Использование возможностей 3D MAX. Построение кривых 2-го порядка

 

1. Введение……………………………………………………………………2
2. Теоретическая часть. 

1. Программа для моделирования 3D объектов 3D MAX. ……………………………………………………………………….4
2. Возможности программы 3D MAX     ……………………………………………………………….............5
3. Классификация кривых 2-го порядка……………………………15

3. Практическая часть.

1. Построение окружности………………………………………………………..19
2. Построение эллипса………………………………………………20
3. Построение гиперболы…………………………………………...21
4. Построение гиперболы уравнения ……………………22
5. Построение параболы…………………………………………….23

4. Заключение……………………………………………………………….24

5. Список используемых ресурсов………………………………………..25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

        В наши дни, человека сложно представить без гаджетов. Активно развиваются информационные технологии. Это касается разных отраслей, будь то медицина,  творчество, образование. В современной системе образования применяется разнообразное программное обеспечение, позволяющее как давать знания ученикам, так и проверять, насколько хорошо усвоены эти знания. Разработанное в данной работе программное обеспечение показывает пример применения компьютерных технологий в образовании. В наши дни эта тема актуальна, так как программное обеспечение помогает учителям и школьникам предоставить материал наглядно, что способствует лучшему усвоению и запоминанию. Целью данной работы является создание программы, позволяющей ученикам наглядно разобраться в теме : «Кривые 2-го порядка». 3D MAX позволяет построить данные графики более точно, что дает ему ряд преимуществ. Подобные программы вполне можно использовать и в других дисциплинах, где необходима демонстрация графиков функций, например в математике. Для большей наглядности в программе будут представлены несколько видов преобразования графиков функций.

 

Постановка задачи

 

Целью представленной в данной работе программы является наглядно показать ученикам способы построения графиков функций. Это позволит ученикам увидеть как строится уравнение второго порядка. Так же, каждый обучающийся, может индивидуально изучить каждый способ построения графиков функций и ознакомиться с краткой теорией по данному вопросу. Пользуясь данным программным обеспечением, обучающийся  сможет самостоятельно применять знания построения графиков кривых второго порядка на практике.

Программа для моделирования 3D объектов 3D MAX

      «3D MAX - программное обеспечение предназначенное для реализации проектов созданных в формате трехмерного моделирования, анимации и визуализации. При помощи различных средств мы имеем возможность создать проект имеющий различные формы, а так же привязать проект к фотографии местности, подготовить к печати, настроить свет. Итоговым результатом программы является графическое фотореалистичное изображение или анимационный ролик.

    3D MAX является объектно-ориентированной системой трехмерного моделирования, предоставляющая полную свободу для творчества. Его адаптируемая среда интерактивного моделирования дополняет индивидуальный стиль работы архитекторов и дизайнеров в то же время максимально повышая эффективность коллективной работы специалистов, сотрудничающих в создании одного и того же проекта. Средства 3D  позволяют создавать и редактировать поверхности любой формы для создания предметов любой сложности, от простых объектов интерьера или мебели до сложных, таких как механизмы и строительные конструкции.

    В 3D MAX вы можете свободно творить, превращая в жизнь любые свои идеи и совершенно не опасаясь потерять уже сделанное в ходе многочисленных модификаций. Специальный буфер автоматически сохраняет вашу работу таким образом, что все изменения формы и поверхности объекта на различных стадиях оказываются зафиксированными.

    Архитекторам, дизайнерам и инженерам 3D MAX предоставляет средства фотореалистичной визуализации для анализа разрабатываемого проекта, проведения презентаций, создания архитектурных подач. Специальное освещение и атмосферные эффекты, такие как видимый свет, туман и дымка, позволят создать правильное настроение презентации.»[¹]

       «Первая версия пакета под названием 3D Studio DOS была выпущена в 1990 году. Разработками пакета занималась независимая студия Yost Group, созданная программистом Гари Йостом; Autodesk по началу занимался только изданием пакета. Бытуют мнения, что Гари Йост покинул прежнее место работы после переговоров с Эриком Лайонсом (Eric Lyons), в то время директором по новым проектам Autodesk^[1].

   Первые четыре релиза именовались 3D Studio DOS (1990—1994 годы). Затем пакет был переписан заново под Windows NT и переименован в 3D Studio MAX (1996—1999 годы). Нумерация версий началась заново.

    В 2000—2004 годах пакет выпускается под маркой Discreet 3dsmax, а с 2005 года — Autodesk 3ds MAX. Актуальная версия носит название Autodesk 3ds MAX 2014 (индекс 16.0).

