отчет по практике. Содержание 2 введение 3 глава теоретические аспекты 4 1 Анализ анимационных подходов 4

Название	Содержание 2 введение 3 глава теоретические аспекты 4 1 Анализ анимационных подходов 4
Дата	02.05.2023
Размер	4.62 Mb.
Формат файла
Имя файла	отчет по практике .docx
Тип	Реферат #1102113

Содержание

Содержание 2

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ 4

1.1 Анализ анимационных подходов 4

1.2 Способы трёхмерного моделирования 6

1.3 Анализ существующих сред 3D-моделирования 10

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА 3D АНИМАЦИОННОГО ВИДЕО 16

2.1. Концепция проектного решения 16

2.2 Моделирование в Blender 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22

ПРИЛОЖЕНИЯ 25

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 1

ВВЕДЕНИЕ

Колоссальное развитие технологий привело к быстрому росту в области компьютерной техники, а также к появлению и развитию множества программ. Программы трёхмерной графики - самые интересные по своим возможностям и сложные по освоению приложения, открывают перед людьми небывалые возможности по реализации не только своих навыков и умений, а фантазий, которые в свою очередь открывают перспективы работы и реализации в творчестве.

Сегодня, во время массового потребления, трёхмерная анимация является неотъемлемой частью визуального мира. В данный момент без трёхмерной анимации уже невозможно представить заставки на разных теле- и интернет-шоу. Многие бренды с целью рекламы и продвижения на различных площадках выбирают именно данный вид анимации. Даже в кинематографе множество лет с помощью трёхмерной анимации можно наблюдать всевозможные, невероятные явления. 3D анимация позволяет визуализировать любые пространства и объекты, которые может вообразить себе человек. С помощью анимации возможно создание совершенно новых миров, которые населяют как обычные, так и фантастические персонажи.

Исходя из этого, становится очевидно, что вопрос о грамотном создании трёхмерной анимации, исходя из её целей, является актуальным и дискуссионным не только для одной конкретной страны, но и для всего мира.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

1.1 Анализ анимационных подходов

Трёхмерная графика (прил. 1, рис. 1) – это особый вид компьютерной графики, совокупность множества приёмов и инструментов, предназначенных для изображения объёмных объектов (трёхмерных объектов).

Главным объектом трёхмерной графики и моделирования выступает, прежде всего, набор различных поверхностей. Минимальная поверхность называется полигоном. Полигон (прил. 1, рис. 2) – плоскость, состоящая из нескольких точек в пространстве, соединённых рёбрами. Наиболее часто в качестве полигона выбирается треугольник (прил. 1, рис 3).

В процессе создания 3D-изображения необходимо пройти несколько основных этапов:

Моделирование (прил. 1, рис 4) – создание виртуального пространства общей сцены и его объектов;
Текстурирование (прил. 1, рис 5) – процесс наложения текстур на созданные модели, настройка материалов и придание моделям реалистичности [8];
Настройка освещения (прил. 1, рис 6);
Создание анимации (прил. 1, рис 7);
Рендеринг (прил. 1, рис 8) – процесс визуализации изображения объекта по предварительно созданной модели;
Компоновка – постобработка полученного изображения.

Анимация является важнейшим этапом создания трёхмерного изображения. Анимация [9] – это разработка объектов в движении или имитация движения модели. Благодаря развитию технологий и совершенствованию сферы создания 3D объектов, существует множество инструментов, программных продуктов и возможностей для создания анимации трёхмерной модели.

В наши дни для создания анимации не нужно прорисовывать каждый кадр отдельно, чтобы объект ожил на экране, в трёхмерной анимации необходимо задать ключевые кадры, которые и будут образовывать движение [16].

Можно выделить несколько основных способов создания трёхмерной анимации. К таким способам относятся:

Анимация по ключевым кадрам (прил. 1, рис 9);
Анимация по траектории (прил. 1, рис 10);
Создание анимации при динамических симуляциях (прил. 1, рис 11);
Анимация, полученная методом захвата движения (прил. 1, рис 12).

Создание анимации по ключевым кадрам происходит в несколько этапов. В нужный момент времени, это может быть начало видеоролика, выставляются различные свойства объекта. На данном этапе можно обозначить размеры, положение, углы вращения и многое другое. Данный кадр обозначается ключевым. Далее выбирается другой кадр анимации и снова задаются его свойства, после чего кадр обозначается ключевым. Программа сама просчитает как должны вести себя объекты при переходе из одного кадра в другой.

