РуЛиб - онлайн библиотека > Лисяк Владимир > Графика. Дизайн. Мультимедиа > Основы компьютерной графики. 3D-моделирование и 3D-печать. Учебное пособие
Читаем онлайн «Основы компьютерной графики. 3D-моделирование и 3D-печать. Учебное пособие»
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерно-технологическая академия
В. В. ЛИСЯК
ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ:
3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ И 3D-ПЕЧАТЬ
Учебное пособие
Ростов-на-Дону – Таганрог
Издательство Южного федерального университета
2021
1
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 004.415.2(075.8)
ББК 32.973(Я73)
Л639
Печатается по решению кафедры систем автоматизированного
проектирования Института компьютерных технологий
и информационной безопасности Южного федерального университета
(протокол № 6 от 21 января 2021 г.)
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор кафедры естествознания
и безопасности жизнедеятельности
Таганрогского института им. А. П. Чехова (филиал)
ФГБОУ ВО «РГЭУ (РИНХ) В. И. Божич
кандидат технических наук, доцент кафедры системного анализа
и телекоммуникаций Института компьютерных технологий
и информационной безопасности ЮФУ С. А. Кучеров
Лисяк, В. В.
Л639
Основы компьютерной графики: 3D-моделирование и 3D-печать :
учебное пособие / В. В. Лисяк ; Южный федеральный университет. –
Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2021. – 109 с.
ISBN 978-5-9275-3825-6
В пособии рассмотрены категории 3D-принтеров, их производители и
современные технологии 3D-печати. Представлен материал по методам и
средствам создания 3D-моделей произвольных объектов и приводится аналитический обзор современного доступного программного обеспечения,
обеспечивающего решение задачи создания 3D-моделей.
Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения
по направлениям «Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы и технологии» и «Прикладная информатика».
УДК 004.415.2(075.8)
ББК 32.973(Я73)
ISBN 978-5-9275-3825-6
© Южный федеральный университет, 2021
© Лисяк В. В., 2021
© Оформление. Макет. Издательство
Южного федерального университета, 2021
2
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Предисловие
ПРЕДИСЛОВИЕ
Фактически всё, что будет рассмотрено в учебном пособии, можно
назвать прототипированием. Прототипирование (Prototyping) – процесс
создания физического объекта при помощи 3D-принтеров методом послойного нанесения его структуры в соответствии с математической моделью. Процесс образования объекта предполагает поэтапное наращивание материала до получения готового изделия. Технология быстрого,
полного прототипирования снимает все ограничения относительно внутренней структуры объекта. Благодаря точности 3D-принтеров и совершенства программ создания модели объекта, все компоненты будущего
изделия будут расположены по заданным координатам.
В настоящее время 3D-печать является довольно распространенным способом печати моделей различной структуры и сложности.
Одной из важнейших составляющих процесса трёхмерной печати,
являются программы подготовки и создания моделей объектов печати.
В этом разделе приводится краткий обзор программ 3D-моделирования, которые могут удовлетворить как новичков, интересующихся
3D-графикой, так и профессионалов в этой области. При этом надо понимать, что для создания модели требуемого качества, иногда возникает
необходимость использования ряда программ.
Подготовка модели к печати на 3D-принтере ответственный процесс, который связан с применением, по крайней мере, двух разных программ. Одной из них является программа создания модели объекта печати, результат работы которой, как правило, хранится в формате STL. Второй обязательной программой является программа, которая транслирует
описание модели в STL-файле в язык управления 3D-принтером. Так как
принтер печатает объект послойно, то в созданной модели объекта необходимо выделить такие слои или, как говорят, нарезать модель на слои.
Эту задачу и решает вторая программа, которая называется слайсером.
Подготовленный слайсером код передаётся в принтер специальной программой, которая также отслеживает процесс изготовления объекта в реальном времени.
При выборе программного обеспечения, наиболее подходящего под
задачи пользователя, необходимо хорошо ориентироваться в предметной
3
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Предисловие
области и знать базовые функции и возможности 3D-программ, которые
обязательно предусматривают наличие следующих средств:
• создания трёхмерной модели сцены и объектов в ней;
• рендеринга (визуализации);
• обработка и редактирование изображений;
• вывода изображений на поверхность визуализации.
