Разработка виртуального 3D музея

Тип:
Добавлен:

Оглавление

Введение

. Обзор и анализ предметной области

.1 Обзор основных понятий предметной области

.2 Обзор устройств виртуальной реальности

1.2.1 Oculus Rift

.2.2 Sony Morpheus, Project Morpheus

.2.3 AntVR Kit

.2.4 Avegant Glyph

.2.5 Samsung Gear VR

.2.6 Valve HTC Vive

.2.7 Open Source Virtual Reality (OSVR)

1.3 Обзор существующих виртуальных музеев

.4 Обзор состава и параметров технических средств мобильных устройств

.4.1 Android

.4.2 iOS

.4.3 Windows Phone

.5 Обзор сред для 3D - моделирования

1.5.1 GoogleSketchUp

.5.2 3dsMax

.5.3 AutodeskMaya

.5.4 Blender

1.5.5 Wings3d

.5.6 SweetHome 3D

.6 Обзор и анализ игровых движков

1.6.1 Unity

.6.2 MoneGame / XNA

.6.3 Unreal Engine

1.6.4 Construct 2

.6.5 Сравнение и выводы

. Обзор и анализ существующих методов

.1 Анализ современных методов 3D моделирования

.1.1 Каркасное моделирование

.1.2 Поверхностное моделирование

.1.3 Твердотельное моделирование

. Особенности реализации

. Практическая часть

.1 Создание 3D - модели

.2 Работа с Unity

Заключение

Список использованных источников

Введение

век - это век развития технологий. Техника и технологии воздействуют на все сферы нашего общества: материально - производственную, бытовую и духовную, меняют систему коммуникации и информации, оказывают влияние как на личную, так и на общественную жизнь людей, меняя образ жизни.

Все вышеперечисленное порождает такой феномен, как виртуальная реальность. Человечество придумывает новые технологии, чтобы переместить свою деятельность из реальной в виртуальную. Примером этому всему служит появление виртуальных музеев, которых с каждым днем становится все больше и больше.

Виртуальный музей - это своего рода модель существующего музея, доступ к которому может получить каждый человек из любой точки мира. Разработка виртуального музея - отличной способ для социализации и окультуривания населения не только нашей страны, но и целого мира. Благодаря внедрению интерактивных и сетевых форм стимулируется познавательная активность.

Актуальность этой проблемы очевидна. Как мы видим, на сегодняшний день существует проблема общекультурного кризиса, поэтому воспитание культурной личности, обладающей устойчивой системой ценностных ориентаций, способной сознательно строить свои отношения к природе, обществу, другим людям, самому себе, способной к творческой самореализации во всех сферах деятельности, представляется чрезвычайно важным. Музей является значимым социальным институтом, который способствует социализации и окультуриванию личности.

Чтобы посещение музеев было более доступным, создаются виртуальные туры, сайты, базы данных музеев, которые наглядно представляют нам экспонаты, находящиеся в этих музеях. Все большей популярностью пользуются виртуальные 3D - туры. Их востребованность возрастает, так как таким образом человек экономит свое время, посещая музеи, находясь дома или на работе. Также, виртуальный тур - это хороший способ узнать, стоит ли посещение той или иной достопримечательности потраченных денег и времени.

У виртуальных музеев имеется ряд ключевых преимуществ:

·В виртуальных музеях создан эффект присутствия. Посетители могут рассматривать культурные ценности и экспонаты детально;

·Виртуальные технологии - новый виток науки. Создание виртуального тура, привлечет потенциальных клиентов, и позволит выделиться среди конкурентов;

·3D галерея - хороший способ заявить о достоинствах и преимуществах культурных объектов большому количеству людей. Многие пользователи, посетившие виртуальный музей, заходят поделиться информацией о нем в социальных сетях.

Целью данной работы является разработка виртуального 3D музея. Из этого вытекает ряд задач:

)Анализ существующих виртуальных музеев;

)Анализ предметной области;

)Формирование основных требований к виртуальному 3D музею;

)Сбор цифровой и текстовой информации о Московском Мультимедиа Арт Музее;

)Разработка структуры и интерфейса мобильного приложения.

