Оқу үрдісінде қолданылатын 3D- технология түрлері және қызметтері

3D модельдеу мен текстурдың қосылуына эффектілі әрі жылдам жұмыс жасау үшін кеңейтілген және бейнелерді анимациялау мен өңдеуде құрылымды құрал-жабдықтардың жиынтығы қамтылған. Ағындағы өндірісте 3DS Max C++ пен .NET өңдеулерінің арқасында қосымша кеңейтілген өндірістік үрдістерді қолдау тапқан. 3DS Max scanline мен mental ray модулінің желілік бірнеше құрылымды рендерингі арқылы суретшіліер стабильді әрі шынайы түрде жұмыс істей алады.

Жоғары сапалы визуализдау ретінде толық тексерілген технология дизайнерлер мен мамандарға визуализдаудың киноматографиялық сапасын құрайды. Полигональді модельдеу үшін құрал-жабдық жиынтығы, бейне мен эффект құруда анимация ортасын тұрғызу, mental ray көмегімен желілік рендерингтің шексіздігі осы программаның ерекшеліктерінің бірі болып табылады.

Autodesk Kinetix тобына 1993 жылы 3D Studio программасы қорында жаңа программа құрастыруды тапсырды, ол Windows-ты қолдау қажет және графикалық интерфейсі, сонымен қатар үлкен көлемдегі жаңа қосымшалары болуы керек.

1995 жылы Autodesk 3D Studio Max 1.0 нұсқасы шығады. Оның бәріне ұнаған себебі, ішіне С++ орнатылған еді, яғни әркім өз қалауынша қосымша модуль (плагин) жаза алатын болды. Ең бірінші плагин – Character Studio. Ол бейнелердің сүйектік анимациялары үшін арналған.

1998 жылы пакеттің келесі нұсқасы өмірге келеді. 3D Studio Max 2.5 нұсқасында мөлдір және айналық беттерді тордық модель құралдарына қосымша ретінде сәулелер арқылы жасау пайда болды. Сол сәттен бастап программа ойын құрастырушыларды өзіне тарта бастады.[7]

1999 жылы пакеттің үшінші нұсқасы Autodesk 3D Studio Max 3.1 шықты. Бөлшектік жүйелерде табиғи қозғалыстарды жасауға арналған бөлімдері пайда болды, визуализатор қайта орнатылды, бұл басқа да қосымша визуализаторларды (mental ray, vray, final render, brazil, render man) қосуға мүмкіндік берді. Керемет эффектілерді жасау – жарық көлеңкелері, тік емес жарықтандыру, сәулелерді бағыттау мүмкіндіктері одан әрі жақсара түсті. 100% нақты көріністерді жасау мүмкін болды. Енді бұл программа дизайнерлер мен архитекторларды да қызықтыра түсті. Ары қарай Autodesk программаны өңдеуге discreet ішкі бөліміне тапсырады. Осы оқиғаға байланысты пакеттің келесі нұсқалары 3DS Max деп аталады. [8]

2001 жылы шыққан 3DS Max 4 нұсқасында көптеген өзгерістер пайда болды. Бір нұсқасына сәйкес келетін плагиндер екінші нұсқасына сәйкес келмеді. Сондықтан қосымшалардың жаңа нұсқалары пайда болды. Интерфейсті жақсартылып, қасиеттерін (салмақ, жұмсақтық және т.б.) бере отырып қатты және жұмсақ денелердің анимациясын оқуға мүмкіндік беретін reactor модулін қосты. Charaсter studio заттардың үлкен тобын басқару кәдімгідей ыңғайлы болды. Осыдан бастап 3DS Max анимациялық және ойындық фильмдер құрастырушыларының қызығушылығына ие болды.

