Файл: Программа мах относится к семейству программ трехмерной компьютерной графики или, как ее еще называют.docx

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Программа 3D Studio MAX является собственностью компании Autodesk и разработана ее отделением - фирмой Discreet, специализирующейся на создании программных средств ком­пьютерной графики и анимации.

Программа МАХ относится к семейству программ трехмерной компью­терной графики или, как ее еще называют, ЗD-графики (3 Dimensional — трех­мерная) и предназначена для синтеза отдельных изображений, имитирующих сцены из жизни реальных или вымышленных миров с фотографической деталь­ностью и качеством, а также последовательностей кадров таких изображений, воспроизводящих движения объектов и называемых анимациями.

Вот лишь некоторые возможности, обеспечиваемые программой МАХ при создании отдельных изображений и анимаций:

- моделирование геометрической формы любых трехмерных объектов — от простейших, наподобие сферы, цилиндра или прямоугольного параллеле­пипеда, до таких сложных по форме объектов природного происхождения, как тела животных, деревья или поверхность взволнованной воды;

- имитация физических свойств материалов объектов, таких как шерохова­тость, блеск, прозрачность, свечение и т. п., явлений многократного зеркаль­ного отражения и преломления световых лучей, атмосферных явлений, таких как дымка или туман, природных явлений, таких как снег, пламя или дым;

- имитация освещения трехмерной сцены практически для любых условий, от глубокого космоса до яркого солнечного дня, и визуализация моделиру­емых объектов на реальном фотографическом фоне с тенями, отбрасывае­мыми на этот фон;

---

анимация практически всех параметров объектов: их формы, размеров, пространственного положения, цвета и характеристик материалов и т. п.;

- реализация различных способов управления перемещением или изменением свойств объектов в процессе анимации, обеспечивающих возмож­ность достоверной имитации самых разных типов движений;

- создание связанных иерархических цепочек объектов и их анимация по методам прямой или обратной кинематики, когда движение одного объек­та вызывает согласованные перемещения остальных объектов цепочки;

- моделирование постепенных превращений одних объектов в другие, отли­чающиеся по форме и внешнему виду (морфинг);

- моделирование динамических свойств движущихся объектов с учетом их соударений, сил тяжести, ветра или упругости;

Актуальность исследования. В наши дни важность трехмерной графики сложно недооценить. Быстрые темпы роста технического прогресса вызвали спрос на компьютерную графику во многих направлениях. Каждый день мы так или иначе контактируем с работами трехмерной графики, сами того не замечая.

Цель курсовой работы: создание модели корпуса телефона при помощи виртуальной студии Autodesk 3DsMax

Задачи курсовой работы:

1. 
   Изучить историю основания трехмерной графики
   
2. 
   Проанализировать наиболее известные среды трехмерного моделирования
   
3. 
   Изучить возможности выбранного программного продукта Autodesk 3Ds max
   
4. 
   Спроектировать трехмерную модель корпуса телефона.
   
5. 
   Придать объектам трехмерной сцены реалистичности при помощи добавления слота материалов.
   

ГЛАВА 1. ОБЪЕКТЫ 3D МАХ

Термин объект (object) в МАХ относится к любым элементам виртуального трехмерного мира, которые могут включаться в состав сцен и к которым могут применяться преобразования и модификаторы. Объекты МАХ делятся на ка­тегории, разновидности и типы. Всего имеется семь категорий объектов: Geometry (Геометрия), Shapes (Формы), Lights (Источники света), Cameras (Камеры), Helpers (Вспомогательные объекты), Space Warps (Объемные деформации) и Systems (Системы), а также три отдельных типа объектов, не относящихся к данным категориям — Editable Spline (Редактируемый сплайн), Editable Patch (Редактируемый кусок) и Editab­le Mesh (Редактируемая сетка). За исключением объектов этих трех типов, все остальные объекты МАХ являются

---

параметрическими, то есть при создании приобретают определенный набор характеристических параметров, таких как ко­ординаты положения объекта, его размеры по длине, ширине и высоте, число сегментов или сторон и т. п. Эти параметры в дальнейшем можно легко изме­нять, поэтому в процессе создания объектов необязательно стремиться к обеспе­чению высокой точности.

Ниже приводится классификация основных объектов МАХ . Число типов используемых объектов может увеличиваться за счет применения дополнитель­ных модулей.

Объекты категории Geometry

В данную категорию входят объекты, предназначенные для построения геометриче­ской модели трехмерной сцены и подразделяемые на следующие разновидности:

- Standard Primitives (Стандартные примитивы) — это трехмерные тела правиль­ной геометрической формы, такие как параллелепипед, сфера или тор. В число стандартных примитивов исторически входит также объект, представляющий собой чайник с носиком, ручкой и крышкой (рисунок 1);

- Extended Primitives (Улучшенные примитивы) — это также трехмерные тела, но обладающие несколько более сложной формой и характеризуемые большим числом параметров, чем стандартные примитивы. К их числу отно­сятся такие объекты, как параллелепипед, цилиндр с фаской, многогран­ник и тороидальный узел;