Данная работа содержит обзор и анализ предметной области, сред моделирования, игровых движков. Также рассмотрены устройства ВР, позволяющие полностью погрузиться в виртуальный мир. Описываются результаты проведенной работы.

1.Обзор и анализ предметной области

виртуальный музей мультимедиа интерфейс

1.1Обзор основных понятий предметной области

Для начала познакомимся с основными понятиями данной области, обратившись к их определениям. Ключевым понятием является виртуальная реальность. Итак, Виртуальная реальность (ВР, англ. virtual reality, VR, искусственная реальность) - созданный с помощью технических средств мир (объекты и субъекты), который передается человеку через его органы чувств: зрение, слух, обоняние, осязание и другие [1]. Объекты этого мира аналогичны объектам материального мира, они так же поддаются законам физики.

Трехмерное пространство - представленная в геометрическом виде модель материального мира, в котором мы находимся [2]. Пространство называется трехмерным, когда оно имеет три параметра - длину, ширину, и высоту.

Следующим понятием в этой области является трехмерная графика. Трёхмерная графика является разделом компьютерной графики, который посвящен методам создания изображений или видео с помощью процесса моделирования объектов трехмерного пространства [3].

Чтобы получить трехмерное изображение на плоскости необходимо выполнить следующие этапы:

·Моделирование - процесс создания трёхмерной математической модели сцены и объектов в ней;

·Рендеринг (визуализация) - построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью;

·Вывод полученного изображения на устройство вывода - дисплей или принтер [4].

3D - моделирование - это процесс создания трёхмерной модели объекта [5].

Моделирование состоит из нескольких категорий объектов:

·Геометрия (модель объекта, созданная с помощью применения различных методов);

·Материалы (физические\визуальные свойства модели);

·Источники света (уровень освещенности, направление, мощность);

·Виртуальные камеры (точка и угол построения проекции);

·Дополнительные эффекты (природные, физические, или химические явления).

Главное задачей трехмерного моделирования является описание и размещение объектов, используя геометрические преобразования, которые соответствуют требованиям к будущему изображению.

1.2Обзор устройств виртуальной реальности

Виртуальная реальность (ВР) - термин, который используют при описании технологий, которые улучшают ощущения пользователя при погружении в виртуальное пространство. Чтобы полностью погрузиться в эту среду, необходимо влиять на все органы чувств. Однако, говоря о виртуальных музеях, нам важно взаимодействие на органы зрения. Поэтому сосредоточимся на устройствах, которые визуально погружают человека в ВР.

Можно выделить 3 главные категории современных технологии отображения виртуальной реальности:

·Desktop VR - самый простой тип программ ВР, который для визуализации использует простой монитор;

·Fish Tank VR - более совершенная система, поддерживающая движения головой, что улучшает ощущение погружения в виртуальную реальность. Также используется простой монитор, но не поддерживается связь с пользователем;

·Системы погружения (Immersive systems) - последние системы виртуальной реальности, позволяющие целиком окунуться в ВР, генерация происходит с использование Head0mounted display (HMD), иными словами, используя шлемы ВР, поддерживающие стереоскопические представления сцен в зависимости от положения пользователя.

Рассмотрим шлемы виртуальной реальности. В своем большинстве они имеют множество сходств в принципе работы, технологиях. Различаются, как правило, не значительно. Однако по типологии шлемы можно разделить на игровые и универсальные. Со стороны технологий, игровые и универсальные шлемы различаются пикселизацией и скоростью «отклика» устройства в процессе игры. Игровые модели отличаются большими пикселями, что остается незаметным в динамике.

1.2.1Oculus Rift

Самый популярный и усовершенствованный шлем ВР, представлен на рисунке №1. Обладает следующими техническими характеристиками:

·Разрешение экрана 960*1080 пикселей;

·Частота обновления экрана: 75 Гц;

·Время отклика 2-3 мс;

·Отслеживание положения головы с частотой 1000 раз в секунду;

·Угол обзора - 110 градусов;

·Датчики гироскоп, акселерометр, магнитометр, инфракрасные датчики, встроенные съемные аудио наушники;

·Вес - 440 г;

·USB для передачи информации.

