Temat: Podstawy edycji grafiki trójwymiarowej

 

 

Grafika 3D (grafika trójwymiarowa) – nazwa jednej z dziedzin grafiki komputerowej, zajmującej się głównie wizualizacją obiektów trójwymiarowych . Nazwa pochodzi od angielskiego sformułowania Three-Dimensional Graphics.

Geometria obiektów trójwymiarowych może być reprezentowana na kilka sposobów:

Siatka wielokątów – obiekt jest budowany z płaskich wielokątów (najczęściej trójkątów lub czworokątów), które mają wspólne wierzchołki i krawędzie. W ten sposób można tworzyć proste bryły, albo – jeśli siatka jest dostatecznie gęsta – dobrze przybliżać skomplikowane obiekty.

Voxele (woksele) – obiekt jest budowany z elementarnych sześcianów (trójwymiarowych pikseli). Tego rodzaju reprezentacja jest rozpowszechniona szczególnie w diagnostyce medycznej , gdzie uzyskuje się szereg przekrojów ( obrazów bitmapowych ) ciała pacjenta i na ich podstawie tworzy trójwymiarowe modele.

Opis matematyczny – obiekty są określone równaniami. Mogą to być np. kule , płaszczyzny, oraz szczególnie użyteczne i powszechnie stosowane powierzchnie parametryczne (płaty powierzchni), np. powierzchnie Béziera , Hermite'a czy NURBS . Istnieją programy, które swoje funkcjonowanie opierają głównie o właśnie taki sposób modelowania, zaliczyć do nich można np. POV-Ray .

---

Wizualizacja
Ponieważ obecnie wszystkie urządzenia komputerowe wyświetlają dwuwymiarowe obrazy, dlatego z grafiką trójwymiarową związana jest bezpośrednio geometria wykreślna. Efekty wizualny rzutu perspektywicznego (skrót perspektywiczny) jest bardzo podobny do efektów obserwowanych w fotografii oraz w systemie wzrokowym człowieka. Przez analogię do aparatu fotograficznego (lub kamery), w grafice trójwymiarowej istnieje pojęcie wirtualnej kamery, która tworzy "zdjęcie" sceny istniejącej w pamięci komputera. Kamerę wirtualną charakteryzują następujące parametry: położenie, kierunek w jakim jest skierowana oraz ogniskowa – mają one swoje odbicie w matematycznym modelu kamery.
Obrazy trójwymiarowe są tworzone głównie w technice rastrowej, wektorowo przedstawia się co najwyżej obrysy, szkice itp.

---

Realizm
Realizm obrazów generowanych przez komputer jest w większości zastosowań bardzo ważny. Aby go uzyskać modeluje się oświetlenie: definiuje światła, powierzchniom obiektów trójwymiarowych nadaje kolor i fakturę, określa cienie rzucane przez obiekty, odbicia zwierciadlane, załamanie, rozpraszanie światła itp.
Metody, które pozwalają na bardzo dokładne przedstawienie scen trójwymiarowych są również bardzo kosztowne obliczeniowo (np. śledzenie promieni, metoda energetyczna). Z kolei szybkie, przybliżone metody cieniowania obiektów, tworzenia cieni, odbić zwierciadlanych są z powodzeniem wykorzystywane w grach komputerowych. Bardzo popularną techniką uzyskiwania realizmu w scenie jest obliczanie oświetlenia na każdy piksel z osobna.
W przypadku animacji ważne jest także, aby ruch obiektów, był możliwie najbardziej zbliżony do zachowania przedmiotów w świecie rzeczywistym.

Odbicie i załamanie światła, miękkie cienie	Podpowierzchniowe rozpraszanie światła w obiekcie

---

 

Temat: Grafika 3D - kompozycje z brył

 

Tinkercad - bezpłatna, łatwa w obsłudze aplikacja internetowa, która umożliwia nowemu pokoleniu projektantów i inżynierów uzyskanie podstawowych umiejętności w zakresie innowacyjnego projektowania 3D, tworzenia obwodów elektronicznych i kodowania!

 

 

www.tinkercad.com

 

 

 

Film stanowi wprowadzenie do programu do modelowania 3D online Tinkercad.

 

Film prezentuje krok po kroku wycinanie otworów w obiektach w programie Tinkercad.

 

Film prezentuje krok po kroku wyrównywanie obiektów w programie Tinkercad.

 

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj w Tinkercadzie okulary.

Wskazówki
1. Przygotuj okular.

a) Wybierz w kategorii Wyróżnione w GENERATORACH KSZTAŁTÓW kształt Wyciągnięcie.

b) Ustal rozmiar i kształt okularu.

c) Skopiuj kształt dwukrotnie. Oba skopiowane kształty zmniejsz o wielkość obramowania okularów. Jeden posłuży do wykonania otworu w okularze – zmień go na otwór. Drugi będzie szkłem – wybierz kolor szkła, ustaw przezroczystość.

d) Zrób otwór w okularze.

• wyrównaj oba kształty w trzech płaszczyznach
• zgrupuj oba obiekty

e) Wstaw szkło do okularu.

• wyrównaj oba kształty w trzech płaszczyznach
• zgrupuj oba obiekty

f) Skopiuj okular i zrób odbicie lustrzane w odpowiednim kierunku.

↓

2. Wstaw mostek między okularami, korzystając z tego samego kształtu. Zaznacz i zgrupuj obiekty.

3. Utwórz zauszniki. Wykorzystaj prostopadłościan i walec.

a) Wytnij otwór w walcu.

b) Wykorzystując prostopadłościan typu otwór, obetnij zbędną część.

c) Zgrupuj oba elementy zauszników i utwórz drugi zausznik przez kopiowanie.

d) Ustaw zauszniki razem z okularem w odpowiednich płaszczyznach i zgrupuj całość.