1. Пояснительная записка

1.1. Краткая характеристика дисциплины

Рабочая программа дисциплины 3d-моделирование и виртуальная реальность

составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего

профессионального образования по специальности Прикладная информатика (в

образовании).

Изложение материала ориентировано на активное практическое изучение языка

Pascal и приемов создания эффективных алгоритмов. В качестве примеров излагаются широко используемые алгоритмы сортировок, обработки графов, т.п. Для начинающих программировать в 3d-моделировании полезными будут указания на наиболее часто встречающиеся ошибки и "подводные камни", а также советы по их устранению.

Большое количество практических заданий позволят на практике проверить полученные знания, закрепить полезные умения и навыки.

Цель курса – способствовать формированию умений студентов составлять и программировать алгоритмы решения задач.

Задачи курса: показать преимущества алгоритмического стиля мышления и способствовать приобретению умений программировать.

1.2. Требования государственного образовательного стандарта к содержанию программы Дисциплина 3d-моделирование и виртуальная реальность.

Базовыми дисциплинами для изучения этого курса являются «Информационные системы», «Базы данных», «Проектирование информационных систем», «Управление в образовании», «Стандартизация в образовании», «Мониторинг системы образования», «3d-моделирование в образовании».

Курс посвящен изучению основ построения и функционирования интегрированных информационно-аналитических систем организации и управления учебным процессом в высшем учебном заведении.

1.3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Специалист должен знать: основные понятия 3d-моделирования и программирования..

Специалист должен уметь: составлять алгоритмы и программы в 3dмоделировании и на объектно-ориентированном языке Delphi.

Специалист должен владеть: умениями работы в средах программирования 3dмоделирования.

1.4. Распределение учебной нагрузки Количество часов дневная Виды учебной работы заочная форма форма обучения обучения Всего по ГОС Из них:

Лекции Семинары/ практические занятия Самостоятельная работа Всего 2. Тематический план изучения дисциплины по специальности 2.1. для дневной формы обучения Количество часов В том числе Наименование Семинары/ разделов/тем всего Самостоятельная практические Лекции работа студентов занятия Введение в трехмерную 12 графику 2 Начало работы с 14 интерфейсом программы 3ds 2 Основные операции с 14 объектами и как создаются простейшие объекты в 3ds 2 Моделирование с 14 использованием модификаторов 2 Сплайновое 14 моделирование 2 Полигональное 14 моделирование 2 Моделирование с 14 использованием булевых операций 2 Создание трехмерной 14 анимации 2 ИТОГО: 110 18 32 3. Содержание программы 3.1. Разделы, темы, их краткое содержание:

Лекция 1: Введение в трехмерную графику Этапы создания трехмерного проекта Для создания компьютерной графики используются специальные программы, которые называются 3D-редакторами. Они предоставляют в распоряжение пользователя трехмерное пространство, в котором можно создавать, перемещать и вращать 3D-объекты.

Кроме того, в современных 3D-редакторах имеются специальные инструменты, которые заставляют объекты самостоятельно двигаться, то есть создают на их основе анимацию.

Программа 3ds, о которой пойдет речь в этом курсе, является именно таким 3Dредактором. Это одно из самых популярных в мире приложений для разработки трехмерной графики, при помощи которого созданы многие известные фильмы, игры и рекламные ролики.

Трехмерная графика - это что-то среднее между компьютерной игрой и съемкой настоящего фильма. Окно 3D-редактора - это окно в виртуальный мир, который является вашей съемочной площадкой. И только вам решать, какой фильм вы будете снимать, какие в нем будут декорации и актеры.

Процесс создания трехмерного проекта, как и реального фильма, делится на несколько обязательных и последовательных этапов. Они одинаковы, независимо от того, в каком 3D-редакторе выполняется проект и какой это проект (полнометражный фильм или короткий рекламный ролик). Трехмерный проект часто называют сценой.

Во время съемок реального фильма режиссеры сначала подбирают актеров и решают, где именно будут происходить съемки, а при необходимости создают декорации. Затем на месте съемки устанавливаются камеры и осветительные приборы, актеров гримируют и, наконец, производят съемку. Поскольку с первого раза достичь наилучшего результата практически невозможно, в большинстве случаев режиссеры снимают одну и ту же сцену несколько раз.

В своей работе 3D-художники повторяют те же этапы. Они делают декорации для своей виртуальной съемочной площадки, создают актеров - трехмерных персонажей, заставляют их двигаться и разговаривать, устанавливают освещение и выбирают точку съемки. 3D-художникам также приходится "накладывать грим" на актеров, а, кроме того, раскрашивать все предметы виртуального мира, делая их похожими на настоящие.

Моделирование В трехмерном пространстве 3ds не существует никаких предметов. Виртуальный мир наполняется разными объектами, которые создает пользователь в 3D-редакторе. Это относится к трехмерным персонажам, зданиям, горам, лесам и любым другим вещам виртуального мира. Процесс создания трехмерных объектов называется моделированием, а сами объекты - моделями. В отличие от рисованного изображения, трехмерную модель можно вращать и перемещать в трех измерениях, глядя на нее со всех сторон.

