Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Реализация геометрических принципов в 3D Max, трехмерное пространство



Им. акад. М.Д. Миллионщикова

Кафедра «Информационные технологии»

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО КУРСУ: «Презентации и анимационная графика»

НА ТЕМУ: «Анимация в Xara 3D»

 

Выполнил ст. гр. ИСТ-10

Батукаев Б.А.

Руководитель:

Мартынова М.А.

 

 

Допущен к защите «__»________2013

«__»_______2013 «___»_______________

______________ оценка подпись

подпись

 

Грозный 2013 г

Оглавление

Введение. 3

1. Основы 3D графики и анимации. 6

1.1 Общее представление о 3D. 6

1.2 Реализация геометрических принципов в 3D Max, трехмерное пространство 8

1.3 3D объекты.. 9

1.4 Проекции 3D объектов. 10

1.5 Примитивы.. 11

2. Xara 3D.. 13

Как создавать анимацию в Xara?. 13

Примеры работ в Xara 3D.. 18

Заключение. 20

Список использованной литературы.. 21

 


 

 

Введение

 

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.

Самая большая радость для программиста – это видеть и знать, что пользователи находят для его детища самые разнообразные применения. Особенно это касается таких продуктов, как 3D Max, который, в отличие от текстового процессора или электронной таблицы, позволяет с помощью изобразительных средств воплотить самые фантастические идеи и мечты в жизнь.



Компьютерное трёхмерное моделирование, анимация и графика в целом не уничтожают в человеке истинного творца, а позволяют ему освободить творческую мысль от физических усилий, максимально настроившись на плод своего творения. Конечно, пока невозможно заниматься графикой без определённых навыков, но технология не стоит на месте и, возможно, в недалёком будущем творение человека будет зависеть только от его мысли.

Существует огромное количество областей, где применяется трёхмерное моделирование и анимация. Например, при испытании программы 3D Max пользователи проделали колоссальную работу, применяя эту программу в различных областях: от создания статической рекламы и динамических заставок для телеканалов до моделирования катастроф и трёхмерной анимации. 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 эта проблема решена с помощью современных программ.

Уже не надо тратить тысячи человеко-часов на построение моделей, например динозавров, которые нужно затем установить на сцене, осветить, отснять и скомбинировать с остальными участниками эпизода. Достаточно посадить одного человека за обычный персональный компьютер, чтобы создать спецэффекты, создающие полное ощущение реальности.

Нашествию визуальных эффектов уже никто не удивляется. Эффекты в блокбастерах (боевиках) и романтических сказках, играх и мультимедийных презентациях, броские и незаметные, в кино и на телевидении, трёхмерные и мультипликационные. Всех их объединяет только одно: они созданы с помощью компьютеров. Сегодня мы уже можем говорить о результатах труда не только заокеанских, но российских разработчиков. С 19 по 23 мая в Центре международной торговли проходил ежегодный Российский фестиваль компьютерной графики и анимации. На выставке была представлена новинка – телевизионная виртуальная студия.



Применение трёхмерной анимации и виртуальных технологий в кинематографе, оформлении телевизионных передач и в различных частях шоу-бизнеса стало обязательным, однако существуют и другие примеры применения новейших технологий: 6-8 мая 1998 года в г. Осло проходил Первый международный симпозиум по визуализации, организованный компаниями Silicon Graphics и Telenor. На данной конференции широкой аудитории были продемонстрированы различные технические средства для представления виртуальных объектов, Особый интерес представили проекты по созданию так называемых виртуальных городов – содержащих не один, а десятки тысяч виртуальных объектов. С момента возникновения такого понятия, как коллективное планирование городского строительства, все его участники – специалисты по планированию, проектировщики, инвесторы, представители власти и просто заинтересованные горожане – стремились найти новую методологию обсуждения строительных проектов, позволяющих оценить их влияние на городской ландшафт ещё до реального воплощения.

Требовался эффективный способ, позволяющий зримо представить и проанализировать “физические последствия” проекта до начала его реализации и инвестирования средств. Со временем появился проект “Виртуальный город”. Группа городского моделирования UCLA воспользовалась данной технологией визуального трёхмерного моделирования для развития интегрированной среды городского моделирования. С помощью уникальной системы и методологии компьютерного моделирования группа строит виртуальные модели реального времени городских районов. Эти модели, с точностью до надписей на стенах и занавесок в окнах, конструируются путём сочетания фотографий, полученных с помощью аэрофотосъёмки, со стереометрическими “представлениями” улиц для реалистичного трёхмерного моделирования.



