Тривимірне проєктування та дизайн

Мета вивчення дисципліни: вивчення дисципліни є формування комплексу знань і здобуття навичок з сучасних комп’ютерних технологій проектування і редагування тривимірних об’єктів різного рівня складності, орієнтованих на фотореалістичну візуалізацію, засоби для аналізу і настроювання освітленості тривимірного проекту, освоєння студентами теоретичних і практичних основ дизайну тривимірних об’єктів.

Практичне значення та використання отриманих знань. Студенти повинні навчитися використовувати сучасні комп’ютерні технології при рішенні задач проектування тривимірних об’єктів різного рівня складності, засвоїти теоретичними і практичними основами дизайну та створення тривимірних об’єктів, вивчити велику кількість інструментів, необхідних при створенні та редагуванні різних проектів з використанням тривимірних об’єктів, вивчити матеріали і карти для текстурування тривимірних об’єктів, засвоїти методи освітлення сцени тривимірних об’єктів.

Основні результати навчання
ПРН1. Застосовувати знання основних форм і законів абстрактно-логічного мислення, основ методології наукового пізнання, форм і методів вилучення, аналізу, обробки та синтезу інформації в предметній області комп'ютерних наук.
ПРН22. Знання та навички використання теоретичних і практичних основ при проєктуванні та моделюванні гармонічних композиційних побудов комплексу об’єктів різного рівня складності.

Тематика та види навчальних занять

1 тиждень.
Лекція 1 Елементи управління 3D Max. Інтерфейс 3D Max.
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Отримання завдання на розрахунково-графічну роботу. Проведення аналізу та підбору літературних джерел.

2 тиждень.
Лекція 2 Елементи навігації вікна проекції. Налаштування вікон проекції
Лабораторне заняття 1. Вступ. Організаційні питання: план роботи, література. Робота з вікнами проекцій. Робота з файлами і зовнішніми посиланнями. 
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Налагодження інтерфейсу.

3 тиждень.
Лекція 3 Виділення об'єктів. Установка властивостей. Приховування і закріплення об'єктів.
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Налагодження параметрів сцени.

4 тиждень.
Лекція 4  Об'єкти 3DMax. Геометричні примітиви 
Лабораторне заняття 2 Система управління активами сцени. Настройка інтерфейсу 3D Max.  Фільтри виділення, кнопки виділення, виділення за допомогою команд меню.
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Моделювання примітивів об'єкту.

5 тиждень.
Лекція 5 Моделювання тривимірних об’єктів. Основи моделювання
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Редагування елементів примітивів об'єкту.

6 тиждень.
Лекція 6 Двомірні сплайни і фігури. Шматки і NURBS-сплайни. 
Лабораторне заняття 3 Побудова геометричних примітивів. Виділення об'єктів і установка властивостей об'єкта. Трансформація об'єктів. Клонування об'єктів. Групування і установка зв'язків між об'єктами. Схематичні види, зміна об'єктів. Модифікатори об'єктів.
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Редагування елементів примітивів об'єкту.

7 тиждень.
Лекція 7 NURBS-компоненти
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Текстурування об'єкта. 

8 тиждень.
Лекція 8  Складові об'єкти
Лабораторне заняття 4 Підлеглі об'єкти, Допоміжні об'єкти. Накладення NURBS-поверхні, створення поверхні UV Loft, обертання NURBS-поверхні, створення поверхні за допомогою направляючої кривої, зміна форми прямокутної NURBS-поверхні, NURBS-модифікатори.
Модульна контрольна робота 1.
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Текстурування об'єкта. 

9 тиждень.
Лекція 9 NURBS-криві
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Створення екстер’єра або інтер’єра. 

10 тиждень.
Лекція 10 Редагування багатокутників і елементів
Лабораторне заняття 5 Каркаси і багатокутники. Модифікатори каркасів і багатокутників. Види та моделювання складових об'єктів. Точкові та CV-криві, що розгортаються, панель Rendering
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Створення екстер’єра або інтер’єра. 

11 тиждень.
Лекція 11 Волосся, шерсть і тканина.
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Створення дерев та квітків.

12 тиждень.
Лекція 12 Карти
Лабораторне заняття 6 Побудова багатокутників з  використанням масивів Point та класу користувача». Побудова модели голови з накладенням шерсті, волосся
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Візуалізація сцени

13 тиждень.
Лекція 13 Камери та освітлення сцени. Камери
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Візуалізація сцени

14 тиждень.
Лекція 14 Освітлення тривимірних об’єктів та сцени.
Лабораторне заняття 7 Модифікатори накладення карт і розтління шкури. Типи камер. Встановлення та настроювання камер. Базові методи освітлення. Більш складні методи освітлення на основі трасування і дифузного віддзеркалення.
Самостійна робота здобувача. Консультація.
Захист розрахунково-графічної роботи

15 тиждень.
Лекція 15 Подальші перспективи вівчення дисціпліни, та використання отриманих знань в сфері анімації та візуалізації об’єктів.
Модульна контрольна робота 2.
Захист розрахунково-графічної роботи
Самостійна робота здобувача. Консультація.

Оцінювання результатів навчання

Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів.

Модуль 1
Повне виконання та захист лабораторних робіт №№ 1-2 – по 5 балів за кожну, №№ 3-4 – по 6 балів за кожну. Віконання РГР – 8 балів.
Модульна контрольна робота 1 – бездоганне виконання 20 балів (в кожному завданні модульної контрольної роботи наведено максимальну кількість балів за виконання кожного завдання).

Модуль 2
Повне виконання та захист лабораторних робіт №№ 5-6 – по 7 балів за кожну, № 7 – 8 балів. Віконання РГР – 8 балів.
Модульна контрольна робота 2 – бездоганне виконання 20 балів (в кожному завданні модульної контрольної роботи наведено максимальну кількість балів за виконання кожного завдання).

Посилання на рекомендовані джерела

Лотошинська, Н. Технології 3D-моделювання в програмному середовищі 3ds Max з дисципліни «3D-Графіка» : посібник. / Н. Лотошинська, І. Ізонін; Львівська політехніка. 2020. — 216 с.
Вильямс Р. Анімація. Посібник з виживання / Р. Вильямс — ArtHuss, 2019. — 384 с.
Брюханова, Г. Комп’ютерні дизайн-технології : посібник. / Г. Брюханова, І; Центр навчальної літератури. 2019. — 180 с.