Пономаренко Роман История 3Д моделирования

1.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 4 ГОРОДСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ «РАБОЧИЙ ПОСЕЛОК ВАНИНО»
Ванинского муниципального района Хабаровского края
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ
"ИСТОРИЯ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ"
Проект ученика 9 "Б" класса
Пономаренко Романа

2.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Моя исследовательская работа
может быть использована на уроках
информатики для ознакомления с
историей 3Д-моделирования и ее
возможностями, ведь
моделирование является
современным этапом развития
технологий в различных сферах.

3.

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
ИЗУЧИТЬ ИСТОРИЮ РАЗВИТИЯ
3Д-МОДЕЛИРОВАНИЯ, РАСШИРИТЬ
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О 3Д-МОДЕЛИРОВАНИИ,
РАЗОБРАТЬ СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ И
ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
В РАЗЛИЧНЫХ СФЕРАХ ЖИЗНИ

4.

СОДЕРЖАНИЕ
• ЧТО ТАКОЕ 3Д-МОДЕЛИРОВАНИЕ
• ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ 3Д-МОДЕЛИРОВАНИЯ
• ТИПЫ 3Д-МОДЕЛИРОВАНИЯ
• ПРОГРАММЫ ДЛЯ 3Д-МОДЕЛИРОВАНИЯ
• СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
• ПОРЯДОК СОЗДАНИЯ 3Д-МОДЕЛИ

5.

ЧТО ТАКОЕ 3Д-МОДЕЛИРОВАНИЕ
3Д-моделирование – это процесс создания
виртуальных моделей, с помощью которого можно с
максимальной точностью представить внешние
характеристики объекта, такие как форма, размер и
общий внешний вид.

6.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ 3Д-МОДЕЛИРОВАНИЯ
Математические зависимости, описывающие
формирование цифровой модели реальных объектов, а
также алгоритмы для просчета освещения трехмерных сцен,
были разработаны еще в 1960-х годах.
Одним из исследователей был Айван Сазерленд,
студент кафедры компьютерной графики в Юте.
Он разработал программу, которая является
прообразом всех современных 3Д-редакторов
и CAD-систем – Sketchpad.

7.

Начиная с середины 1970-х годов студенты кафедры
компьютерной графики в Юте продолжили развивать
технологии работы с 3Д-графикой и анимацией. А в
середине 1980-х появились первые стандарты и
адаптеры для обработки двумерной графики.

8.

Но время шло, на смену видеоадаптерам пришли
комбинации в виде адаптера и 3Д-ускорителя,
отвечающего за обработку трехмерных объектов –
видеокарты, обрабатывающие сразу и 2Д и 3Дграфику.
К классическим обработчикам графической
информации добавились специальные мини
программы, которые отвечают за обработку сложных
визуальных эффектов (бликов, дыма, отражений).

9.

В нулевых появилось много программ для
работы с 3D-графикой. В 2000 году состоялся релиз
веб-системы для САПР-моделирования SketchUp, без
которой сейчас сложно представить сферу
архитектуры, дизайна интерьеров
и даже киноиндустрию.
В известном фильме «Аватар» (2009 года)
удалось не просто передать высокую точность захвата
мимики лиц, но и добиться максимально
правдоподобного окружения, созданного с помощью
компьютерной графики.

10.

Одним из ключевых факторов,
существенно повлиявших на 3D-графику,
стала эволюция аппаратного обеспечения в 2010-е
годы. Графические процессоры стали мощнее и
эффективнее, а также доступными более широкому
кругу устройств.
Кроме того, инновационные устройства
виртуальной реальности (VR) и дополненной
реальности (AR) создали новые сферы применения
для 3D-графики.

11.

ТИПЫ
3Д-МОДЕЛИРОВАНИЯ

12.

Воксельное моделирование –
создание модели с помощью вокселей
(это 3Д-кубик, из которых сложен объект в 3Д-пространстве).
Это аналог двухмерных пикселей, только воксель
имеет 6 квадратных граней.
Это моделирование применяют и в разработке игр, и в
медицине, например, для компьютерной томографии, УЗИ, МРТ.
Параметрическое моделирование –
приспособлено для проектирования деталей,
двигателей, автомобилей, зданий и применяются в основном
в промышленности, строительстве и 3Д-печати.

13.

Сплайновое моделирование –
состоит из трехмерных кривых (сплайнов), из
которых строится каркас 3Д-объекта. Такие модели,
как и векторные изображения, при увеличении
масштаба не теряют в качестве.
Скульптингиспользуется для создания персонажей и сцен с
высокой детализацией и фотореалистичностью. В
основном выглядят как четырехугольники, которые
составляют сетку на поверхности объекта.

14.

Полигональное моделирование–
это треугольники и четырехугольники
(в зависимости от программы), составляющие сетку на
поверхности объекта. Виртуальная среда и персонажи в играх,
анимационных роликах и кино созданы с использованием
этого моделирования.

15.

