9 клас

08.10

Поняття тривимірної графіки

Тривимірна графіка, або 3D-графіка, – це розділ комп’ютерної графіки, який вивчає методи та засоби створення зображень просторових об’єктів з використанням комп’ютерних програм.

Просторова модель об’єкта (тривимірна, або 3D-модель) призначена для того, щоб на екрані комп’ютера можна було розглядати деталі об’єкта з різних боків.
Тривимірне моделювання – процес створення 3D-моделей.
3D-зображення – плоскі зображення тривимірних об’єктів, створені на основі просторових моделей.
Особливості 3D-зображень:

• забезпечена просторова перспектива, тіні, відблиски та інші світлові ефекти;

• відтворено особливості поверхонь (шорсткість, нерівність, пухнастість тощо).

3D-анімація – анімоване 3D-зображення, створене з послідовності тривимірних зображень, у якому моделюється рух об’єктів або їхніх частин.
Сфери застосування тривимірного моделювання:

• інженерне проєктування;

• архітектура;

• освіта та наука;

• кінематографія та мультиплікація;

• комп’ютерні ігри;

• 3D-друк та ін.

Класифікація програм тривимірної графіки:
За призначенням:

• для перегляду 3D-моделей:

• “3D-моделі” – стандартний додаток Windows 10;

• Word та PowerPoint з пакета Microsoft Office версії 13 і наступних;

• Веб-додаток Model-Viewer (https://modelviewer.dev).

• для створення 3D-моделей (3D-редактори):

• Blender;

• Paint 3D;

• 3d Builder;

• TinkerCAD (https://www.tinkercad.com);

• ScetchUp (https://scetchup.com).

• для візуалізації (рендерингу) 3D-об’єктів:

• V-Ray;

• RenderMan;

• Sunflow.

За галузями застосування:

• для інженерного проєктування:

• Компас 3D;

• AutoCAD;

• nanoCAD free;

• SolidWorks;

• LEGO Digital Designer;

• для створення архітектурних моделей:

1. SketchUp;

• для проєктування меблів, інтер’єру:

1. PRO100;

1. Sweet Home 3D;

• для кінематографії, мультиплікації:

1. Cinema 4D;

1. Autodesk Maya;

1. Houdini;

• для розробки комп’ютерних ігор:

1. Unity;

• універсальні 3D-редактори:

1. 3DStudio MAX;

1. MODO;

1. Blender.

Принципи тривимірного моделювання
3D-модель будується з тривимірних примітивів – об’ємних і плоских геометричних тіл, які отримали узагальнену назву меш (сітка). Кожен тривимірний примітив – елемент мешу – може бути описаний математично.
Основні тривимірні елементи:

• Плоскі – квадрат і коло

• Об’ємні – куб, сфера, циліндр, конус, тор

Поверхня 3D-моделі об’єкта розділяється на невеликі плоскі ділянки – грані, що мають форму багатокутника (переважно трикутники та чотирикутники). Грань обмежена відрізками – ребрами. Кожне ребро має дві вершини.
Перетворення, що можуть виконуватись над елементами 3D-моделі:

• переміщення всього об’єкта або окремих вершин, ребер, граней;

• поворот;

• масштабування (змінення розмірів) та ін.

Основні властивості 3D-моделей:

• кількість вершин, ребер і граней, їх розташування на поверхні моделі;

• види матеріалів, які покривають поверхню.

Запитання для самоперевірки

1. Що таке тривимірна графіка?

1. З якою метою будують 3D-моделі об’єктів? Які їх основні властивості?

1. Що таке 3D-зображення? У чому їх особливість?

1. Що таке 3D-анімація? З якою метою її створюють?

1. Які галузі використання тривимірного моделювання ви знаєте? Наведіть приклади.

1. З якою метою 3D-моделі та 3D-анімація можуть бути використані у навчанні на різних предметах?

1. Які існують класифікації програм тривимірної графіки?

1. З яких тривимірних примітивів будують 3D-моделі об’єктів?

1. З яких елементів складається поверхня 3D-моделі об’єкта?

1. Як залежить якість моделювання кривих поверхонь від кількості граней на поверхні 3D-моделі об’єкта? Чим можна пояснити цю залежність?

1. Які перетворення можна виконувати з об’єктами мешу?

Опорний конспект уроку “Тривимірна графіка. Класифікація програм для роботи з тривимірною графікою” за підручником “Інформатика 9 клас”. Й. Я. Ривкінд та інші. 2022 р. п. 2.1 “Тривимірна графіка. Принципи тривимірного моделювання”, с. 44-52

Переглянь навчальне відео

https://youtu.be/mnptPeFvMHE