Pracownia Technik Reklamy

Semestr Jesienno-Zimowy

2012/2013

ZAJĘCIA I POWTÓRZENIE WIADOMOŚCI O RZUTOWANIU I PERSPEKTYWIE

Rysunek techniczny

Strona na którą chętnie zaglądamy:

http://czajek3.republika.pl/

W technice jedną z podstawowych form przekazywania informacji (np. między konstruktorem jakiegoś urządzenia a jego wykonawcą) jest rysunek. Rysunek techniczny jest specjalnym rodzajem rysunku wykonywanego według ustalonych zasad i przepisów. Dzięki zwięzłemu i przejrzystemu wyrażaniu kształtów i wymiarów odwzorowywanego przedmiotu rysunek techniczny dokładnie wskazuje jak ma wyglądać ten przedmiot po wykonaniu. Określa on również budowę i zasadę działania różnych maszyn i urządzeń lepiej niż najdoskonalszy opis słowny.

Zastosowanie i rodzaje rzutów aksonometrycznych.

• Do przedstawienia kształtów przedmiotów w sposób poglądowy (perspektywiczny), w jednym rzucie, służą w rysunku technicznym rzuty aksonometryczne. Wyróżniamy następujące rodzaje rzutów aksonometrycznych:

• izometrię

• dimetrię ukośną

• dimetrię prostokątną

Dimetria ukośna

Z tych trzech rodzajów rzutów najłatwiejsze do rysowania są rzuty ukośne (dimetria ukośna) i z tego właśnie powodu omówię teraz sposób powstawania takiego rzutu. Odwzorowując przedmiot w jednym rzucie musimy przedstawić jego trzy podstawowe wymiary - wysokość, szerokość i głębokość (rysunek obrazuje odpowiednio trzy osie).

Krawędzie przedmiotu równoległe do osi Z - wysokości i X - szerokości rysujemy bez skróceń, czyli w rzeczywistych wymiarach. Natomiast krawędzie równoległe do osi Y - głębokości skracamy o połowę i rysujemy je nachylone pod kątem 45 o do pozostałych osi (poziomej i pionowej). Poniżej podaję przykłady kilku brył narysowanych w rzutach aksonometrycznych:

Rzutowanie prostokątne

• Rysunek techniczny przedmiotu jest najczęściej podstawą jego wykonania. Z tego względu odwzorowywany przedmiot nie powinien mieć zniekształceń. Przedstawienie przedmiotu trójwymiarowego na dwuwymiarowym rysunku bez zniekształceń wymaga zastosowania specjalnych sposobów. Sposób rysowania przedmiotów w rzucie aksonometrycznym (o którym będzie jeszcze mowa) w pewnym stopniu zniekształca bryłę np. ścianka boczna, która w rzeczywistości jest prostokątna na takim rysunku ma kształt rombu. Najczęściej stosowane na rysunkach wykonawczych są rzuty prostokątne, które pokazują przedmiot z kilku stron. Wystarczy przedstawienie bryły w trzech ujęciach, dlatego przyjęto układ rzutowania wykorzystujący trzy płaszczyzny wzajemnie prostopadłe zwane rzutniami. Na każdej z nich przedstawiamy rzut prostokątny przedmiotu.

Rzut prostokątny powstaje w następujący sposób:

• przedmiot ustawiamy równolegle do rzutni, tak aby znalazł się pomiędzy obserwatorem a rzutnią,

• patrzymy na przedmiot prostopadle do płaszczyzny rzutni,

• z każdego widocznego punktu prowadzimy linię prostopadłą do rzutni,

• punkty przecięcia tych linii z rzutnią łączymy odpowiednimi odcinkami otrzymując rzut prostokątny tego przedmiotu na daną rzutnię

Układ trzech rzutni • W przypadku przedmiotów o bardziej skomplikowanych

kształtach do jednoznacznego odwzorowania stosujemy układ trzech rzutni wzajemnie prostopadłych. Płaszczyzny te nazywamy: I - rzutnia pionowa zwana główną, II - rzutnia boczna, III - rzutnia pozioma.

Układ trzech rzutni

• Na każdą z płaszczyzn wzajemnie prostopadłych dokonujemy rzutowania prostokątnego przedmiotu w odpowiednim kierunku. Na rzutni pionowej I zgodnie z kierunkiem 1 otrzymamy rzut pionowy (główny). Na rzutni bocznej II zgodnie z kierunkiem 2 otrzymamy rzut boczny (z lewego boku). Na rzutni poziomej III zgodnie z kierunkiem 3 otrzymamy rzut z góry.

Układ trzech rzutni

• Układ przestrzenny trzech płaszczyzn zniekształca rysunki, dlatego oddzielamy je od siebie i układamy w jednej płaszczyźnie.

Układ trzech rzutni

• Po rozłożeniu na każdej rzutni mamy prawidłowo wyglądające rzuty prostokątne przedmiotu z trzech różnych kierunków.

