ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТОВ ВУЗА ПО КОМПЬЮТЕРНОЙ 3D – МОДЕЛИРОВАНИЮ

В настоящее время возникла необходимость изучения трехмерного моделирования средствами программного пакета Autodesk 3D MAX для профессиональной подготовки будущих дизайнеров. Область применения трехмерного моделирования используется в дизайне интерьера, ландшафтного дизайна, дизайн выставочных комплексов, создание 3D модели и пр. Технология профессиональной подготовки специалистов в области дизайна должна быть основана на глубоком понимании трехмерных изображений и законов построения.

Имеет важное значение принцип создания 3D визуализации для эффективной подачи дизайн-проекта. Суть дизайна в новой визуальной восприятии фотореалистичного изображения.

3D – моделирование представляет собой изготовление 3D – интерьерного объекта (каркасная модель в виде трехмерного объекта). Трехмерная модель создается посредством множество точек (Points), соединенных между собой линиями (Lines) и поверхностями (Surfaces). Такие дисциплины как «Компьютерные технологии» и «Моделирование объектов средового дизайна» имеют в процессе обучение для дизайнеров, набор инструментов для теоретические знание и практические навыки в области трехмерного моделирования. Начальный этап подготовки компьютерного трехмерного моделирования представляет собой теоретическое и практическое изучение интерфейса программы и освоение простых трехмерных форм (стандартные и усложнённые примитивы), построение на основе мебели или других объектов интерьера.

Процесс обучения трехмерного моделирование делятся на разделы.

 Модификаторы – это инструменты для моделирования, дающее искажение и деформации объекта. Такие модификаторы делятся на 16 категорий, для изучения как пример работы данного инструмента была использована категория Parametric Deformers (параметрические деформации), предназначенные для работы с пространством объекта:

–       Affect Region (Воздействовать на область, позволяет создавать выпуклость, например ландшафт)

– Bend (Изгиб);

–   Displace (Смещение). Делает рельеф геометрии при рендеринге по текстуре;

– Lattice (Сетка). Модифицировать грани и вершины в сетку;

– Mirror (Зеркальное изображение). Отражает модель зеркально;

–       Noise   (Шум).   Создает  неровную  поверхность  модели,  придает эффект горы;

– Push (Вздутие). Преувеличивает объект;

–     Relax (Выравнивает поверхности и сетки объекта). Разглаживает поверхность полигонов;

–   Ripple (Дрожь). Придает поверхность дрожь, кругообразное, похожее как падение от капли воды;

–      Shell (Поверхностный слой). Создает из не объемной модели в объемную;

–    Slice (Срез). Разбивает модель на части, или может отсоединить от объекта кусочек;

– Skew (Скос, наклон). Искажает объект под наклоном;

–       Stretch  (Растягивание,  сплющивание).  Растягивает  или   сжимает объект;

– Spherify (Сферическая). Объект становится кругообразной формы;

 – Squeeze (Вытягивание, сужение). Модификатор вытягивает модель;

– Twist (Скручивание). Скручивает объект;

– Taper (Заострение). Создает заострение модели;

– Substitute (Замена одного объекта другим);

 –    XForm (Преобразование). Позволяет применять трансформации, на правах модификатора, через стек;

– Wave (Волнообразная поверхность). Придает волны на объекте;

 – Bevel (Тиснение со скосом);

– Bevel Profile (Скос по профилю). Тисняет сплайн по профилю.

Раздел булевых операции подразумевает выполнение заданий на умножение, вычитание, пересечение объекта завершается созданием конкретного объекта из интерьерной сцены.

Для изучения каркасного моделирования необходимо освоить следующие типы поверхностей: Editable Mesh (Редактируемый каркас), Editable Poly (Редактируемый многоугольник), NURBS Surface (NURBS- поверхность). По программе необходимо выполнить следующие задание: с помощью  Editable  Mesh  (Редактируемый  каркас)  –  создание  объекта «яблоко»; Editable Poly (Редактируемый многоугольник) полигональное редактирование – на примере создание кухни, мягкой поверхности дивана и прочее.

Сплайновое редактирование — это стандартные двумерные геометрические фигуры, такие как прямоугольник, окружность, звезда и т.д., а так же линии произвольной кривизны и текстовые символы. В дальнейшем послужат основой для создания сложных трехмерных моделей с помощью методов лофта, вытягивания и вращения. Для выполнения заданий предусматривается на построение кованой мебели с помощью сплайна. Еще существуют сплайновые модификаторы: Lathe – вращения вокруг оси. Extrude – выдавливание. Bevel – выдавливание со скосом. Bevel Profile – выдавливание, с определенным профилем. Sweep – выгнутость.

Метод моделирование «Лофтинга» предназначен для преобразования сплайновых кривых в каркасные трехмерные объекты. Для выполнения объекта строится сечение в виде сплайнов и размещается вдоль некоторой кривой ортогонально к ней. Это полностью определит форму создаваемого трехмерного объекта в пространстве. На примере построение «Лофта» можно создать дверную ручку сложной формой и другие элементы интерьера.

NURBS Surface (NURBS-поверхность) включает три функции:

 1. Points (Точки) – используется для создания зависимых NURBS- точек.

2. Curves (Кривые) – используется для создания зависимых NURBS- кривых.

3.      Surfaces (Поверхности) – используется для создания зависимых NURBS-поверхностей.  

Для выполнения заданий предусматривается:

 –   Points (Точки), можно использовать на примере создания кованного объекта;

– Curves (Кривые) для выполнения сантехники, т.е. унитаз, умывальник и другие модели интерьера;

–         Surfaces (Поверхности) для создания «цветка» с помощью поверхностей.

