1

Περιεχόμενα

Ρερίλθψθ / Abstract ...... 4 Κεφάλαιο 1ο - Γενικι Ειςαγωγι: ...... 5 1.1 Ρωσ μπικαν ςτθν ηωι μασ οι τριςδιάςτατεσ τεχνολογίεσ απεικόνιςθσ ...... 5 1.2 Εξζλιξθ των Τριςδιάςτατων τεχνολογιϊν ...... 7 1.3 Θ τριςδιάςτατθ απεικόνιςθ ςυνάρτθςθ τθσ τεχνολογίασ...... 8 1.4 Σκοπόσ τθσ Ρτυχιακισ ...... 10 Κεφάλαιο 2ο - Χριςθ τριςδιάςτατων τεχνολογιϊν ςε εφαρμογζσ και τον επιςτθμονικό χϊρο τθσ Θλεκτρολογίασ ...... 11 2.1 Τεχνολογίεσ απεικόνιςθ υψθλισ ποιότθτασ και πιςτότθτασ...... 11 2.2 Απεικόνιςθ κτιριακϊν υποδομϊν/μονάδων και καλωδιϊςεων ...... 12 2.3 Απεικόνιςθ θλεκτρικϊν μθχανϊν, βιομθχανικοφ εξοπλιςμοφ, γραμμϊν παραγωγισ, και προδιαγραφϊν αςφάλειασ...... 13 2.4 Απεικόνιςθ ενςωματωμζνων ςυςτθμάτων ολοκλιρωςθσ τεχνολογιϊν ...... 13 2.5 Απεικόνιςθ ςτθν εκπαίδευςθ και κατάρτιςθ εξειδικευμζνου προςωπικοφ ...... 17 Κεφάλαιο 3ο – Διάκριςθ Εργαλείων και Ανάλυςθ Βαςικϊν Εννοιϊν 3D Modelling ...... 18 3.1 Ταξινόμθςθ, ρόλοσ και δυνατότθτεσ τριςδιάςτατων εφαρμογϊν ...... 18 3.2 Βαςικζσ ζννοιεσ και λειτουργικζσ παράμετροι Τριςδιάςτατθσ Μοντελοποίθςθσ ...... 25 Κεφάλαιο 4ο - Μεκοδολογία παραγωγισ μοντζλου ενςωματωμζνου ςυςτιματοσ παρακολοφκθςθσ, με το Softimage XSI τθσ Autodesk...... 35 4.1 Κοιτϊντασ τα δεδομζνα...... 35 4.2 Ρροετοιμαςία πριν τον μοντελιςμό και τθν οπτικοποίθςθ...... 36 4.3 Ρεριγραφι μοντελοποίθςθσ Oracle Sun Sunspot...... 41 4.4 Υλικά(materials)κριτιρια διαχωριςμοφ...... 69 4.5 Ambient Occlusion Pass ...... 73 4.6 Τίτλοι ςτα ςτοιχεία – Local Texture Coordinates...... 74 Κεφάλαιο 5ο - Τελικι Ραρουςίαςθ Μοντζλων που Σχεδιάςτθκαν...... 76 5.1 Τεχνικζσ απεικόνιςθσ με κριτιριο το επίπεδο λεπτομζρειασ...... 76 5.2 Ραρουςίαςθ τελικϊν models,τελικϊν οπτικοποιιςεων και ςυνκζςεων...... 77 5.3 Σφνοψθ τθσ μεκοδολογίασ απεικόνιςθσ ...... 87 Κεφάλαιο 6ο- Αξιολόγθςθ διαδικαςίασ μοντελοποίθςθσ και πορίςματα πτυχιακισ ...... 88 6.1 Αξιολόγθςθ Softimage ωσ εργαλείο ευρφτερθσ τριςδιάςτατθσ απεικόνιςθσ ...... 88 6.2 Αξιολόγθςθ Softimage για τθν απεικόνιςθ του ςχεδιαςτικοφ αντικειμζνου...... 88 6.3 Μελλοντικζσ ερευνθτικζσ προκλιςεισ και κατευκφνςεισ αξιοποίθςθσ ...... 89 Επιςτθμονικι / Τεχνικι Βιβλιογραφία: ...... 90 Γλωςςάρι Τεχνικϊν Πρων ...... 92

2

Ευχαριστώ ιδιαίτερα τον καθηγητή κύριο Παντελή Αντωνιάδη, για τη στήριξη και τις πολύτιμες συμβουλές του, καθώς και τον εργαστηριακό συνεργάτη κύριο Πέτρο Πιστοφίδη για την υπομονή του και την σχολαστικότητα που επέδειξε, κατά την επίβλεψη και την συγγραφή, του επιστημονικού αυτού συγγράμματος. Ευχαριστώ όλους όσους νοιάστηκαν για μένα και με ώθησαν στο παρελθόν με παραινέσεις τους για να προχωρήσω στην εκπαίδευση μου. Ιδιαίτερα ευχαριστώ την οικογένεια μου την μητέρα μου, τον αδερφό μου, τον θείο μου Αριστογένη, και τον θείο μου Στέφανο. Αφιερώνω αυτήν την πτυχιακή στη μνήμη του πατέρα μου, που έφυγε το 1999. 3

Περύληψη / Abstract

Ρερίλθψθ (GR) Οι Τεχνολογίεσ Τριςδιάςτατθσ απεικόνιςθσ ζχουν εξελιχκεί ςε ιςχυρά εργαλεία, ικανά να παράγουν ψθφιακά μοντζλα με μεγάλθ ακρίβεια και υψθλι πιςτότθτα. Ραράλλθλα, οι τεχνικζσ και οι μεκοδολογίεσ 3D μοντελοποίθςθσ ζχουν αναβακμιςτεί, ϊςτε να μποροφν να εξυπθρετιςουν ζνα ςθμαντικά ευρφ φάςμα αναγκϊν και πεδίων εφαρμογισ. Ο χϊροσ τθσ Θλεκτρολογίασ τόςο ςε επιςτθμονικό όςο και ςε αναπτυξιακό επίπεδο υιοκζτθςε αρκετά νωρίσ τθν τακτικι αξιοποίθςθσ των τεχνολογιϊν αυτϊν. Τόςο ςτθ μακρο-κλίμακα των θλεκτρολογικϊν ςχεδίων όςο και ςτθν μικρο-κλίμακα των θλεκτρονικϊν ςυνκζςεων, τα 3D μοντζλα ζρχονται να προςφζρουν ςε όλα τα ςτάδια τθσ διαδικαςίασ ςχεδιαςμοφ και υλοποίθςθσ. Από το ςχζδιο τθσ πλακζτασ, όπου απαιτείται ακρίβεια ςτθν απόδοςθ των δομϊν ολοκλιρωςθσ, μζχρι το τελικό προϊόν, όπου κρίνεται απαραίτθτθ θ χριςθ ενόσ αιςκθτικά/οπτικά ανϊτερου μοντζλου, οι 3D τεχνολογίεσ ςυμμετζχουν παντοφ ςε κακοριςτικό βακμό. Θ παροφςα Ρτυχιακι κα ςτοιχειοκετιςει τθν χριςθ επαγγελματικοφ λογιςμικοφ (SoftImage XSI) ςτθν παραγωγι τριςδιάςτατων μοντζλων ςφγχρονων ενςωματωμζνων ςυςτθμάτων. Τα αντικείμενο που κα οδθγιςει τθν μοντελοποίθςθ τθσ υλοποίθςθσ είναι ο Αςφρματοσ Αιςκθτιριο Κόμβοσ Oracle SunSPOT. Ριο ςυγκεκριμζνα ςτο πλαίςιο τθσ παροφςθσ Ρτυχιακισ κα παραχκοφν μοντζλα για όλα τα ςτοιχεία που ςυνκζτουν τθν αρχιτεκτονικι των Κόμβων που βρίςκονται ςε ζνα Oracle SunSPOT Research KIT. Οι ευφυείσ αιςκθτιριοι κόμβοι αποτελοφν τθν αιχμι του δόρατοσ για τεχνολογίεσ όπωσ το IoT (Internet of Things) τα Δ.Α.Α (Δίκτυα Αςφρματων Αιςκθτιρων), αλλά και για κάκε «ζξυπνο» περιβάλλον ( ζξυπνο ςπίτι, ευφυισ παραγωγι κ.α.). Στόχοσ τθσ Ρτυχιακισ είναι να παράγει ζνα λεπτομερζσ και ποιοτικό μοντζλο όλων των θλεκτρονικϊν ςτοιχείων που ςυνκζτουν τθν αρχιτεκτονικι ςε ςυςτιματα όπωσ το SunSPOT. Συςτιματα που χαρακτθρίηονται από υψθλό βακμό ολοκλιρωςθσ, ενϊ παράλλθλα προςφζρουν αξιοςθμείωτεσ επιδόςεισ και δυνατότθτεσ ςε ςχζςθ με το χαμθλό form-factor τουσ. Ραράλλθλα κα οργανωκεί - ςε μορφι tutorial - όλθ θ διαδικαςία και τα ςτάδια παραγωγισ των μοντζλων, με ςτόχο τθν ανάλυςθ και επεξιγθςθ των τεχνικϊν, των εννοιϊν και των ειδικϊν λειτουργιϊν (του εργαλείου) που οδιγθςαν τθν υλοποίθςθ για το ςυγκεκριμζνο πεδίο εφαρμογισ.

Abstract (ENG) 3D Technologies have emerged as a powerful tool that can create intuitive and highly exploitable digital assets. The modeling techniques and methodologies have evolved to capture the needs for a vast scope of application fields. The electronics industry constitutes one of the early adopters that facilitate 3D models in almost any phase of its core processes. Starting from the design stage, where circuit components have to be organized in definitive and detailed board layouts, up to the final product presentation, where models address mostly marketing and promotion requirements, 3D Technologies are capable of supporting all intermediate tasks and drive their modeling needs. This Thesis demonstrates the utilization of high-end 3D software tools (SoftImage XSI) in producing models for sophisticated electronics. Our targeted modeling object is a Smart Sensor (Oracle SunSPOT). Smart sensors constitute a milestone in the paradigm of Intelligent Systems and provide the infrastructure for the modern system contexts of IoT (Internet of Things) and Smart Ambient Environments. Wireless Sensor Networks are comprised by Nodes that exhibit significant integration of electronics and one of the most dense scaling of microcontrollers and SoC (System on a Chip) architectures. In our study we produce an elaborate 3D representation for all the components that participate in a WSN (Sensor Board and Coordinator) and we record the modeling process with a detailed tutorial. Our goal is to assess the quality of the modeling outcome, while also analyzing the enabling features, the concepts and the techniques that drove its implementation.

4

Κεφϊλαιο 1ο - Γενικό Ειςαγωγό:

1.1 Πωσ μπόκαν ςτην ζωό μασ οι τριςδιϊςτατεσ τεχνολογύεσ απεικόνιςησ Από τθν αρχι του χρόνου ο πρωτόγονοσ άνκρωποσ αντιλιφκθκε αςυνείδθτα τθν ςθμαντικότθτα του βάκουσ του οπτικοφ του πεδίου και κατζγραψε το βάκοσ και τθν προοπτικι ςτα βαςικά του ζνςτικτα για να επιβιϊςει. Ζπρεπε π.χ. να είναι ςε κζςθ να αντιλθφκεί τθν απόςταςθ του κθράματοσ (ι τθσ τροφισ). Πταν το αντικείμενο τθσ παρατιρθςθσ πλθςίαηε ταυτόχρονα μεγάλωνε ςτο οπτικό του πεδίο και μποροφςε να διακρίνει όλο και περιςςότερθ λεπτομζρεια ωσ που ιταν ςε κζςθ να το διεκδικιςει. Ο κίνδυνοσ ςτθν άγρια φφςθ ζπαιξε πρωτεφον ρόλο ςτθν εξζλιξθ τθσ παρατιρθςθσ θ οποία ζχει άμεςθ ςχζςθ με τθν απόςταςθ. Θ αντίλθψθ του χϊρου ιταν από πάντα ζνα πρωτεφων ηιτθμα όςο ςθμαντικό είναι και θ αναπνοι για τθν επιβίωςθ.[1]*Ρείραμα τθσ EleanorGibson 1960] Ζχει αποδειχκεί ότι θ ικανότθτα μασ να αντιλαμβανόμαςτε το φψοσ ενόσ χάςματοσ, είναι ζμφυτθ, βελτιϊνεται δε εκκετικά κατά τθν βρεφικι θλικία, και μετζπειτα ςταδιακά και τελειοποιείτε ωσ εμπειρία. Ωσ εκ τοφτου θ κατανόθςθ του βάκουσ τθσ προοπτικισ, ανικει ςτα βαςικά ζνςτικτα τθσ επιβίωςθσ και όπωσ και άλλα απαιτεί χρόνο μζχρι να αναπτυχκεί πλιρωσ. Ρζρα από τθν κλθρονομικότθτα του ενςτίκτου, το χρονικό ςθμείο που γίνεται το μεγάλο άλμα θ γνωριμία δθλαδι με το βάκοσ τθσ οπτικισ ςαν πολλαπλι ζννοια, γίνεται όταν ο ανκρϊπινοσ εγκζφαλοσ αναγκάηεται να δοκιμάςει νζεσ ανεξερεφνθτεσ δυνατότθτεσ. Αυτό λαμβάνει μζροσ ςε δφςκολεσ ςυνκικεσ, όταν δθλαδι ζχει τθν ευκαιρία να ςτραφεί ςτθν τζχνθ και ςυγκεκριμζνα ςτθ ηωγραφικι των ςπθλαίων. Εκεί γίνονται οι πρϊτεσ απεικονίςεισ και αναπαραςτάςεισ , το είδωλο ςτον τοίχο αναπαριςτά το πραγματικό, με τθν ηωγραφικι ο άνκρωποσ εξωτερικεφει τθν ςκζψθ του, κζλει και καταφζρνει τελικά να απεικονίςει τθν μνιμθ του και να παίξει με τθν φανταςία του. Σε κάποια χρονικι ςτιγμι ο άνκρωποσ αντιλαμβάνεται τθν προοπτικι ςτα ςχζδια του, πικανότατα από λάκοσ κάποιου ηωγράφου ςε δφο όμοια ςχζδια με διαφορετικό μζγεκοσ. Οι ηωγράφοι είναι οι πρϊτοι που μεταφράηουν τον τριςδιάςτατο κόςμο απευκείασ ςε ζνα διςδιάςτατο ςφςτθμα ςυντεταγμζνων (από 3D δθλαδι ςε 2D). Θ κατανόθςθ τθσ αναπαράςταςθσ του βάκουσ κζλει προςπάκεια, ταλζντο και φυςικά περνοφν πολλοί αιϊνεσ ϊςτε να βελτιωκοφν οι απεικονίςεισ προοπτικισ, εν τζλθ θ ηωγραφικι τζχνθ τθσ προοπτικισ υπόκειται ακόμθ και ςε μακθματικοφσ νόμουσ. [2]Ο Leonardo da Vinci αντιλιφκθκε ότι τα αντικείμενα ςε διαφορετικζσ αποςτάςεισ από τα μάτια αποτυπϊνουν εικόνεσ που διαφζρουν ςτισ οριηόντιεσ τουσ κζςεισ ςτο χϊρο, ςυμπζρανε ότι: ”Αυτό είναι που κάνει αδφνατο για ζνα ηωγράφο να ηωγραφίςει μια ρεαλιςτικι απεικόνιςθ του βάκουσ ςε μια ςκθνι, ηωγραφίηοντασ ςε ζνα μόνο καμβά!”. Ιταν ςαν να μασ λζει ότι, ποτζ δεν κα φαίνεται πραγματικά τριςδιάςτατο όπωσ το βλζπουν τα μάτια μασ πάνω ςε ζνα απλό πανί. Ρρϊτοσ ο Rene Descartes διατφπωςε τισ πρϊτεσ αρχζσ του Καρτεςιανιςμοφ δθλαδι τθσ φιλοςοφικισ αναηιτθςθσ τθσ αλικειασ μζςω τθσ παρατιρθςθσ του τριςδιάςτατου κόςμου. Αμζςωσ ο George Berkeley τον διόρκωςε λζγοντασ πωσ ο άνκρωποσ ζχει μθχανιςμοφσ για να αντιλαμβάνεται το βάκοσ, επίςθσ ιταν ο πρϊτοσ που ςυςχζτιςε το βάκοσ με τισ διαφορζσ γωνίεσ των ματιϊν. Ρολφ αργότερα τουσ κυμικθκε θ επιςτιμθ. Το είδοσ τθσ ανκρϊπινθσ οπτικισ κατατάςςεται ςτθν διοπτρικι οπτικι, μαηί με πολλοφσ άλλουσ οργανιςμοφσ . Τα μάτια είναι προςαρμοςμζνα ςε ζνα περιβάλλον είδθ τριςδιάςτατο. Ο ανκρϊπινοσ εγκζφαλοσ εςτιάηει με 2 υποδοχείσ εικόνασ ςτο ίδιο ςθμείο ςχθματίηει ζνα τρίγωνο, και υπολογίηει εμπειρικά τθν απόςταςθ και τθν ταχφτθτα από τισ διαφορζσ ςτισ κλίςεισ των ματιϊν του ςτον άξονα Y .Θ εςτίαςθ επίςθσ παίηει ςθμαντικό ρόλο κακϊσ θ κολότθτα αυξάνει με τθν απόςταςθ από το εςτιαςμζνο βάκοσ. Εμπειρικά ο άνκρωποσ αντλεί πλθροφορίεσ και απο τθσ μθ εςτιαςμζνεσ περιοχζσ.

5

Εικόνα 1.1.1 Διοπτρικι ι ςτερεοςκοπικι οπτικι.

[2]Το αποτζλεςμα του ςυνδυαςμοφ από δφο εικόνεσ είναι θ ςτερεοςκοπικι οπτικι δθλαδι μια ψευδι εικόνα που δθμιουργεί ο εγκζφαλοσ και εμπεριζχει τθν πλθροφορία του βάκουσ. Θ αντίλθψθ του μεγζκουσ εξαρτάται και ςχετίηεται άμεςα με τθν αντίλθψθ του βάκουσ. Πταν το μζγεκοσ του αντικειμζνου ςτθν αμφιβλθςτροειδι εικόνα είναι ίςο με “R” , το βάκοσ του αντικειμζνου είναι “D”, το εςτιακό μικοσ *focal length του ματιοφ είναι “F”, και το αντιλθπτό μζγεκοσ είναι “S” τότε όλα αυτά τα μεγζκθ υπακοφν 푆 퐷 퐷∗푅 ςτισ τριγωνομετρικζσ εξιςϊςεισ: = 푆 = 푅 퐹 퐹 *Οι εξιςϊςεισ αυτζσ είναι πολφ μεταγενζςτερεσ από τον daVinci. Θ ταχφτθτα γίνετε αντιλθπτι από το μζγεκοσ των εναλλαγϊν τθσ κζςθσ τθσ απόςταςθσ και μζγεκουσ ενόσ αντικειμζνου παρατιρθςθσ με βάςθ τθν πάροδο του χρόνου.

Ο Dali κατά τον 20o αιϊνα ζχει πλζον ξεπεράςει το αυςτθρά ορκό τριςδιάςτατο ςφςτθμα (το τρισ- ορκογϊνιο), καμπυλϊνει τουσ άξονεσ παραμορφϊνει και φτιάχνει οπτικζσ μζςα ςε οπτικζσ. Αποδεικνφεται μετζπειτα ότι κάποια φαινομενικά περίπλοκα ςχιματα και παράδοξα των οπτικϊν κα εξθγθκοφν και μακθματικά πλζον. Με τθν βοικεια των τριςδιάςτατων επίςθσ επεξθγοφνται και τα παράδοξα των γραμμικϊν ιςομετρικϊν οπτικϊν (εικ 1.1.2)και τον πινάκων με πολλά οπτικά επίπεδα αναφοράσ.

Εικόνα 1.1.2 Ο καταρράκτθστου Μάουριτσ Κορνζλισ Ζςερ (ολλανδικά: Maurits Cornelis Escher). Διάςθμο οπτικό παράδοξο τθσ εποχισ (17 Ιουνίου 1898 – 27 Μαρτίου 1972).

6

1.2 Εξϋλιξη των Τριςδιϊςτατων τεχνολογιών Ππωσ ιταν αναπόφευκτο να κατανοιςουμε το βάκοσ μιασ εικόνασ ςαν ζννοια από τθν ςτιγμι που πρωτοδοκιμάςτθκε θ ηωγραφικι, ιταν τελικά αναπόφευκτθ και θ χριςθ μακθματικϊν για να το απεικονίςουμε με ακρίβεια τριςδιάςτατεσ αναπαραςτάςεισ. Θ πρόκλθςθ πλζον ιταν θ κζςπιςθ κανόνων για τθν τοποκζτθςθ ςτον χϊρο μζςα ςε ζνα εικονικά τριςδιάςτατο περιβάλλον. Τελικά ιταν αναπόφευκτθ θ χριςθ μακθματικϊν για να γίνει θ μετατροπι – μετάφραςθ μεταξφ των δυο ςυςτθμάτων. Είναι αλικεια πωσ άργθςε πάρα πολφ να ενςωματωκεί θ γεωμετρία ςτθν απεικόνιςθ του βάκουσ. Οι προγραμματιςτζσ ξεκίνθςαν τθν υλοποίθςθ από μθδενικισ βάςθσ. To 1980 οι προγραμματιςτζσ κινικθκαν γριγορα κζλοντασ να εντυπωςιάςουν με καλφτερα γραφικά ζναντι των λογιςμικϊν με 2D. Αντιλιφκθκαν ότι κα μποροφςαν να φτιάξουν ζνα ψεφδο-τριςδιάςτατο περιβάλλον αρχικά με ευκείεσ που αναπαριςτοφν ακμζσ (edges 3D ςχθματιςμϊν). Αργότερα το 1990 πρωτοτφπθςαν με 2D εικόνεσ επάνω ςε επίπεδα τα οποία αναπαριςτοφν αντικείμενα ςτο χϊρο τθσ οκόνθσ, τα λεγόμενα sprites. Θ ιδζα ιταν απλι τα είδωλα όςο κα ζρχονται πιο κοντά ςτθν «κάμερα» κα μεγαλϊνουν, και όςο απομακρφνονται κα μικραίνουν. Το μόνο που ζμενε ιταν να βρουν τισ ςυναρτιςεισ για τθν υλοποίθςθ, ϊςτε τα είδωλα αυτά όλα μαηί να αναπαριςτοφν ζνα ‘δεμζνο’ περιβάλλον. Θ υλοποίθςθ ζπρεπε να υπόκειται ςε οριςμζνεσ προδιαγραφζσ του πραγματικοφ κόςμου, πχ να προςομοιάηει μια κάμερα με ςυγκεκριμζνεσ προδιαγραφζσ (mm φακοφ) . Και τα μοντζλα φυςικά να είναι τοποκετθμζνα με πλθροφορίεσ “ x, y, z ”. Αυτι ιταν θ ςτιγμι που οι προγραμματιςτζσ αντιλιφκθκαν ότι θ γεωμετρία είναι μια επιςτιμθ γεμάτθ με πλθροφορίεσ, που ιταν για πολλά χρόνια ανζγγιχτεσ .Θ ςφνδεςθ αυτι ζμελλε να εκτοξεφςει αυτοφ του είδουσ τα γραφικά. Οι τεχνικζσ αυτζσ ζφεραν καινοφριεσ κατθγορίεσ λογιςμικοφ, που ιταν πλζον πρϊτου προςϊπου. Για παράδειγμα εξομοιωτζσ πτιςθσ -οπτικισ ςκοπευτι πρϊτου προςϊπου, αυτοκίνθςθσ. Ραράλλθλα ακολοφκθςε και το hardware θ εξζλιξθ ιταν ραγδαία. Θ εποχι με τα 2D γραφικά και τισ μικρζσ αναλφςεισ άρχιςε πλζον να γίνετε μια ευχάριςτθ ανάμνθςθ. Θ μεγάλθ καινοτομία ιταν θ περιιγθςθ ςτον χϊρο. Λίγο αργότερα όμωσ, ςτθ μζςθ των 90s, και το ςφςτθμα με τα Sprites με τθ ςειρά του κα ζφτανε ςτο τζλμα των δυνατοτιτων του και κα άρχιηε μια νζα εποχι. Με τα πολφγωνα τα οποία βρίςκονται ανάμεςα ςε ςθμεία τα οποία υπακοφν ςε 3D Καρτεςιανό ςφςτθμα ειςιχκθςαν τα πρϊτα πολυγωνικά γραφικά τα οποία ςυνιςτοφν ζνα πλιρωσ τριςδιάςτατο αντικείμενο περιςτρζψιμο. Αυτά αντικατζςτθςαν περιπτϊςεισ από sprites τα οποία “κοιτοφςαν” ςυνζχεια προσ τθν κάμερα. Μια μόνο λαμπρι εξαίρεςθ ςε αυτόν τον τομζα υπιρξε το 1983,( πριν τθν εποχι τθσ ) θ οποία ιταν το πρϊτο πολυγωνικό λογιςμικό που είχε ωσ βάςθ τθν απεικόνιςθ με τρίγωνα . Τα τρίγωνα αυτά τα γζμιηε με χρϊμα το πρόγραμμα τεχνικι filled polygons, αλλά δυςτυχϊσ δεν αντιγράφτθκε, και ξεχάςτθκε.( Ακόμθ και ςιμερα οι κάρτεσ γραφικϊν μετράνε το fill rate ). To 1996 ζγινε το μεγάλο εμπορικό άλμα που εδραίωςε το λεγόμενο 2.5D δθλαδι πολυγωνικό αποτζλεςμα με φωτιςμό, υφζσ, ςκιζσ με ελάχιςτθ χριςθ sprites. Το 2.5D είχε ζνα περιοριςμό – όλθ θ περιιγθςθ λάμβανε μζροσ ςε ζναν «όροφο». Ππωσ και πριν θ επόμενθ τεχνολογία είχε είδθ ανακαλυφκεί αλλά είχε εδραιωκεί, το 1995 ζγινε το πρϊτο «ςχετικά» επιτυχθμζνο πλιρωσ 3D παίγνιο που ςαφζςτατα ανζδειξε τα μειονεκτιματα των υπολοίπων. Από εκεί και πζρα τα πλιρωσ πολυγωνικά (rasterized) πολυγωνικά real time renders και τα λογιςμικά που τα υποςτιριξαν εξελίχκθκαν και διαδόκθκαν με ραγδαίουσ ρυκμοφσ. Ακόμθ και ςιμερα ολόκλθρεσ βιομθχανίεσ βαςίηονται ςε αυτό το μεγάλο άλμα που ζκανε θ τεχνολογία. Θ πολυγωνικι realtime απεικόνιςθ με βάςθ τρίγωνα αναφζρετε με ςιμερα τθν επονομαςία Rasterized 3D. Ανάλογθ πορεία ανάπτυξθσ ζχουν τα τριςδιάςτατα και ςτον κινθματογράφο, μόνο που εδϊ ταυτίηονται με τθν ζννοια των C.G.I γραφικϊν, δθλαδι οπτικά εφζ και θ εξζλιξθ τουσ πζρνα ςταδιακά από ζνα ειςαγωγικό ςτάδιο. Το 1977 κιόλασ με ειςαγωγι Wire-frame τριςδιάςτατων γραφθμάτων, γραμματοςειρϊν, οχθμάτων κλπ ςε κλαςικζσ επιτυχθμζνεσ ςειρζσ και ταινίεσ (, αργότερα to 1981 παρουςιάςτθκε το 3D ςκανάριςμα ωσ υψθλι τεχνολογία του μζλλοντοσ. Ζπειτα όλοι ςτον χϊρο των ειδικϊν εφζ ανζμεναν μια τεράςτια εμπορικι επιτυχία θ οποία ιρκε το 1991 και 1993 επιβεβαιϊνοντασ τθν αλματϊδθ τεχνολογικι ανάπτυξθ. Εκεί ζγινε εκτενι χριςθ τριςδιάςτατων γραφικϊν με φωτορεαλιςμό, θ νζα τεχνολογία γνϊριςε τεράςτια αποδοχι και απζδειξε ςτο κοινό ότι μπορεί πλζον να απολαφςει κόςμουσ και ψθφιακζσ δθμιουργίεσ που είναι αποκλειςτικά C.G.I. Το οπτικό αποτζλεςμα εξζπλθξε τουσ πάντεσ οι τεχνολογίεσ αυτζσ ενςωματϊκθκαν και άνκθςαν μζςα από τισ ταινίεσ. Θ ςτζρεο προβολι από τθν άλλθ αποδεικνφει ότι το 3D ενυπάρχει και ςτον πραγματικό κόςμο και ςτα C.G.I.

7

1.3 Η τριςδιϊςτατη απεικόνιςη ςυνϊρτηςη τησ τεχνολογύασ. Τα C.G.I 3D γραφικά, τα φωτορεαλιςτικά (raytraced) ι όπωσ αλλιϊσ ςυνθκίηονται να λζγονται τα 3d renders, κακϊσ και τα rasterized γραφικά πραγματικοφ χρόνου απαιτοφν υπολογιςτικι ιςχφ. Τα εφζ του κινθματογράφου ςυνικωσ είναι όπωσ πάντα πολφ μπροςτά για τθν εποχι τουσ , γι’ αυτό και απαιτοφν ολόκλθρεσ ςυςτοιχίεσ υπολογιςτϊν για να παραχκοφν, μάλιςτα οι ςυςτοιχίεσ αυτζσ καλοφνται και «φάρμεσ» υπολογιςτϊν. Οι φάρμεσ αυτζσ αποτελοφν ςτθν ουςία ζνα περίπλοκο δίκτυο όπου γίνετε διαχωριςμόσ του φόρτου εργαςίασ ςε υπολογιςτζσ με πακζτα επεξεργαςίασ. Φυςικά όπωσ και ςτα δίκτυα απαιτείται ζνασ κεντρικόσ διακομιςτισ, ο οποίοσ κα κάνει μόνο αυτι τθν δουλειά: κα ςτζλνει πακζτα πρωτογενϊν δεδομζνων και κα λαμβάνει επεξεργαςμζνα πακζτα, ςυγκεντρϊνοντασ το τελικό αποτζλεςμα τθσ φωτοαπόδοςθσ. Στουσ ποιοτικοφσ offline renderers γίνονται ανά Pixel περίπλοκεσ μακθματικζσ επεξεργαςίεσ ςε επίπεδο επεξεργαςτι C.P.U, με βάςθ τα μοντζλα, τουσ shaders, τουσ φωτιςμοφσ, τισ κάμερεσ και τισ παραμζτρουσ του ίδιου του renderer. Ζνα τρίγωνο δεν γεμίηει απλά με χρϊμα, κάκε του Pixel μπορεί περιζχει πολφ διαφορετικζσ μακθματικζσ επεξεργαςίεσ από το διπλανό του. Ολόκλθρθ θ ςκθνι μζςα ςτο πρόγραμμα είναι απλά θ βάςθ πάνω ςτθν οποία κα γίνει μια ανϊτερθ επεξεργαςία για να παραχκεί ζνα τελικό αποτζλεςμα. Το αποτζλεςμα αυτό ςαφζςτατα είναι ανϊτερο από τθν 3D rasterized οπτικοποίθςθ κακϊσ πρϊτα απ όλα δεν ζχει περιοριςμό ςε ταχφτθτα. Μπορεί για παράδειγμα 100 C.P.U να εργάηονται ταυτόχρονα για να τελειϊςουν ζνα μόνο φωτορεαλιςτικό καρζ μζςα ςε 8 ϊρεσ. Οι renderers με παραμζτρουσ μποροφν να απλοποιιςουν το αποτζλεςμα ι να το βελτιϊςουν ςε ταχφτθτα, αλλά εν τζλθ κρίνονται για τθν ανϊτερθ ποιότθτα του φωτιςμοφ που προςφζρουν. Στθν ανϊτερθ ποιότθτα τουσ οδθγοφνται με βάςθ τουσ φυςικοφσ νόμουσ του φωτόσ ( physically based lighting system). Στο global illumination δθμιουργοφνται ςκιζσ μόνο και μόνο από τθν ζλλειψθ φωτονίων ι επειδι αυτά χάςανε τθν ενζργεια τουσ μετά από τθν διάτρθςθ ενόσ χοντροφ θμιδιάφανου αντικειμζνου ι από διαδοχικά χτυπιματα ςε επιφάνειεσ. Καταλαβαίνουμε ότι θ εξομοίωςθ τθσ πραγματικότθτασ απαιτεί ιδιαίτερθ επεξεργαςτικι ιςχφ. Οι Offline renderers ςτισ μζρεσ μασ όμωσ επικεντρϊνουν ςτθν ταχφτθτα. Σιμερα το offline rendering πλαιςιϊνεται με πολλζσ τεχνικζσ (ακόμθ και με G.P.U only rendering) και είναι προςβάςιμθ τεχνολογία για απλοφσ χριςτεσ. Ο απλόσ χριςτθσ όμωσ ζχει περιοριςμοφσ ςε επεξεργαςτικι ιςχφ ,και πρζπει να κινθκεί ζξυπνα. Τα real-time γραφικά ςτον αντίποδα ζχουν τθν GPU ωσ κφρια μονάδα επεξεργαςίασ και τθν CPU ςαν βοθκθτικι και ςτοχεφουν να παράγουν 30+ εικόνεσ το δευτερόλεπτο. Είναι ςτθν ουςία «πατζντεσ» που προςπακοφν να προςομοιάςουν (με τάχιςτεσ μεκόδουσ) το αποτζλεςμα των offline renders, απαιτοφν απλά ζναν προςωπικό υπολογιςτι. Κακϊσ υπιρχε απαίτθςθ και ςτισ δυο μεκοδολογίεσ, ειςιχκθςαν όλο και πιο βελτιωμζνα, όλο και καλφτερα γραφικά ςε όλα τα επίπεδα. Οι καταςκευαςτζσ υπολογιςτϊν πιζςτθκαν ϊςτε μετά τθν ανακάλυψθ των διπολικϊν transistor B.J.T και ζπειτα των C.M.O.S, να φτιάξουν όλο και πιο ιςχυρά υπολογιςτικά ςυςτιματα. Σιμερα ςτουσ υπολογιςτζσ εφαρμόηονται όλο και πιο ικανζσ τεχνολογίεσ με πολυπφρθνουσ επεξεργαςτζσ και καλφτερθ διαχείριςθ τθσ ροισ των δεδομζνων. Οι κάρτεσ γραφικϊν εξειδικεφτθκαν από τθν δεκαετία του 90 ςτα πολφγωνα και οι αρχιτεκτονικζσ τουσ ζγιναν κατάλλθλεσ, ϊςτε να μποροφν ταυτόχρονα να τροφοδοτοφν τθν ζξοδο με πολφγωνα μζςα από πολλά Pipelines. Θ παράλλθλθ αυτι επεξεργαςία δεν υπιρχε παλαιότερα ςτουσ κεντρικοφσ επεξεργαςτζσ. Λόγω των πλεονεκτθμάτων του multithreading – multi C.P.U θ αρχιτεκτονικι αυτι πλζον τείνει να κακιερωκεί ςε κάκε επεξεργαςτι. Σε πολλά ςφγχρονα ςυςτιματα εμφανίηονται πλζον δυνατότθτεσ GPU/CPU ςε ζνα chip.