Программаның бесінші нұсқасы 2002 жылы пайда болады. Жарықтандыру тікелей 3DS Max ортасында есептелді және нәтижесі вьюпортта көрінді. Бөлінулердің жаңа беттері, трансформация контейнерлері, объектіде сурет салу және тағы да басқалары сол кездегі ең атақты программа Alias| Wavefront Maya жақындатты. 2003 жыл пакеттің алтыншы нұсқасының жылы болды. Кәсіптік қолданушыға арналған жаңа өзгертулер енгізілді. Желідегі визуализация метасұйықтықты жасау алгоритмі 3DS Max ортасына орнатылды.

2004 жылы 3DS Max 7 нұсқасы жарыққа шықты. Жаңа нұсқаға жаңа құрылғылар қосылады, атап айтсақ, бейнелерді, анимацияларды құрастыру үшін төртінші нұсқаға дейін character studio орнатылған модулі жаңартылады. Жазықтықты тегістеуге арналған Skin шейдері, жаңа EditPoly және SkinMorph модификаторлары пайда болады. 3DS Max 7 нұсқасында mental ray 3.3 интегралданған визуализаторының жаңартылған нұсқасы қосылған.

Программаның 3DS Mаx 8 нұсқасы 2005 жылы қолданысқа енді. Оның ең негізгі жаңалығы – шаш және мақта жасауға арналған плагин. Шашты сплайндармен сызып, қысқа уақыт ішінде жақсы шаш үлгісін жасап шығаруға болады.[9]

Уақытты үнемдейтін анимация мен мэпингтің жаңа функциялары енгізілген, визуализацияның алдыңғы қатарлы технологиялары орындалған нұсқасы – 3DS Max 9 болып табылады. 3DS Max-тың Maya облысында қолданылатын сияқты басқа программалық өнімдермен байланысы жақсарды. Визуализацияның жаңа технологиялары ішінде Reveal құрылғылар жинағын атап көрсетуге болады. Ол рендерингтің итерациялық дайындығы мен тез орындалуын, нақты беттерге имитация жасауға мүмкіндік беретін ProMaterials материалдар кітапханасын қамтамасыз етеді. Тірі объектілерді модельдеудің жаңа үрдісі жобаға адам мен жануарлардың көрінісін тез әрі эффективті орнатуға мүмкіндік береді. Hands Like feet функциясын және тағы басқа көптеген жаңа, жаңартылған үрдістерін қолдану бейнелер мен мэпинг анимациялары үшін потенциалды еңбек үрдістерін рационалдайды. Жаңа нұсқада OBJ және FBX-тегі импорт пен экспорт бар. Бұл 3DS Max-тың Mudbox, Maya, MotionBuilder және шеттегі қосымшалар даярлайтындармен байланыс дәрежесі әлдеқайда жақсартылады.

Үш өлшемді графика программада 3DS Max программасы – редакторлары тізімінде алдыңғы қатардағы орынды алуға толық құқығы бар. Ол әмбебап редактор болып табылады. Яғни бұл оның ішінде шығармашылыққа ешқандай шектеулер болмайтынын білдіреді. Шынымен-ақ, кәсіптік қолданушы шығармашылығы программамен жұмыс жасау кезінде шектелмейді. Онда интерьерлер мен экстерьерлер дизайнын жасау, жарнама, анимациялық фрагменттер, видеороликтер орындауға мүмкіндік береді.

Бұл ішкі бөлімде өңдеушілер ұсынған танымал және қол жетімді үшөлшемді компьютелік моделдеуге арналған 3DS Max-тың негізгі мүмкіндіктерін қарастырылады. 3DS Max үшөлшемді обьектіге арналған көлемді кітапханаға ие, оған карапайым және кеңейтілген стандартты объектілер орналасқан. Қарапайым геометриялық пiшiндердi құру үшін санаулы секундтар керек, тек қажетті модельді таңдап (ұзындық, биiктiк, радиус), параметрлерді енгізу керек. Сплайндар негiзiнде модельдеуге арналған құрылғыларда редактрлеуге және құруға интерфейс программасының көмегімен аз уақыт жұмсалады. Полигональдық модельдеу командасымен және Безье беттерін жасайтын құралдарымен жұмыс жасау қолайлы. Тор беттерін әр түрлі деңгейде редакциялау, күрделі беттермен жұмыс істеуге және олардың жоғарғы деңгейіне жетуге мүмкіндік береді. Геометриялық модельдер көмегімен көптеген пішіндерді жасау үшін үлкен көлемді модификаторлардың параметрлері келтіріліп алынады.