Функциональность:

Девайс способен отслеживать повороты до 360 градусов, при помощи инфракрасных светодиодов, встроенных в заднюю сторону девайса. Работает с рядом популярных игр. С Окулусом сотрудничает огромное количество разработчиков программного обеспечения, что приводит к разнообразному рынку приложений, созданных под этот девайс.

Стоимость: приблизительно 300$.

Описание:

У Окулуса больше преимуществ, чем недостатков. Одним из главных плюсов является универсальность девайса, и постепенная проработка проекта. Разработчикам и потребителям заблаговременно представилась возможность воспользоваться экспериментальной версией продукта, и оставить свои комментарии к работе «шлема». Надежность проекта Oculus VR подтверждает факт покупки этой компанией Марком Цукербергом.

Рисунок 1 Шлем Oculus Rift

1.2.2Sony Morpheus, Project Morpheus

Основные характеристики:

Шлем разработан для совместного использования с PlayStation 4, а также с такими устройствами, как PlayStation Camera, DualShock 4, Ps Move. Этот шлем (рисунок №2) имеет 5,7-дюймовый OLED-дисплей, разрешение которого 1920 на 1080 пикселей, частота обновления устройства - 120 Гц, обзор - 100 градусов. Также девайс оснащен 9 датчиками, которые отслеживают позицию юзера.

Функциональность:

Компанией Sony впервые представлена техника, называемая «репроецированием», благодаря которой человеческий мозг воспринимает частоту 60 Гц, так, как будто это 120Гц. Это достигается с помощью прибавления еще одного кадра, между 2-мя определенными кадрами, для того, чтобы меньше проявлялся эффект укачивания. У этого шлема есть поддержка 60 разнообразных виртуальных звуковых источников, а также в дальнейшем планируется реализовать поддержку проводных и беспроводных звуковых гарнитур.

Стоимость: Около 540 $.

Описание:

«Морфиус» - главный конкурент рассмотренного ранее Окулуса. Но в сравнении с предыдущим, этот шлем является только игровым. Он изначально разработан для поддержки игрового процесса, и создания комфортных условий пользователю. Эта модель отличается стильным дизайном. Среди недостатков устройства можно выделить такие параметры, как качество картинки и степень погружения в ВР, которые значительно хуже, чем у Oculus Rift.

Рисунок 2 Шлем Sony Morpheus

1.2.3AntVR Kit

Характеристики:

·1920 на 1080 пикселей, Full HD;

·100-радусный обзор;

·Обладает беспроводным цифровым интерфейсом, измерительным блоком, трекингом движения;

·Оснащен 9 осями IMU 100 градусов;

·Контроллер трансформируется;

·Обладает четырьмя игровыми режимами, и режимом светового меча;

·Для удобства снизу небольшое пространство, для удобства видения устройств ввода (мыши и клавиатуры).

Функциональность:

Поддерживается основными популярными платформами: ПК, Android, Xbox, PlayStation.

Стоимость: 270$.

Описание:

Тестовые модели шлема (изображен на рисунке №3) не зарекомендовали себя, как качественный девайс, и не приобрели популярности на рынке. Несмотря на универсальность проекта, и огромное количество заявленных плюсов, на деле шлем оказался некачественным.

Рисунок 3 Шлем AntVR Kit

1.2.4Avegant Glyph

Технические параметры:

·Обладает углом обзора в 45 градусов, частотой обновления равной 120 Гц, разрешением 1280 на 720;

·Вес девайса всего 450гр.

Устройство имеет две функции, и является как полноценными наушниками, так и в любое время трансформируется в шлем ВР. Для наушников имеется обычный HDMI разъем, и позволяют отображать 2D или 3D изображения с мобильных устройств, персональных компьютеров и т.п.

Функциональность:

У каждого из окуляров регулируемый фокус и расстояние до зрачка, что облегчает пользование устройством слабовидящими людьми. Также шлем имеет ряд сенсеров, которые увеличивают угол обзора до 360 градусов. Главный плюс - это использование технологии микрозеркал, которая снижает зрительное напряжение и укачивание. Этот девайс приспособлен к просмотру фильмов с хорошим звуковым качеством, а также является игровым шлемом.

Стоимость: 600$.

