ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 753
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Error! Reference source not found.], тем самым мы можем рассмотреть рисунок с ее глубиной.Не стоит забывать о том, что большим шагом в работе с 3D моделями является то, что модель можно легко изменять и использовать во многих проектах. Чайник может быть хороший основой как для кружки или вазы, на работусподобнымисходникомзатратавременибудетминимальна.Двумерные рисунки не всегда дают подобную возможность для работы с ними, тем самым уступают 3D моделям.Трехмерная система работает с тремя координатами (X, Y и Z), таким способом что при изменении одной плоскости меняется расположение других. Большинство 3D систем включают в себя автоматический анализ физических характеристик. [36].В системах 3D моделирования существует три метода трехмерного моделирования:
трехмерную фигуру.Каркасное моделирование дает базовые возможности для представления трехмерной сцены или объекта, в большинстве случаем используют в качестве отправной точки. К примеру, 3D художник создавает модуль с начала, просто приняв начальные вершины и соединив их линиями, затем можно добавлять поверхности и текстуры, для визуального эффекта. Линии, которые имеются в каркасном моделировании соединяются для дальнейшей работы, то есть для модели треугольника или многоугольника. Результат процесса может быть как сложным, как трехмерная сцена с множеством персонажей и различными объектами, так и простым с использованием куба. Отличным показателем детализации трехмерной модели, является наличие большого количества полигонов внутри каркаса.К недочетам каркасной модели можно отнести: неоднозначность, ограниченный класс объектов для моделирования, отсутствие данных о взаимном расположении двух объектов, ошибки в вычислении физических характеристик объекта, невозможность выполнения тоновых изображенийиз-за отсутствия данных о гранях.Каркасная модель, является самым старым способом представлением твердых тел. Каркасная модель состоит из двух таблиц: таблица вершин (Таблица 1.) и таблица ребер (Таблица 2.). Каждая вершина имеет собственное значение координат, а ребра имеютдва компонента, дающие две вершины данного ребра. Например, чтобы представить куб, нужно восемь вершин и двенадцать ребер (Рис.1.1).
Рис.1.1.КаркаснаямоделькубаВвиду того что каркасное моделирование содержит только вершины и линии,моделимогутотображаетсядостаточнобыстро.Вследствиеэтого,можно приди к выводу, что сложное трехмерное изображение может быть уменьшено, как и анимация до каркасной модели, для редактирования и визуализации в реально времени. Современные графические программы, могут визуализировать полностью поверхности и текстуры в режиме реально времени, в основном без задержек, а ранее использовалось каркасное представление.Трехмерная модель чертежа сопоставляется со своим эталоном ииграет важную роль в каркасном моделировании. Благодаря этому модель позволяет 3D художникувидетьисопоставлятьточкивершинвсоответствии с желаемым результатом. В свою очередь каркасное моделирование является быстрым и надежным способом демонстрации концепта. Реализация детализированного, правильно отображенного макета для концепции занимает достаточное количество времени, и если это не соответствует предлагаемому проекту, то время на проект было потрачено в пустую.