8

Θ υπολογιςτικι ιςχφ και το οπτικό αποτζλεςμα ιταν ξεκάκαρο από πάντα ότι ςχετίηονται. Ραράλλθλα με τθν εκτίναξθ των δυνατοτιτων των υπολογιςτικϊν μονάδων οι προγραμματιςτζσ μπαίνουν ςε μια κοφρςα αξιοποίθςθσ των δυνατοτιτων των τριςδιάςτατων τεχνολογιϊν. Οι βιομθχανίεσ δουλεφουν από πολφ νωρίσ με ςχζδια που παράγονται με τθν βοικεια των υπολογιςτϊν. Τα C.G.I γραφικά δίνουν νζεσ προοπτικζσ για απεικονιςτικζσ εργαςίεσ και βελτιϊνουν τθν παρουςίαςθ προϊόντοσ και τθν διαδικαςία ςχεδίαςθσ του. Αμζςωσ δθμιουργοφνται προγράμματα ςχεδιαςτικά που χρθςιμοποιοφν εντολζσ για να ςχεδιάςουν. Ζνα απλό παράδειγμα είναι θ γλϊςςα προγραμματιςμοφ και ςχεδίαςθσ LOGO θ οποία διδαςκόταν και ςτα Ελλθνικά ςχόλια πριν από 15 περίπου χρόνια. Δεν αργοφν να εμφανιςτοφν τα πρϊτα προγράμματα C.A.D τα οποία ζρχονται πολφ δυναμικά και με τισ δυνατότθτεσ που παρζχουν, κρίνονται εξ’ αρχισ απαραίτθτα για κάκε ςχεδιαςτι. Επίςθσ ςθμαντικόσ τομζασ που εξελίχκθκε και υιοκζτθςε παράλλθλα τισ τεχνολογίεσ προγραμματιςτικισ ςχεδίαςθσ και μετζπειτα τριςδιάςτατθσ μοντελοποίθςθσ είναι o χϊροσ τθσ βιομθχανικισ παραγωγισ. Οι διαδικαςίεσ αλλά και τα μζλθ που απαρτίηουν τισ γραμμζσ παραγωγισ χαρακτθρίηονται από πολυπλοκότθτα καταςκευισ και λειτουργικισ ςυμπεριφοράσ που ςε πολλζσ περιπτϊςεισ πρζπει να αναλυκεί και να ςτοιχειοκετθκεί με κάκε λεπτομζρεια. Κακϊσ οι τεχνολογίεσ ολοκλιρωςθσ των θλεκτρονικϊν που παρακολουκοφν και κακοδθγοφν τθν παραγωγι εξελίςςονται, οι καταςκευαςτζσ τουσ αναηιτθςαν εργαλεία και μοντζλα που να μποροφν να υποςτθρίξουν τθν απεικόνιςθ του ςχεδίου, των ςτοιχείων και τθσ αρχιτεκτονικισ των ςφγχρονων κυκλωμάτων. Θλεκτρονικζσ διατάξεισ αυτομάτου ελζγχου και μικροςυςτιματα ικανά να αποκθκεφουν χαρακτθριςτικά τθσ λειτουργίασ εξοπλιςμοφ και προςωπικοφ ζρχονται όλο και περιςςότερο ςτο προςκινιο των πιο ςφγχρονων τεχνολογιϊν Internet of Things. Θ εξζλιξθ των ςφγχρονων «ζξυπνων αιςκθτιρων» ςε ςυνδυαςμό με τισ χιλιάδεσ εφαρμογζσ ςε «ζξυπνο ςπίτι» και «ζξυπνθσ βιομθχανίασ» ζχουν κορυφϊςει τον αγϊνα για τον ςχεδιαςμό όλο και πιο μικροςκοπικϊν και ταυτόχρονα ικανϊν αυτόνομων ςυςτθμάτων. Σε κάκε ςτάδιο αυτισ τθσ εξελικτικισ πορείασ οι τεχνολογίεσ απεικόνιςθσ και ακόμα περιςςότερο οι τεχνολογίεσ τριςδιάςτατθσ απόδοςθσ ζχουν καταςτεί πολφτιμεσ για τθν αξιολόγθςθ τθσ εφικτότθτασ, τθσ αποτελεςματικότθτασ αλλά τισ τελικισ μορφισ προϊόντοσ για κάκε ολοκλθρωμζνο και για κάκε ςφςτθμα που ςυμμετζχει ςτο άμεςο αςτικό( urban monitoring sensors )και προςωπικό μασ περιβάλλον (personal wearable sensors).

9

1.4 Σκοπόσ τησ Πτυχιακόσ Ο ςκοπόσ τθσ παροφςασ πτυχιακισ είναι να αναδείξει τισ τριςδιάςτατεσ τεχνολογίεσ απεικόνιςθσ, και να τονίςει τον βακμό ειςχϊρθςθσ τουσ ςε όλα τα παραγωγικά ςτάδια, ςτθν ςχεδίαςθ, ςτθν μελζτθ, ςτθν υλοποίθςθ, ςτθν ανάδειξθ ενόσ ζργου, που ςχεδιάηετε από βιομθχανικζσ ομάδεσ ι μεμονωμζνουσ μθχανικοφσ. Θ θλεκτρολογία, ςτον τομζα των τριςδιάςτατων, βρίςκει πάρα πολλζσ εφαρμογζσ ςε μια πλθκϊρα πεδίων( εκτενζςτερθ αναφορά ςε αυτζσ γίνεται ςτο (Κεφάλαιο 2 ). Ο αναγνϊςτθσ διαβάηοντασ αυτι τθν πτυχιακι μπορεί να ακολουκιςει τισ τρζχουςεσ τεχνολογίεσ. Μπορεί επίςθσ να απεικονίςει να αναδείξει ςυγκεκριμζνεσ υλοποιιςεισ ι ςυνολικζσ μελζτεσ, κακϊσ και να επιτφχει τθν απλοφςτευςθ κ κατανόθςθ προβλθμάτων ςε περίπλοκεσ διατάξεισ. Σε αντιπαράκεςθ με τθν κλαςικι διςδιάςτατθ γραμμικι ςχεδίαςθ τα τριςδιάςτατα παρζχουν κατανόθςθ τθσ παρατιρθςθσ από τθν πρϊτθ ςτιγμι. Στο ( Κεφάλαιο 1 ) γίνεται θ ςφνδεςθ τθσ ειςχϊρθςθσ των τεχνολογιϊν αυτϊν και ςε επιμζρουσ κλάδουσ άλλα και ςτθν κακθμερινότθτα τθσ ηωισ του ςφγχρονου ανκρϊπου. Η πτυχιακι κζλει να ειςάγει τον αναγνϊςτθ ςτισ δυνατότθτεσ του τριςδιάςτατου ψθφιακοφ κόςμου και να εςτιάςει ςτθν εφαρμογι τουσ ςτο χϊρο τθσ θλεκτρολογίασ και ακόμα πιο ςυγκεκριμζνα τθσ μικροθλεκτρονικισ. Για τθν ομαλι γνωριμία του αναγνϊςτθ με τισ τεχνολογίεσ αυτζσ κακαυτζσ γίνεται ειςαγωγι ςτισ βαςικζσ ζννοιεσ των 3d( Κεφάλαιο 3 ) και μετζπειτα μζςα από τθν ςταδιακι υλοποίθςθ βιμα-βιμα ςτο( Κεφάλαιο 4 ), ςκοπόσ μασ είναι να αποκτθκεί μια πιο «ςφαιρικι» άποψθ ολοκλιρωςθσ ενόσ θλεκτρικοφ ι θλεκτρονικοφ 3D project από τθν αρχι μζχρι το πζρασ του. Το αντικείμενο μελζτθσ/μοντελοποίθςθσ τθσ πτυχιακισ είναι ζνασ ςφγχρονοσ ζξυπνοσ αιςκθτιριοσ κόμβοσ, ο οποίοσ προςφζρει εκτενείσ δυνατότθτεσ προγραμματιςμοφ και προςαρμογισ τθσ λειτουργίασ του. Ρρόκειται για τον αιςκθτιρα Sun SPOT τθσ Oracle. Ο προγραμματιςμόσ του τον ζχει καταςτιςει ζναν από τουσ πιο ευρζωσ διαδεδομζνουσ ερευνθτικά αιςκθτιρεσ, για τθν παρακολοφκθςθ καταγραφι και επεξεργαςία ποικίλων παραμζτρων του περιβάλλοντοσ ι και του ανκρϊπου. Οι υπολογιςτικζσ του δυνατότθτεσ βρίςκονται ςτο επίπεδο ενόσ επεξεργαςτι 400MHz και είναι ικανζσ να οδθγιςουν τθν προ-επεξεργαςία (επεξεργαςία ςτον κόμβο) ενόσ μεγάλου φάςματοσ αναλφςεων μετριςεων. Θ δομι του και θ ςχεδίαςθ του είναι «ανοικτισ αρχιτεκτονικισ» και χαρακτθρίηεται από ςθμαντικι πολυπλοκότθτα και υψθλό βακμό ολοκλιρωςθσ. Με το πζρασ τθσ πτυχιακισ κα γίνει ςαφζσ πόςο ικανζσ είναι οι 3D τεχνολογίεσ ςτον να απεικονίςουν λεπτομζρειεσ που απαιτοφν τρεισ διαςτάςεισ όπωσ τθν διαδρομι τθσ καλωδίωςθσ θ χωροταξικι τοποκζτθςθ και θ διαςφνδεςθ ολοκλθρωμζνων πάνω ςε μια ενςωματωμζνθ πλακζτα ενόσ πολυεπίπεδου πλαιςίου ςφγχρονου αιςκθτιριου κόμβου. Συγκεκριμζνα, κα μοντελοποιθκεί ςε τριςδιάςτατο ςχζδιο ο ελεγκτισ (πλακζτα που ελζγχει τθν κατάςταςθ λειτουργίασ του αιςκθτιρα) με ςαφι διάκριςθ ςτθν μεκοδολογία απόδοςθσ των ςυνδζςεων, τθσ πλακζτασ, των θμιαγωγικϊν ςτοιχείων , του πλαςτικοφ πλαιςίου. Κα μοντελοποιθκεί επίςθσ και θ προγραμματιηόμενθ βάςθ. Κα γίνει ςαφζσ ότι μποροφμε να απεικονίςουμε οποιαςδιποτε λεπτομζρειασ και πολυπλοκότθτα και αντικείμενα ςε ζνα ευκατανόθτο τριςδιάςτατο περιβάλλον που βαςίηει τθν ιδιαιτερότθτα του ςτο πλεονζκτθμα τθσ φυςικισ ικανότθτασ του ανκρϊπου να αντιλαμβάνεται το χϊρο. Σαφζσ πρζπει να είναι επίςθσ ότι οι τεχνολογίεσ τριςδιάςτατθσ απεικόνιςθσ δεν είναι ζνασ δευτερεφον τομζασ τελείωσ αποκομμζνοσ από τθν επιςτιμθ του μθχανικοφ αλλά ζνα εργαλείο που ςε πολλζσ περιπτϊςεισ μπορεί να είναι άρρθκτα ςυνδεδεμζνο με τον πρωτογενι τομζα. Σε άλλεσ περιπτϊςεισ μπορεί να αποτελζςει μζροσ τθσ ερευνθτικισ διαδικαςίασ, θ οποία κα οδθγιςει ςε ζνα τελικό προϊϊν. Μπορεί επίςθσ να γίνει το κομμάτι εκείνο που κα ςτοιχειοκετιςει, και κα κάνει ευκατανόθτθ, επαγγελματικι, και προςιτι μια παρουςίαςθ, ςε εκπροςϊπουσ τθσ παραγωγισ και του εμπορίου. Λαμβάνοντασ υπόψιν ότι μια καλι παρουςίαςθ μπορεί να είναι θ αφορμι ι το απαραίτθτο εκείνο ςκαλί που κα ανεβάςει το επίπεδο ϊςτε να επιτφχουμε μια ςυμφωνία, θ χριςθ τριςδιάςτατθσ απεικόνιςθσ κρίνεται αναγκαία ςε περιπτϊςεισ όπου θ παρουςίαςθ απαιτεί υψθλά standards. Οι δυνατότθτεσ των 3D τεχνολογιϊν εκτείνονται ςε όλα τα ςτάδια τθσ παραγωγισ και τθσ παρουςίαςθσ και προςαρμόηονται ανάλογα με τισ απαιτιςεισ. Αυτό κα γίνει ςαφζσ ςτον κορμό τθσ πτυχιακισ και με τθν παραγωγι των ςυμπεραςμάτων κακϊσ και με τον διαχωριςμό τον εξειδικευμζνων πακζτων από τα τριςδιάςτατα πακζτα γενικοφ ςκοποφ. Τζλοσ επιδιϊκουμε να τονίςουμε τθν αναγκαιότθτα τθσ χριςθσ τουσ με τθσ προςιτζσ τεχνικζσ που κα παρακζςουμε.

10

Κεφϊλαιο 2ο - Χρόςη τριςδιϊςτατων τεχνολογιών ςε εφαρμογϋσ και τον επιςτημονικό χώρο τησ Ηλεκτρολογύασ

2.1 Τεχνολογύεσ απεικόνιςη υψηλόσ ποιότητασ και πιςτότητασ. Θ θλεκτρολογία όπωσ και κάκε άλλθ επιςτιμθ υιοκετεί τισ ςφγχρονεσ απεικονιςτικζσ τεχνολογίεσ τθσ εποχισ, αυτό ςθμαίνει πρακτικά ότι κα πρζπει ςχεδιαςτικά να ακολουκεί τισ ίδιεσ επιτυχθμζνεσ λφςεισ που χρθςιμοποιοφν μεγάλεσ βιομθχανίεσ. Για να μασ δοκεί μια πρϊτθ κατεφκυνςθ, αρκεί να ανατρζξουμε ςτισ παρουςιάςεισ των βιομθχανικϊν προϊόντων μεγάλων βιομθχανιϊν του εξωτερικοφ.

Εικόνα 2.1.1 Audi κινθτιρασ 2.5-liter_tsfi_5-cyl

Δεν είναι τυχαίο ότι πολλζσ βιομθχανίεσ βιοτεχνίεσ κλπ ενςωματϊνουν τριςδιάςτατεσ απεικονίςεισ και λειτουργικζσ επεξθγιςεισ μζςω εικόνων & Video για αναδείξουν τθν λειτουργία των προϊόντων που ζχουν είδθ ςτθν αγορά. Επεξθγοφν επίςθσ τθ λειτουργία αυτϊν που βρίςκονται ςε ςτάδιο μελζτθσ (concepts). Τα 3d που δεν γίνονται για υποβοθκθτικοφσ λόγουσ ςτο κλειςτό εςωτερικό περιβάλλον τθσ παραγωγισ, ςυνικωσ καταλιγουν ςε μεγάλεσ εκκζςεισ τεχνολογίασ ςε ζντυπα ι ςτο internet ι ςτθν τθλεόραςθ.

Εικόνα 2.1.2 Ebersprecher Ρρο-κερμαντιρασ αυτοκινιτου, ειδικόσ για τισ Βόρειεσ Χϊρεσ. (Τομι ςε προοπτικι, για επεξιγθςθ λειτουργίασ)

Είναι πολφ πιο εφκολο για τον εκκζτθ να αναδείξει το προϊόν του μζςα από ζνα πιο φιλικό ςτο μάτι υλικό, ςε αντιπαράκεςθ με τα κλαςικά γραμμικά τεχνικά ςχζδια και τισ κλαςικζσ οπτικζσ γωνίεσ ςχεδίαςθσ. Είναι αποδεδειγμζνο πλζον πωσ θ φιλικι προσ το μάτι ευκατανόθτθ παρουςίαςθ, είναι ο πρϊτοσ πόλοσ ζλξθσ ενδιαφζροντοσ. Τα τριςδιάςτατα προγράμματα πλζον απλοποιικθκαν αρκετά και 11

επεκτάκθκαν ςτο ευρφ κοινό, φεφγοντασ από τον κλειςτό κφκλο των βιομθχανιϊν και των C.G.I studios. Αυτό ζγινε διότι επιλκε μια απλοποίθςθ ςτισ εφαρμογζσ, φυςικά και για λόγουσ διεφρυνςθσ του αγοραςτικοφ κοινοφ. Θ ποιότθτα και θ πιςτότθτα που προςφζρουν, ζχει πλζον ειςχωριςει μαηικά και ςτα Personal Computers, όςο και ςτισ διεργαςίεσ των μεγάλων βιομθχανιϊν, με τον ίδιο τρόπο που ειςιχκθςαν τα ςχεδιαςτικά προγράμματα διςδιάςτατου ςχεδίου. Τα 3D προγράμματα “γενικοφ τφπου” βζβαια είναι πολφ πιο διαδεδομζνα (όπωσ είναι και αναμενόμενο) από τα κακαρά “βιομθχανικά” τα οποία εξοριςμοφ είναι και πιο εξειδικευμζνα. Η ποιότθτα ςτθν απεικόνιςθ που μπορεί να επιτευχκεί μζςω φωτορεαλιςτικϊν προγραμμάτων ”γενικοφ τφπου” ζχει όριο μόνο τθν ικανότθτα του ςχεδιαςτι, και τθν επεξεργαςτικι ιςχφ που ζχει ςτθν διάκεςθ του. Τζλοσ όλων των ειδϊν τα τριςδιάςτατα προγράμματα ζχουν μεγάλθ ακρίβεια. το τριςορκογϊνιο ςφςτθμα ςυντεταγμζνων τουσ καλφπτετε από πολφ μεγάλο εφροσ τιμϊν. Ζτςι ζχουμε ακρίβεια ςτθν απεικόνιςθ, είτε κζλουμε να περιγράψουμε το μικρόκοςμο ενόσ τςιπ, είτε κζλουμε να απεικονίςουμε μια μεγάλθ βιομθχανικι εγκατάςταςθ μεγάλθσ κλίμακασ είτε κζλουμε να οδθγιςουμε ζνα ρομποτικό βραχίονα. Θ ακρίβεια ςτθν απεικόνιςθ και οι προδιαγραφζσ μποροφν να πιςτοποιιςουν το αντικείμενο τθσ απεικόνιςθσ. Οι 3D εφαρμογζσ εκτείνονται ςε ζνα μεγάλο φάςμα, ενδεικτικά αναφζρουμε αυτζσ που εξειδικεφονται αποκλειςτικά για θλεκτρικζσ εγκαταςτάςεισ και ςτόχοσ τουσ είναι θ διαρρφκμιςθ και θ χωροκζτθςθ ςε μεγάλουσ θλεκτρικοφσ πίνακεσ. 2.2 Απεικόνιςη κτιριακών υποδομών/μονϊδων και καλωδιώςεων Θ τριςδιάςτατεσ τεχνολογίεσ είναι προςαρμόςιμεσ, οι εκάςτοτε εφαρμογζσ είναι κυρίωσ γενικοφ ςκοποφ ι τφπου, που ςτοχεφουν ςε απεικόνιςθ οποιουδιποτε αντικειμζνου με επεκτάςιμεσ αρχιτεκτονικζσ και ειδικοφ τφπου ι ςκοποφ επικεντρωμζνα και προ εξοπλιςμζνα λογιςμικά που εξαντλοφν το αντικείμενο ςτο οποίο εξειδικεφονται. Για παράδειγμα μια από αυτζσ τισ πολφ εξειδικευμζνεσ υπο-εφαρμογζσ εξειδικεφεται ςτο να ελζγχει τον τρόπο ζκχυςθσ τθσ τθγμζνθσ μάηασ πρωτογενοφσ πλαςτικοφ (νιφάδεσ) ςε καλοφπια με εξομοίωςθ, και προςαρμόηεται ανάλογα με τισ μεταβλθτζσ, κερμοκραςία, είδοσ πλαςτικοφ κτλ. Όπωσ εξυπακοφεται οι εφαρμογζσ προςαρμόηουν τισ δυνατότθτεσ τουσ ςτισ ανάγκεσ τθσ βιομθχανίασ και των μθχανικϊν επιςτθμϊν και προςπακοφν να καλφψουν κάκε τουσ πτυχι. Μια από αυτζσ τισ ανάγκεσ που αφορά άμεςα τθν θλεκτρολογία είναι θ 3D χωροκζτθςθ και διαρρφκμιςθ των ςτοιχείων και καλωδιϊςεων μζςα ςε ζνα θλεκτρικό πίνακα ι ζξω από αυτόν ςε κτιριακζσ εγκαταςτάςεισ. Η ανάγκθ τισ κατανόθςθσ τθσ χωροκζτθςθσ θλεκτρικϊν διατάξεων ςε κλειςτά πλαίςια, δθμιοφργθςε προγράμματα πλιρωσ εξειδικευμζνα όπωσ π.χ. θ εφαρμογι Eplan. Τα προγράμματα αυτά ζχουν πιςτοποιθμζνεσ βιβλιοκικεσ εξαρτθμάτων, με εργοςταςιακά μεγζκθ, προδιαγραφζσ και περιοριςμοφσ που επιβάλλονται από νομοκεςίεσ για λόγουσ αςφαλείασ. Ραρόμοια είναι και τα autocad electric - Solidworks electric, τα οποία είναι μζρθ μεγαλφτερων πακζτων. Με προγράμματα γενικοφ ςκοποφ φτάνουμε ςε πολφ ανϊτερο οπτικό αποτζλεςμα αφοφ πρϊτα αναπαράγουμε τισ εργοςταςιακζσ τιμζσ. Τα προγράμματα με animation ζχουν και περιθγθτικό χαρακτιρα ςε ζναν μθ ςτατικό τριςδιάςτατο χϊρο. Δεδομζνο ότι τα θλεκτρονικά βαςίηονται ςε ςυμβάντα χρονικά και ςυνκικεσ, το animation ςε οριςμζνεσ περιπτϊςεισ κρίνετε απαραίτθτο.

Εικόνα 2.2.1 Απεικόνιςθ εργοςταςιακϊν εγκαταςτάςεων με το AutodeskFactory Design Suite 2014και θλεκτρικόσ πίνακασ με το SolidworksElectronic.

12

2.3 Απεικόνιςη ηλεκτρικών μηχανών, βιομηχανικού εξοπλιςμού, γραμμών παραγωγόσ, και προδιαγραφών αςφϊλειασ. Θ ςχεδίαςθ κινθτιρων θλεκτρικϊν είναι περίπλοκθ περίπτωςθ μοντελοποίθςθσ όταν απαιτείτε εργοςταςιακι ακρίβεια όμωσ αυτό αφορά τουσ καταςκευαςτζσ. Πταν παρουςιάηεται ζνασ κινθτιρασ (βαςικι λειτουργία-κεωρία) π.χ. ςε ζνα εκπαιδευτικό ίδρυμα. Μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ζνα πρόγραμμα 3d γενικισ χριςθσ, γιατί θ οπτικοποίθςθ επικεντρϊνετε ςτθν παρουςίαςθ. Θ επεξιγθςθ τθσ λειτουργίασ των κινθτιρων ςε αργι κίνθςθ γίνεται δυνατι μζςω 3d animation, το οποίο ςε ζντυπθ μορφι δίδεται ςυνικωσ ςε ςτάδια.

Εικόνα 2.3.1 Τουρμπίνα ςε απεικόνιςθ με τον rendererVray.

Ζνα πολφ ενδιαφζρων κομμάτι προσ υλοποίθςθ το οποίο απαιτεί εκτεταμζνθ χριςθ animation είναι ι προςομοίωςθ μιασ γραμμισ παραγωγισ. Τα προγράμματα γενικοφ τφπου ζχουν απεριόριςτεσ δυνατότθτεσ ςτο ςυγκεκριμζνο τομζα. Θ χριςθ character animation είναι ςαφϊσ ζνα οπτικό πλεονζκτθμα αλλά κάνει τισ ςκθνζσ εκκετικά πιο περίπλοκεσ. Λόγω μεγζκουσ οι γραμμζσ παραγωγισ κα χρθςιμοποιοφνται ςυνικωσ απλοποιθμζνα μοντζλα, φςτερα αναπαρίςταται θ μετακίνθςθ ενόσ κομματιοφ πάνω ςε μια κυλιόμενθ ταινία κακϊσ και θ ςταδιακι του μετατροπι ςτθν τελικι του μορφι. Επιμζρουσ μποροφμε να δείξουμε ςε απομονωμζνεσ ςκθνζσ λοιπζσ επεξεργαςίεσ για να δϊςουμε ζμφαςθ. Επίςθσ κα μποροφςαμε να εςτιάςουμε ςτα ςθμεία κινδφνου ςτο χϊρο, ϊςτε να φαίνεται ξεκάκαρα εάν ζνασ άνκρωποσ είναι αςφαλισ ςε ςυγκεκριμζνα ςθμεία ι περάςματα, κακϊσ μπορεί να υπάρχουν κινθτά ςθμεία ςε ζνα εργοςτάςιο όπωσ πρζςεσ γερανοί μεταλλικοί βραχίονεσ, περιςτρεφόμενα μζρθ μθχανϊν κτλ. που ενζχουν κίνδυνο. Ζτςι μποροφμε να πλαιςιϊςουμε οπτικά τθν μελζτθ αποφυγισ ατυχθμάτων. Θ οποία κα μποροφςε να παρουςιάηεται ςε νζο εργατικό προςωπικό ωσ μζροσ ενόσ εκτενζςτερου video για τθν λειτουργία και τθν αςφάλεια μζςα ςτουσ χϊρουσ εργαςίασ. Στθν εικόνα 2.2.1 φαίνετε θ διαδικαςία χωροκζτθςθσ μιασ γραμμισ παραγωγισ με εξειδικευμζνο λογιςμικό.

2.4 Απεικόνιςη ενςωματωμϋνων ςυςτημϊτων ολοκλόρωςησ τεχνολογιών Με το δθμοφιλζσ 3D Studio κυρίωσ, κακϊσ και με τα υπόλοιπα προγράμματα, ζγινε ζνα άνοιγμα ςτο ευρφ κοινό, ϊςτε οι διαδικαςίεσ μιασ 3D απεικόνιςθσ να μθν κεωροφνται πλζον δφςχρθςτεσ. Τα λεγόμενα concepts πλζον ζχουν αρχίςει να μπαίνουν ςτο λεξιλόγιο όλων εκείνων που αςχολοφνται με νζεσ καινοτόμεσ ςυςκευζσ. Θ λζξθ concept παραπζμπει ςτισ μζρεσ μασ ςε ςχζδια ι ςε τριςδιάςτατα. Ραλαιότερα οι βιομθχανίεσ οχθμάτων χρθςιμοποιοφςαν κατά κόρων μακζτεσ και πιλινα μοντζλα ςε κλίμακα εν είδθ προςχεδίου οι τεχνικζσ αυτζσ ςιμερα είναι δευτερεφουςα λφςθ. Στισ περιςςότερεσ των περιπτϊςεων θ απόδοςθ των concepts εξυπθρετείται από τριςδιάςτατα μοντζλα. Οποιαδιποτε νζα τεχνολογία κυκλοφορεί ςιμερα ςτο Internet και εμπεριζχει κάποιον μθχανιςμό - κίνθςθ ι ςτάδια, θ απλά 13

περίπλοκεσ χωροταξικά διατάξεισ , επεξθγείτε κυρίωσ με 3D. Λόγω τθσ φφςθσ του ςτο 3D είναι πολφ εφκολο να γίνει μια τομι ι μια μετακίνθςθ τθσ κάμερασ. Επιπλζον είναι ο πιο κατανοθτόσ τρόποσ για μια ςφαιρικι παρουςίαςθ κάκε τμιματοσ τθσ ςυςκευισ ςε ςχζςθ με τον χϊρο. Θ τομι και θ διαφάνεια κακϊσ και θ απάλειψθ κάποιου επιπζδου ςτθν πορεία του animation, κάνει αυτι τθν τεχνολογία κατάλλθλθ για οτιδιποτε είναι ενςωματωμζνο ςε ζνα πλαίςιο θ ςε ζνα πλαίςιο που είναι μζροσ ενόσ μεγαλφτερου ακόμθ πιο περίπλοκου πλαιςίου κτλ. Θ τομι και θ διαφάνεια ςε μια ςυςκευι μπορεί να αποκαλφψει όλα τα επίπεδα Το ενςωματωμζνο αντικείμενο ι τον μθχανιςμό του (παράδειγμα ζνα ρολόι). Το 3D με απλό τρόπο αναδικνφει μια περίπλοκθ δομι, τθν χωροκζτθςθ τθσ, και τον τρόπο με τον οποίο είναι ςυνδεδεμζνα όλα τα επιμζρουσ τμιματα (μοντζλα). Πλα αυτά μποροφν να επιτευχκοφν με ζνα φιλικό προσ το μάτι ςχζδιο τομισ ι διαφάνειασ ι ενόσ animation ςταδιακισ απάλειψθσ ςτρϊςεων. Συςκευζσ οι οποίεσ εμπεριζχονται ςε πλαίςια και ζχουν περίπλοκεσ δομζσ μποροφμε να ςυναντιςουμε εκτόσ από αυτζσ με κακαρά μθχανικι μορφι και :

 Στθν θλεκτρολογία (π.χ. θλεκτρικοί πίνακεσ, θλεκτρικζσ διατάξεισκ.λπ.).  Στα θλεκτρονικά (π.χ. πλακζτα ενιςχυτι, ραδίουκ.λπ. ).  Στα μικρο – θλεκτρονικά (π.χ. αιςκθτιριοι κόμβοι – ComputerProcessingUnitsκ.λπ.).

Είναι πολφ ςφνθκεσ φαινόμενο απλζσ και κατανοθτζσ (με τθν κακθμερινι ζννοια του “απλοφ”) διατάξεισ πλαιςίων και θλεκτρονικϊν ςυςκευϊν, όπωσ πχ ζνασ ζνα rack ι ζνασ πφργοσ προςωπικοφ υπολογιςτι, να ζχουν πολφ περίπλοκεσ κατόψεισ κλπ. Αυτό κατατάςςεςτε ςτα μειονεκτιματα των διςδιάςτατων κλαςικϊν γραμμικϊν οπτικϊν. Συμβαίνει λόγω τθσ πολυεπίπεδθσ τοποκζτθςθσ τον επιμζρουσ ςυςκευϊν (όπωσ πλακζτεσ – ςκλθροί δίςκοι - κακζτωσ οριηοντίωσ κτλ.), και ιδιαίτερα λόγω του πλαιςίου που τα περιβάλει και τον καλωδιϊςεων του τροφοδοτικοφ τθσ μθτρικισ κάρτασ, κλπ. Αντικζτωσ τζτοιεσ περίπλοκεσ διατάξεισ θλεκτρονικζσ μετατρζπονται ςε απλζσ και κατανοθτζσ όταν τισ δοφμε μπροςτά μασ ςτθν πραγματικότθτα ςαν αντικείμενα, ι όταν γίνει αναπαράςταςθ του αλθκινοφ μζςω μιασ τριςδιάςτατθσ απεικόνιςθσ. Θ κλίμακα θ ςχζςθ μεγζκουσ των θμιαγωγικϊν ςτοιχείων μιασ ςυςκευισ με μικρο-θλεκτρονικζσ διατάξεισ ςε ςχζςθ με το πραγματικό μζγεκοσ του πλαιςίου μπορεί μερικζσ φορζσ μπορεί να απζχουν πολφ. Για παράδειγμα ςε μια τθλεόραςθ μπορεί να υπάρχει ζνα chip ςε μια από τισ πλακζτεσ που να είναι επεξεργαςτισ με αρχιτεκτονικι νανομζτρων. Γίνεται απευκείασ κατανοθτό ότι όλα αυτά δεν μποροφν να τυπωκοφν ςε μια μόνο εικόνα. Οπότε θ παρουςίαςθ γίνετε τμθματικά ςτα manuals ςε πολλζσ ςελίδεσ. Ππωσ ςε διςδιάςτατα προγράμματα δίνεται θ δυνατότθτα zoom ζτςι και ςτα τριςδιάςτατα όλα βρίςκονται ςε μια μόνο ςκθνι, θ κάμερα μπορεί να περιθγθκεί ανεξαρτιτωσ κλίμακασ και να επικεντρϊςει τθν παρουςίαςθ ςε οποιοδιποτε ςθμείο και βζβαια να παράγει βίντεο με τισ δυνατότθτεσ που δίνει το animation και το rendering. Ζτςι θ παρουςίαςθ δεν γίνεται τμθματικά. Αυτό μασ επιτρζπει να κατανοοφμε τθν διαφορά ςτα μεγζκθ, κακϊσ και τθν τθν κλίμακα, ςυγκρίνοντασ ςτθν πορεία. Ζτςι εκμεταλλευόμαςτε ςε ζπακρο τθν αντιλθπτικι ικανότθτα του ανκρϊπου που ζχει από τθν φφςθ του. Δθλαδι τθν ικανότθτα του να αντιλαμβάνεται τον χϊρο.

Το πάχοσ των τοιχωμάτων θ αντίλθψθ τθσ υπόςταςθσ και θ προςομοίωςθ φυςικοφ φωτιςμοφ επιπρόςκετα ενιςχφει τθν ανκρϊπινθ αντίλθψθ, ςε αντίκεςθ με τα γραμμικά ςχζδια. Σε πολυεπίπεδεσ θλεκτρονικζσ διατάξεισ με πολυεπίπεδα πλαίςια , όπωσ ο αςφρματοσ κόμβοσ Sun Spot ( τθσ Oracle Sun ), θ αντίλθψθ των τοιχωμάτων είναι καίριασ ςθμαςίασ για τθν άμεςθ κατανόθςθ τθσ δομισ. Θ κάμερα ςτα τριςδιάςτατα μπορεί να διαπεράςει τοιχϊματα και να αποκαλφψει θλεκτρονικζσ διατάξεισ που πριν δεν ιταν ορατζσ. Τα τοιχϊματα τα ίδια μποροφν να γίνουν διάφανα. Στθν διςδιάςτατθ κάκετθ γραμμικι ςχεδίαςθ δεν υπάρχει θ ζννοια κάμερα ςτο χϊρο υπάρχουν μόνο Layers εν είδθ ομαδοποίθςθσ. Σε περιπτϊςεισ όπου μια θλεκτρονικι ι θλεκτρολογικι διάταξθ πρζπει να ταιριάξει με μια άλλθ μζςω, π.χ. κθλυκόσ και αρςενικόσ υποδοχζασ, θ υπόςταςθ ακριβϊσ του αντικειμζνου ο φωτιςμόσ οι ςκιάςεισ τα υλικά κλπ. μποροφν να κάνουν πολφ κατανοθτι τθν αλλθλεπίδραςθ. Πλα αυτά τα πλεονεκτιματα ζχουν οδθγιςει τουσ ςχεδιαςτζσ περίπλοκων ενςωματωμζνων ςυςτθμάτων και όχι μόνο ςε τριςδιάςτατεσ λφςεισ γραμμικζσ για ςχεδιαςτικά φφλλα και με τοιχϊματα για ακόμθ πιο ςαφι απεικόνιςθ.

14

Εικόνα 2.4.1 Ραράδειγμα φωτορεαλιςτικοφ exploded view ενςωματωμζνων θλεκτρονικϊν ςυςτθμάτων.

Θ χωροκζτθςθ με τισ κλαςικζσ οπτικζσ παλαιοφ τφπου με γραμμικά ςχζδια μπορεί να οδθγιςει ςε λάκθ ςυμβατότθτασ τοποκζτθςθσ θλεκτρικϊν προϊόντων και προςκζτων. Για παράδειγμα όταν κζλουμε να επιλζξουμε, μια μεγαλφτερθ ακόρυβθ ψυκτικι διάταξθ (με μεγάλο ανεμιςτιρα) για να τοποκετθκεί επάνω ςε ζναν επεξεργαςτι, είναι πολφ πιο εφκολο να ελζγξουμε εάν χτυπάνε τα μεταλλικά τθσ μζρθ ςε κάποιο μζροσ τθσ motherboard (πχ ςωλθνϊςεισ αερόψυξθσ) με ςχεδίαςθ ςε τριςδιάςτατθ μορφι. Σιμερα με το γραμμικό ςχζδιο και τισ κλαςικζσ ςχεδιαςτικζσ οπτικζσ ςτα manuals των προϊόντων (κάτοψθ πλάγια όψθ κλπ.) λόγω τθσ περιπλοκότθτασ ζχουν παρατθρθκεί φαινόμενα, εξαρτιματα να μθν ζχουν ςυμβατότθτα ςτθν τοποκζτθςθ τουσ κατόπιν αγοράσ. Μάλιςτα εταιρείεσ ανακζτουν αυτόν τον περίπλοκο ζλεγχο ςτουσ ίδιουσ τουσ πελάτεσ, διότι αδυνατοφν να κάνουν ελζγχουσ. Θ αςυμβατότθτα αυτι μπορεί να οδθγιςει ακόμθ και ςε εξαπάτθςθ του καταναλωτικοφ κοινοφ και να οδθγιςει ςε αποςφρςεισ προϊόντων, επίςθσ αυξάνει το κόςτοσ τθσ μελζτθσ προτοφ τθν καταςκευι, για να αποφευχκοφν τζτοια φαινόμενα. Εάν από τθν άλλθ είχε κακιερωκεί ζνα standart τριςδιάςτατο πρότυπο ςχεδίαςθσ, απαραίτθτο και προαπαιτοφμενο για να βγει ζνα τζτοιο προϊϊν ςτθν αγορά, δεν κα υπιρχαν προβλιματα αςυμβατότθτασ τοποκζτθςθσ, κακϊσ οι ζλεγχοι κα ιταν προαπαιτοφμενοι και απλοί. Αλλά ακόμθ και ςε προςωπικά projects με τθν τριςδιάςτατθ ςχεδίαςθ μποροφμε να υποςτθρίξουμε όλθ τθν διαδικαςία καταςκευισ του χωροταξικοφ ελζγχου και να πιςτοποιιςουμε τθν ςχεδίαςθ (πριν ακόμθ γίνει θ καταςκευι), ςε οποιοδιποτε ενςωματωμζνο ςφςτθμα. Τζλοσ οι τριςδιάςτατεσ εξομοιϊςεισ μασ δίνουν μια πολφ πιο εμπεριςτατωμζνθ και ξεκάκαρθ εικόνα διότι πραγματοποιοφν τισ μετριςεισ ςε τρεισ διαςτάςεισ, με δεδομζνθ τθν ευκολία παρουςίαςθσ αποτελεςμάτων ςε ζνα τζτοιο περιβάλλον, κρίνονται απαραίτθτα εργαλεία.

