Введение в компьютерную графику. «Принтер»

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение  3

1 Классификация аппаратного и программного обеспечения

 компьютерной графики  4

2 Ограничение проекта 11

3 Описание и обоснование  проектного решения 12

Заключение 26

Список использованной литературы  27

Приложение А. Визуализация проекта                                                       28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Трехмерная графика — раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов.

И с помощью специальных приемов и инструментов была создана модель.

Целью моего курсового проекта было создание наглядной объёмной 3D-модели лазерного принтера, по которой потом может быть создан настоящий технологичный продукт. Для создания модели был использован графический редактор Blender.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 КЛАССИФИКАЦИЯ АППАРАТНОГО И ПРОГРАММНОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

 

• Lightwave 3D

Lightwave 3D — редактор трёхмерной  графики компании Newtek. Последние  версии предназначены для работы  в среде Microsoft Windows и Mac OS X, так же  отлично работает в среде Linux под Wine.

Особенности.

Lightwave содержит развитую систему  анимации (кости, фреймовая и инверсная  кинематика), высококачественный рендеринг, поддерживающий многопоточность, трассировку  лучей, каустику, глобальное освещение, модуль предпросмотра VIPER, подсистему  сетевого рендеринга Screamernet.

Встроенный механизм для работы с частицами Hyper Voxels позволяет генерировать дым, огонь, любые жидкости, туман, облака, и т.д.

Lightwave включает три разновидности  редактора сцены: классический, современный  и графический. Редактор поверхностей (surface editor) служит для настройки  свойств материалов (включая нодовые  настройки), image editor имеет базовые  средства для редактирования  растровых изображений.

Мощная система подключаемых модулей расширяет функциональность пакета, а язык программирования LScript позволяет писать собственные скрипты.

ИнтерфейсГлавной особенностью программы является разделение процесса моделирования и анимации-рендринга на два отдельно запускаемых приложения, что особенно удобно при использовании рабочих станций с двумя мониторами.

Также важной особенностью Lightwave являются кнопки управления с текстовыми надписями, т.е. в пакете вообще не используются пиктограммы, что экономит место на экране, делает интерфейс строгим и лаконичным.

• Autodesk Softimage. Autodesk Softimage, или просто Softimage (ранее также Softimage|XSI) — полнофункциональный 3D редактор, принадлежащий Autodesk, включающий в себя возможности 3D моделирования и компьютерной анимации. Это программное обеспечение преимущественно используется при создании кино, видеоигр, а также в рекламной индустрии для создания персонажей, объектов и окружения.

Главные особенности

• ICE (Interactive Creative Environment) – интерактивная творческая среда – визуальный интерфейс для расширения возможностей программы и быстрого создания процедурных эффектов посредством использования диаграмм потоков данных, основанных на нодах (узлах).
• 64-битная многопоточная архитектура
• Настраиваемый технологический процесс.  Softimage располагает множеством средств, позволяющих пользователям настроить программу в соответствии со строгими требованиями. Огромное количество опций и настроек позволяет художникам и командам выстроить эффективный пайплайн.
• Поддержка формата COLLADA
• Инструменты для создания скелета и анимации персонажей
• Нелинейная анимация при помощи Animation Mixer – инструмента, который позволяет пользователям микшировать анимационные клипы и слои таким же образом, как это делается в нелинейных программах видеомонтажа.
• Шейдинг и текстурирование
• Рендеринг и камеры – наиболее полная среди 3D-программ интеграция с системой визуализации mental ray, поддержка пакетной визуализации и визуализации из командной строки
• Симуляция физического взаимодействия геометрии и частиц, динамика, модуль для создания волос и меха (основан на Shave and a Haircut) и симуляция ткани (Syflex).

Maya

• Maya — редактор трёхмерной графики. В настоящее время стала стандартом 3D графики в кино и телевидении. Первоначально разработана для ОС Irix (платформа SGI), затем была импортирована под ОС GNU/Linux, Microsoft Windows и Mac OS. В настоящее время существует как для 32, так и для 64-битных систем.

Важная особенность Maya — её открытость для сторонних разработчиков, которые могут преобразовать её в версию, которая более удовлетворяет требованиям больших студий, которые предпочитают писать код, специфичный для их нужд. Даже невзирая на присущую Maya мощь и гибкость, этой особенности достаточно для того, чтобы повлиять на выбор.

В Maya встроен мощный интерпретируемый кросс-платформенный язык: Maya Embedded Language (MEL), очень похожий на Tcl. Это не просто скриптовый язык, это способ настроить основную функциональность Maya (большая часть окружения Maya и сопутствующих инструментов написана на нём). В частности, пользователь может записать свои действия как скрипт на MEL, из которого можно быстро сделать удобный макрос. Так аниматоры могут добавлять функциональность к Maya даже не владея языками C или C++, оставляя при необходимости такую возможность. Для написания расширений на языке C++ имеется подробно документированный C++ API. Так же для разработчиков теперь имеется возможность написания дополнений на языке Python. Язык MEL не привязан к платформе, поэтому код, написанный на нём, будет исполнятся в любой операционной системе.

