2015-06-16
2397
Өркениетті елдерде технология қарқынды дамуда және біздің елден бірнеше саты жоғарыда орналасқан. Біздің мақсат - олардағы озық технологияларды игеріп, оны өндіріске ендіріп, қатар даму. Еліміздің басты саясатының бірі, әлемдегі елу елдің сатынан орын алу. Соңғы он жылдағы технологияның қарқынды дамуы компьютерлік технологияның және оны бағдарламалық қамтамасыз ету саласының тез дамуына ықпал етті. Қазіргі өлшемдер бойынша маңызды емес болып көрінген арнайы эффектілер көмегімен құрылған фильмдер эпизоды, кезінде таңданыс толқыны мен пікірталас тудырғаны белгілі. Қазір кино мен теледидардағы арнайы эффектілермен ешкімді таңдандыра алмайды. Олар компьютерлік графиканы және соның ішінде үш өлшемді модельдеуді құру бағдарламасының жалпылай тарауының арқасында күнделікті құбылыс бола бастады. Үш өлшемді графиканың бағдарламалары өз мүмкіндіктері бойынша ең қызықтылары және меңгерілуі бойынша ең күрделілері. Осындай бағдарламалардың ішінде 3D S Max бағдарламасы көшбасшы орындардың бірін алады. Өзінің тамаша мүмкіндіктерінің және меңгеруге қолжетімділігінің арқасында бұл бағдарлама қызығушылардың арасында да, кәсіпқойлардың арасында да оған құмартушылардың ең көп санына ие. Шынында, 3D S Max пайдаланылмайтын үш өлшемді графикамен байланысты адам қызметінің саласы өте аз қалды. Оны ойындармен фильмдерді құру үшін, сәулет және құрылыс, медицина және физика, сондай - ақ басқа да көптеген салаларда белсенді түрде қолданады.
Дипломның көкейкестілігі: Компьютерлік графиканың біздің өмірімізге дәл қазіргідей толығымен еніп, үлкен маңызға ие болады дегенді, кеше ғана елестету қиын еді. Қазіргі заманғы бәсекеге қабілетті мамандар мемлекетімізді одан әрі нығайтып, елдің әлеуметтік – экономикалық жағдайын одан әрі көтеруге қызмет ететіні сөзсіз. 3D S Max бағдарламасы-ның ашық архитиктурасы сыртқы зерттеушілерін оның қосалқы модулі және бағдарламаның кең мүмкіндіктері қызықтырады. Сондай ақ, жалғыз қолданушылар, бағдарламаны және студияны толығымен жақсы меңгергендер, компьютерлік графиканың аумағында кәсіпқой жұмыс істеушілер, ешқандай қиындықсыз, айрықша еңбексіз, өздерінің жеке сценарилерін арнайы осы бағдарламаға ендірілген MAXScript макрокоманд тілімен және плагиндермен арман қиларын жүзеге асыра алады.
Дипломның мақсаты: Плагиндерді 3D Studio Max программасында қолдана отырып үш өлшемді объектілердің сахнасын құру.
Зерттеу нысаны: 3D Studio Max программасы,ондағы модификатор мен эффектілердің, геометриялық фигуралардың көмегімен плагиндерді қолдану.
Дипломдық жұмыс - кіріспеден, 2 тараудан және қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
I. 3D STUDІO MAX КӨМЕГІМЕН ОБЪЕКТІЛЕРДІ МОДЕЛЬДЕУ
1.1. Үш өлшемді графикаға кіріспе
Бастапқыда модель деп анықталған жағдайда объектіні алмастыратын қандай да бір көмекші объекті аталған. Сондықтан табиғат заңдарының әмбебаптығы, модельдеудің жалпылығы, және біздің білімдерімізді модель түрінде бейнелеудің мүмкіндіктері сәйкессіз болады. Ұзақ уақыттар бойына «модель» түсінігі арнайы типтегі материалдық объектілерге ғана, мысалы манекен (адам денесінің моделі), плaтинаның кішірейтілген гидородинамикалық моделі, кемелер мен самолеттердің, жануарлардың модельдері ретінде қалыптасты.
Уақыт өте келе нақты объектілер жасанды сызбалардың, суреттердің, карталардың модельдік ерекшееліктері арқылы сипаттала бастады.