15

Εικόνα 2.4.2 Ζλεγχοσ ροισ αζρα και απεικόνιςθ ςυγκζντρωςθσ κερμοκραςίασ ςτο πλαίςιο, με το Solidworks - Flow Simulation.

16

2.5 Απεικόνιςη ςτην εκπαύδευςη και κατϊρτιςη εξειδικευμϋνου προςωπικού Τα τριςδιάςτατα γραφικά κα μποροφςαν να ςυςχετιςτοφν και να γίνουν κομμάτι τθσ εκπαίδευςθσ από τθν αρχι τθσ. Ζτςι κα ιταν ςαφζσ και πολφ πιο άμεςα κατανοθτά απλά ςχιματα ι πιο περίπλοκα όπωσ π.χ θ δομι ενόσ ατόμου. Εξομοιϊςεισ πειραμάτων ςτθν φυςικι κα μποροφςαν να κάνουν ςαφζσ πϊσ επιδρά π.χ μια δφναμθ νζα δφναμθ θ όποια προςτίκεται, και όλα αυτά διαδραςτικά (με RT Dynamics). Θ οπτικι 3D επεξιγθςθ μπορεί να εμπλουτίςει όλα τα ςτάδια τθσ εκπαίδευςθσ, το κλαςικό μοντζλο τθσ διςδιάςτατθσ εικόνασ ςε ζντυπθ μορφι πολλζσ φορζσ δεν είναι ικανό να αποδϊςει με τθν ίδια ευκολία το αποτζλεςμα του τριςδιάςτατου. Σε επίπεδο ανϊτατων ιδρυμάτων όπωσ τοΤΕΛ ΚΑΒΑΛΑΣ και ςυγκεκριμζνα για τθν θλεκτρολογία είναι απαραίτθτα πάρα πολλά ςκίτςα μιασ και το αντικείμενο είναι τζτοιο που απαιτεί ςχθματικζσ αναπαραςτάςεισ λόγω περιπλοκότθτασ. Ενδεικτικά αναφζρω ότι κα μποροφςαν πλαιςιωκοφν με 3D μοντζλα ι 3D animation: ▪ Επεξθγιςεισ τον βαςικϊν τθσ θλεκτρονικισ π.χ. TransistorBGT διπολικά, ροι θλεκτρονίων, κατάςταςθ θρεμίασ, φαινόμενο χιονοςτιβάδασ, ανάςτροφθ πόλωςθ, ορκι πόλωςθ κ.ο.κ. ▪ Επεξθγιςεισ λειτουργίασ κινθτιρων, εναλλαγζσ, φάςεισ, τομζσ, βλάβεσ, μθχανικά μζρθ κτλ. ▪ Στισ εγκαταςτάςεισ κα μποροφςαν να γίνουν ςχθματικζσ αναπαραςτάςεισ ζτςι ϊςτε ο φοιτθτισ να μπορεί να δει πωσ εξοπλίηετε ο χϊροσ μιασ οικιακισ εγκατάςταςθσ με βιματα, ςε πολλά παραδείγματα. ▪ Στα ςυςτιματα αυτομάτου ελζγχου κα μποροφςε να γίνει επεξιγθςθ τθσ λειτουργίασ μιασ μθχανισ ελζγχου (τι κάνει πρακτικά).

Ρζρα από τθν εκπαίδευςθ το 3D ενδείκνυται και για κατάρτιςθ εξειδικευμζνου προςωπικοφ, ςε ειδικζσ ομάδεσ οι οποίεσ πριν οδθγθκοφν ςτθν παραγωγι κα λαμβάνουν μζροσ ςε ςεμινάρια με οπτικό υλικό και όχι μόνο. Εκεί μπορεί να γίνει χριςθ τριςδιάςτατων ϊςτε να είναι εξοικειωμζνοι με το αντικείμενο τουσ χϊρουσ τισ επικινδυνότθτεσ αλλά και τα υλικά και τισ ςυνκικεσ που κα ςυναντιςουν προτοφ ακόμα εργαςτοφν. Επίςθσ μζςα από αυτι τθν διαδικαςία κα μποροφςαν να επιςθμανκοφν οι κίνδυνοι αλλά και ο ςωςτόσ τρόποσ χειριςμοφ και επιςιμανςθ ειδικϊν χειριςμϊν ςε επικίνδυνεσ καταςτάςεισ. Αυτό ειςφζρει ταυτόχρονα ςτθν αςφάλεια και τθν αποφυγι ατυχθμάτων ωσ εκ τοφτου βελτιϊνεται θ αίςκθςθ αςφάλειασ και θ αποδοτικότθτα του εργατικοφ προςωπικοφ. Επίςθσ κεμιτό είναι ςε περίπλοκεσ εργοςταςιακζσ ομάδεσ να γίνεται τριςδιάςτατθ απεικόνιςθ ςτα κζντρα ελζγχου ϊςτε οι χειριςτζσ, οι υπεφκυνοι κακϊσ και το προςωπικό αςφαλείασ να ζχουν άμεςθ εικόνα του τι γίνετε ςτο εργοςτάςιο. Ειδικότερα ςε μζρθ που είναι αδφνατθ θ άμεςθ παρατιρθςθ, αλλά μποροφν να μπουν αιςκθτιριοι κόμβοι που κα ςτείλουν δεδομζνα για 3Dαπεικονίςεισ πραγματικοφ χρόνου. Ρ.χ. βαφεία, ςιλό, χυτιρια, υποβρφχιεσ εγκαταςτάςεισ, χϊροι με υπερβολικι πίεςθ, υγραςία, κερμότθτα κ.τ.λ.

17

Κεφϊλαιο 3ο – Διϊκριςη Εργαλεύων και Ανϊλυςη Βαςικών Εννοιών 3D Modelling

3.1 Ταξινόμηςη, ρόλοσ και δυνατότητεσ τριςδιϊςτατων εφαρμογών

Παραμετρικϋσ εφαρμογϋσ τριςδιϊςτατων, καθαρϊ ςχεδιαςτικϊ προγρϊμματα. [8][9][10][11][12]

Σπγθξηηηθόο πίλαθαο παξακεηξηθώλ ζρεδηαζηηθώλ πξνγξακκάηωλ.

Εθαξκνγέο:

NX

CREO

CATIA

AUTODESK SOLIDWORKS

Parts & Assembly ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Modeling ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Simulation & Analysis ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Main Functionality Animations & Rendering ٧ ٧ ٧ ٧ Cost Estimation X ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Documentation ٧ X X X ٧ Architectural ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Design Indented Use ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Electrical ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Mechanical ٧ X X X ٧ Architects ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Engineers Intended User ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Industrial Designers ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Students / Casual Users ٧ AEC X X X X X ٧ X ٧ Aerospace X X X X ٧ Aircraft X ٧ X ٧ Airline X Industry X ٧ Apparel & Accessories X X X X ٧ ٧ ٧ ٧ Automotive X X ٧ Cargo Handling X X X X ٧ ٧ ٧ Computer

18

X X ٧ X ٧ Construction Consulting X X X X X X ٧ Consumer Products X X X X ٧ Installation X X X X ٧ ٧ Maintenance X X Training ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Training Features ٧ ٧ ٧ ٧ ٧ Training Program 2D to 3D CAD X X X X ٧ Conversion ٧ ٧ X X ٧ 3D Printing Collaboration 3D Viewing Tools X ٧ ٧ ٧ ٧ Features ٧ ٧ ٧ Multiple User Reviews X X X ٧ Version Control X X X

Τα λογιςμικά αυτά ορίηονται ωσ παραμετρικά/ κακαρά ςχεδιαςτικά, διότι παράγουν ουςιαςτικάproceduralμοντζλα βαςιςμζνα ςε 2dςχιματα. Κυρίωσ ςκοπόσ τουσ είναι να αςτικοποιιςουν ςχεδιαςτικά φφλλα με υποβοικθςθ τθσ τριςδιάςτατθσ προοπτικισ. Επίςθσ μποροφν να παράγουν εξειδικευμζνεσ εξομοιϊςεισ. Είναι υπολογιςτικά απαιτθτικζσ εφαρμογζσ γιατί καλοφνται να παίξουν και τουσ τρείσ ρόλουσ αυτοφσ ταυτόχρονα υπακοφοντασ ταυτόχρονα ςε standards του εμπορίου. Οριςμζνα από αυτά τα προγράμματα μποροφν να εξάγουν εξειδικευμζνα formats που είναι ςυμβατά ακόμθ και με προγράμματα οδιγθςθσ μθχανϊν ρομποτικοί βραχίονεσ CNC κλπ. Ορίηονται επίςθσ ωσ προγράμματα (CAD/CAM):(Computer Aided Design)(Computer Aided Manufacturing. Στο επίπεδο τθσ οπτικοποίθςθσ κάνουν πολφ βαςικζσ λειτουργίεσ όπωσ shaded modeling και απλζσ οπτικοποιιςεισ, για να υποβοθκιςουν κυρίωσ τον ίδιο τον ςχεδιαςτι.

Εικόνα 3.1.1 Ραραμετρικι μοντελοποίθςθ Conveyor belt feeder, απεικόνιςθ (Real Time).

19

Εικόνα 3.1.2 Ραραμετρικι μοντελοποίθςθ Water centrifugal Pump KSB-ETA 80 - 20, ςε απλι ποιότθτασ απεικόνιςθ.

Εικόνα 3.1.3 Ραράδειγμα τελικοφ παραγόμενου ςχεδιαςτικοφ φφλλου, από παραμετρικό τριςδιάςτατο λογιςμικό ςχεδίαςθσ.

20

Τριςδιϊςτατεσ εφαρμογϋσ γενικού σκοπού

Sοftimage XSI-Το πακζτο Autodesk Softimage είναι θ ςυνζχεια των επιτυχθμζνων πακζτων Softimage 3D και Softimage | XSI που τότε είχε αναλάβει να αναπτφξει θ AVID. Το λογιςμικό χρθςιμοποιείται για μοντελιςμό, animation simulation και παραγωγι υψθλισ ποιότθτασ 3D οπτικοποιιςεων. Ζχει ενςωματωμζνθ τθν μθχανι οπτικοποίθςθ Mental Ray. Ωσ μια πολυχρθςτικι πλατφόρμα ανάπτυξθσ τριςδιάςτατθσ απεικόνιςθσ υποςτθρίηει επεκταςιμότθτα και είναι δομθμζνο με αρχιτεκτονικι θ οποία αναπαριςτά τθν κλθρονομικότθτα τθν ιεράρχθςθ ςτα επιμζρουσ τμιματα του μζχρι και ςε πολφ low level ςυςτατικά του. Το softimage ιταν από τα πρϊτα που υποςτιριξαν Non linear animation – mixer κλπ. Μπορεί να παράγει οποιοδιποτε πολυγωνικό ( απλό - subdivided ι nurbs ) μοντζλο. Επίςθσ πζρα από βαςικι κάλυψθ ςε όλα τα επίπεδα παραγωγισ (ακόμθ και ςτο compositing), ξεχωρίηει για το ICE ( Intergrated computing enviroment ) και γενικότερα για τα δενδρικά του ςυςτιματα (shaders – compositing κλπ). Λδιαίτερα features του είναι το FaceRobot για το Gator, Simulation, paticles, Hair, Crowd Control και για τα animation tools που προςφζρει γενικότερα. Υποςτθρίηετε από μια ευρεία γκάμα plugins και επεκτείνει τισ ικανότθτεσ του με Python javascript και C scripting μζςω του SDK του. Ππωσ και τα παρακάτω προγράμματα μπορεί να δεχτεί μια μεγάλθ γκάμα από renderers για να επεκτακοφν ακόμθ περιςςότερο οι δυνατότθτεσ του ςτον φωτορεαλιςμό. Χρθςιμοποιείται κυρίωσ για modeling, Commercials, Concept design, ArchViz, CGI movies – C.G.I Effects κ.α. [12][5]

Lightwave- είναι ζνα λογιςμικό που χρθςιμοποιείται για rendering 3d, για παραγωγι ςτατικϊν ι animation. Ρεριζχει μια μθχανι οπτικοποίθςθσ που υποςτθρίηει εξειδικευμζνεσ λειτουργίεσ που προςδίδουν ρεαλιςμό όπωσ, αντανάκλαςθ refraction, radiocity,και caustics. Στο 3D μοντελιςμό του υποςτθρίηει και πολυγωνικι ςχεδίαςθ και subdivision surfaces. Το animation κομμάτι του υποςτθρίηει λειτουργίεσ όπωσ reverse και forward kinematics για animation χαρακτιρων, ςυςτιματα particle και dynamic simulations. Οι προγραμματιςτζσ μποροφν να επεκτείνουν τισ δυνατότθτεσ του Lightwave με το SDK που διακζτει LScript scripting (a proprietary scripting language) και ςυνθκιςμζνα C language interfaces. Με τθν ζκδοςθ 11 και ζπειτα προςτζκθκε και , Python υποςτιριξθ. Το Lightwave είναι γενικότερα ζνα όχι πολφ δθμοφιλζσ πρόγραμμα ςε απλοφσ χριςτεσ, παρόλα αυτά ςε επίπεδο βραβείων κινθματογράφου ζχει κερδίςει τα περιςςότερα (C.G.I οπτικά εφζ κλπ) .[13]

3DS MAX - Το προθγουμζνωσ γνωςτό και ωσ 3D Studio Max και παλαιότερα ωσ 3D Studio, είναι μια εφαρμογι παραγωγισ τριςδιάςτατων γραφικϊν για τθν δθμιουργία 3D animations, μοντελιςμοφ και οπτικοποίθςθσ. Αναπτφχκθκε και παράχκθκε πρϊτα από τθν Autodesk Media and Entertainment. Ζχει δυνατότθτεσ μοντελιςμοφ, περιζχει δε μια plug-in αρχιτεκτονικι που μπορεί να χρθςιμοποιθκεί από τθν Microsoft Windows platform. Είναι επανειλθμμζνα χρθςιμοποιθμζνο για ανάπτυξθ video games, δθμοφιλζσ για τθν χριςθ του ςε διαφθμιςτικά studios και για τθν χριςθ του για οπτικοποιιςεισ κτθρίων(Συνθκίηεται να ςυνεργάηεται με το Vray). Χρθςιμοποιείτε επίςθσ για οπτικοποιιςεισ ταινιϊν και προεπιςκόπθςθσ ταινιϊν. Ρεριλαμβάνει επίςθσ εξειδικευμζνουσ shaders (ενδεικτικά να αναφζρουμε τα ambient occlusion και subsurface scaterring, αλλά και είναι ικανό να παράγει δυναμικζσ εξομοιϊςεισ, διακζτει particle system, , δθμιουργία normal map. Στθν οπτικοποίθςθ το 3DS περιλαμβάνει και τον default renderer και το mental ray ενςωματωμζνο. Διακζτει επίςθσ ζνα customizable user interface, και μια δικιά του γλϊςςα scripting.[12]

21

Autodesk Maya - Είναι μια εφαρμογι παραγωγισ τριςδιάςτατων γραφικϊν θ οποία γεννικθκε ςτθν ουςία από τισ ανάγκεσ κινθματογραφικϊν studiosκαι εξελίςςεται μζχρι ςιμερα πλζον ςαν ζνα πολυχρθςτικό εργαλείο. Τρζχει ςε Windows, Mac OS και Linux, πρϊτο αναπτφχκθκε από τθν Alias Systems Corporation (γνωςτι και ωσ Alias|Wavefront) ςιμερα αγοράςτθκε και αναπτφςςετε από τθν Autodesk, Inc. Συνθκίηεται να χρθςιμοποιείται για να δθμιουργεί διαδραςτικζσ 3D εφαρμογζσ , ςε αυτά περιλαμβάνονται video games, animated films, ςειρζσ τθλεόραςθσ, και ςε visual effects ταινιϊν.Τα πλεονεκτιματα τθσ αρχιτεκτονικισ του ομοιάηουν με το Softimage. Ιταν το πρϊτο που ειςιγαγε εργαλεία όπωσ Paint Effects αναμφίβολα ανάμεςα ςτα πιο δυνατά πακζτα τθσ αγοράσ. [12]

Cinema 4d - μια πλατφόρμα 3d μοντελοποίθςθσ, animation και οπτικοποίθςθσ που αναπτφχκθκε από τθν MAXON Computer GmbH of Friedrichsdorf, Germany. Είναι ικανό να παράγει procedural και polygonal/subd μοντζλα , να παράγει animation , φωτιςμό , υφζσ , οπτικοποίθςθ, και ςυνθκιςμζνεσ διεργαςίεσ που ςυναντϊνται ςε εφαρμογζσ 3d μοντελιςμοφ. Είναι ςαφζςτατα μια πιο απλι λφςθ τα τελευταία χρόνια όμωσ και αυτό αναπτφςςεται ραγδαία και είναι και πολυ δθμοφιλισ. [14]

Blender– Είναι μια ελεφκερθ ανοιχτοφ κϊδικα εφαρμογι παραγωγισ τριςδιάςτατων γραφικϊν, ζχει χρθςιμοποιθκεί κυρίωσ για animated films, visual effects, τζχνθ, 3D printed μοντζλα , και ςε διαδραςτικζσ 3D εφαρμογζσ, όπωσ video games. Το Blender ζχει καταφζρει να αναπαράγει πολλά εργαλεία δυνατότερων πακζτων που αφοροφν : 3D modeling, UV unwrapping, texturing, rigging and skinning, εξομοίωςθ υγρϊν καπνοφ, με ςυςτιματα particle , softbody εξομοίωςισ, sculpting, animating, matchmoving, cameratracking, rendering, επεξεργαςία video και compositing. Επίςθσ υποςτθρίηει μια built-in μθχανι RT και ζχει επεκτάςιμθ αρχιτεκτονικι που μπορεί να δεχτεί μζχρι και εξειδικευμζνουσ renderers.[33]

Τα περιςςότερα από τα παραπάνω πολυχρθςτικά τριςδιάςτατα προγράμματα (γενικοφ ςκοποφ) είναι ταυτόχρονα και επεκτάςιμα, δεν ζχουν τουσ περιοριςμοφσ των παραμετρικϊν, οφτε είναι εξειδικευμζνα ςε ζνα ςυγκεκριμζνο ςχεδιαςτικό αντικείμενο. Λόγω τθσ ευρείασ γκάμασ εναςχόλθςθσ τουσ μποροφν να αναφερκοφν και ωσ “γενικοφ ςκοποφ”. Ζνα άλλο κφριο χαρακτθριςτικό τουσ είναι ο πυρινασ τουσ που ςτθρίηετε απευκείασ ςτθν πολυγωνικι ςχεδίαςθ, ςυμφϊνα με αυτό το χαρακτθριςτικό τουσ μποροφν να ονομαςτοφν και “πολυγωνικισ βάςθσ”. Ωσ μθ εξειδικευμζνα προγράμματα γραμμικοφ ςχεδιαςμοφ, δεν ζχουν περιοριςμοφσ, καταλαβαίνουμε ότι είναι πολφ πιο ελεφκερα και ευζλικτα ςτθν δθμιουργία από τα ςχεδιαςτικά. Υποςτθρίηουν μια πλθκϊρα από plug ins, scripting, και επάνω τουσ προςαρμόηεται ζνα μεγάλο ςφνολο από τελικοφσ φωτοαποδϊτεσ. Είναι ευρζωσ γνωςτά για τισ φωτορεαλιςτικζσ τουσ αποδόςεισ για τα modeling tools, για το animation, για τα particleκαι για το simulationsystems που διακζτουν. Λόγω του ανταγωνιςμοφ ζχουν αναπτφξει τα εργαλεία τουσ ϊςτε να είναι εφχρθςτα και κατανοθτά. Ωσ εκ τοφτου τα προγράμματα γενικοφ ςκοποφ ενδείκνυνται για concept designs που επικεντρϊνουν ςτθν ποιότθτα τθσ τελικισ οπτικοποίθςθσ και επιδιϊκουν πζρα από τθν μοντελοποίθςθ και τθν πρόςβαςθ ςτον φωτορεαλιςμό. Τα προγράμματα γενικοφ τφπου ςε ανϊτερου επιπζδου φωτορεαλιςμοφσ , ςιμερα είναι εκείνα που δίνουν τθν πρϊτθ φλθ, δθλαδι ςειρζσ από καρζ, τα οποία ςυνικωσ επιδζχονται μια τελικι διςδιάςτατθ μετ επεξεργαςία.

22

Εικόνα 3.1.4 Λεπτομερισ πολυγωνικι μοντελοποίθςθ -Audi-tfsi-v8-engine, και απεικόνιςθ με πολφ βαςικοφσ shaders.

Εικόνα 3.1.5 Λεπτομερισ πολυγωνικι μοντελοποίθςθ Pratt-whitney-pw100-turboprop-engineκαι απεικονίςουμε πολφ βαςικοφσ shaders.

23

Εικόνα 3.1.6 Φωηνξεαιηζηηθή απεηθόληζε θωηνγξαθηθήο κεραλήο Canon γηα ινγαξηαζκό ηεο Evermotion. Modeling Blender, Rendering Vray, Post Work Photoshop

Εικόνα 3.1.7 Παξάδεηγκα θωηνξεαιηζηηθήο απεηθόληζεο κε βάζε ηελ παξαγόκελε νπηηθνπνίεζε από ηελ ηξηζδηάζηαηε πιαηθόξκα Softimage XSI.[34]

 Software / 3D Modeling/Animation/Rendering : Autodesk Softimage XSI  Compositing: Nuke  Shotmanagement/Online: Autodesk Smoke  Grading: DaVinci Resolve  Cut: Avid Media Composer  Client: AUDIAG

24

3.2 Βαςικϋσ ϋννοιεσ και λειτουργικϋσ παρϊμετροι Τριςδιϊςτατησ Μοντελοπούηςησ

 3D Μοντϋλα και η ϋννοια του αντικειμϋνου: Μοντζλα, αντικείμενα ι πολυγωνικά meshes ονομάηονται όλεσ εκείνεσ οι ανεξάρτθτεσ ι ςφνκετεσ πολυγωνικζσ υποςτάςεισ μζςα ςε ζνα 3D περιβάλλον. Τα 3D μοντζλα αναπαριςτοφν ζνα ςυγκεκριμζνο αντικείμενο με οριςμζνα χαρακτθριςτικά, το οποίο ορίηεται λόγο τθσ ξεχωριςτι του υπόςταςθσ. Θ υπόςταςθ αυτι ακόμθ και αν είναι κομμάτι ενόσ μεγαλφτερου μοντζλου ιεραρχικά, εξακολουκεί να ονομάηεται αυτόνομα μοντζλο, εφόςον διατθρεί τα χαρακτθριςτικά ενόσ μοντζλου. Θ λεπτομζρεια το μζγεκοσ και το πλικοσ των ςυςτατικϊν δεν αφοροφν τον οριςμό ενόσ μοντζλου αλλά θ δομι είναι ςυγκεκριμζνθ ςε κάκε εφαρμογι. Το μοντζλο ουςιαςτικά δθλϊνει αυκυπαρξία, και ςυγκεντρϊνει ςυγκρατεί, ζνα ςφνολο από ςυςτατικά, (πολφγωνα, ςθμεία, κ.λ.π) κάτω από ζνα τοπικό ςφςτθμα ςυντεταγμζνων που ορίηεται με βάςθ το κζντρο του ιδίου. Στισ τεχνολογίεσ γραφικισ απεικόνιςθσ θ διαδικαςία παραγωγισ και ςχεδίαςθσ τριςδιάςτατων μοντζλων γεωμετρίασ, με διαδοχικά βιματα, ςε τριςδιάςτατα λογιςμικά ςχεδιαςμοφ, ονομάςτθκε μοντελοποίθςθ ( Modeling ). Οςο αναφορά τα πολυγωνικά αντικείμενα όροσ μοντζλο ( “model” ) ςιγά ςιγά, αντικατζςτθςε τον όρο αντικείμενο ( “Object” ) ο οποίοσ παραπζμπει ςε κάτι πραγματικό. Το μοντζλο όντασ δομι, είναι κτιςτό” κομμάτι – κομμάτι. Ππωσ ςυμβαίνει και ςτον μοντελιςμό, ο όροσ μοντζλο αποτελεί τθν βάςθ για μια αναπαράςταςθ. Τα models είναι είδωλα, πραγματικϊν αντικειμζνων ι τθσ φανταςίασ. Ο όροσ mesh ζχει ακριβϊσ τθν ίδια ζννοια με το μοντζλο, μόνο που ορίηει αυςτθρά μόνο πολυγωνικζσ υποςτάςεισ. Το μοντζλο όπωσ και ο όροσ αντικείμενο ςτον πτρογραμματιςμό μπορεί να ορίηει διάφορα πράγματα, π.χ. ζνα ςθμείο ( “Null” ) ι ζνα φωσ ( “Light” ) είναι επίςθσ models και μάλιςτα primitive, αλλά δεν είναι polygonal models αρα μπορεί να αναφζρονται και ωσ αντικείμενα. Οι αυκφπαρκτεσ πολυγωνικζσ υποςτάςεισ που κα μοντελοποιθκοφν ςτο κεφάλαιο 4, κα ςυνδυαςτοφν όλεσ μαηί για να αποτελζςουν ζνα μοντζλο με ιεραρχικι δομι και κλθρονομικότθτα, τον αςφρματο αιςκθτιριο κόμβο.[15]

 Άξονεσ (Χ Υ Ζ): Τα τριςδιάςτατα ςε επίπεδο υλοποίθςθσ ςε λογιςμικι μορφι, ορίηονται με το καρτεςιανό ςφςτθμα ςυντεταγμζνων με τρεισ μεταβλθτζσ, δθλαδι είναι βαςιςμζνα ςε ςτουσ τρεισ βαςικοφσ άξονεσ, που ορίηουν τα ςθμεία ςτον τριςδιάςτατο χϊρο. Στο κφριο αυτό ςφςτθμα ςυντεταγμζνων, μποροφμε να αναφερκοφμε με τον όρο ςυντεταγμζνεσ κόςμου ( ‘world space coordinates’ ) . Με τον όρο «τριςδιάςτατοσ κόςμοσ» ( ‘3d world space’ ) ι ( ‘world space’ ) αναφερόμαςτε ςτον φανταςτικό αυτό κόςμο που κζςαμε με βάςθ τρεισ κφριουσ άξονεσ. Οι τρεισ άξονεσ ςυντεταγμζνων (με τισ τιμζσ τουσ) ορίηουν κάκε ςθμείο ςτον κόςμο, με βάςθ τρεισ τιμζσ:

◦ Θ τιμι του ςθμείου ςτον άξονα Χ. Το X ςυμβολίηει το πλάτοσ δθλαδι τον άξονα ΧΧ` , δζχεται τιμζσ κεωρθτικά από μείον Χ άπειρο ζωσ ςυν X άπειρο ), και ζχει κζντρο του τθν τιμι μθδζν.

◦ Θ τιμι του ςθμείου ςτον άξονα Υ. Το Y ςυμβολίηει το φψοσ δθλαδι τον άξονα ΤΤ`, δζχεται κεωρθτικά από μείον Υ άπειρο ζωσ ςυν Υ άπειρο ),και ζχει κζντρο του τθν τιμι μθδζν.

◦ Θ τιμι του ςθμείου ςτον άξονα Η.To Z ςυμβολίηει το βάκοσ δθλαδι τον άξονα ΗΗ`, δζχεται κεωρθτικά από μείον Η άπειρο ζωσ ςυν Η άπειρο )και ζχει κζντρο του τθν τιμι μθδζν. *Σoβάκοσ ςτον οριςμό του Η ζχει τθν ζννοια του βάκουσ του ορίηοντα, του τοπίου.

Οι τρεισ τιμζσ αυτζσ όπωσ και οι άξονεσ ςυγκλίνουν ςτο χϊρο ςε ζνα μοναδικό ςθμείο A ( x , y , z ) με τιμι A = ( 0 , 0 , 0 ) που βρίςκεται ςτο απόλυτο κζντρο του κόςμου και ονομάηεται εναλλακτικά αρχι των αξόνων με τθν ίδια ζννοια που ζχει και ςτα μακθματικά. Το ςθμείο Β με τιμι Β = ( 0 , 1 , 0 ) βρίςκεται μια μονάδα μζτρθςθσ πάνω από το ςθμείο Α κατακόρυφα ςτον άξονα Y. Οι ζννοιεσ Χ Υ Η χρθςιμοποιοφνται κατά κόρων ακόμθ και ςτισ τοπικζσ ςυντεταγμζνεσ. Επίςθσ ζχει επικρατιςει τα Χ Υ Η να

25

εμφανίηονται με αντίςτοιχουσ R-G-B (red – green - blue) χρωματιςμοφσ δθλαδι Χ = κόκκινο Υ = πράςινο Η = μπλε, αυτό ζχει επικρατιςει ςε πολλά προγράμματα, δεν είναι όμωσ και κζςφατο.[16]

 Primitives (Βαςικϊ τριςδιϊςτατα ςχόματα) : Τα βαςικά τριςδιάςτατα ςχιματα υπάρχουν ςε όλα τα λογιςμικά 3D, ςυνιςτοφν πολφ βαςικά γεωμετρικά ςχιματα πάνω ςτα οποία ο χριςτθσ κα βαςιςτεί για να κτίςει επιπλζον. Τα ςχιματα αυτά παράγονται από το λογιςμικό ϊςτε να γλιτϊνουν πολφτιμο χρόνο από τον χριςτθ . Είναι εξάλλου χρονοβόρο και δφςκολο να φτιάξει ο απλόσ χριςτθσ μακθματικά τζλεια ςχιματα από μθδενικισ βάςθσ. Τα βαςικά αυτά ςχιματα παράγονται από το λογιςμικό, και υπακοφν ςε μακθματικοφσ κανόνεσ. Ραρακάτω κα δοφμε μερικά παραδείγματα για να καταλάβουμε πϊσ μποροφμε να τα χρθςιμοποιιςουμε ωσ βάςθ θλεκτρικϊν μθχανικϊν μοντζλων ι άλλων μοντζλων γενικότερα[17]:

o Με ζνα κφλινδρο ςαν βαςικό ςχιμα κα μποροφςαμε να αρχίςουμε να χτίηουμε ζναν άξονα, ζνα καλϊδιο, ζνα πλαίςιο κινθτιρα, ζναν πυκνωτι, μια αντίςταςθ, ακόμθ και μια βίδα ι μια αςφάλεια ι ζναν λαμπτιρα φκοριςμοφ ι ζνα ςκζτο led. Ο κφλινδροσ γενικότερα είναι από τα πιο πολυχρθςτικά βαςικά ςχιματα ςτα θλεκτρονικά.

o Με ζνα κφβο κα μποροφςαμε να αρχίςουμε να κτίηουμε οποιοδιποτε παραλλθλεπίπεδο μοντζλο π.χ. πλακζτεσ, οκόνεσ, αντιςτάςεισ, πλαίςια ενςωματωμζνων ςυςτθμάτων, πλαίςια ςυςκευϊν, αλλά και αντικείμενα του περιβάλλοντοσ π.χ. τοίχουσ, βάςεισ για τισ ςυςκευζσ , ςϊματα ολοκλθρωμζνων και λοιπϊν παραλλθλεπίπεδων θμιαγωγικϊν ςτοιχείων.

o Με το επίπεδο μποροφμε να φτιάξουμε επίπεδα πολυγωνικά ςχιματα τα οποία ζχουν κεωρθτικά μθδενικό πάχοσ. Τα επίπεδα είναι κατάλλθλα βαςικά ςχιματα για να οπτικοποιιςουμε επιφάνειεσ. Ρολφ ςυνθκιςμζνθ είναι θ χριςθ τουσ για να δθμιουργθκεί θ κφρια επιφάνεια, π.χ. για να οπτικοποιθκεί το ζδαφοσ. Σε πιο μικρι κλίμακα μποροφν να γίνουν πρϊτθ φλθ άμεςα για ταμπζλεσ χαρακτθριςτικϊν, κάρτεσ, χαρτί, φφαςμα, κάδρα κλπ. Με περαιτζρω επεξεργαςία μποροφν να καταλιξουν ςε οποιοδιποτε ςχιμα ακόμθ και ςε κλειςτά μοντζλα π.χ. πλακζτα, όπωσ κα δοφμε παρακάτω.

o Ο κϊνοσ ςυνικωσ είναι ζνα βοθκθτικό ςχιμα ομοιάηει πολφ με τον κφλινδρο. Μόνο που καταλιγει ςε ζνα ςθμείο ςτο τζλοσ τθσ επάνω του άκρθσ . Το χρθςιμοποιοφμε για να μοντελοποιιςουμε κωνικοφ τφπου τελειϊματα ςε κυλινδρικά ςχιματα παράδειγμα καρφί, μφτθ από μολφβι ι αυτοφςια κωνικά ςχιματα κϊνοσ χωροκζτθςθσ κυκλοφορίασ, θ οροφι ςιλό ενόσ εργοςταςίου, χωνί κλπ.

o Ο δακτφλιοσ είναι παράγωγο δυο τζλειων κφκλων ζχει το ςχιμα που ζχει ζνα donut ι μια φουςκωμζνθ ςαμπρζλα. Ζνα δακτυλίδι είναι ζνα βαςικό ςχιμα “torus” με επίπεδθ τθν μζςα του πλευρά. Μποροφμε να το χρθςιμοποιιςουμε για να μοντελοποιιςουμε μεταλλικά μθχανικά μζρθ αλυςίδεσ, δακτυλίουσ κάτω από βίδεσ, ρόδεσ, φλάντηεσ, βάςεισ πθνίων, που ζχουν τθν μορφι δακτυλίου κτλ.

o Θ ςφαίρα δθμιουργεί ζνα ςφαιρικό ςχθματιςμό κλειςτό και μπορεί να γίνει θ βάςθ για οποιοδιποτε ςφαιρικό αντικείμενο π.χ. ρουλεμάν. Με περαιτζρω επεξεργαςία ςε μια ςφαίρα μποροφμε να παράγουμε το γυάλινο μζροσ ενόσ λαμπτιρα βολφραμίου. Ι να καταλιξουμε ςε θμιςφαιρικά ςχιματα π.χ. πλαίςιο spot φωτιςτικοφ.

26

«Πλα τα πρωταρχικά βαςικά ςχιματα ( Primitives ) μποροφν να μετατραποφν ςε οποιοδιποτε ςχιμα. Γενικότερα επιςτρατεφουμε primitives ςχθματίςουμε ι να οδθγιςουμε τζλεια μακθματικά γεωμετρίεσ, ι για να αρχίςουμε κάτι νζο, όχι από το μθδζν αλλά ςτθριηόμενοι ςε μια χριςιμθ βάςθ. Τελευταία περίπτωςθ είναι το βαςικό ςχιμα να είναι είδθ αυτό που ηθτάμε.»