Список всех версий 3ds Max:

Версия	Платформа	Имя	Год выпуска
3D Studio	MS-DOS	THUD	1990
3D Studio 2	MS-DOS		1992
3D Studio 3	MS-DOS		1993
3D Studio 4	MS-DOS		1994
3D Studio MAX 1.0	Windows	Jaguar	1996
3D Studio MAX R2	Windows	Athena	1997
3D Studio MAX R3	Windows	Shiva	1999
Discreet 3dsmax 4	Windows	Magma	2000
Discreet 3dsmax 5	Windows	Luna	2002
Discreet 3dsmax 6	Windows		2003
Discreet 3dsmax 7	Windows	Catalyst	2004
Autodesk 3ds Max 8	Windows	Vesper	2005
Autodesk 3ds Max 9	Windows	Makalu	2006
Autodesk 3ds Max 2008	Windows	Gouda	2007
Autodesk 3ds Max 2009	Windows		2008
Autodesk 3ds Max 2010	Windows		2009
Autodesk 3ds Max 2011	Windows		2010
Autodesk 3ds Max 2012	Windows		2011
Autodesk 3ds Max 2013	Windows		2012
Autodesk 3ds Max 2014	Windows		2013

 «[²]

Возможности 3D MAX

      Для чего  нужна трехмерная графика? Трехмерная  графика дает нам широкий круг  деятельности, мы можем моделировать  физические задачи, разрабатывать  видеоигры, разрабатывать дизайн, проектировать трехмерные проекты  и многое другое.

         «Для тoгo чтобы сoздaть нaглядные пaрaметрические изoбражения, испoльзуется стек мoдификатoров, любыe измeнения внoсимые в этoт стек автоматически отображается в конечном результате. С завершенными моделями работа проводится в нелинейном режиме, а для добавления деталей исходной геометрии, делается возврат к низкому разрешению в нижней части стека. Детали проходят через модификации и появляются в итоговом изображении.Для работы можно пользоваться мышью или планшетом.

    Много времени 

уделяется развитию инвентаря для создания анимации. Анимация по основным кадрам, процедурная анимация, ограниченная анимация – это неполный перечень всех вероятных разновидностей заставить объекты перемещаться. Есть полномочия управления скелетной деструкцией, творения быстрой анимации двуногих созданий, управления физическими мощами, действующими на персонажей. Можно с уверенностью заявить, собственно заключительные версии программы 3d studio max содержат безусловно все, требуемые для работы, модификаторы. Данное категории модификаторов подбора, сеток, полигонов, оптимизации плоскости и почти все прочие. А в случае если принять к сведению, что использование любого модификатора предполагает конструкциюопределенного количества пользовательских характеристик, делается понятно, то что деятельность в 3d studio max сравнима с творчеством и раскрывает пред юзером нелимитированное количество потенциалов с целью осуществлении его задумок.»[³]

                     Работа с сетками поверхностей. 

«  В 3Ds Max имеется вероятность искусно макетировать сетки и плоскости с целью основания параметрическихпредметов высочайшего свойства. Предписание структур. 3Ds Max может класть, готовить к печати и запекатьструктуры, разрешая убыстрить ход разрисовки предметов. В 3Ds Max имеется вероятность узкой деятельность с тенями и веществами с целью придания ещё огромной правдивости анимации.В3DsMax имеется вероятность стремительной трудом с процессом элементов, а кроме того вероятность самодействующею опции управления струями элементов с целью основания этого либо другого результата. MassFX. В 3Ds Max имеется вероятность деятельность с многомерным прогнозированием присутствие поддержки унифицированных модулей Частицы. Вероятность прогнозирования перемещения небольших элементов в 3Ds Max, аналогичных будто протяжение вода, изменение пламени и распространения снегопада, а также распыления.  Волосы и мех. В 3Ds Max реализована сложная система для создания натуральных волосяного и мехового покровов.»[⁴]

«Добавлять 3d объекты в реальную фотографию (фон) дизайнеры и художники стали давно. При этом им приходилось прибегать к разным ухищрениям, чтобы правильно выставить камеру в 3ds Max и добиться такой же перспективы, что и у фотографии (фонового изображения). 
И вот Autodesk решила помочь нам в решении этой задачи и  ввела новый инструмент Perspective matching tools, который позволяет в интерактивном режиме быстро выставить положение камеры и согласовать перспективу с реальной фотографией (фоновым изображением). 
Теперь добавлять 3d объекты к фоновому изображению станет намного легче.»[ ⁵]

   «Редактор узлов также является достаточно мощным, хотя некоторые пользователи, к сожалению, отмечают некоторые сложности в его использовании. При этом, большинство пользователей более чем довольны отсутствием барьера в разрешениях композиции. Также очень привлекательной для пользователей является отличная интеграция с другими графическими редакторами, что, несомненно, облегчает процесс работы и способствует повышению его эффективности.»[⁶]

«Рендеринг:

NVIDIA mental ray Renderer:

в mental ray появился новый режим сэмплинга - Unified Sampling, который намного проще в обращении и работает быстрее многопроходного семплинга из предыдущих версий 3dsMax;

IBL - Image Based Lighting:

новые опции в Skylight позволяют точно генерировать тени при помощи изображений IBL (Image Based Lighting). В процессе генерации можно использовать более одной карты;

NVIDIA iray Renderer:

iray рендер поддерживает различные новые карты, такие как Checker, Color Correction, Dent, Gradient, Gradient Ramp, Marble, Perlin Marble, Speckle, Substance, Tiles, Waves, Wood, и mental ray шейдер Ocean shader;

новые опции солвера позволяют включить более точный просчет для сцен;

настройки Displacement перемещены в отдельный свиток;

добавлены новые опции  солвера, позволяющий подключать сэмплер для улучшения точности просчета сцен внутри помещения, и сэмплер повышающий качество расчета каустики.»[⁷]

«Программы 3d max можно сопоставить со съемкой при помощи камеры. Программа 3d max разрешает создать объект, а после этого вносить коррективы по собственному желанию, включать источника света для большей реалистичности. Трудится с 3d max – означает иметь дело с воображаемым трёхмерном пространством. Лишь прикиньте и представьте, как эта программа 3d max упрощает работу и бережет время и силы. Может показаться на первый взгляд, в недалеком прошлом работу по существу всевозможных эффектов в кинематографии  в особых зданиях с применением физических моделей, многообразной дорогой техники. На эту всю работу уходило тысячи часов. Нужно было бы поначалу выстроить эту модель, далее установить её на сцене, осветить, снять и после этого всё объединить с остальными героями. А и уже эта неувязка решена при помощи применения идущих в ногу со временем программ.. На всю эту работу уходило тысячи часов. Необходимо было сначала построить данную модель, затем установить её на сцене, осветить, отснять и затем всё совместить с остальными героями. А теперь данная проблема решена с помощью использования современных программ. И одна из таких программ, как мы выяснили – это 3d max. Используя данную программу, один человек за обычным персональным компьютером может создать спецэффекты, которые поражают нас своей реалистичностью. Благодаря технологии 3d max у вас есть прекрасная возможность создавать богатейший спектр визуальных эффектов, включая видимые лучи, туман, атмосферные эффекты, горение.»[⁸]

    «Регулирование организациями элементов дает возможность организовывать мультипликационные результаты: дожди,снегопада, бури, движения жидкостей, вертуна и т.п.,- то что существенно увеличивает свобода и правдоподобиеформируемых анимаций.  
Использование потенциалов (интегрированного в мир 3DS Max) модуля Reactor даст возможность Для вас макетировать динамические взаимодействия среди творение предметами: строгие соударения, нарушение предметов и т.п.Устройство Cloth – несомненно поможет сформировать динамическое поступки материй. Устройство Hair and Fur –формирует кудри и волос. В совокупы, данные модули прибавляют ещё огромную трезвость в формируемые сцены,имитируя протяжение натуральных действий, текущих в настоящем обществе. 
Персонажная анимация позволит осуществлять реалистичные движения людей, животных, а также любых сказочных существ (имеющих N конечностей). Для этого используются системы костей (bones, biped), которые «привязываются» к внешним оболочкам предварительно созданных персонажей (с помощью модификатора - skin) посредством огибающих (envelope). Использование методов обратной инверсной кинематики (IK) позволяет достаточно легко управлять движением персонажей. Средство footstep позволит достаточно просто задавать параметры одного из трех типовых видов движения человека: шаг, бег, прыжки.    
 
Устройство видеомонтажа Video Post   - использовать к кадрам визуализированной анимации фильтры второстепенной обрабатывания с целью имитированияаналогичных результатов, будто блещущие нимбы либо блики объектива.  
Моделирование в базе разнородных оптимальных В-сплайнов 
Моделирование в базе разнородных оптимальных В-сплайнов (Non-Uniform Rational B-Spline - NURBS) считается, наиболее сильным с абсолютно всех популярных в  настоящее время способов прогнозирования плоскостейтрудной комплекция. Действуя с NURBS-поверхностями, возможно использовать 2-мя базисными раскладами кпрогнозированию. 1-ый заключается в разработке NURBS-сплайнов и плоскостей в их базе. 2-ой состоит в разработке

NURBS-поверхностей с последующей  корректировкой их формы или  созданием плавных переходов  между ними.

Кривые типа NURBS

Кривые  типа NURBS создаются или на основе контрольных точек, или на основе управляющих вершин. Разница между  этими двумя подходами состоит  в том, как кривая располагается  относительно точек или вершин. При  использовании контрольных точек  кривая проходит непосредственно через  них. При использовании же управляющих  вершин (control vertices - CV) кривая плавно изгибается между этими точками, играющими роль узлов решетки деформации.» [⁹]