XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

ВВЕДЕНИЕ

В современном стремительно развивающимся мире большую значимость имеет такой ресурс, как информация. Одним из самых популярных способов ее передачи является визуализация. За сравнительно небольшой промежуток времени развитие в сфере компьютерной графики достигло значимых высот: ни осталось ни одной сферы, где она не занимает значительную роль. Одним из главных способов визуализации сегодня является 3D графика. Она позволяет передавать информацию с большей полнотой.

3D моделирование – это процесс создания объемного цифрового изображения требуемого объекта. В зависимости от конкретных целей, могут различаться и требования к 3D -моделированию [1].

3D модель – это объемное цифровое изображение необходимого объекта, как реального, так и вымышленного. Создание 3D моделей происходит в специальном программном обеспечении для 3D моделирования. 

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

В связи с тем, что все чаще и чаще деловое общение между людьми происходит с помощью средств Интернета, разработчикам в сфере 3D моделирования требуется ресурс, с помощью которого они бы могли демонстрировать свои работы без непосредственного контакта с заказчиком. Сервис, позволяющий загрузить 3D модель, предоставить возможность ее просмотра без установки дополнительного программного обеспечения, значительно ускорит время разработки, улучшит качество работы на всем ее протяжении и окажет положительное влияние на конечный продукт.

Существующие на данный момент сервисы визуализации 3D моделей имеют свои положительные и отрицательные стороны, зачастую не имеют функционала, необходимого для качественного представления разработки. Подробный анализ описанных ресурсов приведен ниже в таблице 1.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОСМОТРА 3D МОДЕЛИ

На сегодняшний день существует несколько методов просмотра 3D моделей:

Просмотр в программе для моделирования с помощью встроенных систем рендеринга.

(Autodesk Maya, 3D Max ит.д.)

Просмотр с помощью систем рендеринга, сцены для которой должны быть смоделированы и подготовлены к визуализации в другой программе (LuxRender)

Просмотр с помощью WebGL (кроссплатформенный API для 3D-графики в браузере)

Просмотр с помощью скриншотов, выполненных с различных ракурсов

ВЫБОР КРИТЕРИЕВ ДЛЯ ОЦЕНКИ 3D МОДЕЛИ

3D модель – это объемное цифровое изображение необходимого объекта, как реального, так и

вымышленного. Создание 3D моделей происходит в специальном программном обеспечении для 3D моделирования. 

3D моделирование – это процесс создания объемного цифрового изображения требуемого объекта. В зависимости от конкретных целей, могут различаться и требования к 3D-моделированию.

В общем случае анализ моделей и ПО для их просмотра проводится по следующим критериям [2]:

Интуитивно понятный интерфейс

Когнитивная скорость загрузки – понятие, характеризующее скорость понимания пользователем механизмов взаимодействия с интерфейсом сервиса:

ic – сложность интерфейса, n – количество посещений, dx – опыт использования аналогичных сервисов. Сложность интерфейса, содержащего визуальные элементы, играет большую роль в когнитивной нагрузке. Если у сервиса сложный интерфейс с множеством элементов, тогда он имеет повышенную когнитивную нагрузку, другими словами, пользователю потребуется больше времени, чтобы разобраться. Более подробно это понятие рассмотрено в статье «One Magic Formula to Calculate UX?» [4]

Удобное управление при просмотре 3D модели

Настраиваемость подложки

Настраиваемость освещения

Возможность оценивания модели

Возможность комментирования

Количество обрабатываемых форматов

ИССЛЕДОВАНИЕ СЕРВИСОВ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДЛЯ ПРОСМОТРА И АНАЛИЗА 3D МОДЕЛЕЙ

Таблица 1

Сравнительный анализ сервисов p3d.in, Sketchfab, Geom.io

Критерии\Продукты	p3d.in	Sketchfab	Geom.io
Интуитивно понятный интерфейс	8 / 10	8 / 10	8 / 10
Удобное управление при просмотре 3D модели	10 / 10	3 / 10	10 / 10
Настраиваемость подложки	5 / 10	2 / 10	7 / 10
Настраиваемость освещения	7 / 10	4 / 10	10 / 10
Возможность оценивания 3D модели	-	+	-
Просмотр результатов оценки 3D модели другими пользователями	-	-	-
Качество отображения наложенных текстур	9 / 10	9 / 10	9 / 10
Количество обрабатываемых форматов загружаемых 3D модели	4 / 10	10 / 10	4 / 10

Сервис p3d.in характеризуется интуитивно понятным интерфейсом, удобным управлением при просмотре 3D модели. Настраиваемость подложки ограничена небольшим набором готовых изображений и настраиваемым градиентом. Освящение 3D модели также можно выбрать из нескольких, заранее настроенных, вариантов. Возможность перемещения источников света, изменение цвета испускаемого света, настройка его интенсивности отсутствует. Нет системы оценивания 3D модели. Качество отображения текстур находится на высоком уровне. Количество обрабатываемых форматов ограничено двумя - тремя. Изображение интерфейса и среды визуализации приведено на рисунке 1.

