Реферат программы для компьютерного моделирования

Обновлено: 07.07.2024

Моделирование – это метод научного исследования явлений, процессов, объектов, устройств или систем, основанный на построении, изучении и использовании моделей с целью получения новых знаний, совершенствования характеристик объектов исследования или управления ими.

Моделирование необходимо для изучения сущности изучаемого объекта, определения способ управления им, прогнозирования возможных последствий тех или иных событий, решения задач прикладного характера – все это делает моделирование необходимым изобретением для многих сфер жизни общества. Одним из видов моделирования является компьютерноемоделирование.

Компьютерное моделирование – это метод решения задачи, анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели.

Компьютерная модель бывает двух видов:

1. Структурно-функциональная модель – условный образ объекта, описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, диаграмм, рисунков и т.д.

2. Имитационная модель– отдельная программа, позволяющая воспроизводить процессы функционирования объекта при воздействии на него различных факторов.

Компьютерное моделирование, как деятельность, предполагает поэтапность :

  1. Анализ требований и проектирование (постановка цели и задачи моделирования, сбор информации об объекте, построение концептуальной и проверка её достоверности)
  2. Разработка модели ( выбор среды моделирования, составление логической модели, назначение модели и модельного времени, проверка истинности и адекватности модели)
  3. Проведение эксперимента ( запуск, прогноз и отладка модели, анализ результатов моделирования и подведение итогов)

Нас интересует второй этап, а именно среда моделирования.

Несмотря на наличие множества специализированных пакетов компьютерного моделирования, табличный процессор Microsoft Excel является наиболее доступным, поэтому именно его применяют для решения большинства прикладных задач. В связи с этим рассмотрим именно его в качестве примера.

Microsoft Excel позволяет решать оптимизационные задачи, что является актуальным для коммерсанта. Среди них выделяют следующие :

  1. Задача сетевого планирования и управления.
  2. Задачи массового обслуживания.
  3. Задачи управления запасами
  4. Задачи распределения ресурсов
  5. Задачи ремонта и замены оборудования
  6. Задачи составления расписания.
  7. Задачи планировки и размещения
  8. Задачи выбора маршрута или сетевые задачи.

Оптимизационная задача– это экономико-математическая задача, цель которой состоит в нахождении наилучшего варианта использования имеющихся ресурсов.

Давайте рассмотрим некоторые аспекты работы с Microsoft Excel, позволяющие решать оптимизационные задачи.

Элементы экрана : открываяMicrosoft Excelмы видим таблицу, которая называется рабочим листом. Таблица состоит из строк и столбцов, образуя ячейки в которые вводятся данные. Сверху таблицы находиться строка заголовка, строка меню и строка формулы с отображением активной ячейки. Все это можно увидеть на рисунке.


Формулы служат для проведения разнообразных расчетов. С помощью Excel можно быстро вводить формулу. Формула состоит из трех основных частей :

  1. Знак равенства
  2. Совокупность значений или ссылки на ячейки, с которыми выполняются расчеты
  3. Операторы

Если знак равенства не введен, то вводимые значения воспринимаются как просто данные.

Так же функцию можно ввести нажав на специальную кнопку вызова функции.

Надстройка – поиск решения : Надстройка «поиск решения» позволяет решать оптимизационные задачи.

В строке меню выбираем поиск решения и у нас открывается диалоговое окно «параметры поиска решения», в которых указаны три основных поля:

1. Оптимизировать целевую функцию

2. Изменяя ячейки переменных

3. В соответствии с ограничениями.

Оптимизировать целевую ячейку означает выбрать ту ячейку, которая будет связана с другими ячейками формулой и которая будет отображать результат задачи. Можно выбирать поиск max и min значения ячейки, в зависимости от условия.

Изменяя ячейки переменных означает, что нужно указать переменные ячейки, которые не должны содержать формул и в которых изменение их значения должно повлиять на результат целевой ячейки.

В соответствии с ограничениям означает, что надо указать ячейки, которые будут отображать ограничения данной задачи. Все это можно увидеть на рисунке.


В целом решение оптимизационной задачи в Microsoft Excel состоит из следующих этапов:

  1. Ввести исходные данные
  2. Ввести зависимость для целевой функции
  3. Ввести зависимость для ограничений
  4. Запустить команду Поиск решения
  5. Оптимизировать целевую функцию
  6. Изменить ячейки переменных
  7. Ввести ограничения
  8. Найти решение и создать отчеты.