 Οπτικϋσ : Θ κάμερα ςε ζνα τριςδιάςτατο πρόγραμμα αναπαριςτά το είδωλο του ματιοφ μασ ι μιασ κάμερασ, το οποίο παίρνει υπόςταςθ ςτον τριςδιάςτατο κόςμο , Θ κάμερα είναι πολφ βαςικό ςτοιχείο, όλα γίνονται ςε ςχζςθ με αυτιν. Είναι ο τελικόσ ςυλλζκτθσ των πλθροφοριϊν ϊςτε να μπορεί να ςχεδιαςτεί μια τριςδιάςτατθ εικόνα. Θ κάμερα χρθςτικά δεν είναι πάρα άλλο ζνα βοθκθτικό μοντζλο μζςα ςε ζνα τριςδιάςτατο περιβάλλον άρα μποροφμε να τθν μετακινιςουμε ςτον χϊρο ςτα Χ Υ Η όπωσ κα ζκανε ζνασ πραγματικόσ ςκθνοκζτθσ μζςα ςτον χϊρο. Θ μετακίνθςθ αυτι τθσ ίδιασ τθσ κάμερασ αλλά και ενόσ δεφτερου ςθμείου προσ το οποίο θ κάμερα ορίηετε να “κοιτάει”, ςυμβάλει ϊςτε τα δφο αυτά ςθμεία να καλφπτουν τθν μετακίνθςθσ τθσ ςτον χϊρο. Κάποιεσ οπτικζσ είναι πολφ χριςιμεσ για τθν μοντελοποίθςθ , είναι γνωςτζσ και από μια άλλθ πολφ πιο παλιά επιςτιμθ τθν επιςτιμθ του πολιτικοφ μθχανικοφ: o Κάτοψθ (top view) o Εμπρόςκια όψθ (front view) o Ρλάγια όψθ δεξιά ι αριςτερά (Sideview,Right -Left) o Ρίςω όψθ ( Back view) Οι οπτικζσ αυτζσ εμφανίηουν τθν ςκθνι μασ χωρίσ καμιά προοπτικι ι αίςκθςθ του βάκουσ τα πάντα μποροφν να μετρθκοφν διςδιάςτατα. Οι οπτικζσ αυτζσ εξυπθρετοφν πρωτίςτωσ τθν ςχεδίαςθ. Τι είναι όμωσ θ προοπτικι ςτθν πράξθ ςτα 3D;

o Perspective View Θ πιο ςυνθκιςμζνθ οπτικι είναι θ προοπτικι. Δθλαδι μια είδωλο κάμερασ που κοιτάει προσ οποιαδιποτε κατεφκυνςθ ςαν πραγματικι κάμερα και ςυλλαμβάνει ακτίνεσ με ςυγκεκριμζνο εφροσ φακοφ και χαρακτθριςτικϊν. Στθν προοπτικι υπάρχει ζντονθ θ αίςκθςθ του βάκουσ ςαν τθν πραγματικότθτα. Είναι όμωσ θ προοπτικι και οι κλαςικζσ οπτικζσ κάτι όμωσ τζλειοσ διαφορετικό? Πχι. Εάν το angle of view γίνει πολφ μικρό δθλαδι ςαν να κάνουμε τεράςτιο zoom βριςκόμενοι ςτο άπειρο ςε μια και όλα αυτά με μια κάμερα προοπτικισ πετυχαίνουμε τθν λεγόμενθ ορκογραφικι οπτικι. Θ οποία εμφανίηει ιςομετρικά αποτελζςματα. Μια κάμερα τζτοια που μπορεί να κοιτάξει και προσ άλλα ςθμεία υπάρχει ζτοιμθ ςε πολλά προγράμματα και λζγεται : o Ιςομετρικι προβολι (user view) - Isometric view ι Orthographic view. Οι βαςικζσ οπτικζσ είναι ορκογραφικζσ ι ιςομετρικζσ, μοιάηουν με τομζσ όμωσ δεν είναι. Σε μια ιςομετρικι προβολι οι άξονεσ x-y-z μεγζκουσ 1 κα ζχουν πάντα μζγεκοσ 1 ςτθν οκόνθ ςε μια πικανι περιςτροφι ςε αντίκεςθ με τθν προοπτικι όπου οι άξονεσ αλλάηουν μεγζκθ ςτθν οκόνθ για να δθμιουργθκεί θ αίςκθςθ του βάκουσ ανάλογα με τθν κίνθςθ τθσ κάμερασ. Ραράδειγμα ιςομετρικισ κάμερασ ςτον πραγματικό κόςμο: Αν μποροφςαμε να φωτογραφιςουμε ζνα αεροπλάνο από το φεγγάρι με ζνα τθλεςκόπιο και τφχαινε ακριβϊσ από δίπλα να ςυλλάβουμε ζνα πανομοιότυπο αεροπλάνο ςτθν ίδια περιοριςμζνθ ςκθνι, κα παρατθροφςαμε ότι ζχουν το ίδιο μζγεκοσ ςτθν φωτογραφία. Με αυτό ο άνκρωποσ ςυμπεραίνει ότι πετάνε ςτο ίδιο φψοσ, πράγμα υπερβολικά επικίνδυνο! Αργότερα μακαίνουμε από τθν Γθ με ζκπλθξθ ότι το αεροπλάνο Β περνοφςε 5 ι 10 χιλιόμετρα πιο κάτω! Και όμωσ λόγω τθσ απόςταςθσ και του zoom τα αεροπλάνα φαίνονται να ζχουν το ίδιο μζγεκοσ ςτθ φωτογραφία, παρόλο που απζχουν 5 χιλιόμετρα ςε φψοσ μοιάηουν ότι κα ςυγκρουςτοφν. Λόγο τθσ κακαρότθτασ του ουρανοφ δεν ζχουμε καμία δυνατότθτα να αντιλθφκοφμε τθν διαφορά ςτο φψοσ. Αυτό το εξθγθμζνο πλζον "παράδοξο" ονομάηετε ιςομετρικό εφζ και χρθςιμοποιείται για ςχεδιαςτικοφσ ςκοποφσ.[18]

27

 Πολυγωνικϊ αντικεύμενα - Σημεύα – Ακμϋσ - Πολύγωνα :

Σα πάντα ςε ζνα τριςδιάςτατο πρόγραμμα ορίηονται από ςθμεία (XYZ ) μζςα ςτο “world space”. Τα ςθμεία αυτά τα ςυναντοφμε με ονόματα όπωσ “Vertices” ι “Points”.Τα ςθμεία ςυγκροτοφν ανϊτερεσ ιεραρχίεσ όπωσ π.χ. μια ακμι. Θ ευκεία γραμμι που ενϊνει δυο ςθμεία ονομάηετε και “ακμι” ι “Edge”. Κάκε τρίγωνο ορίηετε από 3 ςθμεία τα οποία ζχουν τα δικά τουσ Χ-Υ-Η. Τα τρίγωνα είναι με τθ ςειρά τουσ ανϊτερα ςε ιεραρχία από τισ ακμζσ. Ακόμθ και αν εμείσ ςχεδιάηουμε με τετράγωνα ι πολφγωνα το πρόγραμμα ( από κάτω ) ςπάει τθν γεωμετρία πάντα ςε τρίγωνα. Για να καταλάβουμε τι είναι ακμι (edge) κα πρζπει να φανταςτοφμε ζνα τυπικό εργοςταςιακό ςιλό, οι μεταλλικοί ευκφγραμμοι δοκοί του ςκελετοφ, κα μποροφςαν να είναι ακμζσ ςε ζνα πολυγωνικό αντικείμενο ( “3D model” ). Σθμείο κα μποροφςε να είναι ζνα οποιοδιποτε ςθμείο ςτθν αρχι θ ςτο τζλοσ μιασ δοκοφ. Τρίγωνα ι δφο τρίγωνα ( “quads” )ι γενικότερα πολφγωνα κα μποροφςαν να είναι οι λαμαρίνεσ που γεμίηουν όλο αυτό το πλζγμα με υπόςταςθ, ι διαφορά ςτα 3D είναι ότι ςτο render ο ςκελετόσ χάνετε και μζνουν μόνο τα γεμίςματα ( “πολφγωνα” ). Πλα αυτά τα κατϊτερα ιεραρχικά ςτοιχεία ςυνιςτοφν όταν ςυνδυάηονται ζνα Polygonal Mesh με ζνα πολφ ςυγκεκριμζνο κζντρο.[19]

 Καμπύλεσ ςτο χώρο: Οι καμπφλεσ είναι μια ξεχωριςτι περίπτωςθ , ςε αυτζσ υπάρχουν βαςικά γεωμετρικά ςχιματα που κα μποροφςαν να χαρακτθριςτοφν και αυτά ωσ Primitives όπωσ κφκλοσ ςπείρα κτλ .Οι καμπφλεσ δθμιουργοφνται με βάςθ κάποια ςθμεία (με δικά τουσ xyz ςτο χϊρο), μικρόσ αρικμόσ από ςθμεία μπορεί να ζχουν αποτζλεςμα μια τζλεια καμπφλθ (δεν ςπάει δθλαδι ςε πολφγωνα). Υπάρχουν και καμπφλεσ που υπακοφν ςε ςυναρτιςεισ (πχ θμίτονο). Οι καμπφλεσ δεν μποροφν να αποτυπωκοφν ςε ζνα τελικό render με τθν αρχικι τουσ μορφι, εμφανίηονται δθλαδι βοθκθτικά ςτο πρόγραμμα, δεν ζχουν όγκο είναι απλζσ διςδιάςτατεσ γραμμζσ που ςυνδζουν ςθμεία. Με δυο φαινομενικά διςδιάςτατεσ καμπφλεσ (curves) ζναν κφκλο και μια ςπείρα μποροφμε να δϊςουμε όγκο ςε ζνα πολυγωνικό ελατιριο με τθν βοικεια κάποιων εργαλείων. Ι να προβάλουμε μια καμπφλθ π.χ. μια ζλλειψθ πάνω ςε ζνα οποιοδιποτε αντικείμενο για να δθμιουργθκεί μια οπι. Θ καμπφλεσ είναι βοθκθτικζσ και απαιτείτε πολφ καλι γνϊςθ τον τριςδιάςτατων τεχνολογιϊν για να κατανοθκοφν ςτισ πλιρεισ δυνατότθτεσ τουσ. Το ηθτοφμενο και δω είναι να παράγουμε με τθν βοικεια τουσ τζλεια μακθματικά ςχιματα ι βζλτιςτα αποτελζςματα. Για τισ καμπφλεσ ςτον χϊρο υπάρχουν διάφορεσ τεχνικζσ που μασ δίνουν πλιρθ ζλεγχο ανάλογα με τισ ανάγκεσ μασ.[20]

 3D Φώτα : Τα φϊτα ςτα τριςδιάςτατα προγράμματα είναι επίςθσ αντικείμενα τα οποία μποροφν να μετακινθκοφν ςτον χϊρο και υπακοφν ςε ιεραρχίεσ όπωσ οποιοδιποτε άλλο αντικείμενο . Τα βαςικά είδθ φωτόσ που ςυναντϊνται ςτα τριςδιάςτατα είναι [21]:

 Φωσ ςθμείου: Το φωσ ςθμείου είναι ζνα ςθμείο ςτο χϊρο όπου ορίηουμε να βγαίνει φωσ όλεσ οι ςκιζσ κτλ. κα πθγάηουν από κείνο το ςθμείο. Το φωσ του κα εκχζεται προσ όλεσ τισ κατευκφνςεισ ταυτόχρονα .Συναντάτε με όνομα Point light ι Omni light . Ζνα point light κα μποροφςαμε να το ςυςχετίςουμε περίπου με το φωσ που βγάηει ζνασ λαμπτιρα βολφραμίου.

 Φωσ ςποτ: Το φωσ ςποτ είναι ςτθν ουςία ζνα φωσ ςθμείου μόνο που είναι περιοριςμζνο να εκπζμπει μόνο ςε ζναν μικρό κφκλο από κάποιο πλαίςιο ,όπωσ ζνα λαμπατζρ. Συναντάτε ςυνικωσ με το όνομα Spot Light. Το φωσ ςποτ είναι ςτθν ουςία ζνα φωσ ςθμείου το οποίο είναι περιοριςμζνο από τθν καταςκευι να φζγγει μόνο μπροςτά (με εμπόδια που δθμιουργοφν ςκιζσ) .Στα 3d για να μθν χρειάηεται να δθμιουργιςουμε εμείσ αντικείμενα που κα παράγουν ςκιζσ, υπάρχουν ζτοιμα τα spot lights. Τα ςποτ χρθςιμοποιοφνται κυρίωσ για φακοφσ και προβολείσ.

28

 Φωσ θλίου: Το φωσ ιλιου ι αλλιϊσ φωσ κατεφκυνςθσ είναι ςτθν ουςία ζνα Point light το οποίο ζχει τοποκετθκεί ςτο “άπειρο” , ζτςι διμιουργζι παράλλθλεσ ςκιζσ. Θ χριςθ του είναι προφανισ προςπακεί δθλαδι να προςομοιάςει τον ιλιο.

 Φωσ περιοχισ: Το φωσ περιοχισ εκπζμπει από ζνα γεωμετρικό ςχιμα το οποίο ζχει τριςδιάςτατο όγκο, θ ςκιζσ που παράγει είναι οι λεγόμενεσ smooth shadows εξομαλυμζνεσ δθλαδι ςκιζσ. Τα φϊτα αυτά δθμιουργικθκαν για να αναπαραςτιςουν ακριβϊσ αυτζσ τισ ςκιζσ. Δείτε για παράδειγμα τισ ςκιζσ του θλίου χωρίσ ςφνεφα τι γίνετε όταν μπαίνει ζνα πολφ μικρό ςφννεφο μπροςτά απο τον ιλιο . Ζνα πάρα πολφ μικρό φωσ περιοχισ είναι το ίδιο με ζνα φωσ Σθμείου.

 Φωσ περιβάλλοντοσ: Το enviroment lighting είναι μια τεχνικι φωτιςμοφ, θ οποία πθγάηει από μια ςφαίρα με άπειρθ ακτίνα, θ οποία ζχει επάνω τθσ ηωγραφιςμζνο ζνα οποιοδιποτε περιβάλλον. Το φωσ αυτό είναι ζνασ χάρτθσ πλθροφορίασ κάκε pixel του κα μποροφςε να πει κανείσ ότι είναι ζνα φωσ. Σε ςυνδυαςμό με μια HDR εικόνα και ζνα επιπρόςκετο φωσ θλίου για τισ ςκιζσ μποροφν να επιτευχκοφν φωτορεαλιςτικοί φωτιςμοί, που κα εξωτερικοφσ ι εςωτερικοφσ χϊρουσ. Στισ εικόνεσ αυτζσ απεικονίηετε περιβάλλον με πανοραμικι λιψθ (Το HDR προςκζτει ςε φωτορεαλιςμό κακϊσ μεγαλϊνει το εφροσ τιμϊν).

 Φυςικόσ φωτιςμόσ: Ρολλά προγράμματα και standalone φωτοαποδϊτεσ ζχουν ολόκλθρεσ μθχανζσ ζτοιμεσ για να απεικονίςουν ςυνθκιςμζνουσ φωτιςμοφσ από τθν πραγματικότθτα. Από βάςθ τουσ δθλαδι είναι κτιςμζνα ϊςτε να προςομοιάηουν αλθκινοφσ φωτιςμοφσ, το κακζνα με τον δικό του τρόπο. Πλα ςυγκλίνουν με τον καιρό ςτουσ φυςικοφσ νόμουσ και τισ αλθκινζσ μετριςεισ. Τα προγράμματα που ζχουν μθχανι απόδοςθσ psysically based δεν χρειάηονται τόςο μεγάλθ γνϊςθ, ςτο φωτιςμό κακϊσ υπάρχουν και πολλζσ ζτοιμεσ επιλογζσ. Ο φυςικόσ φωτιςμόσ είναι ευρζωσ διαδεδομζνοσ για εξωτερικοφσ χϊρουσ κτιρια κ.τ.λ. και ζχει ωσ ςκοπό να προςομοιάςει κυρίωσ το πλοφςιο φωσ τθσ μζρασ.

 Materials(Υλικϊ phong-lambert κτλ) Βαςικζσ κατθγορίεσ διαφορετικϊν υλικϊν με κοινά χαρακτθριςτικά (ενεργά ι μθ) τα οποία κακορίηουν τον τρόπο με τον οποίο κα αλλθλεπιδράςει το φωσ κατά τθν ςφγκρουςθ του με αντικείμενα. Τα υλικά ι materials είναι θ βάςθ των shaders και είναι οι απαραίτθτεσ εκείνεσ μονάδεσ εκείνεσ που επικοινωνοφν και περιγράφουν το υλικό ςτον φωτοαποδϊτθ. [22]

Εικόνα 3.2.1 Βαςικοί φωτοςκιαςτζσ ( shaders ) εφαρμοςμζνοι ςε ςφαίρεσ, ςκθνι με 2 φϊτα.

o Flat: Φωτοςκιαςμόσ ανα πολφγωνο( “per polygon” ). o Gouraud: φωτοςκιαςμόσ ανα ςθμείο( “per vertex” ). o Phong ομοιάηει με τον Blin: προςομοιάηουν γυαλιςτερά υλικά. o Anisotropic: Ρροςομοιάηει το specular όπωσ εμφανίηετε επάνω ςε ραβδωτζσ επιφάνειεσ π.χ. : Μαλλιά, κάτω επιφάνεια μαγειρικοφ ςκεφουσ ( κατςαρόλα ), βινφλιο. o Lambert: χωρίσ γυαλάδα (χϊμα χαρτί) περιγράφετε και ωσ ματ. o Constant: Μια τιμι φωτιςμοφ για όλον τον shader. Το Toon shading είναι κάτι ανάλογο. Ρ.χ. ορίηεται μια ςυγκεκριμζνθ τιμι για το specular και μια για τα περιγράμματα ςαφϊσ πιο περίπλοκθ διαδικαςία. *Πλα τα παραπάνω επθρεάηουν φωτιςμό και specular(γυαλάδα).

29

Σε κάποια Physically based προγράμματα δεν χρειάηεται θ γνϊςθ τον παραπάνω όρων. Ραρόλα αυτά και εκείνα χρθςιμοποιοφν διαφορετικζσ όλεσ τισ παραμζτρουσ αλλά ςε ενοποιθμζνουσ shaders οι οποίοι μποροφν να περιγράψουν όλα τα υλικά. Πμωσ οι ενοποιθμζνοι shaders δεν ζχουν κακιερωκεί γιατί είναι πολφ πιο ογκϊδεισ γι’ αυτό πρζπει να δοφμε λίγο και τισ παλιότερεσ τεχνικζσ οι οποίεσ ζχουν ακόμθ λόγω φπαρξθσ. Ζτςι παράδειγμα το Lambert κα μποροφςε να χρθςιμοποιθκεί για βαςικό υλικό ενόσ χαρτονιοφ θ για ςτεγνό τςιμζντο γενικότερα υλικά τα οποία δεν ανακλοφν πίςω γυαλάδα. Το phong από τθν άλλθ είναι το εντελϊσ αντίκετο, είναι το βαςικό υλικό το οποίο ζχει όλεσ εκείνεσ τισ παραμζτρουσ για να μπορζςει να προςομοιάςει γυαλιςτερά υλικά παράδειγμα: λείο πλαςτικό, ςιδερζνια μζρθ άξονεσ ενόσ κινθτιρα , χάλκινα μζρθ καλωδίων , το εξωτερικό τον καλωδίων, γυαλί. Συνθκιςμζνα υποχαρακτθριςτικά των materials τα οποία μποροφμε να χρθςιμοποιιςουμε για να επιτφχουμε διαφορετικά υλικά είναι τα:

o Diffuse(χρϊμα) o Specular(γυαλάδα) o Transparency(Διαφάνεια) o Reflection(Αντανάκλαςθ) o Bump(Ανωμαλία-τραχφτθτα επιφάνειασ) o Incandescence (Αυτοφωτιςμόσ-κερμότθτα κτλ) *Όλα αυτά ζχουν επίςθσ τα δικά τουσ υποχαρακτθριςτικά και παραμζτρουσ.

 Textures (υφϋσ - shaders -): Οι υφζσ είναι επιπλζον πθγι πλθροφορίασ και τροφοδοτοφν ςυνικωσ χαρακτθριςτικά των materials, επιπροςκζτωσ με πλθροφορία. Είναι ςτθν ουςία επιπλζον χαρακτθριςτικά υλικοφ τα οποία ςε ςυνδυαςμό με τθν βελτιςτοποίθςθ άλλων χαρακτθριςτικϊν των υλικϊν ςτα μεγζκθ τον χαρακτθριςτικϊν τουσ, αποδίδει το τελικό αποτζλεςμα. Το texture πρωταρχικό ρόλο είχε να κάνει μια πιο λεπτομερι περιγραφι αντικακιςτά μια μοναδικι τιμι ι οποία δεν ιταν αρκετι. Θ εικόνα λειτουργεί ωσ πθγι πλθροφορίασ. Θ χριςθ εικόνων ςτθν αρχι είχε να κάνει μόνο με το χρϊμα. Μετζπειτα επεκτάκθκε και ςτα υπόλοιπα χαρακτθριςτικά των υλικϊν και κακιερϊκθκε. Ζτςι για παράδειγμα μπορεί να ζχουμε ορίςει ότι το υλικό που ονομάςαμε μόνοι μασ “Ξφλο_παρκζ” να γυαλίηει και να ζχει αντανάκλαςθ με ζνα phong shader και ςτο diffuse να ζχουμε βάλει ζνα καφζ-πορτοκαλί χρϊμα αλλά το χαρακτθριςτικό χρϊμα του ξφλου παρκζ το οποίο προζρχεται από αλθκινι φωτογραφία τελικά κα το δϊςει μια υφι τθν οποία κα τθν ςυνδζςουμε ςτθν είςοδο τθσ πφλθσ diffuse (χρϊμα). Ζτςι αντικακιςτοφμε μια μόνο τιμι με ζνα ολόκλθρο χάρτθ πλθροφορίασ. Γι’ αυτό και τα textures καλοφνται και αλλιϊσ texture maps[23].

Ρολφ ςυχνά ςυναντάμε τουσ παρακάτω όρουσ να εκφζρονται από developers ι προγραμματιςτζσ ι από 3d artists: o Diffusemaps ι colormaps: αναφζρονται ςε εικόνεσ με χρϊμα. o Bumpmaps ι heightmaps ι elevationmaps ι normalmaps : αναφζρονται ςε χάρτεσ πλθροφορίασ (υφζσ) που περιγράφουν μικρο-διακυμάνςεισ ι εκτεταμζνεσ διακφμανςθσ φψουσ ςε μια επιφάνεια . o Specularmaps: αναφζρονται ςε χάρτεσ πλθροφορίασ (υφζσ) που περιγράφουν ποςότθτα γυαλάδασ με ζνα χάρτθ πλθροφορίασ. o Reflectionmaps: αναφζρονται ςε χάρτεσ πλθροφορίασ (υφζσ) που περιγράφουν το χρϊμα και τθν δφναμθ τθσ αντανακλάςεισ. o Enviromentmaps: αναφζρονται ςε χάρτεσ πλθροφορίασ (υφζσ) που περιγράφουν το περιβάλλον χρωματικά ι ωσ πθγι αντανάκλαςθσ ι ωσ πθγζσ φωτόσ ι όλα αυτά μαηί. Ονομάηονται κακ αυτόν τον τρόπο γιατί είναι επιπλζον πλθροφορία που περιγράφει το χρϊμα κάκε ςθμείου του ουρανοφ και το πόςο φωσ βγαίνει από εκεί. o Λοιποί χάρτεσ πλθροφορίασ εικόνασ:Οι όροι είναι πάρα πολλοί και δεν κα αναφερκοφμε ςε όλουσ κακϊσ ποικίλουν, αναλόγωσ το είδοσ του λογιςμικοφ, από το τι υποςτθρίηει ςε πια γενιά ανικει κτλ. Ενδεικτικά να αναφζρω κάποια πολυχρθςιμοποιθμζνα ςτα 3d: Dirt maps, shadow maps, Incandescence maps, Refraction maps, Material maps, glossyness maps, paralax maps, tension maps,photonmaps, mipmapsκ.λ.π. Από τθν ςτιγμι που

30

χρθςιμοποιικθκαν τα textures ζγινε αντιλθπτό πόςο εφκολοσ τρόποσ ιταν να αποκθκευτεί πλθροφορία. Με δεδομζνθ τθ δυνατότθτα επεξεργαςίασ τθσ εικόνασ με εφκολο τρόπο από τρίτα λογιςμικά, και δεδομζνθ τθν εφκολθ διαχείριςθ τουσ από τισ κάρτεσ γραφικϊν, λογικό ιταν να κυριαρχιςουν και να εδραιωκοφν.

 Simulation - Forces – Dynamics: Οι εξομοιϊςεισ είναι οι μακθματικζσ εκείνεσ επεξεργαςίεσ που υπακοφν ςε φυςικοφσ νόμουσ για να κινιςουν επθρεάςουν μορφοποιιςουν αντικείμενα, ςφμφωνα με χαρακτθριςτικά δεδομζνα των ιδίων με το περιβάλλον και τισ δυνάμεισ που επιδροφν πάνω τουσ και τισ αλλθλεπιδράςεισ τουσ με άλλα αντικείμενα. Σε ζνα πολφ εξειδικευμζνο παράδειγμα βιομθχανικισ παραγωγισ: ςτα τριςδιάςτατα βιομθχανικά πακζτα υπάρχει υπό-πρόγραμμα εξομοίωςθσ τιξθσ πλαςτικοφ για να βλζπει ο καταςκευαςτισ αν το καλοφπι κα δουλζψει πριν το φτιάξει. Σε άλλο πρόγραμμα γίνεται προςομοίωςθ ςε μθχανικζσ πιζςεισ ςτα υλικά, ςε ανυψωτικά μθχανιματα κτλ. Σαφζςτατα υπάρχουν και πολφ πιο απλζσ εξομοιϊςεισ π.χ. το ςπάςιμο ενόσ γυαλιοφ θ αναπιδθςθ μιασ ςφαίρασ ι θ κίνθςθ ενόσ εκκρεμοφσ οι οποίεσ μποροφν να γίνουν ςε προγράμματα γενικοφ τφπου ι αν είναι πολφ απλζσ ακόμθ και ςτον browser ςαν μεμονωμζνεσ τριςδιάςτατεσ εφαρμογζσ. Μερικζσ κάρτεσ γραφικϊν πλζον διακζτουν εξειδικευμζνα chips μόνο για dynamics.[24]

 Animation (timeline): Το animation είναι θ προβολι τθσ κζςθσ ενόσ μοντζλου με βάςθ μια χρονικι ςτιγμι. Με τον ίδιο ακριβϊσ τρόπο φτιάχτθκαν και τα καρτοφν . Τα keyframes δθλαδι τα καρζ κλειδιά είναι αποκθκευμζνθ πλθροφορία για ςυγκεκριμζνεσ κζςεισ ςε ςυγκεκριμζνουσ χρόνουσ οι κζςεισ αυτζσ δεν επεξεργάηονται από το πρόγραμμα είναι κλειδωμζνεσ. Θ επεξεργαςία κα γίνει ςτα ενδιάμεςα ςτάδια όπου δεν υπάρχει πλθροφορία. Οι εναλλαγζσ ςτισ τιμζσ ςυνδζονται καμπυλωτά ι γραμμικά ςε μια γραφικι παράςταςθ και αποτελοφν μια ςυνάρτθςθ. Ζτςι για να κινιςουμε ζνα κινθτιρα πρζπει να ορίςουμε ότι ςτο καρζ 0 κα είναι ςτισ 0 μοίρεσ, ςτο καρζ 1000 κα είναι ςτισ 400.000 μοίρεσ, αν κζλουμε να γυρίηει με 400 μοίρεσ το καρζ δθλαδι 33,3 ςτροφζσ το δευτερόλεπτο, δθλαδι 2000rpm, (αν ζχουμε 30 καρζ το δευτερόλεπτο). Αυτόσ είναι ο τρόποσ για να φτιάξουμε κίνθςθ από μθδενικισ βάςθσ όλα τα ενδιάμεςα καρζ υπολογίηονται από το πρόγραμμα οι καμπφλεσ κινιςεισ ονομάηονται και animation curves. Υπάρχουν βεβαίωσ και animations που γίνονται ςε πραγματικό χρόνο , με ειςόδουσ (keyframes) που προζρχονται από ςυςτιματα ελζγχου ςε γραμμζσ παραγωγισ. Άλλοσ τφποσ animation είναι αυτόσ που ειςάγετε με πραγματικζσ μετριςεισ από πολλαπλζσ κάμερεσ ςε κάποιο πρόγραμμα ϊςτε να αναπαραχκεί ρεαλιςτικά π.χ. το τρζξιμο ι μια πτϊςθ. Τζλοσ να αναφζρουμε ότι τα dynamics δθμιουργοφν animation το οποίο δεν καταγράφετε πάντα.[25]

 Render (τελικό οπτικοπούηςη-φωτοαπόδωςη): Οπτικοποίθςθ ι εναλλακτικά φϊτο-απόδοςθ ι απεικόνιςθ ι φϊτο-ςκίαςθ ι με το γενικό αγγλικό του όρο Render, ονομάηεται θ διαδικαςία παραγωγισ μιασ νζασ εικόνασ με βάςθ κάποια τριςδιάςτατα δεδομζνα τα οποία ενυπάρχουν ςε ζνα λογιςμικό. Το λογιςμικό φωτοαπόδωςθσ είναι αυτό που κα τα μεταφράςει ςε εικόνα.Tα προγράμματα που κάνουν τθν “μετάφραςθ” καλοφνται “renderers” και παίρνουν πλθροφορία από τουσ shaders από τα φϊτα και από τα μοντζλα Rendering Συνάρτθςθ (function): Θ παρακάτω εξίςωςθ είναι το κλειδί του ακαδθμαϊκοφ κεωρθτικοφ concept τθσ φωτοαπόδωςθσ (rendering). Χρθςιμοποιείται ωσ θ πιο επίςθμθ και ιδανικι ςυνάρτθςθ των μθ αντιλθπτϊν απόψεων περί του rendering. Πλοι οι περιςςότερο περίπλοκοι αλγόρικμοι επί του κζματοσ μποροφν να χαρακτθριςτοφν ςαν λφςεισ ςε ςυγκεκριμζνεσ διατυπϊςεισ τθσ βαςικισ αυτισ ιςότθτασ:

31

Σθμαςία: Σε μια ςυγκεκριμζνθ κατεφκυνςθ, το φϊσ που βγαίνει (Lo) ωσ το άκροιςμα του παραγόμενου (emited) φωτόσ (Le) και του αντανακλϊμενου φωτόσ. Το αντανακλϊμενο φϊσ είναι το άκροιςμα του φϊσ που ζρχεται(Li) από όλεσ τισ κατευκφνςεισ, πολλαπλαςιαςμζνο με τθν αντανάκλαςθ τθσ επιφάνειασ του ςθμείου και τθν γωνία ειςόδου. Ενϊνοντασ το ειςερχόμενο με το εξερχόμενο φϊσ, ςε ζνα ςθμείο επίδραςθσ, αυτι θ ιςότθτα εκφράηει τθν ολότθτα τθσ μεταφοράσ του φωτόσ ολόκλθρθ δθλαδι θ κίνθςθ μεταφοράσ ςε μια ςκθνι.[26] Τον όρο Render τον χρθςιμοποιοφν όμωσ και οι προγραμματιςτζσ που αςχολοφνται με τα realtime 3d, για να μθν υπάρχει ςφγχυςθ, επικράτθςε τελικά ο όροσ “OfflineRender”αντί απλά για render, ϊςτε να τονιςτεί ότι θ απόδοςθ αυτι αφορά υψθλι ποιότθτα, και είναι κάτι που απαιτεί μεγάλθ επεξεργαςτικι ιςχφ και χρόνο.Ο ςτόχοσ αυτοφ που ονομάηουμε τελικό ι offline render είναι να ζχει πολφ πιο υψθλι ποιότθτα θ τελικι εικόνα από αυτό που βλζπουμε μζςα ςτθν εφαρμογι. Τελικόσ ςτόχοσ αυτισ τθσ πτυχιακισ ςτον τομζα τθσ υλοποίθςθσ τθσ κα είναι και θ τελικι οπτικοποίθςθ που κα γίνει και κα αφορά τθν λεπτομερι τελικι τμθματικι οπτικοποίθςθ των αιςκθτθρίων κόμβων.

 Renderers: Οι τελικοί οπτικοποιθτζσ είναι υπό/προγράμματα τα οποία υπάρχουν ωσ ανεξάρτθτα (standalone) ι ενςωματωμζνα ςε 3d πακζτα και αναλαμβάνουν το τελευταίο ςτάδιο απόδοςθσ μιασ εικόνασ. Κάκε 3D πακζτο ζχει ζναν τελικό οπτικοποιθτι ενςωματωμζνο. Οι renderers είχαν για πολφ καιρό ταυτιςτεί με τθν υψθλότατθ ποιότθτα ςυγκεκριμζνων εφαρμογϊν και χρθςιμοποιοφνταν κατά αποκλειςτικότθτα για πολλά χρόνια. Σιμερα οι renderers προςπακοφν να ανοιχτοφν ςε μια ευρεία γκάμα από λογιςμικά. Οι αποκλειςτικότθτεσ τείνουν να εξαφανιςτοφν. Για παράδειγμα το Mental Ray για πολλά χρόνια ιταν “ταυτιςμζνο” με το Softimage ενϊ τα άλλα προγράμματα αδυνατοφςαν να αποδϊςουν τζτοιασ ποιότθτασ φωτορεαλιςμό. Ο κάκε renderer ζχει ςυγκεκριμζνεσ τεχνικζσ φωτοαπόδοςθσ ςυγκεκριμζνεσ μεταβλθτζσ, ςυγκεκριμζνο τρόπο που διαβάηει δεδομζνα ςε μια ςκθνι, Γι’ αυτό βλζπουμε ότι τα add-ons τον renderers (πχ το Vray ςτο Softimage) ςυνοδεφονται από δικά τουσ υλικά δικζσ τουσ υφζσ, κάμερεσ, φϊτα και τα λοιπά τα οποία μποροφν να διαβάςουν κατ αποκλειςτικότθτα. Εάν προςπακιςουμε να αποδϊςουμε τθ ςκθνι με το Vray χωρίσ να υπάρχει πχ ζνα Vray φωσ, δεν κα υπάρχει φωτιςμόσ.[27] Τα τελευταία χρόνια ςτουσ renderers υπάρχει φοβερόσ ανταγωνιςμόσ αναπτφςςονται κυρίωσ οι φωτοαποδότεσ πραγματικϊν ςυνκθκϊν (Physically Based Renders), οι οποίοι αποδίδουν υλικά φϊτα κτλ με βάςθ πραγματικζσ πειραματικζσ μετριςεισ. Σκοπόσ τουσ είναι να ζχουν κάποια δεδομζνα χαρακτθριςτικϊν υλικϊν ζτοιμα για τον χριςτθ κακϊσ και θ εξομοίωςθ φωτορεαλιςτικισ απόδοςθσ. Επίςθσ αναπτφςςονται οι φϊτο-αποδότεσ που χρθςιμοποιοφν τθν κάρτα γραφικϊν αντί για τον επεξεργαςτι θ και τα δυο μαηί. Επίςθσ θ ςταδιακι(unbiased) “ςυνεχϊσ βελτιοφμενθσ” απόδοςθ αντί για τθν κλαςικι προκακοριςμζνθσ ποιότθτασ απόδοςθ ανά pixel(per pixel) ζχει ειςβάλει ςτουσ περιςςότερουσ GPU φωτοαποδότεσ. Τζλοσ πρζπει να αναφερκεί ότι είναι απίςτευτα ςθμαντικό πωσ μεγάλα Studios όπωσ Pixar δίνουν τουσ renderer τουσ επιτζλουσ τουσ προσ πϊλθςθ διότι εκεί μζςα υπάρχει ςυςςωρευμζνθ τεχνογνωςία. Στθν παροφςα πτυχιακι εργαςία ο βαςικόσ renderer που κα χρθςιμοποιθκεί κα είναι το Mental Ray το οποίο είναι υπερπλιρεσ για αυτό που κζλουμε να οπτικοποιιςουμε. Τζλοσ να παρακζςουμε μια λίςτα από μερικοφσ φωτοαποδϊτεσ: Vray, MentalRay, Arnold, Octane, Maxwell, Redshift,Indigo, Keyshot, Marmosettoolbag, Cycles , LuxRenderer, Yafa ray, Aqsis, Renderman, Arion, Iray 3Delight κλπ.