Описание:

Эта модель, представленная на рисунке №4, имеет хорошие перспективы, является универсальной, но при этом одной из самых дорогих. Модель не доступна для массового рынка, но при этом будет пользоваться спросом среди соответствующих потребителей. Однако, стоит обратить внимание, что шлем скорее хорошая замена кинотеатра, нежели игровой девайс.

Рисунок 4 Шлем Avegant Glyph

1.2.5Samsung Gear VR

Характеристики:

·Super AMOLED;

·5,7 дюймов;

·Разрешение 2560 на 1440 пикселей;

·515 ppi;

·Весит около 380 г;

·Угол обзора 96 градусов;

·Обладает встроенным акселерометром, гирометром, магнитным датчиком, датчиком присутствия;

·Экран воспроизводит данные с задержкой <20 мс.

Функциональность:

Учитывает близорукость и дальнозоркость, а также межзрачковое расстояние. Подключается к смартфону через разъем microUSB. Также гарнитура оснащена объемным пространственным звуком (если есть наушники).

Стоимость: 200$

Описание:

При использовании игровых приложений замечается нагревание смартфона. Смартфон периодически сообщает о необходимости его охлаждения. Плюсом является отличная оптическая работа, а огромным минусом - совместимость лишь с одним смартфоном Galaxy Note 4. Сам шлем представлен на рисунке №5.

Рисунок 5 Шлем Samsung Gear VR

1.2.6Valve HTC Vive

Параметры:

Гарнитура (рисунок №6) работает с помощью использования двух экранов, разрешение каждого равно 1200 на 1080, и частотой обновления 90 кадров/секунду. Эти параметры позволяют гарнитуре воспроизводить фотореалистичные изображения. В шлеме встроен гироскоп, акселерометр, лазерный датчик, отслеживающий повороты головой.

Функциональность:

При распространении в комплекте с очками Vive будет беспроводной контролер. Девайс нацелен не только на компьютерные игры, но и на воспроизводства контента от партнеров (HBO, Lionsgate, Google). Движения головой отслеживаются устройством с точностью в 0,1 градус. Это происходит, так как в устройство встроены гироскоп, акселерометр, лазерный сенсор. Комплектация девайса происходит со стандартной станцией Steam VR, с помощью которой создается трехмерная модель виртуального пространства, внутри которого пользователь может перемещаться, не используя контроллер. Наличие пары станций позволяет контролировать перемещение юзера по этому пространству.

Стоимость: неизвестно.

Рисунок 6 Шлем Valve HTC Vive

1.2.7Open Source Virtual Reality (OSVR)

Параметры:

·Диагональ экран 5,5 дюйма, FullHD, в комплекте с двумя окулярами, которые позволяют минимизировать искажения воспринимаемой информации со сверхблизкого расстояния к дисплею;

·Угол обзора равен 100 градусам;

·Наличие акселерометра, гироскопа и компаса;

·Встроенный USB 3.0. порт.

Функциональность:

Шлем (рисунок № 7) в первую очередь является игровым, но вполне подходит для любого программного обеспечения. Девайс является упрощенной версией Окулуса.

Стоимость: приблизительно 200$.

Описание:

Является одним из самых молодых устройств. В основном предназначена для разработчиков, однако в перспективе массовое производство. Основной плюс шлема - относительно небольшая цена для такого качественного продукта.

Рисунок 7 Шлем OSVR

1.3Обзор существующих виртуальных музеев

Каждый день по всему миру открываются новые выставки изобразительного искусства, которые посещают миллионы людей. Но, главным минусом является ограничение времени работы того или иного музея. Еще одной проблемой является территориальная расположенность: большинство выставок, музеев, галерей располагаются в другом городе, в другой стране, на другом континенте. До 21 века казалось, что если вы не оказались в нужное время в нужном месте, то вы упустили свою возможность.

С развитием технологий и появлением Интернет эта задача стала решаемой. Сегодня самые крупные музеи России и мира имеют собственные сайты, мобильные приложения. Вариации представления экспозиции множество, но основными разновидностями виртуальных музеев являются:

·Музей - база данных;

·Фотопанорама;

·3D - тур.

Первый тип представляет собой своего рода научно-техническую базу музея, которая формируется из электронных коллекций. Эта методика строится на принципе распределения доступа к информационным ресурсам.

