Modelowanie z elementami druku 3D Wykład 1rbanasi.kis.p.lodz.pl/gk/z1/w1.pdf · • 3DS Max 2014-2017. Oprogramowanie - komercyjne 33 • Solidworks / Solidedge • Rhino(ceros)

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

[email protected]

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


24 Rozrywka


25 Produkcja filmowa i telewizyjna


26 Gry komputerowe


27 Architektura!!!


28 Bioinżynieria


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....

Modelowanie z elementami druku 3D Wykład 1rbanasi.kis.p.lodz.pl/gk/z1/w1.pdf · • 3DS Max 2014-2017. Oprogramowanie - komercyjne 33 • Solidworks / Solidedge • Rhino(ceros)

Documents