Тривимірна графіка або 3d

3D-принтер - це пристрій, який створює об'ємний предмет на основі віртуальної 3D-моделі. На відміну від звичайного принтера, який виводить інформацію на аркуш паперу, 3D-принтер дозволяє виводити тривимірну інформацію, т. Е. Створювати певні фізичні об'єкти. В основі технології 3D-друку лежить принцип пошарового створення (вирощування) твердої моделі. З початку нового тисячоліття поняття «3D» міцно увійшло в наше повсякденне життя. В першу чергу, ми пов'язуємо його з кіномистецтвом, фотографією або мультиплікацією. Але навряд чи зараз знайдеться людина, яка хоча б раз в житті не чув про таку новинку, як 3D-друк.

Що ж це таке і які нові можливості в творчості, науці, техніці та повсякденному житті несуть нам технології тривимірного друку, ми і спробуємо розібратися в статті, яка наведена нижче.

Але спочатку трохи історії. Хоч і багато стали говорити про 3D друку тільки останні кілька років, насправді ця технологія існує вже досить давно. У 1984 році компанія Charles Hull розробила технологію тривимірної печатки для відтворення об'єктів з використанням цифрових даних, а двома роками пізніше дала назву і запатентувала техніку стереолітографії. Тоді ж ця компанія розробила і створила перший промисловий 3D принтер. Згодом естафету прийняла компанія 3D Systems, яка розробила в 1988 році модель принтера для 3D друку в домашніх умовах SLA - 250.

Тоді ж Массачусетський університет патентує технологію тривимірної печатки, подібну струменевої технології звичайних 2D принтерів. Але, мабуть, пік розвитку і популярності 3D друку все ж припав на новий, 21 століття.

Модель принтера для 3D друку в домашніх умовах SLA - 250, 1988р

В основу принципу роботи 3D принтера закладений принцип поступового (пошарового) створення твердої моделі, яка як би «вирощується» з певного матеріалу, про який ми розповімо пізніше. Переваги 3D друку перед звичними, ручними способами побудови моделей - висока швидкість, простота і відносно невелика вартість.

Наприклад, для створення 3D моделі або будь-якої деталі вручну може знадобитися досить багато часу - від кількох днів до місяців. Адже сюди входить не тільки сам процес виготовлення, а й попередні роботи - креслення і схеми майбутнього виробу, які все одно не дають повного бачення остаточного результату.

В результаті значно зростають витрати на розробку, збільшується термін від розробки вироби до його серійного виробництва.

3D технології ж дозволяють повністю виключити ручну працю і необхідність робити креслення і розрахунки на папері - адже програма дозволяє побачити модель у всіх ракурсах вже на екрані, і усунути виявлені недоліки не в процесі створення, як це буває при ручному виготовленні, а безпосередньо при розробці та створити модель за кілька годин.

Тривимірна графіка або 3D

Тривимірна графіка - вид комп'ютерної графіки, що представляє собою об'ємну модель будь-якого об'єкта. Ми живемо в тривимірному просторі, можливо саме тому знадобилося винахід 3Д-графіки. Для створення тривимірної моделі потрібні спеціальні програмні і апаратні засоби. До програмних належать додатки 3D-візуалізації, про які піде мова нижче. До апаратних відносять те, за допомогою чого створюється і відображається модель (комп'ютер, 3D-монітори, 3D-принтери).

Тривимірна графіка активно застосовується для створення зображень на площині екрану або аркуша друкованої продукції в науці і промисловості, наприклад, в системах автоматизації проектних робіт (САПР; для створення твердотільних елементів: будівель, деталей машин, механізмів), архітектурної візуалізації (сюди відноситься і так звана «віртуальна археологія»), в сучасних системах медичної візуалізації.

Саме широке застосування - в багатьох сучасних комп'ютерних іграх, а також як елемент кінематографа, телебачення, друкованої продукції.

Для отримання тривимірного зображення на площині потрібні наступні кроки:

· Моделювання - створення тривимірної математичної моделі сцени і об'єктів в ній;

· Текстурирование - призначення поверхонь моделей растрових або процедурних текстур (має на увазі також настройку властивостей матеріалів - прозорість, відбиття, шорсткість та ін.);

· Висвітлення - встановлення та налаштування джерел світла;

· Анімація (в деяких випадках) - надання руху об'єктів;

· Динамічна симуляція (в деяких випадках) - автоматичний розрахунок взаємодії частинок, твердих / м'яких тіл і ін. З модельованими силами гравітації, вітру, виштовхування і ін. А також один з одним;

· Рендеринг (візуалізація) - побудова проекції відповідно до обраної фізичної моделлю;

· Композітінг (компоновка) - доробка зображення;

· Висновок отриманого зображення на пристрій виведення - дисплей або принтер.