Задания на подготовку к практическим занятиям

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра Профессиональное обучение

ЗАДАНИЯ

НА ПОДГОТОВКУ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

по дисциплине Профессиональные компьютерные программы II

для студентов специальностей 5В042000 Архитектура и 5В042100 Дизайн

Составитель:

к. т.н., доцент

кафедры ПО

Павлодар

Темы практических занятий и задания для подготовки к ним

1) Тема 1. Настройка темплета архитектурного чертежа – задание № 1, Приложение.

2) Тема 2. Плоскостная модель каркасного здания – задание № 2, Приложение.

3) Тема 3. Специальные средства оформления чертежа – задание № 3, Приложение.

4) Тема 4. Моделирование освещения и рендеринг – задание № 4, Приложение.

5) Тема 5. Управление сценой и ее объектами– задание № 5, Приложение.

6) Тема 6. Моделирование на основе примитивов– задание № 6, Приложение.

7) Тема 6. Моделирование сплайнами с применением модификаторов– задание № 7, Приложение.

8) Тема 6. Моделирование с использованием составных объектов и булевых операций– задание № 8, Приложение.

9) Тема 6. Сглаживание полигональных объектов и усложненное моделирование– задание № 9, Приложение.

10) Тема 7. Использование и подготовка материалов и текстурных карт– задание № 10, Приложение.

11) Тема 7. Материалы для сложных объектов, текстурные развертки– задание № 11, Приложение.

12) Тема 8. Освещение и настройка источников света– задание № 12, Приложение.

13) Тема 8. Включение камер в сцену– задание № 13, Приложение.

14) Тема 9. Подготовка материалов модуля V-Ray для сцены– задание № 44, Приложение.

15) Тема 10. Создание анимации– задание № 15, Приложение.

Список литературы

Основная литература

1)  AutoCAD 2006 – М.: Лори, 2006. – 788 с.

2)  3ds Max 2009. Самоучитель – М.: ДМК Пресс, 2008.– 544 с.

3)  3ds max. Моделирование трехмерных сцен – СПб.: Питер, 2005.– 512 с.

4) Маров, М. Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max – СПб.: Питер, 2005.– 559 с.

5) Маров, М. 3ds max. Реальная анимация и виртуальная реальность – СПб.: Питер, 2006.– 414 с.

6) Полещук Н. Н. Самоучитель AutoCAD 2007/ Полещук Н. Н., Савельева В. А. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 624 с.

7)  Компьютерная графика в дизайне – СПб.: Питер, 2004.– 215 с.

8) Тимофеев Г. Графический дизайн/ Тимофеев Г., Тимофеева Л. – Ростов н/Д:Феникс, 2004. – 319 с.

9)  Основы теории дизайна – СПб.: Питер, 2010.– 218 с.

10) Зуев Н. Н. САПР на базе AutoCAD – как это делается. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 1168 с.

Дополнительная

12) Щепетков дизайн города – М.: Архитектура-С, 2006.– 319 с.

12)  AutoCAD 2005 Трехмерное моделирование и визуализация Platinum Edition, лекции и упражнения/ , – М.,СПб., Киев, DiaSoft, 2005.– 766 с.

13)  AutoCAD:трехмерное моделирование и дизайн – СПб.: БХВ-Петербург, 2003.– 271 с.

Составитель: к. т.н., доцент ___________

Задание 1. Выполнить настройку темплета архитектурного чертежа с основной надписью.

Литература [1] c. 19-90, [10] c. 133-144

Задание 2. Вычертить план каркасного здания. Колонны сечением 400 х 400 мм, наружные стены толщиной 400 мм, высоту этажа задавать в пределах 3000…10200 мм. Шаг колонн 6000 мм. Варианты – на рисунке 1.

Рисунок 1

Задание 3. По данным виду сверху и спереди построить трехмерную твердотельную модель детали. Расположить в пространстве листа видовые экраны, соответствующие виду сверху, спереди и слева, изометрическому изображению детали. Нанести обозначения и размеры. Варианты приведены на рисунках 5, 6, 7, 8, 9, 10.