В данной работе мы в краткой форме рассмотрели сущность компьютерного моделирования, как вид моделирования и один из видов программного обеспечения, а именно Microsoft Excel, предназначенного для моделирования на ЭВМ. А в Excel был продемонстрирован один способов решения прикладных задач, связанных с компьютерным моделированием, тем самым была обоснована актуальность данной темы.

Лучшие программы для компьютерного моделирования — это программы, которые помогают выполнять различные конструкторские проекты путём построения модели проектируемого объекта.

Введение

3D-моделирование считается развивающимся и набирающим популярность направлением в разработке дизайна помещений, при использовании которого проектировщик (дизайнер) работает не с двумерным эскизом проекта, а с объёмной моделью. Такой подход имеет ряд преимуществ, и прежде всего это наглядное и реалистичное изображение проекта, что позволяет избежать многих ошибок и недоработок. Программы для построения моделей являются главным дизайнерским инструментом, с которым он работает больше всего при реализации требуемого проекта. По этой причине такие программы обязаны быть очень удобными и функциональными. Не менее важно, чтобы сформированные эскизные проекты смотрелись максимально реалистично, так как это почти всегда бывает главным убеждающим фактором для заказчика проекта. По вышеуказанным причинам при осуществлении подбора необходимой программы для построения модели, необходимо особое внимание обратить на следующие особенности:

  1. Уровень стабильности функционирования программы, а также её быстродействие.
  2. Необходимо проверить какие у программы требования к аппаратному обеспечению и ресурсам. Часто программы моделирования требуют много ресурсов и совсем не каждый компьютер им подходит.
  3. Сложность работы с программой, дружественность интерфейса. Эти параметры позволяют сэкономить время исполнения проекта.
  4. Реальное и красивое оформление внешнего вида законченного эскиза.
  5. Почти все качественные программы, которые обладают широким функциональным набором и удобным интерфейсом, как правило, являются платными, что объясняется их коммерческим предназначением.

Лучшие программы для компьютерного моделирования

При осуществлении выбора наилучшей моделирующей программы, которая при этом ещё и окажется платной, следует учесть уже гораздо большее количество характеристик. Технические характеристики лучших программных приложений для компьютерного моделирования представлены в приведённой ниже таблице:

Технические характеристики программ для ЗD-моделирования. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 1. Технические характеристики программ для ЗD-моделирования. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Правильный выбор программы определяет, какое количество времени и сил потребуется затратить дизайнеру для выполнения проекта, а в результате это влияет и на прибыльность проекта.

Программа Wings 3D обладает значительным инструментальным набором и даёт возможность выполнить очень реалистичные модели. Пример приведён ниже:

Модель, созданная в программе Wings 3D. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 2. Модель, созданная в программе Wings 3D. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Программа является очень продвинутым проектным инструментом. Она поддерживает почти все самые распространённые форматы, позволяет использовать графические файлы и эскизы, которые были выполнены при помощи других программ. К её недостаткам следует отнести невозможность обрабатывать анимацию, не совсем удобная организация интерфейса, а также не поддерживаются новейшие форматы и тяжёлые файлы.

Программа Компас 3D сегодня является, пожалуй, наиболее распространённой программой при объёмном моделировании. Применяется она в основном в целях коммерции. Это объясняется тем, что она имеет самый полный функциональный набор и очень удобный интерфейс. Использование программы платное, стоимость её достаточно большая, но зато большое количество лицензионных версий. А именно, для коммерческих целей, личного, группового применения и так далее.

Программа требует наличия значительных аппаратных ресурсов, но есть и здесь разные версии, которые ориентированы на разные комплекты системных ресурсов. Следует заметить, что для неопытных пользователей могут возникнуть проблемы с её освоением.

Программа «Модуль для nanoCAD Plus», по сути, может и не считаться отдельной программой. Она является дополнением или программным модулем для программы nanoCAD, которая предназначена для черчения на плоскости. Этот модуль даёт возможность формировать несложные объёмные модели путём видоизменения изображения на плоскости.

К достоинствам этого модуля можно отнести стабильность работы, возможность использования при незначительных аппаратных ресурсах, удобный интерфейс и простой функционал.

К его недостаткам следует причислить не очень большой основной функциональный набор. Модуль предназначается для формирования объёмных элементов, но он не подходит для полноформатного проекта. Внешнее оформление эскизных проектов не очень реалистично.