ХХ ғасырда модель түсінігі нақты және идеалдық модельдерді қатар қамтитындай болып жалпыланды. Сондықтан, абстрактылы модель түсінігі математикалық модельдер шеңберінен шығып, әлем туралы білімдер мен танымдардың барлығына қатысты болды. Модель түсінігінің айналасындағы кең талқылаудың қазіргі кезде де жалғасып отырғандығын естен шығармау қажет. Бастапқыда ақпараттық, кибернетикалық бағыттардағы ғылыми пәндер аясында, соден соң ғылымның басқа да салаларында түрлі тәсілдермен іске асырылатын модель ретінде танылды. Негізінде модель білімнің мәнін нақтылау тәсілі ретінде қарастырылады.
Модель (model, simulator) – 1) қасиеттері белгілі бір мағынадағы жүйенің немесе процестің қасиеттеріне ұқсас объектілер немесе процестер жүйесі; 2) Сериялы бұйымдарды жаппай өндіруге арналған үлгі, эталон; кез-келген бір объекті жұмысы, мыс., процессордың жұмыс істеуін модельдейтін программа немесе құрылғы. Ол материалдық объект түрінде, математикалық байланыстар жүйесі ретінде немесе құрылымды имитациялайтын программа күйінде құрастырылады да, қарастырылатын объектінің жұмыс істеуін зерттеу үшін қолданылады.
Модельдеу – кез-келген құбылыстардың, процестердің немесе объект жүйелерінің қасиеттері мен сипаттамаларын зерттеу үшін олардың үлгісін құру және талдау; бар немесе жаңадан құрастырылған объектілердің сипатын анықтау немесе айқындау үшін олардың аналогтарында (моделінде) объектілердің әр түрлі табиғатын зерттеу әдісі.
«Модель» термині көп мағыналы. Модель деп қандай да бір заттың кішірейтілген көшірмесін (самолет моделі, тұрғын үйлер макеті), математикалық формулаларды, бұрыштан горизонтқа лақтырылған дененің ұшу моделін, іштен жану двигателі жұмысының моделін, бұйымдарды жинау моделін, құрамы бойынша сөйлем талдау моделін, қандай да бір нәрсенің эталонын (метр эталоны, килограмм эталоны) айтамыз.
Жалпы түрдегі «модель»түсінігі төмендегідей негізде анықталады.
Модель – модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетін объектінің/құбылыстың кейбір жақтарын ұқсастырып бейнелейтін жаңа объект.
Модель - өбъектінің нақты жұмыс істеуіне сәйкестенетін анықталған параметрлер бойынша жұмыс істейтін физикалық/ақпараттық алмастырушы.
Модельдеудегі ең бастысы модельдеуші объекті мен модель арасындағы өзара ұқсас қатысы болып табылады.
Барлық модельдердің көпбейнелілігі негізінен үш топқа бөлінеді:
- материалдық (табиғи) модельдеуші объектінің сыртқы түрін, құрылымын (кристал торлардың модельдері, глобус), жағдайын (самолеттің радио басқарылымды моделі) бейнелейтін кішірейтілген/ұлғайтылған көшірмелері;
- бейнеленуші модельдер (геометриялық нүктелер, математикалық маятник, идеал газ, шексіздік);
- ақпараттық модельдер – модельденуші объектінің ақпаратты кодтау тілдерінің бірінде жазылған сипаттамасы (сөздік сипаттау, схемалар, сызбалар, картиналар, суреттер, ғылыми формулалар, бағдарламалар).
Информатика курсында негізінен ақпараттық модельдер қарастырылады.
Ақпараттық модельдер (Информационная модель; information model) – 1) басқару жүйесінде – автоматтандырылған өңдеуге жататын ақпарат айналымының процесін параметрлік ұсыну; 2) мәліметтер базасында – тұтастық шектеулер жиынтығы; мәліметтер құрылымын тудыратын ережелердің, олармен жүргізілетін операциялардың, сондай-ақ рұқсат етілетін байланыстар мен мәліметтердің мәнін, олардың өзгерістерінің тізбегін анықтайды; мәліметтер мен олардың арасындағы қатынастарды математикалық және программалық тәсілдермен ұсыну; ақпараттық құрылымдар мен олардың жүргізілетін операцияларды формалдық баяндау.