В зависимости от того, какой именно объект нужно создать, на его моделирование может уйти от нескольких секунд до нескольких месяцев. Например, шкаф можно сделать за пару минут, а создание человеческой головы может занять не один день. Существует множество разных способов моделирования, с которыми вы познакомитесь в следующих лекциях.

Анимация В отличие от моделирования, анимация не является обязательным этапом создания трехмерных проектов. Например, если дизайнер работает над проектом интерьера квартиры, ему не нужно заставлять объекты двигаться, поскольку для такого проекта важно показать внешний вид и размещение предметов в помещении. Если же создается рекламный ролик или какой-нибудь эффект наподобие взрыва, то без анимации не обойтись. Анимация подразумевает изменение положения объектов, которые присутствуют в трехмерном пространстве, во времени. Например, если требуется сделать анимацию падающего карточного домика, то размещение карт в первом кадре будет отличаться от их положения во втором и последующих кадрах. Таким образом, в процессе создания анимации 3D-художнику необходимо разместить уже созданные им объекты в каждом кадре.

Во время просмотра фильма или телепередачи вы можете заметить, что режиссер часто изменяет точку съемки. Например, в начале трансляции футбольного матча часто показывают вид стадиона с высоты птичьего полета, затем основное внимание уделяется игрокам на поле и тренерам. А теперь представьте себе, как было бы неинтересно смотреть матч, если бы его показывали только с одной точки, не изменяя положение камеры и не используя другие камеры, расположенные в разных местах стадиона.

Конечный продукт трехмерной анимации, по сути, является тем же видео, которое может "сниматься" с разных точек. Например, карточный домик можно показать издалека, чтобы он был виден целиком, а можно приблизить, чтобы в кадр попала только его часть.

Одним словом, выбор точки съемки в трехмерной анимации не менее важен, чем в настоящем кино или на телевидении. Для съемки анимации, созданной в 3D-редакторе, применяются виртуальные камеры. Как и реальные, виртуальные камеры можно перемещать, а также переключаться между ними в процессе анимации. Например, первые 50 кадров анимации можно наблюдать через первую камеру, а затем переключаться на вид из второй. Виртуальные камеры обладают теми же свойствами, что и настоящие: они могут фиксировать картинку под разным углом зрения, имитировать эффект глубины резкости и т. д.

3D-художник, работающий над анимационным проектом, должен уметь правильно подобрать расположение камер, чтобы точка съемки была наиболее удачной, а также продумать, как камеры будут перемещаться в процессе анимации.

Освещение Вы никогда не задумывались над тем, что вы проводите большую часть своей жизни при свете? Благодаря свету, вы способны различать окружающие вас предметы. Лучи света, исходящие от многочисленных источников, начиная от Солнца и заканчивая электрическими лампочками, многократно преломляются и отражаются от различных поверхностей, что дает нам картину окружающего нас мира.

Виртуальное пространство, в котором работают 3D-художники, в отличие от реального мира, не имеет источников освещения. Чтобы увидеть, что происходит в виртуальном мире, его нужно осветить. Для имитации освещения в трехмерной графике используются специальные объекты, которые так и называются - источники света. Чтобы освещение 3D-объектов было похоже на настоящее, приходится учитывать множество факторов: где расположен источник света, с какой силой он светит, от каких предметов отражается и т. д.

Текстурирование Все предметы, с которыми мы имеем дело в реальной жизни, отличаются друг от друга внешним видом. Поскольку мы точно знаем, как должны выглядеть предметы, созданные из разных материалов, мы можем безошибочно отличить золото от стали, стекло от фарфора, воду от молока и т. д.

Объекты, созданные в трехмерном пространстве, на этапе моделирования отличаются друг от друга только формой. Чтобы 3D-модель напоминала реальный предмет, недостаточно точно повторить его форму, нужно еще и раскрасить ее соответствующим образом. Процесс раскраски трехмерных объектов называется текстурированием. Это слово происходит от термина "текстура", которым обозначается рисунок, накладываемый на 3D-модель. В общем смысле слово "текстура" имеет несколько другое значение и обозначает особенности строения твердого вещества, обусловленные характером расположения его составных частей.

В трехмерной графике текстурой может служить как фотография реального объекта, наложенная на 3D-модель, так и двумерный рисунок, созданный в программе типа Adobe Photoshop. Существуют и другие типы текстур, о которых вы узнаете в следующих лекциях.

С одной стороны, необходимость раскраски всех объектов виртуального мира - это сложное и хлопотное занятие. С другой, это дает неограниченные возможности для творчества, поскольку вы легко можете придавать предметам такой вид, который они не могут иметь в реальности (например, на объект, повторяющий форму чайника, можно наложить текстуру клубники и т. д.).

Визуализация Последовательность выполнения предыдущих этапов создания трехмерного проекта может быть различной. Однако визуализация всегда является последним этапом работы над проектом. Можно сказать, что без визуализации работа в 3D-редакторе не имеет никакого смысла, поскольку без нее нельзя получить конечный результат.