Файлы проектов, включая все данные о геометрии и анимации, сохраняются как последовательности операций MEL. Эти файлы могут быть сохранены в текстовом файле (.ma — Maya ASCII), который может быть отредактирован в любом текстовом редакторе. Это обеспечивает непревзойденный уровень гибкости при работе с внешними инструментами

• Blender

Blender — пакет для создания  трёхмерной компьютерной графики, включающий в себя средства  моделирования, анимации, рендеринга, постобработки видео, а также  создания интерактивных игр.

Функции пакета:

• Поддержка разнообразных геометрических примитивов, включая полигональные модели, систему быстрого моделирования в режиме subdivision surface (SubSurf), кривые Безье, поверхности NURBS, metaballs (метасферы), скульптурное моделирование и векторные шрифты.
• Универсальные встроенные механизмы рендеринга и интеграция с внешним рендерером YafRay.
• Инструменты анимации, среди которых инверсная кинематика, скелетная анимация и сеточная деформация, анимация по ключевым кадрам, нелинейная анимация, редактирование весовых коэффициентов вершин, ограничители, динамика мягких тел (включая определение коллизий объектов при взаимодействии), динамика твёрдых тел на основе физического движка Bullet, система волос на основе частиц и система частиц с поддержкой коллизий.
• Python используется как средство создания инструментов и прототипов, системы логики в играх, как средство импорта/экспорта файлов (например COLLADA), автоматизации задач.
• Базовые функции нелинейного редактирования и комбинирования видео.
• Game Blender — подпроект Blender, предоставляющий интерактивные функции, такие как определение коллизий, движок динамики и программируемая логика. Также он позволяет создавать отдельные real-time приложения начиная от архитектурной визуализации до видео игр.

Интерфейс пользователя

Blender 2.4 screenshotBlender имел репутацию  программы сложной для изучения. Практически каждая функция имеет  соответствующее ей сочетание  клавиш, и, учитывая количество возможностей, предоставляемых Blender, каждая клавиша  включена в более чем одно  сочетание (shortcut). C тех пор как Blender стал проектом с открытым исходным  кодом, были добавлены полные  контекстные меню ко всем функциям, а использование инструментов  сделано более логичным и гибким.

Пользовательский интерфейс Blender’а следует следующим отличительным концепциям:

• Режимы редактирования. Два основных режима Объектный режим (Object mode) и Режим редактирования (Edit mode), которые переключаются клавишей Tab.
• Широкое использование горячих клавиш. Большинство команд выполняется с клавиатуры.
• Управление рабочим пространством. Графический интерфейс Blender’а состоит из одного или нескольких экранов, каждый из которых может быть разделён на секции и подсекции, которые могут быть любой частью интерфейса Blender’a.

Сравнение редакторов.

Построим сравнительную таблицу графически редакторов

 

Таблица 1 – Сравнение графических редакторов

	Maya	Blender	Lightwave 3D	Autodesk Softimage
1	2	3	4	5
Цена	€ 2 500,00	Бесплатный	€ 800,00	€ 450,00
Интерфейс	Гибкий, но не обладающий интуитивностью	Обладающий хорошей интуитивностью, не гибкий	Старый интерфейс	хороший интерфейс
Документация	Превосходная	Хорошая	Превосходная	Очень хорошая
Персональная среда обучения	Да	нет	нет	нет
Рендеринг	внутренний, mental ray	внутренний	внутренний	внутренний, mental ray
Качество модели	Превосходное	Хорошее	Превосходное	Превосходное

1	2	3	4	5
Текстуры	Очень хорошие	Хорошие	Превосходные	Очень хорошие
Инструментальные средства анимации	Превосходные	Хорошие	Хорошие	Очень хорошие
Моделирование	Очень хорошее	Хорошее	Превосходное	Превосходное
Создание сценария	Превосходное	Очень хорошее	Хорошее	Превосходное
Изучение	Меньше 3 месяцев	Меньше 3 месяцев	Меньше 2 месяцев	Меньше 2 месяцев

 Продолжение таблицы 1

 

Теперь переведем качественные характеристики 3D редакторов в  количественную шкалу оценивания. Для наглядности сравнительных качеств редакторов.

 

Таблица 2 – Сравнение графических редакторов по оценкам

	Maya	Blender	Lightwave 3D	Autodesk Softimage
Цена	0	5	0	0
Интерфейс	2	2	1	3
Документация	5	3	5	4
Персональная среда обучения	5	0	0	0
Рендеринг	5	4	4	5
Качество модели	5	3	5	5
Текстуры	4	3	5	4
Инструментальные средства анимации	5	3	3	4
Моделирование	4	3	5	5
Создание сценария	5	4	3	5
Изучение	4	4	5	5
Сумма	44	34	36	40