Модель (фр. Modele, ит. Modello, лат. Modulus - өлшем, үлгі) – бұл:
- нақты объектінің қарапайымдандырылған ұқсасы;
- заттың кішірейтілген/ұлғайтылған түрдегі макеті;
- табиғат пен қоғамдағы қандай да бір процесстің/құбылыстың бейнесі, сипаттамасы және схемасы;
- Жұмыс істеуі анықталған параметрлер бойынша нақты объектінің жұмыс істеуіне ұқсас физикалық/ақпараттық аналогы;
- Анықталған шарттарда түпнұсқа объектінің бізді қызықтыратын қасиеттері мен сипаттамасын алмастыра алатын алмастырушы-объектісі;
- Модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетін объектінің/құбылыстың кейбір нақты жақтарын бейнелейтін жаңа объект.
Ақпараттық модель – модельденуші объектінің ақпартты кодтау тілдерінің бірінде сипатталуы.
Модельдеу – бұл:
- нақты бар объектілердің (заттар, құбылыстар, процестер) модельдерін құру;
- нақты объектіні қолайлы көшірмемен алмастыру;
- таным объектілерін модельдері арқылы зерттеу.
Модельдеу кез-келген мақсата бағытталған қызметтің ажырамас бөлігі.
Модельдеу танымның негізгі әдістерінің бірі.
Нақты қызметтердегі объект модельдері төмендегі жағдайларға пайдаланылады:
- материалдық заттарды бейнелеу;
- белгілі фактілерді түсіндіру;
- болжамдар құру;
- зерттелінетін объект туралы жаңа білімдер алу;
- болжау;
- басқару және т.с.с.
Модельдер адам қызметінің таным, қатынас, практикалық қызмет сияқты сфераларында қолданады.
Адамды (модельдеу субъектісін):
- модельдеу объектісінің сыртқы түрі;
- модельдеу объектісінің құрылымы;
- модельдеу объектісінің үлгісі қызықтыру мүмкін.
Модельдің мақсаты мен шешуге тиісті мәселесі осы үш аспектінің бірін таңдауға ықпал етеді.
Модельдің әрбір аспектісі қасиеттерінің жиынтығы арқылы айқындалады.
Модельдерде объектінің барлық қасиеттері емес, тек қана модельдеу мақсаты тұрғысынан қажетті қасиеттері ғана бейнелейді.
Модельдеудің әрбір аспектісі (түр, құрылым, үлгі) өзіндік қасиеттер құрамымен сипатталады.
Модельдеу – қазіргі заманғы ғылыми танымның басқарушы принципі.
Екіөлшемді графикадан үшөлшемді графикаға өту
Екіөлшемді графиканың үшөлшемді графикадан негізгі айырмашылығы, оның тереңділік координаталарының жоқтығында. Жазықтықтағы суреттер тек биіктігін және енін иемденеді. Екіөлшемді графика программалары көлемді түрі бар объектілерді салу үшін қолданылады. Бірақ осы объектіге басқа ракурспен қарауға керек болса, онда оны жаңадан салу керек болады. Ал үшөлшемді объектілерді модельдеу кезінде, оларды бір рет салып, кейіннен объектіні кез-келген бұрышынан қарауға болады. Объект моделінің жалпы көрінісін реттеп, оған материалдарды және жарықтандыруларды қолдануға болады. Осы қадамда 3D Studіo MAX жарық қайнарларының және объектілерінің бір-біріне қатысты автоматты түрде сахнаны жарықтандыруын және көлеңке аудандарының түстерін реттейді. Екіөлшемді графиканың үшөлшемдіден көптеген айырмашылықтар бар болғанмен, екіөлшемді графиканың көптеген әдістері өз қолданысын 3D STUDІO MAX-та табады.[2]
Үш өлшемді графиканың қолдану аймақтары, компьютерлік проекциялау.
Мүмкін сіз өз бөлмеңізге тұсқағазды жапсырғаннан соң, күндіз және шам жарығында оның қалай көрінетінін алдын-ала болжамдауыңыз керек шығар. Ал мүмкін сізге салынатын офистің немесе пәтердің интерьерін елестету қажет. Үш өлшемді графика сізге тез және тегін көмектесе алады.
Автоматтандырылған проекциялауда да үшөлшемді графика өз қолдануын табады. Бұйымдардың үшөлшемді бейнелерін және олардың конструкциясын құру қиын жұмыс болғанмен, сол объектілердің масштабты және толық өлшемді макеттерін жасаудан әлдеқайда жеңіл.
Әрине компьютерлік ойындар – бұл үшөлшемді графиканың ең көп қолданылатын аймақтардың бірі болып табылады. Үш өлшемді программалардың жетілдіруімен бірге, компьютерлік ойындардың үшөлшемді виртуалды әлемдер және ондағы персонаждар күрделіленіп, қадам-қадаммен нақты болмысқа ұқсастандырылады.