Для создания анимации по траектории помимо основного объекта, который будет анимироваться, необходимо задать его путь движения или траекторию. Такой подход в анимации прекрасно подходит для анимации движущихся технических объектов, анимации камер и анимации технических процессов.

Для создания такого вида анимации необходимо выделить объект, который должен двигаться, а после задать ему путь для анимации.

Следующим шагом является перенос объекта на линию пути и образование

связи с ней. В данном случае программа сама создаёт два ключевых кадра, один из них будет хранить положение объекта в начале пути, следующий кадр будет хранить положение объекта в конце пути.

Создание анимации при динамических симуляциях связан больше с профессией специалиста по динамике. В данном случае анимация позволяет сохранить результат динамической симуляции, то есть результат процесса просчёта поведения объекта в условиях физически реальной окружающей среды. Данные симуляции позволяют выполнять пакеты трёхмерной графики. После окончания процесса симуляции создаются анимационные ключи, в которых хранится информация о поведении каждой детали и части объекта. Анимация при динамических симуляциях наиболее часто используется для придания движения жидкости, ткани, твердым и мягким объектам. Прекрасным примером данного подхода в анимации является студия Columbia Pictures.

Анимация, полученная методом захвата движения, является наиболее новым способом. Такой подход в анимации позволяет получить наиболее реалистичный результат. Для получения анимации данным способом необходима специально оборудованная студия, в которой возможно произвести процесс захвата движения актёра. Примером применения анимации путем захвата движения являются такие кинопроекты как: «Полярный экспресс», «Аватар» и многие другие.

В наши дни существует огромный выбор программ, в которых можно создавать трёхмерную анимацию: Blender, FreeCAD, DAZ 3D Studio, Autodesk Tinkercad, Cinema 4D, Autodesk Maya, Houdini и другие. В зависимости от задачи и навыков создания анимации каждый сможет найти наиболее подходящую программу и способ трёхмерной анимации для своей работы.

1.2 Способы трёхмерного моделирования

Трёхмерное моделирование – это процесс формирования виртуальных моделей, пространства и объектов внутри него, позволяющий с максимальной точностью продемонстрировать размер, форму, внешний вид объекта и другие его характеристики. Процесс трёхмерного моделирования включает создание всевозможных геометрий, материалов, источников света, виртуальных камер, дополнительных спецэффектов [15].

Современная компьютерная графика позволяет воплощать максимально точно и реалистично любые объекты, при этом процесс создания 3D-модели занимает меньшее количество времени, нежели процесс дальнейшей реализации. В наши дни у программ есть возможность визуализировать 3D-модель с любого ракурса, устраняя её недостатки, выявленные в процессе создания модели.

Моделирование с применением 3D технологий является незаменимым методом для большинства промышленных, строительных, ювелирных предприятий, дизайнерских студий и сфер развлекательной индустрии [10].

Можно выделить несколько основных видов трёхмерного моделирования:

Каркасное;
Твердотельное;
Поверхностное;
Генеративное;
Полигональное.

Прежде всего, дизайнеры, архитекторы, художники и все, кто занимается моделированием, обращаются к объёмной визуализации с использованием полигонов, так как именно этот метод является наиболее универсальным. Несмотря на то, что полигональное моделирование является достаточно сложным способом визуализации, имеет множество нюансов и

особенностей, этот вид моделирования продолжает пользоваться большой популярностью в сфере трёхмерного моделирования.

Полигональное моделирование – это один из видов трёхмерного моделирования, а именно низкоуровневое моделирование, которое позволяет разрабатывать практически любой объект и за счёт соединения полигонов и образования полигональной сетки создавать из них группы, визуализировать нужный облик модели.

Главными подобъектами (прил. 1, рис 13), благодаря которым строится полигональная сетка, являются:

Вершина – точка соединения рёбер. Вершин может быть бесконечное множество, в зависимости от сложности объекта;
Ребра – линии, выступающие границами граней;
Грани или полигоны – ячейки сетки, плоскости, имеющие преимущественно треугольную или четырехугольную форму. Одинаковых ячеек полигональной сетки может быть также бесконечно много.

