності, що використовуються.
В умовах сучасного ринку 3D-моделювання та візуалізація є невід'ємною частиною будь-якого проєкту. Вони знаходять своє застосування у різних сферах, таких як дизайн інтер'єру, архітектура, будівництво, наука та техніка, освіта, реклама та маркетинг, кінематограф, комп'ютерні ігри, анімація. Тому сьогодні фахівці багатьох сфер діяльності мають володіти основами 3D-моделювання та візуалізації у сучасних графічних системах. [1].
За 3D-технологією спочатку створюється просторова модель об’єкта. Це може бути також модель машинобудівної деталі, вузла, архітектурної споруди. Модель можливо оглянути з усіх боків та відредагувати форму. Завдання 3D-моделювання: розробити візуальний об'ємний образ бажаного об'єкта.
Створення за допомогою комп'ютерної графіки наближених до реальності зображень об'єктів називається візуалізацією 3D. Отримане зображення ще на етапі проєктування дає уявлення про те, як буде виглядати об'єкт, що проєктується в житті. Можливості сучасних графічних редакторів спільно з навичками спеціаліста роблять 3D-візуалізацію настільки реалістичною, що часто її важко відрізнити від дійсності. Візуалізація проєкту дає чітке уявлення про матеріали, освітлення та розподіл відображень на поверхнях об'єкта, тобто дозволяє продемонструвати не тільки конструкторське рішення, а й дизайнерський задум. Таким чином можна продемонструвати вже існуючий або абстрактний технічний виріб, дизайн інтер'єру або житловий комплекс, створити анімаційні ролики з тривимірними персонажами. [2]
3D-моделювання і візуалізація проєкту має низку переваг:
1. 3D-моделювання та візуалізація вимагає у спеціаліста значно менше часу, ніж ручна робота з візуалізації проєкту. Незважаючи на те, що створення 3D-моделі є трудомістким процесом, легкість внесення змін надалі компенсує ці труднощі.;
2. 3D-моделювання та візуалізація проєкту містять конструкційні та технічні характеристики, реалізовані автоматично;
3. 3D-моделювання та візуалізація дозволяють відтворити повну 3D-презентацію проєкту.
Історія 3D-візуалізації бере свій початок із 1962 року. Цього року у США аспірант університету Юти створив програму, яка дозволяє візуалізувати найпростіші 3D-моделі. Однією із систем 3D-моделювання, анімації та візуалізації при проєктуванні, що набула сьогодні найбільш широкого поширення на ринку, є Autodesk 3ds Max. Цей продукт має великий гнучкий інструментарій для створення різних за складністю та формою проєктів і був створений компанією Autodesk ще в 1986 році, і тоді графічний редактор отримав назву AutoFix [3]. З того часу програма неодноразово перероблялася та анонсувалася під новими назвами від Autodesk 3D Studio до сучасної назви Autodesk 3ds Max.
Думка про те, що цей продукт використовується лише інженерами, архітекторами та дизайнерами, є помилковою. Autodesk 3ds Max також набув широкого поширення в галузі розробки графіки та анімації. Багато сучасних фільмів було знято з використанням візуальних ефектів Autodesk 3ds Max. У той самий час візуалізація широко застосовується під час створення видовищних рекламних роликів, комп'ютерних ігор, 3D-симуляцій тощо.
Autodesk 3ds Max не дозволяє проводити розрахунки інженерних конструкцій та мереж, але дає можливість досить швидко отримати зовнішній вигляд проєкту та намітити способи його створення. Високий рівень реалістичності проєкту досягається за допомогою передових інструментів даного продукту, таких як:
1. Редактор матеріалів, текстури та кольорів. Цей редактор, у свою чергу, дозволяє демонструвати поведінку об'єкта в реальних умовах.
2. Редактор освітлення, що базується на фізичних параметрах. Даний редактор дозволяє налаштовувати такі характеристики природного чи штучного освітлення, як колірна температура, розсіювання світла, потужність тощо.
3. Камера, що дозволяє здійснювати візуалізацію з урахуванням фізичних властивостей. Фізична камера даного продукту дозволяє об'єднувати кадрування сцени з контролем експозиції та має низку реалістичних налаштувань (глибина різкості, апертура, витримка та ін.).
4. Конвертер сцен, що дає можливість проводити рендеринг з оптимізованою та почерговою зміною матеріалів, освітлення, камер, модулів візуалізації.
В Autodesk 3ds Max можливе відтворення реалістичної поведінки рідини та частинок, ефектів гравітації та зіткнення [4]. А також однією з найважливіших переваг цього продукту є можливість створення сферичних панорам та VR-турів. Autodesk 3ds Max сумісний з іншими САПР і дозволяє імпортувати об'єкти з будь-яких джерел, таким чином підвищуючи рівень деталізації проєкту.
Література
1.ТРИВИМІРНА ГРАФІКА – 3D-МОДЕЛЮВАННЯ [Електронний ресурс] Режим доступу до ресурсу: https://easy3dprint.com.ua/uk/trivimirna-grafika-3d-modelyuvannya/
2.Крам Рэнди. Инфографика. Визуальное представление данных. Рэнди Крам ; пер. с англ. О. Сивченко. Санкт-Петербург : Питер, 2015. 384 с.
3.Соловйов М. М. 3D Studio Max 7 і 8. Чарівний світ тривимірної графіки. М. М. Соловйов. К. : Солоний-Пресс, 2008. 528 с.
4.Пасічник О. Г., Пасічник О. В., Стеценко І. В. Основи веб-дизайну. Навч. посіб. К. : Вид. група BHV. 2009. 336 с.