Материалдардың құрамын құру үшін қарапайым әмбебап модулі Материал редакторы қолданылады. Шыны немесе айна бетін жасауға санаулы секундтар алады. Визуалдау үрдісінде обьектінің нақты ұқсастығын көруге болады. Орнатылған және өңдеушілер жасаған арнаулы визуализаторларды (мысалы, V-Ray) пайдалану мүмкіндігі бар.[10]

Программа интерфейсiнде жұмыс тақтасына қажеттi интуициялық түсiнiктi батырмалар орналастырылған. Модельдеудiң жаңа мамандандырылған функцияларының пайда болуы, модельдеудің полигональды функциясы, күрделі обьектілерді жасауға арналған операция, екi өлшемдi модельдеудiң дәл қаражаттары, геометриялық модельдермен жұмыс жасауға арналған көптеген модификаторлар тиiмдiрек жұмысты қамтамасыз етеді. Анимацияға арналған құрал-жабдықтардың дамуына көп көңіл бөлінген. Объектілерді қимылдатуда, кадрлық кілт бойынша анимация, процедуралық анимация, шектеулі анимация, қаңқалы пішіндерді басқару, физикалық күштерді басқару, кейіпкерге әсер ету мүмкіндіктері бар.

Жұмысқа қажетті модификатор таңдау, торлар, полигондар қамтамасыз етілген. Егер әр түрлендiргiштiң қолдануы программаның шығармашылықпен салыстырылатын жұмыста адам ойын жүзеге асыру үшін шексiз мүмкіндіктер ашады. 3DS MAX-та әртүрлі бөлшек жүйелерімен жұмыс жасауға арналған модулдерді бар. Олардың сипаттамаларын басқарудың динамикалық негізіне нақты физикалық заңдар қойылған.

3DS MAX өзінің ортасында кейіпкерлерді моделдеумен шектелмей, сонымен қатар киім, заттарды шынайы көрсетуге мүмкіндік береді. Киім дизайынынан басқа, арнаулы модулдер кез келген киімдерді анимациялауға, яғни талап етілетін визуалды эффектілерді құра отырып (пішінсізденулер, сулы немесе жабысқақ эффект, әр түрлі механикалық зақымданулар) анимациялауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар программа қылтық түрлендіргіш және үлбір жамылғы модификаторларына ие. Қырқу және тарауда ылғалдық, қаттылық эффектісі мүмкіндіктері берілген, сонымен қатар әр көрінісінде дыбыстық эффектілер жүреді.

Программа әртүрлі дыбыстық форматты қолдайды. Алынған бейненің жоғары сапасының жетістіктерін еске алмауға болмайды. Мұнда жоғарыда ескерген әдіс бойынша, шынайы бейнелер және жарық сәулелерін жатқызуға болады. Атмосфералық эффектілерді жасау (тұман, от), табиғи жарық және шынайы суреттеу мүмкіндіктері бар.

3DS MAX программасы Discreet фирмасының бөлімінде жасалған Autodesk компаниясының меншігі болып табылады және бағдарламалық құралдың компьютерлік графикасын, анимацияны шығаруға мамандандырады. 3DS Мах жеке суреттерді синтездеуге, шынайы өмірдің немесе ойдан шығарған әлемнің суреттерін егжей-тегжеймен және сапалы түрде сахна қылып шығаруға, сонымен қатар осындай суреттердің кадрларын тізбектеп, оның қозғалыстарын жаңғыртуы, яғни анимациялауға мүмкіндік береді.