-
Compound Objects (Составные объекты) — это трехмерные тела, составлен­ные из нескольких простых объектов, как правило, объектов-примитивов (рисунок 2). В данную разновидность входят также объекты типа Loft (Лофтинговые) — трехмерные тела, которые строятся методом лофтинга, то есть путем формирования оболочки по опорным сечениям, расставляемым вдоль заданной траектории (рисунок 3);

Рисунок 1. Стандартные примитивы



Рисунок 2. Составные объекты

- Particle Systems (Системы частиц) — это источники множества мелких дву­мерных или трехмерных частиц, призванных имитировать такие природ­ные объекты, как пыль, дым, снег, брызги воды, воздушные пузырьки или искры огня;

- Patch Grids (Сетки кусков) — это поверхности, состоящие из кусков Безье и создаваемые изначально как фрагменты плоскости прямоугольной формы. В дальнейшем форма и кривизна таких поверхностей может регулировать­ся за счет манипулирования управляющими точками. С помощью сеток кусков Безье удобно моделировать поверхности с плавно меняющейся кривизной;

---

Рисунок 3. Объекты, построенные методом лофтинга Рисунок 4. Динамические объекты

- NURBS Surfaces (NURBS-поверхчости) - это поверхности, форма которых описывается неоднородными рациональными В-сплайнами (Non-Uniform Rational B-Splines - NURBS). В зависимости от типа NURBS-поверхностей они или проходят через все точки, заданные в пространстве сцены, или плавно огибают их. Такие поверхности наилучшим образом подходят для моделирования объектов сложной формы, свойственных живой и не­живой природе;

- Dynamics Objects (Динамические объекты) — это специфическая разновид­ность стандартных объектов, позволяющая с легкостью моделировать два типа механических устройств: пружины и амортизаторы (рисунок 4). Эти объекты не просто похожи на свои реальные прототипы по виду, при ани­мации они физически правдоподобно реагируют на действующие на них воображаемые силы;

- Doors (Двери) и Windows (Окна) — разновидности стандартных объектов, по­зволяющие с легкостью моделировать такие довольно сложные архитек­турные элементы, как двери и окна различных типов, которые к тому же могут открываться и закрываться в процессе анимации.

Объекты категории Shapes

К данной категории относятся различные типы линий, образующих разомкну­тые или замкнутые двумерные фигуры. Некоторые типы линий (например, спи­раль) могут размещаться не на плоскости, а в трехмерном пространстве. Формы используются в качестве заготовок, которые могут различными способами пре­образовываться в трехмерные тела, и подразделяются на следующие разновид­ности:

- Splines (Сплайны) - это стандартные двумерные геометрические фигуры, такие как прямоугольник, эллипс или звезда, а также линии произвольной кривизны и контуры текстовых символов (рисунок 5);



Рисунок 5. Примеры двумерных сплайнов

- NURBS Curves (NURBS-кривые) - это разновидность линий, позволяющих строить плавные, не имеющие изломов кривые. NURBS-кривые или прохо­дят через точки, обозначенные в пространстве сцены, или плавно огибают их.

---

Объекты категорий Lights и Cameras

В данные категории входят объекты, предназначенные для имитации различных источников освещения сцены и для наблюдения сцены через объективы вообра­жаемых съемочных камер. На показано, как выглядят подобные объек­ты на экране МАХ .

Источники света и камеры могут быть нацеленными и свободными. Нацелен­ные источники света и камеры характеризуются наличием мишени (target) - то­чечного объекта, на который нацелена ось пучка световых лучей или линия ви­зирования камеры. Свободные источники света и камеры не имеют мишеней.

Объекты категории Helpers

В данную категорию входят объекты, которые не включаются в итоговое изобра­жение сцены и предназначены для упрощения ее моделирования или анимации. Вспомогательные объекты делятся на следующие разновидности:

и Standard (Стандартные) — это объекты, используемые как вспомогательные при разработке и анимации геометрических моделей;

- Atmospheric Apparatus (Атмосферная оснастка) — объекты, предназначенные для локализации областей проявления эффектов окружающей среды;

- CameraMatch (Горизонт камеры) — это набор объектов, облегчающих согласо­вание линии горизонта воображаемой съемочной камеры с линией гори­зонта фона сцены при визуализации моделей на фоне фотографии или кадров видеоклипа;

- VRML 1.0/VRBL и VRML97 — объекты, используемые при моделировании трехмерных сцен, предназначенных для экспорта в форматах языков опи­сания виртуальной реальности.

Объекты категории Space Warps

В данную категорию входят объекты, предназначенные для имитации действия различных сил на геометрические модели или частицы, попадающие под влия­ние «силового поля». Это позволяет имитировать действие сил тяжести или вет­ра на системы частиц или, скажем, деформировать поверхность плоского объек­та, изображающего воду, для моделирования ветровых волн или кругов от брошенного камня. Источники объемных деформаций изображаются в окнах

проекций в виде условных значков, но не включаются в итоговое изображение сцены. В МАХ имеется пять разновидностей объемных деформаций:

- Geometric/Deformable (Деформируемая геометрия) и Modifier-Based (На базе модификаторов) — различным образом деформируют геометрические модели объектов:

---