Второй тип - формирование виртуальной панорамы. Как правило это 360-градусная фотопанорама, с добавлением кнопок для перемещения.

К третьему типу относятся музеи, построенные при помощи специальных программ для 3D - визуализации. Принцип работы такого музея ничем не отличается от панорамного музея.

Виртуальный музей - это своего рода окно в мир: каждый найдет для себя музей по своей тематике, может поучаствовать в конференциях, оставить свой отзыв. Примером такого музея является музей Московского кремля [6] (рис. 8).

Рис. 8 Виртуальный музей Московского кремля

На интернет сайте Московского кремля имеется такая функция, как виртуальный тур. Используя компьютерную мышь, и специальные кнопки, расположенные внизу экрана, можно управлять смотровыми точками, и перемещаться на 360 градусов. В этом музее можно посмотреть все главные здания и сооружения, расположенные в Кремле. Обзор каждой смотровой точки может сопровождается аудио-экскурсией, содержащей информацию о истории того или иного объекта.

Более известным во всем мире является виртуальный тур Лувра [7] (рис. 9).

Рис. 9 Виртуальный музей Лувра

Лувр является крупнейшим и самым известным музеем мира. На сайте располагаются бесплатные онлайн-туры, которые состоят из нескольких 3D - частей музея. Для приближения изображений используется встроенный на сайте Quick Time плеер. Главный недостаток - сайт полностью на французском языке, что усложняет его использование.

Содержательным и интересным является сайт Эрмитажа [8]. Он, к сожалению, не имеет панорамного или 3D - тура, но на сайте содержится огромная база экспонатов с их историей и описанием (рис. 10).

Рис. 10 Виртуальный музей Эрмитажа

Еще одним примером такого музея служит музей Соломона Гуггенхайма [9]. Несомненно, на такие вещи стоит смотреть в живую, чтобы оценить всю сложность и уникальность архитектуры здания, которое спроектировано Франком Ллойд Райтом. Однако не обязательно посещать Нью-Йорк, чтобы увидеть бесценные экспонаты музея. Работы Франца Марка, Пикассо, Пита Модриана, Джеффа Кунса собраны в виртуальном музее (рис. 11).

Рис. 11 Виртуальный музей Соломона Гуггенхайма

Внимания стоит Британский музей [10] (рис. 12). В коллекции Британского музея имеется больше чем 8 миллионов экспонатов. На сегодняшний день стало возможным просмотреть некоторые выставки онлайн. Например, доступна экспозиция «Кенга: текстиль из Африки», а также «Объекты из римских городов Помпеи и Геркуланум». В Британском музее использовалась технология Google Street View.

Рис. 12 Виртуальный тур по Британскому музею

1.4Обзор состава и параметров технических средств мобильных устройств

На сегодняшний день существует большое количество операционных систем для мобильных устройств. Самыми популярными являются:

·Android;

·IOS;

·Windows Phone.

Каждая из этих систем занимает свою долю рынка, и имеет свои плюсы и минусы.

1.4.1Android

Начнем обзор с самой распространенной и популярной мобильной ОС. Android - это продукт Google, появившийся в 2008 году. Согласно статистическим данным, в 2014 году на Android работали 86% мобильных устройств. Такую популярность данная операционная система получила благодаря своей гибкости и распространенности, разработчики позволяют производителям устанавливать ее на любые продукты.

Android имеет ряд преимуществ:

1.Предоставлена возможность свободных действий в системе. Можно менять ее интерфейс так, как вам захочется. Работая с этой системой у вас есть root-права, которые дают вам безграничные возможности.

2.Большое количество приложений. Под Android, в отличии от других ОС, пишется очень много приложений, начиная от игр, текстовых редакторов, файловых менеджеров, заканчивая мультимедийными программами. Вы всегда сможете найти нужную вам программу и контент.

3.Регулярность обновлений. Разработчики периодически исправляют баги, и переделывают приложения под новые версии операционной системы, что решает проблему совместимости устройства с приложением.