Программа AutoCAD создавалась для черчения на плоскости. Тем не менее, все её варианты, которые появились позднее девятого года двадцать первого века, обладают встроенным модулем для объёмного черчения. Никаких дополнительных скачиваний для этой программы не требуется. Нельзя сказать, что у программы очень широкие возможности, но, тем не менее, её функциональный набор вполне достаточен. Может использоваться для формирования в 3D формате отдельных элементов, но для реализации полноформатных профессиональных проектов её возможностей может и не хватить.

К достоинствам программы следует отнести нетребовательность к аппаратному обеспечению, отсутствие необходимости дополнительных скачиваний.

К ее недостаткам можно причислить не очень обширный функциональный набор и низкое быстродействие на компьютерах старых моделей.

Моделирование является одним из способов познания мира.

Понятие моделирования достаточно сложное, оно включает в себя огромное разнообразие способов моделирования: от создания натуральных моделей (уменьшенных и или увеличенных копий реальных объектов) до вывода математических формул.

Для различных явлений и процессов бывают уместными разные способы моделирования с целью исследования и познания.

Объект, который получается в результате моделирования, называется моделью . Должно быть понятно, что это совсем не обязательно реальный объект. Это может быть математическая формула, графическое представление и т.п. Однако он вполне может заменить оригинал при его изучении и описании поведения.

Хотя модель и может быть точной копией оригинала, но чаще всего в моделях воссоздаются какие-нибудь важные для данного исследования элементы, а остальными пренебрегают. Это упрощает модель. Но с другой стороны, создать модель – точную копию оригинала – бывает абсолютно нереальной задачей. Например, если моделируется поведение объекта в условиях космоса. Можно сказать, что модель – это определенный способ описания реального мира.

  1. Создание модели.
  2. Изучение модели.
  3. Применение результатов исследования на практике и/или формулирование теоретических выводов.

Видов моделирования огромное количество. Вот некоторые примеры типов моделей:

Математические модели . Это знаковые модели, описывающие определенные числовые соотношения.

Графические модели. Визуальное представление объектов, которые настолько сложны, что их описание иными способами не дает человеку ясного понимания. Здесь наглядность модели выходит на первый план.

Имитационные модели. Позволяют наблюдать изменение поведения элементов системы-модели, проводить эксперименты, изменяя некоторые параметры модели.

Над созданием модели могут работать специалисты из разных областей, т.к. в моделировании достаточно велика роль межпредметных связей.

Совершенствование вычислительной техники и широкое распространение персональных компьютеров открыло перед моделированием огромные перспективы для исследования процессов и явлений окружающего мира, включая сюда и человеческое общество.

Компьютерное моделирование – это в определенной степени, то же самое, описанное выше моделирование, но реализуемое с помощью компьютерной техники.

Для компьютерного моделирования важно наличие определенного программного обеспечения.

При этом программное обеспечение, средствами которого может осуществляться компьютерное моделирование, может быть как достаточно универсальным (например, обычные текстовые и графические процессоры), так и весьма специализированными, предназначенными лишь для определенного вида моделирования.

Очень часто компьютеры используются для математического моделирования. Здесь их роль неоценима в выполнении численных операций, в то время как анализ задачи обычно ложится на плечи человека.

Обычно в компьютерном моделировании различные виды моделирования дополняют друг друга. Так, если математическая формула очень сложна, что не дает явного представления об описываемых ею процессах, то на помощь приходят графические и имитационные модели. Компьютерная визуализация может быть намного дешевле реального создания натуральных моделей.

С появлением мощных компьютеров распространилось графическое моделирование на основе инженерных систем для создания чертежей, схем, графиков.

Если система сложна, а требуется проследить за каждым ее элементом, то на помощь могут придти компьютерные имитационные модели. На компьютере можно воспроизвести последовательность временных событий, а потом обработать большой объем информации.

Однако следует четко понимать, что компьютер является хорошим инструментом для создания и исследования моделей, но он их не придумывает. Абстрактный анализ окружающего мира с целью воссоздания его в модели выполняет человек.

Одной из важных проблем в области разработки и создания современных сложных технических систем является исследование динамики их функционирования на различных этапах проектирования, испытания и эксплуатации. Сложными системами называются системы, состоящие из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. При исследовании сложных систем возникают задачи исследования как отдельных видов оборудования и аппаратуры, входящих в систему, так и системы в целом.

К разряду сложных систем относятся крупные технические, технологические, энергетические и производственные комплексы.

При проектировании сложных систем ставится задача разработки систем, удовлетворяющих заданным техническим характеристикам. Поставленная задача может быть решена одним из следующих методов:

  • методом синтеза оптимальной структуры системы с заданными характеристиками;
  • методом анализа различных вариантов структуры системы для обеспечения требуемых технических характеристик.