32

 RealTime 3D: Ωσ φωτοαπόδοςθ πραγματικοφ χρόνου καλοφμε τθν πρωτογενι απόδοςθ που κάνει μια εφαρμογι ϊςτε από τα δεδομζνα να παράγει ζνα τριςδιάςτατο αποτζλεςμα πραγματικοφ χρόνου[28].Το “πραγματικοφ χρόνου” ςυνεπάγεται ότι απόδοςθ πρζπει να ναι τάχιςτθ ϊςτε το αποτζλεςμα να είναι και διαδραςτικό δθλαδι, να μποροφμε με μια κίνθςθ του ποντικιοφ να περιθγθκοφμε ςτο χϊρο με ζνα μεγάλο αρικμό καρζ το δευτερόλεπτο. Εν αντίκεςθ με τα Offline renders ςτα οποία για να αποδοκεί ζνα καρζ μπορεί να χρειαςτεί από δευτερόλεπτα και λεπτά μζχρι ϊρεσ και μζρεσ. Τα τριςδιάςτατα πραγματικοφ χρόνου τα αποδίδει θ κάρτα γραφικϊν απευκείασ και τα αναλαμβάνει αποκλειςτικά τροφοδοτϊντασ με πολφγωνα τθν οκόνθ. Οι κάρτεσ γραφικϊν είναι φτιαγμζνεσ ακριβϊσ για να διαχωρίηουν αυτιν τθν εργαςία ςε πάρα πολλά μζρθ, ζτςι διαχειρίηονται εκατομμφρια πολφγωνα το δευτερόλεπτο. Ταυτόχρονα τα γεμίηουν με χρϊμα τα ςκιάηουν ι εφαρμόηουν εξειδικευμζνουσ real time shaders. Αυτό ζχει ωσ αποτζλεςμα να ζχουμε ζνα ταχφτατο πρωταρχικό οπτικό αποτζλεςμα ςτθν οκόνθ μασ. Το αποτζλεςμα γεμίςματοσ τριγϊνων με χρϊμα και θ περαιτζρω επεξεργαςία πάνω ςε αυτό το πρωταρχικό πάντα ςε πραγματικό χρόνο, καλείτε πολυγωνικι απόδοςθ ι rasterized 3d rendering. Ι κλαςικι τεχνικι που κρφβεται κάτω από τα rasterized 3d λζγεται“ filled polygons ” ι αλλιϊσ θ διαδικαςία κατά τθν οποία το πρόγραμμα γεμίηει με χρϊμα το χϊρο μεταξφ τριϊν ςθμείων τα οποία απαρτίηουν ζνα τρίγωνο. Τα real time γραφικά βζβαια δεν αρκοφνται ςτθν απλι αυτι τεχνικι αλλά πειραματίηονται με υφζσ και shaders. Τα παιχνίδια για παράδειγμα ζχουν φτάςει ςε φοβερά επίπεδα φωτορεαλιςμοφ άλλα αυτό κυρίωσ οφείλετε ςε διάφορεσ πατζντεσ που ξεγελοφν το μάτι. Πμωσ απλά πράγματα όπωσ απλοφσ shaders ςκλθρζσ ςκιζσ αντανακλάςεισ λείων επιφανειϊν διαφάνειεσ κ.α τα κάνουν το ίδιο καλά με τουσ Offline renderers .Ο περιοριςμόσ τουσ είναι θ μνιμθ και να βγάηουν ζνα καλό framerate. Σε μια 3d εφαρμογι γενικοφ τφπου όπωσ το SoftimageXSI το υψθλισ ποιότθτασ real time 3d είναι δευτερεφον ηιτθμα και ςπάνια κα χρειαςτεί. Μόνο για previews ι όταν γίνεται development ενόσ real time παιχνιδιοφ. Το rasterized 3d πρακτικά μασ επιτρζπει να επεξεργαςτοφμε τθν ςκθνι μασ ταχφτατα ι να δείξουμε τα models ι ζνα animation από οποιαδιποτε πλευρά μασ το ηθτιςει ο παρατθρθτισ εκείνθ τθν ϊρα και αυτό κα προςπακιςουμε να το εντάξουμε ςτθν παρουςίαςθ τθσ πτυχιακισ.

 Specular: Θ ανάκλαςθ πθγισ φωτόσ ι γυαλάδα επάνω επιφάνεια, είναι άλλθ μια αντανάκλαςθ ουςιαςτικά μόνο που ςτα τριςδιάςτατα υπολογίηετε ξεχωριςτά γιατί είναι πολφ πιο δυνατι από τισ υπόλοιπεσ αντανακλάςεισ (αποδίδει απομονωμζνα τθν ανάκλαςθ τθσ πθγισ του φωτόσ) ϊςτε να απεικονίηει, προςδιορίηει, διαφοροποιεί οπτικά ζνα υλικό. Ρρακτικά το ςίδερο θ το αλουμίνιο ζχει πολφ ζντονο specular εν αντίκεςθ με ζνα «ματ» υλικό το οποίο ζχει μθδαμινό specular και ζχει κυρίωσ χρϊμα. Το αντίκετο ςυμβαίνει ςτα μεταλλικά υλικά ιδιαίτερα αυτά με μεγάλθ αντανάκλαςθ δεν ζχουν δικό τουσ χρϊμα γιατί δεν μποροφν να ςυγκρατιςουν τα φωτόνια. Το Specularτο τροφοδοτοφμε με αςπρόμαυρεσ αποχρϊςεισ και φςτερα αποκτά χρϊμα ανάλογα με τα φϊτα που περιζχει θ ςκθνι. Τζλοσ να αναφζρουμε ότι υπάρχουν μεταβλθτζσ ςτο specular για εξαπλωμζνο specular ςυγκεντρωμζνο κτλ . To specular μπορεί να αντλιςει πλθροφορία και από εικόνεσ, τα λεγόμενα specular maps.[29]

 Ομοιόμορφοσ φωτιςμόσ. Ambient Light: Ambient φωτιςμόσ είναι ζνασ φωτιςμόσ ο οποίοσ εφαρμόηεται ςε όλθ τθν ςκθνι ταυτόχρονα ι ςε ςυγκεκριμζνα υλικά ξεχωριςτά. Ο φωτιςμόσ αυτόσ δεν ζρχεται από μια πθγι απλά φωτίηει όλα τα πολφγωνα με μια ςτακερι τιμι τθν οποία ορίηουμε. Το ambient υπάρχει πρακτικά για ζναν πολφ απλό λόγο : “Για να φαίνονται τα πολφ ςκοτεινά ςθμεία». Στθν ουςία ορίηουμε πόςο ςκοτεινό κα είναι ζνα μζροσ που δεν φωτίηετε από πουκενά.[29]

33

 Σκιϋσ: Σκιζσ ονομάηονται τα ςθμεία ςτθν τριςδιάςτατθ εικόνα τα οποία δζχονται μερικά ι δεν δζχονται κακόλου φωσ από ςυγκεκριμζνα φϊτα. Οι ςκιζσ κα είναι είτε απότομεσ εναλλαγζσ “ςκλθρζσ” είτε “μαλακζσ” ομαλζσ δθλαδι με ςταδιακι ςκίαςθ. Στα 3d ςκιζσ δθμιουργοφνται όταν παρεμβάλλονται εμπόδια (πολφγωνα) ανάμεςα ςτο ςθμείο ελζγχου και ςτα φϊτα. Από κει και πζρα υπάρχουν διάφορζσ τεχνικζσ για ςκίαςθ με πολλζσ μεταβλθτζσ. Σε υψθλισ ποιότθτασ εξειδικευμζνουσ φωτιςμοφσ δθμιουργοφνται επειδι το φωσ κάνοντασ ςκεδάςεισ χάνει τθν ενζργεια του και τα φωτόνια δεν φτάνει τελικά ςε βακιζσ εςοχζσ ι ςε μζρθ με μικρά παράκυρα εργοςτάςια χωρίσ φϊτα ι απλά επειδι πζραςε ζνα προκακοριςμζνο όριο ςκεδάςεων που εμείσ ορίςαμε. Στα ςθμεία που υπάρχει ζλλειψθ φωτιςμοφ εφαρμόηετε ι ελάχιςτθ τιμι φωτόσ ambient light.[30]

 Ομοιόμορφη λεπτομερόσ ςκύαςη(AmbientOcclusion): Ομοιόμορφθ ςκίαςθ είναι μια τεχνικι ι οποία είναι ςυνικωσ ςυμπλθρωματικι, για να κάνουμε μια επιπλζον ομοιόμορφθ ςκίαςθ των εςοχϊν ςε μια ςκθνι, ςυνικωσ χρθςιμοποιείται ζνα ξεχωριςτό renderpass.Αυτό γίνεται για να τονίςουμε τισ λεπτομζρειεσ ςκίαςθσ, όταν θ φωτοςκίαςθ μασ δεν είναι τόςο λεπτομερισ. Για παράδειγμα εάν μια ςυςκευι ζχει επάνω βίδεσ ι μικρζσ εςοχζσ ι πτυχζσ πχ μια πινακίδα με χτυπθμζνα χαρακτθριςτικά τότε τθν λεπτομερι αυτι μικρο-ςκίαςθ κα τθν αναλάβει να τθν τονίςει το ambient occlusion. Με το Ambient Occlusion μποροφμε μεγεκφνουμε κάποιεσ μεταβλθτζσ π.χ απόςταςθ και να επιτφχουμε και ολικι ςκίαςθ με λίγα λόγια κα είναι ζνα πιο πρόχειρο ( ασ το ποφμε ζτςι ) global illumination. Εδϊ πρζπει να λάβουμε υπόψθ πωσ το ambient occlusion ςυγκεντρϊνει τα ςκοτεινά Pixels με βάςθ τθν απόςταςθ που ζχουν οι επιφάνειεσ μεταξφ τουσ κακϊσ και με βάςθ πια γωνία ζχουν ςθματιηουν αυτζσ μεταξφ τουσ. Είναι ενόσ shader που εφαρμόηετε ςυνικωσ ςε όλθ τθν ςκθνι.Θ ομοιόμορφθ λεπτομερισ ςκίαςθ είναι πολφ πιο γριγορθ από τισ ρεαλιςτικζσ περίπλοκεσ ςκιάςεισ. Το ambient οcclusion είναι ςυνικωσ μια ξεχωριςτι εικόνα που τθν εφαρμόηουμε με ζνα απλό φίλτρο (multiply) πάνω ςτθν τελικι φωτοαπόδοςθ μασ για να τονιςτοφν μικρο-ςκιάςεισ και εςοχζσ ςε οποιοδιποτε μοντζλο. Το AO ςτισ μζρεσ μασ ζχει υλοποιθκεί και ςε πραγματικό χρόνο εφαρμοςμζνο επάνω ςτο rasterized rendering ςαν ζνασ επιπλζον shader πραγματικοφ χρόνου. Στον αιςκθτιρα υπάρχουν αρκετζσ λεπτομζρειεσ οι οποίεσ κα τονιςτοφν από αυτζσ τισ μικρο-ςκιάςεισ. Τζλοσ θ τεχνικι αυτι είναι επίςθσ γνωςτι για το εξισ πλεονζκτθμα εκτόσ όλων των άλλων δθμιουργεί ςκιζσ εκεί που εφάπτεται (πατάει) ζνα αντικείμενο με μια επιφάνεια ζτςι υπάρχει καλφτερθ πιο ςτζρεα πιο δεμζνθ αντίλθψθ των αντικειμζνων που ακουμπάνε. Πλεσ αυτζσ οι γριγορεσ τεχνικζσ φωτιςμοφ π.χ screen space radiance, final gathering, δίνουν τθν δυνατότθτα ςε απλοφσ χριςτεσ να προςομοιάςουν φαινόμενα του Global Illumination το οποίο είναι παςίγνωςτο για τθν επεξεργαςτικι ιςχφ που απαιτεί.[31]

34

Κεφϊλαιο 4ο - Μεθοδολογύα παραγωγόσ μοντϋλου ενςωματωμϋνου ςυςτόματοσ παρακολούθηςησ, με το Softimage XSI τησ Autodesk.

4.1 Κοιτώντασ τα δεδομϋνα.

 Το αντικεύμενο τησ τριςδιϊςτατησ μοντελοπούηςησ: Έχουμε να οπτικοποιιςουμε το ςφςτθμα προγραμματιηόμενων αςφρματων ελεγκτϊν.  ORACLE SUN –SUN SPOT Στοχεφουμε ςε μια πολφ αναλυτικι μοντελοποίθςθ για τθν απεικόνιςθ του Oracle Sun - Sun Spot ςυγκεκριμζνα, κα οπτικοποιιςουμε όλεσ τισ πτυχζσ του αιςκθτιρα (εικόνα 4.1.1) με ιδιαίτερθ ζμφαςθ ςτθ μοντελοποίθςθ τθσ πλακζτασedemoboard,κακϊσ και όλα τα υπόλοιπα επίπεδα με διαφορετικζσ μεκόδουσ για το κακζνα ανάλογα με τθν ςθμαντικότθτα τουσ ςτο τελικό αποτζλεςμα. Πλθ θ διαδικαςία κα περιγραφεί ςτο κεφάλαιο 4, ςτο κεφάλαιο 5 κα περάςουμε ςτθν παρουςίαςθ τθσ τελικισ οπτικοποίθςθ του SunSpotκαι του SunSpot Base. Ο μθχανικόσ διαβάηοντασ και τα επόμενα 2 κεφάλαια κα είναι ςε κζςθ να επιλζξει τθν μζκοδο μοντελοποίθςθσ που ταιριάηει. [32]

 Το ςύςτημα SunSpotτησ SunMicrosystems περύληψη: Το ςφςτθμα Sun spot τθσ Sun Microsystems θ οποία αγοράςτθκε πλζον από τθν Oracle είναι ζνα ολοκλθρωμζνο προγραμματιηόμενο κιτ με αςφρματουσ ελεγκτζσ οι οποίοι μποροφν να ςτείλουν δεδομζνα πίςω ςε μία προγραμματιηόμενθ βάςθ. Το ςφςτθμα περιλαμβάνει 3 μικροςυςκευζσ 2 Sunspots και τθν βάςθ. Θ βάςθ περιζχει επεξεργαςτι και ράδιο επικοινωνίασ ςυνδζεται ςτο κομπιοφτερ μζςω usb και μασ επιτρζπει να γράφουμε προγράμματα ςε Java κϊδικα . Το ςποτ το οποίο κα τοποκετιςουμε μακριά περιζχει επεξεργαςτι/αιςκθτιρα και ράδιο επικοινωνίασ , θ πλακζτα ζχει ενςωματωμζνθ μια κεραία 2.4GHz, το ςποτ παίρνει ενζργεια από μια μπαταρία. Στο ΚΛΤ περιλαμβάνετε και το λογιςμικό με demos κτλ και το usb καλϊδιο για να ςυνδεκεί με τον υπολογιςτι και να είναι δυνατόν θ εγγραφι κϊδικα.

Εικόνα 4.1.1 Sun Spot αιςκθτιρασ, φωτογραφία, διακρίνονται τα 4 βαςικά επίπεδα. Στθν εικόνα 4.1.1 βλζπουμε ζνα από τα( 2 πανομοιότυπα )Sunspot ανοιγμζνο, περιζχει 4 επίπεδα τα οποία κα μοντελοποιιςουμε και κα οπτικοποιιςουμε παρακάτω γι’ αυτό είναι απαραίτθτο αφοφ το ζχουμε ςτα χζρια μασ να δοφμε αρχικά από τί αποτελείται:

1. Φιμζ πλαςτικό, και καπάκι. ( προςταςία από τον ιλιο ) 2. Ρλακζτα 1 του sunςποτ “e_demo_board” διακρίνουμε πάνω τα leds και πλαςτικό περίβλθμα. 3. Ρλακζτα 2 του sunspot “e_demo_assembly” και πλαςτικό περίβλθμα. 4. Ρλαςτικό περίβλθμα και μπαταρία.

35

4.2 Προετοιμαςύα πριν τον μοντελιςμό και την οπτικοπούηςη.

 Τα ζητούμενα Σε κάκε ζνα διαφορετικό ζργο τίκεται ωσ προσ οπτικοποίθςθ ο μθχανικόσ πρζπει να προετοιμάςει το ζδαφοσ. Ρροτοφ αρχίςει να μοντελοποιεί, πρζπει να ξεκακαρίςει πϊσ κα κινθκεί, να ςτακεί και να ςκεφτεί με μια ιρεμθ ςφαιρικι ματιά. Ρρζπει να ζχει κάποια λογικι βάςθ θ απόφαςθ του και γι’ αυτό πρζπει να απαντιςει ςε κάποια ερωτιματα. Υπάρχουν αρκετζσ τεχνικζσ που ποικίλουν ανάλογα με τα ηθτοφμενα και τα δεδομζνα. Βαςικό μζλθμα είναι να αντιλθφκοφμε αρχικά τι αποηθτοφμε από το τελικό αποτζλεςμα να το φανταςτοφμε ςτο μυαλό μασ, ποιοσ είναι ο ςκοπόσ του τι κζλει να αναδείξει; ΢ε ποιο βακμό ποιότθτασ μποροφμε να το φτάςουμε. Τπάρχει κάτι που αν το κάναμε κα βάραινε πάρα πολφ τθν ςκθνι μασ χωρίσ λόγο; Μποροφμε να γλυτϊςουμε χρόνο από εκεί χωρίσ να επθρεάςουμε το αποτζλεςμα;” “Πόςο χρόνο ζχουμε ςτθν διάκεςθ μασ;”. ”Ζχουμε δεδομζνα για να κάνουμε αυτό που ςκεφτικαμε”; Ζτςι βγάηουμε πολφ πιο εφκολα ςυμπεράςματα. Βαςικό μασ μζλθμα είναι θ ταχφτθτα με τθν οποία κα πετφχουμε ζνα αποτζλεςμα που ικανοποιεί τθσ προςδοκίεσ μασ. Κεμιτό είναι να κοιτάξουμε ενδελεχϊσ τα δεδομζνα και τα ηθτοφμενα ϊςτε να προαποφαςίςουμε κάποιεσ κινιςεισ. Οι προςδοκίεσ μασ ςτο Sun Spot είναι πολφ καλοφ επιπζδου αναλυτικι οπτικοποίθςθ – sunspot sensor ςφμφωνα και με το υλικό που αναδείξαμε ςτο 4.1 (ξεχωρίηουν ςε περιπλοκότθτα οι πλακζτεσ) πρζπει να κινθκοφμε λοιπόν ςτθν λογικι του “ςχετικοφ” φωτορεαλιςμοφ, επειδι ακριβϊσ ζχουμε να οπτικοποιιςουμε αντικείμενα λεπτομζρεια. Ο “ςχετικόσ” φωτορεαλιςμόσ ζχει τθν ςθμαςία ότι δεν χρειαηόμαςτε απαραίτθτα αψεγάδιαςτθ εργοςταςιακι ακρίβεια οφτε βαρφ φωτιςμό. Θ λεπτομζρεια κα αναδειχτεί από μόνθ τθσ. Μασ αρκεί ακριβϊσ να ικανοποιιςουμε το ανκρϊπινο μάτι. Με αυτιν ακριβϊσ τθν λογικι γλιτϊνουμε χρόνο κακϊσ μποροφμε να επιλζξουμε διαφορετικζσ τεχνικζσ ανάλογα με τθν ςθμαντικότθτα. Σο πρϊτο πράγμα που ςυνειδθτοποιοφμε όταν πιάνουμε το sun spot sensor ςτα χζρια μασ είναι ότι ανοίγοντασ το φιμζ πλαςτικό “εμφανίηεται ο μικρόκοςμοσ μιασ ολόκλθρθσ πλακζτασ”. Αποφαςίηουμε αμζςωσ ότι εκεί ακριβϊσ κα εςτιάςουμε το δυνατό ςθμείο τθσ οπτικοποίθςθσ.

 Τα δεδομϋνα Αφοφ κατανοιςουμε κζςαμε τον πρϊτο μασ ςτόχο, ξεχνάμε για τθν ϊρα τα υπόλοιπα κομμάτια. Ρρζπει να ςκεφτοφμε από που κα αντλιςουμε αρκετι πλθροφορία για να κτίςουμε αυτιν τθν λεπτομζρεια. Σο αντικείμενο μασ είναι αλθκινό, ζχει υπόςταςθ, το ζχουμε ςτα χζρια μασ, μπορεί λοιπόν να φωτογραφθκεί. Κυμόμαςτε πάντα ότι κάνουμε μια αναπαράςταςθ πραγματικοφ δεν πάμε να φτιάξουμε κάτι από το μθδζν. Κα μποροφςαμε να αρχίςουμε να μετράμε το αντικείμενο με μικρόμετρα και χάρακεσ και να προςπακιςουμε να αντιγράψουμε τισ διαςτάςεισ όμωσ κάτι τζτοιο ςε ςυγκεκριμζνα ςθμεία κα κατζλθγε ςε πάρα πολλζσ ϊρεσ δουλειάσ. Κα μποροφςαμε να το κάνουμε “ςτο περίπου” με το μυαλό μασ κοιτϊντασ το όμωσ κάτι τζτοιο ςε ζνα τόςο περίπλοκο μοντζλο κα μασ οδθγοφςε ςε πολλά λάκθ και ςφγχυςθ και διορκϊςεισ επί τον διορκϊςεων. Οι διαςτάςεισ που αναγράφονται ςτθν ςυςκευαςία είναι πολφ γενικοφ τφπου και κα μασ χρειαςτοφν μόνο για το πλαίςιο. Αναλυτικό ςχζδιο με διαςτάςεισ για τθν πλακζτα δεν υπάρχει. Με όλα αυτά τα δεδομζνα ζνασ πιο ζμπειροσ 3D artist κα κατζφευγε ςε άλλεσ τεχνικζσ. προκειμζνου να γλυτϊςει χρόνο και να αποφφγει τθν ςφγχυςθ και περιττζσ διεργαςίεσ, μια από τισ τεχνικζσ αυτζσ κα αναλφςουμε παρακάτω.

36

 Εικόνεσ οδηγού, μύα πολύ διαδεδομϋνη τακτικό. Όταν ζχουμε να οπτικοποιιςουμε με ςχετικι ακρίβεια ζνα περίπλοκο αντικείμενο ( που επιτρζπει φωτογράφθςθ με κάκετεσ λιψεισ ςτα κφρια επίπεδα), μποροφμε να πάρουμε τθν απαραίτθτθ πλθροφορία για τισ κζςεισ, τισ αναλογίεσ και τα μεγζκθ των αντικειμζνων από εικόνεσ οδθγοφσ. Οι εικόνεσ οδθγοί τοποκετοφνται ςυνικωσ ςτα επίπεδα των αξόνων XZ, XY,YZ Στο παράδειγμα μασ θ πλακζτεσ από το Sun Spot παρατθροφμε ότι ζχει αρκετά πολλά ςτοιχεία ςε μικρι κλίμακα. Ακόμθ και αν τα είχαμε είδθ φτιάξει ζνα - ζνα ςε ζνα τριςδιάςτατο πρόγραμμα, κα ζπρεπε με κάποιο τρόπο να τα τοποκετιςουμε ςε κάποιεσ κζςεισ ςτο επίπεδο XZ. Θ τεχνικι που κα χρθςιμοποιιςουμε για οδθγό κα είναι μια εικόνα με πλθροφορία για το (XZ) ζνα “reference” όπωσ ςυνθκίηετε να λζγετε, θ οποία απεικονίηει τθν πλακζτα από κάκετθ λιψθ. Αυτι θ εικόνα μπορεί να τοποκετθκεί ςαν υφι ( “texture map” ), επάνω ςε ζναν επίπεδο οδθγό- ( “reference plane” ) . Ζτςι αποκτοφμε ακρίβεια όςα είναι τα ιχνοςτοιχεία τθσ εικόνασ. Μπορεί να μθν ζχουμε τθν μακθματικι ακρίβεια που κα απαιτοφςε μια μθχανι θ οποία κα ζπρεπε να κολλιςει ζνα ςτοιχείο με ακρίβεια μικρόμετρου , όμωσ θ τεχνικι αυτι (των referencesplanes) είναι αρκετι για να ικανοποιιςει το ανκρϊπινο μάτι. Εν τζλθ τα μικρο-λακάκια τθσ πραγματικισ πλακζτασ όταν ςτοχεφουμε ςε ςχετικά φωτορεαλιςτικι απεικόνιςθ κάνουν το model να μοιάηει φτιαγμζνο από “ανκρϊπινο χζρι”. Συμπζραςμα: “ςφμφωνα με τουσ ςτόχουσ που κζςαμε και τα δεδομζνα θ επιλογι τθσ παραπάνω τεχνικισ κρίνετε ςε αυτό το ςθμείο βζλτιςτθ λφςθ”.

 Πρώτη γνωριμύα με το λογιςμικό SoftimageXSI

Ελ αξρή λα μεθαζαξίζνπκε πωο εκείο ζέηνπκε ηηο δηαζηάζεηο ζην Softimage .

“Έλα SIUnit (Μνλάδα Softimage) κπνξεί λα είλαη έλα εθαηνζηό, έλα λαλόκεηξν, έλα ρηιηόκεηξν θιπ, αλάινγα κε ηελ ζεώξεζε καο”.

Εάλ ζέινπκε λα ρξεζηκνπνηήζνπκε δεδνκέλεο δηαζηάζεηο,ζπζρεηίδνπκε ηηο δηαζηάζεηο απηέο κε ηνSIUnit.Θέηωληαο κηα αλαινγηθή ζρέζε κεηαμύ ηνπο.

Επειδι ακριβϊσ ζχουμε να κάνουμε με αλθκινά αντικείμενα, (αν ςε αυτό το ςθμείο κάποιοσ άνοιγε το SoftimageXSIι κάποιο άλλο παραπλιςιο πρόγραμμα.)εφλογεσ κα ιταν οι εξισ απορίεσ:

o Ρϊσ μεταφράηετε μια πραγματικι διάςταςθ ςτισ διαςτάςεισ του προγράμματοσ; o Ραίηει ρόλο εάν το αντικείμενο μοντελοποιθκεί μικρό ι μεγάλο μεσ το πρόγραμμα; o Υπάρχουν προγράμματα που υποςτθρίηουν αλθκινζσ διαςτάςεισ;

Όλεσ αυτζσ οι απορίεσ είναι εφλογεσ για κάποιον που ανοίγει πρϊτθ φορά παρόμοια εφαρμογι. O κόςμοσ του Softimage εξαρτάτε το μζγεκοσ τισ μεταβλθτισ που ορίηει τον κάκε του άξονα. Μεταβλθτζσ με πολλζσ υποδιαςτολζσ προςδίδουν ακρίβεια ςτο μικρόκοςμο, και με μεγάλο αρικμό δεκαδικϊν αυξάνουν το εφροσ και τθν κλίμακα του μακρόκοςμου. Το καλφτερο που ζχουμε να κάνουμε είναι να χτίςουμε τθν ςκθνι μασ ςε τζτοια μεγζκθ που να μθν χρειάηεται να κάνουμε τρομακτικζσ αλλαγζσ ςε ςχζςθ με το gridπου βλζπουμε αρχικά. Υπάρχουν άλλα προγράμματα τα αυςτθρά παραμετρικά τα οποία λειτουργοφν με πραγματικζσ μονάδεσ μικουσ(cm,inch κτλ) εκεί αν χρειαηόμαςταν ςχεδιαςμό ακριβείασ κα ζπρεπε να περάςουμε όλα αυτά τα ςτοιχεία με το χζρι ι να αντλιςουμε τα ςτοιχεία από βιβλιοκικεσ. Ραρόλα αυτά εμείσ δεν ζχουμε τζτοιο περιοριςμό εφόςον επικεντρωνόμαςτε ςτθν απεικόνιςθ. Επειδι ακριβϊσ κα αρχίςουμε με εικόνα οδθγό μοντελοποίθςθσ πρωταρχικό μασ μζλθμα είναι να βάλουμε μζςα ςτο πρόγραμμα τθν εικόνα αυτι επάνω ςτο επίπεδο XZ. Τα επίπεδα πλζγματα αυτά δεν πρζπει να χάςουν τθν αναλογία τθσ εικόνασ. Για να μθν γίνει αυτό μποροφμε να ορίςουμε μια εικόνα πλακζτασ για παράδειγμα 2632 x 1495 px πάνω ςε ζνα grid μεγζκουσ (26,32)x(14,95) SIUnits. Ταυτόχρονα αν κζςουμε ωσ βάςθ το πλζγμα αυτό τότε είδθ ζχουμε κζςει και τισ διαςτάςεισ μασ ςτο softimage. Αν δθλαδι θ πλακζτα μασ είναι 5.2cm μικοσ και 3cm πλάτοσ, τότε ςυνεπάγεται ότι κάκε μονάδα softimage είναι 2mm. Αν κρατιςουμε ςτο μυαλό μασ αυτό ωσ κζςφατο, τότε και όλα τα υπόλοιπα πρζπει να υπακοφν ςε αυτό το μετρικό ςφςτθμα. Ρχ αν κζλουμε να

37

κάνουμε ζνα τραπζηι ςτρόγγυλο με ακτίνα 40cm που κα βρίςκετε πάνω θ πλακζτα πρζπει να το φτιάξουμε με ακτίνα μικουσ r=200 SIUNITS. Σφμφωνα με τθ μονάδα μικουσ που κζςαμε εμείσ. Από τθν άλλθ ςτθν περίπτωςθ που κζλουμε να ςυναρμολογιςουμε διάφορα κομμάτια ςτθν ίδια ςκθνι δεν υπάρχει πρόβλθμα, αρκεί να μοντελοποιιςουμε κάτι με ςωςτζσ αναλογίεσ με τισ δικζσ του μονάδεσ. Και ζπειτα ςε δεφτερο χρόνο αλλάηουμε το scale του. Αυτό ςθμαίνει ευελιξία τόςο ςε επίπεδο μίασ ςκθνισ όςο και μεταξφ διαφορετικϊν ςκθνϊν ι όταν πολλά άτομα δουλεφουν πάνω ςτο ίδιο ζργο. Ππωσ βλζπουμε οι μονάδεσ μετριςεισ του λογιςμικοφ είναι ςχετικζσ, εάν ςκοπεφουμε να χρθςιμοποιιςουμε μετριςεισ από τον πραγματικό κόςμο πρζπει κάπωσ να τισ μεταφράςουμε ςτο πρόγραμμα αυτό το επιτυγχάνουμε κζτοντασ μια αναλογικι ςχζςθ τθσ πραγματικότθτασ και των SI UNITS και κινοφμαςτε με βάςθ αυτι.

 Το Interface του Softimage XSI. Βαςικϋσ ϋννοιεσ και εργαλεύα Ζχοντασ κάνει μια πολφ εκτεταμζνθ αναφορά ςε ςχζςθ με τθν ιςτορικι εξζλιξθ των τριςδιάςτατων ςτο κεφάλαιο 1 και ζπειτα από τθν ειςαγωγι ςτισ βαςικζσ ζννοιεσ των τριςδιάςτατων ςτο κεφάλαιο 3 είναι θ κατάλλθλθ ςτιγμι να γίνει μια πρϊτθ γνωριμία με το Interface του προγράμματοσ με το οποίο κα μοντελοποιιςουμε το ενςωματωμζνο θλεκτρονικό ςφςτθμα Oracle Sun Spot Wireless Sensor.[5]

Εικόνα 4.2.1 Softimage UI

1. Βαςικό μενοφ εφαρμογισ : βαςικζσ και εξειδικευμζνεσ λειτουργίεσ.

2. Εργαλειοκικθ: βαςικά εργαλεία τριςδιάςτατθσ δθμιουργίασ και επεξεργαςίασ , θ εργαλειοκικθ αυτι αλλάηει ανάλογα με το αντικείμενο τθσ δουλειάσ μασ από το 8, εμείσ κα αςχολθκοφμε κυρίωσ με το Model-tab ( Εργαλειοκικθ – modeling ).

3. Εικονίδια: αλλαγι μεταξφ πάνελ – επιλογζσ οπτικϊν ( τμθματικι διάταξθ διαφόρων οπτικϊν ) . Ρεριζχει τισ βαςικζσ οπτικζσ γωνίεσ ςε εικονίδια).

38

4. Χρονόγραμμα: ι γραμμι χρόνου, επιλογζσ αναπαραγωγισ, αρικμόσ καρζ κ.τ.λ, κακϊσ και κομβία αναπαραγωγισ,animation (player).

5. Επιλογι: Σε αυτό το menu βλζπουμε χαρακτθριςτικά τον τφπο επιλογισ, επιλζγουμε αναλόγωσ το είδοσ που επεξεργαηόμαςτε εκείνθ τθν ςτιγμι. Ρ.χ.από αντικείμενα που επιλζγουμε αρχικϊσ να αρχίςουμε να διαλζγουμε τρίγωνα ι κάποιο άλλο είδοσ επιλογισ.

6. Τransformations: είναι 9 τιμζσ που χωρίηονται ςε 3 κατθγορίεσ s, r, t. Ακριβϊσ από κάτω μποροφμε να επιλζξουμε ςχετικά ςυςτιματα ςυντεταγμζνων ι ςυντεταγμζνεσ κόςμου, επίςθσ μποροφμε να επιλζξουμε το κζντρο μιασ περιςτροφισ μιασ μεγζκυνςθσ και αλλά ςχετικά πάντα με αλλαγζσ τφπου srt δθλαδι, μζγεκοσ, περιςτροφι και κζςθσ ςτο χϊρο.

7. Στο ςθμείο 7 βλζπουμε τθ μεγάλθ αυτι γκριηόχρωμθ περιοχι, δθλαδι το χαρακτθριςτικό 3d κόςμο του Softimage μζςα από μια κάμερα (προοπτικισ) θ οποία βρίςκετε λίγο πιο πάνω από το αρχικό (βοθκθτικό)πλζγμα. Για να κατανοιςουμε το μζγεκοσ ενόσ SIUnit αρκεί να κοιτάξουμε το μζγεκοσ ενόσ τετραγϊνου του πλζγματοσ θ πλευρά του ιςοφται με τθν μονάδα. Κάτω αριςτερά φαίνονται οι 3 άξονεσ με τα χαρακτθριςτικά τουσ χρϊματα. Τζλοσ πάνω δεξιά βρίςκετε ο κφβοσ ο οποίοσ είναι βοθκθτικόσ και μπορεί να κάνει γριγορεσ αλλαγζσ ςτθν κάμερα. Οι άξονεσ κακϊσ και θ προςκικθ αυτοφ του κφβου ςτισ τελευταίεσ ζκδοςθσ είναι οι πυξίδα ςτον 3d κόςμο.

8. Στο ςθμείο 8 υπάρχει το κουμπί του μενοφ επιλογισ ανάμεςα ςτα 6 κφρια toolbar sets του Softimage μια αλλαγι ςε αυτό αλλάηει όλθ τθν αριςτερι μεριά του softimage. Θ κατθγορίεσ που υπάρχουν είναι πολφ βαςικζσ ι εξειδικευμζνεσ και είναι πολφ διαφορετικζσ μεταξφ τουσ για αυτό το λόγο αλλάηουν και οι χρωματιςμοί του softimage.Το ίδιο ακριβϊσ μενοφ βλζπουμε και πάνω δίπλα από το Βαςικό μενοφ τθσ εφαρμογισ. Μςωσ είδθ να αναγνωρίηετε τα πρϊτα 3 και αυτό γιατί τα ζχουμε προλογίςει ςτο κεφάλαιο 3. Εμείσ ςτθν παροφςα φάςθ δεν χρειαηόμαςτε τίποτα από τα υπόλοιπα.

Εικόνα 4.2.2 Επιλογζασ ( Drop down menu ) Για εναλλαγι ανάμεςα ςτα 6 κφρια toolbar sets του Softimage.

39

 Γενικότερη φιλοςοφύα του λογιςμικού Ρριν προχωριςουμε να αναφερκοφμε λίγο ςτθν γενικότερθ φιλοςοφία του Softimage, το Softimage είναι φτιαγμζνο με βαςικι αρχι τθν ιεραρχία κακϊσ και τθν κλθρονομικότθτα. Στον Explorer(πλικτρο 8) μποροφμε να δοφμε τθν ρίηα τθσ ςκθνισ, όλθ θ ςκθνι μασ βρίςκετε ιεραρχικά κάτω από αυτιν. Στθν εικόνα αριςτερά κάτω που ακολουκεί υπάρχει μόνο ζνασ κφβοσ ςτθ ςκθνι με πατθμζνο το ‘+’ expand. Ο explorer δουλεφει όπωσ τα windows με ςτοιχειά που περιζχουν άλλα ςτοιχεία. Κάκε ςτοιχείο ςτθν ςκθνι μασ περιζχει υποςτοιχεία δικά του και κλθρονομεί και άλλα που δεν του ανικουν, ζνα τζτοιο γενικό χαρακτθριςτικό κοινισ χριςθσ που κλθρονομείτε είναι το scene material (το default υλικό που εμφανίηετε ςε όλα τα αντικείμενα) το οποίο δεν περιζχεται ςτον κφβο άλλα κλθρονομείτε λόγω τθσ ςυμβατότθτασ. Θ ςυμβατότθτα μπορεί να ςυςχετίςει όλεσ τισ ςυμβατζσ δομζσ ζτςι μια αςπρόμαυρθ εικόνα για παράδειγμα μπορεί να οδθγιςει τθν διαφάνεια ενόσ shaderεπειδι ο shaderμπορεί να δεχτεί τζτοιου τφπου δεδομζνα. Σε ζνα πρόγραμμα ςαν το Softimage ζχουμε πρόςβαςθ ςε πολφ βαςικά ςτοιχεία με Shift+F3 ζχουμε ακόμθ περιςςότερθ πρόςβαςθ, δεν χρειάηεται να κάνουμε τόςο αναλυτικι προεπιςκόπθςθ κάκε φορά. Σθμαςία ζχει ότι μποροφμε να δοφμε τθν δομι τθσ ςκθνισ, τθν υποδομι αντικειμζνων, να κατθγοριοποιιςουμε να περιθγθκοφμε ακόμθ και μζςα ςε μια περίπλοκθ ςκθνι, να δοφμε τι κλθρονομεί το κάκε αντικείμενο και αλλάξουμε ι να ςυνδζςουμε ςτοιχεία. Πλα αυτά κάνουν το Softimageμια πολυχρθςτικι πλατφόρμα που μπορεί να δεχτεί scripting add-ons και μζςω του iceνα οπτικοποιιςει πολφ βαςικζσ δομζσ.

