Разработка и описание процесса создания геометрической модели физического объекта

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное автономное учреждение высшего профессионального образования  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

 

Кафедра САПР

 

Отчёт по курсовому проекту по дисциплине «Компьютерная графика»

 

Тема: «Разработка и описание процесса создания геометрической модели физического объекта»

 

 

 

Выполнил: Игнатов К.И.

Ст. группы ИВТ-В-11-ТМиКП

Принял: Аристов А.О.,

доц., к.т.н.

 

 

 

 

 

Москва 2015

Содержание

 

Введение...................................................................................................................3

Задача проекта.........................................................................................................3

Инструментальные средства..................................................................................5

Моделирование нижней части фасада кухни.......................................................5

Материалы……….……..........................................................................................8

Освещение и визуализация....................................................................................8

Результаты работы.................................................................................................10

Заключение…..………...........................................................................................13

Список  литературы…...........................................................................................13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Компьютерная графика — область информатики, занимающаяся методами и средствами создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств. 3D-моделирование — это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования — разработать визуальный объемный образ желаемого объекта [5].

Трёхмерная графика активно применяется для создания различных моделей в науке, промышленности, архитектуре, дизайне, медицинской отрасли. Самое широкое применение трехмерная графика получила в компьютерных  играх, а также как элемент кинематографа [2].

Данный курсовой проект посвящен созданию трехмерной модели интерьера кухонной комнаты. Ежегодно в различных городах России строятся тысячи квадратных метров новой жилплощади. Естественно, что новоиспеченному обладателю квартиры необходимо для начала сделать в ней ремонт, но прежде, чем приступить непосредственно к ремонту, необходимо продумать как наиболее рационально и удобно расположить объекты, насколько эффективно можно использовать полезное пространство, ну и эстетической красотой тоже нельзя пренебрегать. 3D-моделирование помогает пользователям в решении этих вопросов. С помощью необходимого ПО для 3D-моделирования имеется возможность создать несколько вариантов дизайна, оценить все достоинства и недостатки каждого из них и выбрать наиболее подходящий.

 

Задача проекта

 

Задачей курсового проекта является разработка геометрической модели интерьера кухонной комнаты. Необходимо, чтобы кухня была угловая и имелась возможность установить обеденный стол. Стиль, в котором выполнена модель кухни – модерн. Фасад кухни выполнен из пластика с применением матовой пленки, имеющей небольшой коэффициент светоотражения. Столешница мраморная, цельная. Фасад и столешница имеют плавные изгибы. Модель кухни создана на основе пожеланий и карандашных чертежей заказчика, с последующими  изменениями. (Рис.1, Рис. 2)

 

Рис.1

Рис. 2

 

 

 

 

Инструментальные средства.

 

Для решения поставленной задачи в курсовом проекте используется ПО 3dsmax. Это наиболее распространенная программа для 3D-моделирования. Ее интерфейс интуитивно понятен. В данном ПО имеется возможность создать полноценную 3D-модель, в том числе имеется множество типовых текстур и встроенный рендер. Это большое преимущество по сравнению с некоторыми бесплатными программами, функционал которых не позволяет визуализировать модель и приходится использовать несколько программ, осуществлять перенос моделей и их оптимизацию под возможности другого ПО, что значительно усложняет работу с моделью. В курсовом проекте используются следующие возможности основные программы:

• Использование примитивов
• Использование модификаторов
• Использование сплайнов
• Работа с вершинами, ребрами, плоскостями
• Наложение материалов и текстур на объекты
• Настройка света
• Настройка камеры
• Рендер модели

 

Моделирование нижней части фасада кухни

 

Для моделирования нижней части фасада кухни используется сплайн линия (Line). На виде сверху необходимо начертить замкнутую линию с помощью этого сплайна (Рис. 3).

Рис. 3

Рис . 4

Далее используется редактирование на уровне вершин  (Vertex), в частности используется команда «фаскай» (Filet).  (Рис. 4)

Затем применяется модификатор выдавливания (Extrude).  (Рис. 5)

Рис. 5

Далее необходимо перейти в режим отображения ребер (Wirefame). Потом объект переводится в «редактируемое поле» (Editable Poly) и инструментом «быстрый срез» ( Quick Slice) делаются разрезы в нужных местах. (Рис. 6)

Рис. 6

Затем необходимо перейти в режим редактирования полигонов (Polygon) и выбрать необходимые полигоны для их последующего выдавливания (Extrude),(Bevel). (Рис. 7)

Рис. 7

Материалы

В данной таблице приведены настройки по основным материалам.

Название, образец	Настройки	Используемые текстуры, каналы, наложение	Объекты, к которым применён материал
Мрамор	V-Ray material, Glossiness = 1	Cellular, стандартная карта.	Столешница
Сталь	V-Ray material, Reflect – светло-серый (99,99,99), Refl. Glossiness = 0,8		Раковина, смеситель, кастрюля
Матовая поверхность	V-Ray material, Diffuse – цвет красный (255,0,0) Refl. Glossiness = 0,6		Фасад

 

 

Освещение и визуализация

В проекте подразумевается освещение кухни солнечным светом со стороны окна. Для этого в качестве источников света используется 2 раза VrayLight,  в первом случае источник расположен перед окном и направлен в сторону кухни, во втором случае источник расположен с внешней стороны и также направлен в сторону кухни. (Рис. 8) Для визуализации используется движок V-ray. В настройках визуализации настраиваем общий свет (Рис. 9).

 

Рис. 8

Рис. 9

 

Результаты работы

Итоговая визуализация представлена на Рис. 10 , Рис. 11, Рис. 12, Рис. 13, Рис. 14, Рис. 15, Рис. 16

Рис. 10

Рис. 11

Рис. 12

Рис. 13

Рис. 14

Рис. 15

Заключение

В конечном итоге в курсовом проекте построена 3D-модель кухнной комнаты, а именно 3D-модель фасада кухни, столешницы, стола, стульев, смесителя, раковины, посуды, варочной панели, вытяжки с наложением материалов. Проект в дальнейшем может использоваться как типовой при массовом ремонте и обустройстве кухонных комнат «под ключ».

 

Список литературы

1. Аристов А.О. Информационный образовательный ресурс локального доступа "Видеокурс "Компьютерная графика" ". Свидетельство о регистрации электронного ресурса № 15263 от 27.01.2010. Инв.номер ВНТИЦ № 50201000248 от 19.02.2010
2. Компьютерная графика [Электр. ресурс] // Статья из Википедии – Свободной энциклопедии — режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/Компьютерная_графика, дата обращения: 20.01.2015
3. Калитин Д.В., Аристов А.О. Компьютерная графика в САПР -М.:МГГУ, 2010 — 159с.
4. К.Поляков . "Уроки gmax".
5. Сайт «скачать уроки». Статья  «моделирование отдельных предметов». http://www.skachat-uroki.ru/2012/12/modelirovanie-otdelnyj-predmetov/ ,

Автор Александр Шебанов