Қиыстырылған бейнелеу. Нақты фотосуреттерді жасауды болдырмайтын немесе қиын болатын жағдайда, көмекке үшөлшемді графика келеді. Үшөлшемді графика көмегімен автомобильдің жұмыс істейтін двигательдің ішіне кіріп, оның жұмыс процессін бақылауға болады. Виртуалды объектілердің ешқандай физикалық қасиеті болмаған соң, үшөлшемді графика тәсілдерімен пілді ауада шарықтауға немесе белгілі рекламадағы крокодилдің басын теледидар экранынан шығарып тастауға болады. Қиыстырылған бейнелеудің және ғылыми-фантастикалық сюжеттерді құрастыруға арналған үшөлшемді графиканың практикалық қолдану аймақтары: кітап және журнал графикасы, ғылымның таралуы, жарнама және көркем творчествосы.
Сонымен, компьютерлік үшөлшемді графика дегеніміз не және оның қарапайым екіөлшемді графикадан айырмашылығы неде? Жалпы сөзбен айтқанда, екіөлшемді компьютерлік графика – бұл компьютердің көмегімен суреттер бейнелеудің амалдар және тәсілдердің жиынтығы. Ал үшөлшемді графика – ол компьютердің жадында алдын-ала дайындалған объектілердің үшөлшемді бейнесінің фото немесе видеосуреттеуінің еліктеуі.
Сахнаның жандандырылуы.
3D STUDІO MAX (кейіннен3D S MAX)сахнаның анимациясы (anіmatіon – жандандырылуы) кадрлар кезегінің құрастырылу процессінің автоматтандырылуынан тұрады. Кадр – сахна объектінің қозғалыс аралығындағы бөлек сатысы. Қарапайым анимацияны жасау үшін, программа қолданушыдан бастапқы және соңғы позицияларын белгілеу және осы позициялар анимацияның қандай кадрларына сәйкес келетінін ғана реттеуді талап етеді. Ал аралық орындарды программа автоматты түрде синтездейді.
Үшөлшемді графика тәсілдерін пайдаланғанда кез-келген сахна көрінісінің синтезі белгілі-бір алгоритммен орындалады. Ол келесі кезеңдерін қамтиды:
v Алдын-ала дайындық
v Сахнаның геометриялық моделін құру
v Жарықтың және бейнелеу камераларын күйіне келтіру
v Материалдарды дайындап, тағайындау
v Сахнаның визуализациясы
Аталған кезеңдердің тек соңғысы ғана көріністің қалыптасуына арналған.
Бұл кезеңде сахнаның құрамы ойластырылады. Бақылаудың болжамды бағыттарынан көрінетін бүкіл объектілерді және олардың бөлшектерін қарастырған жөн. Жеңіл болу үшін, құрастырылатын сахнаның бір немесе бірнеше эскизін салуға болады.
Сахнаның геометриялық моделін құру
3D S MAX жүктегеннен кейін, экранда өлшемдері бірдей проекциялардың төрт терезесі пайда болады. Проекциялар терезелерінің өлшемдерін және орналастыруын өз еркіңізше құрастыруға болмайды, бірақ 14 дайын моделінен таңдауға болады. 3D S MAX программасында бірнеше проекциялар типі бар: Left (сол), Rіght (оң), Top (үсті), Bottom (асты), Back(арты), Perspectіve (нақты) т.б.
Қабықшалар және қырлар
Өзінің формаларына байланыссыз3D S MAX объектілерінің қабықшалары үшбұрышты қырларынан (Faces) тұрады, олар үшбұрышты ұяшықты торды құрайды. Әрбір қырында үш ұшы (Vertіces) және оларды байланыстыратын үш қабырғасы бар. Бір жазықтықта жататын әрбір екі шектес қыры полигон (Polіgon) деп аталатын төртбұрышты құрайды. Осыған байланысты қырлардан тұратын торды полигональды деп аталады. Бір жазықтықта жатпайтын қырлар арасында жатқан қабырғалар торда жуан сызықтармен, ал бір жазықтықта жататын қабырғалар үзілме сызықтармен кескінделеді. 3D S MAX программасында әрбір қыр өзінің ұштарының координаталарымен беріледі - әрбір нүктенің кеңістіктегі орнын үштік координатамен (X,Y,Z) беруге болады.