Εικόνα 4.2.3 Explorer Εικόνα 4.2.4 Ραράδειγμα με πλανιτθ και δζντρο.

Για να αντιλθφκοφμε τθν ιεραρχία ςε επίπεδο πολυγωνικϊν αντικειμζνων ζνα πλαίςιο ενςωματωμζνου ςυςτιματοσ κα περιζχει μια πλακζτα, θ πλακζτα με τθν ςειρά τθσ κα περιζχει μια αντίςταςθ κλπ. Ραράδειγμα : ζνασ πλανιτθσ περιζχει ζνα δζντρο, το δζντρο κεωρείται ότι ανικει ςτον πλανιτθ, ςτον explorerτο τοποκετείτε μζςα ςτο αντικείμενο “planet”(ςαν να βάλαμε ζνα αρχείο μζςα ςε ζνα κατάλογο). Το δζντρο ( Εικόνα 4.2.4 ) «υπακοφει» ςτο ανϊτερο ιεραρχικά μοντζλο. Δθλαδι οι μετακινιςεισ του πλανιτθ κλθρονομοφνται από το δζντρο. Στο υποκεφάλαιο 4.3 βαςικά μενοφ και εργαλεία κα αναλυκοφν επί του παραδείγματοσ.

*Επίςθσ για οποιοδιποτε αγγλικό όρο δεν γνωρίηετε, μπορείτε να ανατρζξετε για επεξθγιςεισ ςτο γλωςςάρι τεχνικϊν όρων. Εναλλακτικά μπορείτε να βρείτε πλθροφορίεσ ςτισ πθγζσ τθσ επιςτθμονικισ και τεχνικισ βιβλιογραφίασ [5]

40

4.3 Περιγραφό μοντελοπούηςησ Oracle Sun Sunspot.

 Συγκεντρώνοντασ ςτην πρϊξη δεδομϋνα από εικόνεσ και ειςαγωγό ςτην δομό και αρχικοπούηςη του project. Πλεσ οι εικόνεσ που κα χρθςιμοποιθκοφν ςαν references είναι πάντα κάκετεσ ωσ προσ το επίπεδο που κζλουμε ςυγκεκριμζνα εδϊ είναι το XZ δθλαδι το επίπεδο του ορίηοντα. Φροντίηουμε λοιπόν να τοποκετοφμε τθν κάμερα όςο γίνετε πιο κάκετα . Ο φωτιςμόσ ςτισ εικόνεσ αυτζσ πρζπει να είναι το κατά δφναμθ ομοιόμορφοσ. Το βζλτιςτο κα ιταν να ζχουμε ζνα φωτιςμό τφπου studio δθλαδι από όλεσ τισ μεριζσ λευκό φωσ που δεν “καίει” το χρϊμα. Το φωσ από πολλζσ μεριζσ και ιδιαίτερα αν είναι φωσ περιοχισ , εγγυάται ότι δεν κα αποτυπωκοφν ςκιζσ επάνω ςτθν εικόνα μασ. Οι απζναντι ςκιζσ αλλθλοεξουδετερϊνονται από τα φϊτα. Με αυτόν τον τρόπο αποφεφγονται επίςθσ οι γυαλάδεσ. Οι λιψεισ ζγιναν χωρίσ φλασ. Με τον ίδιο ακριβϊσ τρόπο λαμβάνουμε και εικόνεσ για textures. Επίςθσ αν δεν ζχουμε το αντικείμενο ςτα χζρια μασ φροντίηουμε να επιλζγουμε τα ζτοιμα references με βάςθ τα ίδια κριτιρια που περιγράφθκαν παραπάνω (κάκετθ λιψθ ςκιζσ χρϊμα κλπ). Για τθν δθμιουργία εικόνων μζςω προγράμματοσ ςχεδίαςθσ δεν τίκεται λόγοσ οπτικισ γωνίασ είδθ θ κάτοψθ είναι απόλυτα κάκετθ. Άρα κα μποροφςαμε να εξάγουμε αυτι τθν κακαρά ςχεδιαςτικι εικόνα (π.χ. μόνο pads) ςε ζνα πρόγραμμα επεξεργαςίασ εικόνασ για να φτιάξουμε εικόνεσ οδθγοφσ ι textures Για το παράδειγμα τθσ πτυχιακισ χρθςιμοποιικθκε ζνα πολφ απλό setup 4 φϊτα από πλάγια και πανί λευκό γφρω από τον αιςκθτιρα. Θ κάμερα τοποκετικθκε κάκετα με τθν βοικεια ενόσ τρίποδα και ενόσ αντικειμζνου ςτιριξθσ. Για τα references υπό μορφι ςχεδίου ζχει επικρατιςει και ο όροσ αποτφπωμα εμείσ αυτι τθν ςτιγμι δεν κα χρθςιμοποιιςουμε blueprints. Ρεριςςότερεσ λεπτομζρειεσ και ςυμβουλζσ ωσ προσ τθν φωτογράφθςθ υφϊν με εξειδικευμζνα setups παρακζτω με ςτο [4]. Ρρϊτο μασ μζλθμα τϊρα που ζχουμε τθν ςυςκευι Sunspot ςτα χζρια μασ είναι να τθν φωτογραφιςουμε ςτο επίπεδο του XZ ( κάκετα δθλαδι ), τισ εικόνεσ αυτζσ τισ αποκθκεφουμε ςτο καινοφριο project που κα φτιάξουμε ςε λίγο. Φάκελοσ ProjectName>Pictures. Τισ εικόνεσ μποροφμε να τισ τοποκετιςουμε ςε υποφάκελουσ κάτω πάντα από το ίδιο “pictures”. Τα πάντα ςτο softimage αποκθκεφονται ςε projects που ζχουν μια ςυγκεκριμζνθ δομι το default project του λογιςμικοφ είναι το XSI_SAMPLES καλφτερα είναι να δθμιουργιςουμε ζνα καινοφριο. Μποροφμε να αποκθκεφςουμε τα νζα projects μασ ςε οποιοδιποτε μζροσ του ςκλθροφ δίςκου. Δεν απαιτείτε απαραίτθτα ζνα project για κάκε τι που κάνουμε. Κα μποροφςαμε να ονομάςουμε ζνα projectTest_site και εκεί μζςα να ζχουμε ςκθνζσ δοκιμαςτικζσ. Αν κεωριςουμε ότι το project μασ είναι γενικά μεγάλο,(με πολλά δικά του αρχεία κλπ.), ι ότι πρζπει να είναι απομονωμζνο, αρχικοποιοφμε ζνα καινοφριο αποκλειςτικό project. Στο παράδειγμα μασ το Project μποροφμε να το ονομάςουμε π.χ. “Wireless_kit”. Ζνασ μθχανικόσ όταν ζχει να κάνει μια πολφ επαγγελματικι δουλειά που κα μοιραςτεί, πρζπει να φροντίςει να τθν υλοποιιςει ςε διαφορετικό Project, για να είναι αυτοφςια, και να μπορεί να τθν μεταφζρει εφκολα ςε άλλο PC. Ειδικότερα εάν δουλεφουν άτομα παράλλθλα ςτο ίδιο project αυτό κρίνετε προαπαιτοφμενο. Ρρζπει επίςθσ να φροντίςει για λόγουσ καλισ ςυνεργαςίασ να ονομάςει τα πάντα με κατανοθτά ονόματα και να ζχει τθν ςκθνι του ευανάγνωςτθ και ιεραρχία του να ζχει κάποια λογικι.

! -ΠΡΙΝ ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΒΗΜΑ- !

Σηο Softimage δημιοςπγούμε ένα καινούριο project με όνομα ηηρ απεζκείαρ μαρ, από File>NewProject (οι αγγλικοί σαπακηήπερ είναι απαπαίηηηοι ζηο όνομα πος θα επιλέξοςμε. Μεηαθέποςμε όπυρ πεπιγπάταμε παπαπάνυ ηιρ εικόνερ ζηο “ProjectName”>Pictures και παπαμένοςμε, πάνηα ζηο Modeling tab ηηρ εθαπμογήρ (Εικόνα 4.2.2), καθώρ μόλιρ απσίζαμε ηην διαδικαζία μονηελοποίηζηρ.

Επίζηρ για λόγοςρ εςκολίαρ καηά ηην καηαζκεςή, για μεγαλύηεπη εςκπίνεια και καηανόηζη ηυν ζσημάηυν πποηείνοςμε να έσεηε ηαςηόσπονα ανοισηό ζε κάποιον image viewer και ηον καηάλογο HD Tutorial με ηην διαδικαζία ζε εικόνερ ςτηλήρ εςκπίνειαρ. Ο καηάλογορ παπαηίθεηαι ζηο CD ηηρ πηςσιακήρ. Να ζημειώζοςμε επίζηρ όηι κάποια βήμαηα ζηο HD tutorial είναι επεξηγημένα με πεπιζζόηεπερ εικόνερ και ζε πολύ λίγερ πεπιπηώζειρ με ελαθπώρ διαθοπεηική ηεσνική. Τα ζημεία αςηά δεν δημιοςπγούν ππόβλημα ζηο tutorial και οι δςο ηεσνικέρ έσοςν θεμιηά αποηελέζμαηα. 41

 ΒΗΜΑ 1Τοποθετώντασ εικόνεσ οδηγούσ ςτην εφαρμογό. Ππωσ αναφζρκθκε και ςτο κεφάλαιο 4.1 όπου περιγράφετε και πια ςειρά τα ακολουκιςουμε ςτθν οπτικοποίθςθ, κα οπτικοποιιςουμε αρχικά τθν πλακζτα 1 του Sunspot (εικ. 4.1.1 δεφτερο ςτοιχείο) με τθν μζκοδο των εικόνων οδθγϊν ζχοντασ ωσ ςτόχο μια οπτικοποίθςθ φωτορεαλιςμοφ αρκετά ικανοποιθτικισ ακρίβειασ και λεπτομζρειασ για το ςκοπό αυτό κα μοντελοποιθκοφν και τα θμιαγωγικά ςτοιχεία που απαρτίηουν τθν πλακζτα ςαν αυτοφςια μοντζλα. Το πρϊτο πράγμα που κάνουμε είναι να τοποκετιςουμε τθν εικόνα του οδθγοφ τθσ πλακζτασ e_demo_board του sunspot μζςα ςτο πρόγραμμα πάνω ςε ζνα grid. Ακολουκεί θ διαδικαςία:

o Αλλάηουμε οπτικι απο πάνω αριςτερά ςτο κεντρικό μασ παράκυρο που αναγράφει camera, επιλζγουμε πάνω όψθ δθλαδι τθν επιλογι Τop. Συνεχίηουμε με: o Get>Primitive>Polygon Mesh>Grid, Subdivisions U, V = 1, 1 UVLength (Ρλάτοσ)=10,23 UVHeight (μθκοσ)=12,88 , κλείνουμε το παράκυρο.

Με επιλεγμζνο το gridγια όλα τα παρακάτω:

o Get>Properties>Texture Projection>ΧΗPlanar, κλείνουμε το παράκυρο. o Get>Material>Lambert (Το ονομάηουμε Ref_Top_Illum),κλείνουμε το παράκυρο. o Κάνουμε Freeze ( πλικτρο κάτω δεξιά ςτο interface του Softimage ). o Ανοίγουμε το Render Tree(με το πλικτρο “7”)επιλζγουμε το πορτοκαλί πλαίςιο πατάμε enter και αλλάηουμε το όνομα του material ςε Ref_top_mat o Μζνουμε ςτο Render Tree ανοίγουμε το πράςινο πλαίςιο με όνομα Ref_top_Illum είτε (με enter είτε με διπλό κλικ) και ειςάγουμε μια εικόνα ςτθν “μπρίηα” ( “port” ) δίπλα από το Diffuse αυτό γίνετε με κλίκ πάνω ςτθν “μπρίηα” και επιλζγοντασ Image. o To Render Tree ανανεϊνεται αυτόματα με κάκε νζα προςκικθ, εδϊ βλζπουμε ότι προςτζκθκαν 2 νζα ςτοιχεία. Ππωσ διαπιςτϊνουμε ζχει ανοίξει και ζνα καινοφριο παράκυρο με τθν ονομαςία : “Ref_top_mat : Image“ που είναι ςτθν ουςία τα properties του ανοιχτοφ πράςινου κόμβου. Nolcon pic είναι μια εικόνα που ςυνδζει αυτόματα το Softimage ϊςτε να βλζπουμε αυτόματα τισ αλλαγζσ. Στο καινοφριο λοιπόν παράκυρο επιλζγουμε ςτο texture projection («ςυνεταγμζνεσ υφισ») αυτό που δθμιουργιςαμε μερικά βιματα πιο πίςω δθλαδι το ( “Planar XZ” ). o Για να δοφμε ότι όντωσ κάτι αλλάξαμε κάνουμε κλικ πάνω δεξιά ςτο παράκυρό του κεντρικοφ viewport εκεί που λζει “wireframe” και επιλζγουμε το “Textured”.

Δθλαδι πρζπει να αλλάξουμε γενικότερα τθν οπτικι μασ από μορφι: ςε μορφι: για να βλζπουμε τισ υφζσ. o Με το κουμπί S(και με το mouse)μποροφμε να κοιτάξουμε το αντικείμενο μασ ςφαιρικά. Ζχει τοποκετθκεί επάνω του θ εικόνα Nolcon.pic (*.pic είναι ζνα formatεικόνασ του Softimage) Μάλιςτα βλζπουμε ότι θ εικόνα είναι οπτικά “πιεςμζνθ”. o Γυρνάμε ςτο Render Tree πλικτρο “7” ανοίγουμε πάλι τθν εικόνα( ανοιχτόχρωμο πράςινο- μπλε πλαίςιο)και επιλζγουμε New>New_from_file (Πλεσ τισ εικόνεσ που κα χρθςιμοποιιςουμε πρζπει όπωσ προείπαμε να τισ ζχουμε είδθ ςτο Project μασ π.χ. Ptyxiakh\Pictures. Μζςα ςτο pictures λοιπόν ςτον κατάλογο που δθμιουργοφμε: Oracle_sun_spot\edemoboard πρζπει να βρίςκεται θ εικόνα edb_up_color.jpg τθν επιλζγουμε. o Στο RenderTreeςβινουμε το nolconpic επιλζγοντασ το και delete(Γιατί δεν το χρειαηόμαςτε πλζον). Ζπειτα με το mouse κάνουμε κλικ μζςα ςτα παράκυρο του Render Tree(ςε ουδζτερο ςθμείο)και πιζηουμε το ςυνδυαςμό πλικτρων “Ctrl+R” για να τακτοποιιςουμε αυτόματα τουσ κόμβουσ μζςα του.

42

Ππωσ παρατθροφμε ζχουμε δθμιουργιςει το reference plane που κζλαμε είδθ και επειδι βλζπουμε το texture απευκείασ ςτθν οπτικι, κατανοοφμε και ςε ςχζςθ με τον χϊρο πόςο μεγάλο κα γίνει το αντικείμενο μασ. Κατανοοφμε επίςθσ και τoν τρόπο τοποκζτθςθσ του ςτο χϊρο. Κλείνουμε όλα τα παράκυρα εκτόσ από τον explorer δεξί κλικ επάνω ςτο grid και πθγαίνουμε ςτο properties>viewing ςτο παράκυρο που κα ανοίξει επιλζγουμε ςτο select ability να είναι κενό( να μθν είναι δθλαδι ενεργοποιθμζνο) και κλείνουμε το παράκυρο. Εάν τϊρα φτιάξουμε ζναν κφβο Get > primitive > Polygon_Mesh > Cube ( Length =2 ) βλζπουμε ότι ςτο κεντρικό παράκυρο μποροφμε να επιλζξουμε τον κφβο αλλά όχι τθν εικόνα οδθγό. Τζλοσ για να κάνουμε ςαφζσ ότι πρόκειται για ζνα Reference επίπεδο. Μποροφμε να απενεργοποιιςουμε και το render Visibility (ϊςτε να μθν φαίνεται ςτο render) (δεξί κλικ επάνω ςτο grid properties > viewing). Ζπειτα κάνουμε αλλαγι ονόματοσ ςτο Grid ςε : “Top_Reference_Plane”. Θ αλλαγι ονόματοσ γίνεται με “F2” ςτισ ονομαςίεσ ςτον Explorer( όπωσ ςτα windows )ζχοντασ φυςικά επιλεγμζνο το grid, ι ανοίγοντασ το Grid με διπλό κλικ ι enter και αλλάηοντασ τθν ονομαςία. Εδϊ να κάνουμε ςαφζσ ότι κάκε ςτοιχείο του Render Tree ονομάηετε και κόμβοσ(GBNode). Σαφζσ είναι πλζον ότι το Render Tree είναι το μζροσ όπου φτιάχνουμε τα υλικά μασ και τισ υφζσ μασ δθλαδι το μζροσ όπου περιγράφετε ο SHADER αναλυτικά. Το textureprojection από τθν άλλθ ορίηει με πιo τρόπο κα απλϊςουμε μια εικόνα ςε ζνα αντικείμενο επιςτθμονικά ονομάηεται ςφςτθμα ςυντεταγμζνων υφισ. Ολοκλθρϊνοντασ αυτι τθν διαδικαςία θ ςκθνι μασ πρζπει να ομοιάηει κάπωσ ζτςι:

Εικόνα 4.3.1 Βιμα 1

Σε αυτό το ςθμείο αποκθκεφουμε τθν ςκθνι μζςα πάντα μζςα ςτο project που δθμιουργιςαμε ςτον κατάλογο \ptyxiakh\Scenes\ (με όνομα ) " Oracle_Sun_spot_01 ", όλεσ οι ςκθνζσ μασ ςϊηονται με τθν χαρακτθριςτικι κατάλθξθ αρχείου .scn (ςκθνι, scene). Τα *.scn δεν περιζχουν εικόνεσ κλπ. Επειδι ακριβϊσ κζλουμε να ςϊςουμε κάκε βιμα, για να μποροφμε να ανατρζξουμε ςε προθγοφμενα βιματα, και επιπλζον για λόγουσ αςφαλείασ, γι’ αυτό τον λόγο επιλζγουμε ζναν αφξων διψιφιο αρικμό ςτο τζλοσ του ονόματοσ που αρχίηει από“_01” και αυξάνει όπωσ ςτο δεκαδικό ςφςτθμα ςτα μετζπειτα βιματα όπωσ κα δοφμε χαρακτθριςτικά. Εάν για οποιοδιποτε λόγο επικυμοφμε να ςϊςουμε περιςςότερα βιματα κατά τθν διαδικαςία μποροφμε να χρθςιμοποιιςουμε και γράμματα τθσ Αγγλικισ αλφαβιτου δεξιότερα του αφξοντα διψιφιου δεκαδικοφ, (π.χ ςε προχωρθμζνο ςτάδιο κα μποροφςε να υπάρχει μια ςκθνι με όνομα Oracle_Sun_spot_55b) οι καταλιξεισ αυτζσ μασ επιτρζπουν να ζχουμε ζωσ και 2400 βιματα – ςκθνζσ , άρα είναι είδθ υπζρ αρκετζσ κατά πολφ. Το “0” επίςθσ ειςάγετε για να μθν υπάρξει πρόβλθμα με τθν τακτοποίθςθ αρχείων ( κατά όνομα ) του λειτουργικοφ windows.

43

 BHMA 2 Βαςικό πλακϋτα (Σώμα)ςχόμα Π ςτο κϊτω μϋροσ. Ραρατθροφμε το πλαςτικό κομμάτι τθσ πλακζτασ, ςτο ίδιο επίπεδο με τθν πράςινθ περιοχι βρίςκονται διάφορα ςτοιχεία μεταξφ αυτϊν είναι και διάφορεσ οπζσ που διαπερνάν όλο το πλαςτικό κακϊσ και ζνα κενό ςτο χρϊμα ςαν π ςτο κάτω μζροσ τθσ αρχικά κα υλοποιιςουμε το ςχιμα αυτό( τθν οπι )και ςε δεφτερθ φάςθ τισ μικρζσ πολυάρικμεσ οπζσ. Ράντα κεωρείτε καλφτερα να δουλεφουμε πρϊτα ςε λιγότερα περίπλοκα ςχιματα, με αυτό τον κανόνα κάνουμε πρϊτα το «π». Ζνασ τρόποσ για να ανοίξουμε πολλζσ οπζσ επάνω ςε ζνα επίπεδο πολυγωνικό ςχθματιςμό, είναι να “περιορίςουμε” τισ οπζσ αυτζσ αρχικά μζςα ςε τετράγωνα. Ολόκλθρθ θ διαδικαςία που κα δοφμε κα καταλιξει ςε τετράγωνεσ τρφπεσ. Για να δουλζψουμε ςε ίδιο επίπεδο με ζνα reference κα κάνουμε το ςϊμα τθσ πλακζτασ θμιδιαφανζσ με μια local μεταβλθτι xray. Κα δϊςουμε φψοσ ςτθν πλακζτα αφοφ είμαςτε ςίγουροι ότι κάναμε ςωςτά τθσ τρφπεσ. Κα πρζπει να κάνουμε όλεσ τισ οπζσ με το χζρι γι’ αυτό κα δουλζψουμε αρχικά πάνω ςε ζνα επίπεδό (primitive mesh - grid) το οποίο ζχει κεωρθτικά μθδενικό πάχοσ. Ασ δοφμε τϊρα πωσ γίνεται ςτθν πράξθ:

o Στο κεντρικό παράκυρο (Εικ. 4.2.1 αρικμόσ 7)εντοπίηουμε πάνω δεξιά τθν περιοχι όπου αναγράφετε ( το είδοσ εμφάνιςθσ τθσ οπτικοποίθςθσ αλθκινοφ χρόνου ) “wireframe” ,και επιλζγουμε το ‘Textured’. o Δθμιουργοφμε το πολυγωνικό επίπεδο με: Get>Primitive>Polymesh>Grid(Εικόνα 4.2.1, κζςθ:2),άμεςα αναδφεται ζνα νζο παράκυρο αρχικοποίθςθσ ( ι “δθμιουργίασ” ) ενόσ νζου αντικειμζνου, μζςα ςε αυτό υπάρχουν παράμετροι, του δίνουμε μια αρχικι μορφι (μζγεκοσ και μορφολογία), ειςάγοντασ τισ παρακάτω τιμζσ: UVLength (Ρλάτοσ): 10,23 UVHeight (Μικοσ): 12,88 Subdivisions: U =3 ,V =1 . ( και κλείνουμε το παράκυρο δθμιουργίασ επιπζδου ). o Ονομάηουμε το grid(Rename me “f2): “plaketa” (απο τον explorer). o Ανοίγουμε επιπλζον το αντικείμενο plaketa ςτον explorerμε το «+». o Κάνουμε διπλό clickςτο display. o Επιλζγουμε «ναι», να κάνει ζνα local copy. o Στο Xray επιλζγουμε τθν τιμι ‘0.2’ . o Επιλζγουμε edge από το μενοφ select δεξιά πάνω ςτο Interface του Softimage. o Με το mouse επιλζγουμε τισ δφο γραμμζσ που βρίςκονται μζςα ςτο επίπεδο εκ δεξιϊν και αριςτερϊν του κφβου κάνοντασ ζνα rectangle που τισ ακουμπά, (ότι μπαίνει μεσ το tool (select edge)κα κοκκινίςει) αν επιλζξουμε τθν μια και μετά κζλουμε να επιλζξουμε και τθν άλλθ επιπρόςκετα πατάμε και “SHIFT”. o Επάνω αριςτερά ςτθν οπτικι μασ (εκεί που αναγράφεται :Camera,μζςα ςε ζνα μοβ πλαίςιο) επιλζγουμε τθν ιςομετρικι οπτικι ςχεδίαςθσ ”top”. o Από δεξιά πάνω επιλζγουμε ςτο πλαίςιο του κεντρικοφ παράκυρου που αναγράφει wireframe επιλζγουμε Textured(ϊςτε να βλζπουμε και εδϊ χρϊματα και υφζσ). o Με το πλικτρο «S» πατθμζνο και με το μεςαίο Mouse(zoom)κακϊσ και με το αριςτερό mouse(pan)μεταφερόμαςτε κοντά ςτθν περιοχι όπου υπάρχει το κενό που είναι ςαν Ρ ςτθν πλακζτα.(Εάν προςζξουμε το softimage από μόνο του όταν το κάκε πλικτρο ςτο ποντίκι κάνει άλλθ λειτουργία φροντίηει να το επεξθγιςει ςτο χαμθλότερο του ςθμείο κάτω από τθν γραμμι χρόνου και τον Player): Σο orbit ςε Top view δεν κάνει τίποτα. ΢ε αυτό το ςθμείο προτείνω να πειραματιςτείτε με τθν περιιγθςθ με τθν κάμερα με το μεςαίο και το αριςτερό mouse, κεντράρετε το αντικείμενο πιζηοντασ ςτο κζντρο του TOP ςτον κφβο περιιγθςθσ που βρίςκετε πάνω αριςτερά. Εάν πιζςετε κάτι λάκοσ ςτον κφβο αφοφ πειραματιςτείτε είναι καλό να επαναφζρετε τθν οπτικι TOP ςτθν default κζςθ με το ςπιτάκι που ζχει δίπλα ςτον κφβο περιιγθςθσ( εμφανίηετε με mouse_over ). Εν πάςθ περίπτωςθ όπωσ είπαμε και πριν ηουμάρετε ςτθν περιοχι του κενοφ που είναι ςαν Π ςτθν κάτω μεριά τθσ πλακζτασ με τθσ δυο edgesεπιλεγμζνεσ (κοιτάμε πάντα το αντικείμενο από πάνω).

44

o Ριζηουμε το πλικτρο “S” ( «scale» )δεξιά ςτο μενοφ ϊςτε να ανάψουν τα red green blueχρϊματα των transformations, επιλζγουμε επίςθσ Global αναφορικό ςφςτθμα ςυντεταγμζνων και C.o.G ( Center of Geometry ). o Κάνουμε κλικ ςτθν διάςταςθ Χ ςτο πάνελ των transformations ϊςτε να είναι αναμμζνο μόνο το κόκκινο χρϊμα (ζτςι κάνουμε scale μόνο ςτο x των global ςυντεταγμζνων που επιλζξαμε πριν). o Φςτερα κάνουμε κλικ ςτο κζντρο τθσ οπτικισ κρατάμε το ποντίκι πατθμζνο και ςφρουμε το ποντίκι, ϊςπου οι δυο αυτζσ γραμμζσ (edges) να εφάπτονται ςτο ςχιμα Ρ (τθσ εικόνασ) από δεξιά και αριςτερά του. o Επειδι δεν είναι ακριβϊσ ςτο κζντρο θ εικόνα διορκϊνουμε τθν τοποκζτθςθ επιλζγοντασ μία μία τισ γραμμζσ με το edge και πατϊντασ το Τ ςτα ( transformations δεξιά ςτο softimage UI ) και επιλζγοντασ πάλι μόνο το Χ ςφρουμε το Mouse μζχρι να ζρκουν ακριβϊσ εκεί που κζλουμε ηουμάρουμε αν χρειαςτεί για ακρίβεια. Σε αυτό το ςθμείο πρζπει να ζχει γίνει θ τοποκζτθςθ. Συντόμευση : τα transformations, μποπούμε να τα επιλέξουμε γπήγοπα με τα πλήκτπα X,C,V.

o Ραρακάτω φτιάχνουμε τθν οριηόντια γραμμι με το tool “add edge tool” ςτο οποίο ζχουμε πρόςβαςθ με το πλικτρο ‘ \ ’ (βρίςκεται εναλλακτικά ςτο μενοφ Modify > Component > add_edge ) Δθμιουργοφμε τθν Οριηόντια γραμμι κάνοντασ κλικ ςτθν μία γραμμι θ οποία κοκκινίηει όταν πάμε το Mouse από πάνω (με shift φτιάχνουμε παράλλθλεσ / κάκετεσ / οριηόντιεσ / διαγϊνιεσ γραμμζσ ) και ςφρουμε ωσ τθν απζναντι γραμμι οριηόντιοσ, καταλαβαίνουμε ότι φτάςαμε ςτθν άλλθ γραμμι, όταν και αυτι γίνει κόκκινθ, άλλο ζνα κλικ επί τόπου για να τθν δθμιουργιςουμε , πλικτρο esc ι δεξί κλικ για να βγοφμε από το εργαλείο add edge. Εάν δεν μασ ικανοποιεί θ κζςθ τθσ οριηόντιασ edge διορκϊνουμε με transform (μπλε χρϊμα άξονασ) Και αυτό κα το κάνουμε κάπωσ διαφορετικά αυτι τθν φορά πατάμε V λοιπόν (βλζπουμε ότι ενεργοποιικθκε το εργαλείο transform) ζχουμε πάντα διαλεγμζνο

το C.O.G και το Global. Επιλζγουμε και τουσ τρεισ άξονεσ με το εικονίδιο: Ραρατθροφμε ςτο κεντρικό παράκυρο ότι ζχουν εμφανιςτεί δφο (βζλθ) άξονεσ μπλε και κόκκινοσ (ο άλλοσ δεν φαίνεται επειδι κοιτάηουμε από πάνω) με κζντρο τθν επιλεγμζνθ οριηόντια edge. Βάηουμε το Mouse επάνω ςτον άξονα Η δθλαδι ςτο μπλε βζλοσ βλζπουμε ότι γίνετε κίτρινο το κάνουμε κλικ επί τόπου και με πατθμζνο το ποντίκι ςφρουμε, ϊςπου να κολλιςει ακριβϊσ ςτο Ρ.

Εικόνα 4.3.2 Βιμα 2α Globalκαι Localςυντεταγμζνεσ προσ το παρϊν είναι ίδιεσ επειδι δουλεφουμε ςε ζνα «τετραγωνοειδζσ» αντικείμενο που δεν ζχει υποςτεί περιςτροφι, δεν ζχει δθλαδι αλλάξει ςε ςχζςθ με τουσ βαςικοφσ άξονεσ, επιλζγουμε ζωσ τϊρα όπωσ είδαμε global για να κατανοιςουμε τισ μετακινιςεισ, translate, scale, αρχικά ςε ςχζςθ με τον κόςμο.

45

Σε αυτό το selection τον edges, επιλζγουμε όπωσ προείπαμε τισ δυο μεγάλεσ κάκετεσ γραμμζσ που ςυνεχίηουν πάνω από το Ρ, και πατάμε ‘ctrl+;’ για να κάνουμε αφομοίωςθ(dissolve).

Γλωξηκία κε ηα εξγαιεία: Τα πεξηζζόηεξα εξγαιεία, όπωο ε επηινγή select ε αθνκνίωζε (dissolve), ε θαηάξγεζε / αθαίξεζε / ζβέζε (delete), νη κεηαθηλήζεηο (translations) κπνξνύλ λα εθαξκνζηνύλ, ζε όια ηα είδε ππνζπζηαηηθώλ πνπ απαξηίδνπλ πνιπγωληθά κνληέια. Κάπνηα από απηά ιεηηνπξγνύλ αθόκε θαη ζε επίπεδν αληηθείκελωλ ή αθόκε θαη ζε αλώηεξεο ηεξαξρηθά δνκέο. Έηζη κπνξνύκε γηα παξάδεηγκα λα αθνκνηώζνπκε, κεηαθηλήζνπκε, λα επηιέμνπκε, λα ζβήζνπκε πνιύγωλα ή ζεκεία κε ηηο ίδηεο ζπληνκεύζεηο (ή αθόκε πην αθόκε πην γεληθά λα ζβήζνπκε «νηηδήπνηε ζβήλεηε» κε ην ίδην πιήθηξν ) .

Απηό ζεκαίλεη πξαθηηθώο όηη θάπνηα εξγαιεία δελ είλαη εμεηδηθεπκέλα «θιεηζηά» εξγαιεία, γηα ηελ αθξίβεηα είλαη «πνιπεξγαιεία - γεληθνύ ηύπνπ». Σηνλ αληίπνδα ππάξρνπλ ηα ‘εμεηδηθεπκέλα εξγαιεία - εηδηθνύ ηύπνπ’ ηα νπνία είλαη θηηαγκέλα γηα έλαλ κόλν ζθνπό, (όπωο ην add edje tool - εξγαιείν πξνζζήθεο αθκώλ).

o Επόμενο βιμα είναι να επιλζξουμε το πολφγωνο του «Ρ» επιλζγουμε να δουλζψουμε με πολφγωνα (από τον επιλογζα - polygon) και ςχθματίηουμε ζνα μεγάλο rectangle selection (με πατθμζνο mouse) που να περιλαμβάνει το ίδιο το πολφγονο, όταν το επιλζξουμε κα γίνει κόκκινο. Εναλλακτικά και πιο γριγορα πιζηοντασ «U» με κλικ ςτο κζντρο του πολφγωνου Ρ), αφοφ το επιλζξουμε το αφαιροφμε με το πλικτρο “DEL”. o Κάνουμε freeze και ςτθν “plaketa” και ζπειτα από τον επιλογζα διαλζγουμε να δουλζψουμε με ςθμεία (“ points/vertexes “ ) (Επιλογζασ : Εικόνα 4.2.1, κζςθ 5) o Με το «\» βάηουμε 5 ςθμεία ςτο Ρ πατϊντασ “ctrl” για να βρίςκουμε τα “midpoints” των άκμων ςυνεπϊσ αρχίηουμε πρϊτα με το ςθμείο 1 που χωρίηει τθν πάνω γραμμι του Ρ, και ζπειτα βάηουμε τα άλλα τζςςερα (όπωσ δείχνει το ςχιμα παρακάτω), όταν εμφανίηετε μια γραμμι πατάμε δεξί κλικ για να εξαφανιςτεί (δεν κζλουμε να φτιάξουμε edges προςκζτουμε απλϊσ ςθμεία).