Оптимальный синтез систем в большинстве случаев практически невозможен в силу сложности поставленной задачи и несовершенства современных методов синтеза сложных систем. Методы анализа сложных систем, включающие в себя элементы синтеза, в настоящее время достаточно развиты и получили широкое распространение.

Любая синтезированная или определенная каким-либо другим образом структура сложной системы для оценки ее показателей должна быть подвергнута испытаниям. Проведение испытаний системы является задачей анализа ее характеристик. Таким образом, конечным этапом проектирования сложной системы, осуществленного как методом синтеза структуры, так и методом анализа вариантов структур, является анализ показателей эффективности проектируемой системы.

Среди известных методов анализа показателей эффективности систем и исследования динамики их функционирования следует отметить:

  • аналитический метод;
  • метод натуральных испытаний;
  • метод полунатурального моделирования;
  • моделирование процесса функционирования системы на ЭВМ.

Строгое аналитическое исследование процесса функционирования сложных систем практически невозможно. Определение аналитической модели сложной системы затрудняется множеством условий, определяемых особенностями работы системы, взаимодействием ее составляющих частей, влиянием внешней среды и т.п.

Натуральные испытания сложных систем связаны с большими затратами времени и средств. Проведение испытаний предполагает наличие готового образца системы или ее физической модели, что исключает или затрудняет использование этого метода на этапе проектирования системы.

Широкое применение для исследования характеристик сложных систем находит метод полунатурального моделирования. При этом используется часть реальных устройств системы. Включенная в такую полунатуральную модель ЭВМ имитирует работы остальных устройств системы, отображенных математическими моделями. Однако в большинстве случаев этот метод также связан со значительными затратами и трудностями, в частности, аппаратной стыковкой натуральных частей с ЭВМ.

Исследование функционирования сложных систем с помощью моделирования их работы на ЭВМ помогает сократить время и средства на разработку.

Затраты рабочего времени и материальных средств на реализацию метода имитационного моделирования оказываются незначительными по сравнению с затратами, связанными с натурным экспериментом. Результаты моделирования по своей ценности для практического решения задач часто близки к результатам натурного эксперимента.

Метод имитационного моделирования основан на использовании алгоритмических (имитационных) моделей, реализуемых на ЭВМ, для исследования процесса функционирования сложных систем. Для реализации метода необходимо разработать специальный моделирующий алгоритм. В соответствии с этим алгоритмом в ЭВМ вырабатывается информация, описывающая элементарные процессы исследуемой системы с учетом взаимосвязей и взаимных влияний. При этом моделирующий алгоритм сроится в соответствии с логической структурой системы с сохранением последовательности протекаемых в ней процессов и отображением основных состояний системы.

Основными этапами метода имитационного моделирования являются:

  • моделирование входных и внешних воздействий;
  • воспроизведение работы моделируемой системы (моделирующий алгоритм);
  • интерпретация и обработка результатов моделирования.

Перечисленные этапы метода многократно повторяются для различных наборов входных и внешних воздействий, образуя внутренний цикл моделирования. Во внешнем цикле организуется просмотр заданных вариантов моделируемой системы. Процедура выбора оптимального варианта управляет просмотром вариантов, внося соответствующие коррективы в имитационную модель и в модели входных и внешних воздействий.

Процедура построения модели системы, контроля точности и корректировки модели по результатам машинного эксперимента задает и затем изменяет блок и внутреннего цикла в зависимости от фактических результатов моделирования. Таким образом, возникает внешний цикл, отражающий деятельность исследователя по формированию, контролю и корректировке модели.

Метод имитационного моделирования позволяет решать задачи исключительной сложности. Исследуемая система может одновременно содержать элементы непрерывного и дискретного действия, быть подверженной влиянию многочисленных случайных факторов сложной природы, описываться весьма громоздкими соотношениями и т.п. Метод не требует создания специальной аппаратуры для каждой новой задачи и позволяет легко изменять значения параметров исследуемых систем и начальных условий. Эффективность метода имитационного моделирования тем более высока, чем на более ранних этапах проектирования системы он начинает использоваться.

Следует, однако, помнить, что метод имитационного моделирования является численным методом. Его можно считать распространением метода Монте-Карло на случай сложных систем. Как любой численный метод, он обладает существенным недостатком – его решение всегда носит частный характер. Решение соответствует фиксированным значениям параметров системы и начальных условий. Для анализа системы приходится многократно моделировать процесс ее функционирования, варьируя исходные данные модели. Таким образом, для реализации имитационных моделей сложной модели необходимо наличие ЭВМ высокой производительности.

