Embed Size (px)
Citation preview
Modelowanie z elementami druku 3D Wykład 1
Robert Banasiak
Od modelu 3D do wydruku 3D
3
Wydruk 3D Konfiguracja Programu do drukowania
Przygotowanie modelu do druku
Modeler 3D Pomysł!!
Typowa droga...czasem wyboista...
Czym się będziemy zajmować na zajęciach?
4
PRZYKŁADOWY MODEL 3D
PRZYGOTOWANIE MODELU DO DRUKU 3D
WYDRUK 3D MODELU
BLENDER 3D
CZTERY PROJEKTY TUTORIALOWE
WŁASNY PROJEKT 3D
(3 TEMATY DO WYBORU)
http://rbanasi.kis.p.lodz.pl
Grafika 2D vs. 3D
• W obydwu przypadkach efekt końcowy jest taki sam: obraz rastrowy 2D.
• W grafice 2D od początku operujemy tylko w dwóch wymiarach, przekształcając „obraz świata 3D” w głowie
• W grafice 2D nie ma możliwości uzyskania innego obrazu świata poprzez przekształcenia, trzeba stworzyć obraz od początku.
5
Grafika 3D
• opis wirtualnego świata w jest realizowany w minimum trzech wymiarach, wzdłuż współrzędnych X,Y (Możliwy jest również czwarty wymiar – czas)
• możemy przekształcać zawartość świata 3D zmieniając jego opis,
• modyfikując oświetlenie świata możemy uzyskać „fotorealistyczne” efekty.
• w procesie renderingu uzyskujemy obraz rastrowy „fotografię” tego świata z określonego punktu obserwacji,
• możemy poruszać się po wirtualnym świecie i renderować „fotografować” z różnych miejsc,
6
Modelowanie
Modelowanie – opisanie kształtu obiektu 3D.
• Zwykle stosuje się reprezentację powierzchniową – opis powierzchni obiektu.
• Najczęstsza reprezentacja powierzchniowa to siatka wielokątowa (polygonal mesh).
7
Metody modelowania
• projektowanie komputerowe (ręczne)
• skanowanie przedmiotów
• modelowanie proceduralne
• modelowanie fizyczne
8
Tworzenie (ręczne) modelu za pomocą oprogramowania
9 Tym sie będziemy zajmować....
Daje największe możliwości...
Skanery 3D
10
Skanery 3D próbkują powierzchnię obiektów. Wymagane jest wielokrotne skanowanie z różnych kierunków (często kilkaset skanów).
Skanery mają różną zasadę działania, np.: • pomiar czasu przebiegu
odbitej wiązki (ToF); • rzucanie wiązki lasera na
obiekt i pomiar położenia punktu za pomocą kamery;
• rzucanie wzoru za pomocą lasera na obiekt i pomiar dyfrakcji wzoru.
Skanowanie 3D
11
Modelowanie proceduralne
12
Modelowanie fizyczne
13
Podstawą 3D jest chmura punktów
14
Teselacja
• Teselacja (ang. tesselation) polega na utworzeniu siatki wielokątów poprzez łączenie chmury punktów.
• Zwykle tworzy się trójkąty, a proces nazywa się triangularyzacją - punkty węzłowe („chmura punktów”) powstałe w wyniku modelowania są przekształcane na wierzchołki i łączone w trójkąty.
• Powstaje w ten sposób szkielet obiektu (wireframe), który może być dalej przetwarzany (modyfikacje, kolory, tekstury, światło).
15
Triangularyzacja
16
Vertex (wierzchołek)
Face (facjata, ścianka,
powierzchnia)
Edge (krawędź)
Istotne jest też, z której strony dany face ma wierzch, a z której spód. Taka definicja zwana jest jako Normal (normalna do powierzchni)
Siatka (Mesh)
17
Typowe sposoby opisu siatki obiektu: • lista trójkątów • współrzędne wierzchołków trójkąt po trójkącie • opis nadmiarowy (powtarzamy
wierzchołki) • lista wierzchołków i trójkąty ich
indeksów • współrzędne wierzchołków • indeksy wierzchołków tworzących
trójkąty • bardziej złożone – np. winged-edge
Model 3D
• Model 3D zawiera informacje opisujące kształt obiektu – np. w metodzie siatki trójkątowej: współrzędne wierzchołków.
• Na etapie modelowania zapisuje się w modelu informacje dodatkowe, potrzebne do renderingu, np.: – wektory normalne (prostopadłe do wierzchołków) – upraszczają
cieniowanie,
– barwę i „materiał” (zdolność do odbijania światła) – charakter powierzchni obiektu,
– współrzędne tekstury.
18
Modelowanie 3D – figury prymitywne
19
Scena 3D
20
Zbiór trójwymiarowych danych wejściowych wykorzystywanych do wygenerowania obrazu wyjściowego 2D. • Definicja geometrii obiektów 3D (1) • Definicja materiałów pokrywających obiekty.
• Kolor powierzchni obiektów. • Tekstura. • Własności powierzchni.
• Kamera (2) • Źródła światła (3) • Parametry środowiska (mgła, dym, itp.).
(1)
(2)
(3)
Modelowanie 3D – formaty plików
21
Formaty neutralne
22
STEP, IGES, DXF (3D).
Zastosowanie modelowania
23 Inżynieria
Zastosowanie modelowania
24 Rozrywka
Zastosowanie modelowania
25 Produkcja filmowa i telewizyjna
Zastosowanie modelowania
26 Gry komputerowe
Zastosowanie modelowania
27 Architektura!!!
Zastosowanie modelowania
28 Bioinżynieria
Zastosowanie modelowania
29 Motoryzacja
Jak to robią najlepsi – czyli „speed modelling”
30
8x
Oprogramowanie - darmowe
31
• Autodesk 123D • Tinkercad (online) • Google SketchUp • OpenSCAD • Blender
Oprogramowanie - edukacyjne
32
• Autodesk Inventor • Autodesk Fusion 360 • Autodesk Maya • 3DS Max 2014-2017
Oprogramowanie - komercyjne
33
• Solidworks / Solidedge • Rhino(ceros) 3D • TurboCAD • Inne...
Tytułem wstępu to tyle...
34
Zapraszam na ćwiczenia....