.Главное преимущество, и одновременно главный недостаток - открытость системы. Эта операционная система действительно универсальна, и ее можно совместить с любым устройством, но нет налаженного взаимодействия между аппаратной и физической составляющей устройства, из чего вытекают частые неполадки и прочие неприятные вещи.

5.Выбор приложений. C одной стороны это тоже плюс, но приложений слишком много, поэтому они не проходят проверку в Google Play, и как следствие в магазине распространяется ненадежный, а иногда и вирусный контент.

6.Настройки. Как и предыдущие два пункта этот является противоречивым. У Android существует множество адептов во всем мире, вследствие возможности конфигурации и персонализации устройства. Из этого вытекает сложность в пользовании системой, так как появляется множество кнопок, параметров и подобных вещей.

Подводя итоги, можно сказать что Android очень противоречивая система, имеющая свои достоинства и недостатки.

1.4.2iOS

iOS - операционная система предназначенная только для устройств компании Apple.

iOS - главный конкурент Android, но также имеет свои недостатки и достоинства:

·Оптимизация. iOS полностью заточена под устройства Apple, поэтому система является закрытой и используется только на таких мобильных устройствах. Система стабильна и быстродействена, что является ее главным плюсом.

·Дизайн. У iOS относительно простой и интересный дизайн, что делает работу с устройством доступной, и комфортной. Любой пользователь интуитивно разберется с интерфейсом.

Выше было рассказано о плюсах этой системы, а сейчас поговорим о недостатках:

·Закрытость системы. Одновременно это является плюсом и минусом. ОС является безопасной и надежной, почти не имеет багов, но при этом у вас нет доступа к изменению интерфейса системы.

·Приложения. В AppStore не такой разнообразный выбор, как в магазине Google. Естественно имеются все необходимые программы, но в большинстве случаев за них придется платить. Зато вы будете уверены в качестве контента, так как перед попаданием в AppStore приложения проходят проверку на безопасность.

Говоря об этой ОС, можно сказать, что в принципе объективных минусов у системы нет, а субъективных огромное количество.

1.4.3Windows Phone

Менее популярной для мобильных устройств операционной системой является Windows Phone. Пока две предыдущее ОС конкурируют друг с другом, Windows Phone движется собственным путем.

Перейдем к достоинствам данной ОС:

1.Интерфейс. Операционная система в корне отличается от iOS и Android. У системы свой креативный и запоминающийся интерфейс, в виде привычных всем «плиточек» Windows.

2.Это Windows. Microsoft шаг за шагом реализовывает идею, которая заключается в создании единой операционной системы для мобильных и стационарных устройств. На сегодняшний день, если вы имеете компьютер с установленной на нем Windows 10, у вас есть возможность связать свое мобильное устройство и ПК, что сделает вашу работу более удобной.

3.Низкие требования. Данная ОС весит очень мало, поэтому вам не нужно устройство с большим объемом оперативной памяти. ОС неплохо работает на старых устройствах.

4.Безопасность. Каждый год проводятся различные опыты, и по их результатам операционная система Windows Phone обладает самым большим коэффициентом безопасности.

.Теперь поговорим о недостатках:

6.Приложения. Главный недостаток ОС - небогатый выбор приложений. Многие программы просто отсутствуют в магазине Windows.

7.Поддержка. Обновляется довольно редко, и без особых изменений. Также в планы Microsoft входит отказ от обновления старых моделей смартфонов.

Проанализировав вышеперечисленные операционные системы, был сделан вывод, что мобильное приложение под Android - самый оптимальный вариант. Обусловлено это тем, что на сегодняшний день пользователей Android численно больше, чем пользователей других ОС. Также, для разработки приложений под Android нужен обычный персональный компьютер, и не требуется покупки техники определенной фирмы. Поэтому был сделан следующий выбор:

·Целевая операционная система Android версии не ниже 4.3;

·Мобильные устройства должны иметь оперативную память не менее 1 ГБ и частоту процессора не ниже 1.2 ГГц;

·ПО должно стабильно функционировать под управлением ОС Android API 16, версия Jelly Bean (Android 4.3) или новее.