Для моделирования системы на ЭВМ необходимо записывать моделирующий алгоритм на одном из входных языков ЭВМ. В качестве входных языков для решения задач моделирования могут быть с успехом использованы универсальные алгоритмические языки высокого уровня, Си, Паскаль и др.

Анализ развития наиболее сложных технических систем позволяет сделать вывод о все более глубоком проникновении ЭВМ в их структуру. Вычислительные машины становятся неотъемлемой, а зачастую и основной частью таких систем. Прежде всего это относится к сложным радиоэлектронным системам. Среди них различные автоматические системы, в том числе системы автоматической коммутации (электронные АТС), системы радиосвязи, радиотелеметрические системы, системы радиолокации и радионавигации, различные системы управления.

При построении таких систем в значительной степени используются принципы и структуры организации вычислительных машин и вычислительных систем (ВС). Характерной особенностью является наличие в системах нескольких процессоров, объединенных различными способами в специализированную ВС. При этом осуществляется переход от «жесткой» логики функционирования технических систем к универсальной «программной» логике. В силу этого все более значительную роль в таких системах, наряду с аппаратными средствами, играет специализированное системное и прикладное программное обеспечение.

На этапах разработки, проектирования, отладки и испытания сложных систем с высоким удельным весом аппаратно-программных средств вычислительной техники ставится задача анализа и синтеза вариантов организации структуры аппаратных средств, а также разработки и отладки специализированного ПО большого объема. Эта задача может быть решена с помощью аппаратно-программного моделирования с использованием универсальных моделирующих комплексов, построенных на базе однородных ВС с программируемой структурой.

Аппаратно-программное моделирование можно считать частным случаем полунатурного моделирования. На первом этапе разрабатывается концептуальная модель заданного класса систем на основе анализа типовых процессов, структур и аппаратных блоков. Концептуальная модель реализуется на аппаратно-программных средствах моделирующего комплекса. При этом моделирующий комплекс может настраиваться на соответствующую структуру системы программным путем за счет возможности программирования структуры используемой микропроцессорной ВС. Часть аппаратных и программных средств микропроцессорной ВС моделирующего комплекса непосредственно отражает аппаратно-программные средства, входящие в исследуемую систему (аппаратное моделирование), другая часть реализует имитационную модель функциональных средств исследуемой системы, внешней обстановки, влияния помех и т.п. (программное моделирование).

Разработка аппаратно-программных моделирующих комплексов является сложной технической задачей. Несмотря на это, применение таких комплексов находит все большее распространение. При достаточной производительности вычислительных средств комплекса процесс исследования системы может вестись в реальном масштабе времени. В составе комплекса могут использоваться как универсальные микроЭВМ общего назначение, так и вычислительные средства, непосредственно входящие в исследуемую систему. Подобные моделирующие комплексы являются универсальными стендами для разработки и отладки аппаратно-программных средств, проектируемых систем заданного класса. Они могут использоваться в качестве тренажеров по обучению обслуживающего персонала.

Нажмите, чтобы узнать подробности

Актуальность выбранной темы обусловлена практически повсеместным использованием трехмерной графики в различных отраслях и сферах деятельности, знание которой становится все более необходимым для полноценного развития личности.

3D редактор – программа предназначенная для создания трёхмерных моделей объектов. Поэтому областью применения 3D редакторов очень широка. Это физика, химия, археология, архитектура, мультипликация и т.д.

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя? Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков. Сделать изучение нового материала максимально понятным. Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.

Просмотр содержимого документа
«Обзор программ 3D моделирования »

ФГБОУ ВПО «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ М.Е. ЕВСЕВЬЕВА»

Кафедра информатики и вычислительной техники

И. о. зав. кафедрой

канд. пед. наук, доцент

____________ Н. В. Вознесенская

КУРСОВАЯ РАБОТА

по информатике

Свободные редакторы 3D

Автор курсовой работы

студент группы МДИ-110 ____________________________ А. В. Рожнов

Специальность 030100 «Информатика» с дополнительной специальностью 032100.00 «Математика»

канд. пед. наук, доцент_________________________________ Л. А. Сафонова

1.Теоретические основы изучения редакторов 3D-графики . 4

1.1 Понятие редактора 3D-графики…………………………. 4

1.2 Свободные редакторы 3D-графики. 5

2.Практическое изучение Gmax…………………………………………….….. 24

2.1 Создание плоских фигур в Gmax…………………………………………. 24

2.2 Создание трёхмерного объекта……………………………………………. 30

Список использованных источников 43

Актуальность выбранной темы обусловлена практически повсеместным использованием трехмерной графики в различных отраслях и сферах деятельности, знание которой становится все более необходимым для полноценного развития личности.

