Reproducerea virtuală și animația robotului adept cobra s600 [303344]

Licență

Reproducerea virtuală și animația robotului adept cobra s600 [303344]

Byadmin ianuarie 1, 2024

[anonimizat], ELECTRONICĂ ȘI MECATRONICĂ

PROIECT DE DIPLOMĂ

Ilie A. Bogdan-Mihai

REPRODUCEREA VIRTUALĂ ȘI ANIMAȚIA

ROBOTULUI ADEPT COBRA S600

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC

Șef Lucrări Dr. Ing. Ionuț Resceanu

Iulie 2013

CRAIOVA

DECLARAȚIE DE ORIGINALITATE

Subsemnatul Ilie A. Bogdan-Mihai, student: [anonimizat], Calculatoare și Electronică a [anonimizat], [anonimizat]:

cu titlul Reproducerea virtuală și animația robotului ADEPT COBRA S600,

coordonată de Șef Lucrări Dr. Ing. [anonimizat] 2013.

[anonimizat]:

reproducerea exactă a [anonimizat]-o [anonimizat]-o [anonimizat],

[anonimizat], [anonimizat] a unor aplicații realizate de alți autori fără menționarea corectă a [anonimizat] a [anonimizat].

Pentru evitarea acestor situații neplăcute se recomandă:

plasarea între ghilimele a citatelor directe și indicarea referinței într-o [anonimizat] a [anonimizat] a sursei originale de la care s-a [anonimizat] s-[anonimizat], figuri, imagini, statistici, [anonimizat], a căror paternitate este unanim cunoscută și acceptată.

Data, Semnătura candidat: [anonimizat],

PROIECTUL DE DIPLOMĂ

REFERATUL CONDUCĂTORULUI ȘTIINȚIFIC

În urma analizei lucrării candidat: [anonimizat]:

[anonimizat]:

Data, [anonimizat]

1. Noțiuni de design in multimedia 7

1.1 Noțiuni introductive 7

1.2 Sistemul SKETCHPAD 8

1.3 Domeniul 3D 10

1.4 Autodesk și mediul AutoCAD 10

1.5 Autodesk și mediul 3D Studio Max 14

1.5.1 Scurt istoric 14

1.5.2 3D Studio Max în reclame și filme 15

1.6 Mediul Photoshop 18

1.6.1 Scurt istoric 18

2. Instalarea mediului 3D Studio Max și noțiuni fundamentale de utilizare a acestuia 20

2.1 Sistemul hardware necesar și platforma de lucru 20

2.2 Instalarea 3D Studio Max 2010 20

2.3 Noțiuni fundamentale despre 3D Studio Max 2010 21

2.3.1 Interfața grafică 3D Studio Max 2010 22

2.3.2 Modelarea 3D – Metode de modelare 25

2.3.3 Metode simple de creare a obiectelor 3D 26

2.3.4 Materiale 29

2.3.5 Efecte speciale 29

3. Animație în 3D Studio Max 31

3.1 Noțiuni introductive 31

3.1.1 Controllerele 31

3.2 Concepte și metode de animație 31

3.2.1 Concepte de animație 32

3.2.1.1 Metoda tradițională de animare 32

3.2.1.2 Metoda de animare folosită de 3DS Max 33

3.2.2 Metode de animație 33

3.2.2.1 Utilizarea metodei Auto Key 33

3.2.2.2. Utilizarea metodei Set Key 33

3.2.2.3. Utilizarea metodei prin metamorfoză 33

3.2.2.4. Utilizarea ierarhiilor de obiecte 34

3.3. Elemente folosite în animație 34

4. Realizarea structurii robotului ADEPT COBRA S600 36

4.1 Implementarea în 3D Studio Max 36

4.1.1 Setarea blueprint-urilor 36

4.1.2 Modelarea unei piese 38

5. Realitate virtuală 43

5.1 Noțiuni introductive 43

5.2 Realitate Virtuală – pro și contra 43

5.3 Tehnologia Virtual Reality (VR). Modele Reale 44

5.3.1 Mănuși informatice 44

5.3.2 Display-uri 45

5.4 VRML 47

5.4.1 Noțiuni introductive 47

5.4.2 Structura unui fișier VRML 48

5.4.3 Noduri geometrice 48

5.4.3.1 Nodul Shape 48

5.4.3.2 Nodul Box 48

5.4.3.3 Nodul Cone 49

5.4.3.4 Nodul Cylinder 49

5.4.3.5 Nodul Sphere 49

5.4.4 Exportul 3D Studio Max – VRML 50

6. Concluzii 51

6.1 Domeniul educațional 51

6.2 Domeniul multimedia 51

6.3 Domeniul mecanic 51

A. Bibliografie 6

Lista figurilor

Fig. 1 – Schema generală a unui sistem CAD 7

Fig. 2 – Ivan Sutherland și sistemul SKETCHPAD 8

Fig. 3 – Ivan Sutherland demonstrând sistemul SKETCHPAD 8

Fig. 4 – Vedere 2D a logo-ului ADEPT 9

Fig. 5 – Vedere din perspectivă a logo-ului ADEPT 9

Fig. 6 – Vedere wireframe, din perspectivă, a logo-ului ADEPT 9

Fig. 7 – Splash Screen AutoCAD LT 2012 11

Fig. 8 – Interfața Autodesk Inventor și modelul 3D al unui templu. 11

Fig. 9 – Loading screen 3D Studio Max 2009 12

Fig. 10 – Spațiul de lucru al aplicației CADELEC din cadrul AutoCAD 2000 12

Fig. 11 – Meniul destinat cotării desenelor 2D în AutoCAD 2011 13

Fig. 12 – Robotul Citroen în cea mai bună reclamă a anului 2004 15

Fig. 13 – Unelte de animație în mediul 3D Studio Max 6 16

Fig. 14 – Interfața grafică a softului 3D Studio Max 2010 17

Fig. 15 – Interfața grafică a softului 3D Studio Max 2014 17

Fig. 16 – O textură desfășurată și aplicată unui con 18

Fig. 17 – Interfața Photoshop CS5 și afișajul utilizat în procesul de texturare 19

Fig. 18 – Meniul implicit al instalării programului 3D Studio Max 2010 20

Fig. 19 – Meniul de revizuire și configurări adiționale 21

Fig. 20 – Fereastra 3D Studio Max 2010 și elementele componentele principale 22

Fig. 21 – Meniul derulant al viewport-ului Front și cutia de facilitare a schimbării perspectivelor 23

Fig. 22 – Vedere Wireframe pentru una din fazele modelării robotului ADEPT COBRA S600 24

Fig. 23 – Utilizarea opțiunii Transparency și meniul selectării modului acesteia 24

Fig. 24 – Exemplu de creare a unei curbe Spline 25

Fig. 25 – Dezvoltarea prin modelare poligonală a unui Box (cutie) 26

Fig. 26 – Extrudarea unui contur închis, apoi extrudarea formei prin Edit Poly 27

Fig. 27 – Rotirea conturului în jurul axei verticale, fixată în mijlocul acestuia 27

Fig. 28 – Aplicarea bizotării asupra unui contur de tip Text, modificat în Edit Poly 28

Fig. 29 – Alegerea tipului de material pentru o piesă 29

Fig. 30 – Fereastra de configurare a efectelor și a mediului înconjurător al obiectelor randabile 30

Fig. 31 – Reprezentarea unui cadru (frame) dintr-un film 32

Fig. 32 – Cadrele marcate cu 1,2 și 3 sunt keyframes, iar restul sunt tweens 32

Fig. 33 – Punctul pivot al unui grup de obiecte 34

Fig. 34 – Blueprint-uri pentru Side și Top ale robotului ADEPT COBRA S600 36

Fig. 35 – Se copiază dimensiunea pozei cu vederea din profil 37

Fig. 36 – Se construiesc planurile în MAX 37

Fig. 37 – Cele 4 vederi din MAX cu blueprint-urile 38

Fig. 38 – Meniul Standard Primitives 38

Fig. 39 – Crearea planului 39

Fig. 40 – Convertirea la Editable Poly 39

Fig. 41 – Tipurile de selecție posibile 40

Fig. 42 – Continuarea modelării 40

Fig. 43 – Continuăm modelarea 40

Fig. 44 – Piesa modelată 41

Fig. 45 – Din meniul Modifiers List se alege Symmetry 41

Fig. 46 – Simetria piesei modelate 42

Fig. 47 – Tab-ul Subdivision Surface 42

Fig. 48 – Piesa finală 42

Fig. 49 – Mănușă informatică 45

Fig. 50 – Exemplu de HMD 46

Fig. 51 – Un alt exemplu de HMD, în stilul Google Glasses 46

Fig. 52 – Un set complet de sisteme pentru realitate virtuală, format din mănușă informatică și HMD 46

Fig. 53 – Exemplu de scenă grafică creată în VRML 47

Fig. 54 – Fereastra de dialog destinată exportului 50

Fig. 55 – Fereastra de dialog pentru exportul VRML 50

Noțiuni de design in multimedia

Noțiuni introductive

Cuvântul „multimedia” provine de la cuvintele „multi” (mai multe) și „media” (medii de transmitere și prezentare a informațiilor). În viața cotidiană aveți de multe ori ocazia să intrați în contact cu aceste medii de transmitere a informațiilor: ziare și reviste (imagini și text), televizorul și combina muzicală (video și audio). Multimedia nu face altceva decât să combine toate aceste medii, în computerul dumneavoastră.

Grafica inginerească a fost și rămâne un domeniu fundamental al cunoștiințelor inginerești. Reprezentarea prin desene a ideilor de rezolvare a soluțiilor de principiu a pieselor și ansamblurilor proiectate, este una din sarcinile cele mai importante ale proiectantului. Este unanim recunoscută importanța, în toate etapele procesului de proiectare-fabricație, a desenului ca mijloc efectiv de comunicare a informațiilor. Posibilitatea de a folosi această abilitate de calculator, a revoluționat modul în care acestea sunt folosite astăzi în toate domeniile.

Conform literaturii de specialitate, sistemele de proiectare asistată de calculator (în engleză CAD-Computer-Aided Design) sunt destinate creării interactive de modele ale obiectelor tehnice reale, analizei acestor modele, generării documentației pentru fabricarea lor și producerii de date grafice și cât mai multe din domeniile în care sunt folosite aceste sisteme: mecanică, electronică, electrotehnică, construcții, arhitectură, sistematizare urbană sau cartografie, multimedia etc. . În accepțiunea proprie a noțiunii, un sistem CAD este o componentă software, un pachet de programe. Echipamentul pe care lucrează aceste programe nu constituie o componentă a sistemului CAD propriu-zis. Totuși, din punct de vedere principial și al relațiilor de conlucrare, reprezentarea din Fig. 1, în care sunt evidențiate și componentele hardware, poate fi acceptată ca schemă generala a unui sistem CAD.

Fig. 1 – Schema generală a unui sistem CAD

Dezvoltarea CAD s-a produs odată cu perfecționarea graficii pe calculator, puându-se astfel vorbi despre utilizarea calculatorului ca asistent pe tot parcursul procesului de proiectare, caracteristica esențiala a acesteia fiind modul de lucru interactiv, în regim de dialog utilizator-sistem.

Sistemul SKETCHPAD

Apariția sistemului SKETCHPAD, elaborat de I. Sutherland de la MIT în 1963, este considerat evenimentul istoric care a marcat începuturile CAD. Până atunci calculatoarele erau utilizate doar pentru calcule analitice inginerești. Ceea ce a adus nou SKETCHPAD a fost interactivitatea dintre utilizator și calculator, în mod grafic prin intermediul ecranului (display screen) și al creionului luminos (light pen). În Fig. 2 și 3 este prezentată utilizarea sistemului SKETCHPAD.

Fig. 2 – Ivan Sutherland și sistemul SKETCHPAD

Fig. 3 – Ivan Sutherland demonstrând sistemul SKETCHPAD

În anii care au urmat, mai multe companii producătoare de automobile și avioane ca General Motors, Ford, Chrysler sau Lockhead s-au străduit să-și pună la punct propriile sisteme CAD. Anii ’90 reprezintă perioada în care rezultatele eforturilor de cercetare în domeniul CAD se maturizează, dezolvarea noilor configurații hardware și software aducând multe schimbări în acest domeniu. Inițial, programele de CAD au încercat să eficientizeze cât mai mult proiectarea, contribuind la mutarea acesteia de la planșetă la calculator, realizându-se o desenare asistată de calculator. Ulterior, au apărut bibliotecile de elemente standardizate (șuruburi, piulițe, etc.) și diverse unelte (programe atașate) cu scopul de a rezolva activitățile de rutină din proiectare, toate realizate în 2D, iar finalitatea era realizarea desenelor de piesă și ansamblu. Trecerea la proiectarea (modelarea) 3D – realizarea obiectelor direct în trei dimensiuni, a condus la îmbunătățirea productivității procesului de proiectare. Aceasta a făcut să se schimbe și metodologia proiectării, pornind de la reprezentarea reală a obiectului în 3D, spre realizarea proiecțiilor (vederi și secțiuni) ce compun documentația tehnică însoțitoare. Chiar și pentru o simplă piesă, crearea vederilor 2D după modelul solid 3D este mai rapidă decât prin desenarea clasică. Pentru majoritatea proiectanților a fost un mare câștig de a-și putea exprima concepțiile și ideile față de un model virtual, pe când a încercarea de a reproduce un model 3D mental în 2D, este mult mai dificilă. Mai mult, datorită sistemelor existente la ora actuală pe piață, aceste modele pot fi vizualizate, analizate și modificate ca și cum ar fi obiecte reale.

Iată diferențele între 2D și 3D, ilustrate în figurile următoare (realizate folosind 3D Studio Max 2010):

Domeniul 3D

Din ce în ce mai des, în majoritatea domeniilor de activitate, sunt folosite expresii care conțin secvența ”3D – tridimensional”. Grafica este 3D, componentele electronice redau sunetul 3D, clipurile publicitare și efectele speciale din filme sunt concepute în 3D. Până și desenele animate încep să lase în urmă vremurile în care erau realizate imagine cu imagine pe hârtie de către graficieni. Locul sutelor de mii de poziții desenate cu creionul a fost luat de calculator împreună cu programele profesionale de grafică 3D. ”3D Computer Graphics” este un domeniu nou, în care se îmbină arta și tehnologia, devenind un tot unitar, cu posibilități multiple. Până de curând, principala țintă comercială a graficii 3D a fost filmul și industria video. La ora actuală aproape că nu mai există filme în care să nu fie folosite efecte speciale generate integral sau parțial de computer. Domeniul 3D este din ce în ce mai accesibil, cucerind mereu noi arii de utilizare. Tehnologia 3D trece cu ușurință de la arhitectură la designul de produs. Animații 3D apropiate de realitate sunt folosite ca mijloc de pregătire, pentru prezentări multimedia ale produselor celor mai mari corporații internaționale, pentru efecte speciale și chiar pentru actori virtuali în producții cinematografice. Multitudinea de posibilități ale acestui nou domeniu începe să fie tot mai explorată. În accepțiunea majorității graficienilor, elementul care îi va asigura creșterea și dezvoltarea va fi Internetul. Acesta va deveni, în anii care urmează, un mediu vizual, precum televiziunea, iar sutele de mii de companii vor necesita site-uri Web cu grafică de calitate, prezentări animate, modele virtuale ale produselor, în care grafica și animația 3D vor fi omniprezente. Interesul pentru programele de grafică 3D devine cu atât mai mare cu cât acestea au fost mai bine proiectate. La ora actuală există câțiva lideri pe piața actuală, concurența dintre aceștia fiind acerbă. Se iau în considerare toate aspectele: tip, interfață, existența documentației, ușurința în exploatare, adresabilitate, compatibilitatea cu alte programe, sistemul/sistemele de operare pe care rulează și, nu în ultimul rând, prețul. Acesta face deseori diferența între programele profesionale (care ajung să coste mii sau zeci de mii de dolari) și cele simple, cu mai puține caracteristici, care, de obicei, sunt folosite numai pentru a realiza o secvență limitată de acțiuni.

Autodesk și mediul AutoCAD

Domeniul CAD este bine conturat în acest moment și este prezent cu identitatea sa proprie în lumea IT. Piața de pachete soft destinate proiectării asistate a devenit extrem de diversă, pe de-o parte datorită progreselor rapide în domeniul hardwarem pe de altă parte datorită cerințelor actuale ale proiectării și fabricației. S-au conturat două tendințe de dezvoltare în acest domeniu. Prima se referă la dezvoltarea unor aplicații de largă generalitate (medii CAD) pentru diferite domenii, care oferă utilizatorului elementele de bază, tehnicile, procedurile și facilitățile pentru realizarea proiectelor. Sunt foarte bine cunoscute mediile CAD următoare: AutoCAD, MicroStation, SolidWorks, SolidEdge, Pro/Engineer, Unigraphics, CATIA etc.

A doua tendință constă în dezvoltarea unor aplicații specializate pe un anumit domeniu, bine definit și cu un câmp de aplicare mai restrâns. Deși pot fi menționate ca exemple, programe de CAD specializate pe arhitectură (ArchiCAD), electronică (OrCAD), electrotehnică, instalații industriale etc., proiectarea asistată în domeniul mecanic constituie domeniul cel mai larg în ceea ce privește utilizarea sistemelor CAD în inginerie. Ambele categorii de aplicații CAD sunt accesibile prin intermediul unor limbaje de dialog simple, comode, utilizând sintagme din limbajul uman. Viteza de lucru pentru realizarea aceluiași proiect este evident mai mare în cazul folosirii unor aplicații specializate. În cadrul acestui domeniu, Autodesk este cel mai mare producător de software CAD pentru calculatoare. Produsul de bază al firmei, AutoCAD este deja un standard CAD în lumea întreagăș el oferă un set cuprinzător de facilități 2D și 3D pentru proiectare destinată inginerilor mecanici, arhitecților, desenatorilor și proiectanților. Dacă spre sfârșitul anului 1982, Autodesk revoluționa domeniul CAD prin lansarea primei versiuni de AutoCAD (doar un instrument de desenare 2D), astăzi, ultima versiune, AutoCAD 2012, aduce ca noutăți pentru utilizatori o multitudine de avantaje, ea fiind considerată ca având cel mai mare salt evolutiv în domeniu. Atuul principal al AutoCAD-ului este facilitatea de a dezvolta aplicații specializate, care rulează în același mediu grafic. Această deschidere a permis dezvoltatorilor de programe CAD să creeze aplicații pentru o mare varietate de domenii. Dintre numeroasele oferte existente pe piață, la ora actuală, aplicațiile ce rulează pe structura AutoCAD-ului ocupă un segment important. Pot fi menționate în acest sens următoarele aplicații specifice mediului AutoCAD:

AutoCAD LT – o unaltă extrem de puternică de desenare 2D pentru proiectanții profesioniști, ușor de folosit de orice utilizator neexperimentat, 100% compatibil cu AutoCAD. Practic, mediul AutoCAD LT este tot un fel de AutoCAD, dar pentru bugete mai reduse, dar și cu funcționalități mai puține (de multe ori netrebuincioase);

AutoCAD Mechanical – un program dezvoltat pe AutoCAD, destinat proiectării mecanice 2D. Conține o interfață de utilizator specializată, biblioteci de simboluri și organe de mașini, precum și multe facilități și comenzi specifice proiectării în domeniul mecanic;

AutoCAD 360 – cunoscut inițial ca ”AutoCAD WS”, AutoCAD 360 reprezintă o aplicație de Internet și mobil, bazată pe conturi de utilizatori. Cei înregistrați puteau vizualiza, edita și distribui fișiere AutoCAD pe telefon sau web, folosind un set de facilități limitat, precum și fișiere stocate prin cloud.

Autodesk Inventor (soluție independentă) – este cel mai performant sistem de modelare parametrică 3D construit pe „Adaptive Technology” (nume de produse și pachete soft care ajută oamenii cu dizabilități fizice și psihice) și reprezintă cea mai nouă tehnologie 3D dezvoltată în ultimul deceniu. Combină cu succes capabilitățile 2D cu puterea proiectării 3D, permițând în plus adaptarea desenelor 2D (.DWG) existente pentru modele mecanice 3D;

Autodesk Architectural Desktop – pachet soft distribuit de firma Autodesk, ce se adresează proiectanților din arhitectură și construcții, completând structura AutoCAD cu funcționalități specifice pentru

Autodesk MAP – program ce îmbină precizia celui mai important soft de proiectare din lume, AutoCAD, și funcțiile esențiale de analiză GIS (Geographic Information System), putând fi utilizat în cartografie, telecomunicații, administrație, agricultură și exploatarea resurselor naturale;

3D Studio Max (soluție independentă) – de departe cel mai utilizat program pentru modelare 3D, animații și randare profesională, proiectat în jurul unei arhitecturi bazate pe efecte vizuale, animație de personaje și dezvoltarea de jocuri, chiar și în ziua de azi.

Fig. 9 – Loading screen 3D Studio Max 2009

CANALIS – aplicație care rulează împreună cu AutoCAD, de proiectare a sistemelor de canalizare;

PLATEIA – aplicație perfect integrată pe platforma AutoCAD, pentru proiectarea căilor de copmunicație (a drumurilor);

SPIWood 2000 – un program de proiectare asistată de calculator dezvoltat de firma SPI Software (Franța), ce rulează pe platforma AutoCAD 2000, pentru modelarea 3D a componentelor de mobilier;

SPI Sheetmetal – este o aplicație realizată de compania SPI Gmbh pentru modelarea parametrică și obținerea de reprezentări desfășurate a reperelor ccomplexe și a ansamblurilor din tablă pentru AutoCAD, MDT și Inventor;

CADELEC – este o aplicație bazată pe AutoCAD, destinată realizării proiectelor electrice în domeniul electrotehnic și automatizări industriale, fiind un produs al firmei elvețiene SISCAD. CADELEC pune la dispoziția utilizatorilor, biblioteci de simboluri predefinite ce conțin elemente – simboluri electrice – grupate pe categorii, pe care aceștia le pot insera în sistem funcție de destinația lor (de ex. motoare, generatoare, elemente de protecție, contactoare, etc. – Fig. 9). Folosind din plin facilitățile de desenare ale AutoCad, aplicația oferă în plus o mare varietate de funcții și facilități specifice proiectării electrice. Odată realizat desenul, sistemul de analiză a bazelor de date CADELEC, permite obținerea și analiza unei mari varietăți de informații în funcție de mai multe opțiuni de analiză/raportare.

Fig. 10 – Spațiul de lucru al aplicației CADELEC din cadrul AutoCAD 2000

Precizia, acuratețea, flexibilitatea, comoditatea de manipulare și modificare sunt atribute ale desenelor tehnice realizate cu programele de CAD. Înainte de toate, calculatorul oferă o mai mare precizie față de metodele tradiționale de desenare și proiectare. Cu ajutorul sistemelor CAD, sarcinile obositoare de desenare și detaliere sunt mult simplificate prin folosirea unor mijloace de construcții geometrice, cum ar fi: grid, snap, trim și auto-cotare. Cotele și notele tehnice sunt întotdeauna lizibile pe desenele CAD, iar desenele pe hârtie produse de aceste sisteme sunt de o calitate net superioară desenelor realizate manual.

Fig. 11 – Meniul destinat cotării desenelor 2D în AutoCAD 2011

Aceste performanțe obținute sunt legate fără îndoială de calitățile programelor, dar depind mai ales de modul de exploatare a capacităților acestora. Cunoașterea în detaliu a acestor capacități reprezintă premisa de bază a unei activități performante. În plus, programele de CAD reprezintă unelte puternice care pot ajuta, dar nu pot înlocui experiența și cunoștiințele proiectantului dintr-un anumit domeniu, așa cum sunt regulile și convențiile de bază (stipulate prin standarde) de reprezentare utilizate în grafica inginerească. AutoCAD-ul este un pachet de programe destinat desenării și proiectării asistate de calculator (CAD), un instrument de lucru profesional și totuși accesibil, utilizat pe echipamentele cele mai obișnuite (calculatoare personale din familia IBM-PC) și destinat celor mai diverse domenii de activitate: inginerie mecanică, electrică, chimică, arhitectură etc. . La un prim nivel de percepție se poate spune că AutoCAD-ul înlocuiește complet teul și planșeta, creionul, rigla și compasul, radiera – pe scurt toate instrumentele clasice de lucru ale proiectantului. Însă, adevărata putere a AutoCAD-ului se relevă în construcțiile tridimensionale și obținerea unor imagini virtuale ale obiectelor proiectate, în multiple posibilități de evitare a oricărei munci de rutină, în asistența oferită în proiectare și în capacitatea sa de adaptare la exigențele utilizatorului. Cu alte cuvinte, AutoCAD-ul reprezintă „doar” nucleul grafic, comenzile primare pe care se structurează diversele aplicații. Numărul foarte mare de utilizatori ai AutoCAD-ului din întreaga lume (cca 1.5 milioane) au transformat practic acest program într-un standard CAD.

Autodesk și mediul 3D Studio Max

Piața programelor de grafică tridimensională este inundată de o multitudine de soluții. Autodesk 3D Studio Max a fost de la început unul din punctele de referință de pe această piață. Dovada acestui lucru este și multitudinea de filme și jocuri care au fost realizate cu acest program (Star Wars, Lost in Space, Jurassic Park, Avatar, Titanic etc.). Ultimele versiuni ale 3DS Max, dezvoltate sub mediul Windows de către un departament special însărcinat cu realizarea acestui program (Kinetix), din cadrul firmei Autodesk, au adus un număr mare de noi facilități, precum și un mod mai simplu de utilizare.

Scurt istoric

În mai puțin de 2 ani, Kinetix, divizie Autodesk, a reușit cu un deosebit succes să ofere utilizatorilor graficii computerizate două versiuni ale aceluiași produs: 3D Studio Max, precum și un nou program din aceeași categorie, 3D Studio VIZ. Prima versiune 3D Max, lansată în primavara lui 1996, s-a dovedit a fi uimitoare din toate punctele de vedere, câștigând imediat încrederea profesioniștilor, servind în continuare, așa cum a făcut-o foarte bine de un deceniu linia de produse 3D Studio, domeniile: Film & Video, Jocuri & Aplicații Interactive. Pentru a reuși acest lucru, 3D Studio Max a fost realizat astfel încât să poată fi utilizat în toate trei domeniile cu rezultate la fel de bune.

În primăvara lui 1997, Kinetix a dezvoltat o nouă aplicație, 3D Studio VIZ, care să deservească exclusiv piața de Design Visualisation, reducându-se astfel presiunea ca 3DS Max să fie totul pentru toți, a cărui variantă nouă, 3DS Max R2, să poată fi orientat pe cerințele specifice filmului și industriei video, cu funcții adiționale pentru jocuri și Aplicații Interactive. Astfel, 3D Studio Max R2 a devenit prima alegere pentru grafică și animație tridimensională profesională. Prima versiune a fost creată pentru platforma Windows NT 3.51, având un imens succes încă din primul an, fiind vândut în întreaga lume în 25.000 de exemplare și adoptat de profesioniștii în domeniu ca soluție completă de multimedia pentru PC. Programul revoluționează conceptul de animație și grafică tridimensională parametrizată sub Windows, Max-ul remarcându-se ca un software puternic, accesibil, extensibil, ușor de folosit. În plus, în momentul de față sunt disponibile câteva sute de plugin-uri pentru 3D Studio Max.

Versiunile ulterioare au dublat setul de facilități inițiale, în același timp fiind tot mai ușor de utilizat, astfel încât pot să concureze cu orice soft din domeniu. Utilizatorul care a avut încredere în arhitectura deschisă a primului 3D Studio Max și în posibilitățile sale de creștere și dezvoltare, își vede acum răsplătită răbdarea. De fapt, împreună cu Character Studio, formează un pachet software care satisface pe deplin orice cerință a oricărui client, fără să mai fie vreodată necesară achiziționarea unui alt plugin, decât dacă sunt necesare efecte speciale unicat. Este greu sa stabilești care este cel mai important plugin, pentru că fiecare utilizator are propriul domeniu de interes, dar, pentru o lungă vreme, cel mai spectaculos a fost Character Studio, care oferea satisfacția obținerii unei animații populate cu personaje, reale sau fantastice, după dorința și imaginația fiecăruia.

Succesul enorm al lui 3D Studio Max este determinat de faptul că este determinat de faptul că este o platformă pentru animație, modelare și render care se dezvoltă odată cu cerințele utilizatorului. Succesul avut cu Max SDK (Software Developers Kit) este neegalat de toată competiția la un loc, și fără nici o îndoială, nici un alt program nu se poate compara cu Max-ul în această privință, pentru că prezența acestui modul nu numai că permite creearea de pluginuri comerciale, dar asigură instrumentele necesare optimizării programului în funcție de dorințele fiecăruia.

Din punct de vedere al setului de instrumente pe care le conține Max-ul, acesta este complet, cu facilități adiționale pentru modelare și pentru dezvoltare de jocuri (cum ar fi connect, conform, shape merge, cap, interactive color per vertex assignment). Max-ul include un format ASCII care descompune întreaga scenă pentru o mai ușoară integrare în „motorul” jocurilor, iar codul sursă este păstrat pentru optimizări ulterioare. De asemenea, pune la dispoziția utilizatorului un nou sistem IK (Invers Kinematix), cu vizualizare în timp real, morphing avansat, nivel avansat al detaliilor în animație, în continuare asigură suport pentru Character Studio. Programul este foarte stabil, cu o arhitectură deschisă, cu posibilități reale de dezvoltare, fiind un program „tânăr”.

3D Studio Max în reclame și filme

3D Studio Max a permis animatorilor, creatorilor de efecte speciale și de emisiuni TV, din studiouri de orice mărime, să creeze imagini realiste și memorabile pentru o categorie foarte largă de beneficiari: de la filme turnate la Hollywood, spectacole TV de mare succes, până la reclame difuzate în întreaga lume. În ziua de azi, 3DS Max ocupă majoritatea pieței de efecte speciale, însă printre filmele „deschizătoare de drumuri”, care au beneficiat de efecte speciale create cu acest software putem aminti City of Angels, Godzilla, Lost in Space, Anaconda, Contact, The Ghost and the Darkness, James and the Giant Peach, Deep Rising, Terminator 2, Independence Day, The Fifth Element, Tomb Raider, Gladiator, Hollow Man, Shrek, The Last Samurai etc. .

Între serialele timpurii pentru televiziune în care a „jucat” și 3DS Max se numără King of the Hill, Ally McBeal, The Visitor, The Outer Limits, The Real Adventures of Johnny Quest. 3D Studio Max a fost „implicat” în aceeași măsură într-o multitudine de spoturi video publicitare ale firmelor cu renume internațional, precum: IBM, Coca-Cola, Honeycombs Cereal, Discovery Card, Cadillac, Pontiac, Citroën (Fig. 12), Old Spice, Bud Light și multe altele.Toți acești creatori de renume au ales acest mediu de lucru pentru că răspunde în totalitate cerințelor lor și pentru că soluția software-hardware este mult mai puțin costisitoare în comparație cu orice altă opțiune în domeniu.

Tocmai pentru creația de film și video, 3D Studio Max include Video Post – un instrument care permite integrarea mediilor tridimensionale cu efectele 2D și acțiunile live, precum și multiple fundaluri animate pentru coordonarea interactivă a acțiunilor filmate cu efectele 3D. O altă opțiune interesantă este Camera Mapping, care permite plasarea pe geometria tridimensională acțiuni filmate live (Front Projection Mapping).

Fig. 12 – Robotul Citroen în cea mai bună reclamă a anului 2004

Pentru realizarea tridimensională a robotului ADEPT COBRA, s-a utilizat 3D Studio Max 2010. Începând cu 3DS Max 2008, fiecare versiune ulterioară răspunde cerințelor și aduce îmbunătățiri semnificative față de versiunile anterioare, necesare dezvoltării proiectului. Interfața și porturile de vedere ale programului sunt îmbunătățite prin existența sistemelor de coordonate (View, Screen, World, Local, Chosen Object, Grid și Parent), a metodelor de selecție adăugate sau îmbunătățite (pick, fence, rectangular, lasso, select-by-name), suport OpenGL și Direct 3D cu accelerare hardware, arhitectură deschisă pentru plugin-uri, acces rapid la proprietățile obiectelor din scenă etc. .

Ca noutate, curbele și suprafețele NURBS sunt proiectate pentru animație. Apar noi clase de obiecte NURBS, toate animabile, pentru desenarea curbelor și suprafețelor cu controlul vertex-ilor (NURBS CV Curve, NURBS CV Surface, NURBS Point Surface – această clasă fiind controlul exact al interpolării punctelor), care împreună cu primitivele NURBS pentru Box, Cone, Sphere, Cylinder, Tube și Torus, ușurează procesul modelării tridimensionale. MAX propune și primitive noi. Iată câteva exemple: C-ext, L-ext (creează formele literelor respective tridimensional), Chamfer Box, Chamfer Cylinder, Genom, Capsule, Oil Tank, Spindle, etc. . În afară de acestea, Max include și noile elemente ale VIZ-ului, respectiv ușile și ferestrele.

Procesul de „rendering” este mult mai rapid, cu posibilitatea de render în rețea (suportă până la 10.000 de stații de lucru sau PC-uri), un astfel de sistem, dedicat, fiind cunoscut ca și „render farm”. Noi facilități pentru render:

Production and Draft rendering – o opțiune prin care se pot memora sau schimba două setări pentru render;

Background rendering – permite continuarea lucrului în timpul render-ului, fie când se lucrează în rețea, fie doar local;

Alte facilități: opțiuni avansate pentru Raytracing selectiv, efecte de lentilă pentru simularea obiectelor strălucitoare, a fulgerelor, a flăcărilor cu controlul gradienților și vizualizare rapidă.

La pornirea programului 3D Studio Max, ecranul este împărțit în patru secțiuni, pe care utilizatorul le poate modifica și/sau rearanja. Cele patru secțiuni default sunt: Top (sus), Left (stânga), Right (dreapta) și Perspective (perspectivă). Prin aceste porturi de vedere, utilizatorul obține o imagine complexă asupra obiectelor create. Primele trei porturi de vedere sunt ortogonale, iar cel de-al patrulea oferă o vedere în perspectivă asupra grupului de obiecte create, roiturile de vedere sunt mult utilizate deoarece oferă, pe lângă o orientare bună în spațiul 3D, o unealtă ajutătoare în desenare.

S-a evitat alegerea unei versiuni ulterioare (3DS Max 2011, 2012, 2013, 2014), datorită faptului că, în aceste versiuni ulterioare, se schimbă interfața grafică (UI – User Interface) și, deși se poate personaliza, confortul familiarității cu 3DS Max 2010 a fost un mare factor în această decizie (după cum se observă în Fig. 14 și Fig. 15).

Fig. 13 – Unelte de animație în mediul 3D Studio Max 6

Fig. 14 – Interfața grafică a softului 3D Studio Max 2010

Fig. 15 – Interfața grafică a softului 3D Studio Max 2014

Programul 3D Studio Max folosește primitive grafice pentru obținerea de obiecte tridimensionale complexe. Aceste primitive sunt: text, cerc, dreptunghi, linie, cutie (paralelipiped dreptunghic), sferă, con, cilindru, ceainic (teapot) și curbe NURBS, care au la bază funcții matematice. Primitivele pot fi modificate, iluminate și animate, iar suprafețele pot fi acoperite cu culori sau imagini tenumite texturi (textures). În Fig. 16 este prezentat un exemplu de model tridimensional texturat, realizat în 3D Studio Max 2010.

Fig. 16 – O textură desfășurată și aplicată unui con

Ca și mediul AutoCAD, 3DS Max suportă și el diferite pachete de soft integrate (plugin-uri), cum ar fi: V-Ray (cel mai performant plugin utilizat pentru randarea modelelor tridimensionale), Bazil, Maxwell Render, finalRender etc. .

Texturile se realizează cu un alt program software, destinat editării de imagini 2D, precum: Paint, Pixia, Adobe Photoshop, GIMP, zBrush, Mari, MudBox, 3DCoat etc. .

Mediul Photoshop

Pentru prezentul proiect s-a ales utilizarea softului Adobe Photoshop CS5 (64 bit), deoarece este unul dintre cele mai performante program pentru editări grafice Programul este dezvoltat și distribuit de firma Adobe Systems, lider pe piață în softuri pentru manipularea imaginilor și chiar și cea Audio-video. Pe lângă AutoCAD și 3DS Max, Photoshop a fost folosit pentru crearea texturilor de pe robotul ADEPT COBRA S600.

Scurt istoric

Prima versiune a programului a fost distribuită în februarie 1990 de către frații Thomas și John Knoll. Povestea începe cu tatăl lor, profesorul de liceu Glenn Knoll, pasionat de fotografie. Cei doi frați au ajuns să fie pasionați de calculatoare încă din 1978 când au cumpărat un calculator produs de Apple Computers. În 1987, Thomas a cumpărat unul dintre modelele noi de Apple, un Apple Macintosh Plus, pentru a-l ajuta la scrierea lucrării de doctorat, „Prelucrarea imaginilor digitale”. Dezamăgit de faptul că nu putea afișa tonurile de gri din imagini, Thomas a început să scrie un cod care să le simuleze pe display. În vacantă pe care au petrecut-o împreunp, fratele său John a fost fascinat de rezultatele muncii lui Thomas în această privință, mai ales că aceste rutine semănau în mod izbitor cu uneltele de editare deja existente în programul Pixar (John lucra la Industrial Light and Magic – creatorii efectelor speciale din Star Wars, Men in Black etc.). Acest interes comun s-a concretizat în decizia celor doi de a încerca să creeze un pachet grafic pentru calculatoare personale. Prima versiune a rezultatului muncii celor doi frați se numea „Display”. Datorită necesităților apărute pe parcurs, această primă versiune includea import-export de diverse formate și chiar corecție Gamma. În 1988 acest pachet a ajuns să se numească „ImagePro” și cei doi au început încercările creerii o bază comercială pentru crearea unei afaceri. La începutul lui 1988, Thomas a decis să-și mai acorde șase luni pentru a finaliza o versiune beta a acestui program înainte de a-și căuta o slujbă, urmând ca John să-și încerce apoi norocul în Silicon Valley pentru a-l vinde unei firme suficient de mari ca să asigure distribuția și dezvoltarea ulterioară. În general, companiile din Silicon Valley nu și-au arătat un interes prea mare față de acest pachet, cu excepția unei singure companii, BarneyScan, care a distribuit programul, deja numit „Photoshop”, pe termen scurt, împreună cu scannerele lor, fără costuri suplimentare pentru clienți. În total, 200 de copii ale programului au fost distribuite în acest fel. Firma SuperMac a refuzat colaborarea cu cei doi fiindcă nu li s-a părut că Photoshop ar aduce ceva nou față de propriul lor program de editare, PixelPaint.

Abia în septembrie 1988, frații Knoll au reușit să-și atingă scopul: au trezit interesul firmei Adobe după o prezentare a programului. Au semnat un contract de licențiere a Photoshop către Adobe, iar după încă zece luni de dezvoltare, a apărut Photoshop 1.0 (în februarie 1990). În momentul eliberării acestei versiuni, editarea digitală pe sisteme de ultimă oră (precum SciTex), costa aproximativ 300 de dolari pe oră pentru editări fundamentale.

Până la versiunea Photoshop 7, programul și-a păstrat în mare parte interfața și functionalitățile, cu mici excepții. După această ultimă versiune, Adobe a lansat gama Creative Suite, în care era inclus si Photoshop CS, în octombrie 2003. Ulterior, în mai 2005 s-a lansat versiunea CS2, iar dupa mulți ani, în aprilie 2010, Adobe a eliberat Photoshop CS5. Printre multele schimbări în funcționalitatea programului, în această versiune s-au adăugat unelte precum: Content-Aware Fill (o umplere a spațiului selectat folosind împrejurimile), Refine Edge (prelucrarea selecției), Mixer Brush, Bristle Tips și Puppet Warp. Adițional, în versiunea Extended apare opțiunea editării videoclipurilor și editării 3D. Prețul unei copii licențiate este în jur de 1000 USD pentru oricare dintre versiuni (CS5 sau CS5 Extended). Ulterior, prin versiunea Photoshop CS6, 13.1.2 s-a scos suportul pentru sistemul de operare Windows XP (inclusiv Windows XP x64), ultima versiune disponibilă pentru XP fiind 13.0.1. Apare în 2012 și Photoshop Touch, varianta Photoshop pentru Tablete sau dispozitive cu touchscreen, disponibil pentru sistemele de operare Android (necesitând Android 4.0 pentru dispozitive touch și Android 3.1 sau mai mult pentru Tablete) și iOS (două versiuni, una pentru iPad, iar cealaltă pentru iPhone și iPod Touch, amândouă necesitând iOS 5).

Texturarea modelelor tridimensionale s-a realizat folosind instrumentele de bază din Photoshop, localizate în partea stângă a interfeței (Brush Tool, Free Transform, Marque Tool etc.) și prin aplicarea de efecte și filtre: Levels, Contrast, Brightness, Sharpness etc. . În figura 17 este exemplul unei texturi realizate pentru una din piesele robotului ADEPT COBRA S600.

Fig. 17 – Interfața Photoshop CS5 și afișajul utilizat în procesul de texturare

Instalarea mediului 3D Studio Max și noțiuni fundamentale de utilizare a acestuia

Sistemul hardware necesar și platforma de lucru

Autodesk 3D Studio Max 2010 este disponibil în două variante (32 bit și 64 bit). În această lucrare se va face referire doar la varianta pe 64 biti, întrucât aceasta a fost folosită în crearea modelelor tridimensionale. Așadar, medium 3D Studio Max 2010 64 bit este suportat de următoarele sisteme de operare:

Microsoft Windows XP Professional (SP2 +)

Microsoft Windows Vista (Business, Premium și Ultimate)

Microsoft Windows XP Professional x64

Microsoft Windows Vista x64 (Business, Premium și Ultimate)

Microsoft Windows 7 (Starter, Home Basic, Home Premium, Professional, Enterprise, Ultimate)

Microsoft Windows 8 (Pro, Enterprise)

Pe lângă sistemele de operare enumerate mai sus, este necesar să avem instalat pe calculator și Internet Explorer (6.0 +), DirectX (9.0c +) și, facultativ, OpenGL. Unele opțiuni din 3DS Max 2010 sunt disponibile doar dacă se folosesc plăci video mai avansate cu Pixel Shader și Vertex Shader (3.0 +). Sistemul hardware minim rulării softului este următorul:

Procesor Intel® Pentium® IV sau AMD Athlon® 64 + sau AMD Opteron®

Memorie de 1 GB RAM (recomandat 2 GB)

Spațiu cache de 1 GB (recomandat 2 GB)

Direct3D 10, Direct3D 9, sau placă video capabilă de OpenGL, de 128 MB

Mouse cu trei butoane, cu driver

Spațiu harddisk de 2 GB

Unitate DVD-ROM

Instalarea 3D Studio Max 2010

Procesul de instalare al programului în cadrul sistemului de operare se realizează urmând pașii de mai jos:

Se inserează DVD-ul care conține soft-ul 3D Studio Max și pornește autoplay-ul. Se alege opțiunea „Run Setup.exe”. În următorul splash screen selectăm „Install Products” (Fig. 18).

Fig. 18 – Meniul implicit al instalării programului 3D Studio Max 2010

După selectarea pachetelor dorite se dă click pe butonul Next, așteptând încărcarea următorului meniu, care presupune citirea și acordul sau refuzul termenilor și condițiilor, respectiv selectarea țării. După citirea acestora, se selectează I Accept și se face iarăși click pe Next.

La acest pas, se prezintă oportunitatea validării copiei de 3DS Max prin introducerea unor date precum: Numărul serial de produs, Cheia produsului, numele utilizatorului și, opțional, organizația din care face parte acesta. Există, după cum este precizat în fereastra respectivă, opțiunea ignorării numărului serial și cheii produsului, programul putând fi achiziționat ulterior. După introducerea datelor, selectăm iarăși Next.

Următoarea fereastră permite utilizatorului configurarea fiecărei componente alese pentru instalare, adică: modificarea căii de instalare, a facilităților specifice componentei alese, precum și al tipului de licență dorit (stand-alone sau licență de rețea, în cel de-al doilea caz fiind necesară selectarea tipului de server și a numelui serverului ce va conține managerul de licență de rețea – Network License Manager). După încheierea modificărilor dorite, se selectează butonul Install.

Fig. 19 – Meniul de revizuire și configurări adiționale

Instalarea acestui program este foarte simplă, atâta timp cât se cunosc performanțele calculatorului pe care se dorește instalat. Pentru sistemele mai puțin performante, se recomandă instalarea exclusivă a facilităților necesare utilizatorului, care se potrivesc cu scopul acestuia.

Noțiuni fundamentale despre 3D Studio Max 2010

Autodesk 3D Studio Max, abreviat deseori 3DS Max sau pur și simplu Max, este programul de animație numărul 1 pentru industria jocurilor video. Experții argumentează că este printre cele mai bune la animația obiectelor cu un număr redus de poligoane (low-poly), dar poate că cel mai mare atu al său pentru industria jocurilor video este rețeaua sa largă de asistență și numeroasele sale plugin-uri. 3DS Max este totodată și cel mai scump dintre pachetele high-end, ajungând la 3675 USD pentru versiunea 3D Studio Max 2014, respectiv 3495 USD sau 895 USD pentru upgrade software de la versiunea 3D Studio Max 2009 licențiat, comparat cu aproximativ 2000 USD pentru celelalte programe. Din cauza prezenței sale în industria jocurilor video, este și un pachet popular printre hobbyști.

Programul 3D Studio Max folosește primitive grafice pentru obținerea de obiecte tridimensionale complexe. Acestea pot fi modificate, iluminate și animate, iar suprafețele pot fi acoperite cu culori sau imagini denumite texturi.

Interfața grafică 3D Studio Max 2010

Odată ce a fost instalat programul 3D Studio Max 2010, se poate lansa în execuție orice fișier. În figura următoare este prezentată interfața programului, cu mediul gol, pentru lizibilitate. Iată zonele principale:

Menu bar

Window/Crossing selection toggle

Snap tools

Command panels

Object categories

Rollout

Active viewport

Viewport navigation controls

Animation playback controls

Animation Keying Controls

Absolute/Relative coordinate toggle and coordinate display

Prompt line and status bar

MAXScript mini-listener

Track bar

Time Slider

Main Toolbar

Fig. 20 – Fereastra 3D Studio Max 2010 și elementele componentele principale

În cadrul ecranului grafic se pot distinge patru zone principale, denumite Viewport-uri și repreintă baza interfeței 3DS Max. Practic, acestea reprezintă 4 puncte de vedere diferite: Front/Back, Right/Left, Top/Bottom, Perspective. În figura 21 este evidențiată aceasta caracteristică. Modelele din scena sunt privite diferit în fiecare viewport, și este de reținut faptul ca achiziția fiecărei poziții se face printr-o singură „cameră” de vedere (vedere 2D în cazul front/back, side sau top, nu similară vederii umane). De asemenea avem posibilitatea să facem anumite setări pentru fiecare vedere prin acționarea cu click dreapta al mouse-ului pe poziția selectată a viewport-ului respectiv (ex: Front, în Fig. 21). Acest lucru este posibil și prin parcurgerea cutiei din partea dreapta-sus, ce permite o schimbare a punctului de vedere foarte facilă.

Prin acest tip de meniu, programul 3DS Max ne pune la dispoziție anumite setări și preferințe în vizualizarea modelelor care pot facilita procesul de modelare.

Opțtiunea Show Statistics va afișa în colțul respectiv niște statistici referitoare la modelul curent (numărul de poligoane, numărul de vertex-uri și numărul de FPS-uri – Frames per second). Această opțiune, însă, nu mai apare la 3DS Max 2010, ci trebuie activată/dezactivată folosind tasta 7. Aceste statistici ne sunt utile în crearea de modele tridimensionale low-poly (număr redus de poligoane), deoarece ne ajută să ne orientăm pentru a evita încărcarea modelului cu prea multe poligoane, lucru care poate duce la scăderea performanțelor sistemului pe care se lucrează. Este un lucru foarte important, mai ales în industria jocurilor video. Numărul ridicat de poligoane necesită resurse hardware din ce în ce mai multe la randare, modelare și manipulare. Observație: Evident, se poate opta și pentru modele tridimensionale high-poly, dar acestea sunt necesare doar dacă se pune accent pe aspectul modelului, spre exemplu dacă se dorește să se includă într-un film. În cazul jocurilor se folosesc modele low poly pentru că nu ne interesează prea mult suprafața modelului (mesh), întrucât aceasta se acoperă cu materiale și/sau texturi.

Din meniul derulant adiacent celui deschis anterior, avem posibilitatea de a vizualiza modelul în moduri diferite. Unul dintre aceste moduri, utilizat des, este Wireframe View, ce transpune modelul într-o vedere formată doar din linii (Fig. 22). În mod similar, Hidden Line transpune modelul într-o vedere formată tot exclusiv din linii, însă diferența constă în imposibilitatea de a vizualiza liniile din spatele fețelor din prim-plan (pe când Wireframe, afișează toate liniile modelului).

Fig. 22 – Vedere Wireframe pentru una din fazele modelării robotului ADEPT COBRA S600

Opțiunea Transparency nu face altceva decăt să transforme poligoanele selectate și să le facă transparente (Fig. 23). Această opțiune este utilă atunci când dorim vizualizarea unui obiect în mod transparent, fără a pierde vederea suprafețelor acestuia. Selectarea modurilor acestei opțiuni din meniul derulant, însă, permite doar selectarea a 3 opțiuni (None, Simple, Best), pe când transformarea propriu-zisă a obiectelor selectate se face folosind fie combinația de taste Alt+Z, fie prin scrierea liniei de cod „actionMan.executeAction 0 ”373” ”, după selectarea obiectului.

Fig. 23 – Utilizarea opțiunii Transparency și meniul selectării modului acesteia

Modelarea 3D – Metode de modelare

3D Studio Max oferă cinci metode de modelare, pentru a crea geometria din cadrul scenelor:

Modelarea bazată pe curbe Spline;

Modelarea poligonală (Edit Poly);

Modelarea prin petice (Edit Patch);

Modelarea prin meșe (Edit Mesh);

Modelarea parametrică;

Modelarea NURBS.

Modelarea bazată pe curbe Spline creează forma obiectelor din linii, denumite curbe (curves). O curbă Spline are cel puțin un vertex (punct) de început și unul de sfârșit. Dacă primul și ultimul vertex corespund, curba este închisă. Unui vertex al unui curbe Spline îi este asociat un ansamblu de controale tangentă, care determină gradul de curbură al curbei Spline în jurul vertex-ului. Tangentele la vertex acceptate sunt: Smooth, Corner, Bezier și Bezier Corner. Fiecare astfel de tangentă are proprietățile sale, fiind utilizate de cele mai multe ori pentru ajustarea fină a curbelor Spline. Distanța între două vertex-uri este segmentul, compus din mai mulți pași. Cu cât numărul de pași este mai mare, cu atăt curba este mai corect redată, dar și consumul de memorie este mai mare. După crearea unei forme aceasta este transformată în obiect tridimensional. Procesul de transformare se numește modelare, fiind destul de simplu de înțeles: se creeaza schița obiectului dorit, apoi se aplică acestuia operații de tip Extrude, Bevel, Tesselate etc. .

Fig. 24 – Exemplu de creare a unei curbe Spline

Modelarea poligonală creeaază obiecte pe baza unor poligoane cu trei sau patru laturi. Astfel de poligoane sunt reunite pentru stabilirea formei unui obiect. Acest tip de modelare permite crearea de obiecte complexe și combinarea lor, realizându-se astfel alte obiecte 3D (vezi exemplul din Fig. 25).

Modelarea prin meșe este foarte similară celei poligonale, cu diferența că nu se lucrează cu poligoane, ci cu triunghiuri pentru realizarea unui model. Majoritatea modelelor importate din alte programe, intră în scena MAX sub formă de Mesh.

Modelarea parametrică permite ajustarea și animarea parametrilor unui obiect în orice moment. Astfel, gradul de precizie crește, iar modelele obținute reflectă mai bine viziunea creatorului.

Modelarea prin petice utilizează principiile curbelor Spline cu tangente Bezier. Un petic (Patch) este compus dintr-o suprafață și o latice de deformare. Aceasta reprezintă o serie de puncte conectate de pe suprafața peticului. Mișcând (ajustând) un punct al laticei, se efectuează ajustarea unei zone a suprafeței peticului.

Modelarea NURBS este considerată cea mai puternică metodă de motelare a suprafețelor complexe. Se caracterizează prin generarea de curbe Spline NURBS și crearea de suprafețe între aceste curbe, dar și prin combinarea suprafețelor între ele. Obiectele NURBS nu sunt compuse din triunghiuri sau patrulatere, ci din suprafețe aproximate prin plasă. Deși consumul de memorie este mare, rezultatul modelării este foarte bun, neputând fi obținut prin alt tip de modelare.

Fig. 25 – Dezvoltarea prin modelare poligonală a unui Box (cutie)

Metode simple de creare a obiectelor 3D

Pentru a crea obiecte simple se va apela la metodele fundamentale pe care 3D Studio Max le pune la dispoziție. Chiar dacă unele obiecte sunt complexe, acestea au la bază câteva principii de modelare, cum ar fi curbele Spline, primitivele 3D, compunerea obiectelor. Cu ajutorul plugin-urilor se obțin și alte obiecte decât cele oferite în mod implicit de program.

Curbele Spline se găsesc în panoul Create/Shapes și sunt create pe baza unor vertex-uri și segmente (elementele componente ale unei curbe). Fiecare vertex permite modificarea formei curbei spline în jurul său. Cea mai utilizată comandă de desenare a unei curbe Spline este Line. În general, se desenează din linii forma aproximativă a obiectului. Se observă că două linii sunt legate printr-un vertex. Aceste vertex-uri sunt create unul după altul, iar dacă ultimul vertex se suprapune peste primul, programul va întreba utilizatorul dacă dorește închiderea curbei, creându-se astfel o curbă închisă. Alte tipuri de curbe Spline, precum cercul sau dreptunghiul sunt forme închise și au amplasate vertex-uri în locații prestabilite.

După crearea formei aproximative se trece la etapa ajustării formei curbei. Operația se numește editarea sub-obiectelor, deoarece trebui editate sub-obiectele curbei Spline. Se modifică poziția unor vertex-uri și/sau tangenta curbei în jurul vertex-ului. Odată ce a fost creată curba, se transformă într-un obiect 3D sau 2D prin Extrude, Lathe, Bevel sau Loft.

Extrudarea (Extrude) constă în atribuirea unei selecții a unei grosimi pe o anumită direcție. Este o metodă foarte simplă și des folosită pentru a obține un obiect tridimensional dintr-un obiect 2D.

Fig. 26 – Extrudarea unui contur închis, apoi extrudarea formei prin Edit Poly

Strunjirea (Lathe) este procedeul prin care o curbă este rotită în jurul unei axe din spațiu pentru a crea obiectul tridimensional. Totodată, se poate stabili numărul de grade cu care este rotită forma obiectului și numărul de segmente necesare obținerii unui obiect neted. Metoda strunjirii este folosită la crearea corpurilor de revoluție (pahare, popice, vase de flori, pere, piese de șah etc.), care nu pot fi obținute prin extrudare din cauza formei speciale a curbei geometrice.

Fig. 27 – Rotirea conturului în jurul axei verticale, fixată în mijlocul acestuia

Bizotarea (Bevel) este asemănătoare cu extrudarea, dar pe lângă înălțimea extrudării, se poate defini și o scară a curbei la fiecare nivel de bizotare. Procedeul implică crearea unui obiect cu cel mult trei nivele. Acestea vor fi privite separat, fiecare având o înălțime și o dimensiune a conturului proprii. Uneori, conturul fiind prea mic sau numărul de vertex-uri prea mare, operația nu va fi corectă și vor apărea unele efecte secundare nedorite. În figura de mai jos este prezentată tehnica bizotării.

Fig. 28 – Aplicarea bizotării asupra unui contur de tip Text, modificat în Edit Poly

Reliefarea (Loft) curbelor Spline este, de asemenea, similară cu extrudarea, dar apar câteva particularități: reliefarea creează o formă de-a lungul unei căi, iar aceasta poate fi ajustată, concomitent cu modificarea profilului.

Pentru a crea obiecte reliefate, se creează întâi forma profilului și apoi se reliefează de-a lungul căii alese. Reliefarea este un procedeu dificil, care necesită foarte multă intuiție sau experiență, pentru a cunoaște de la început ce se dorește a fi creat. În cele mai multe situații, la crearea unui obiect reliefat, va fi necesară o deformare înainte de a obține obiectul dorit.

De asemenea, 3D Studio Max 2010 mai oferă și alte tipuri de deformări: Scale, Twist, Teeter, Fit. Deformările sunt aplicate prin intermediul grilei de deformare.

Materiale

În 3DS Max, obiectelor dintr-o scenă li se pot atribui un ansamblu de atribute, denumite simplu: material. La randarea scenei, programul interpretează atributele în funcție de mai mulți factori (lumină, umbre, culori, reflexii, poziția camerelor etc.). Rezultă astfel o imagine foarte apropiată de cea reală. La instalarea programului, acesta pune la dispoziția utilizatorului o multitudine de materiale predefinite (sticlă, plastic, marmură, oțel, lemn, petrol etc), dar se pot simula și alte materiale, folosind editorul integrat, fiind necesare numai câteva fișiere bitmap cu o textură oarecare.

Fig. 29 – Alegerea tipului de material pentru o piesă

Pe lângă posibilitatea de a alege tipul materialului, se pot efectua modificări ale aspectului acestuia, folosind modelele de umbrire Fiat, Phong, Blinn și Metal. Fiat nu efectuează o uniformizare, fiecare față primește o culoare consistentă, imaginea obiectului neavând o calitate prea bună. Phong uniformizează suprafețele astfel încât acestea să pară netede, oferind și reflexii pentru a face materialul mai lucios. Blinn este oarecum asemănător cu Phong, dar conferă obiectului un aspect mai natural. Metal dă suprafeței un aspect metalic. Materialul are și alte proprietăți precum: strălucirea, opacitatea (determină gradul de transparență a unui obiect pe care a fost pus), autoiluminarea (definește gradul de iluminare a unui obiect în interiorul său, reducând efectul surselor de lumină ambientală și difuză, dar nu are efect asupra reflexiilor luminoase).

Efecte speciale

Efectele speciale sunt folosite pentru a adăuga un plus de atracție într-o scenă sau pentru a scoate în evidență unele elemente ale acesteia. O scenă, indiferent cât de bine are obiectele realizate, mapate cu material și combinate, va arăta și mai bine dacă sunt folosite și unele efecte speciale. Lumina volumetrică, unul dintre cele mai simple efecte, este asemănătoare celei create de un singur reflector pe o scenă de teatru. Aceasta se prezintă sub forma unui con de lumină care difuzează umbre în scenă. O astfel de lumină se creează și se configurează prin intermediul casetei de dialog Environment, din meniul Rendering. Singura condiție pentru ca lumina să fie vizibilă este de a renderiza scena în portul de vedere Camera. Adăugarea luminii volumetrice se face alegând butonul Add – Volume Light din lista Environment Effects. Ca urmare, vor apare opțiunile de configurare, nu înainte de a alege lumina din scenă. Opțiunile de configurare se referă la trei parametri: Volume, Attenuation, Noise. Prin Volume se stabilește culoarea ceții, densitatea, culoarea, intensitatea luminii și filtrarea umbrelor. Există opțiunea atenuării puterii luminii odată cu depărtarea de sursa de lumină sau opțiunea aplicării unor efecte Noise, precum ceața și fumul.

Fig. 30 – Fereastra de configurare a efectelor și a mediului înconjurător al obiectelor randabile

Un alt tip de efecte speciale se crează prin intermediul opțiunii Video Post din meniul Rendering. Video Post intră în acțiune după ce renderizarea s-a terminat și se prelucrează imaginea obținută inițial adăugând filtre și elmente de combinare. Aceste efecte suplimentare depind de geometria obiectelor și tipul de material. Caseta de dialog Video Post este, la prima vedere, complicată, conține toateelementele din Render Scene, dar aduce în plus conceptele de Coadă de așteptare, Linie de timp sau Efecte. În Coada de așteptare sunt adăugate diferite evenimente, care vor fi executate în ordinea stabilită. De obicei, primul eveniment este Scene, care indică vederea ce se dorește renderizată și parametrii acesteia. Urmează mai multe filtre, iar succesiunea se încheie cu evenimentul Output care salvează rezultatul.

Cele mai utilizate filtre sunt: Lens Effect Flare, Lens Effect Glow si Starfield. Lens Effect Flare creează, după o procedură intuitivă, o imagine asemănătoare cu cea dată de o lumină foarte puternică prin reflexii în interiorul camerei fotografice. Mai clar, apare în imagine un spot luminos, însoțit de alte spoturi sclipitoare, mici, așezate în linie. Spre exemplu, ce acest efect, se poate simula soarele în cosmos sau un bec strălucitor într-o cameră întunecată.

Filtrul Lens Effect Flare este format din șase componente diferite: Glow, Ring, Auto Secondaries, Manual Secondaries, Star Streak și Inferno. La inserarea acestui filtru se alege mai întâi sursa de lumină și apoi unul dintre componentele menționate mai sus.

Animație în 3D Studio Max

Noțiuni introductive

Una dintre principalele utilizări ale programului este animarea obiectelor, a surselor de lumină sau a camerelor. Elementele principale care definesc animația sunt controllerele și timpul.

Controllerele

Controllerele de animație stochează toate informațiile asociate acesteia, fiind de patru tipuri:

controllere care utilizează chei;

controllere procedurale;

controllere combinative;

controllere de sistem.

Controllerele care utilizează chei se referă la utilizarea cadrelor cheie și a cadrelor intermediare în procesul de animație. Ideea de bază este simplă și va fi detaliată în capitolele următoare.

Controllerele procedurale au la bază ecuații matematice care definesc o mișcare (animație).

Se realizează, astfel, animații complicate, care au la bază un algoritm.

Controllerele combinative preiau și combină datele de ieșire ale unui set de controllere și generează rezultatul într-un format Max. Astfel este furnizată matricea de transformare a obiectului.

Controllerele de sistem au în vedere mai multe obiecte, legate între ele printr-una sau mai multe relații.

Timpul

Celălalt element important în animație este timpul. Animația înseamnă o succesiune de cadre consecutive, care se schimbă atât de repede, încât dau senzația de mișcare, ochiul uman nepercepând imaginile individuale.

Principiul este folosit în cinematografie și în televiziune. Viteza optimă de succesine a cadrelor este de 20 de cadre pe secundă, dar se pot folosi și valori mai mici sau mai mari, după dorința utilizatorului. Există câteva standarde de animație:

NTSC ( folosit în S.U.A, 30 cadre/sec);

PAL ( folosit în Euopa, 25 cadre/sec);

Film ( folosit în cinematorafie, 24 cadre/sec).

Valorile sunt prezentate orientativ, fiecare utilizator își poate selecta viteza dorită de redare a animației.

Pentru ca un obiect să fie animat, este necesară o traiectorie. Deseori, aceasta este o curbă Bezier sau o simplă linie, care trece prin toate cadrele cheie, între două cadre succesive, traiectoria depinde de controllerul utilizat, care influențează toți paametrii legați de animația obiectului.

Afișarea traiectoriei se face din panourile de comandă Motion-> Display, utilizatorul putând interveni pentru adăugarea unui cadru nou sau eliminarea altuia.

Fiecare obiectare un punct pivot, de care este ,,ancorat”. Deplasarea, rotirea, scalarea sunt transformari care se aplică întâi punctului pivot și, implicit, obiectului, în cazul animării obiectelor complexe, articulate, punctul pivot se plasează în articulație.

Concepte și metode de animație

Pe lângă funcțiile complexe de modelare, 3D Studio Max oferă și suport pentru creare de animații. Avem posibilitatea să animăm personaje și vehicule pentru jocuri video sau efecte speciale pentru filme. Animațiile create pot fi utilizate ăn diferite domenii (medicină, informatică, matematică). Orice domeniu ai alege 3DS Max va fi capabil să-ți îndeplinească cerințele și scopurile. Ideea de bază este relativ simplă. Se animează parametrii de transformare al unui obiect pentru a îi schimba poziția, rotația și a-l scala.

Practic orice poate fi animat cu ușurință – este de ajuns o simplă apăsare de buton și schimbarea cadrului cu ajustarea obiectului în starea în care se dorește să fie în acel cadru, toate pozițiile intermediare fiind calculate de program, animația facându-se de la sine. Track View (instrument prin care animația este afișată sub forma unor curbe dispuse pentru fiecare element căruia i s-au modificat parametrii în cadrul animației) asigură un control avansat asupra punctelor cheie – și nu numai – ale mișcărilor.

Concepte de animație

Animația se bazează pe un principiu al sistemului vizual uman. Dacă privim o serie de imagini rulându-se rapid le vom percepe ca fiind o mișcare continuă. Fiecare imagine statică se numește frame.

Fig. 31 – Reprezentarea unui cadru (frame) dintr-un film

În continuare voi face o scurtă referire la metoda tradițională de animare și cea utilizată de Max.

Metoda tradițională de animare

Mai demult crearea animațiilor era un obiectiv dificil deoarece animatorul avea sarcina de a desena fiecare cadru și drept urmare trebuia să producă sute de astfel de cadre. Un minut de animație are între 720 și 1800 de cadre, adică tot atâtea imagini separate. Pentru a evita aceste neplăceri a apărut tehnica numită keyframing. De acest lucru și-au dat seama și studiourile tradiționale de animație și au găsit o metodă de a-și crește producția de filme. Această metodă se referea la sarcina artiștilor de a desena doar cadrele mai importante, numite keyframes. Apoi asistenții au sarcina de a realiza și cadrele intermediare (tweens).După ce cadrele au fost desenate, imaginile vor trebuii să fie randate pentru a produce imaginile finale. Chiar și în ziua de azi crearea animațiilor prin metode tradiționale necesită sute de aartiști care să genereze sutele de cadre necesare filmului. În figura de mai jos este prezentată această metodă.

Fig. 32 – Cadrele marcate cu 1,2 și 3 sunt keyframes, iar restul sunt tweens

Metoda de animare folosită de 3DS Max

Acest program ia locul unui asistent. Ca artist de animare, noi suntem cei care creăm keyframe-urile pentru a înregistra începutul fiecărei secvențe animate. Valorile de pe aceste keyframe-uri se numesc keys. 3DS Max poate anima orice parametru din scenă cum sunt și parametrii de animație, randarea preia sarcina prelucrării fiecărui cadru în parte. Rezultatul este o animație de înaltă calitate.

Metode de animație

În cele ce urmează voi prezenta pe scurt 2 dintre metodele de animație folosite în 3DS Max, urmând pe parcurs o detaliere a metodei folosite.

Utilizarea metodei Auto Key

Animația se începe prin activarea butonului Auto Key, se setează timpul curent, iar apoi se modifică obiectul în scenă, se modifică poziția, rotația acestuia. Când programul sesizează o schimbare, un key care memorează noua valoare pentru parametrul modificat, este creat la timpul curent. Dacă acea cheie a fost prima cheie pentru animație, o a doua cheie de animație este creată la timpul 0 pentru a menține valoarea inițială a parametrului.

Activarea butonului Auto Key are ca efect:

Butonul Auto Key, slider-ul pentru timp și chenarul viewport-ului curent se fac roșu pentru a ne indica faptul că suntem în modul de animație.

Cheile se creează fie că transformi un obiect, sau îi schimbă parametrii de animație.

Cheile se creează chiar dacă transformi un obiect.

Slider-ul setează timpul unde sunt create chei.

Pentru a începe un proces de animație trebuie urmați câțiva pași:

Se execută click pe Auto Key pentru activare;

Se trage de slider până la un anumit punct de unde se vrea începerea animației;

Se modifică/transformă obiectul.

Utilizarea metodei Set Key

Această metodă este destinată profesioniștilor care vor să creeze poziții, iar apoi să folosească acele poziții ale cheilor în mod intenționat. Poate fi folosită de orice animator pentru setarea cheilor pe rute specifice ale obiectelor. Metoda de lucru oferă un control mai bun decât cea cu Auto Key pentru că îți dă posibilitatea să încerci idei noi fără a afecta proiectul. Nu se va insista pe această metodă deoarece pentru animare s-a utilizat metoda cu Auto Key. Iată diferența dintre Auto Key și Set Key:

În modul Auto Key, ideea este a porni Auto Key-ul, de a te mișca într-un anumit punct, iar apoi să transformi obiecte sau să le să le schimbi parametrii. Toate schimbările se înregistrează ca și cadre cheie. Când se dezavtivează Auto Key-ul nu se mai pot creea chei. Schimbările care se realizează cu opțiunea Auto Key dezactivată se aplică global pe toată animația.

În modul Set Key, lucrul este similar, dar comportamentul este diferit. Se activează butonul Set Key, apoi ne deplasăm într-un punct. Înainte de a schimba parametrii obiectului se determină poziția unde se vrea setarea cheilor. După ce se realizează mișcările, rotațiile și transformările obiectului se execută un click pe butonul reprezentând o cheie pentru a se seta cheia. Dacă nu se realizează acest lucru nu se setează nici o cheie. Dacă se mișcă într-un alt punct, modificările făcute până atunci se pierd și nu vor avea nici un efect asupra animației.

Utilizarea metodei prin metamorfoză

Este utilizată mai mult pentru animarea fețelor umane, deși este extrem de dificilă sincronizarea animației cu sunetul. Pentru ca animația să fie cât mai reală, se folosește un sistem de parametri care simulează procese fizice reale specifice. Metoda respectivă este denumită Simularea dinamică a obiectelor.

Utilizarea ierarhiilor de obiecte

Este o altă metodă de realizare a animației folosită în special la animarea personajelor, a unor sisteme mecanice etc. Realizarea este destul simplă ca principiu, iar rezultatul foarte aproape de realitate. Astfel, obiectele sunt legate într-o ierarhie, într-un așa numit lanț ierarhic. Obiectul legat se numește descendent, iar obiectul de care este legat, părinte. La transformarea obiectului părinte, se transformă și obiectul descendent. Reciproca nu este valabilă. Transferul transformărilor părinte – descendent se numește cinematică directă. Cinematica inversă se consideră în sensul descendent – părinte, transformarea propagându-se la nivelurile superioare ale lanțului cinematic. Renderizarea unei animații este asemănătoare cu cea a unui cadru static, referindu-se, însă, la mai multe cadre, care trebuie legate între ele și renderizate, rezultatul find un fișier de animație. Renderizarea se face folosind casetele de dialog Render și Video Post. În Video Post se adaugă diferite efecte speciale. Rezultatul obținut poate fi transpus pe bandă video sau păstrat în format digital pentru o rulare ulterioară. Uneori, este recomandată folosirea opțiunii Make Preview, care creează un fișier de animație, dar din care lipsesc unele efecte. Astfel, se identifică și se corectează eventualele erori în animație.

Elemente folosite în animație

Principalele elemente pe care utilizatorul le folosește în animarrea obiectelor dintr-o scenă sunt:

traiectoriile

punctele pivot

cinematică directă/indirectă

simularea dinamicii obiectelor

Traiectoriile sunt în general linii curbe sau drepte, care unesc toate pozițiile din cadrele cheie, între acestea traiectoria depinzând de controllerul utilizat, care influențează curbura traiectoriei și viteza de deplasare a obiectului între cadrele cheie.

Punctul pivot este asociat, implicit, oricărui obiect creat. Toate transformările care se aplică asupra sa depind de punctul pivot. Spre exemplu, la rotirea sau scalarea unui obiect, acesta este rotit sau scalat relativ la punctul pivot.

Fig. 33 – Punctul pivot al unui grup de obiecte

În majoritatea cazurilor, punctul pivot trebuie plasat în interiorul obiectului, dar sunt cazuri în care se află în afara acestuia pentru a crea impresia că se rotește în jurul altui obiect. Ecident, poziția și orientarea punctului pivot pot fi stabilite după dorința utilizatorului.

Cinematica directă și indirectă reprezintă două moduri de a realiza în mod eficient animarea personajelor și a sistemelor mecanice, în cinematica directă( Direct Kinematics), animarea unui lanț ierarhic se realizează prin transformarea obiectelor părinte și transmiterea transformările către obiectul descedent. Astfel, la deplasarea părintelui, se va deplasa și descendentul, poziția sa relativă la părinte rămânând neschimbată, în cinematica inversă(Inverse Kinematics), programul calculează poziția obiectelor care se află în ierarhie deasupra obiectului selectat, în loc să se transforme părintele, în cinematica inversă se transformă descendentul, iar obiectul părinte va fi doar afectat, mișcarea propagându-se către nivelurile superioare ale lanțului. O diferență importantă între cele două tipuri de cinematici o reprezintă faptul că cinematica directă conduce la un singur rezultat, iar cea inversă poate conduce la mai multe. Legăturile în cinematica inversă se fac începând întotdeauna cu ultimul obiect al lanțului, parcugându-l în direcția obiectului părinte.

Din practică s-a observat că la utilizarea cinematicii inverse, animarea se face mult mai ușor decât prin cinematica directă. Folosind cinematica directă, utilizatorul trebuie să urmeze ordinea ierarhică, amplasând sau rotind fiecare obiect în parte, proces foarte dificil și greu de controlat, mai ales când numărul obiectelor din ierarhie este mare. Dimpotrivă, utilizănd cinematica inversă, prin poziționarea descendetului, părintelui se deplasează automat în pozițiile corespunzătoare.

Simularea dinamicii obiectelor are la bază termenul dinamică, utilizat în 3DS Max, cu referire la un sistem de parametrii ce produce animații, simulând procesele fizice din lumea reală. După cum se știe din fizică, dinamica obiectelor este de două tipuri:

dinamica corpurilor rigide;

dinamica corpurilor deformabile.

Conform dinamicii corpurilor rigide, obiectele nu se deformează odată cu modificarea vitezei de mișcare sau în urma ciocnirii cu alt obiect. Similar, aplicând principiile dinamicii corpurilor deformabile, în urma deplasării sau ciocnirii, un obiect își schimbă forma ăn funcție de proprietațile sale fizice. În 3DS Max, dinamica corpurilor deformabile este implementată prin intermediul unui modul (plug-in), numit HyperMatter.

Realizarea structurii robotului ADEPT COBRA S600

Implementarea în 3D Studio Max

Modelarea pieselor pentru robotul Adept Cobra S600 s-a realizat în programul 3D Studio Max 2010, iar în cele ce urmeaza vor fi explicate tehnicile folosite în modelare și animație.

Setarea blueprint-urilor

Fig. 34 – Blueprint-uri pentru Side și Top ale robotului ADEPT COBRA S600

Având deja blueprint-urile robotului din documentația acestuia, trebuie doar să le importăm în program. Deschidem, astfel, 3D Studio Max, printr-un dublu-click pe iconița de pe desktop. Pentru a începe modelarea trebuie sa setăm blueprinturile (schițele).

Pasul 1: Se contruiesc planele pe care se vor pune texturile cu schițe. Se va ține cont de rezoluția fiecărei poze (vederea de sus și vederea din profil) și se va modifica dimensiunea planului din MAX:

Fig. 35 – Se copiază dimensiunea pozei cu vederea din profil

Fig. 36 – Se construiesc planurile în MAX

Pasul 2:După ce s-a trecut de pasul 1 și s-au contruit planele, acestea se vor textura cu schitele robotului prin aplicarea de materiale (tasta M). Blueprintul pentru vederea de sus va fi pus în viewportul Top, iar blueprintul cu vederea din profil va fi pus in viewportul Left ca în figura de mai jos:

Fig. 37 – Cele 4 vederi din MAX cu blueprint-urile

Modelarea unei piese

În capitolele anterioare am detaliat pe rând tehnicile de modelare din 3D Studio Max. Dintre acestea am preferat tehnica de modelare prin petice sau Editable Poly.

Pasul 1: Click pe viewport-ul Left, apăsăm combinația de taste Alt+W, pentru a maximiza viewportul selectat.

Pasul 2: Din meniul cu primitive geometrice alegem planul.Creăm un plan fără a ține cont de dimensiunea acestuia pentru că oricum va fi moficat după forma blueprint-urilor. Practic ăsta este rolul lor și anume de a păstra forma generală a piesei care ne interesează.

Fig. 38 – Meniul Standard Primitives

Pasul 3: Fixăm planul nou creat să se potrivească pe forma piesei din blueprint, ca in figura de mai jos:

Fig. 39 – Crearea planului

Pasul 4: Facem click dreapta pe plan și îl convertim în Editable Poly. Acest pas este extrem de important.

Fig. 40 – Convertirea la Editable Poly

Pasul 5: Se alege modul de selecție Edge din partea dreaptă.

Fig. 41 – Tipurile de selecție posibile

Pasul 6: Selectăm edge-ul și ținând apăsată tasta Shift tragem cu cursorul în jos pentru a da formă piesei, urmând conturul blueprintului.

Fig. 42 – Continuarea modelării

Pasul 7: Folosind tehnicile descrise la pașii anteriori continuăm modelarea piesei. Mai jos etape ale modelării.

Fig. 43 – Continuăm modelarea

Fig. 44 – Piesa modelată

Pasul 8: După ce piesa a fost modelată se va folosii comanda Symmetry. Aceasta va crea în partea opusă o imagine în oglindă pentru a forma piesa finală. Symmetry poate fi găsit in partea dreaptă în meniul derulant Modifiers List. Vezi figura de mai jos:

Fig. 45 – Din meniul Modifiers List se alege Symmetry

Fig. 46 – Simetria piesei modelate

Pasul 9: După ce s-a aplicat simetria, se vor face mici ajustări folosindu-ne de săgeata pe axa X până când cele două jumătăți vor fi perfect îmbinate. După preferințe se poate aplica modifier-ul Turbosmooth sau se bifează căsuța Use NURMS Subdivision.

Fig. 47 – Tab-ul Subdivision Surface

Fig. 48 – Piesa finală

Realitate virtuală

Noțiuni introductive

Realitatea virtuală este o simulare generată pe calculator a unei imagini tridimensionale, în care utilizatorul are posibilitatea să vadă și să manipuleze elementele ce apar în imagine. Pe scurt, realitatea virtuală are trei caracteristici de bază: este generată pe calculator, este tridimensională și este interactivă. De asemenea, realitatea virtuală dispune și de anumite sisteme de urmărire. Sistemele de urmărire măsoară cel puțin trei grade de libertate. Acestea trimit informații calculatorului pentru a reactualiza poziția mâinii și a capului utilizatorului în spațiul virtual. Există cinci tehnologii de bază pentru urmărire: mecanică, ultrasunete, magnetică, optică și fără sursă.

Realitatea virtuală și multimedia au ajuns la maturitate cam în același timp și ambele implică imagini și sunete, motiv pentru care multă lume le confundă. Totuși, diferențele dintre ele sunt importante:

Multimedia este o serie de imagini bidimensionale prezentate secvențial pe ecran și singura interacțiune aflată la dispoziția utilizatorului este posibilitatea de a selecta diferite secvențe de prezentare pentru informațiile înregistrate.

Realitatea virtuală este tridimensională, interactivă și maleabilă. Chiar și cel mai primitiv sistem de realitate virtuală este mai interactiv decât cea mai avansată combinație hard și soft de multimedia. Utilizatorul realității virtuale are libertatea de a explora mediul de lucru și de a interacționa cu el.

Ideile principale în realitatea virtuală sunt: utilizatorul să facă parte integrantă din mediul virtual și să interacționeze direct asupra lui în același mod în care poate acționa asupra lumii reale.

Realitate Virtuală – pro și contra

Pretențiile domeniului au crescut într-atât încât nu numai adversari cunoscuți ai VR (denumită, uneori, printr-un teren asemănător sau substitutiv, hyper-realitate), ca Baudrillard sau Chomsky, dar și susținători fervenți ai acesteia, ca Eco, au ajuns să discute din ce în ce mai acut despre nocivitatea eventualelor ei consecințe. De exemplu, Jean Baudrillard, anti-profetul hyper-realității și, paradoxal, teoreticianul ei cel mai convingător, descrie, în termeni de semiotică iconică, involuția imaginii de la realtate la hyper-realitate, câtre o desemantizare și o desubstanțializare pe care le consideră primejdioase. În opinia lui Baudrillard, traseul involutiv al imaginii ar parcurge mai multe etape, pornind de la momentul în care ea este reflexul unei realități profunde, trecând prin etapa de mascare și denaturare a acestei realități, apoi prin etapa de mascare a absenței aceleiași realități și ajungând la momentul când imaginea nu mai are nici un raport cu nici o formă de realitate: momentul „propriului ei simulacru pur”(1985: 17). Fenomenul de mortificare iconică marchează astfel regresia către o meta-absență nocivă, privată de orice apartenență sau marcă identitară (vezi teza „consumismului” manipulator din La societe de consummation, 1970).

O poziție echilibrată în problema rolului pe care realitatea virtuală îl poate juca în tehno-cultura actuală apare în manifestul celor doisprezece scriitori tehnologi (Bennahum s.c.l.), intitulat Technorealism și distribuit pe Internet, începând cu 12 martie 1998. Promotori ai unei critici tehnologice moderate, ce diferă atât de poziția respingerii reacționare (Chomsky, Kroker, parțial Baudrillard), cât și de cea a proclamărilor entuziast-vizionare (Negroponte, Gates, parțial Levy), cei doisprezece autori propun o examinare ponderată a instrumentelor mediatice și comunicaționale ce fasonează viitorul și o analiză lucidă a implicațiilor lor sociale și politice. După cum afirma Bannahum s.c.l.: „Tehnorealismul impune considerarea critică a rolului pe care îl au uneltele și interfețele în evoluția oamenilor și viața lor de zi cu zi” (1998, online).

Între extremele distopica (cyber-totalitara) și utopica (cyber-libertariana), autorii manifestului enunță opt principii ale tehnorealismului în sprijinul unei teorii tehno-culturale ponderate: non-neutralitatea tehnologiilor (prin structură și interactivitate, uneltele digitale favorizează noi forme de perspectivare a lumii); caracterul progresist, dar nu utopic al Internetului (cu cât cyber-spațiul e mai populat, cu atât el s-ar asemăna mai mult cu societatea reală); păstrarea rolului guvernamental la „frontiera electronică” (cyber-spațiul nefiind un spațiu geopolitic sau jurisdicțional rupt de cel real); respingerea echivalenței dintre informație și cunoaștere (viteza proliferării datelor cerând măsuri reactualizate de disciplină metodologică); respingerea echivalenței dintre informatizarea educației și salvarea învățământului (arta predării și a învățării neputând fi reprodusă de computere); cerința de protecție informațională (prin norme de copyright sau de securitate adecvate la noile exigențe ale spațiului digital); democratizarea rețelei (prin lărgirea uzului și a proprietății publice în și asupra noii „arene tehnologice”) și realizarea cetățeniei globale (mijlocită de puternica forță socială a interfațărilor și de folosirea democratică a uneltelor digitale). Fiecare dintre aceste principii poate face obiectul unor chestionări tehno-culturale. Dacă tehnologiile ce vehiculează informația nu sunt neutre, atunci informația își mai păstrează presupusul caracter de neutralitate? Cine copiază pe cine în prezent: lumea virtuală copiază societatea reală sau vice-versa? Cât de necesar mai este rolul administrativ al guvernelor, într-un spațiu digital care, dezvoltându-se mai rapid sși mai eficient decât capacitatea de reacție a structurilor politice reale, deschide calea autoadministrării instantanee a cetățenilor săi? Ce rezultate poate avea adaptarea teoretică a sceptismului tehnologic, în contextul în care puterea economică se exercită aproape esclusiv în și prin informația distribuită/produsă de o tehnologie mereu înnoită? Ce forme va adopta sistemul educațional atunci când, așa cum se întâmplă deja în prezent în industria de automobile, unealta computerizată ar înlocui majoritar muncitorul/profesorul uman? Cum se pot elabora și, în ultimă instanță, introduce anumite norme sau legi – de copyright, de pildă – într-un domeniu a cărui dinamică face aproape imposibil controlul și aplicarea lor unitară? Cum se poate lărgi o „proprietate” – a Internetului, să zicem – care, prin imaterialitate, aparține tuturor și nu aparține nimănui? Cât de utopic și cât de distopic este dezideratul cetățeniei globale, într-un context geopolitic în care decalajele economice și culturale între diferite zone sunt cel puțin la fel de acute ca și cele de acum două secole? Dar nu este în obiectul acestui studiu de a răspunde unor asemenea chestiuni teoretice, ci doar de a le invoca în sprijinul unei argumentații echilibrate. La rândul lor, argumentele pro și contra ideii de alienare a individului în fața proliferării controlate a mijloacelor informaționale specifice universului VR pot face obiectul unor dezbateri separate, preponderent pe temeiuri etice.

Tehnologia Virtual Reality (VR). Modele Reale

Pentru început, să ne oprim însă, asupra originilor și caracteristicilor realității virtuale. Așa cum am amintit în paragraful 5.1, realitatea virtuală este o realitate simulativă generată pe calculator, ce presupune imersiunea completă și interactivă a utilizatorului într-un spațiu digitalizat, cu ajutorul unor echipamente tehnologice specializate. Conform acestei definiții stricte, realitatea virtuală nu poate exista în absența unor ustensile tehnologice specifice: căști, viziere, mănuși digitale. O altă definiție, mai permisivă, asociază realitatea virtuală cu accesarea oricărui spațiu cibernetic și pătrunderea utilizatorului ăn interiorul acestuia. În această accepțiune laxă, orice utilizator de Internet devine, prin branșarea la rețea, un uilizator/ creator/ consumator de realitate virtuală. Studiul de față exploatează ambele definiții , considerandu-le complementare. Ele prezintă asemănări, mai ales prin recursul la trăsătura interactivității utilizatorului cu mediul digital în care pătrunde.

Realitatea virtuală a dat naștere unei discipline arborescente, în curs de organizare, pentru a cărei definire nu există încă termeni suficienți și satisfăcători. În sprijinul acestei omisiuni taxonomice, pot fi aduse mai multe tipuri de argumente, cel mai sugestiv fiind acela lingvistic: într-un domeniu al cărui limbaj tehnic și noțional se află în permanentă schimbare, orice tentativă de stabilizare taxonomică este din capul locului sortită eșecului. Ceea ce rămâne, totuși, la îndemâna unei sistematici minime este istoria fluidă a domeniului, de la precursorii secolului al XIX-lea și până la unele dintre realizările tehnologice ale ultimelor decenii.

Mănuși informatice

Modalitatea de lucru a acestor dispozitive este similară cu cea a sistemelor de urmărire. Utilizatorul poartă o mănușă ce are senzori flexibili pe fiecare deget, senzori ce transmit informațiile la calculator despre mișcarea degetelor. Acesta reactualizează reprezentarea virtuală a mâinii și trebuie să recunoască gesturi variate făcute cu mănușa și să le interpreteze. Ultima inovație în domeniul mănușilor este o mănusă ce utilizează contacte electrice pe degete, ceea ce permite ca anumite gesturi să fie făcute utilizând diferite combinații de atingeri ale degetelor, unele cu altele. În plus, față de detecția flexiunii degetelor, mănușile sunt adesea echipate cu unele din sistemele de urmărire descrise mai înainte, în special cele magnetice sau cu ultrasunete.

Mănușile reprezintă o interfață foarte naturală și intuitivă pentru spațiile virtuale. Ne așteptăm ca, într-o bună zi, întregul corp să fie echipat cu un costum senzorial care să ne permită pătrunderea în întregime în realitatea virtuală.

Fig. 49 – Mănușă informatică

Display-uri

Calculatorul trebuie să fie capabil să prezinte lumea virtuală astfel încăt utilizatorul să o poate vedea, și pentru aceasta are nevoie de un dispozitiv de ieșire. Există trei abordări de bază ale acestei probleme:

„Fereastră către Lumea Virtuală”

Sisteme bazate pe proiecție

HMD-uri (Head-Mounted Display).

Cel mai simplu display îl reprezintă monitorul calculatorului, folosit ca o fereastră prin care se poate privi în lumea virtuală. Toate browser-ele VRML din primă generație lucrează în acest mod din simplul motiv că marea majoritate a utilizatorilor au un monitor la dispoziție. Avantajul îl reprezintă faptul că sistemul respectiv utilizează resurse hardware care există deja, pe când dezavantajul este că nu există senzația de imersiune în lumea virtuală.

Se pot lua diverse măsuri pentru a crea senzația de imersiune. Spre exemplu, se pot prezenta imaginile stereoscopic. Există două tehnici: folosind ochelari speciali sau prin separare optică. Ambele tehnici prezintă imagini ușor diferite pentru fiecare ochi, astfel încăt creierul combină cele două imagini și dă senzația de adâncime.

Fig. 50 – Exemplu de HMD

Fig. 51 – Un alt exemplu de HMD, în stilul Google Glasses

Fig. 52 – Un set complet de sisteme pentru realitate virtuală, format din mănușă informatică și HMD

VRML

Noțiuni introductive

VRML-ul este limbajul de modelare în lumea virtuală (Virtual Reality Modelling Language) și se aseamănă cel mai mult cu limbajul HTML (Hyper Text Markup Language). Ca și acesta, VRML folosește formatul ASCII pentru fișiere și este un limbaj descriptiv, interpretat de un browser. Dar, în timp ce HTML produce interfețe statice și utilizează alte aplicații pentru elemente dinamice, VRML este dinamic prin însăși natura sa. VRML permite, de asemenea, apelarea altor resurse de pe Internet, folosind legături între acestea, foarte similar cu modul în care limbajul HTML permite legături URL. VRML, însă, nu descrie formatul unei pagini, ci caracterizează obiecte și medii 3D.

Limbajul VRML conține o colecție de comenzi, numite noduri, pentru crearea unei varietăți de obiecte simple, precum cuburi, sfere, cilindri, dar și obiecte cu mai multe fețe sau muchii. VRML permite însă și crearea de obiecte complexe prin combinarea obiectelor simple. E un limbaj ierarhizat, cu obiecte-copil, moștenind proprietățile părinților.

Mark Pesce, Peter Kennar și Anthony Parisi au prezentat în luna mai 1994, la prima Conferință Internațională asupra Web-ului, o lucrare intitulată Cyberspace, în care au pledat că extinderea Web-ului cu cea de-a treia dimensiune ar permite o mai bună organizare a datelor de pe Web, deoarece oamnii trăiesc și muncesc într-o lume tridimensională. Ei au numit acest concept Virtual Reality Markup Language (VRML). Conceptul lor a fost bine primit și participanții au început căutările pentru un format standard. Ulterior, „M”-ul a provenit de la Modelling și nu de la Markup, pentru a marca diferența dintre natura Web-ului, bazată pe text, și natura tridimensională a VRML.