Однозначно сказать нельзя, что каркасное моделирование не имеет большого значения и является бесполезным из-за погрешности в процессе моделирования. Каркасное моделирование используется тогда, когда стоит использовать высокую производительность и большое число кадров. Чаще всего используется данный метод для визуализации уже готовой модели.Поверхностное моделирование – позволяет создавать и манипулировать поверхностями и кривыми на модели, управлять касательными кривымина поверхностиэкрана. Этотметод предполагает, что поверхности отделены от среды окружения и ограничены [29]. Поверхностное моделирование является лучшим способом для создания 3D форм, для изображения поверхностей деталей, применяется дляпроектировки модели (Рис.1.2).Рис.1.2ПоверхностнаямодельПоверхностное моделирование является более сложным методом моделирования объектов, чем каркасное моделирование, ноне такое сложное как твердотельное моделирование. Данный метод имеет широкоеприменение в САПР для иллюстрации архитектурных решений. Вдобавок метод используется для 3D анимации в компьютерных играх и другихсхожихпроектах, часто используется для преобразования междуразличными методами трехмерного моделирования [28].Поверхностное моделирование имеет ряд преимуществ перед каркасным:возможность определения сложных криволинейных граней, способность получения тоновых изображений, распознавание особых построений на поверхности и отверстий, получение качественного изображения.Два математических положения лежат в основе поверхностного моделирования:
Поверхностное моделирование, используется не только в архитектурных иллюстрациях, однако также используется в трехмерной анимации, особенно данный метод используется вкомпьютерных играх.Существуют различные типы поверхностей: базовые геометрические поверхности, поверхности вращения, поверхности сопряжений и пересечений, скульптурные поверхности, аналитические поверхности [17].Базовые геометрические поверхности к этой категории относятся плоские поверхности, которые можно получить, начертив сначала отрезок прямой, а затем применить команду, которая разворачивает в пространстве образ этого отрезка на заданное расстояние; таким же образом можно разворачивать и поверхности.Поверхности вращения образовывается вращением плоской грани вокруг некоторой оси.Поверхности сопряжений и пересечений – это поверхности, которые создаются в результате сопряжения или пересечения поверхностей.Скульптурные поверхности, которые невозможно описать математическими уравнениями и которые создаются лишь при помощи сплайнов, которые соединяют точки в пространстве.Твердотельное моделирование, от поверхностного отличается тем, что имеет объём. Твердотельное моделирование на сегодняшний день является самым точным и верным методом моделирования (Рис.1.3).Рис.1.3ТвердотельнаямодельТвердотельное моделирование является самым продвинутым методом геометрического моделирования, имеет представление о твердых частицах объекта на компьютере. Обычная геометрическая модель состоит из проволочного каркаса, который показывает объект в виде проводов, такая проволочная каркасная структура может быть двухмерной, полуразмерной или трехмерной [20].Уданногометодаестьсвоипреимущества:возможностьразграничения внутренней и внешней областей объекта, автоматическое удаление скрытых линий, автоматическое построение трёхмерных разрезов объекта, что немаловажно при проведении анализа сложных изделий, использование методов анализа с автоматическим получением изображения конкретных характеристик, способность получения тоновых изображений.Твердотельные модели создаются с помощью булевых операций: сложение, вычитание, пересечение, исключение.
-
Поверхностное (полигональное) моделирование; -
Каркасное (проволочное) моделирование; -
Твердотельное (объёмное, сплошное) моделирование.
трехмерную фигуру.Каркасное моделирование дает базовые возможности для представления трехмерной сцены или объекта, в большинстве случаем используют в качестве отправной точки. К примеру, 3D художник создавает модуль с начала, просто приняв начальные вершины и соединив их линиями, затем можно добавлять поверхности и текстуры, для визуального эффекта. Линии, которые имеются в каркасном моделировании соединяются для дальнейшей работы, то есть для модели треугольника или многоугольника. Результат процесса может быть как сложным, как трехмерная сцена с множеством персонажей и различными объектами, так и простым с использованием куба. Отличным показателем детализации трехмерной модели, является наличие большого количества полигонов внутри каркаса.К недочетам каркасной модели можно отнести: неоднозначность, ограниченный класс объектов для моделирования, отсутствие данных о взаимном расположении двух объектов, ошибки в вычислении физических характеристик объекта, невозможность выполнения тоновых изображенийиз-за отсутствия данных о гранях.Каркасная модель, является самым старым способом представлением твердых тел. Каркасная модель состоит из двух таблиц: таблица вершин (Таблица 1.) и таблица ребер (Таблица 2.). Каждая вершина имеет собственное значение координат, а ребра имеютдва компонента, дающие две вершины данного ребра. Например, чтобы представить куб, нужно восемь вершин и двенадцать ребер (Рис.1.1).
Таблица1. Список вершин и координаты каждой из них в трёхмерном пространстве относительно единой точки начала координат (0,0,0).
| Вершина | X | Y | Z |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | -1 | 1 |
| 3 | -1 | -1 | 1 |
| 4 | -1 | 1 | 1 |
| 5 | 1 | 1 | -1 |
| 6 | 1 | -1 | -1 |
| 7 | -1 | -1 | -1 |
| 8 | -1 | 1 | -1 |
Таблица2. Список рёбер перечисляет начальную и конечную вершину для
каждогорёбраобъекта.
| Ребро | Начальная вершина | Конечная вершина |
| 1 | 1 | 2 |
| 2 | 2 | 3 |
| 3 | 3 | 4 |
| 4 | 4 | 5 |
| 5 | 5 | 6 |
| 6 | 6 | 7 |
| 7 | 7 | 8 |
| 8 | 8 | 5 |
| 9 | 1 | 5 |
| 10 | 2 | 6 |
| 11 | 3 | 7 |
| 12 | 4 | 8 |
Однозначно сказать нельзя, что каркасное моделирование не имеет большого значения и является бесполезным из-за погрешности в процессе моделирования. Каркасное моделирование используется тогда, когда стоит использовать высокую производительность и большое число кадров. Чаще всего используется данный метод для визуализации уже готовой модели.Поверхностное моделирование – позволяет создавать и манипулировать поверхностями и кривыми на модели, управлять касательными кривымина поверхностиэкрана. Этотметод предполагает, что поверхности отделены от среды окружения и ограничены [29]. Поверхностное моделирование является лучшим способом для создания 3D форм, для изображения поверхностей деталей, применяется дляпроектировки модели (Рис.1.2).Рис.1.2ПоверхностнаямодельПоверхностное моделирование является более сложным методом моделирования объектов, чем каркасное моделирование, ноне такое сложное как твердотельное моделирование. Данный метод имеет широкоеприменение в САПР для иллюстрации архитектурных решений. Вдобавок метод используется для 3D анимации в компьютерных играх и другихсхожихпроектах, часто используется для преобразования междуразличными методами трехмерного моделирования [28].Поверхностное моделирование имеет ряд преимуществ перед каркасным:возможность определения сложных криволинейных граней, способность получения тоновых изображений, распознавание особых построений на поверхности и отверстий, получение качественного изображения.Два математических положения лежат в основе поверхностного моделирования:
-
любая поверхность (сфера, эллипсоид, параллелепипед) может быть аппроксимирована многогранником, у которого центр масс и моменты 2-го порядка будут такие же, как у многогранника; -
любой объект, созданный с помощью поверхностного моделирования, имеет внутреннюю и внешнюю сторону.
Поверхностное моделирование, используется не только в архитектурных иллюстрациях, однако также используется в трехмерной анимации, особенно данный метод используется вкомпьютерных играх.Существуют различные типы поверхностей: базовые геометрические поверхности, поверхности вращения, поверхности сопряжений и пересечений, скульптурные поверхности, аналитические поверхности [17].Базовые геометрические поверхности к этой категории относятся плоские поверхности, которые можно получить, начертив сначала отрезок прямой, а затем применить команду, которая разворачивает в пространстве образ этого отрезка на заданное расстояние; таким же образом можно разворачивать и поверхности.Поверхности вращения образовывается вращением плоской грани вокруг некоторой оси.Поверхности сопряжений и пересечений – это поверхности, которые создаются в результате сопряжения или пересечения поверхностей.Скульптурные поверхности, которые невозможно описать математическими уравнениями и которые создаются лишь при помощи сплайнов, которые соединяют точки в пространстве.Твердотельное моделирование, от поверхностного отличается тем, что имеет объём. Твердотельное моделирование на сегодняшний день является самым точным и верным методом моделирования (Рис.1.3).Рис.1.3ТвердотельнаямодельТвердотельное моделирование является самым продвинутым методом геометрического моделирования, имеет представление о твердых частицах объекта на компьютере. Обычная геометрическая модель состоит из проволочного каркаса, который показывает объект в виде проводов, такая проволочная каркасная структура может быть двухмерной, полуразмерной или трехмерной [20].Уданногометодаестьсвоипреимущества:возможностьразграничения внутренней и внешней областей объекта, автоматическое удаление скрытых линий, автоматическое построение трёхмерных разрезов объекта, что немаловажно при проведении анализа сложных изделий, использование методов анализа с автоматическим получением изображения конкретных характеристик, способность получения тоновых изображений.Твердотельные модели создаются с помощью булевых операций: сложение, вычитание, пересечение, исключение.