Рисунок 1. p3d.in: просмотр загруженной модели

Сервис Sketchfab характеризуется интуитивно понятным интерфейсом. Управление при просмотре 3D модели находится на очень низком уровне, вызывает трудности расположить объект под желаемым углом, ракурсом. Настраиваемость подложки и освещения доступны только при оформлении платной подписки, без вложения средств доступны два-три стандартных фона и столько же вариантов направления источников света. Система оценивания состоит только из кнопки «Like», нет возможности просмотра оценки пользователями. Качество отображения текстур находится на высоком уровне. Количество обрабатываемых форматов составляет более 20 штук, т.е. сервис обрабатывает все самые популярные форматы 3D моделей. Большим плюсом сервиса Sketchfab является то, что при просмотре определенной модели, рядом отображаются похожие проекты других пользователей. Изображение интерфейса и среды визуализации приведено на рисунке 2.

Рисунок 2. Sketchfab: просмотр загруженной модели

Сервис Geom.io характеризуется интуитивно понятным интерфейсом, удобным управлением при просмотре 3D модели. Настраиваемость подложки довольно насыщена: возможность выбора из десятка 3D сферических панорам, в которые погружается объект, что дает очень красочную финальную сцену; настраиваемый вручную градиент. Освящение 3D модели также многогранна: можно создать сколь угодно источников света, с настройкой цвета излучения, позицией источника, интенсивности света. Нет системы оценивания 3D модели. Качество отображения текстур находится на высоком уровне. Количество обрабатываемых форматов ограничено двумя - тремя. Изображение интерфейса и среды визуализации приведено на рисунке 3.

Рисунок 3. Geom.io: просмотр загруженной модели

Основываясь на результатах анализа нескольких популярных сервисов визуализации 3D моделей, можно сделать вывод, что каждый из них обладает своими как положительными, так и негативными характеристиками. Разработчики в сфере 3D моделирования не имеют ресурса, удовлетворяющего всем потребностям для достойного представления собственных проектов [3]. По этой причине главной задачей моей выпускной квалификационной работы является создание сервиса, содержащего весь необходимый функционал для комфортной работы 3D визуализаторов.

ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Создание информационной системы для просмотра и анализа 3D моделей позволит повысить качество работы 3D визуализаторов благодаря улучшению характеристик сервиса, рассмотренных выше: больший объем обрабатываемых форматов, улучшенная обработка визуализации объекта в системе и т.д.

Основные задачи бакалаврской работы:

Исследовать методы и системы для демонстрации и анализа 3D моделей, сформировать перечень критериев и математическую модель процесса демонстрации и анализа 3D модели.

Разработать систему визуализации и анализ 3D моделей.

Оценить эффективность разработанной системы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Альтерман А.Д. 3D моделирование / Альтерман А.Д. // Инновационное развитие. – 2017. - № 12. – С. 12-13.

2. Семченко Р.В. Обзор программ для создания 3D моделей / Семченко Р.В., Еровлев П.А., Лучанинов Д.В. // Постулат. - 2018. - № 5 (ч. 1). - C. 46-54.

3. Лысыч, М.Н. Визуализация 3D – объектов в системах автоматизированного проектирования / Лысыч М.Н. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. - № 11 (ч. 5). - C. 853-857.

4. Wouter de Bres. One Magic Formula to Calculate UX? / Wouter de Bres // Опубликованоналичномсайтеавтора: http://wouterdebr.es/

5. https://3dmaster.ru/ - 3D Master – сайт авторизованного учебного центра Autodesk.

6. http://3dvector-pro.ru/ - сайт компании Vector Pro

7. Абрамова О.Ф. Создание реалистичных моделей в высоконагруженных проектах [Электронный ресурс] / О.Ф. Абрамова, А.В. Книжко // NovaInfo.Ru : электрон. журнал. - 2016. - № 44, ч. 3. - C. 34-41. – Режим доступа : http://novainfo.ru/article/5573.

8. Абрамова О.Ф. Обзор алгоритмов масштабирования растровой графики [Электронный ресурс] / О.Ф. Абрамова, А.Е. Иванов, А.Н. Инкин // European Student Scientific Journal : электрон. науч. журнал / РАЕ. - 2016. - № 2. – Режим доступа: http://sjes.esrae.ru/ru/article/view?id=371.

Код для цитирования: Скопировать