Układ trzech rzutni

• Na rysunkach technicznych nie rysujemy śladów rzutni, gdyż istnieją one tylko w wyobraźni. Poszczególne rzuty rozpoznajemy po ich wzajemnym położeniu względem siebie.

Ważne wskazówki.

• Rysując poszczególne rzuty na arkuszu należy pamiętać, że po ich wzajemnym ułożeniu względem siebie rozpoznajemy który z rzutów jest rzutem głównym, który bocznym a który z góry. Wobec tego nie jest obojętne w którym miejscu narysujemy kolejne rzuty. Zapamiętaj ! Rzut I (z przodu) i rzut II (z góry) mają jednakową długość i leżą dokładnie jeden nad drugim. Rzut I (z przodu) i rzut III (z boku) leżą dokładnie obok siebie i mają jednakową wysokość. Rzuty z góry (II) i z boku (III) mają jednakową szerokość.

Ćwiczenia w rzutowaniu • W praktyce wykonuje się tylko tyle rzutów ile jest niezbędnych do

jednoznacznego przedstawienia kształtów i wymiarów przedmiotu. Podczas ćwiczeń będziemy wykonywać rzuty prostokątne na wszystkie trzy rzutnie, aby dobrze przyswoić sobie omówione wcześniej zasady. Przykład: Na podstawie rzutu aksonometrycznego bryły narysuj jej rzuty prostokątne. Na rysunkach technicznych nie zaznaczamy śladów rzutni, to jednak w początkowej fazie ćwiczeń można pomocniczo narysować linie oddzielające od siebie poszczególne rzutnie. Poniżej podaję przykład:

Ćwiczenie 1. Narysuj rzuty prostokątne następujących brył:

Ćwiczenie 1. Narysuj rzuty prostokątne następujących brył:

Ćwiczenie 2.

Na podstawie rzutów prostokątnych wyobraź sobie jak wygląda przedmiot

i narysuj go w rzucie aksonometrycznym.

Ćwiczenie 2.

Na podstawie rzutów prostokątnych wyobraź sobie jak wygląda przedmiot

i narysuj go w rzucie aksonometrycznym.

http://czajek3.republika.pl/ Źródło:

ZAJĘCIA I GRAFIKA TRÓJWYMIAROWA

Grafika trójwymiarowa

• Grafika 3D (grafika trójwymiarowa) – nazwa jednej z dziedzin grafiki komputerowej, zajmującej się głównie wizualizacją obiektów trójwymiarowych. Nazwa pochodzi od angielskiego sformułowania Three-Dimensional Graphics.

Geometria • Geometria obiektów trójwymiarowych może być reprezentowana na kilka

sposobów:

• Siatka wielokątów – obiekt jest budowany z płaskich wielokątów (najczęściej trójkątów lub czworokątów), które mają wspólne wierzchołki i krawędzie. W ten sposób można tworzyć proste bryły, albo – jeśli siatka jest dostatecznie gęsta – dobrze przybliżać skomplikowane obiekty.

• Voxele (woksele) – obiekt jest budowany z elementarnych sześcianów (trójwymiarowych pikseli). Tego rodzaju reprezentacja jest rozpowszechniona szczególnie w diagnostyce medycznej, gdzie uzyskuje się szereg przekrojów (obrazów bitmapowych) ciała pacjenta i na ich podstawie tworzy trójwymiarowe modele.

• Opis matematyczny – obiekty są określone równaniami. Mogą to być np. kule, płaszczyzny, oraz szczególnie użyteczne i powszechnie stosowane powierzchnie parametryczne (płaty powierzchni), np. powierzchnie Béziera, Hermite'a czy NURBS. Istnieją programy, które swoje funkcjonowanie opierają głównie o właśnie taki sposób modelowania, zaliczyć do nich można np. POV-Ray.

Geometria

• Dane trójwymiarowe mogą zostać pobrane ze świata rzeczywistego, np. za pomocą wspomnianych tomografów komputerowych, skanerów trójwymiarowych, ze zdjęć satelitarnych (topografia terenów) a także ze zdjęć stereoskopowych. W animacji komputerowej wykorzystywana jest również technika motion capture, która polega na nagrywaniu ruchu człowieka – czujniki położenia umieszczane są w kluczowych punktach ciała: na rękach, nogach, głowie, karku itp. Przeniesienie nagranych w ten sposób ruchów na sztuczne postacie nadaje ich ruchom naturalność, trudną do uzyskania klasycznymi metodami animacji.

• Obiekty trójwymiarowe mogą również zostać stworzone przez człowieka w procesie modelowania.

• Duże znaczenie mają też techniki komputerowe, które automatycznie modelują skomplikowane efekty (takie jak dym, ogień, śnieg, deszcz) i obiekty (chmury, góry, drzewa).