Fig. 53 – Exemplu de scenă grafică creată în VRML

Structura unui fișier VRML

Părțile componente majore ale unui fișier VRML sunt următoarele: antetul, scena grafică, prototipurile (realizate cu instrucțiuni PROTO și EXTERNPROTO), traseele evenimentelor. Aceste componente sunt prelucrate pentru prezentare și interacțiune de un program cunoscut sub numele de BROWSER.

Tot ceea ce urmează caracterului # este considerat comentariu, astfel încât toate caracterele ce urmează dupa #, până la următoarea linie sunt ignorate. Excepție face corect face prima linie, ce constituie antetul fișierului sau cazul în care acest caracter face parte dintr-un șir de caractere aflat între ghilimele. Separatorii (spațiile albe) sunt virgulele, TAB-urile, sfârșitul de linie și trecerea la linie nouă. Unul sau mai mulți separatori despart entitățile de fișierele VRML.

VRML este un limbaj CASE-SENSITIVE (tine cont de tipul literelor: majuscule sau minuscule), așa că „Box” este diferit de „box” și „END” este diferit de „end”.

Noduri geometrice

Reprezentarea obiectelor în scena grafică este realizată prin intermediul nodurilor geometrice ce modelează forma obiectelor folosind câteva forme geometrice de bază. VRML-ul pune la dispoziție următoarele elemente grafice: punctul, linia, poligonul, paralelipipedul deptunghic, conul, cilindrul și sfera. Formele mai complicate pot fi obținute cu ajutorul nodurilor ce definesc o mulțime de puncte de pe suprafața obiectului între care se formează fețele acestuia sau cu ajutorul nodurilor ce definesc o secțiune transversală a obiectului ce este apoi extrapolată de-a lungul unei curbe tridimensionale. De asemenea, utilizatorul își poate defini propriile forme geometrice (pornind de la forme de bază) utilizând instrucțiuni de tipul PROTO și EXTERNPROTO. Fiecărui obiect îi sunt asociate o serie de proprietăți fizice (culoare, textură, transparență, strălucire etc.) definite de noduri corespunzătoare care împreună cu nodurile geometrice sunt grupate într-o singură entitate definită de un nod Shape ce formează imaginea obiectului prezentată în scena grafică. Tot în cadrul nodurilor geometrice sunt incluse și nodurile de tip text.

Nodul este entitatea de bază a limbajului VRML. Există mai multe tipuri de noduri, fiecare dintre acestea în scena grafică este realizată prin intermediul nodurilor geometrice ce modelează forma obiectelor folosind câteva forme geometrice de bază.

Nodul Shape

Nodul Shape asociază un nod geometric cu noduri ce definesc aspectul corpului geometric respectiv. Nodurile Shape trebuie să facă parte dintr-o transformare ierarhică pentru a obține rezultate vizibile în scena grafică, iar o transformare ierarhică trebuie să conțina, în mod obligatoriu, noduri de tipul Shape, pentru ca obiectele din scena grafică să devină vizibile (singurele noduri ce dau rezultate vizibile sunt nodurile Shape și Background).

Sintaxa nodului Shape:

Shape {

exposedField SFNode appearance NULL

exposedField SFNode geometry NULL

}

Nodul Box

Nodul Box specifică un paralelipiped dreptunghic centrat în punctul de coordonate (0,0,0) din sistemul local de coordonate. În mod implicit, paralelipipedul are laturile de 2 metri, de la -1 la +1 pe fiecare axă. Câmpul size setează dimensiunile laturilor paralelipipedului (prima componentă pe axa X, a doua pe axa Y – considerată înalțimea în sistemul 3D, iar a treia pe axa Z), toate componentele având obligatoriu valori strict mai mari decât 0.

Sintaxa nodului Box:

Box {

Field SFVec3f size 2 2 2 # box de dimensiune 2, 2, 2

}

Nodul Cone

Acest nod specifică un con centrat în sistemul local de coordonate (adică originea axelor se află la jumătatea înălțimii conului) și a cărui axă centrală este coliniară cu axa Y.

Câmpul bottomRadius specifică raza bazei conului și are în mod implicit valoarea 1

Câmpul height este înalțimea conului și are în mod implicit valoarea 2. Ambele câmpuri trebuie să aibă valori pozitive

Câmpurile side și bottom iau valorile booleene FALSE sau TRUE și specifică existența bazei și a feței exterioare a conului. Valorile implicite pentru aceste câmpuri sunt TRUE și TRUE.

Sintaxa acestui nod este:

Cone {

field SFFloat bottomRadius 1

field SFFloat height 2

field SFBool side TRUE

field SFBool bottom TRUE

}

Nodul Cylinder

Acest nod specifică un cilindru cu două discuri la capete, centrat în originea sistemului local de coordonate și cu axa centrală orientată de-a lungul axei Y. Câmpul height reprezintă înălțimea cilindrului și are implicit valoarea 2, iar câmpul radius reprezintă raza bazei și are implicit valoarea 1. Ambele valori trebuie să fie numere reale strict pozitive.

Sintaxa acestui nod este:

Cylinder {

field SFBool bottom TRUE

field SFFloat height 2

field SFFloat radius 1

field SFBool side TRUE

field SFBool top TRUE

}

Nodul Sphere

Acest nod descrie o sferă centrată în originea sistemului local de coordonate. Câmpul radius reprezintă raza sferei și are valoarea implicită 1. Acest câmp poate lua valori reale strict pozitive.

Sintaxa acestui nod este următoarea:

Sphere {

field SFFloat radius 1

}

Exportul 3D Studio Max – VRML

Pentru a crea scene grafice destinate aplicațiilor realității virtuale se poate folosi și mediul 3D Studio Max 2010. Ideea este simpla: se creează în MAX modelele tridimensionale după care se exportă în format .wrl.

Fig. 54 – Fereastra de dialog destinată exportului

Pașii de bază pentru creearea unui fișier VRML în 3D Studio Max:

Crearea geometriei

Asignarea de materiale, texturi, camere și lumini

Crearea animațiilor

Sub Helpers la panoul de comandă Create se alege una dintre secțiunile VRML Helper pentru crearea nodurilor VRML

Se plasează nodurile VRML în scenă și se leagă între ele

Click pe File/Export și se salvează cu extensia .wrl

Se configurează parametrii de export pentru VRML și se execută click pe OK

Vizualizarea fișierului VRML într-un browser special (cu addon ce permite vizualizarea fișierelor de tip .wrl)

Fig. 55 – Fereastra de dialog pentru exportul VRML

Concluzii

Utilizarea calculatorului face parte din preocupările multora, în activități care sunt încadrate în categoria hobby, dar, mai ales, în activitățile profesionale curente. De la simple schițe și desene, la modele tridimensionale sofisticate, programele de grafică asistată, atât 2D, cât și 3D, permit corectarea și realizarea de creații specifice. Editarea digitală de film oferă efecte și posibilități care le depășesc cu mult pe cele tradiționale.

Pătrunderea în lumea digitală și lucrul digital garantează un control cu mult mai superior asupra imaginii și filmelor. De asemenea, era digitală ne oferă o gamă largă de posibilități de creație ce conduc la obținerea rezultatelor de cea mai bună calitate în cel mai scurt timp posibil.

Tema aleasă „Reproducerea virtuală și animația robotului ADEPT COBRA S600”, oferă o largă răspândire și aplicabilitate într-o gamă largă de domenii: educației, multimedia, inginerie etc. . Să considerăm pe rând câteva domenii.

Domeniul educațional

În acest domeniu, lucrarea de față își găsește o largă aplicabilitate în utilizarea modelelor și animațiilor pentru predare și instruire profesională. Filmele pot fi folosite pentru explicări practice, care se dovedesc mult mai eficiente decât metodele tradiționale.

Domeniul multimedia

Fiind o creație multimedia (sunet și imagine), este lesne de înțeles utilitatea în acest domeniu. Din ce în ce mai multe companii se axează pe astfel de prezentări multimedia.

Domeniul mecanic

Fiind o aplicație inginerească, AutoCAD-ul este una dintre cele mai reprezentative soft-uri pentru acest domeniul. Cum spuneam și la începutul lucrării, varietatea de softuri destinate acestui domeniu este în creștere.

A. Bibliografie

AutoCAD 2007

Ionel Simion, TEORA, București 2007

Inițiere în modelarea asistată cu 3D Studio Max 4

I.G. Ghionea, Editura Albastră, Cluj-Napoca 2003

Realitate Virtuală

Dorian Popescu, curs Facultatea de Automatică, Calculatoare și Electronică, Craiova, 2013

Utilizarea aplicațiilor de tip CAD

Cristina Moisi, Maia Drăghici, Vasile Măniga, MEC, 2006

3D Studio Max 9 Bible

Kelly L. Murdock, Wiley Publishing Inc., 2007

Creating and animating a flying logo

Tutorial 3DS MAX 2008

Adept Cobra S600/S800 User’s Guide

Adept, Decembrie, 2006

B. Referințe WEB

http://facultate.regielive.ro/cursuri/grafica_computerizata/curs_1_autocad-31290.html

http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/ps/dl/item?siteID=123112&id=15458146&linkID=9241177

http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/item?siteID=123112&id=12755337&linkID=10809867

http://www.referatele.com/referate/informatica/online6/Tot-despre-Multimedia-referatele-com.php

http://ro.wikipedia.org/wiki/3D_Studio_Max

http://catia.ro/articole/max6/max6.htm

C. Informații despre robotul ADEPT COBRA

Roboții ADEPT COBRA S600 și S800 sunt roboți SCARA cu 4 axe (SCARA: Selective Compliance Assembly Robot Arm). Articulațiile 1,2 și 4 sunt de rotație, iar articulația 3 este de translație (vezi fig. C2 pentru localizarea articulațiilor robotului). Seria „s” a roboților Adept Cobra necesită un controller Adept SmartController. Roboții sunt programați și controlați folosind SmartController-ul, rulând pe platforma Adept SmartServo.

Fig. C1. Robotul Adept Cobra s800

Fig. C2 – Mișcările articulațiilor robotului

Amplificatoarele pentru seriile „S” și „Smart” ale roboților Adept Cobra sunt încapsulate în baza robotului. Această secțiune este cunoscută ca și (amp-in-base), și produce puterea necesară amplificatoarelor și controlului full-servo.

Caracteristici Adept SmartAmp AIB:

• I/O digital, integrat pe placă

• EMI scăzut, pentru utilizarea în raport cu echipament sensibil la zgomot

• Fără ventilare externă pentru operare silențioasă

• Rata servo de 8 kHz duce la erori de poziție mai puține și urmărire mai bună a traseului

• Comutația sinusoidala scade cuplul dințat și îmbunătățește urmărirea traseului

• Senzori de temperatură amplasați pe toate amplificatoarele și motoare pentru siguranța și soluționare simplă

Fig C3 – Adept SmartAmp AIB

SmartController reprezintă fundația familiei Adept de controllere de performanță ridicată. Smart Controller-ul este destinat utilizării cu următoarele:

• Roboții Adept Cobra din seriile „s”

• Roboții Adept Viper din seriile „s”

• Module liniare Adept Python

• Adept MotionBlox-10

• Adept sMI6 (SmartMotion)

SmartController CX permite o opțiune de vedere integrată și una de urmărire a benzii rulante, precum și alte opțiuni. Oferă scalabilitate și suport pentru IEEE 1394, bazat pe I/O digitale și modulele generale de mișcare extinsa. Interfața IEEE 1394 reprezintă baza Adept SmartServo, arhitectura Adept de controale distribuite, ce suportă produsele Adept. Controllerul include, de asemenea, Fast Ethernet și DeviceNet.

Fig. C4 – Adept SmartController CX

Adept SmartController CX este un controller de perfomanțe ridicate și de vedere. Are aceleași capacități ca și SmartController CS, dar cu suport adițional pentru o opțiune integrată de vedere, o opțiune de urmărire a benzii rulante, un procesor mai puternic, o pereche adițională de porturi seriale și o a doua pereche de porturi IEEE 1394.

Modulul sDIO permite 32 intrări digitale optice și 32 ieșiri optice și include și o interfață IEEE 1394.

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: Reproducerea virtuală și animația robotului adept cobra s600 [303344] (ID: 303344)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

Reproducerea virtuală și animația robotului adept cobra s600 [303344]

Copyright Notice

Contents lists available at ScienceDirect [627362]

ARGUMENT ……………………………………………………………………………. …….. 5 CAPITOLUL 1. POTENȚIALUL EDUCABIL AL ȘCOLARULUI MIC ȘI CONTEXTUL CURRICULAR ACTUAL… [631994]

KEMAMPUAN KOMUNIKASI MATEMATIS DALAM PEMBELAJARAN MATEMATIKA MATHEMATICAL COMMUNICATION SKILLS IN TEACHING MATHEMATICS Hodiyanto Program Studi… [603006]

Licenta Tvp Corectata 17.07.2018 [626711]

Grile Mecanica fluidelor [620863]

SPECIALIZAREA MEDICINĂ GENERALĂ CATEDRA DE PSIHONEUROȘTIINȚE ȘI RECUPERARE MEDICALĂ TRATAMENTUL RECUPERATOR ÎN SPONDILARTROZA CERVICALĂ COORDONATOR:… [625143]

Copyright Notice

Similar Posts