Этап визуализации тесно связан с этапом съемки. Как только вы расставили камеры и подобрали их параметры, вы можете начать снимать виртуальный фильм, то есть визуализировать его. Визуализацию трехмерного проекта можно сравнить со съемкой видеокамерой, однако готовое видео или статическое изображение в этом случае записывается не на кассету, а в файл. Визуализацию также называют рендерингом, или просчетом.

2. Лекция: Начало работы В этой лекции вы познакомитесь с интерфейсом программы 3ds, а также научитесь создавать простейшие трехмерные сцены, используя примитивы. Много внимания в этой лекции уделено инструментам для управления объектами, поскольку такие знания просто необходимы для дальнейшего изучения 3ds Содержание Отображение объектов в окнах проекций o Объекты, упрощающие архитектурную визуализацию Знакомство с любой программой начинается с интерфейса.

По умолчанию сцена отображается в четырех окнах проекций - вид слева, сверху, спереди и в перспективе. При этом в трех окнах объекты показаны схематически, а в окне перспективы - в трехмерном представлении.

Соотношение размеров окон проекций можно изменять аналогично изменению размера диалоговых окон Windows.

При необходимости вид в каждом из окон проекций можно изменять. На сцену можно смотреть не только спереди, сверху и слева, но и справа, снизу и сзади.

В трехмерном пространстве по умолчанию нет объектов, поэтому чтобы в нем было легче ориентироваться, в окна проекций может быть добавлена вспомогательная сетка. Ее центр совпадает с условным центром виртуального пространства. Для каждого окна проекции можно включить или выключить отображение сетки.

В верхней части окна программы расположено главное меню, а под ним - главная панель инструментов. Пункты главного меню частично повторяют инструменты и команды основной панели инструментов.

При помощи командной панели можно создавать объекты и управлять ими.

Внимание. Очень часто все параметры, расположенные на командной панели, не помещаются на экран. В таком случае необходимо прокручивать окно командной панели.

Справочная система написана на английском языке, но в программе предусмотрено визуальное отображение объектов.

Командная панель 3d содержит шесть вкладок: Create (Создание), Modify (Изменение), Hierarchy (Иерархия), Motion (Движение), Display (Отображение) и Utilities (Утилиты). Наиболее часто используются вкладки Create (Создание) и Modify (Изменение). В начале освоения 3ds вы будете чаще всего обращаться к двум вкладкам:

Create (Создание) и Modify (Изменение).

Вкладка Create (Создание) служит для создания основных (примитивы, кривые и др.) и вспомогательных (источники света, виртуальные камеры, объемные деформации и др.) объектов сцены.

Вкладка Modify (Изменение) позволяет изменять параметры любого выделенного объекта сцены. Также с ее помощью выделенному объекту можно назначить модификатор - определенное действие, деформирующее объект. Модификатор содержит свои настройки, которые можно преобразовывать при помощи вкладки Modify (Изменение).

В нижней части окна расположена шкала анимации, под ней - координаты преобразований, строка состояния, а также кнопки управления анимацией и видом в окнах проекций. Чтобы узнать предназначение кнопки на любой панели инструментов, достаточно подвести к ней указатель мыши. При этом возле кнопки возникнет всплывающая подсказка, содержимое которой также отобразится в строке состояния.

Управление видом в окнах проекций Для управления видом в окне проекции используются кнопки -приближение/удаление сцены.

приближение/удаление объектов во всех окнах проекций.

Панорамирование/Перейти Увеличение окна проекции до размеров экрана.

Часто начинающие пользователи теряют из вида объекты, направляют камеры не в ту сторону и т. д. Если вы попали в такую ситуацию, не отчаивайтесь можно вернуть прежний вид в окне проекции.

Навигация Навигация в трехмерных сценах и позволяет быстро менять вид в окне проекции и рассматривать сцену нескольких точек.

Навигация представлена в окне программы в виде осей и ее направляющих., которые привязаны к пространству сцены и расположены в нижнем углу окон проекции.

Вращение осей вызывает поворот пространства трехмерной сцены относительно центра глобальной системы координат, которая используется программой для определения положения объектов в виртуальном пространстве.

Каждая ось обращена к определенному виду проекции.

Простые и сложные объекты В повседневной жизни нас окружают самые разнообразные предметы. Некоторые из них имеют простую форму, другие - очень сложную. В каждом человеке заложено умение создавать сложные предметы на основе простых. У первобытного человека не было ничего, кроме камня, но он смог сделать с его помощью первые орудия труда, а используя их, - продолжить свое развитие и создание более сложных вещей.

Делать сложные объекты на основе простых учится каждый ребенок. Например, играя в кубики, маленький человек строит целый мир.

Трехмерная графика рассматривает любой предмет как набор простейших объектов.

3D-аниматоры, подобно детям, создают виртуальные миры на основе простых кубиков и других объектов. Казалось бы, что можно сделать при помощи одного кубика? Все зависит от умения, таланта и терпения. Если очень долго складывать кубик к кубику, можно повторить форму даже очень сложного объекта.

Стоит внимательно посмотреть вокруг, и вы увидите, что многие вещи имеют правильную форму. Со временем вы научитесь распознавать простое в сложном, и без труда сможете увидеть в предмете кубики, сферы, пирамиды, конусы и прочие простейшие трехмерные объекты.