ПРОГРАММЫ ДЛЯ
3Д-МОДЕЛИРОВАНИЯ
Autodesk 3dsMax – востребована в
игровой и киноиндустрии, промышленном производстве и
дизайне интерьеров. Позволяет создавать реалистичные
модели и объемные анимации любого уровня детализации,
строить сложнейшие сцены с тысячами объектов,
имитировать различные среды и частицы, применять
текстуры и выполнять рендеринг с трассировкой лучей во
встроенном компоненте.
AutodeskMaya –
популярная среда для подготовки объемных моделей,
анимации, симуляций, рендеринга сложных сцен.
Ее используют 3Д дизайнеры и художники, которые
создают игры, спецэффекты и образы в кино.
В программе можно моделировать мощные взрывы,
реалистичное движение одежды или волос, поверхность
воды с волнами или полет пули.

16.

AutodeskAutoCAD – эта программа широко
применяется в строительстве, машиностроении и др. В ней можно
работать с результатами 3Д сканирования.
Blender – это бесплатное программное обеспечение,
которое поддерживает все необходимые инструменты для
разработки с нуля – от моделирования и скульптинга до
симуляции, рендеринга и монтажа видео.
Выбор программного обеспечения зависит от
специфики проекта, направления, личных
предпочтений и требуемого функционала.
В 3Д-моделировании важно, чтобы компьютер
соответствовал определенным требованиям.
Они могут варьироваться в зависимости от
сложности проектов, использования программного
обеспечения.

17.

СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
Компьютерные технологии 3Д используются в различных сферах
для решения широкого спектра задач.

18.

В кинематографе:
Создаются виртуальные окружения и декорации
Разрабатываются цифровые персонажи и существа
Создаются визуальные эффекты и компьютерная графика
Осуществляется предварительная визуализация сцен
Выполняется дополнение или замена реальных
объектов цифровыми
Трехмерная графика обеспечивает высокую детализацию
моделей для крупных планов.
Они могут интегрироваться с живой съемкой.

19.

Трехмерное моделирование используется в
разработке компьютерных игр. С его помощью
создаются игровые персонажи и объекты,
разрабатываются локации и уровни, моделируется
окружение, транспорт и другие
интерактивные элементы.
В анимации 3Д-моделирование используется
для создания персонажей и окружения, сложных
механизмов и природных явлений. Оно
применяется в покадровой разбивке объектов
для дальнейшего их анимирования.

20.

Трехмерная графика позволила диагностике в
медицине выйти на новый уровень.
Она позволяет детально прорабатывать сложные
хирургические операции, создавать точные объемные
модели протезов.

21.

3Д-моделирование используют для визуализации
интерьера
ландшафтного дизайна

22.

Например, в рекламе товара, телефон, который
мы видим по телевизору, фактически является
трехмерной моделью, которая неотличима от
настоящего объекта. К нему дополнительно
применены спецэффекты для усиления вау-эффекта
и это работает лучше живой рекламы.

23.

По результатам исследований,
взятых из различных источников в сети интернет,
с 2021 по 2022 год рынок 3D-печати в России (оборудование,
ПО, материалы, поставки, производство по запросу) вырос на
33,9% в стоимостном выражении,
а с 2022 по 2023 год — на 60,1%.
Общий объём рынка в 2023 году составил почти 15,5 млрд
рублей, что более чем в два раза превышает объём 2021 года.
Прогнозируется, что к 2027 году объём российского рынка
может достигнуть более 46 млрд рублей .
Это свидетельствует об устойчивости отрасли, в
первую очередь за счёт роста 3D-услуг, которые
растут с каждым годом годом.
Согласно данным Бюро трудовой статистики США,
ожидается рост занятости для 3D-художников и
аниматоров на 16% к 2030 году, что существенно
выше среднего роста в 8% для всех профессий.

24.

СОЗДАНИЕ 3Д-МОДЕЛИ
Процесс моделирования состоит из нескольких ключевых этапов

25.

Начинается создание объемных моделей с
определения требований к ним и задач, которые они
будут решать. К моделированию приступают после
тщательной подготовки.
На этом этапе создаются эскизы и реферансы для
визуализации конечного результата, понимания, какой
будет графика.
Затем создается базовая конфигурация. В
трехмерной графике важно соблюдать
последовательность действий.
Для этого используются простейшие формы, из
них создаются общие контуры объекта.

26.

Следующий этап – детализация. Тут используются
различные инструменты для добавления текстур, мелких
деталей и уточнения форм.
Следующий этап – уточнение и исправление.
Необходимо внимательно проверять каждый элемент.
Модель проверяется и тестируется

27.

Затем создаются и накладываются текстуры для
придания реалистичного вида.
После этого настраивается освещение для создания
нужного эффекта и выполняется рендеринг для получения
финальных изображений или анимации.
На завершающем этапе производится постобработка рендеров в графических редакторах.
Корректируется цвет, добавляются эффекты.