Другой пример: до недавнего времени такие серьёзные проекты как строительство мостов, дамб, плотин не проходило без каких-либо неожиданностей даже в странах с очень развитыми строительными технологиями. В наше время строительные компании многих государств стали пользоваться системами инженерного проектирования с визуальным отображением. Современные программы инженерной графики не только совершают различные строительные расчёты ( впрочем это могли делать и программы предыдущего поколения), но и визуализировать происходящие строительные процессы. Программы показывают не только возможную нагрузку на отдельные части конструкций, но и рассчитывают различные непредвиденные явления, связанные например с явлениями резонанса в процессе строительства. Пример из совершенно бытовой сферы: компании по продаже квартир, а так же дизайну и связанным с ним ремонтом стали использовать компьютерные программы трёхмерного моделирования для представления клиенту наиболее точной информации о будущем проекте.

 

 

1. Основы 3D графики и анимации.

 

В наше время CGI-образы (от слов Computer Graphics Imagery – изображение, созданное на компьютере) окружают нас повсеместно: на телевидении, в кино и даже на страницах журналов. Компьютерная графика превратилась из узкоспециальной области интересов ученых-компьютерщиков в дело, которому стремиться посвятить себя множество людей. Среди программных комплексов трехмерной графики, предназначенных для работы на компьютерах типа PC, далеко не последнее место занимает 3D Max.

 

Общее представление о 3D.

В самом названии рассматриваемой области – “трехмерная графика” - заложено указание на то, что нам предстоит иметь дело с тремя пространственными измерениями: шириной, высотой и глубиной. Если взглянуть вокруг: все, что нас окружает, обладает тремя измерениями – стол, стул, жилые здания, промышленные корпуса и даже тела людей. Однако термин “трехмерная графика” все же является искажением истины. На деле трехмерная компьютерная графика имеет дело всего лишь с двумерными проекциями объектов воображаемого трехмерного мира.

 

Чтобы проиллюстрировать сказанное, можно представить оператора с видеокамерой, с помощью которой он снимает объекты, расположенные в комнате. Когда во время съемок он перемещается по комнате, то в объектив попадают различные трехмерные объекты, но при воспроизведении отснятой видеозаписи на экране телевизора будут видны всего лишь плоские двумерные изображения, представляющие собой запечатленные образы снятых несколько минут назад трехмерных объектов. Сцена на экране выглядит вполне реально благодаря наличию источников света, естественной расцветке всех объектов и присутствию теней, придающих изображению глубину и делающих его визуально правдоподобными, хотя оно и остается всего лишь двумерным образом.

В компьютерной графике объекты существуют лишь в памяти компьютера. Они не имеют физической формы – это не более чем совокупность математических уравнений и движение электронов в микросхемах. Поскольку объекты, о которых идет речь, не могут существовать вне компьютера, единственным способом увидеть их является добавление новых математических уравнений, описывающих источники света и съемочные камеры. Программный комплекс 3D Max позволяет выполнять все вышеперечисленные операции.

Использование программы, подобной 3D Max, во многом сходно со съемкой с помощью видеокамеры комнаты, полной сконструированных объектов. Программный комплекс 3D Max позволяет смоделировать комнату и ее содержимое с использованием разнообразных базовых объектов, таких как кубы, сферы, цилиндры и конусы, а также с использованием инструментов, необходимых для реализации разнообразных методов создания более сложных объектов.

После того как модели всех объектов созданы и должным образом размещены в составе сцены, можно выбрать из библиотеки любые готовые материалы, такие как пластик, дерево, камень и т.д. и применить эти материалы к объектам сцены. Можно создать и собственные материалы, пользуясь средствами редактора материалов (Material Editor) 3D Max, с помощью которых можно управлять цветом, глянцевитостью, прозрачностью и даже применять сканированные фотографии или нарисованные изображения, чтобы поверхность объекта выглядела так, как это было задумано.

Применив к объектам материалы, необходимо создать воображаемые съемочные камеры, через объектив ы которых будет наблюдаться виртуальный трехмерный мир, и производиться съемка наполняющих его объектов. За счет настройки параметров виртуальных камер можно получить широкоугольную панораму сцены или укрупнить план съемки, чтобы сосредоточить свое внимание на отдельных мелких деталях. Пакет 3D Max поддерживает модели камер с набором параметров свойственных настоящим фото- или видеокамерам, с помощью которых можно наблюдать сцену именно в том виде, какой требуется по замыслу сценария.

Чтобы сделать сцену еще более реалистичной, можно добавить в ее состав источники света. 3D Max позволяет включать в сцену источники света различных типов, а также настраивать параметры этих источников.