Для создания полигональной модели можно применить самые различные методы. Основными методиками, которые чаще всего применяют все вместе, являются:

Моделирование с помощью примитивов – метод создания объекта путем использования готовых геометрических фигур или примитивов. К стандартным примитивам относятся следующие объекты: куб, сфера, цилиндр, тор, конус, плоскость, пирамида, труба, в некоторых программах чайник. Каждый примитив имеет опорную точку, которая по умолчанию является центром трансформации объектов. Следующим шагом является конструирование нужной модели с помощью экструдирования подобъектов и деления существующих граней.
Моделирование путём вытягивания из полигона-исходника новых граней, когда каждый подобъект появляется из предыдущего.
Моделирование вручную, без применения примитивов. При таком способе моделирования все подобъекты прорисовываются вручную, а не экструдируются.

Помимо полигонального моделирования не редко применяют векторное или NURBS моделирование. Такой способ моделирования широко используется в точном машиностроении, ювелирном 3D моделировании, потому что каждая линия или поверхность является функцией координат, что позволяет наиболее легко и точно вычислить её в любой точке поверхности.

Не менее важным и часто применяемым является способ скульптурного моделирования. Благодаря развитию технологий и совершенствованию сферы трёхмерного моделирования стало возможно разбивать полигональную модель на огромное число граней, позволяя работать с ней как с глиной или воском. Данный метод трёхмерного моделирования позволяет визуализировать самые тонкие детали на трёхмерной модели, поэтому применяется наиболее часто для создания органических форм с высокой детализацией, а также для создания текстур нормалей. Данный способ трёхмерного моделирования позволяет дорабатывать геометрические формы, накладывать объёмную текстуру на поверхности и придавать моделям естественные искажения.

Можно выделить комбинированный метод трёхмерного моделирования, к которому можно отнести приёмы создания 2,5D объекта из заранее прорисованных векторов или чёрно-белого изображения. Данный способ трёхмерного моделирования применяется для создания нестандартных моделей и имеет ряд особенностей и ограничений. Наиболее популярным данный способ моделирования является в сфере дизайна интерьера, так как именно этот способ наиболее подходит для создания плоских орнаментов и барельефов.

Для тех, кто только начинает заниматься 3D моделированием наиболее простым будет способ векторного моделирования. Данный способ трёхмерного моделирования позволяет сразу разрабатывать множество разных форм и объектов. В дальнейшем для совершенствования навыков и увеличения возможностей создания и визуализации модели, необходимо освоить иные способы моделирования.

На сегодняшний момент существует множество платных и бесплатных программ, позволяющих реализовывать трёхмерное моделирование. К наиболее популярным программам относятся: 3D max, Maya, AutoCad, Blender, Cinema 4D и многие другие.

Blender является специальной программой для 3D моделирования, а также рендеринга, анимации, монтажа и постобработки. Данная программа содержит различные инструменты анимации, среди которых инверсная кинематика, скелетная анимация и сеточная деформация, анимация по ключевым кадрам, нелинейная анимация, редактирование весовых коэффициентов вершин.

Blender поддерживает разнообразные геометрические примитивы, включая полигональные модели, систему быстрого моделирования в режиме subdivision surface, кривые Безье, векторные поверхности, метасферы, скульптурное моделирование и векторные шрифты.

1.3 Анализ существующих сред 3D-моделирования

Autodesk 3Ds Max [7]. 3Ds Max (прил. 1, рис 14) – один из старейших редакторов трёхмерной графики от Autodesk, который появился ещё в начале нулевых. Поэтому большинство моделеров начинали (или работают) с ним. 3Ds Max является стандартом в индустрии для интерьеров и архитектуры и фотореалистичной подачи. Используют потому, что в редакторе удобные системы визуализации, множество дополнений для интерьеров и архитектуры, и бесконечное количество фотореалистичных библиотек моделей мебели и благоустройства для интерьеров и экстерьеров.

3Ds Max – универсальное решение для работы с трёхмерной графикой, которое подойдет разработчикам игр и художникам. Редактор закрывает весь функционал по моделированию: здесь удобно делать любые материалы, а визуализация гибко подключается через внешние рендеры (V-RAY или Corona), которые позволяют сделать фотореалистичную картинку проекта.