Создаем объекты Самые простые объекты в 3ds создаются несколькими щелчками кнопками мыши. Для этого удобно использовать примитивы.

В 3ds есть множество объектов, которые сгруппированы по категориям. Простейшие объекты называются примитивами. В рамках одной категории может быть несколько групп объектов, переключение между которыми выполняется при помощи списка. По умолчанию выделена группа простых примитивов (Standard Primitives) - геометрических объектов самой простой формы. Раскрыв список, вы увидите другие группы объектов Чтобы создать объект, нужно нажать кнопку с названием примитива на командной панели, щелкнуть в окне проекции и, удерживая нажатой кнопку мыши, переместить указатель в сторону. Когда объект достигнет желаемого размера, отпустите кнопку мыши.

Примечание. Для создания некоторых объектов вам нужно будет повторить последние действия несколько раз. Например, при выполнении цилиндра сначала нужно определить радиус объекта, а затем - высоту.

Объекты можно создавать и путем ввода параметров объекта в свитке (Ввод с клавиатуры). Для этого после нажатия кнопки с названием примитива перейдите в появившийся ниже свиток, введите параметры объекта, координаты точки расположения Сделав несколько объектов, вы увидите, что тот, который вы создали последним, помещен в параллелепипед. Это указывает на то, что объект выделен. Чтобы выделить другой объект, нужно нажать кнопку Select Object (Выделить объект) на основной панели инструментов и щелкнуть на невыделенном объекте.

Отображение объектов в окнах проекций По умолчанию объекты в окнах проекций отображаются в виде цветных непрозрачных фигур с подсветкой с одной стороны (Сглаживание и блики). Кроме него, существует еще около 10 разных режимов отображения объектов.

Вариант отображения объектов выбирается отдельно для каждого окна проекции.

Настройка объектов Каждый объект имеет свои параметры, определяющие его размеры и форму. Если нужно изменить их, можно к ним вернуться. Для этого следует выделить объект и перейти на вкладку (Изменение) командной панели.

Каждый примитив имеет свои настройки. Например, основные параметры цилиндра это высота и радиус и т. д..

Практически у всех примитивов есть параметры Segments (Количество сегментов) и Sides (Количество сторон). Они отвечают за то, насколько детальной будет структура трехмерной модели. Чем больше их значение, тем более точной будет модель и тем больше аппаратных ресурсов потребуется на работу с ней. Иногда примитивы имеют сразу несколько параметров, определяющих количество сегментов.

Когда объект создается в окне проекции, ему автоматически присваивается имя, состоящее из названия примитива и порядкового номера. Если в сцене два объекта, которые выполнены на основе разных примитивов, то название обоих будет звучать как Название примитива 01. Если имеются два объекта, которые созданы на оcнове одного и того же примитива, они будут иметь имена Название примитива 01 и Название примитива 02.

Если ваша сцена проста, то вас могут вполне устраивать такие названия. Однако если в сцене много объектов, то лучше давать им более понятные имена, например Крыша, Стена, Дерево и т. д. Так вам будет легче ориентироваться в объектах и проще выделять их.

Когда объект выделен, на панели (Изменение) отображается его имя. Чтобы переименовать объект, нужно установить курсор в поле, где написано название, и ввести.

Цвет объекта, как и другие параметры, можно изменить.

Какие бывают объекты Объекты разделены по категориям, а в рамках категорий - по группам. Всего доступно семь категорий:

Lights (Источники света);

Helpers (Вспомогательные объекты);

Space Warps (Объемные деформации);

Systems (Дополнительные инструменты).

Часть объектов служит для моделирования трехмерных сцен, а другие используются в качестве вспомогательных инструментов. Объекты категорий Shapes (Формы), Lights (Источники света), Systems (Дополнительные инструменты), Cameras (Камеры) и Space Warps (Объемные деформации) будут рассмотрены в следующих лекциях. Сейчас мы остановимся на некоторых объектах категорий Geometry (Геометрия) и Helpers (Вспомогательные объекты).

Первая группа объектов, с которой обычно знакомятся начинающие любители 3D - это Geometry (Геометрия). Объекты этой категории представляют собой простейшие трехмерные геометрические фигуры: Sphere (Сфера), Box (Параллелепипед), Cone (Конус), Cylinder (Цилиндр), Torus (Тор), Plane (Плоскость) и др.

Объекты, упрощающие архитектурную визуализацию Некоторые объекты 3D-художникам приходится моделировать от проекта к проекту.

Например, если дизайнер занимается архитектурной визуализацией, ему приходится постоянно создавать такие объекты как окна, двери, лестницы и т. д. Поскольку 3ds довольно часто используется для создания различных архитектурных проектов, разработчики добавили в категорию Geometry (Геометрия) несколько групп объектов, которые имеют сложную форму и часто используются в трехмерных сценах подобной направленности К ним относятся следующие группы:

Doors (Двери) - содержит три типа объектов, напоминающих входные двери, двери автобуса и двери купе;

Windows (Окна) - позволяет добавлять в сцену шесть разных типов окон, которые различаются по способу открытия;

Stairs (Лестницы) - используется для создания четырех разных типов лестниц: прямой, винтовой, L-образной и U-образной;

AEC Extended (Дополнительные объекты для АИК) - содержит объекты для создания стен, оград и растительности.