3D редактор – программа предназначенная для создания трёхмерных моделей объектов. Поэтому областью применения 3D редакторов очень широка. Это физика, химия, археология, архитектура, мультипликация и т.д. С помощью 3D можно показать любое явление не зависимо от его масштабов и долготы по времени.

Таким образом, сейчас изучать графику 3D очень актуально, поскольку в нашу жизнь давно вошли 3D-фильмы и 3D-принтеры. В этой работе мы будут рассмотрены различные 3D редакторы, их возможности и назначение.

Цель работы – изучить возможности современных 3D редакторов.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Выяснить назначение 3D редакторов.

Познакомиться с различными 3D редакторами.

Подробно изучить редактор Gmax.

Изучить возможности редактора Gmax.

Построить трёхмерную модель

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования: анализ литературы по программному обеспечению, обзор существующих программ, практическое решение задач.

Теоретические основы изучения редакторов 3D-графики

Понятие редактора 3D-графики

Трёхмерная графика (3D (от англ. 3 Dimensions – «3 измерения») Graphics, Три измерения изображения) – раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов.

Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ (однако, с созданием и внедрением 3D-дисплеев и 3D-принтеров, трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость). При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).

3D моделирование – это процесс создания трехмерной модели объекта.

Задача 3D моделирования - разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. С помощью трехмерной графики можно и создать точную копию конкретного предмета, и разработать новое, даже нереальное представление до сего момента не существовавшего объекта.

Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в науке и промышленности, например в системах автоматизации проектных работ (САПР; для создания твердотельных элементов: зданий, деталей машин, механизмов), архитектурной визуализации (сюда относится и так называемая «виртуальная археология»), в современных системах медицинской визуализации.

Самое широкое применение – во многих современных компьютерных играх, а также как элемент кинематографа, телевидения, печатной продукции.

Трёхмерная графика обычно имеет дело с виртуальным, воображаемым трёхмерным пространством, которое отображается на плоской, двухмерной поверхности дисплея или листа бумаги. В настоящее время известно несколько способов отображения трехмерной информации в объемном виде, хотя большинство из них представляет объёмные характеристики весьма условно, поскольку работают со стереоизображением. Из этой области можно отметить стереоочки, виртуальные шлемы, 3D-дисплеи, способные демонстрировать трехмерное изображение. Несколько производителей продемонстрировали готовые к серийному производству трёхмерные дисплеи. Однако и 3D-дисплеи по-прежнему не позволяют создавать полноценной физической, осязаемой копии математической модели, создаваемой методами трехмерной графики. Развивающиеся с 1990-х годов технологии быстрого прототипирования ликвидируют этот пробел. Следует заметить, что в технологиях быстрого прототипирования используется представление математической модели объекта в виде твердого тела (воксельная модель).

Программные пакеты, позволяющие создавать трёхмерную графику, то есть моделировать объекты виртуальной реальности и создавать на основе этих моделей изображения, очень разнообразны.

Последние годы устойчивыми лидерами в этой области являются коммерческие продукты, такие как: Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, Autodesk Softimage, Cinema 4D, Houdini, Modo, LightWave 3D, Caligari Truespace, а также сравнительно новые: Rhinoceros 3D, Nevercenter Silo и ZBrush.

Кроме того, существуют и открытые продукты, распространяемые свободно, например, пакет Blender (позволяет создавать 3D модели, c последующим рендерингом), K-3D и Wings3D.

1.2 Свободные редакторы 3D-графики


Рис. 1  Эмблема Autodesk 3ds Max

Autodesk 3ds Max доступен в двух лицензионных версиях: студенческая – бесплатная (требуется регистрация на сайте Autodesk), которая предоставляет полную версию программы (однако, её нельзя использовать с целью получения прибыли), и полная (коммерческая) версия стоимостью в 3900€.

Представим истории Autodesk 3ds Max.

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 на первых порах занимался только изданием пакета. Существуют сведения, что Гари Йост покинул прежнее место работы после переговоров с Эриком Лайонсом (Eric Lyons), в то время директором по новым проектам Autodesk.

Первые четыре релиза носили наименование 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).

Читайте также: