VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Виртуальная модель - реальна
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Моделирование – это исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов.
В школьном курсе информатики эта тема представлена не очень широко. А в жизни с моделями мы встречаемся очень часто и в разных сферах. Мне захотелось выйти за рамки школьного курса и изучить этот вопрос чуть шире.
Моделирование, как метод научного познания, существует с античных времен, но все больше и больше популяризируется в наше время. Эта наука уже сегодня имеет такие возможности, о которых и мечтать не приходилось более 30 лет тому назад. Одна такая возможность меня заинтересовала – перенос виртуальной модели в реальный мир. И на своей практике я решил ее испытать.
Актуальность моей работы заключается в том, чтобы показать на своем примере возможность воплощения виртуального объекта в реальный, полезна ли такая наука как моделирование в повседневной жизни, какие у нее есть перспективы в будущем.
Действительно, раз на данный момент, приложив немного усилий можно воссоздать предмет, созданный на компьютере, то в ближайшее время, чтобы заполучить нужную вещь можно будет просто протянуть руку в монитор.
Цель: Перенести предмет из виртуальной реальности в реальный мир, доказать, что это возможно, и для этого не обязательно быть профессионалом. И чтобы облегчить процесс переноса этого предмета, я поставил несколько задач.
Задачи:
Вынос предмет из приложения.
Редактирование вынесенной модели в программе «3Ds Max».
Сохранение полученного продукта в формате «.pdo».
Разделение на части в программе «Pepakura».
Распечатка через программу.
Вырезка и склейка фрагментов.
Уплотнение и шлифовка полученной модели.
Покраска и сушка конечного продукта.
Созданный мною предмет имеет широкую сферу применения. Он может быть реквизитом в театре и кино, элементы дизайн интерьера, декорации, манекены и экспонаты в музеях и на выставках.
Взяв за основу мой продукт и способы и приемы его создания, можно найти недостатки работы и усовершенствовать методику переноса модели из виртуального мира в реальный. Таким образом создается поле для дальнейшей работы в этом направлении.
Я изучил соответствующую литературу. Особенно мне помогла книга «Трехмерное моделирование» Питера Ратнера. Если возникали вопросы, искал материал в других источниках.
Познакомился с программами Ninjaripper, 3Ds Max, Pepakura. Узнал их возможности и изучил начальные шаги работы в них.
Основная часть.
Чтобы начать свою работу я с помощью литературы изучил, что из себя представляет 3D моделирование. А также изучил с помощью интернет ресурсов какие программы мне помогут вынести и преобразовать модель в нужном формате. Наиболее удобными оказались всего 3– Ninjaripper, 3Ds Max, Pepakura.
После того, как я изучил все тонкости программ, мне понадобилось найти предмет, который я буду преобразовывать. Для этого мне нужно либо вытянуть модель из какой-нибудь программы, либо создать ее самому. Я же выбрал первый вариант, потому что уже был тот предмет, который мне хотелось перенести. Это был шлем из компьютерной игры Fallout New Vegas (Приложение 1).
Далее мне нужно было с помощью программы «Ninjaripper» вынести модель, находящуюся в игре, в отдельную папку для того, чтобы с ней было легче работать. Программа «Ninjaripper» как раз предназначена для этого, и все что мне понадобилось сделать это направить камеру на объект (Приложение 2) и нажать F12.
Затем я перенес вынесенную модель в «3Ds Max» (Приложение 3). Это специальная программа для работы с 3D моделированием, в ней можно как создавать, так и изменять разного рода модели. В «3Ds Max» мне нужно было убрать всякие неровности на текстуре модели и удалить ненужные фрагменты. Обработанный объект я сохранил в формате «.pdo» для дальнейшего использования.
Последним этапом моей работы за компьютером являлось создание развертки – разделение модели на части и нанесение их на лист (Приложение 4). Для этого я воспользовался программой «Pepakura», где разделил шлем и подобрал для него подходящий размер – длина, ширина, высота. А затем просто распечатал на бумаге для черчения.
