Информатика и ИКТ, урок для 11 А,Б,В классов, 11.04.2022г.

 урок для ВСЕГО КЛАССА                                              учитель А.В.Соловьев

Тема: Трехмерное моделирование (3D-моделирование)

Вспомним некоторые сведения о компьютерном моделировании.

Объект – это некоторая часть окружающего мира.

Модель – упрощенное представление об объекте.

Между моделью и объектом, интересующим исследователя, должно существовать подобие:

- в сходстве физических характеристик модели и объекта,

- в сходстве функций, осуществляемых моделью объекта,

-в тождестве математического описания «поведения» объекта и его модели.

Окружающий нас мир многообразен. Это  ТРЕХМЕРНЫЙ мир, который прочно вошел во многие сферы нашей жизни. 3D (от английского слова 3-dimensional) – объект, имеющий три измерения. Поэтому актуальность 3D-технологий очевидна. Такие модели, как здания, самолеты, автомобили, бытовая техника, ручки, микросхемы, компьютеры, - это модели, созданные с использованием 3D-технологий.

Сегодня современные технологии позволяют легко перейти к моделированию окружающего нас мира – 3D –мира.

3D-моделирование — процесс создания трёхмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования — разработать зрительный объёмный образ желаемого объекта. При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).

Графическое изображение трёхмерных объектов отличается тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ. Однако с созданием и внедрением 3D-дисплеев и 3D-принтеров трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость.

 Трёхмерная графика — раздел компьютерной графики, посвящённый методам создания изображений или видео путём моделирования объёмных объектов в трёхмерном пространстве.

 

Два метода 3D-моделирования и их суть.

Полигональное моделирование

Суть метода в том, что модели создаются с помощью полигонов — поверхностей, задающихся точками. Точки можно двигать, тем самым формируя модель, ориентируясь на внешний вид и интуицию. Это в большей мере творческая работа, здесь зачастую нет привязки к реальным единицам измерения.

Метод зачастую используется, если моделируемый объект не выйдет за пределы экрана, то есть не будет воссоздан в реальном мире. Так, например, создаются игровые и мультипликационные персонажи.

Создавать высокоточные виртуальные объекты с помощью данного метода сложно, ведь процесс скорее напоминает лепку из пластилина, но на компьютере. Но его также можно использовать для проектирования вещей, для которых в производстве не важна  высокая точность и соблюдение размеров.

 

Моделирование в САПРах

САПР или CAD (англ. Computer-Aided Design) — программа, где модели задаются формулами, а не полигонами. Это позволяет достигать точности до долей миллиметра, поэтому метод широко используется для проектирования моделей, которые не только выйдут за пределы экрана, но и пойдут в массовое производство. Например, для создания моделей деталей, которые будут отлиты на заводе, автомобилей, двигателей, зданий, мебели, самолётов.

Если сравнивать этот метод с полигональным моделированием, то разница примерно как с растровой и векторной графикой. Даже предельно высокополигональная модель (с таким количеством рёбер, что самый мощный компьютер виснет при попытке её отобразить), будет иметь неровности при приближении, в САПРах же любая поверхность идеально гладкая.

Этот метод также хорош тем, что модели задаются с помощью параметров, поэтому в любой момент можно скорректировать необходимые показатели (например, поменять высоту объекта или диаметр отверстия) и перестроится вся модель. Но с его помощью создавать сложные органические модели крайне нецелесообразно — проектирование идеально гладкого игрового персонажа займёт неоправданно много времени.

 ВАЖНЫЙ МОМЕНТ:

В CAD мы получаем электронно-геометрическую модель изделия.

При полигональном моделировании мы получаем визуальный образ.

Для самостоятельного ознакомления предлагаю обзор программного обеспечения для трехмерного моделирования: 

https://3dclub.com/blog/top-programm-dlya-3d-modelirovaniya  

ЗАДАНИЕ: Сегодня в качестве закрепления и расширения полученных знаний, предлагаю самостоятельно ознакомится с одной из программ ПОЛИГОНАЛЬНОГО моделирования и сделать информацию о ней в виде текстового файла объемом 4-6 страниц.

Работу прислать на эл.адрес arhimedus63@gmail.com  до следующего урока.

Вопросы и консультации в комментариях после урока.