 

Реализация геометрических принципов в 3D Max, трехмерное пространство

Работая с 3D Max пользователь имеет дело с воображаемым трехмерным пространством. Трехмерное пространство – это куб в кибернетическом пространстве, создаваемый в памяти компьютера. Кибернетическое пространство отличается от реального физического мира тем, что создается и существует только в памяти компьютера благодаря действию специального программного обеспечения.

Однако подобно реальному пространству, трехмерное пространство также неограниченно велико. Задача поиска объектов и ориентации легко решается благодаря использованию координат.

Наименьшей областью пространства, которая может быть занята каким-то объектом, является точка (point). Положение каждой точки определяется тройкой чисел, называемых координатами (coordinates). Примером координат может служить тройка (0;0;0), определяющая центральную точку трехмерного пространства, называемую также началом координат (origin point). Другими примерами координат могут являться тройки (200;674;96) или (23;67;12).

Каждая точка трехмерного пространства имеет три координаты, из которых одна определяет высоту, другая – ширину, третья – глубину положения точки. Таким образом, через каждую точку можно провести три координатных оси киберпространства.

Координатная ось (axis) – это воображаемая линия киберпространства, определяющая направление изменения координаты. В MAX имеются три стандартные оси, называемые осями X, Y и Z. Можно условно считать, что ось X представляет координату ширины, ось Y – высоты, а ось Z – глубины.

 

D объекты

Если соединить две точки в киберпространстве, то будет создана линия (line). Например, соединяя точки (0;0;0) и (5;5;0) получается линия. Если продолжить эту линию, соединив ее конец с точкой (9;3;0) то получиться полилиния (poliline), то есть линия, состоящая из нескольких сегментов. (В 3D Max термины линия и полилиния взаимозаменяемые.) Если соединить последнюю точку с первой, то получиться замкнутая форма (closed shape), то есть форма, у которой есть внутренняя и наружная области. Нарисованная форма представляет собой простой трехсторонний многоугольник (polygon), называемый также гранью (face), и составляет основу объектов, создаваемых в виртуальном трехмерном пространстве. У многогранника имеются следующие базовые элементы: вершина, ребро, грань.

Вершина (vertex) – это точка в которой соединяется любое количество линий. Грань (face) – это фрагмент пространства, ограниченный ребрами многоугольника. Ребро (edge) - это линия, формирующая границу грани.

В 3D Studio MAX2 объекты составляются из многоугольников, кусков Безье или поверхности типа NURBS, причем чаще всего используются многоугольники, расположенные таким образом, чтобы образовать оболочку нужной формы. В ряде случаев дл я формирования объекта требуется всего несколько многоугольников. Однако в большинстве случаев формирование объектов требует использования сотен и тысяч многоугольников, образующих огромный массив данных. Так, например, в процессе работы с кубом компьютер должен отслеживать положение восьми вершин, шести граней и двенадцати видимых ребер. Для более сложных объектов число элементов состоящих из многоугольников может достигать десятков и сотен тысяч.

 

Проекции 3D объектов

 

Точка наблюдения (viewpoint) – это позиция в трехмерном пространстве, определяющая положение наблюдателя. Точки наблюдения являются основой формирования в Max окон проекций (viewports), каждое из которых демонстрирует результат проекции объектов трехмерной сцены на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения из определенной точки.

Воображаемая плоскость, проходящая через точку наблюдения перпендикулярно линии взгляда, называется плоскостью отображения, которая определяет границы области видимой наблюдателю. Плоскость отображения иногда называют плоскостью отсечки.

 

Чтобы увидеть объекты, расположенные позади плоскости отображения, необходимо сменить положения точки наблюдения. Или “отодвигать” плоскость отсечки, пока интересующие нас объекты не окажутся впереди плоскости.

В окнах, позволяющих заглянуть в виртуальный трехмерный мир, называются окнами проекций (viewports). Экран монитора сам по себе является плоскостью отображения, поскольку пользователь может видеть только то, что располагается в киберпространстве “за плоскостью” экрана монитора. Боковые границы участка отображающегося в окне проекции, определяются границами окна. Три из четырех демонстрируемых по умолчанию окон проекций в 3D Max являются окнами ортографических проекций. При построении изображений в этих окнах считается, что точка наблюдения удалена от сцены на бесконечное расстояние, а все лучи, исходящие из точки наблюдения к объектам, параллельны соответствующей оси координат. Четвертое окно проекции из числа принятых по умолчанию, Perspective (Перспектива), является окном не ортографической, а центральной проекции и демонстрирует более реалистичное на вид изображение трехмерной сцены, при построении которого лучи считаются выходящими расходящимся пучком из точки наблюдения, как это происходит в реальной жизни.

