Modelowanie i wstęp do druku 3D Wykład 1. Robert Banasiak

Transkrypt

1 Modelowanie i wstęp do druku 3D Wykład 1 Robert Banasiak

2

3 Od modelu 3D do wydruku 3D Typowa droga...czasem wyboista... Pomysł!! Modeler 3D Przygotowanie modelu do druku Konfiguracja Programu do drukowania Wydruk 3D 3

4 Czym się będziemy zajmować na zajęciach? PRZYKŁADOWY MODEL 3D BLENDER 3D CZTERY PROJEKTY TUTORIALOWE PRZYGOTOWANIE MODELU DO DRUKU 3D WYDRUK 3D MODELU WŁASNY PROJEKT 3D (3 TEMATY DO WYBORU) 4

5 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

6 Grafika 3D opis wirtualnego świata w jest realizowany w minimum trzech wymiarach, wzdłuż współrzędnych X,Y i Z, 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

7 Modelowanie Modelowanie opisanie kształtu obiektu 3D. Zwykle stosuje się reprezentację powierzchniową opis powierzchni obiektu. Najczęstsza reprezentacja powierzchniowa to siatka wielokątowa (polygonal mesh). 7

8 Metody modelowania projektowanie komputerowe (ręczne) skanowanie przedmiotów modelowanie proceduralne modelowanie fizyczne 8

9 Tworzenie (ręczne) modelu za pomocą oprogramowania Daje największe możliwości... Tym sie będziemy zajmować... 9

10 Skanery 3D 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. 10

11 Skanowanie 3D 11

12 Modelowanie proceduralne 12

13 Modelowanie fizyczne 13

14 Podstawą 3D jest chmura punktów 14

15 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

16 Triangularyzacja Edge (krawędź) Vertex (wierzchołek) Face (facjata, ścianka, powierzchnia) Istotne jest też, z której strony dany face ma wierzch, a z której spód. Taka definicja zwana jest jako Normal (normalna do powierzchni) 16

17 Siatka (Mesh) 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 17

18 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

19 Modelowanie 3D figury prymitywne 19

20 Scena 3D 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.). (2) (1) (3) 20

21 Modelowanie 3D formaty plików 21

22 3MF 22

23 Formaty neutralne STEP, IGES, DXF (3D). 23

24 Zastosowanie modelowania Inżynieria 24

25 Zastosowanie modelowania Rozrywka 25

26 Zastosowanie modelowania Produkcja filmowa i telewizyjna 26

27 Zastosowanie modelowania Gry komputerowe 27

28 Zastosowanie modelowania Architektura!!! 28

29 Zastosowanie modelowania Bioinżynieria 29

30 Zastosowanie modelowania Motoryzacja 30

31 Jak to robią najlepsi czyli speed modelling 8x 31

32 Oprogramowanie - darmowe Autodesk 123D Tinkercad (online) Google SketchUp OpenSCAD Blender 32

33 Oprogramowanie - edukacyjne Autodesk Inventor Autodesk Fusion 360 Autodesk Maya 3DS Max

34 Oprogramowanie - komercyjne Solidworks / Solidedge Rhino(ceros) 3D TurboCAD Inne... 34

35 Tytułem wstępu to tyle... Zapraszam na ćwiczenia... 35