На этом компьютерная работа закончилась.
Далее начался непростой этап – вырезка и соединение полученных фрагментов. Эта работа требует много времени и терпения, т.к. есть мелкие детали, которые не только нужно аккуратно вырезать, но и склеить между собой. Но результат стоит потраченных сил (Приложение 5).
Склеив детали, я столкнулся с проблемой. Мой шлем после склейки не держал форму. Чтобы уплотнить полученную конструкцию я решил нанесли два слоя эпоксидной смолы, которая придала твердости модели, но та все равно могла деформироваться. Чтобы это предотвратить, я поверх смолы нанес слой эпоксидной шпаклевки, но к сожалению, не учел тот момент, что такой вид шпаклевки при засыхании нельзя отшлифовать (Приложение 6).
Заключительным этапом я, используя краску для грунта, покрасил полученный в ходе работы продукт. После я на свой вкус добавил еще несколько мелких деталей, впоследствии чего у меня появилась готовая модель (Приложение 7).
Первый мой опыт оказался удачным и вдохновил меня на дальнейшую работу в этом направлении. И сейчас я работаю над двумя моделями: одна из них нагрудник, вторая – шлем другого вида.
Выполненная работа затратила немало времени, основную его часть заняла склейка фрагментов модели, хоть это был и самый рутинный этап, но благодаря ему я натренировал терпение и сосредоточенность.
По итогам можно сделать вывод о том, что эта работа занимает много времени, требует усидчивости, аккуратности. Зато взамен я получил незабываемый опыт работы с моделированием и создал с нуля настоящий шлем.
В данный момент я работаю и над другими моделями. Поэтому моя работа не закончена и продолжается. (Приложение 8).
Заключение.
Таким образом можно установить условия для выполнения данного проекта:
Возможность изучения литературы по интересующей теме.
Наличие специальной программы для 3D моделирования.
Постоянный поиск новой информации, которая позволит облегчить реализацию новых продуктов.
Основная часть работы заключалась в перенесении объекта из виртуального мира в реальную жизнь. Поиск методов решения для получения наилучшего результата.
Рекомендации при использовании шпаклевки, которая хорошо обрабатывается. В качестве такой шпаклевки может подойти шпаклевка по дереву. Для более комфортного ношения шлема рекомендуется обшить внутреннюю поверхность мягкой бумагой или тканью.
По окончанию моей проектной работы, я добился многих целей: Я научился выводить модель предмета из приложения в отдельную папку, освоил азы моделирования, чтобы редактировать полученную модель, а самое важное я добился своей главной цели – перенес виртуальную модель в реальный мир. Благодаря проекту и задачам, которые нужны были для выполнения проектной работы, я освоил навыки, которые пригодятся мне в дальнейшей жизни, ведь я хочу работать в сфере программирования, и возможно одним из направлений будет 3D моделирование.
Список Литературы.
Александр Горелик. «Самоучитель 3Ds Max 2018». Издательство: БХВ-Петербург, 2018г.
Питер Ратнер.( Peter Ratner) «Трехмерное моделирование». Жанр : Практическое пособие. Издательство : М., Диалектика. Год : 2010г.
Сайт программы Pepakura http://pepakura.ru/stat-i/izgotovlenie-bumazhnoj-modeli
Сайт программы 3Ds Max https://knowledge.autodesk.com/ru/support/3ds-max?sort=score
Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Приложения.
Приложение 1. Скриншот игры FalloutNewVegas
Приложение 2. Модель внутри игрового предмета
Приложение 3. Редактирование в «3Dmax»
Приложение 4. Создание развертки модели в «Pepakura»
Приложение 5. Бумажная модель.
Приложение 6. Уплотненная модель.
Приложение 7. Конечный продукт.
Приложение 8. Модели, находящиеся в работе.