Примитивы

Трехмерные примитивы составляют основу многих программных пакетов компьютерной графики и обеспечивают возможность создания разнообразных объектов простой формы. Во многих случаях для формирования нужной модели трехмерные примитивы приходится объединять или модифицировать. Max предоставляет вам два набора примитивов: стандартные (Standard Primitives) и улучшенные (Extended Primitives). К числу стандартных примитивов относятся параллелепипед, сфера, геосфера, конус, цилиндр, труба, кольцо, пирамида, чайник, призма. Улучшенными называются примитивы многогранник, тороидальный узел, параллелепипед с фаской, цистерна, капсула, веретено, тело L-экструзии, обобщенный многоугольник. Работая с примитивами почти всегда необходимо прибегать к их преобразованию или модификации для создания нужных объектов. Например, можно смоделировать стены здания набором длинных и высоких параллелепипедов малой толщины. Создавая дополнительные прямоугольные блоки меньшего размера и вычитая их из блоков стен, можно создать проемы для окон и дверей. Сами по себе примитивы используются довольно редко.

Составные объекты – это тела, составленные из двух или более простых объектов (как правило объектов примитивов). Создание составных объектов представляет собой продуктивный метод моделирования многих реальных объектов, таких как морская мина, стены с проемами для дверей и окон, а также фантастических тел, перетекающих из одной формы в другую как жидкость. 3D Max предоставляет возможность использовать шесть типов составных объектов.

Морфинговые. Объекты данного типа позволяют выполнять анимацию плавного преобразования одного тела в другое.

Булевские. Объекты этого типа позволяют объединять два или несколько трехмерных тел для получения одного нового. Применяются для создания отверстий или проемов в объемных телах или для соединения нескольких объектов в один. Этот тип идеально подходит для архитектурного моделирования или любых других задач, в которых необходимо вычесть (исключить) объем, занимаемый одним телом, из другого.

Распределенные. Объекты этого типа представляют собой результат распределения дубликатов одного трехмерного тела по поверхности другого. Могут использоваться для имитации стеблей травы, ямочек на поверхности мяча для гольфа или деревьев на модели ландшафта.

Соответствующие. Данный тип объектов позволяет заставить одно трехмерное тело принять форму другого. Это отлично подходит для создания таких эффектов, как плавление, таяние или растекание.

Соединяющиеся. Этот тип объектов позволяет соединить между собой отверстия в двух исходных телах своеобразным тоннелем.

Слитые с формой. Объекты этого типа позволяют соединять сплайновую форму с поверхностью трехмерного тела. Фактически, это позволяет рисовать на поверхностях трехмерных тел.

 

Xara 3D

 

Xara3D - Программа для создания трехмерных и анимированных текстов, включая самые разнообразные заголовки, логотипы и баннеры, в том числе и во флэш, быстрой разработки трехмерных кнопок и других небольших графических объектов, а также для создания скринсейверов.

 

Как создавать анимацию в Xara?

Кратко рассмотрим список инструментов в Xara:

1. Введение текста

2. Выбор цвета

3. Параметры вытеснения

4. Параметры проекта

5. Параметры фаски

6. Создание тени

7. Тиснение

8. Расположение текста, направление

9. Стиль анимации

10. Виды анимации (кнопка, текст, текст в фигуре и др.)

 

Рис.1.1

 

Для того чтобы ввести текст нужно нажать на инструмент, который называется Аа. Вводите свой текст. Однако при введении текста кириллицей часто получается набор непонятных символов. Это можно исправить, поменяв шрифт.

Рис.1.2

 

Вы можете выбрать анимацию текста в рамке пустой и в фигуре, без рамок и другой стиль. Для этого нужно нажимать в панели инструментов на крестики снизу (на скриншоте панели инструментов обозначено как виды анимации). Примеры:

 

Рис.1.3

Рис.1.4

Выбор цвета в программе можно начать, выбрав на панели инструментов значок палитры цвета. Справа активируется панель, на которой вы выбираете ту часть анимации, которую будете раскрашивать (фон, бока планки, текст, фасад текста и прочее) и выбираете нужный цвет.

Параметры вытеснения. С помощью этого инструмента вы устанавливаете “выпуклость” текста или кнопки.