Использовать редактор можно достаточно широко: создавать персонажей для видеоигр, делать модели предметов для 3D-печати или прорисовывать эффекты для рекламы. Редактор использовали в Человеке-Пауке, Властелине Колец, Людях Икс, Игре Престолов, Матрице. Что умеет 3Ds Max:

Лучшая в индустрии работа с полигональным моделированием для Low Poly (оптимизированные модели для приложений и игровых движков) и High Poly (высоко детализированные модели для фотореалистичных визуализаций, в том числе бионические сглаженные формы).
Текстурировать любые объекты, создавать шейдеры, делать маппинг и редактировать даже самые сложные реалистичные материалы.
Анимировать персонажей, делать спецэффекты с тканями, физикой, частицами, симуляции дыма, огня, воды, разрушений. Вписывать их в фото и видео. Симулировать волосы, шерсть.
Визуализировать через встроенный или подключаемый модуль.

Зачем нужен 3Ds Max:

Для фотореалистичной подачи в области интерьеров, архитектуры и промышленного дизайна и, в принципе, любых изделий c нуля, либо на основе готовых 3D-моделей из других программ, например, из Revit, Archicad, Solidworks и других.
Для создания 3D-моделей для игр, приложений, каталогов мебели и других изделий, которые потом можно продавать на стоках.
Для разработки спецэффектов и работы с анимацией, графикой и рекламой.
Создание моделей для 3D печати.

Плюсы 3Ds Max:

Лучшее в индустрии полигональное моделирование.
Фотореалистичная подача.
Обилие библиотек моделей и дополнений для интерьеров и архитектуры.
Удобная анимация технических процессов.
Хорошая симуляция физики.
Популярное решение в профессиональной среде, часто требуется при приёме на работу в самых разных индустриях.

Минусы 3Ds Max:

Персонажная анимация неплохая, но уступает Maya.

Цена: от 160 долларов в год для независимых разработчиков. [1]

Autodesk Maya [11]. Maya (прил. 1, рис 15) – ещё один профессиональный редактор трёхмерной графикой от Autodesk, который в отличии от 3ds Max ориентирован в сторону анимации и спецэффектов. Его часто используют в работе над фильмами и мультипликацией – в программе множество специальных функций, например, есть динамика твёрдых и мягких тел при визуализации.

В интерьерах или архитектуре Maya практически не используется: она не способна заменить 3Ds Max. Главный козырь этого редактора – самая удобная система для анимации персонажей, поэтому многие российские и западные студии анимируют персонажей именно в Maya. Что умеет Maya:

Создавать и редактировать полигональную графику.
Скульптить как в ZBrush.
Накладывает текстуры и делать маппинг, работать с кривыми.
Анимировать объекты, делать динамику твёрдых и мягких тел, работать с шерстью, волосами и мехом.
Создавать жидкости и другие спецэффекты
Визуализировать с помощью встроенных инструментов

Зачем нужен Maya:

Для анимации в кино, играх и мультфильмах.

Плюсы Maya:

Персонажная анимация.

Минусы Maya:

Не подходит для архитектуры и дизайна интерьеров из-за отсутствия библиотек.

Цена: от 8 901 рублей в месяц. [2]

ZBrush [12]. ZBrush (прил. 1, рис 16) – профессиональный инструмент для скульптинга высококачественных трёхмерных моделей от Pixologic. Идеально подходит для разработки персонажей, животных, людей и всего органического. Подойдет и для твёрдых объектов. Работа идёт через богатый инструментарий кистей, поэтому ZBrush часто используют художники для разработки героев фильмов, игр и мультфильмов. Фишка в ресурсоёмкости – ZBrush работает не только с 3D, но и с псевдо трёхмерностью, не привлекая видеокарту, что даёт хорошую производительность.

2D-иллюстраторы часто сначала лепят сцену или персонажа в ZBrush, ставят его в нужную позу, а потом обрисовывают – рисуют концепты сразу в 3D, хотя раньше это было привилегией Photoshop и других 2D-пакетов. [3]

Что умеет ZBrush:

Скульптить персонажей (работа с цифровой глиной) как высокополигональной, так и в низкополигональной графике с помощью графического планшета.
Накладывать текстуры, делать шерсть и волосы.
Раскрашивать объекты без текстур.