Εικόνα 4.3.3 Βιμα 2β

(*Επιςιμανςθ: Από αυτό το ςθμείο και ζπειτα κα αφινω να εννοθκεί, ότι πρϊτα γίνεται επιλογι πριν κάνουμε οτιδιποτε, και γενικότερα ςιγά ςιγά κα αφαιρϊ ότι ζχει είδθ αναφερκεί προθγουμζνωσ μια ι δφο φορζσ).

o Κάνουμε μεγζκυνςθ (scale x) ςτα τρία μεςαία ςθμεία τθσ οριηόντιασ γραμμισ του Ρ ϊςπου να ζρκουν κοντά ςτθν αρχι τθσ καμπφλωςθσ (cog-world, on always). o Ανεβάηουμε τα μζςα ςθμεία τον κάκετων ( translate ) ϊςπου να ζρκουν κοντά εκεί που αρχίηει θ καμπφλωςθ του π ςτθν εικόνα ( αρχι τθσ ςτρογγυλοποιθμζνθσ γωνίασ ) . Για να καταλάβουμε που περίπου κζλουμε τα ςθμεία αρκεί να ρίξουμε μια ματιά ςτθν εικόνα του βιματοσ 2γ:

46

Εικόνα 4.3.4 Βιμα 2γ o Ζπειτα επιλζγουμε τα points ςτισ γωνίεσ του Ρ και τα ςβινουμε με ctrl+del. o Ζπειτα επιλζγουμε Edgesκαι διαλζγουμε όλεσ τισ ακμζσ που απαρτίηουν το «Ρ». o Modify>Poly.Mesh>BevelComponents και κλείνουμε το παράκυρο του Bevel. o Τζλοσ κάνουμε ζνα freeze ςϊηουμε τθν ςκθνι ςαν “Oracle_Sun_spot_02” ,και γυρνάμε τθν οπτικι ςε camera mode από πάνω αριςτερά και ζχουμε ακόμα επιλεγμζνο το point selection mode. Αν όλα πιγαν καλά θ ςκθνι μασ πειράηοντασ λίγο τθν τοποκζτθςθ τθσ κάμερασ με το S και το orbit με το πρζπει να μοιάηει κάπωσ ζτςι:

Εικόνα 4.3.5 Τζλοσ Βιματοσ 2

47

 BHMA 3 Συνϋχεια ςτο Π και Σώμα πλακϋτασ οπϋσ. Μια μικρι αλλαγι που κα κάνουμε είναι να κατεβάςουμε το reference plane ελάχιςτα ( για να μθν ενοχλεί )ςτο Y ςτθν τιμι -0.01 ϊςτε να μθν μπλζκεται ςτο ίδιο επίπεδο με το xray τθσ πλακζτασ και δθμιουργοφνται οπτικά λάκθ “artifacts” (από ανάμειξθ πολυγϊνων). Αυτό κα το κάνουμε με space και επιλζγοντασ το από τον explorer, (κυμόμαςτε πάντα ότι εμείσ ορίςαμε να μθν είναι δυνατόν να επιλζγετε από τθν οπτικι). Ζπειτα από τα transformations ςτο translate Y γράφουμε απευκείασ ςτο πλαίςιο -0.01 ςτο πεδίο τιμϊν δίπλα από το Υ. Μζχρι τϊρα ζχουμε επιτφχει μια πολφ αρχικι μορφι ςτθν πλακζτα μασ. Με το πλικτρο «H» μποροφμε να εμφανίςουμε – αποκρφψουμε, το “reference plane” για να το δοφμε μόνθ τθσ τθν πλακζτα οποιαδιποτε ςτιγμι .Αν κζλουμε να φαίνονται οι γραμμζσ (“edges”) ακόμα και όταν δεν ζχουμε διαλεγμζνο ζνα shaded (δθλαδι μθ γραμμικό) αντικείμενο: πάμε ςτο Textured>Display Options και επιλζγουμε show wireframe on Unselected Objects . Ππωσ παρατθροφμε τϊρα οι ακμζσ εμφανίηονται με μαφρο χρϊμα όταν το αντικείμενο δεν είναι επιλεγμζνο. Επαναφζρουμε λοιπόν το Reference plane και ςυνεχίηουμε:

o Με το εργαλείο μαχαίρι(knifetool) με το πλικτρο «[» ‘κόβουμε’ (από το top view πάντα) το αντικείμενο μασ ςτα ςθμεία οποφ βλζπουμε δυο οριηόντιεσ άςπρεσ γραμμζσ, “κόβουμε” ςτθν διεφκυνςθ του άξονα Χ πάνω και κάτω από τισ μεγάλεσ χρυςόχρωμεσ οπζσ εάν προςζξουμε ςτθν εικόνα οδθγό υπάρχει ζνα άςπρο πλαίςιο. Τισ τοποκετοφμε όπωσ φαίνεται και ςτθν εικόνα του βιματοσ 3α (παρακάτω). Το knife tool το χειριηόμαςτε ωσ εξισ: κάνοντασ κλικ ςτο επικυμθτό φψοσ - πατϊντασ Shift και τραβϊντασ μια μικρι ευκεία, ςτθν ςυνζχεια ξανά κλικ για να κατοχυρωκεί. Και για τζλοσ δεξί κλικ ι ESC για ζξοδο από το tool. o Ζπειτα όπωσ κάναμε και νωρίτερα με το εργαλείο προςκικθσ ακμϊν ( Add edgetool ) βάηουμε και τισ κάκετεσ γραμμζσ. Δθλαδι «\» κλικ ςε μία γραμμι και shift και ξανά κλικ ςτθν άλλθ γραμμι με τισ γραμμζσ αυτζσ πλαιςιϊςαμε απλά τθν περιοχι.

Εικόνα 4.3.6 Βιμα 3α

o Επιλζγουμε το κεντρικό αυτό πολφγωνο με «U»και κλικ ςτο κζντρο του. o Modify>Poly.Mesh>Dice_Polygons( Εικόνα 4.2.1, κζςθ 2κάτω ). Ειςάγουμε: XZ, Global, X=9, Z=1 . Αφινουμε όλα τα άλλα ωσ ζχουν και κλείνουμε το παράκυρο τθσ λειτουργίασ (κατάτμθςθ) dice. o Αμζςωσ μετά ςτο ίδιο πολφγωνο:Modify>Poly.Mesh>Extrude_along_axis o Ξεδιαλζγουμε το Mergeκαι κάνουμε το length=0 , κλείνουμε το παράκυρο. o Αμζςωσ μετά κάνουμε Scale με local επιλεγμζνο, ξεδιαλζγουμε το COG, επιλζγουμε από τα χρϊματα μόνο Η και Χ άξονεσ και κάνουμε scale από τθν οπτικι ϊςπου τα μικρά τετράγωνα κφκλοι, να εφαρμόςουν ςτα εςωτερικά τοιχία των οπϊν, όπωσ ςτθν εικόνα 3β .

Εικόνα 4.3.7 Βιμα 3β

o ΕπιτόπουModify>Poly.Mesh>Dice_Polygons o Από άνω δεξιά ςτα μενοφ Select>Adjacent> points 48

o Shift+”πλιν” o Select>Adjacent>Edges o Scale ωσ που να εμφανιςτοφν αυτά τα μικρά ςπαςίματα αν δεν φαίνονται απλά φροντίηουμε να είναι όςο πιο κυκλικό το ςχιμα:

Εικόνα 4.3.8 Βιμα 3γ

o Σε αυτό το ςθμείο επιλζγουμε ξανάSelect>Adjacent>polygons o Και πατάμε Del. o Ρροςοχι: Επαναλαμβάνουμε τθν διαδικαςία( από το μαχαίρι και μετά )χωρίσ να λάβουμε υπόψθ μασ ότι κα κόψουμε κάτι που δεν πρζπει και ςτισ οπζσ πάνω δεξιά.

Εικόνα 4.3.9 Βιμα 3δ

Στθν επανάλθψθ μόνθ διαφορά είναι ότι ςτα dice χωρίςματα κα βάλουμε 4 αντί για 9 όςεσ είναι οι τρφπεσ δθλαδι μείον 1. Αφοφ ζχουμε επαναλάβει όλα τα ςθμεία μζχρι το “Και πατάμε Del” και για τισ 10 οπζσ επάνω καλό είναι ςε αυτό το ςθμείο να κάνουμε μια παφςθ επιςτρζφουμε λοιπόν ςτθν οπτικι προοπτικι (camera ), και ανοίγουμε τον explorer με το “8” για να δοφμε τι γίνεται μζςα ςτο αντικείμενό μασ. Από τον explorer λοιπόν ανοίγουμε το αντικείμενο πλακζτα με το «+» και πατάμε και + ςτο polygon_mesh. Tθν παφςθ αυτι τθν κάνουμε για να καταλάβουμε πωσ το softimage αποκθκεφει τα βιματα ςαν κλθρονομιά. Εδϊ φαίνεται όλο το πλικοσ τον αλλαγϊν μασ από το τελευταίο freeze. Μποροφμε αν κζλουμε να ανοίξουμε το Extrude_Op που κάναμε πριν λίγα βιματα και να βάλουμε length=1 (κα το επαναφζρουμε φυςικά ςτο 0). Κάποια άλλα κα χαλάςουν εάν τα δοκιμάςουμε. Οι διαχειριςτζσ (τα Operators) αυτά όπωσ ονομάηονται, δουλεφουν κεωρθτικά για πάντα, αλλά χαλάνε με παρεμβάςεισ που αλλοιϊνουνε τθν αρχικι δομι ςτθν οποία εφαρμόςτθκαν. Στο Extrude Op δεν «χάλαςε» το τετράγωνο πλαίςιο. Κα κλείςουμε τθν παρζνκεςθ αυτι κάνοντασ Freeze διαλζγοντασ τθν πλακζτα από τθν οπτικι με το space. Ππωσ βλζπουμε ςτον explorer όλα τα operators καταρρζουν, τθν ςτιγμι που κάνουμε το Freeze, αφομοιϊνονται και θ ςκθνι μασ πιάνει λιγότερο χϊρο ( Σο Freeze ςτθν ουςία είναι θ «αποδοχι κλθρονομιάσ» ) . Τζλοσ επιλζγουμε τθν πλακζτα, ςϊηουμε τθν ςκθνι ςαν Oracle_Sun_Spot_03, και από το βαςικό μενοφ λειτουργιϊν του Softimage κάνουμε Edit>Info_Selection θ ςκθνι μασ πρζπει να μοιάηει κάπωσ ζτςι:

49

Εικόνα 4.3.10 Τζλοσ βιματοσ 3

 BHMA 4 Επιπλϋον αντικεύμενα που ςυνθϋτουν ϋνα υπεραντικεύμενο. Έωσ αυτό το ςθμείο κάναμε παρεμβάςεισ ςε επίπεδα primitives ςτο βιμα που ακολουκεί κα προςκζςουμε δακτυλίουσ οι οποίοι είναι ξεχωριςτά αντικείμενα ζπειτα κα τουσ ομαδοποιιςουμε και κα δοφμε πωσ κα αποτελζςουν κομμάτι ενόσ ενιαίου υπζρ – αντικείμενου, κάτω από μία ςυγκεκριμζνου τφπου δομι ιεραρχία, μζςα ςε ζνα μοντζλο, το οποίο κα είναι θ θλεκτρονικι πλακζτα.

o Ραίρνουμε το πάνω μζροσ από ζναν κφλινδρο με ακτίνα 0.25 αδιάφορο μασ είναι το φψοσ του φροντίηουμε επίςθσ να ζχει U=12 V=1 και θ βάςθ και το καπάκι του, να ζχουν 2 Subdivisions δεν πειράηουμε τίποτα άλλο ονομάηουμε τον κφλινδρο “gold_big_pad” και κλείνουμε το παράκυρο.

o Επιλζγουμε με πολφγωνα από όποια οπτικι μασ βολεφει με το “U" τθν κορυφι του αντικειμζνου αλλά μόνο τον εξωτερικό δακτφλιο πολυγϊνων. Ζτςι ϊςτε τα επιλεγμζνα πολφγωνα να ςχθματίηουν ζνα ςχιμα Πμικρον ζπειτα:

o Select>Invert Using Filter και πιζηουμε το delete.

o Τϊρα κζλουμε να δϊςουμε φψοσ ςε αυτό το αντικείμενο επιλζγουμε όλα τα πολφγωνα είτε με κάποιο από τα προθγοφμενα tools είτε με Ctrl+A εν όςο είμαςτε ακόμα ςε πολυγωνικι επιλογι.

o Modify>Poly.Mesh>Extrude Along Axis.Μζςα ςτο extrude επιλζγουμε τον άξονα Y μόνο και ςτο Length βάηουμε το φψοσ που αναλογεί με SI Units ςε 1 χιλιοςτό. 12.88 ςε SΛ units είναι 49 χιλιοςτά ςε πραγματικό μζγεκοσ . Άρα με απλι μζκοδο των τριϊν βρίςκουμε ότι 1 SI Unit ιςοφται με 49(1/12,88)=> 1SI Unit =~ 3.8 χιλιοςτά. Ζπειτα κζτουμε αυτό ωσ δεδομζνο και με απλι μζκοδο των τριϊν πάντα ςε ανάλογεσ ποςότθτεσ βρίςκουμε ότι 0.2631 SI Units = 1 χιλιοςτά, και ειςάγουμε αυτιν τθν τιμι.

o Δεν φεφγουμε από το παράκυρο βλζπουμε ότι θ τιμι αυτι είναι μεγάλθ και κζλουμε να τθν κάνουμε τθν μιςι χωρίσ να κάνουμε υπολογιςμοφσ επιπλζον προςκζτουμε δίπλα από τθν τιμι το ςφμβολό δια 2 και πατάμε "enter" ζγινε τϊρα μιςό χιλιοςτοί.

50 o Κατεβάηουμε το αντικείμενο ςτον άξονα Υ και για να ζχουμε ευχζρεια πατάμε και το πάνω δεξιά κουμπάκι για να πάμε ςε τετραπλι οπτικι (ι πατάμε κάτω αριςτερά το κουμπάκι με τα 4 παράκυρα “Reset View Manager”). Και από το Right View κάνουμε translate ςτο Y ϊςτε το αντικείμενο μασ να βρίςκετε μιςό πάνω από τθν επιφάνεια τθσ πλακζτασ και μιςό από κάτω. o Επειδι ζχουμε πειράξει ζνα αντικείμενο το κζντρο του ζχει πειραχτεί και για να το ελζγξουμε αυτό πατάμε πάνω δεξιά center και πάλι από τθν δεξιά οπτικι πιάνουμε τον άξονα Y του Center pivot και τον βάηουμε ςτο απόλυτο μθδζν. o Ρροςκζτουμε ςτον κφλινδρο ζνα material phong πειράηουμε το color από τον επιλογζα χρωμάτων και βάηουμε ζνα χρϊμα που να μοιάηει με χρυςό και ονομάηουμε gold_pads_illum και gold_pads_mat τα αντίςτοιχα nodes ςτο render_tree. o Ρροςκζτουμε ζνα κυλινδρικό texture projection με Propertie>texture_projection >cylindrical o Κάνουμε freeze και επιλζγουμε πάλι να γυρίςουμε ςε selectionObjects(με κλικ). o Για να τελειϊςουμε με το pad επιλζγουμε edges και από perspective view(camera) με wireframe επιλζγουμε με το Select>Loops>Around Corner τουσ δακτυλίουσ πάνω με shift για να επιλζξουμε και τουσ 2(επιλζγουμε με wireframe για να μθν διαλζξουμε επιπλζον γραμμζσ κατά λάκοσ )τελειϊνουμε τθν επιλογι μασ με δεξί κλικ.

Εικόνα 4.3.11 Βιμα 4α o Με το selection που φαίνεται ςτθν εικόνα κάνουμε Modify>Components>MarkHardEdge/Vertex (κλείνουμε το παράκυρο) o Έχουμε τϊρα τον πρϊτο βαςικό “γόνο” των μεγάλων χρυςϊνpads τον οποίο τον τοποκετοφμε με προςοχι επάνω ςε ζνα pad. Από top view με τοtranslate ςε xz.

51

o Ζπειτα επιλζγουμε το βαςικό αυτό αντικείμενο και φτιάχνουμε 28 κλϊνουσ με τθν λειτουργία Edit > Duplicate Instantiate > Clone Multiple , Στο παράκυρο επιλζγουμε always Share texture support , επιλζγουμε 28 copies πατάμε "ok". o Ύςτερα με υπομονι επιλζγουμε ζνα-ζνα τα αντικείμεναclones από τον explorer ξεχωριςτά και τα τοποκετοφμε ςτα αντίςτοιχα pads μετακινϊντασ τα με translate από τον explorer ςε top view χωρίσ πολφ ακρίβεια. o Ζπειτα ηουμάρουμε καλφτερα και διορκϊνουμε τθν ακρίβεια. o Τελειϊνοντασ πιάνουμε όλα αυτά τα pads από τον explorer μαηί με το βαςικό αντικείμενο και πατάμε “ ctrl+G “ ονομάηουμε αυτό το group: “Big_gold_pads”. o Ζπειτα πάλι επιλζγουμε όλα αυτά και κάνουμε Edit>Model>NewModel, και το ονομάηουμε “Pads”. o Επιλζγουμε δεξί κλικ ςτο group και select members ζπειτα πιζηουμε μια φορά θ δυο το πλικτρο “ςυν” και ζπειτα το “πλθν” αντίςτοιχεσ φορζσ , αν κοιτάξουμε από κοντά κα καταλάβουμε ότι μποροφμε πλζον λόγο τον Hard Edges που ορίςαμε να κάνουμε όςο smooth χρειάηεται αυτοφσ τουσ δακτυλίουσ. Για να ςιγουρευτοφμε ότι είμαςτε ςτθ αρχικι μορφι πατάμε επανειλθμμζνα το «πλθν» εδϊ να ςθμειϊςουμε ότι με κάκε «ςυν» τα τρίγωνα που απαρτίηουν τα pads πολλαπλαςιάηονται επί οκτϊ, άρα δεν πρζπει να το παρακάνουμε ενα ι δφο ι τρία + είναι αρκετά . o Για να φτιάξουμε ζνα υπεραντικείμενο επιλζγουμε και το Model “Pads” ( πράςινο χρϊμα ) και το ςϊμα τθσ πλακζτασ Πνομα “Plaketa” με άςπρα γράμματα και κάνουμε ζνα καινοφριο υπεραντικείμενο edit>Create_Model με όνομα “e_demo_board” εκεί μζςα κα περιλθφκεί κάκε ζνα από τα υποςτοιχεία. o Τζλοσ για να αντιλθφκοφμε το νόθμα τθσ κλωνοποίθςθσ αντικειμζνων πθγαίνουμε ςτο αρχικό Pad αυτό που δεν ζχει εικονίδιο: οτιδιποτε κάνουμε ςτα components του μεταφζρετε και ςτα υπόλοιπα ζτςι αν διαλζξουμε όλα τα ςθμεία του και κάνουμε scale ι αν κουνιςουμε κάποιο ςθμείο κα γίνει το ίδιο ςε όλουσ τουσ κλϊνουσ, δεν κάνουμε όμωσ τίποτα από αυτά (και αν κάναμε κάνουμε undo). Αυτό που κα κάνουμε είναι να επιλζξουμε τουσ δφο πάνω γραμμικοφσ περιφερειακοφσ δακτυλίουσ ακμϊν του βαςικοφ Pad όπωσ ςτθν εικόνα. Και ζπειτα κάνουμε Modify>Poly.Mesh>BevelComponents. Και βλζπουμε ότι το ίδιο bevel ζχει γίνει ςε όλα τα pads ταυτόχρονα. Αφινουμε τισ default τιμζσ ςτο bevelκλείνουμε το παράκυρο και ςϊηουμε τθν ςκθνι ωσ: Oracle_Sun_Spot_04.

52

Εάν τα κάναμε όλα ςωςτά θ ςκθνι κα πρζπει να μοιάηει κάπωσ ζτςι:

Εικόνα 4.3.12 Τελικό ςτάδιο βιματοσ 4

 BHMA 5 Διϊτρηςη βαςικού πλαιςύου Επειδι το ςϊμα τθσ πλακζτασ ςτθν πραγματικότθτα υπόκειται ςε διάτρθςθ από δράπανο οφείλουμε να μεταφζρουμε τισ εξαιρετικζσ αυτζσ λεπτομζρειεσ ςτθν οπτικοποίθςθ μασ εάν κζλουμε να τονίςουμε τθν λεπτομζρεια τθσ οπτικοποίθςθσ. Ρροςκζτοντασ περιςςότερεσ λεπτομζρειεσ αυξάνουμε τθν πικανότθτα το οπτικό μασ αποτζλεςμα να είναι εντυπωςιακό. Για να δθμιουργιςουμε λοιπόν οπζσ ςτο ςϊμα τισ πλακζτασ ακολουκοφμε τθν παρακάτω διαδικαςία. *Να ςθμειϊςουμε εδϊ ότι παρακάτω θ περιγραφι δεν είναι όςο αναλυτικι ιταν μζχρι τϊρα γιατί ο όγκοσ κα ιταν τεράςτιοσ. Ζπειτα να ςθμειϊςουμε ότι οι οπζσ κα γίνουν όπου υπάρχουν pads γενικότερα , είτε είναι χρυςά είτε όχι, τα Pads κα είναι ξεχωριςτά αντικείμενα, άρα οι τρφπεσ οφείλουν να είναι ςτο μζγεκοσ του εςωτερικοφ δακτυλίου:

o Αρχικά πθγαίνουμε ςε top view ,ςκοπόσ μασ είναι να χωροκετιςουμε το αντικείμενο προςκζτοντασ γραμμζσ, προςκζτουμε γεωμετρία με βάςθ το reference plane. Ζνασ καλόσ τρόποσ να αρχικοποιιςουμε μια μελλοντικι οπι (πάνω ςε ζνα επίπεδο), είναι να περνάει ζνασ ςταυρόσ από edges επάνω από το ςθμείο που κα δθμιουργθκεί μελλοντικά θ τρφπα,(ςτο κζντρο του κα βρίςκετε φυςικά ζνα ςθμείο) .*Δεν αςχολοφμαςτε κακόλου με τισ περιοχζσ πλαίςια που βρίςκονται γφρω από τα μεγάλα Pads. Για να αρχίςουμε αυτι τθν περίπλοκθ τμθματοποίθςθ κάνουμε αρχικά ζνα dice ςε ΧΗ global επίπεδο 10 και 12 edges με snap tolerance ~0.2 ζπειτα με το addEdgeTool δουλεφουμε νζεσ ακμζσ ςε Χ κ Η ζτςι ϊςτε να περνάν επάνω από τισ τρφπεσ (ςταυροί).Σθμειϊνουμε ότι καλό είναι να δουλζψουμε προσ το παρϊν ςε Immediate mode τθν εφαρμογι. Γιατί αλλιϊσ κα επιβαρφνουμε άδικα το πρόγραμμα. Παρακάτω βλζπουμε πϊσ πρζπει να ςκεπτόμαςτε όταν φτιάχνουμε ζνα πλζγμα για τρφπεσ ςε «ακατάςτατα» ςθμεία με το χζρι: Ρρϊτα παρατθροφμε το dicing που κάναμε είδθ το οποίο μασ δίνει μια αρχικι τετραγωνοποίθςθ χοντρικά αλλά δεν είναι μόνιμθ. Φςτερα βλζπουμε δεξιά τουσ ςταυροφσ πάνω από τισ τρφπεσ (όπωσ τουσ φανταηόμαςτε). Στθν Τρίτθ εικόνα ζχει αρχίςει είδθ θ ‘ηωγραφικι’ με το add edge tool, ςκεπτόμαςτε πϊσ κα ενϊςουμε το dicing με τουσ ςταυροφσ που ζχουμε ςτο μυαλό μασ. Σα δφο ‘κόκκινα X’ μασ δείχνουν δυο ςθμεία με ελλιπείσ ακμζσ δεν είναι ακόμα ςταυροί. Σα ‘πράςινα check’ είναι ςωςτά ςθμεία . Σα ’πορτοκαλί ςθμεία’ είναι τρφπεσ που δεν τισ αρχίςαμε ακόμα. Οι ςταυροί πάνω από τα ςθμεία είναι προαπαιτοφμενο, για να προχωριςουμε, αργότερα. Τζλοσ δεξιά κάτω βλζπουμε ολοκλθρωμζνο αυτό το κομμάτι τθσ πλακζτασ.

53

Εικόνα 4.3.13 Βιμα 5α

o Εφαρμόηουμε αυτι τθν πλεγματοποίθςθ με το χζρι για δθμιουργία οπϊν(ςυμφωνα με τθν εικόνα οδθγό) ςε ολόκλθρθ τθν πλακζτα. Σϊηουμε τθν ςκθνι με αφξων αρικμό“_05” και προχωροφμε ςτα επόμενα βιματα. *Κα μποροφςαμε εναλλακτικά να κάνουμε ζνα πιο λεπτομερζσ diceing. Ι να χρθςιμοποιιςουμε και το knife tool Εάν δυςκολευόμαςτε με το add edge tool και αν δεν ζχουμε πρόβλθμα με αρικμό πολυγϊνων. Όπωσ και να ζχει καλό είναι να είμαςτε ςυγκρατθμζνοι. Σο αντικείμενο εν τζλθ πρζπει να μοιάηει κάπωσ ζτςι κάκε τρφπα πρζπει να χει από πάνω τθσ ζνα ςταυρό, θ διαδικαςία είναι χρονοβόρα και χρειάηεται προςοχι:

Εικόνα 4.3.14 Τελικό ςτάδιο βιματοσ 5.

 BHMA 6Debuging, και προςθόκη οπών. Επόμενο μζλθμα είναι να χρθςιμοποιιςουμε τα ςθμεία αυτά του «περίπλοκου» πλζγματοσ. Επιλζγουμε λοιπόν ζνα ζνα τα ςθμεία με το κλαςικό region selection απο topview (ι με κάποιο άλλο παράδειγμα το f11 “paintselect” ) προςαρμόηοντασ τθν ακτίνα με “R” + mousedrag. Και αφοφ ζχουμε επιλζξει προςεκτικότατα όλα τα ςθμεία οπϊν επιβεβαιϊνοντασ ότι και το πλζγμα είναι πλιρεσ. Κάνουμε ζνα Bevel~0.27 ςτα ςθμεία αυτά τόςο ϊςτε να ταιριάηει ςτον εςωτερικό δακτφλιο. Σϊηουμε τθν ςκθνι αυτι ςαν _051 εάν κζλουμε ςϊηουμε και τα selections των ςθμείων ςε clusters κατά τθν διάρκεια. Ταυτόχρονα με αυτι τθ διαδικαςία κάνουμε και τον debuging του πλζγματοσ. Ρροςκζτοντασ πολφ πικανό κάποιεσ τρφπεσ που δεν είδαμε. Και τετραγωνοποιϊντασ περιςςότερο το grid ςτα ςθμεία όπου ςταυροί δεν περνάνε από ςθμεία

 BHMA 7 Τελικόσ ϋλεγχοσ και ομαδοπούηςη ακμών οπών. 54

Σβινουμε όλεσ τθσ τρφπεσ, επιλζγοντασ το κεντρικό πολφγωνο τουσ το οποίο είναι ζνα πολφγωνο με τζςςερισ γωνίεσ με κάποιο από τα tools το paint select προτιμότερα αν κζλουμε να κάνουμε μαηικό delete. Αφοφ ζχουμε ςβιςει τα πολφγωνα δθμιουργιςαμε οπζσ και ακμζσ οπισ οι οποίεσ φαίνονται με αυτό το γαλαηοπράςινο χαρακτθριςτικό χρϊμα του Softimage. Φςτερα επιλζγουμε ςχολαςτικά τισ ακμζσ αυτζσ των οπϊν με το edge paint select και αποκθκεφουμε το selection αυτό τθν ϊρα που τισ ζχουμε διαλεγμζνεσ όλεσ και δθμιουργοφμε ζνα cluster Edit>Create_Cluster το οποίο ονομάηουμε «Hole_Edges». Σβινουμε όλα τα άλλα clusters αποκθκεφουμε τθν ςκθνι ωσ _052. ΢ε αυτό το ςθμείο είμαςτε απόλυτα βζβαιοι ότι όλεσ οι τρφπεσ είναι ςτα ςωςτά ςθμεία καταρχάσ, είναι τεςςάρων γωνιϊν δεν υπάρχουν περιττζσ κτλ. Αν κάποιεσ τρφπεσ δεν φαίνονται πολφ τετραγωνιςμζνεσ τισ διορκϊνουμε. Βεβαιωνόμαςτε γενικότερα ότι όλα βαίνουν καλϊσ οποιαδιποτε λάκθ κα τα βροφμε μπροςτά μασ παρακάτω.

 BHMA 8 Ογκοπούηςη τησ πλακϋτασ δημιουργύα απότομων οπών και ςτρογκυλοπούηςη (bevel) ςτισ ϊκρεσ του ςώματοσ τησ πλακϋτασ. Το επόμενο βιμα είναι να τοποκετιςουμε τθν πλακζτα ακριβϊσ ςτο μθδζν ςτον Υ άξονα αν δεν είναι είδθ, να διαλζξουμε όλα τα πολφγωνα τισ πλακζτασ (polygonal selection, “ctrl+a” ) και να κάνουμε ζνα extrude along axis , ςτον άξονα Υ, με global ςυντεταγμζνεσ, ςτο length, πάχοσ βάηουμε μιςό από όςο κζλουμε να ζχει (δθλαδι ¼ του χιλιοςτοφ ι 0.2632/4= 0.658 SI_Units), το αντικείμενο μασ είναι ςε αυτι τθν φάςθ ςθκωμζνο προσ τα πάνω αλλά από κάτω είναι τρφπιο, πθγαίνουμε Modify>Poly.Mesh>Symmetrize_polygons. Και βάηουμε Y axis, global ςτο weld βάηουμε 0.04 (μια τιμι πολφ κοντά ςτο 0 αρκεί να εξαφανιςτεί το μπλε αν βάλουμε μεγάλθ τιμι κα προκαλζςουμε λάκθ ςτο αντικείμενο) ολοκλθρϊνουμε το symmetrize και κατεβάηουμε τθν πλακζτα ζτςι ϊςτε θ επιφάνεια τθσ να είναι ςτο απόλυτο 0.Γνωρίηουμε από δω και πζρα ότι θ πλακζτα μασ ζχει πάχοσ μιςό χιλιοςτό. Εάν πατιςουμε το πλικτρο «ςυν» κα δοφμε ότι θ τρφπεσ ςτρογγυλεφουν αλλά χαλάει και θ ευκεία επιφάνεια μποροφμε να πάμε ςτο shaded mode αντί για textured για να το καταλάβουμε καλφτερα και να κάνουμε και hide το reference plane από τον explorer με το “H” Επίςθσ βρίςκουμε τθν πλακζτα ςτον explorer δεξί κλικ>properties>viewing και βάηουμε λίγο παραπάνω opacity ςτο xray πχ 0.785 ζτςι ϊςτε να βλζπουμε τα πολφγωνα , παίηουμε λίγο με τα ‘ςυν’& ‘πλθν‘, για να καταλάβουμε τι πακαίνουν οι τρφπεσ κατά το subdivision. Ππωσ καταλαβαίνουμε χρειάηεται να κάνουμε τισ επιφανειακζσ ακμζσ ςκλθρζσ. Γι’ αυτό κιόλασ κάναμε ζνα cluster ςε προθγοφμενα step. Επιλζγουμε λοιπόν τισ ακμζσ από το cluster Edge_Holes αυτό γίνετε επιλζγοντασ τθν ομάδα (cluster μεςαίο κλικ) και ζπειτα select>Select_members/Componets. Φςτερα κάνουμε Modify>Component>Mark_Hard_edge/Vertex, επιλζγουμε "ok" και ςυνεχίηουμε. Εάν πατιςουμε τϊρα το «ςυν» και «πλθν» κα δοφμε ότι οι τρφπεσ μζνουν ςκλθρζσ και απλά αποκτοφν παραπάνω καμπυλότθτα ςτισ ςκλθρζσ τουσ ακμζσ. Τελευταίο βιμα που κα κάνουμε τϊρα είναι να ςκλθρφνουμε και τα εξωτερικά ςθμεία τθσ πλακζτασ. Επιλζγουμε όλα τα εξωτερικά edges με το tool select>Select_loop>around_corners και με shift διαλζγουμε όλα τα edges γφρω γυρνϊντασ τθν κάμερα με το S και επιλζγοντασ επιπλζον πράγματα με το shift. Αφοφ λοιπόν ζχουμε επιλεγμζνεσ τθσ ακμζσ που κζλουμε τισ ςϊηουμε ςε ζνα cluster με όνομα ‘outer edges’ επιλζγουμε τα περιεχόμενα select>members/components και κάνουμε Hard Edges όπωσ κάναμε και πριν από λίγο. Τζλοσ επιλζγουμε τισ γωνίεσ τθσ πλακζτασ και προετοιμάηουμε τθν γεωμετρία ϊςτε να χωρζςει μια ομάλυνςθ ι αλλιϊσ ζνα bevel distance 0.231 (1 χιλιοςτό), και 2-3 rounding sub/d`s, ςτθν ουςία κάνουμε ςτθν άκρθ κάποιεσ ακμζσ αν εμποδίηουν ι τισ εξαφανίηουμε με ctrl+; και γενικά δουλεφουμε όπωσ ςτο ςχιμα:

55

Εικόνα 4.3.15 Βιμα 8

Δθλαδι κάνουμε χϊρο, επιλζγουμε κάνουμε τθν bevel προςκζτουμε ακμζσ για να ποφμε ςτο πρόγραμμα πωσ να κτίςει τθν γεωμετρία καλφτερα ςτθν ςτροφι και ελζγχουμε αν φαίνεται καλά με το subdivision “ςυν&πλιν“ άμεςα από το πλθκτρολόγιο μασ. Αυτι τθν διαδικαςία τθν κάνουμε για όλεσ τισ γωνίεσ τθσ πλακζτασ. Και ςτισ εςωτερικζσ γωνίεσ του ςχιματοσ Ρ μποροφμε να παρζμβουμε αν κζλουμε με τον ίδιο τρόπο. Πμωσ καλφτερα είναι να προςκζςουμε άπλα με το χζρι μια γραμμι ακόμα ςτα ςθμεία που είναι 45 μοίρεσ κλιςθ και με scale ςε X και μετακίνθςθ ςε Z να κάνουμε τθν ςτρογγυλάδα «με το χζρι» ζτςι ϊςτε να εφάπτεται με το reference.