Вспомогательные объекты Вспомогательные объекты категории Helpers (Вспомогательные объекты) не позволяют создавать видимые трехмерные объекты, однако они играют важную роль в процессе разработки трехмерных сцен. Чаще всего объекты этой категории используются для ориентации в трехмерном пространстве.

У некоторых объектов категории Helpers (Вспомогательные объекты) даже нет настроек. Например, Dummy (Пустышка) представляет собой параллелепипед, который удобно использовать при создании анимации для связки нескольких объектов. Схожую функцию выполняет вспомогательный объект Point (Точка).

Вспомогательные объекты не визуализируются и видны только в окнах проекций.

Поскольку виртуальное пространство 3ds не содержит никаких визуальных пометок, кроме вспомогательной сетки в окнах проекций, ориентироваться в нем очень тяжело.

Однако если добавить в сцену вспомогательный объект Compass (Компас) трехмерное пространство получит ориентир. Независимо от того, в какой точке будет создан этот объект, его направление всегда будет одним и тем же.

Когда строитель возводит дом, он часто делает замеры, определяя расстояние и угол между разными элементами. Не обойтись без этого и в трехмерной графике. Для выполнения подобных операций используются два вспомогательных объекта - Tape (Рулетка) и Protractor (Угломер). Первый помогает определить расстояние между двумя точками, а второй - угол между линиями, соединяющими исходную точку и два объекта.

Некоторые вспомогательные объекты предназначены для моделирования атмосферных эффектов в 3ds, таких как огонь, дым, туман и пр. Эти объекты представляют собой так называемый габаритный контейнер, который, по сути, является ограничителем объема виртуального пространства, в котором происходит тот или иной эффект. Подобные объекты относятся к группе Atmospheric Apparatus (Габаритный контейнер атмосферного эффекта).

3. Лекция: Основные операции с объектами Итак, вы узнали о том, как создаются простейшие объекты в 3ds. Теперь пришла пора научиться управлять ими. Вы узнаете, как выровнять объекты относительно друг друга, переместить объект в сторону, повернуть, создать копию и познакомитесь со многими другими операциями с объектами Содержание Как выделить объект В 3ds существует несколько способов выделения объектов. Самый простой - щелчок на объекте.

Для выделения более чем одного объекта можно использовать клавишу Ctrl.

Удерживая ее, щелкайте на объектах, которые вы желаете выделить. Чтобы убрать объект из числа выделенных, удерживая клавишу Alt, щелкните на объекте, с которого вы желаете снять выделение.

??? Чтобы выделить какой-либо объект сцены, можно также использовать команду меню Edit>Select By>Name (Правка>Выделить по>Имени). После этого на экране появится окно Select From Scene (Выбор из сцены) со списком всех объектов сцены В окне Select From Scene (Выбор из сцены) отображаются названия всех объектов сцены. Для выбора объекта просто выделите его в списке и нажмите кнопку OK.

Удерживая клавишу Ctrl, можно выделять в списке несколько объектов. Используя кнопки в строке Display (Отображение), можно включать/выключать отображение разных типов объектов. Для быстрого управления выделенными объектами используются кнопки Select All (Выделить все), Select None (Снять выделение) и Select Invert (Инвертировать выделение). Поле Find (Поиск) предназначено для быстрого выделения объектов по названию. Стоит ввести первые символы названия, и объект (или объекты, если их несколько), названия которых начинаются с этих букв, будут выделены.

Окно выбора объектов удобно использовать в том случае, если сцена содержит много объектов. В сложных сценах часто бывает трудно при помощи мыши выделить нужные объекты.

При работе со сценами, содержащими большое количество небольших объектов, существует вероятность случайного выделения объекта или снятия выделения с объекта.

Чтобы нечаянно не снять выделение с объекта, над которым вы работаете, можно использовать (Блокирование выделения). Выделите нужный объект и нажмите кнопку с изображением замка, расположенную под шкалой анимации или клавишу Пробел.

Управление объектами ??? (Проводник по сцене) может отображать только анимированные объекты или объекты заданного типа - источники света, камеры, объемные деформации, кости скелета, сплайны, вспомогательные объекты и т.д. Элементы списка окна Scene Explorer (Проводник по сцене) показываются с учетом всех иерархических связей.

Scene Explorer (Проводник по сцене) имеет широкие возможности поиска и позволяет выполнять поиск объектов по таким критериям, как количество полигонов, размер, цвет, название, порядок создания, тип, любые свойства, от отбрасывания теней и до отображения в окне проекции в виде габаритного контейнера.

Операции с объектами Основные действия, производимые с объектами, - это перемещение, масштабирование, вращение, выравнивание, клонирование и группировка.

В центре выделенного объекта появляются три координатные оси - X, Y и Z, которые определяют систему координат, привязанную к объекту. Эти координатные оси составляют так называемую локальную систему координат объекта. Точка, из которой исходят оси локальной системы координат, называется опорной (Pivot Point).