Зачем нужен ZBrush:

Для создания моделей органических объектов при помощи кистей.

Плюсы ZBrush:

Скульптинг персонажей и окружения.
Эскизирование в 3D.

Минусы ZBrush:

Нужен планшет для создания сложных моделей.
Не подходит для комплексной работы с 3D.

Цена: от 39,95 долларов в месяц.

Blender [13]. Blender (прил. 1, рис 17) – бесплатный редактор трёхмерной графики с открытым исходным кодом на Python. У программы широкий функционал, поэтому его часто выбирают не только новички, но и профессионалы. Позионируется программа, как решение для редактирования 3D-моделей, визуализации, анимации, разработки компьютерных игр, скульптинга и эффектов.

Blender в последние годы всё чаще начинают использоваться крупные компании, а благодаря встроенному редактору двухмерной графики его часто применяют в кино и мультфильмах. Например, Blender использовали в сериале «Мир дикого запада», а некоторые трехмерные модели NASA сохранены в формате этого редактора. Но Blender всё ещё не стал стандартом в индустрии, как 3Ds Max: в нём нет библиотек моделей, он сложен в освоении и его крайне редко используют в архитектуре и дизайне. [4] Что умеет Blender:

Создавать и редактировать полигональную графику, графику на основе примитивов, сплайнов, кривых и поверхностей Безье.
Анимировать объекты и их части.
Текстурировать, делать шейдеры и маппинг.
Рисовать в 2D.
Визуализировать.

Зачем нужен Blender:

Для создания трёхмерных моделей в кино, играх и мультфильмах.
Для создания игр и мультфильмов.
Для работы с анимацией и эффектами.

Плюсы Blender:

Бесплатный.
Универсальный.

Минусы Blender:

Мало библиотек моделей.
Пока слабо распространён в пайплайне компаний. Даже если вы эксперт по Blender – часто придется сдавать работу в 3Ds Max или Maya.
Сложноват в освоении.

Цена: бесплатно.

ZBrush Core Mini [14]. Zbrush Core Mini (прил. 1, рис 18) – это бесплатный продукт от Pixologic, который позиционируется как редактор для новичков. Работает точно так же, как и старший брат, только функционал немного урезан, а сам редактор заметно упрощён. Но зато в нём очень легко освоится и быстро создать своего первого персонажа для компьютерной игры или фильма. [5]

Что умеет Zbrush Core Mini:

Создавать графику на основе круглых форм.
Скульптить модели.
Накладывать цвет.

Зачем нужен Zbrush Core Mini:

Для обучения трёхмерному моделированию.

Плюсы Zbrush Core Mini:

Бесплатно, без подписок и регистрации.
Упрощённый скульптинг (полезно для новичков).

Минусы Zbrush Core Mini:

Модели можно использовать только в некоммерческой сфере.
Нет рендера.

Цена: бесплатно.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА 3D АНИМАЦИОННОГО ВИДЕО

2.1. Концепция проектного решения

После того, как появилась необходимость в создании трёхмерного анимационного видеоролика, встал вопрос о его теме. Для решения данного вопроса были изучены аналоги, а также проанализированы собственные знания, умения и желания. После этого возникла идея создания видеоролика на тему: «Волшебная поляна» – это небольшая видео – история о пробуждении природы. В сюжете анимационного видеоролика заложен определённый процесс – с восходом солнца цветы «просыпаются».

Далее следовала разработка концепции и написание методического сценария. На этом этапе была упорядочена собранная информация и были созданы первые наброски будущего ролика, визуальные и смысловые. В концепции же также отразились все детали и подробное описание самого ролика, а в сценарии шаги выполнения – описание сцен видеоролика.

Каждый может представить себя внутри этой анимации, можно на секундочку ощутить, как мы находимся посреди большой поляны и наслаждаемся процессом пробуждения природы. Именно на природе мы можем чувствовать себя в моменте, наблюдая и запоминая. Мы можем обдумать всё что беспокоит и даже найти решение проблем, которые так давно беспокоили. Это время не всегда с кем-то, часто наедине с собой и в окружении природы. Это возвращение себя к истокам. В такие моменты чувства человека обостряются и сознание работает глубже и ярче, что помогает человеку быть собой и познать себя.

Все действия анимационного ролика происходят на нашей родной земле, на котором расположились: растения и цветы, поле и солнце. Каждый предмет анимационного ролика выполняет свою роль, солнце даёт нам понять, что наступил день, закат – что наступила ночь, поле даёт нам представление о нашей безграничной, русской природе.

Видеоролик начинается с того, что мы видим кадр, на котором, совсем темно и цветы еще «спят». Далее поднимается солнце, которое даёт нам понять, что начинается новый день.

Следующая сцена анимационного видеоролика, является кульминацией. Цветы и растения находятся в центре кадра, они красивы и многогранны, солнце находится в зените.

В последней сцене, солнце уходит в закат, а цветы отправляются на ночной отдых.

Увлечение пейзажной фотосъёмкой дало идею для ролика. Хотелось опробовать свои силы в новом формате. Данный трёхмерный анимационный ролик – ожившая пейзажная фотография. Это анимация со своей историей и особым смыслом. Она глубже, чем может показаться на первый взгляд. Особую магию видеоролик приобрёл благодаря ярким цветам.

Таким образом, анимация приобрела своё настроение, ощущение надежды, кажется будто вот-вот мы увидим яркий пронзающий луч и наконец-то познаем всю суть до конца. Но этого не происходит так как, каждый увидит ответ в своём, ведь в темноте можно увидеть гораздо больше. Не всегда очевидное может рассказать нам истину.

Главной мыслью анимационного ролика является то, что вокруг нашего мира всё меняется, но наша природа и родная поляна остается неизменной. Можно представить, что время суток – это внешние факторы, а процесс «пробуждения» цветов – это то, что внутри человека. Окружающий нас мир может быть каким угодно, приветствовать нас солнцем или же мочить дождями, на это человек повлиять не способен. Но он может выбрать встать ранним утром, к рассвету, выйти на поляну и насладиться наступлением нового дня, который однозначно будет лучше, чем предыдущий.

Анимация выполнена в современном стиле, в интересной подаче. Каждая деталь выглядит естественно, нет ничего лишнего, минималистичность ролика украсила его. Была проделана хорошая работа над текстурами, что позволило качественно передать растения и цветы.

Свет в данном видеоролике занимает главное место и раскрывает всю суть анимации. Он меняется, ночной, на дневной и наоборот. Так и происходит в мире, всё меняется, вокруг ничего не остаётся прежним, но внутри себя ничего не поменять. Пробуждение растений, как раз, таки символизирует человека, который не измениться ни при каких условиях, его внутренняя оболочка останется, такой, какой была создана. И как бы не бежало время вперёд, как бы не сменялось поколение, этот путь остаётся прежним и неизменным для каждого.

Исследовательская работа по теме: «Трёхмерный анимационный видеоролик» представляет собой готовый трёхмерный анимационный видеоролик. Исследование даёт возможность узнать отличительные особенности выстраивания и моделирования трёхмерного пространства, возможные варианты внешнего вида трёхмерных объектов, способы дальнейшей визуализации и анимации, программы, позволяющие решить данные задачи. Данное исследование построено на том, что в трёхмерном анимационном видеоролике передается уникальное виртуальное пространство, сюжет на свободную тему, показываются возможности трёхмерной анимации. Таким образом, главной задачей исследовательской работы является разработка трёхмерного анимационного видеоролика, на основе изученных законов, правил и принципов.

В данном видеоролике также применены законы композиции и направления кадра. А именно движение слева направо, так как мы читаем, как двигается наш взгляд, когда мы смотрим на мир. За счёт этого ролик приятен нашему взгляду, а значит привлекает и заставляет остановиться на нём.

Но не смотря на эту идею ролика, каждый найдёт в нём что-то своё, а, следовательно, его применение бесконечно, анимацию можно использовать где угодно и, как угодно.

Выполнен видеоролик с помощью программного обеспечения для 3D –анимации и моделирования – Blender. Анимация сделана по ключевым кадрам.

Хронометраж ролика – 11 секунд, в программе это – 330 кадров. В процессе создания трёхмерного анимационного видеоролика наиболее важно грамотно выбрать способ трёхмерного моделирования основных объектов, проанализировать возможности программы, в которой будет создаваться сцена видеоролика, определить наиболее подходящий подход к созданию анимации.

Таким образом, появляется возможность поэкспериментировать с материалами, способами моделирования и анимации, видами текстур, различными цветами и иными функциями.

2.2 Моделирование в Blender

Далее следовал самый трудоёмкий и длительный процесс создания видеоролика – это моделирование объектов, которые участвуют в нём.

Заходим в Blender. Удаляем первоначальную сцену. Нажимаем комбинацию клавиш Shift + A и далее выбираем необходимую плоскость. (прил. 2 рис. 2).

В процессе моделирования применялись следующие модификаторы: «Subdivision Surface», «Displace», «Vertex Weight Proximity», а также «Geometry Nodes».

Первоначальная задача – создание земли, на которой будет располагаться будущая поляна со цветами и растениями. Она имеет букры и не ровности, так картинка выглядит более реалистично. На плоскость применялись модификаторы такие как «Subdivision Surface» и «Displace» (текстура - Clouds).

Следующий шаг – создание камней с необходимой рельефностью и текстурой. (прил. 2 рис. 4). На поляне будут располагаться несколько массивных камней, покрытых множеством растений. Также применялись модификаторы «Subdivision Surface» и «Displace» (текстура - Clouds).

Лоза создавалась с помощью Addon «Curve: IvyGen». Она выглядит реалистично и уместно.

Перед тем, как применить «Geometry Nodes» на плоскость «ЗЕМЛЯ», необходимо смоделировать травинку (именно её будем распределять по всей поверхности). В «Geometry Nodes» использовались ноды: «Point Instance» (добавление смоделированной травинки на плоскость), «Point Distribute» (определение количества травинок), «Attribute Randomiz» (рандом вращения травинок), «Attribute Randomiz» (рандом масштаба травинок).

Для цветов создавала отдельную плоскость «ЦВЕТЫ» и далее была произведена работа, прописанная выше, как с травой (прил. 2 рис. 10). Добавлением служит, только модификатор «Vertex Weight Proximity». Созданную «Vertex Groups» разместили в «Vertex Weight Proximity». Также добавили в сцену пустышку «Empty» (номер 1) и установили в «Vertex Weight Proximity», чтобы регулировать появление цветов.

Далее переходим к текстурам. Землю покрасили в чёрно-коричневый цвет. Ноды: «ColorRamp», «Noise Texture» (для добавления «шума») и «Bump» (придать объёмность текстуре).

Для камней использовали UV-развёртку. Ноды: «Image Texture», «Ambient Occlusion» (тени), «RGB to BW» (перезапись картинки в чёрно-белый цвет) и «Bump» (объёмность).

Трава с лозой выполнены в зеленых оттенках. Ноды: «ColorRamp», «Noise Texture» и «Ambient Occlusion».

Более детально были смоделированы цветы, они играют основную роль в анимации. Было решено сделать их разных цветов, чтобы поляна выглядела действительно «волшебной». Ноды: «Object Info» (рандом), «Hue Saturation Value» и «Ambient Occlusion».

Переходим к анимации. Первоначальным этапом работы послужило анимирование пустышки «Empty» (номер 1), чтобы цветы появлялись и исчезали. Рост растений происходит постепенно и плавно.

Для солнца добавили новую «Empty» (номер 2), были привязаны все прожекторы к определённым объектам (родителям), при помощи функции «Object (Keep Transform). Сочетание клавиш «Ctrl + P). Так нам не придётся анимировать источники света. Они будут двигаться вместе с объектами, к которым мы привязали их.

Для солнца был добавлен «Empty» и была привязана к нему сама модель и источник света. Таким образом была анимирована, только «пустышка» «Empty». В итоге, с помощью таймлайна была создана покадровая анимация.

Завершающим этапом стал рендеринг анимации. Рендер готового видео производим на параметре Eevee, для удобства и более быстрого сохранения. Были настроены сэмплы – 64. Включены: «Ambient Occlusion», «Bloom» и «Screen Space Reflections». В итоге получилось 330 кадров, 30 fps. Для видеоролика был выбран формат видео – FFmpeg Video.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы были приобретены полезные знания и навыки в сфере трёхмерной анимации. При создании анимации с неодушевлёнными предметами требуются знания физики и изобразительного искусства. Оказалось, что создание трёхмерного анимационного видеоролика требует большого труда, терпения и знаний, это серьезная работа, без намёка на развлечения и игры. Но в то же время данная исследовательская работа была увлекательной и интересной.

В результате работы был разработан трёхмерный анимационный видеоролик «Волшебная поляна». Он получился очень атмосферным, душевным и красивым. А, следовательно, цель исследовательской работы была достигнута.

Также были полностью выполнены все поставленные задачи:

Была проанализирована литература и аналоги на тему трёхмерной анимации;
Были изучены способы трёхмерной анимации;
Была проанализирована известная студия анимации;
Был разработан сценарий анимационного видеоролика;
Была смоделирована сцена видеоролика;
Был выполнен рендеринг и пост обработка анимационного видеоролика.

Добиться цели и выполнить все задачи, удалось с помощью таких методов исследования, как:

Анализ и обобщение специальной литературы;
Моделирование;
Разработка трёхмерного анимационного видеоролика.

Из всего вышеописанного в данной выполненной работе, можно сделать вывод, что в программном обеспечении для создания 3D анимации можно смоделировать и «оживить» абсолютно любые предметы.

Также можно сделать вывод о том, что трёхмерный анимационный видеоролик «Волшебная поляна» имеет большую практическую значимость и соответственно, найдёт применение во многих сферах жизни. Например, подойдёт для одной из сцен короткометражного мультфильма, для создания заставки фильма или сериала, а также его можно использовать для загрузки в социальные сети. Для разработки программного обеспечения, для создания презентаций и отчетов.

Такое большое количество вариантов применения трёхмерного анимационного видеоролика говорит о его популярности и актуальности в современном мире. А, следовательно, подтвердились новизна и актуальность, описанные во введении. Трёхмерная анимация оказалась перспективным направлением деятельности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Официальный сайт Autodesk 3Ds Max [Электронный ресурс] // URL: https://www.autodesk.ru/products/3ds-max/overview?plc=3DSMAX&term=1-YEAR&support=ADVANCED&quantity=1
Официальный сайт Autodesk Maya [Электронный ресурс] // URL: https://www.autodesk.ru/products/maya/overview?plc=MAYA&term=1-YEAR&support=ADVANCED&quantity=1
Официальный сайт ZBrush [Электронный ресурс] // URL: https://pixologic.com/
Официальный сайт Blender [Электронный ресурс] // URL: https://www.blender.org/
Официальный сайт ZBrush Core Mini [Электронный ресурс] // URL: https://zbrushcore.com/mini/
Что символизируют ромашки / Яндекс Дзен [Электронный ресурс] // URL: https://zen.yandex.ru/media/id/5e42d28dd3f8624cf90da99a/chto-simvoliziruiut-romashki-5e68c61000fd397bb4799124
Ньюхан К. 3ds Max. Профессиональная анимация / К. Ньюхан, Д. Бук. – Москва: Триумф, 2006 г. – 327 с.
Флеминг Б. Текстурирование трёхмерных объектов / Б. Флеминг. – Москва: ДМК Пресс, 2004 г. – 237 с.
А. В. Кэрлоу. Искусство 3D-анимации и спецэффктов / А. В. Керлоу. – Москва: Вершина, 2004 г. – 465 с.
Коичи М. WebGL Программирование трехмерной графики / М. Коичи, Л. Роджер. – Москва: ДМК Пресс, 2015 г. – 494 с.
Цыпцын С. Понимая Maya. Книга первая. / С. Цыпцын. – Москва: Арт Хаус медиа, 2007 г. – 494 с.
Келлер Э. Введение в ZBrush / Э. Келлер. – Москва: ДМК Пресс, 2018 г. – 754с.
Прахов А. Blender: 3D-моделирование и анимация. Руководство для начинающих / А. Прахов. – Санкт-Петербург: БХВ, 2008 г. – 272 с.
Альба Р. ZBrush для начинающих / Р. Альба, М. Х. Аттаран, М. Ле Кесне. – Москва: ДМК Пресс, 2021 г. – 299 с.
Робертсон С. Искусство визуализации / С. Робертсон, Т. Бертлинг. – XBeria, 2017 г. – 259 с.
Альтендорфер А. Анимация кадр за кадром / А. Альтендорфер. – Москва: ДМК-Пресс, 2020 г. – 166 с.