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6

Задание 4. В модели, созданной в работе 1, выполнить рендеринг.

Литература [6] c. 470-486.

Задание 5. Выполнить упражнения:

Упражнение 1

Цель: Настроить интерфейс программы. Установить параметры для видовых экранов. Установить пользовательскую сетку и единицы измерения. Сохранение сцены.

Содержание:

– использование различных вариантов интерфейса;

– добавление панелей (слои, дополнения и т. д.);

– манипуляция видовыми экранами;

– установка встроенного освещения для видовых экранов;

– компоновка видовых экранов;

– установка единиц измерения для счетчиков;

– установка единиц измерения для системы;

– установка параметров пользовательской сетки координат;

– варианты сохранения сцены;

– информация о сцене;

– сохранение шаблона сцены.

Упражнение 2

Цель: Перенос объектов между сценами. Присоединение сцены. Импорт объектов ArchiCAD и AutoCAD. Экспорт объектов в другие приложения.

Содержание:

– применение команды Merge для копирования объектов из сохраненных сцен;

– применение команды XRef Objects для копирования объектов из сохраненных сцен;

– применение команды XRef Scene для копирования объектов из сохраненных сцен;

– экспорт из ArchiCAD 3D-элементов в формат 3DS;

– импорт файла 3DS в сцену 3ds MAX;

– экспорт из 3ds MAX 3D-элементов в формат 3DS;

– экспорт из 3ds MAX 2D-элементов в формат AI.

Упражнение 3

Цель: Построение объектов с помощью мыши. Редактирование параметров объектов. Клавиатурный ввод объектов. Система координат. Трансформация объектов. Клонирование объектов. Отображение объектов. Свойства объектов

Содержание:

– построение тел произвольных размеров с помощью мыши;

– построение тел с помощью клавиатурного ввода параметров;

– изменение параметров объекта (тело, форма) с использованием вкладки редактирования командной панели;

– использование видовой системы координат для создания объекта;

– перемещение объекта с помощью трансформатора Гизмо;

– перемещение объекта с помощью диалогового окна трансформации;

– перемещение объекта с использование объектной привязки;

– поворот объекта с помощью трансформатора Гизмо;

– поворот объекта с помощью диалогового окна трансформации;

– поворот объекта с использование объектной привязки;

– поворот объекта с использование иерархии;

– масштабирование объекта;

– создание одного клона объекта;

– создание нескольких клонов через трансформацию;

– клонирование вдоль контура;

– клонирование массивом;

– зеркальное отображение объектов;

– выравнивание объектов;

– получение информации об объекте.

Задание 6. Выполнить упражнения:

Упражнение 4

Цель: Создание письменного стола с использованием стандартных тел. Применение авто привязки и вспомогательной сетки.

Содержание:

– создание корпуса стола с использованием боксов;

– создание крышки из параллелепипеда с фаской;

– создание ручек из сферы или цилиндра;

– распределение письменных принадлежностей с помощью автопривязки и вспомогательной сетки.

Задание 7. Выполнить упражнения:

Упражнение 5

Цель: Создание стула с использованием произвольных линий. Применение свойств форм при визуализации. Применение модификатора изгиба.

Содержание:

– создание сидения из цилиндра с фаской;

– создание спинки из цилиндра с фаской;

– создание каркаса из произвольных линий;

– придание окончательной формы стулу с помощью модификатора изгиба.

Упражнение 6

Цель: Создание объемных текстов. Создание бокала. Доработка объектов выдавливания и вращения.

Содержание:

– создание объемного текста с помощью выдавливания;

– создание объемного текста с помощью скоса;

– создание узора с помощью скоса по профилю;

– использование модификатора вращения для создания бокала;

– модификация тел вращения;

– модификация тел выдавливания.

Упражнение 7

Цель: Создание тела (шестерня) с использованием сложной формы и выдавливания.

Содержание:

– создание сложной формы из звездочки и окружностей;

– применение булевских операций для модификации сложной формы;

– выдавливание сложной формы.