В настоящее время на рынке программного обеспечения 3D-графики существует множество программ трёхмерного моделирования с
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерно-технологическая академия
В. В. ЛИСЯК
ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ:
3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ И 3D-ПЕЧАТЬ
Учебное пособие
Ростов-на-Дону – Таганрог
Издательство Южного федерального университета
2021
1
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 004.415.2(075.8)
ББК 32.973(Я73)
Л639
Печатается по решению кафедры систем автоматизированного
проектирования Института компьютерных технологий
и информационной безопасности Южного федерального университета
(протокол № 6 от 21 января 2021 г.)
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор кафедры естествознания
и безопасности жизнедеятельности
Таганрогского института им. А. П. Чехова (филиал)
ФГБОУ ВО «РГЭУ (РИНХ) В. И. Божич
кандидат технических наук, доцент кафедры системного анализа
и телекоммуникаций Института компьютерных технологий
и информационной безопасности ЮФУ С. А. Кучеров
Лисяк, В. В.
Л639
Основы компьютерной графики: 3D-моделирование и 3D-печать :
учебное пособие / В. В. Лисяк ; Южный федеральный университет. –
Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2021. – 109 с.
ISBN 978-5-9275-3825-6
В пособии рассмотрены категории 3D-принтеров, их производители и
современные технологии 3D-печати. Представлен материал по методам и
средствам создания 3D-моделей произвольных объектов и приводится аналитический обзор современного доступного программного обеспечения,
обеспечивающего решение задачи создания 3D-моделей.
Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения
по направлениям «Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы и технологии» и «Прикладная информатика».
УДК 004.415.2(075.8)
ББК 32.973(Я73)
ISBN 978-5-9275-3825-6
© Южный федеральный университет, 2021
© Лисяк В. В., 2021
© Оформление. Макет. Издательство
Южного федерального университета, 2021
2
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Предисловие
ПРЕДИСЛОВИЕ
Фактически всё, что будет рассмотрено в учебном пособии, можно
назвать прототипированием. Прототипирование (Prototyping) – процесс
создания физического объекта при помощи 3D-принтеров методом послойного нанесения его структуры в соответствии с математической моделью. Процесс образования объекта предполагает поэтапное наращивание материала до получения готового изделия. Технология быстрого,
полного прототипирования снимает все ограничения относительно внутренней структуры объекта. Благодаря точности 3D-принтеров и совершенства программ создания модели объекта, все компоненты будущего
изделия будут расположены по заданным координатам.
В настоящее время 3D-печать является довольно распространенным способом печати моделей различной структуры и сложности.
Одной из важнейших составляющих процесса трёхмерной печати,
являются программы подготовки и создания моделей объектов печати.
В этом разделе приводится краткий обзор программ 3D-моделирования, которые могут удовлетворить как новичков, интересующихся
3D-графикой, так и профессионалов в этой области. При этом надо понимать, что для создания модели требуемого качества, иногда возникает
необходимость использования ряда программ.
Подготовка модели к печати на 3D-принтере ответственный процесс, который связан с применением, по крайней мере, двух разных программ. Одной из них является программа создания модели объекта печати, результат работы которой, как правило, хранится в формате STL. Второй обязательной программой является программа, которая транслирует
описание модели в STL-файле в язык управления 3D-принтером. Так как
принтер печатает объект послойно, то в созданной модели объекта необходимо выделить такие слои или, как говорят, нарезать модель на слои.
Эту задачу и решает вторая программа, которая называется слайсером.
Подготовленный слайсером код передаётся в принтер специальной программой, которая также отслеживает процесс изготовления объекта в реальном времени.
При выборе программного обеспечения, наиболее подходящего под
задачи пользователя, необходимо хорошо ориентироваться в предметной
3
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Предисловие
области и знать базовые функции и возможности 3D-программ, которые
обязательно предусматривают наличие следующих средств:
• создания трёхмерной модели сцены и объектов в ней;
• рендеринга (визуализации);
• обработка и редактирование изображений;
• вывода изображений на поверхность визуализации.
В настоящее время на рынке программного обеспечения 3D-графики существует множество программ трёхмерного моделирования с