Чтобы выполнить любое простейшее действие с объектом, при котором его положение в трехмерном пространстве изменится, необходимо вызвать контекстное меню, щелкнув правой кнопкой мыши на объекте. В меню следует выбрать одну из операций - Move (Перемещение), Scale (Масштабирование) или Rotate (Вращение) Перемещение Выберите в контекстном меню команду Move (Перемещение), подведите указатель мыши к одной из координатных осей системы координат объекта. При этом перемещение будет вестись в направлении той плоскости, координатные оси которой выбраны. Таким образом, перемещать объект можно вдоль оси X, Y, Z или в плоскостях XY, YZ, XZ.

??? Совет. Для перемещения выделенного объекта также можно использовать клавишу Вращение При выборе в контекстном меню команды Rotate (Вращение) на месте осей системы координат объекта появится схематическое отображение возможных направлений поворота. Если подвести указатель мыши к каждому из направлений, схематическая линия подсвечивается желтым цветом, то есть поворот будет произведен в данном направлении.

Совет. Для вращения выделенного объекта также можно использовать клавишу E.

Масштабирование Выберите в контекстном меню команду Scale (Масштабирование), подведите указатель мыши к одной из координатных осей системы координат объекта. При этом изменение масштаба будет вестись в направлении тех плоскостей или координатных осей, которые подсвечиваются желтым цветом. Таким образом, масштабировать объект можно вдоль оси X, Y, Z, в плоскостях XY, YZ, XZ или одновременно во всех направлениях.

Масштабирование объекта может выполняться с сохранением пропорций и без. По умолчанию используется вариант Uniform Scale (Равномерное масштабирование), при котором пропорции объекта остаются неизменными, поскольку масштабирование выполняется одинаково вдоль всех осей.

При использовании режима Non-uniform Scale (Неравномерное масштабирование) пропорции объекта могут изменяться, поскольку в этом случае масштабирование выполняется для каждой оси отдельно.

Режим Squash (Расплющить) применяется, если необходимо масштабировать объект в одном направлении вдоль одной оси и одновременно в другом направлении вдоль других осей.

Обратите внимание, что при масштабировании объекта его геометрические размеры, не изменяются, несмотря на то, что на экране объект изменяет свои пропорции. Поэтому использовать масштабирование без особой необходимости не стоит, поскольку после выполнения данной операции вы не будете видеть реальных размеров объекта и можете запутаться.

??? Совет. Для масштабирования выделенного объекта также можно использовать клавишу R.

Выравнивание объектов В процессе работы часто приходится передвигать объекты, выравнивая их положение относительно друг друга. Например, при создании сложной модели, детали которой моделируются отдельно, на заключительном этапе необходимо совместить элементы вместе.

??? Чтобы выровнять один объект относительно другого, нужно выделить первый объект, выполнить команду Tools>Align>Align (Инструменты>Выравнивание>Выравнивание) и щелкнуть на втором объекте. На экране появится окно Align Selection (Выравнивание выделенных объектов), в котором необходимо указать принцип выравнивания например, можно задать координатную ось или точки на объектах, вдоль которых будет происходить выравнивание.

Допустим, если необходимо выровнять объект меньшего размера относительно объекта большего размера так, чтобы первый находился в центре второго, то в окне Align Selection (Выравнивание выделенных объектов) установите следующее:

флажки X Position (Х-позиция), Y Position (Y-позиция) и Z Position (Zпозиция);

переключатель Current Object (Объект, который выравнивается) в положение Center (По центру);

переключатель Target Object (Объект, относительно которого выравнивается) в положение Center (По центру).

После этого нажмите кнопку OK или Apply (Применить).

Объекты изменят свое положение в сцене сразу же после того, как вы зададите необходимые настройки в окне Align Selection (Выравнивание выделенных объектов).

Однако если выйти из этого окна, не нажав кнопку OK или Apply (Применить), объекты вернутся в исходное положение.

??? Совет. Для выравнивания объектов также можно использовать сочетание клавиш Alt+A.

В 3ds есть также возможность выравнивания объектов, которая называется Quick Align (Быстрое выравнивание). С помощью этой команды можно выровнять объекты, не вызывая окно Align Selection (Выравнивание выделенных объектов). Выравнивание производится по опорным точкам объектов.

Клонирование объектов Многие трехмерные объекты, состоящие из примитивов, имеют одинаковые части.

Например, стол может состоять из пяти параллелепипедов, четыре из которых одинаковые. Когда требуется получить несколько одинаковых объектов, вовсе не обязательно создавать их один за другим. Для этого используется операция клонирования.

Существует несколько способов создания копий объектов. Во-первых, можно выделить объект и выполнить команду Edit>Clone (Правка>Клонирование). При этом координаты созданной копии совпадут с исходным объектом, поэтому объекты сольются.

Во-вторых, можно использовать сочетание клавиш Ctrl+V.

Более быстрый и удобный способ клонирования состоит в том, чтобы создавать копию одновременно с выполнением одной из операций трансформации. Для этого нужно выбрать операцию масштабирования, перемещения или поворота, после чего начать ее выполнение, удерживая нажатой клавишу Shift.

??? Клонирование и выравнивание В 3ds есть также команда, позволяющая одновременно и клонировать, и выравнивать объекты. С ее помощью можно одним щелчком мыши создать несколько копий выделенного объекта и при этом указать, относительно каких объектов в сцене они будут выровнены.

Создание массива объектов Если приходится клонировать большое количество объектов, удобно использовать инструмент для создания массива объектов - Array (Массив). Он может пригодиться, когда требуется смоделировать, например, стайку рыб, книги на полках, свечи в именинном торте и т. д.

??? После использования инструмента Array (Массив) все объекты, составляющие массив, будут иметь те же координаты, что и исходный объект, поэтому видны не будут.

По данной причине для них необходимо установить смещение. Смещение созданных рядов по осям X, Y, Z задается в области Incremental Row Offsets (Смещения инкрементных рядов). В столбцах Incremental (Приращение) области Array Transformation:

World Coordinates (Use Pivot Point Center) (Преобразование массива: глобальная система координат (использовать центр опорной точки)) определяются координаты смещения (Move (Смещение)), вращения (Rotate (Вращение)) и масштабирования (Scale (Масштабирование)) объектов относительно друг друга по осям X, Y, Z.

Созданные при помощи инструмента Array (Массив) копии исходного объекта, как и обычные копии, могут быть трех типов: Copy (Независимая копия объекта), Instance (Привязка) или Reference (Подчинение). Различия между ними рассмотрены выше.

Чтобы иметь возможность наблюдать за изменением положения массива объектов в окне проекции, нажмите кнопку Preview (Предварительный просмотр). Если вы создаете множество объектов, которые имеют сложную геометрию, то перед нажатием кнопки Preview (Предварительный просмотр) лучше установить флажок Display as Box (Отображать как параллелепипед). Это ускорит отображение массива в окнах проекций.

Если вы недовольны полученным результатом, нажмите кнопку Reset All Parameters (Сбросить все параметры), чтобы вернуться к настройкам по умолчанию и начать создание массива заново.

Группировка объектов Трехмерные объекты, имеющие сложную геометрию, могут включать в себя большое количество мелких элементов. Например, автомобиль состоит из колес, фар, лобового стекла, дверей, кузова и т. д. Чтобы работать с таким набором элементов было удобнее, в программе 3ds предусмотрена возможность группировки объектов. При необходимости работать с трехмерными объектами как с единым целым их можно объединить в группу, которая будет иметь свое название. Таким образом, вместо большого количества объектов мы получим один.

Работать с объектом после группировки можно точно так же, как и с любым обычным трехмерным объектом - вращать его, передвигать, масштабировать и т. д. Например, если вам нужно изменить положение трехмерного автомобиля в пространстве, то придется по очереди передвигать все объекты, из которых он состоит. Если же их сгруппировать, то переместить нужно будет лишь один раз.

Для группировки объектов сделайте следующее.

1. Выделите в сцене объекты, которые нужно сгруппировать (о выделении объектов читайте выше).

2. Выполните команду Group>Group (Группировать>Группировка).

3. В диалоговом окне Group (Группировка) (рис. 3.16) укажите название группы в поле Group name (Название группы).

После группировки вы увидите, что вокруг созданной группы появился единый габаритный контейнер вместо нескольких.

В меню Group (Группировать) можно обнаружить несколько команд, предназначенных для управления объектами группы. Рассмотрим их подробнее:

Ungroup (Разгруппировать) - используется в том случае, если группа объектов больше вам не нужна. После выполнения этой команды группа перестает существовать, и с объектами снова можно работать по отдельности.

Open (Открыть) - используется в том случае, если вам необходимо внести какие-то изменения в один или несколько объектов, составляющих группу, но вы не хотите уничтожать ее полностью. Для наглядности вокруг объектов открытой группы показывается габаритный контейнер розового цвета.

Close (Закрыть) - используется для закрытия группы после того, как группа была открыта, и все необходимые операции с объектами выполнены. Команда возвращает группу в исходный вид.

Attach (Присоединить) - предназначена для присоединения объектов к текущей группе. Для ее использования необходимо выделить объект, который вы хотите добавить к группе, затем выбрать эту команду и щелкнуть по группе в окне Detach (Отсоединить) - команда дает возможность исключать объекты из группы. Она активна только в том случае, если группа открыта.

Explode (Уничтожить) - очень полезная команда, которая очень удобна, если необходимо разгруппировать сложный объект, состоящий из нескольких подгрупп.

При ее выполнении происходит разгруппировка в том числе и вложенных групп.

Изменение положения опорной точки После группировки объекты помещаются в единый габаритный контейнер, и оси координат находятся в его центре. Это означает, что все операции с группой выполняются относительно этого условного центра. Однако во многих случаях такое размещение осей не очень удобно, поэтому в 3ds предусмотрена возможность изменения их положения.

Отмена и возврат действий В 3ds, как и во многих других программах Windows, предусмотрены операции отмены и возврата действий. Для них назначены стандартные сочетания клавиш Ctrl+Z и Ctrl+Y, соответственно. Кроме того, в меню Edit (Правка) находятся команды Undo (Отмена) и Redo (Возврат).

Кнопки отмены и возврата действий есть и на основной панели инструментов. С их помощью можно отменять или возвращать сразу нескольких действий. Если щелкнуть на кнопке правой кнопкой мыши, откроется список с названиями последних выполненных действий. В этом списке нужно выделить все действия, которые нужно отменить, после чего нажать кнопку Undo (Отмена)

ПРОВЕРОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ

Задание1.

При помощи переключателя In All Views/ Only in Active View (Во всех видах/Только в активном окне) - включить отображение куба А) во всех окнах проекций Б) только в текущем.

Задание2.

При помощи списка ViewCube Size (Размер навигационного куба) устанавить размер элемента навигации.

А) размер Small (Маленький) Б) Tiny (Крошечный).

Задание3.

Исключить из области поиска ресурсы, которыми никогда не пользуетесь.

Выбрать команду Search Settings (Настройки поиска).

В окне InfoCenter Settings (Настройки информационного центра) снять флажки напротив ряда ресурсов.

Задание4.

Создать объект путем ввода параметров объекта в свитке Keyboard Entry.

(Ввод с клавиатуры).

Введите параметры объекта, координаты точки расположения и нажмите кнопку Create (Создать).

Задание5.

Два вспомогательных объекта - Tape (Рулетка) и Protractor (Угломер) Задание6.

Создайте плоскость, на которую упадут брусок и осколок.

Задание7.

Создайте простую сцену, в которой тяжелый брусок падает на чайник и отбивает ему носик. Выполните объект Teapot (Чайник) в окне проекции и отключите отображение носика, сняв флажок Spout (Носик) в параметрах объекта Задание8.

При помощи операторов указать изменение формы (цвета, скорости движения, размера, материала частиц).

Задание9.

Использовать, критерий Collision Test (Критерий столкновения) который будет означать, что частицы перейдут к другому событию, когда они столкнутся с заданным объектом.

Задание10.

Добавить оператор - перетащить значок оператора - щелкнуть мышью на выступе диаграммы события, который расположен напротив критерия, и перетащить этот выступ на мишень в верхней части второго события. При этом курсор изменит форму.

4. Учебно-методическое обеспечение программы дисциплины Список литературы:

основная литература 1. Голенищев Э. П., Клименко И. В. Информационное обеспечение систем управления. – Ростов н/Д: "Феникс", 2003. – 352 с.: ил.

2. Денисов А. А., Колесников Д. Н. Теория больших систем управления: Учеб. пособие для вузов. – Л.: Энергоиздат, Ленингр. отделение, 1982. – 361 с., илл.

3. Клейтон, Руперт. Lotus NOTES 5: Учеб. курс / Пер. с англ. А.Криштоп.—СПб. и др.:

Питер, 2000.—527 с 4. Борисова В. Н. 1С: Бухгалтерия 7.7: Методические материалы для пользователя.—М.:

"ИКС Технологии", 2002.—304 с 5. Гусев, Александр Александрович. Программирование в среде 1С: Бухгалтерия / А. А.

Гусев, Л. В. Ильина.—М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2001.-352 с.

6. Мазуркевич А. PHP: настольная книга программиста. – М.: Новое знание, 2004. – с.: илл.

7. Гулич С., Гундаварам Ш., Бирзнекс Г. CGI программирование на Perl. – СПб: СимволПлюс, 2001. – 480 с., ил.

8. Астахова И. Ф., Толстобров А. П., Мельников В. М. SQL в примерах и задачах: Учеб.

пособие. – Мн.: Новое знание, 2002. – 176 с.

9. Астахова И. Ф., Потапов А. С., Чулюков В. А., Стариков В. Н. Практикум по информационным системам. Oracle. – К.: Юниор, 2004. – 180 с.,илл.

10. Морис, Брюс. HTML в действии / Пер. с англ. Л.Мелихова.—СПб.: Питер, 1997.— 256с 11. Шарф, Дин. HTML 3.2: Справочник / Пер. с англ. И.Симонович.—СПб: Питер, 1998.—224с.:

12. Вендров А. М. CASE технологии современные методы и средства проектирования информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1998. – 176 с.

13. Автоматизированные системы управления учебным процессом в вузе: опыт, проблемы, возможности: I Всероссийский научно-практический семинар: Материалы семинара. – Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2003. – 89 с.

14. Автоматизированные системы управления учебным процессом в вузе: опыт, проблемы, возможности: II Всероссийский научно-практический семинар: Материалы семинара. – Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2004. – 93 с.

дополнительная литература 1. Астахова И. Ф., Потапов А. С., Чулюков В. А., Журбин А. Н. Информационные системы: Учебное пособие. – Воронеж, ВГПУ, 2002. – 148 с., ил.

2. Петрова И. Ю., Лазуткина Е. А. Организация баз данных: Уч. пособие для спец.

«Автоматизированные системы обработки информации и управления». – Астрахань: Изво АГТУ, 1999. – 340 с.

3. Калянов Г. Н. CASE структурный системный анализ (автоматизация и применение). – М.: Лори, 1996. – 242 с.

4. Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных/ Пер. с англ. – 6-ое изд. – К.: Диалектика, 1998. – 784 с.; илл.