Упражнение 8

Цель: Создание ландшафта. Устройство дорожек. Распределение деревьев для парковой территории.

Содержание:

– использование компонентной операции Ландшафт;

– создание части ландшафта из плоскости;

– создание дорожек путем форма → проецирование формы на поверхность тела → выдавливание полигонов;

– создание дорожек путем плоскость → удаление лишних полигонов → согласование формы → модификатор Толщина;

– распределение объектов по территории парка инструментом разбрасывания.

Задание 8. Выполнить упражнения:

Упражнение 9

Цель: Создание дверной ручки с использованием соединения и булевских операций

Содержание:

– заготовка будущей дверной ручки из стандартных тел;

– объединение стандартных тел операцией соединения (Connect);

– добавление деталей с помощью пересечения тел (Intersect);

– добавление деталей с помощью объединения тел (Union);

– добавление деталей с помощью вычитания тел (Subtract).

Упражнение 10

Цель: Создание модели сабли с помощью обычной разбивки (Loft)

Содержание:

– создание исходных форм для сабли;

– присвоение форм-сечений вдоль направляющей формы;

– корректировка положения сечений относительно пути;

– применение редактора масштаба (Scale);

– применение редактора кручения (Twist).

Задание 9. Выполнить упражнения:

Упражнение 11

Цель: Создание скатерти с помощью разбивки NURBS-кривых линий (U-loft)

Содержание:

– создание исходных форм для скатерти;

– применение операции U-loft;

– модификация объекта U-loft.

Упражнение 12

Цель: Создание штор с помощью разбивки NURBS-кривых линий (UV-loft)

Содержание:

– создание исходных форм для штор;

– применение операции UV-loft;

– модификация объекта UV-loft.

Упражнение 13

Цель: Создание футбольного мяча, используя преобразования сеточных моделей

Содержание:

– создание исходного тела из геосферы;

– присвоение идентификационного кода полигонам;

– выдавливание полигонов;

– сглаживание полигонов;

– создание композиционного материала;

– присвоение композиционного материала.

Упражнение 14

Цель: Создание шахматной ладьи, используя преобразования полигональных сеточных моделей

Содержание:

– создание исходных форм для тела вращения;

– преобразование тела вращения в полигональную сеточную модель;

– создание дополнительных вершин и полигонов;

– выдавливание полигонов;

– сглаживание полигонов;

– создание материала;

– присвоение материала.

Задание 10. Выполнить упражнения:

Упражнение 115

Цель: Создание объектов из пластика, стекла, воды с применением стандартных материалов

Содержание:

– создание шести образцов тел из сферы для присвоения им материалов;

– создание материала «Синий пластик»;

– сохранение материала «Синий пластик»;

– присвоение материала «Синий пластик»;

– копирование материала «Синий пластик»;

– создание материалов «Желтый пластик» и «Красный пластик» на основе синего пластика;

– создание материала «Стекло Обычное»;

– сохранение материала «Стекло Обычное»;

– присвоение материала «Стекло Обычное»;

– копирование материала «Стекло Обычное»;

– создание материалов «Стекло Тонированное» и «Капля Водяная» на основе стекла обычного.

Упражнение 16

Цель: Создание сервизов из стандартного тела Чайник. Создание композиционных материалов. Присвоение композиционных материалов сервизам

Содержание:

– создание чайника, сахарницы, чашек для сервиза;

– создание дополнительных двух копий сервизов;

– создание двухстороннего материала;

– создание материала верх/низ;

– создание материала шеллак;

– присвоение созданных материалов сервизам.

Задание 11. Выполнить упражнения:

Упражнение 17

Цель: Создание материала использующего карты. Деревянный стол.

Содержание:

– создание стандартного материала с методом раскраски Blinn;

– подключение к стандартному материалу трехмерной текстурной карты имитирующей дерево в область Diffuse;

– создание стандартного материала с методом раскраски Blinn;

– подключение к стандартному материалу двухмерной текстурной карты использующей растровый рисунок в область Diffuse;

– создание многокомпонентного материала из отдельных материалов;

– наложение материала на модель стола;

– установка освещения для сцены.