Методом лоскутного моделирования с использованием модификатора Cloth (Ткань) можно создать материал: скатерть, шторы, подушки и др.

В главе «Методы обработки изображения», необходимо изучить редактор материалов. Изучить настройки параметров материалов. Будущие дизайнеры должны создавать «Карты материалов» – позволяет видеть особенности структуры материала. В интерьере чаще всего используются следующие карты:

–   карты отражения (Reflection) для эффекта отражения (зеркало, вода, стекло, металл и т.д.);

–      карты преломления (Refraction) для эффекта преломления (вода стекло и т.д.);

–    текстурные карты (Diffuse Color) служат для имитации рисунка на поверхности, уже содержат в себе цвет (дерево, ткань) и плюс еще рисунок;

–    карты фильтров (Filter Color) представляют собой сложное цветное изображение, которого не будет видно, но зато через него, как через цветное стекло, проходят лучи света (витраж);

–      рельефные карты (Bump) для наложения сложных рельефов на поверхность, при этом темным участкам рисунка карты будут соответствовать места углубления, а светлым – выступающие места (например, резная деревянная мебель).

Работа с материалами Standart (стандартный) – стандартный материал, используемый для текстурированные большинства объектов. Выделим несколько материалов:

–           Advanced Lighting Override (Освещенный) - регулировать настройками, относящимися к системе просчета разбрасываемого света.

–        Architectural (Архитектурный) - материал позволяет создавать высокое качество изображения. Для создания рекомендуется использовать Photometric Lights (Фотометрия), а просчет освещения проверяет разбрасывание света Global Illumination (Всеобщее освещение).

–    Blend (Смешивание) - получается при соединении на поверхности объекта двух материалов.

–     Composite (Многослойный) - позволяет объединять до 10 разных материалов, один из которых является основным, а остальные - вспомогательными. Вспомогательные материалы можно смешивать с главным, добавлять и вычитать из него.

–      Double Sided (Двусторонний) - подходит для объектов, которые нужно нанести текстуру с передней и задней стороны.

–        Ink 'n Paint (Нереалистичный) - предназначен для создания рисованного двухмерного изображения и может быть использован при создании двухмерной анимации.

–       Matte / Shadow (Свет/Тень) - обладает свойством сливаться с фоновым изображением. Этот материал может быть использован при совмещении выполненных зафиксированных кадров и трехмерной графики.

–   Morpher (Морфинг) - позволяет имитировать раскрашивание объекта в зависимости от его модели.

–         Multi/Sub-Object (Многокомпанентный) - состоит из двух и нескольких материалов, используется для текстурирования сложных объектов. Использование Multi/Sub-object материала упрощает текстурирование некоторых моделей. Его суть в том, что он позволяет наложить разные материалы на каждую группу полигонов с различными ID.

–     Raytrace (Трассировка) - для визуализации материал используется трассировка лучей. В то же время прослеживаются пути проникновение отдельных световых лучей от источника света до объектива камеры.

–   Shell Material (Оболочка) - материал уплотняет оболочку и усиливает толщину объекта.

–     Shellac (Шеллак) – материал из нескольких слоев, состоящий из нескольких материалов: Base Material (Основной материал) и Shellac MAterial (Шеллак).

–    Top/Bottom (Верх/Низ) - состоит из двух материалов, предназначен для верхней и нижней части объекта.

–         VRayLightMtl - стандартный материал визуализатора V-ray. Используется только в режиме визуализатора V-ray для создания фотореалистичных изображений.

И наконец, важный этап работы это освоение и создание источников света. Это дополнительные объекты 3ds MAX, с помощью которых можно сделать сцену мрачной, таинственной, или, наоборот, яркой, весёлой. Используя свет можно акцентировать внимание на каком-либо объекте или наоборот скрыть этот объект. Источники света делятся: стандартные и фотометрические. Стандартные источники света доступны: Target Spot (Направленный прожектор), Free Spot (Произвольный прожектор), Target Direct (Направленный прямой ИС), Free Direct (Произвольный прямой ИС), Omni (Всенаправленный), SkyLight (Свет небесного купола). Источники mr Area Omni и mr Area Spot, работают корректно лишь с визуализатором Mental Ray. Фотометрические источники света входят: Light Target (Направленный) и Light Free (Произвольный).

Дизайн сознательная область деятельности человечества, откликающаяся на все новшества науки и техники. Задача педагога научить студентов по специальности дизайн использовать компьютерную программу Autodesk 3D MAX в своей работе. Знание технических приемов дает возможность более уверенно и творчески подходить к решению профессиональных задач, и поэтому освоение дисциплины «компьютерные технологии» является важным этапом развитии знаний студентов в области дизайнерской деятельности.

Список литературы

1.     Ажгихин С.Г., Инновационные технологии в образовании: теория и практика:  монография.  -   Кн.6/  Ажгихин   С.Г.,  Воронина  Г.А., Касьянов В.Н.[и др. всего 16 авторов]. Научно-инновационный центр г. Красноярск 2011 С. 6-34

2. Горелик А.Г., Самоучитель 3d max 2012. – Спб.: БХВ-Петербург,2012. – 544с.: ил. ISBN 978-5-9775-0804-9 

3.    Марченко М.Н., Графическая деятельность и компьютерные технологии в профессиональной подготовке будущих дизайнеров: статья в журнале - научная статья. Историческая и социально- бразовательная мысль. 2013. № 5 (21). С. 115-118. г. Краснодар ISSN: 2075-9908e ISSN: 2219-6048