Тривимірне моделювання та дизайн 2

Дисципліна «Тривимірне моделювання та дизайн» спрямована на формування у студентів фундаментальних теоретичних знань і практичних навичок для створення професійних тривимірних об’єктів у цифровому середовищі. Студенти опановують принципи моделювання, текстурування, роботи зі світлом та кольором, масштабування й пропорції об’єктів, а також побудову, оптимізацію 3D-об’єктів і налаштування сцени для рендерингу.
У рамках курсу значна увага приділяється практичним прийомам роботи у 3D-просторі, створенню та налаштуванню матеріалів, освітленню та візуалізації за допомогою програм Autodesk 3ds Max та Blender. Значна увага приділяється практичним прийомам роботи у 3D-просторі, принципам художньої виразності, взаємодії форми та світла, а також сучасним підходам до створення графічних 3D-об’єктів.
Мета вивчення дисципліни: формування у студентів базових знань, навичок та компетентностей, необхідних для створення гармонійних композицій та професійних графічних об’єктів у середовищі 3ds Max та Blender. Метою є розвиток просторового мислення, розуміння композиційних закономірностей, опанування технік 3D-моделювання, а також формування індивідуального дизайнерського підходу до створення тривимірних рішень.
Основні завдання дисципліни: формування у студентів комп’ютерної грамотності та практичних навичок роботи в цифровому 3D-середовищі. Студенти вивчають принципи побудови графічних систем, опановують алгоритми обробки тривимірних графічних об’єктів, знайомляться із засобами подання графічних зображень та основними сферами застосування комп’ютерного проєктування у професійній діяльності. Курс дає міцні технічні навички в полігональному й процедурному моделюванні (Edit Poly, TurboSmooth, Symmetry, RailClone Lite, Forest Pack Lite) із застосуванням Corona Renderer, де розглядаються PBR-матеріали Corona Physical Mtl, шари, карти (Displacement, Normal, Roughness), професійне освітлення (Corona Sun & Sky, HDRI, IES, LightMix).
Ця дисципліна спрямована на підготовку фахівців, які можуть професійно створювати фототреалістичні сцени, готові до роботи Junior 3D Visualizer / Interior Visualizer / Motion Designer / Product Artist у студіях візуалізації.
Практичне значення та використання отриманих знань полягає у формуванні твердого вміння самостійно створювати професійні тривимірні графічні об’єкти й сцени. Це дає можливість втілювати будь-які творчі чи комерційні задачі в тривимірній графіці на рівні, що одразу виглядає професійно й відповідає сучасним стандартам.
Значення для особистісного та професійного розвитку: курс формує дисципліну уваги до деталей, терпіння та вміння працювати ітеративно, що переноситься на будь-яку творчу й технічну діяльність. За семестр роботи студента переходять із початкового рівня на професійний, придатний для портфоліо й перших комерційних проєктів.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. Вступ до курсу. Тривимірне проєктування та дизайн. Сфери застосування. Найвідоміші та найпопулярніші програм для 3D графіки. Інтерфейс програми 3ds Max.
Лекція 2. Функціонал програми 3ds Max. Налаштування System Units та Display Units. Навігація у вікні проєкції. Побудова стандартних примітивів.
Лекція 3. Розгляд команд для переміщення, обертання, масштабування об’єктів у в’юпорті. Різновиди копіювання примітивів. Вікно Snap Settings та використання кутової прив’язки.
Лекція 4. Розширене моделювання: техніки створення складних моделей та використання модифікаторів.
Лекція 5. Полігональне моделювання. Сплайн-моделювання. Приклади застосування Selection Modifiers. FFD у 3ds Max: контроль через сітку точок. Методи оптимізації.
Лекція 6. Локальна сітка та глобальна система координат всередині моделі. Матриця трансформацій. Використання Compact Material Editor. Система PBR (Physical Based Rendering).
Лекція 7. Текстурування та матеріали: основи текстур, UVW-розгортки та створення матеріалів.
Лекція 8. Стандартне та швидке вирівнювання. Поняття Blueprint та актуальність щодо його використання. Булеві операції за допомогою Operand Parameters. Операнди А та B у сцені.
Лекція 9. Режими Edit Poly / Editable Poly. Складові полігональної сітки. Панель Utilities та використання Spinner Snap Toggle. Модифікатори Noise, Bend, Taper, Symmetry, Lattice тощо.
Лекція 10. Техніки освітлення сцен. Камери, Джерела світла, IES.
Лекція 11. Типи та параметри джерел світла. Практичні приклади розміщення джерел світла в сцені. Тіні та відбиття. Таблиця F-Stop. Таблиця температур Кельвіна.
Лекція 12. Топологія та її принципи. Моделювання під згладжування. MAXScript для оптимізації робочих процесів.
Лекція 13. Ребра жорсткості. Блокування (Lock Mode) та орієнтація полігонів. Симуляція тканини. Модифікатор Cloth.
Лекція 14. Анімація та динаміка. Введення в анімацію об’єктів. Сучасні плагіни (Dynamo).
Лекція 15. Симуляція фізичних ефектів (Dampers та Pistons). Редагування анімації. Рендеринг та візуалізація.
Лабораторні роботи
Лабораторна робота №1. Встановлення та налаштування програмного забезпечення. Введення у програму, її базові функції. Створення сцени з примітивами.