Упражнение 18

Цель: Создание материала имитирующего пол, выложенный из кафеля. Применение преобразователя UVW-map

Содержание:

– создание материала Ray Trace с методом раскраски Phong;

– присоединение двухмерной текстурной карты с рисунком плитки в область Diffuse;

– присоединение двухмерной текстурной карты с рисунком шва между плитками в область Bump;

– присоединение материала к объекту, имитирующему пол;

– калибровка размеров мозаики плитки с помощью преобразователя UVW-map;

– корректировка расположения плитки с помощью преобразователя UVW-map;

– установка освещения для сцены.

Задание 12. Выполнить упражнения:

Упражнение 19

Цель: Создание осветительной сборки из стандартных источников света. Применение эффекта свечения

Содержание:

– настройка параметров основного источника света;

– установка основного источника света;

– настройка параметров контр света;

– установка контр света;

– настройка параметров наполняющего света;

– установка наполняющего света;

– применение эффекта свечения к объектам, имитирующим источники света.

Упражнение 20

Цель: Создание ночного освещения каустика. Использование метода визуализации Mental Ray

Содержание:

– настройка параметров основного источника света;

– установка основного источника света;

– настройка параметров контр света;

– настройка эффекта освещения каустиком;

– настройка параметров механизма визуализации.

Задание 13. Выполнить упражнения:

Упражнение 21

Цель: Освоение алгоритма света с переносом радиоизлучения. Создание архитектурных материалов

Содержание:

– настройка параметров фотометрического источника света;

– установка фотометрического источника света;

– настройка параметров глобального освещения;

– разбивка объектов сцены на полигоны заданной величины;

– предварительный просмотр результатов визуализации;

– создание визуализации с использованием переноса радиоизлучения.

Задание 14. Выполнить упражнения:

Упражнение 22

Цель: Создание многокомпонентного материала на основе материала Ray Trace. Присвоения материала объекту «Песочные часы»

Содержание:

– создание песочных часов, используя метод построения тел вращения;

– конвертация тела вращения в редактируемую сетку;

– распределение идентификационного кода полигонам сеточной модели;

– создание составного элемента для многокомпонентного материала, имитирующего никель (Ray Trace);

– создание составного элемента для многокомпонентного материала, имитирующего стекло (Ray Trace);

– создание многокомпонентного материала из отдельных материалов;

– назначение материала объекту;

– установка освещения для сцены.

Задание 15. Выполнить упражнения:

Упражнение 23

Цель: Применение анимационных эффектов для создания занавески. Создание эффекта объемного освещения

Содержание:

– создание модели комнаты из стандартных тел;

– моделирование окна с применением булевских операций;

– установка фотометрического источника света;

– создание материала для занавески;

– создание NURBS-поверхности для занавески;

– применения преобразователя для тканей к поверхности;

– применение реактора ткани для поверхности;

– применение реактора твердых тел к стенам комнаты;

– использование объекта «Пустышка» для придания формы занавескам;

– получение визуализированного изображения.

Упражнение 24

Цель: Создание с помощью анимационных приемов фонтана для площади

Содержание:

– создание из стандартных тел модели бассейна для фонтана;

– создание ряби на водной поверхности от фонтана;

– использование источника потока частиц для имитации фонтана;

– назначение гравитации для воды, вырывающейся из трубы;

– назначение отражателя воды падающей на поверхность из фонтана;

– установка силы ветра;

– настройка анимации для создания фонтана;

– визуализация кадров сцены с фонтаном.

Упражнение 25

Цель: Создание небольшого презентационного ролика с использованием эффекта облета камеры вокруг цели

Содержание:

– создание из стандартных тел сцены интерьера помещения;

– установка нацеленной камеры внутри помещения;

– создание пути перемещения камеры из стандартной формы;

– назначение формы в качестве пути перемещения для камеры;

– настройка параметров анимации для ролика;

– визуализация кадров сцены с облетом камерой.