Параметры проекта. Следует выбрать вид – текст, кнопка, рамка и др, а также определить форму (круглая, прямоугольная, ромб, треугольник и др. Далее устанавливаем соотношение размеров текста по отношению к рамке/кнопке и некоторые другие настройки.

Параметры фаски. Устанавливаем вид боковой части нашей анимации.

Тень. Вы можете создать 3d-анимацию с тенью, установить параметры ее прозрачности, выбрать стиль тени.

Тиснение. Позволяет наложить текстуру на анимацию.

Посмотреть варианты. Обозначается инструментом Бинокль. С его помощью вы можете регулировать расположение анимации. Вы также можете управлять анимацией при помощи мышки в окне просмотра.

Параметры анимации. Выбираем стиль анимации.

В программе Xara 3D Maker 7 также есть готовые стили анимации, проектов, позволяющие быстро создавать очень интересные 3d-анимации. Для этого нужно выбрать анимацию, стиль или проект через команды Файл -> Импорт анимации, Файл -> Импорт стиля, Файл -> Импорт проекта.

Создание анимации на фоне. Для этого активируйте вкладку Параметры текстуры, выберите фон и нажмите кнопку “load texture” и вы можете выбрать одну из стандартных текстур программы или наложить анимацию на любую картинку из памяти компьютера.

Просмотр анимации осуществляется в окне просмотра. Вы можете остановить воспроизведение анимации, перемотать ее вперед или назад, пользуясь кнопками:

 

Рис.1.5

Сохраняем результаты через команду Файл -> Экспорт анимации. Выбираем нужный формат анимации, например gif. В открывшемся окне выбираем параметры:

Рис.1.6

Устанавливаем размеры (Width и Height), карту глубины, активированная галочка напротив transporant означает прозрачность фона.

 

Примеры работ в Xara 3D

Ниже приведены примеры работ в Xara 3D:

Рис.1.7

Рис.1.8


 

Заключение

 

Только 3D-анимация может полноценно показать, как плавится металл внутри печи, как работает турбина или как будет работать будущий завод. Поэтому создание 3D-анимации идеально подходит для демонстрации проектов инвесторам и покупателям, для создания наглядных учебных пособий, в качестве презентационного материала и т.д.

На то, чтобы объяснить принцип работы станка надо или 300 страниц технической документации и десятки чертежей, или несколько секунд анимации.

3D анимация всегда привлекает внимание, вызывает интерес, запоминается и поэтому увеличивает продажи.

Отчасти создание 3D анимации напоминает создание мультфильма, только монотонный труд художников, которые заполняют промежуточные кадры, выполняет, просчитывает компьютер. Чтобы им управлять, нужны мастера 3D анимации, обладающие мышлением инженера-технолога, конструктора, режиссера и дизайнера.

Процесс создания начинается с разработки и согласования сценария или аниматика. Далее выполняется 3D-моделирование всех объектов и настройка анимации. На последних этапах производится настройка визуализации, «рендер» (перевод данных в изображение) и «компоузинг» (монтаж с дополнительными эффектами).

Создание 3D анимации – скрупулезная работа, требующая учета огромного количества параметров. За нее берутся только усидчивые и грамотные аниматоры, а эффективного результата достигают только настоящие мастера технологий.


 

 

Список использованной литературы

1. 100% самоучитель. Трехмерная графика и анимация 3ds Max 2009: К. А. Иваницкий, В. Б. Комягин, П. А. Каменский, Ф. А. Резников — Москва, Технолоджи-3000, Триумф, 2008 г.- 320 с.

2. http://vgrafike.ru/animaciya/xara-3d-maker-7/

3. Macromedia Flash MX 2004. Экспресс-курс.: Владимир Дронов — Москва, БХВ-Петербург, 2003 г.- 344 с.

4. Macromedia Flash Professional 8. Графика и анимация: Владимир Дронов — Санкт-Петербург, БХВ-Петербург, 2006 г.- 656 с.

5. Графика в формате DirectX 9. Полное руководство по использованию 3D-пространства: Ален Торн — Санкт-Петербург, НТ Пресс, 2007 г.- 288 с.

6. http://habrahabr.ru/post/180353/

7. Компьютерная графика в кинематографе. Создание фильма "Призрачный воин": Тимоти Олби — Москва, Солон-Пресс, 2006 г.- 368 с.

8. Компьютерная графика и анимация: А. Калбег — Москва, АСТ, Астрель, 2004 г.- 72 с.

9. Компьютерная графика и анимация: Аша Калбег — Санкт-Петербург, АСТ, Астрель, 2004 г.- 72 с.

10. http://www.render.ru/


Просмотров 722

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!