1.5Обзор сред для 3D - моделирования

3D - моделирование на сегодняшний день стало популярным, развивающимся и многозадачным направлением в компьютерной индустрии. Сегодня производство чего-либо трудно представить без предварительного создания виртуальной модели. А выпуская медиа-продукцию, всегда используют компьютерную графику и анимацию. Специфика программ разнообразная, все зависит от задач, которые стоят перед проектировщиком. Поэтому первым делом определяемся с кругом задач, решить которые мы можем в той или иной среде. Второй вопрос - сложность изучения ПО, и количество времени, затраченного на адаптацию к программе. Поэтому главная задача - выбор рациональной, быстрой и удобной программы, которая даст качественный результат.

Поэтому приступим к обзору самых популярных приложений 3D - моделирования.

1.5.1GoogleSketchUp

Рис. 12 Интерфейс Google SketchUp

Эта платформа признана профессиональным ПО для работы с трехмерной графикой (рис. 12). В программе имеются шаблоны и встроенные генераторы эффектов, что значительно упрощает работу как новичков, так и профессионалов. Приложением поддерживаются всевозможные плагины и макросы. Эта платформа позиционируется разработчиком как инструмент, оптимизированный для архитекторов, дизайнеров, позволяющий создавать 3D - модели для их сферы деятельности. Функциональную составляющую можно расширить, устанавливая дополнительные плагины. Установив дополнения, можно создавать 3D - модели по фотоснимкам, захватывать анимацию, верстать сложную геометрию и многое другое. Эта платформа пользуется популярностью среди русскоговорящий пользователей, так как имеет огромное количество обучающей документации.

Интерфейс у программы прост и привычен, имеет основные инструменты (линейку, карандаш, транспортир, ластик) и позволяет работать в 3-х плоскостях. Также есть возможность импортировать и экспортировать различные форматы графики (двумерной растровой и трехмерной).

1.5.23dsMax

Рис. 13 Интерфейс 3ds Max

Большей популярностью у публики пользуется Autodesk 3ds Max (рис. 13) - мощнейшее ПО для созданий трехмерной графики, с огромным функционалом. Для 3D Max уже создали много плагинов, разработали готовые 3D - модели, отсняли миллионы обучающих видео. Программа универсальна, и предназначена для работы в различных областях, начиная от дизайна и архитектуры, заканчивая мультипликацией. В программе есть возможность настроить освещение трехмерной сцены, и также благодаря наличию фотореалистичного визуализатора можно достигнуть высокой правдоподобности (реалистичности).

1.5.3AutodeskMaya

Рис. 14 Интерфейс AutodeskMaya

Это ПО занимает ведущее место в создании компьютерной трехмерной графики, и является главным конкурентом 3DsMax. В Maya (рис. 14) работают такие известные мультстудии, как WaltDisney, Dreamworks, Pixar и др. В программе можно моделировать все: твердые и мягкие тела, их физическое состояние, поведение тканей, создание эффектов, детальное отображение элементов персонажа (и их анимация). Особенностью программы считается PaintEffects, благодаря которому можно рисовать различные 3D - объекты (узоры, цветы, траву). Освоить программу довольно сложно, но можно найти множество обучающих уроков, что компенсирует этот факт.

1.5.4Blender

Рис. 15 Интерфейс Blender

(рис. 15) является лучшим бесплатным редактором. Легкий для использования, благодаря простому интерфейсу, и знанию горячих клавиш. За историю своего существования, ПО был видоизменен разными людьми, которые создали для своей работы множество функций, и добавили их в код, после того как проект перестал был коммерческим. Этот редактор занимает всего несколько десятков МБ, поэтому ее можно использовать на слабых компьютерах.

1.5.5Wings3d

Рис. 16 Интерфейс Wings3d

Исходный код этой программы также находится в открытом доступе, и программа является абсолютно бесплатной. Программа поддерживает множество форматов, таких как.3ds,.ndo,.lwo,.lxo, и др. По имеет простой в использовании интерфейс, и множество стандартных и дополнительных инструментов. Для качественного моделирования рекомендуется использовать более сложные программы, ну а если вы новичок, можно начать с Wings3d (рис. 16).

1.5.6SweetHome 3D

Рис. 17 Интерфейс Wings3d

Home 3d (рис. 17) - программа очень простая, имеющая интуитивно понятный интерфейс. Как и предыдущее ПО, имеет открытый исходный код и является бесплатной. В основном используется для создания и проработки дизайна собственных квартир.