Осы программаның жеке суреттерді және анимацияны құру барысындағы бірнеше мүмкіндіктері:

– кез келген үшөлшемді геометриялық пішіндердің – шеңбердің, цилиндрдің немесе параллелепипедің жеңіл түрінен күрделі түріне дейін модельдеу;

– материалдың физикалық құрылғыларының имитациясы – яғни сәулелену, кедір-бұдырлық, жарық ашықтығы т.б және көптеген көріністер айнаның шағылысы, күн сәулесінің сынуы, сонымен қатар атмосфералық көріністер, яғни тұман немесе булар, табиғи көріністер, қар, түтін немесе алау;

– үшөлшемді жарық сахнасының имитациясы іс жүзінде кез-келген жағдайға жарамды, терең ғарыштан жайма шуақ күнге дейін және модельденген обьектінің визуалдануы, шынайы суреттердің көлеңкесімен жасалуы;

– барлық параметрлердің іс-жүзінде қозғалуы: пішіні, өлшемдері, тұрған орны, түсі және материалдардың қасиеттері;

– қозғалыстың көптеген түрлерінің имитациясын тиянақты қамтамасыздандыру;

– обьектінің иерархиялық тізбегінің байланысын және олардың кинематикалық қозғалысының түзу немесе қарама-қарсы әдісімен құрылуы;

– обьектіні модельдеу кезінде оның бірінші түрден екінші түрге ақырындап айналуын сыртқы және ішкі пішіні (морфинг) арқылы анықтау;

– модельдеудің динамикалық құрылымы ол обьектілердің қозғалыс барысындағы ауырлығы, жел және майысқақтық;

3DS MAX программасының пайдалылығы:

– 3DS MAX әмбебап редактор, яғни барлық суреттерді салуға мүмкіндік береді. Біз өзіміз элементтің пішінін,оның орналасуын, структурасын анықтаймыз. Бұл біздің шығармашылық дағдымыздың барынша ашылуына мүмкіндік береді.[11]

– Суреттің шынайы болуының жоғарғы дәрежесі. 3DS MAX-тың кейбір құралдарымен суреттерді «жандандыруға» болады. Ландшафтардың, пәтерлердің, аудандардың, интерьерлнрдің шынайы түрде құрылуына мүмкіндік береді.

– күрделілігі;

– өнімнің құны өте жоғары;

– үлкен жүйелі талаптар;

Компьютерлік моделдеудің уникалды құралдары мен əдістері арқылы ғимараттың виртуалды моделдері құрылады. Осы кезге дейін құрылыс жобалары жоѓары деңгейдегі құрылыс технологиясында өтті. Қазірге кезде құрылыс компаниялары визуалды бейнеленетін инженерлік жобалар жүйесін қолданады. Заманагөй программалар құрылыс есептерін жүргізіп қана қоймай, сондай-ақ құрылыс үрдісін визуалдайды. Сату компаниялары оның дизайны жəне жөндеу жұмыстарымен байланысты 3D моделдеудің компьютерлік программаларын клиентке болашақ жоба туралы дəл ақпарат беру үшін қолданады. Осылайша бұл компаниялардың кірісі пайдасыз сызбаларға жұмсалатын уақытты үнемдеу есебінен арта түседі. Компьютерлік моделдеу жетістігін тек жылжымайтын мүлікпен байланысты адамдар ғана емес, сондай-ақ өзінің шығынын заманагөй компьютерлік құрастыру программалары көмегімен қысқартуға ұмтылатын ірі компаниялар да мойындап отыр.