Мета заняття: встановити програмний пакет 3Ds Max та Corona Render. Встановити плагіни для роботи у 3Ds Max. Пригадати основи створення примітивів в 3Ds max, створення освітлення і запуску рендеру сцени.
Лабораторна робота №2. Моделювання замку у 3ds Max за допомогою примітивів.
Мета заняття: навчитися створювати складні тривимірні моделі, використовуючи базові примітиви та їх трансформації в програмі 3ds Max. Об'єктом моделювання є замок, що дозволить отримати навички роботи з інструментами моделювання.
Лабораторна робота №3. Створення 3D-моделі підставки для олівців у 3ds Max із застосуванням базових операцій моделювання та модифікаторів.
Мета заняття: навчитися використовувати інструменти Align, Snaps Toggle, Boolean Operations, а також модифікатори Bend, Taper, Twist та TurboSmooth, коректно змінювати Pivot Point і комбінувати ці інструменти для створення складних форм.
Лабораторна робота №4. Моделювання робота Бендера за референсом у 3ds Max із використанням сплайнового моделювання та основних модифікаторів.
Мета заняття: закріпити навички створення складних 3D-форм у 3ds Max на основі референсу, а також застосовувати інструмент Loft для побудови органічних та технічних елементів моделі.
Лабораторна робота №5. Побудова моделі собаки-робота. Робота з сіткою та згладжуванням для уникнення артефактів та помилок у геометрії.
Мета заняття: дізнатись, що таке топологія, які є принципи. Що таке моделювання під згладжуванням і навіщо це потрібно.
Лабораторна робота №6. Створення імпровізованої студії та системи освітлення. Налаштування камери та виконати візуалізації.
Мета заняття: розібрати принцип створення IES, які параметри є у джерел світла і як їх можна комбінувати. Опанувати систему світла з трьох джерел і розібрати її особливості та переваги.
Лабораторна робота №7. Техніка роботи з Materiat Editor, його робочими інструментами та панелями. Процедурні карти для створення матеріалів.
Мета заняття: застосування отриманого матеріалу, розібравши кілька складових матеріалів та його параметрів. Огляд виконання рендера
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. Вступ до курсу. Тривимірне проєктування та дизайн. Сфери застосування. Популярні програми 3D-графіки. Інтерфейс 3ds Max. Налаштування System Units та Display Units. Навігація у вікні. Вікно Snap Settings та використання кутової прив’язки.
Лекція 2. Функціонал 3ds Max. Створення стандартних примітивів. Типи та параметри джерел світла. Ребра жорсткості. Блокування (Lock Mode) та орієнтація полігонів. Введення в анімацію об’єктів. Текстурування та матеріали: UVW-розгортки та створення матеріалів.
Лабораторні роботи
Лабораторна робота №1. Встановлення та налаштування програмного забезпечення. Введення у програму, її базові функції. Створення сцени з примітивами.
Мета роботи: встановити програмний пакет Autodesk 3ds Max та рендер Corona Renderer. Налаштувати плагіни та початкові параметри програми. Повторити основи створення стандартних примітивів. Навчитися створювати просту сцену з освітленням та виконати тестовий рендер.
Лабораторна робота №2. Робота із застосуванням базових операцій моделювання та модифікаторів. Побудова тривимірної моделі.
Мета роботи: навчитися використовувати інструменти Align, Snaps Toggle, Boolean Operations, а також модифікатори Bend, Taper, Twist та TurboSmooth, коректно змінювати Pivot Point і комбінувати ці інструменти для створення складних форм.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота
Для денної форми здобуття освіти
Контрольна робота
Завдання для виконання контрольної роботи у вигляді розрахунково-графічної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Методичні рекомендації щодо виконання розрахунково-графічної роботи представлені в методичних вказівках.
Студенту потрібно скористатися напрацюваннями з пройденого матеріалу для проєктування собаки-робота в програмі 3DsMax. Затекстурувати усі об’єкти. Встановити освітлення. Зробити рендер та надіслати файл на перевірку. На протязі семестру серед студентів проводиться вибірковий контроль знань з основних теоретичних питань.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.
Для заочної форми здобуття освіти
Контрольна робота
Завдання для виконання контрольної роботи у вигляді розрахунково-графічної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Методичні рекомендації щодо виконання розрахунково-графічної роботи представлені в методичних вказівках.
Студенту потрібно скористатися напрацюваннями з пройденого матеріалу для проєктування собаки-робота в програмі 3DsMax. Затекстурувати усі об’єкти. Встановити освітлення. Зробити рендер та надіслати файл на перевірку. На протязі семестру серед студентів проводиться вибірковий контроль знань з основних теоретичних питань.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні
1) 7-и індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання полягають в виконанні типових завдань відповідно до мети та завдань лабораторних занять. Бездоганне виконання індивідуальних поточних завдань №1 – №7 оцінюється у 8 балів кожне;
2) обов’язкове виконання та подальший захист контрольної роботи.
3) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з практичної частини та проводяться у формі комп'ютерного проєктування у програмі. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 22 бали.
Підсумковий контроль – екзамен. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.
Для заочної форми здобуття освіти
Виконання та захист лабораторних робіт оцінюється у 30 балів.
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання розрахунково-графічної роботи оцінюється у 40 балів. При її захисті студент може отримати до 30 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.