Таблица 1

Сравнительный анализ средств для 3D моделирования

НазваниеСложность в освоенииРусифицированная версияНаличие справкиСтоимостьОбъем занимаемой памяти компьютерПродуктПоддержка форматов других редакторахGoogle SketchUpНетДаПолезные подсказки и руководстваПолная бесплатность программы, нелегальна для коммерческого использования72,2 MБ3D - моделиДа3dsMax Да ДаНа сайте производителя3 года бесплатного пользования с условием использования в учебных целяхОколо 1Гб3D - модели, анимацияДаAutodeskMayaДаРусификатор отдельноНа сайте производителя3 года бесплатного пользования с условием использования в учебных целяхОколо 2ГБ3D - модели, анимацияДаBlenderНетДаНа сайте производителяПолная бесплатность программыОколо 10 MБ3D - модели, анимацияДаWings3dНетРусификатор отдельноНа сайте производителяПолная бесплатность программ7.2МБ3D - модели.ДаSweetHome 3DНетДаНа сайте производителяПолная бесплатность программ41,5 MБДизайн интерьера 3DНетСравнив все вышеперечисленные продукты (см табл. 1), выбор пал на 3ds Max, так как благодаря простым и мощным средствам моделирования, можно создавать разнообразные среды, и детализированный объекты. Несомненным плюсом является тот факт, что основные модули визуализации (Arnold, V-Ray, Iray, Mental Ray) поддерживаются 3ds Max. Так как дальнейшая работа создания виртуального музея будет проводиться с помощью игрового движка, то необходимо отметить, что у 3ds max хорошая совместимость с такими программными средствами, как Revit, Inventor, Fusion 360, SketchUp, Unity и Unreal.

1.6Обзор и анализ игровых движков

Игровой движок -основной программный компонент компьютерных и видеоигр или других интерактивных графических приложений, который обрабатывается в реальном времени [8].

Компонентами игрового движка, как правило являются:

)Графический движок - программный компонент, основная задача которого визуальное 2D представление (рендеринг) или же 3D представление компьютерной графики.

)Физический движок (англ. physics engine) - этим программным компонентом производится моделирование законов физике в виртуальной среде.

)Звуковой движок (англ. sound/audio engine) - программный компонент, который отвечает за звук и его воспроизведение (шумы, музыкальное сопровождение, голоса персонажей).

)Игровой искусственный интеллект (англ. game artificial intelligence) - программные методики, используемые в компьютерных играх, чтобы создать иллюзию интеллектуального поведения героя, управляемого компьютером. [9]

Появление и модернизация игровых движков способствовали разделению процессов создания игр. Каждый этап создается при помощи специальных средств разработки. Сегодня игровые движки используют для создания не только игра, но и для визуального представления всевозможных технических процессоров, симуляторов, или просто пользовательского интерфейса.

Чтобы лучше понять, по каким критериям лучше выбирать игровой движок, проведем анализ существующих движков и их характеристик.

1.6.1Unity

Unity (Unity3d) - самый известный современный игровой движок. Стал доступен в 2005 году, и на сегодняшний день имеет последнюю версию Unity 5. К 2013 году число зарегистрированных юзеров дошло до 2х миллионов, что подтверждает его популярность. Главные отличительные черты - это:

·Продуманность архитектуры проекта;

·Совместимость со всеми актуальными целевыми платформами;

·Обширное сообщество экспертов;

·Имеется бесплатная версия, не имеющая ограничений;

·Возможность создания двухмерных и трехмерных игр, и не только.

1.6.2MoneGame / XNA

XNA - игровой движок, который создан компанией Microsoft на основе.Net Framework, и выпущен в 2006 году. Движок позволяет создавать игры для существующих платформ windows до 8 версии. В 2013 году Microsoft закончили дальнейшую поддержку проекта. Но это не стало завершением эпохи этой программы. На основе XNA создали её свободную реализацию - MonoGame, которая развивается по сей день.

Отличительными чертами являются:

·Сравнительно небольшой порог вхождения;

·

Copyright © 2018 WorldReferat.ru All rights reserved.