3D визуалдау архитектура саласына мүлдем жаңа мүмкіндіктер береді. Дəстүрлі архитектуралық идеяларды қол техникасымен көрсетудің орнына компьютерді қолдану өте ыңғайлы. Жаңа жобаларды 3D графика компьютерлік программаларында жасалынған фотореализмді бейнелер түрінде көрсету дамып отыр. Осы технология архитектуралық дизайн облысына өз үлесін қосуға тырысады. Оны қолдану арқылы алынған күрделі жобалар сəттілігі əр бір салада бүгінгі күнде талабы күшті қатал бəсекелестік жағдайында нəтижені көрсетудің нанымдылығынан тəуелді болады. Бұл жобалар архитектураға қызығушыларды заманагөй технологиядан хабардар болып, оны тəжірибеде сауатты қолдануға итермелейді

IT-технологиясы облысында, əсіресе дизайнерлік мамандарды сапалы білімдендірудің жетіспеушілігі бұл технологияны игерудің қаншалықты маңыздылығын көрсетеді. Интерьер жғне экстерьер дизайнын жасауды экономиканың əр түрлі салаларының IT- индустриясында қолдану қажеттілігі артуда. Заманагөй өндіріс қызметкер-дизайнерлер көптеген программаларды білуін талап етеді, яғни жұмыс берушіге кең профилді жан-жақты маман керек.

Қазіргі заманғы компаниялар 3D-технологияның қандай да бір компонентінсіз жұмыс жасай алмайды. Осыған байланысты программалық қамтамалардың, соның ішінде анимация жəне визуализация бойынша программалардың қолданысы кең таралған. Заманауи IT-технология мамандарын бұл бағытта оқыту бүгінгі күнде əр түрлі оқу орындарында үлкен сұранысқа ие. Əр түрлі үшөлшемді жобалық циклды басқаратын шешімдер жобаның орындалуына қызығушы барлық тұлғаларға оған оның кез-келген сатысында қосылуына жəне олардың компетенциялары шегінде жобалық мəліметтер қосуға мүмкіндік береді. Осылардың бəрінің негізі мəліметтердің сандық форматы боп табылады.

Анимациялық жобалау, media-өндіріс жəне game-индустрия бойынша сенімді жəне функционалды шешімдер ұсынатын 3D компьютерлік моделдеуге қызығушылықтың артуына байланысты бұл өнім экономиканың киноиндустрия, жобалау, жарнама жасау, ландшафт дизайны сияқты салаларында тиімділікке ие. Моделдеудің алдыңғы қатарлы əдістері осы салалардың аниматорларына, дизайнерлеріне жəне инженерлеріне өздері ойлағандай дəрежеде компьютерде жұмыс жасауға мүмкіндік береді. Идеялар моделге біртіндеп ауысады, қателер мен қайталанатын үрдістер саны кемиді, өйткені модель өзінің нақты өмірдегі протипіне жақын байланысқан. Мəліметтердің сандық форматы жобалаудың барлық сатыларында тиімді бірлескен жұмысқа мүмкіндік береді. Жобалық ақпарат құрылады, басқарылады жəне жалпы қолдану мүмкіндігіне ие. Оны кез келген қажетті орындар қолдана алады. Нəтиженің ерекшелігі көпшілік арасында кең түрде қызығушылықпен қолданыс табатындығында болып отыр.

Статистиқаға сүйенсек, жаппай қолданыста  жүрген бағдарламаларды жасап шығарушы бағдарламистік ұжымның қызметкерлері  өз жұмыстарының 90 % уақытын  осы графикамен шұғылдануға  жұмсайды екен.

Қазіргі компьютерлік графика тек көркемдеу мен безендірумен үшін ғана емес, ғылым мен медицинаның барлық саласында, коммерциялық және  әкімшілік қызмет орындарында алуан түрлі ақпаратты көрнекі түрде көрсету үшін сызбалар, графиктер, диаграммалар жасау үшін қолданылады.

Конструкторлар автомобильдің немесе ұшақтың жаңа үлгілерін құрастырған кезде олардың соңғы көрінісін алу үшін үшөлшемді графикалық объектілерді қолданады. Архитекторлар монитор экранында болашақ ғимараттың кең көлемді кескінін жасап, оның жер бедерімен қалай жанасатынын алдын-ала болжай алады.