Wizualizacja

• Ponieważ obecnie wszystkie urządzenia komputerowe wyświetlają dwuwymiarowe obrazy, dlatego z grafiką trójwymiarową związana jest bezpośrednio geometria wykreślna. Głównie w zastosowaniach inżynierskich (CAD) sceny trójwymiarowe przedstawione są w rzucie prostokątnym, natomiast w pozostałych w rzucie perspektywicznym.

• Efekt wizualny rzutu perspektywicznego (skrót perspektywiczny) jest bardzo podobny do efektów obserwowanych w fotografii oraz w systemie wzrokowym człowieka. Przez analogię do aparatu fotograficznego (lub kamery), w grafice trójwymiarowej istnieje pojęcie wirtualnej kamery, która tworzy "zdjęcie" sceny istniejącej w pamięci komputera. Kamerę wirtualną charakteryzują następujące parametry: położenie, kierunek w jakim jest skierowana oraz ogniskowa – mają one swoje odbicie

• w matematycznym modelu kamery.

Wizualizacja

• Obrazy trójwymiarowe są tworzone głównie w technice rastrowej, wektorowo przedstawia się co najwyżej obrysy, szkice itp.

• Głównym problemem w obu przypadkach jest wyznaczanie powierzchni widocznych, a więc selekcja tych obiektów (lub ich części), które są widoczne w danym rzucie. Robi się to np. za pomocą bufora Z, sortowania względem głębokości, śledzenia promieni.

• Ponadto przeważnie obserwujemy niewielki fragment sceny, a dodatkowo scena może składać się z wielkiej liczby obiektów (sięgającej nawet setek milionów), dlatego równie ważne jest określenie, które obiekty mogą być widoczne, aby przetwarzać tylko te dane, które naprawdę są potrzebne.

Realizm

• Realizm obrazów generowanych przez komputer jest w większości zastosowań bardzo ważny. Aby go uzyskać modeluje się oświetlenie: definiuje światła, powierzchniom obiektów trójwymiarowych nadaje kolor i fakturę, określa cienie rzucane przez obiekty, odbicia zwierciadlane, załamanie i rozpraszanie światła itd., itp.

• Metody, które pozwalają na bardzo dokładne przedstawienie scen trójwymiarowych są również bardzo kosztowne obliczeniowo (np. raytracing, radiosity). Z kolei szybkie, przybliżone metody cieniowania obiektów, tworzenia cieni, odbić zwierciadlanych są z powodzeniem wykorzystywane w grach komputerowych. Bardzo popularną techniką uzyskiwania realizmu w scenie jest obliczanie oświetlenia na każdy piksel z osobna. Jest to operacja kosztowna obliczeniowo, jednak dzięki wspomaganiu sprzętowemu (Pixel Shader) możliwa do uzyskania animacji w czasie rzeczywistym.

• W przypadku animacji ważne jest także aby ruch obiektów, był możliwie najbardziej zbliżony do zachowania przedmiotów w świecie rzeczywistym.

Sprzęt

Współczesne karty graficzne potrafią wyświetlać obiekty trójwymiarowe zbudowane z wielokątów, wykonując dużą część obliczeń związanych z generowaniem grafiki 3D:

• przekształcenia geometryczne (takie jak obrót, skalowanie, rzutowanie perspektywiczne)

• cieniowanie wielokątów

• proste modele oświetlenia

• teksturowanie wielokątów

• mapy nierówności (tj. Bump Mapping, Normal Mapping)

Współczesne GPU pozwalają dzięki shaderom oprogramować praktycznie dowolne efekty, zarówno na poziomie wierzchołków jak i pojedynczych pikseli.

Oprogramowanie Do tworzenia grafiki 3D zostało stworzonych

wiele programów na różne platformy sprzętowe i systemy operacyjne. Zwykle programy te dzieli się na modelery (tworzenie i obróbka scen trójwymiarowych) oraz renderery (generowanie trójwymiarowego obrazu lub animacji, wraz z nakładaniem tekstur, efektami świetlnymi, itp.).

Niektóre programy tego rodzaju to:

Blender

Bryce

3ds Max

Amapi 3D

Anim8or

ArchiCAD

Cinema 4D

IronCAD

Imagine 3D

Houdini

LightWave 3D

Maya

Poser

POV-Ray

Rhinoceros 3D

SOFTIMAGE|XSI

Solid Edge

Terragen

Truespace

Zmodeler 3d

Wings 3d

Źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/Grafika_tr%C3%B3jwymiarowa

ZAJĘCIA I ZASTOSOWANIE GRAFIKI 3D W REKLAMIE

Nasze ulubione reklamy telewizyjne

Packshots czyli wizualizacje produktów

Dziękuję za uwagę!

Na następne zajęcia przynosimy: • Bloki z kolorowymi kartkami A4: techniczny rysunkowy • Przybory kreślarskie: linijki, ekierki, kątomierze, ołówki, cienkopisy, cyrkiel

itp. • Narzędzia do cięcia: nożyczki, nożyki introligatorskie • Środki do klejenia: kleje, taśmy klejące, taśmy montażowe itp.