 BHMA 9Τοποθϋτηςη επιπλϋον κλονοποιημϋνησ γεωμετρύασ. Στο αμζςωσ επόμενο βιμα επανερχόμαςτε ςτα pads, κζλουμε να αρχίςουμε να τοποκετοφμε pads όπωσ ακριβϊσ τοποκετιςαμε τα μεγάλα. Φτιάχνουμε ζνα καινοφριο μικρότερο ι κάνουμε scale ζνα freezed dublicate των μεγάλων, και με scale ςτα point components του, το προςαρμόηουμε ςε μικρότερεσ διαςτάςεισ. ‘Ππωσ και να’χει το βαςικό αντικείμενο δεν πρζπει να είναι κλϊνοσ, το ονομάηουμε “Gold_small_pad” και το τοποκετοφμε μζςα εκεί που βρίςκονται και τα υπόλοιπα αν κάνουμε τθν μζκοδο 1 αλλιϊσ βρίςκετε είδθ εκεί, (δθλαδι μζςα ςτο edemoboard>pads). Το τοποκετοφμε καλφτερα ςτον άξονα Y και αφοφ είμαςτε ικανοποιθμζνοι με το φψοσ του, κάνουμε Edit>Dublicate/Instanciate>Clone_Multiple και το κάνουμε 144 κλϊνουσ. Φςτερα προςεκτικά (top view) τοποκετοφμε τουσ κλϊνουσ εκεί που υπάρχουν small gold pads ςφμφωνα με το reference που επαναφζρουμε (κατεβάηουμε και το xray opacity). Τζλοσ αφοφ ζχουμε τοποκετιςει όλα τα small pads επαναλαμβάνουμε το ίδιο και για τα medium pads με μόνθ διαφορά των αρικμό τουσ ο οποίοσ είναι πολφ μικρόσ. Ομαδοποιοφμε ςε groups (ctrl+g) και τα ονομάηουμε με αντίςτοιχα ονόματα(“big/small/medium _pads”). Αφοφ λοιπόν ζχουμε όλα τα χρυςά pads ζτοιμα τοποκετθμζνα, προχωροφμε παρακάτω. Το επόμενο μεγάλο βιμα αν και δεν είναι κάτι εντυπωςιακό, είναι όμωσ ουςιαςτικό, είναι θ αποδζςμευςθ μασ από το reference plane, επιλζγουμε ζνα καινοφριο material για τθν πλακζτα ζνα phong και το ονομάηουμε “plaketa_body_mat” και “plaketa_body_Illum’ αντίςτοιχα. Βάηουμε ςτθν πρίηα του diffuse μια εικόνα (image) και φτιάχνουμε ζνα νζο projection XZ διαλζγουμε μια εικόνα που είδθ ζχουμε χρθςιμοποιιςει τθν “e_demo_assembly_top_custom.jpg”. Ανοίγουμε το node του phong και βάηουμε ςτο specular τιμι 0.250 ςε όλα τα κανάλια του RGB. Specular decay 117. Κρφβουμε το “reference plane” με “H”, κα μποροφςαμε να το ςβιςουμε αλλά το κρατάμε προσ το παρϊν. Τζλοσ να ποφμε ότι θ ομαδοποίθςθ και οργάνωςθ τθσ ςκθνισ είναι πολφ ςθμαντικι γιατί μποροφμε να κρφψουμε πολφπλοκεσ καταςκευζσ οι οποίεσ κα φανοφν μόνο ςτο τελικό render. Ζτςι δουλεφουμε ςε περίπλοκεσ ςκθνζσ. [6] Μια άλλθ τεχνικι είναι να βάηουμε πιο απλοποιθμζνα models ι bounding boxes να υποκακιςτοφν περίπλοκα αντικείμενα μόνο και μόνο για να ςτιςουμε τθν ςκθνι μασ, δεν κα χρθςιμοποιιςουμε όμωσ κάτι τζτοιο εδϊ. Τζλοσ επιλζγουμε όλα τα πολφγονα του εξωτερικοφ πλαιςίου τθσ πλακζτασ κακϊσ και το εςωτερικό από τισ τρφπεσ (επιλζγουμε δθλαδι όλα τα κάκετα “τοιχϊματα”) αυτό το κάνουμε εφκολα επιλζγοντασ όλα τα πολφγωνα τθσ πλακζτασ και ζπειτα ξεδιαλζγουμε τα πολφγωνα τθσ πάνω και τθσ κάτω μεριάσ, με region selection crl+shift+”region selection” ζπειτα δθμιουργοφμε ζνα cluster με τα εναπομείναντα και το ονομάηουμε “vertical_cut”. Δθμιουργοφμε ζπειτα ζνα απλό ςκοφρο πράςινο material get>material>phong, παρόμοιο με το προθγοφμενο , μόνο που δεν κα ζχει εικόνα. Ανοίγουμε τον material manager πθγαίνοντασ ςτο menu ςυντομεφςεων δίπλα από το βαςικό μενοφ εκεί που ζχει μια μπλε γραμμι κάτω από το render, ςτον render manajer μποροφμε να δοφμε όλα τα materials με εικόνεσ. Με επιλεγμζνο το cluster κάνουμε aplly material to selection. Ζτςι ζχουμε δθμιουργιςει διαλζγουμε τϊρα 56

τθν πλακζτα και κάνουμε freeze ςϊηουμε τθν ςκθνι ωσ _54_cloning ξανά. Μποροφμε επίςθσ να τοποκετιςουμε ζνα ι δφο point lights και να τα κουνιςουμε ςτον χϊρο για να καταλάβουμε πωσ ςυμπεριφζρονται τα speculars. Σβινουμε επίςθσ το default φωσ. Για να αναδειχκεί λίγο παραπάνω το αποτζλεςμα πθγαίνουμε textured και ςτα display options βάηουμε wireframe highlight opacity 0.5 Εάν ζχουμε ακολουκιςει ςωςτά τα βιματα ι ςκθνι μασ κα μοιάηει κάπωσ ζτςι:

Εικόνα 4.3.16 Τελικό ςτάδιο βιματοσ 9

 BHMA 10 Μερικϊ ςημεύα ακόμη Ππωσ ζχουμε παρατθριςει ςτθν ςειρά με τα μεγάλα Pads υπάρχει ζνα με τετράγωνο πλαίςιο αυτό το ανακαταςκευάηουμε από τα είδθ υπάρχοντα μεγάλα κάνουμε δθλαδι Duplicate (ctrl+d) ςτο βαςικό και το μετονομάηουμε ςε “quad_big_pad” το μετακινοφμε ςτθν ςωςτι κζςθ. Σβινουμε όλα τα άλλα πολφγωνα εκτόσ του πάνω δακτυλίου πολυγϊνων. Ενϊνουμε ςτο εξωτερικό δακτφλιο όλα τα vertices με τζτοιο τρόπο ϊςτε να ςχθματιςτεί ζνα τετράγωνο. Αυτό το κάνουμε με το εργαλείο movepointtool «Μ» ενεργοποιϊντασ ςτθν οπτικι το weldpoint απενεργοποιοφμε μόλισ κάνουμε τα 4 welds και κουνάμε τα ςθμεία από topview ϊςπου να γίνει το ςχιμα τετράγωνο. Ζπειτα κάνουμε extrude to τετράγωνο των edges που δθμιουργιςαμε με ctrl+d ςτον άξονα Υ, βάηουμε ζνα Bevel, και ςκλθρφνουμε τισ ακμζσ εκεί που χρειάηεται. *Αναλυτικότερεσ εικόνεσ κα βρείτε ςτον φάκελο HD tutorial που εμπεριζχετε ςτο CD . Τζλοσ το ςχιμα του “quad_big_pad” πρζπει να μοιάηει κάπωσ ζτςι:

Εικόνα 4.3.17 Βιμα 10α

57

Σο quad_big_gold_pad κα μποροφςαμε να το φτιάξουμε και με boolean. Ραρακάτω κα ειςάγουμε pads ςτακεροποίθςθσ τα οποία είναι χριςιμα για τθν μθχανι που καταςκευάηει τισ πλακζτεσ ςε μεγάλουσ αρικμοφσ, αυτά είναι δυο ςτρόγγυλεσ κυκλικζσ εςοχζσ, λίγο πιο κάτω από τθν επιφάνεια τθσ πλακζτασ κάτω αριςτερά και πάνω δεξιά. Φτιάχνουμε ζναν κφλινδρο με U=12 πλευρζσ και 2 ομόκεντρουσ κφκλουσ ςτθ βάςθ Base=2 ςβινουμε όλα τα άλλα πολφγονα εκτόσ από τον πάνω δίςκο. Μεταφζρουμε το «καπάκι» αυτό ςτο επίπεδο τθσ επιφάνειασ τθσ πλακζτασ. Μεταφζρουμε ςε XZ μζχρι να κεντραριςτεί με το κάτω αριςτερό pad ςτακεροποίθςθσ. Ταιριάηουμε τουσ ομόκεντρουσ κφκλουσ, με τον μικρό «ανοιχτό χρϊμα» και τον μεγάλο «ςκοφρο χρϊμα», πειράηοντασ το ΧΗ scale των Vertices που επιλζγουμε . Αφοφ είμαςτε ικανοποιθμζνοι με τθν τοποκζτθςθ του οδθγοφ μασ τον ονομάηουμε «Drive» και επιλζγουμε από τον explorer να μθν μποροφμε να τον κάνουμε select δεξί κλικ>properties>viewing . ‘Ζπειτα κζλουμε να μεταφζρουμε τθν γεωμετρία αυτι από τον οδθγό ςτθν πλακζτα κα τθν ηωγραφίςουμε κυριολεκτικά άλλα κάπωσ πρζπει να πετυχαίνουμε ακριβϊσ τα ςθμεία του οδθγοφ τθν ϊρα που ηωγραφίηουμε. Ανοίγουμε το snap με το ΟΝ και snap του Points .Eπίςθσ ςτο μενοφ του snap απενεργοποιοφμε όλα τα άλλα αφινουμε μόνο ςτο target points το Point και προςζχουμε να είναι επιλεγμζνο το “all objects”. Ζπειτα με το add edge tool “ηωγραφίηουμε” τουσ ομόκεντρουσ κφκλουσ επάνω ςτθν πλακζτα με βάςθ τον κυλινδρικό οδθγό, και κάνουμε weld τισ γεωμετρίεσ που ιταν πολφ κοντά και dissolve ςτισ edges που ενοχλοφν. Διαλζγουμε τα πολφγωνα του μεγάλου δακτυλίου «ςκοφρο» και κάνουμε extrude με “ctrl+d” το κατεβάηουμε λίγο ςτον άξονα Y ϊςτε να γίνει εςοχι. Κατεβάηουμε λίγο και το ανοιχτό χρϊμα, όχι όςο το καφζ. Ζπειτα προςκζτουμε τα κάκετα πολφγωνα τοιχϊματα ςτο cluster vertical cut αυτό το κάνουμε επιλζγοντασ τα και μεςαίο κλικ επάνω ςε κάποιο ςθμείο του cluster ζπειτα edit>add to cluster. .*Αναλυτικότερεσ εικόνεσ κα βρείτε ςτον φάκελο HD tutorial που εμπεριζχετε ςτο CD

Εικόνα 4.3.18 Βιμα 10β

Επίςθσ επειδι το κεντρικό ανοιχτό χρϊμα βλζπουμε ότι δεν είναι χρυςό επιλζγουμε το κεντρικό πολφγωνο μετάshift&”+”μεςαίο κλικ ςτο clusterτο πλαϊνό(cut) και επιλζγουμε remove from cluster, ζπειτα ζχοντασ πάλι επιλεγμζνο ςε επίπεδο πολυγϊνου το χρυςό αυτό κεντρικό κφλινδρο ανοίγουμε τον material manager και διαλζγουμε το “gold_mat” και κάνουμε assign mat. To cluster που δθμιουργικθκε το ονομάηουμε «stab_gold_part»(δθλαδι χρυςό μζροσ του pad ςτακεροποίθςθσ).

58

Το γ βιμα που κα κάνουμε είναι να δθμιουργιςουμε μια εςοχι ςτο ςϊμα τθσ πλακζτασ για τα μεγάλα χρυςά pads αυτό κα το κάνουμε ωσ εξισ: Καταρχιν κα προετοιμάςουμε τθν γεωμετρία αυτι τθν ςτιγμι εάν κρφψουμε τα μεγάλα pads υπάρχουν απλά οπζσ οι περιςςότερεσ δε από αυτζσ ζχουν ςθμεία που είναι μόνα τουσ ανάμεςα ςε 2 edges ςκοπόσ μασ είναι να φεφγουν 4 edges προςκζτουμε λοιπόν edges με το add edge tool και ενϊνουμε όλα αυτά τα ςθμεία (βλζπε 10γ1) ζπειτα διαλζγουμε το χείλωμα (10γ2)με το tool select>select loops>around corners, ζπειτα κάνουμε ζνα bevel ςτο rounding βάηουμε και 1 subdivision, το bevel που δθμιουργικθκε το κάνουμε hard edged, τον rounding δακτφλιο του bevel τον επιλζγουμε πάλι με το round corners το κάνουμε και αυτό hard edged και με scaleXZ local χωρίσ COG kai με move ςτο Y το τοποκετοφμε ϊςτε να είναι ίςο με το εξωτερικό δακτφλιο ςε πλάτοσ απλά ελάχιςτα πιο κάτω. Ζτςι όπωσ φαίνεται και ςτο ςχιμα (10γ 3) φτιάχνουμε μια εςοχι επάνω ςτο πλαςτικό. Μθν ξεχνάμε βζβαια ότι ζχουμε τθν τετράγωνθ, εςοχι επιλζγοντασ λοιπόν όλεσ τισ διαγϊνιεσ edges και κάνοντασ scale global με cog ςε ΧΗ τετραγωνοποιοφμε το αποτζλεςμα και κάνουμε και αυτζσ τισ γραμμζσ hard edges.

Εικόνα 4.3.19 Βιμα 10γ

Εάν πάμε τϊρα ςτα clusters του αντικείμενου πλακζτα κα δοφμε οι ζχουν δθμιουργθκεί πολλά αυτομάτωσ βλζπουμε τι είναι το κάκε τι επιλζγοντασ και κάνοντασ “F” frame για να πάει κοντά θ κάμερα. Αυτά που είναι επιςθμαςμζνα με auto δθλαδι αυτά που δθμιουργικθκαν από bevel operations κτλ, πικανϊσ δεν κα τα χρειαςτοφμε άλλο οπότε τα ςβινουμε, προςοχι τα ςβινουμε μόνο επειδι τα κεωροφμε ότι δεν κα μασ χρθςιμεφςουνε, δεν κα πρζπει να ςβιςουμε κάποιο άλλο που πικανϊσ να χρειαςτοφμε, για παράδειγμα τα clusters που δθμιουργικθκαν ςτισ εςοχζσ ςτακεροποίθςθσ μποροφμε να τα ονομάςουμε stab_pad_ LD και RU αντίςτοιχα(rightup&leftdown). Ζπειτα μποροφμε να τα χρθςιμοποιιςουμε για να κάνουμε κάποιο bevel. Πμωσ δεν μασ χρειάηεται κάτι τζτοιο ζτςι τα ςβινουμε και αυτά. Διαλζγουμε μόνο το κεντρικό πολφγωνο του χρυςοφ μζρουσ τον stab_pads κάνουμε convert το selection ςε edges και κάνουμε εκεί μόνο ζνα bevel. Επίςθσ ςθκϊνουμε λίγο το χρυςό αυτό κομμάτι ϊςτε να προεξζχει από τθν επιφάνεια όςο τα μικρά pads. ΢ϊηουμε τθν ςκθνι ςαν _055

 BHMA 11 Μοντελοπούηςη ASSETS-LED. Ρίχνοντασ μια ςυνοπτικι ματιά βλζπουμε ότι ζχουμε ςχεδόν ολοκλιρωςθ τθν εργαςία ςε επίπεδο πλακζτασ, εκτόσ βζβαια από τα (αςθμζνια) pads των εξαρτθμάτων, τα οποία περιλαμβάνουν και τθν κόλλθςθ καλάι. Αρχικά το πλάνο μασ είναι πλζον να περάςουμε ςτο τελικό ςτάδιο του κεφαλαίου το οποίο είναι θ μοντελοποίθςθ των εξαρτθμάτων θμιαγωγικϊν ςτοιχείων κτλ , που βρίςκονται επάνω ςτθν πλακζτα, ςε κάκε μοντζλο κα περιλαμβάνετε και θ κόλλθςθ και το pad και τα ποδαράκια. Εάν μείνουν διάφορα αςθμζνια που δεν υποςτθρίηονται κα κάνουμε ξεχωριςτά models. Αρχικά λοιπόν κα περάςουμε ςτθν μοντελοποίθςθ των 7 ενδεικτικϊν LED`s. Να ςθμειϊςουμε ςε αυτό το ςθμείο ότι θ αναλυτικι περιγραφι κα περιοριςτεί μόνο ςε 2 ςτοιχεία τα υπόλοιπα κα παρουςιαςτοφν ωσ snapshots, και αυτό γίνεται κακαρά για να περιοριςτεί ο όγκοσ τουσ κεφαλαίου. Επειδι λοιπόν υπάρχει αυτόσ ο περιοριςμόσ κα αρχίςουμε από 2 ςχετικά ογκϊδθ ςτοιχεία το δεφτερο κα είναι ζνα πιο περίπλοκο ζνα ολοκλθρωμζνο atmel. Πλα τα υπόλοιπα μοντζλα είναι αρκετά παρόμοια και πιο απλά γιαυτό απαιτείτε αυξθμζνθ προςοχι ςτα 2 που ακολουκοφν. Για τθν μοντελοποίθςθ των LEDS, το αντικείμενο όπωσ παρατθροφμε είναι κατά κφριο λόγω τετραγωνοποιθμζνο άρα το βαςικό μασ primitive μοντζλο κα είναι ζνασ απλόσ κφβοσ. Μπορεί ςτθν κορυφι του ζχει μια κυλινδρικι εςοχι όπου μπαίνει και θ λυχνία, αλλά αυτό κα το υλοποιιςουμε με τον οδθγό με τθν ίδια τεχνικι που κάναμε και τισ εςοχζσ ςτακεροποίθςθσ καταςκευισ.

59 o Δθμιουργοφμε αρχικά ζνα primitive shape κφβο με φψοσ 1x1. o Τον τοποκετοφμε ςτο πάνω αριςτερό LED και κάνουμε scale ( global – cog ) x= 0.77 z=0.87 αφινουμε το y=1 προσ το παρϊν , επιμζνουμε ςτθν τοποκζτθςθ ϊςτε να ταιριάηουν με το περίγραμμα του reference (δεν αςχολοφμαςτε με τα ποδαράκια) υπενκυμίηω πάντα ότι χωροκετιςεισ μεταφορζσ τοπογραφίεσ με βάςθ το reference πρζπει να γίνονται από top view που είναι κακαρά ορκογραφικι οπτικι δθλαδι φτιαγμζνθ για ςχζδιο. Αφοφ λοιπόν ζχουμε ζτοιμο το ςχιμα από πάνω. o Μετακινοφμε το αντικείμενο ςτον άξονα Y από το right view, ζτςι ϊςτε να υπερίπταται λιγάκι από τθν επιφάνεια του δαπζδου περίπου μιςό φψοσ πλακζτασ(ςτο translate περίπου ~0.64 ςτον άξονα Y). o Στθν ςυνζχεια παίρνουμε το knife tool και από top view κόβουμε τθν πάνω δεξιά γωνία όπωσ φαίνεται και ςτο reference πιζηοντασ ταυτόχρονα το shift για να κάνουμε κοπι 45 μοιρϊν. Ζπειτα εξαφανίηουμε-αφομοιϊνουμε (χωρίσ να τρυπιςουμε το αντικείμενο) τα πολφγωνα τθσ ιδιόμορφθσ αυτισ γωνίασ (με ctrl+;) . o Μετονομάηουμε το αντικείμενο μασ από τον explorer ςε “LED” o Επόμενο βιμα είναι να φζρουμε το αντικείμενο drive ςτο φψοσ τθσ κορυφισ του αντικειμζνου “LED” (ςτθν οροφι του) το επιλζγουμε από τον explorer προφανϊσ, επειδι ζχουμε επιλζξει να μθν επιλζγετε από οπτικι, και το μετακινοφμε με τθν βοικεια του top και right view , τοποκετοφμε όςο πιο κεντραριςμζνα και ςτο πιο ςωςτό φψοσ γίνεται και το κάνουμε scale φυςικά ϊςτε να ζρκει ςτθν διάμετρο του λευκοφ ςχθματιςμοφ ςτο εςωτερικό του led. o Ζπειτα ηωγραφίηουμε με το add edge tool με ανοιχτό το snap/snap to points τθν περιφζρεια του κφκλου αυτοφ και ςυνδζουμε τα ςθμεία αυτά με τισ άκρεσ του αντικειμζνου, αυτό το κάνουμε διότι ςε διαφορετικι περίπτωςθ, όταν εφαρμόςουμε εξομάλυνςθ subdivision (+&-) κα δθμιουργθκοφν λάκθ. o Επιλζγουμε το κεντρικό πολφγωνο κάνουμε ctrl+d και κατεβάηουμε με global & c.o.g ςτον άξονα Υ το κυλινδρικό αυτό ςχιμα ςε φψοσ τζτοιο ϊςτε να βρίςκεται περίπου ςτθν μζςθ του Led. o Επόμενο βιμα μασ είναι να πάρουμε το tool knife και να κάνουμε δυο οριηόντιεσ γραμμζσ θ μία κοντά ςτον πάτο του led και θ άλλθ ςτο ¼ του φψουσ περίπου. o Ζπειτα όπωσ βλζπουμε και ςτο ςχιμα παρακάτω διαχωρίηουμε με add edge tool +ctrl τα πολφγωνα (Βιμα 11α-1), κάνουμε extrude ctrl+d με local κάνουμε translate ςτο y του(Βιμα-2), Κάνουμε weld με το move point tool με ενεργοποιθμζνο το weld (Βιμα 11α- 3). Ζπειτα από topview κάνουμε ορκι τθν γωνία πειράηοντασ το translate XZ των ςθμείων τθσ γωνίασ μόνο(Βιμα 11α-4). Ζπειτα ςθκϊνουμε λίγο τθν γραμμι που ιταν ςτο ¼ του φψουσ να πάει περίπου μζχρι τθν μζςθ(Βιμα 11α-5) και τζλοσ κάνουμε hard edges τισ ςκλθρζσ ακμζσ όπωσ φαίνεται ςτο ςχιμα, δθλαδι ςκλθρφνουμε ότι δεν πρζπει να επθρεαςτεί από πικανό subdivision(«+» & »-« πλικτρα για δοκιμζσ «εξομάλυνςθ»).

Εικόνα 4.3.20 Βιμα 11α 60

o Στα επόμενα βιματα κα δθμιουργιςουμε τα ποδαράκια και τα pads, όπωσ φαίνεται και ςτο ςχιμα του βιματοσ ( βιμα 11β - 1 ) χωρίηουμε με το add edge tool τα πολφγωνα ςτθν μζςθ ςτθν βόρεια και νότια μεριά του κάτω μζρουσ του Led. Ανάμεςα ςτισ γραμμζσ που μόλισ δθμιουργιςαμε επιλζγουμε τα πολφγωνα όπωσ ςτθν εικόνα ( βιμα 11β – 2 ) και κάνουμε ζνα extrude με ctrl+D μετά κινοφμε λίγο ςε local. Κάνουμε άλλο ζνα duplicate πολυγϊνου και το κάνουμε ςμίκρυνςθ με το local. Ππωσ φαίνεται ςτο ςχιμα ( εικ. βιμα 11β -3 ). Ζπειτα θ τελευταία εικόνα του ςχιματοσ τζρμα δεξιά μασ δείχνει το επόμενο βιμα που απεικονίηει το αποτζλεςμα από ζνα extrude along axis ςτα επιλεγμζνα πολφγωνα και ςτα 4 ποδαράκια φψουσ 0.2 με 3 subdivision.

Εικόνα 3.3.21 Βιμα 11β o Επόμενο μζλθμα μασ είναι να «ςτραβϊςουμε» τα ποδαράκια τθσ μιασ πλευρασ , πιάνουμε λοιπόν από right view και κάνουμε rotate global cog πρϊτα τα βόρεια ςθμεία από τα ποδαράκια (εικόνα βιματοσ γ) (1)(2) και μετά τα νότια πιζηουμε και το Shift για να μασ δϊςει κάποιεσ ζτοιμεσ γωνίεσ μεταξφ 0-90o(2). Ζπειτα τα μετακινοφμε όπωσ το ςχιμα(3) και τζλοσ κάνουμε 2 ctrl+d πρϊτα scale και μετά translate y(4). Ζπειτα το τετράγωνο pad το κάνουμε όλο hard edge(5). o Τα απζναντι pads τα δθμιουργοφμε με delete ςτθν μιςι γεωμετρία του LED και symetrize αυτο περιγράφετε αναλυτικότερα ςτο HD tutorial.

Εικόνα 4.3.22 Βιμα γ o Αφοφ λοιπόν δϊςαμε το ςχιμα ςτα ποδαράκια τελειοποιοφμε το model μασ με διάφορεσ μετακινιςεισ ςτθν γεωμετρία πχ ιςιϊνουμε κάποιεσ γραμμζσ , βλζπουμε που αλλοφ χρειάηεται hard edges για να μθν ςτρογγυλεφει κατά το sub/d. Απομακρφνουμε λίγο τα ποδαράκια το ζνα από το άλλο με scale. o Τζλοσ τοποκετοφμε το LED με βάςθ το reference ακριβϊσ ςτα ποδαράκια του ανεξάρτθτα άμα ξεφεφγει το από πάνω μζροσ οπτικά ςε ςχζςθ με το reference. Αυτό το κάνουμε γιατί θ πιο ςωςτι τιμι που ζχουμε ςτθν εικόνα είναι ςθμεία κοντά ςτο Y=0 δθλαδι ςτθν επιφάνεια τθσ εικόνασ. Τα ςθμεία που είναι πιο ψθλά μπορεί να αποκλίνουν, λόγω προοπτικισ τθσ αρχικισ φωτογραφίασ. Άρα αφοφ χτίςουμε το αντικείμενο μασ ςυμμετρικό το μετακινοφμε ςτθν βάςθ του. o Ζπειτα κάνουμε freeze ςτο LED και ςτα transformations του, και το κάνουμε clone 7 φορζσ με το clone multiple και ςε κάκε clone μετακινοφμε το led 0.974 προσ το x αυτό το ορίηουμε ςτο transforms tab του duplicate options και πατάμε OK.

61

o Σϊηουμε τθν ςκθνι με αφξων αρικμό _056. Μπορεί να μθν το ζχουμε αντιλθφκεί ακόμα αλλά αυτό που κάνουμε μζχρι τϊρα είναι αποκλειςτικά modelling. Θ φωτογραφία που βάλαμε ςτο επίπεδο τθσ πλακζτασ μπορεί να δείχνει ςαν να “φζρνει ζτοιμο το τελικό αποτζλεςμα” όμωσ ςτθν πραγματικότθτα είναι απλά εκεί για βοθκθτικοφσ λόγουσ. Για αυτό και αφινουμε το led μόνο ςαν model και προχωροφμε παρακάτω.

Εικόνα 4.3.23 Τελικό ςτάδιο του βιματοσ 11

 BHMA12Μοντελοπούηςη ASSETS- SP1 – SPEAKER - Ηχεύο. Για τθν μοντελοποίθςθ του θχείου κα χρειαςτοφμε το ςϊμα του το οποίο κα φτιάξουμε από ζνα κφβο και ζπειτα κα ςκεφτοφμε για τα ποδαράκια, πριν από αυτό όμωσ κα πρζπει να φτιάξουμε τθν ςκθνι μασ.

o Διαλζγουμε όλα τα LEDS και τα βάηουμε μζςα ςε ζνα model LEDz το οποίο το πιάνουμε και το κάνουμε drag με το ποντίκι επάνω ςτο model “e_demo_board”, επίςθσ διαλζγουμε τα 8 leds και τα κάνουμε και ζνα groupμε όνομα “LEDS”.

o Είδθ ζχει γίνει εμφανζσ ότι τα μικρά pads ςχεδόν 150 βαραίνουν τθν ςκθνι διαλζγουμε λοιπόν το group και πατάμε H. Τϊρα είμαςτε ζτοιμοι για να δουλζψουμε το ολοκλθρωμζνο.

o Αρχίηουμε λοιπόν από ζναν κφβο ο οποίοσ ζχει διαςτάςεισ Length = 1 και 2,1,2 U,V,Base αντίςτοιχά. Γράφουμε ςτο scale τισ διαςτάςεισ του 0,6 ςτο Y 2.15 ςτο Χ 2.05 ςτο Η. Τον μετακινοφμε προςωρινά επάνω ςτο τςιπ κόβουμε μια γωνία όπωσ είναι κομμζνθ με το knife tool διαγϊνια χρθςιμοποιϊντασ το “shift”.

o Για να κάνουμε 4 ςυμμετρικζσ γωνίεσ για να μθν τα κάνουμε με το μάτι μετακινοφμε πάλι το αντικείμενο μασ ςε 0,0 Χ,Η και ςβινουμε τα 3 τεταρτθμόρια εκτόσ από αυτό που ζχει το κόψιμο.

o Κάνουμε dissolve ςτα πολφγωνα τθσ γωνίασ. o Κάνουμε δυο διαδοχικά Symmetrize polygons ςε X και ζπειτα ςε Η επίπεδο και ζχουμε ζτοιμο το οκταγωνικό αυτό ςχιμα το μετακινοφμε πάλι ςτθ ςωςτι κζςθ, και ςτο top και ςτο Υ ϊςτε ο πάτοσ του να είναι ςτο ίδιο επίπεδο με τα leds. o Με το addedgetool κάνουμε τθν γεωμετρία χωριςμζνθ καλφτερα (βλ. HD tut).

Εικόνα 4.3.23 Βθμα 12 α

62 o Ζπειτα κάνουμε μια αρχικι μορφι ςτα ποδαράκια του θχείου τα οποία είναι τετράγωνα αυτό κα το κάνουμε κάνοντασ extrude τα 4 τριγωνάκια ςτο κάτω μζροσ του θχείου. o Ζπειτα προςκζτουμε μια γραμμι με το add edge κάνουμε scale αυτζσ τισ 4 edges ςε ΧΗ με global - cog ϊςπου να γίνει τετράγωνο το ςχιμα. o Ρροςκζτουμε μια edge για να χωριςτεί το ςϊμα από τθν κόλλθςθ. o Κάνουμε ζνα bevel γφρω γφρω ςτθν βάςθ και ςτθν οροφι του θχείου αφινουμε τισ default τιμζσ.

Εικόνα 4.3.24 Βθμα 12 β o Ζπειτα προςκζτουμε hard edges και γεωμετρία με το add edge tool εκεί που χρειάηεται (βλ ποδαράκια εικόνα παρακάτω), ζχουμε πάντα ςτο μυαλό μασ ότι μθ επίπεδθ γεωμετρία ανάμεςα ςε hard edges κα γίνει smooth , ζτςι κάνουμε τθν καμπφλωςθ τθσ κόλλθςθσ με ελαφρζσ μετακινιςεισ ςτον άξονα Y των καινοφριων ςθμείων. *΢θμείωςθ αναλυτικότερα θ μοντελοποίθςθ ςτα ποδαράκια ςτο HD tutorial που παρατίκεται ςτο CD. o Επαναφζρουμε τθν τετραπλι ςυμμετρία με μεταφορά ςτο κζντρο και 2 symmetrize ανά πάςα ςτιγμι (εάν ζχουμε προβλιματα χρθςιμοποιοφμε το offset για να φζρουμε τθν ςυμμετρία εκεί που πρζπει) , θ ςυμμετροποίθςθ ανά πάςα ςτιγμι μασ επιτρζπει να επικεντρωκοφμε ςε ζνα ποδαράκι κάκε φορά. Ζτςι ξεφεφγουμε από τουσ περιοριςμοφσ τισ ςυμμετρίασ και καταλιγουμε να ζχουμε πολφ πιο γριγορα ζνα ικανοποιθτικό αποτζλεςμα. o Επαναφζρουμε το θχείο ςτθ ςωςτι κζςθ.

Εικόνα 4.3.25 Τελικό ςτάδιο του βιματοσ 12 (Θχείο -Speaker) ςε πολλζσ απόψεισ. o Κάνουμε rename τον κφβο ςε Speaker και ςϊηουμε τθν ςκθνι με αφξων αρικμό _057.

63

 BHMA13 Μοντελοπούηςη υπολούπων ςτοιχεύων, μαζικό παρουςύαςη υπολούπων μοντϋλων του e_demo_board, ςυγκϋντρωςη υλικών, τελειοπούηςη του μοντελιςμού εκκαθϊριςη τησ ςκηνόσ.

Εικόνα 4.3.26 Τελικά μοντζλα : AVR και Επιταχυνςιόμετρο

Ραραπάνω βλζπουμε αριςτερά το ολοκλθρωμζνο AVR και αριςτερά το επιταχυνςιόμετρο. Θ μοντελοποίθςθ του ςϊματοσ του AVR είναι ίδιου τφπου με το Ηχείο μόνο που περιλαμβάνει διαφορετικοφ τφπου ποδαράκια τα οποία βγαίνουν από το ςϊμα με τον ίδιο τρόπο που τα φτιάξαμε ςτο led. Χωρίηουμε φυςικά τθν κάτω περιοχι ςε περιςςότερα τμιματα απο ότι κάναμε ςτο led και ακολουκοφμε τα extrudes και τθν διαμόρφωςθ. Εδϊ είχαμε να κάνουμε με πολφ λεπτά ποδαράκια με μια κόλλθςθ ςτθν μζςθ γι’ αυτό και θ ιδιόμορφθ τοποκζτθςθ των hardedges. Επίςθσ και εδϊ μποροφμε να κάνουμε ςυμμετροποίθςθ του αντικειμζνου μασ ανά πάςα ςτιγμι αν χωρίςουμε το αντικείμενο μασ με ζνα Χ από top view για να κάνουμε symmetrize ctrl+d ςτο αντικείμενο, rotate 90 y ςτο νεο, και merge των 2. Άρα φτιάχνουμε πρϊτα το ςϊμα ςαν το θχείο, και ζπειτα φτιάχνουμε τα ποδαράκια ςε μια μόνο πλευρά. Πταν τα τελειοποιιςουμε κάνουμε το symmetrize όπωσ το περιγράψαμε και παραπάνω. Δεξιά πάνω βλζπουμε το επιταχυνςιόμετρο το οποίο είναι δεν ζχει κάτι ιδιαίτερο πζρα από το bevel το dicing ςτο κάτω μζροσ και τα extrudes ςτθν μοντελοποίθςθ, αυτό που είναι ιδιαίτερο είναι ότι τα ποδαράκια του είναι όλα από κάτω, αυτό ζπρεπε να το δοφμε από το ςχθματικό για να γίνει κατανοθτό. Επίςθσ είναι ζνα ςχιμα το οποίο δεν ζχει καμιά καμπφλθ όλεσ του δθλαδι οι επιφάνειεσ είναι απόλυτα επίπεδεσ, αυτό ςθμαίνει πωσ α) δεν χρειάηεται ποτζ επιπλζον εξομάλυνςθ με Subdivision(όςο zoom και να κάνουμε) β) αντί για hard edges κα μποροφςαμε να ορίςουμε ςτο geometry approximation ςτο discontinuity angle μια παράμετρο που κα εφαρμοςτεί ςε όλο το αντικείμενο, ζτςι ϊςτε όλεσ οι ακμζσ να γίνονται αυτομάτωσ hardedges, αυτό το κάνουμε αλλάηοντασ τθν default εξομάλυνςθ επιφάνειασ από 60 μοίρεσ που είναι ςε 0 ζτςι λζμε ςτο πρόγραμμα να μθν κάνει κανενόσ είδουσ εξομάλυνςθ εκεί που ςυνδζονται τα πολφγωνα μεταξφ τουσ και ζχουν ( >=0 κλίςθ δθλαδι τα περιλαμβάνουμε όλα) .Φυςικά αφινουμε το SubD του επιταχυνςιόμετρου πάντα ςτο 0.

64

Εικόνα 4.3.27 Τελικά μοντζλα : 3J και 47R

Ραραπάνω βλζπουμε αριςτερά ζνα αντικείμενο με 3 ποδαράκια το οποίο είναι χωριςμζνο ςε 2 meshes τα ποδαράκια που περιλαμβάνονται μζςα ςτο ςϊμα. Πλο το mesh το ονομάηουμε 3j (3 junctions - 3 ενϊςεισ δθλαδι), το 3j υπάρχει 4 φορζσ ακόμα ςτθν πλακζτα μασ, άρα κάνουμε κλϊνουσ (και για πόδια). Τζλοσ τα βάηουμε και τα 5, κάτω από ζνα υπζρ Model 3js και όλο αυτό μπαίνει μζςα ςτο e_demo_board. Επίςθσ να αναφζρουμε ότι το ςϊμα ζχει discontinuity angle 0ο, τα ποδαράκια είναι κανονικά 60ο smooth γιατί χρειάηονται subdivision ςτο τελικό render. Να αναφζρω επίςθσ οτι πρϊτα φτιάχνουμε όλο το model και μετά κάνουμε τον διαχωριςμό τον αντικειμζνων με Polymesh>extract polygons>delete.Στθν κορυφι του το αντικείνο ζχει ζνα bevel και θ αλλαγι ςχιματοσ ςτο κάτω μζροσ ζγινε με scale. Τα ποδαράκια γίναν με διαδοχικά extrudes. Δεξιά ςτθν παραπάνω εικόνα βλζπουμε ζνα θμιαγωγικό ςτοιχείο ακόμα που βρίςκετε κάτω αριςτερά ςτθν πλακζτα απο top, όπωσ διαπιςτϊνουμε πατάει ςε δυο πλατιά ποδαράκια το αντικείμενο αυτό είναι 1 κομμάτι και το ονομάςαμε 4R7 (ότι γράφει ςτθν οροφι του). Σε αυτό το ςθμείο να κάνουμε ςαφζσ ότι θ ονοματολογία που δίνουμε δεν είναι ταυτόςθμθ με τα επίςθμα ονόματα τον θμιαγωγικϊν ςτοιχείων, πρϊτο κριτιριο είναι να τα αναγνωρίηει εφκολα ο δθμιουργόσ. Καλό ςτο 4R7 είναι να κάνουμε ζνα αρχικό extrude ςτα ποδαράκια ςε -Υ πριν δϊςουμε το κλαςικό οκτάγωνο ςχιμα ςε όλο το αντικείμενο.

Εικόνα 4.3.28 Τελικά μοντζλα : IRDETECTOR και Ra

Τα επόμενα δυο θμιαγωγικά ςτοιχεία είναι το IR detector ζνα υπερμζγεκεσ αντίγραφο του 3j με λίγεσ αλλαγζσ ςτισ αναλογίεσ και ςτισ κλίςεισ ςτο ςϊμα κακϊσ και εςοχζσ (εκεί που ειςζρχονται τα ποδαράκια). Δεξιά βλζπουμε το δεφτερο μοντζλο το Ra ζνα πολφ απλό μοντζλο, το οποίο εμφανίηεται δζκα φορζσ ςτθν πλευρά τθσ πλακζτασ που δουλεφουμε, το Ra όπωσ και τα υπόλοιπα αρχίηει από ζνα κφβο και γίνετε με διαδοχικά extrudes και μετακινιςεισ, εκτόσ από το τελείωμα του που κζλει weld ςτα κάτω points.Ρροςκζτουμε από νωρίσ τα hard edjes για να το τελειοποιιςουμε με με sub/d on. Και αυτά τα δζκα μοντζλα (10xRa`s) τα ομαδοποιοφμε κάτω από ζνα υπζρ - μοντζλο: Rαs όπωσ φαίνεται και ςτον explorer.

65

Εικόνα 4.3.29 Τελικά μοντζλα : Rb, Rc, Rd, LVL_SEL

Στθν παραπάνω εικόνα βλζπουμε άλλα 4 μοντζλα αριςτερά το επιλεγμζνο είναι το Rb ζνα λίγο διαφορετικό από το Ra κυρίωσ ςτα μεταλλικά του μζρθ, να προςκζςουμε εδϊ ότι το ενδιαφζρον με αυτό το ςτοιχείο είναι ότι είναι το πιο μικρό ςε όλθ τθν διάταξθ. Έχει πάχοσ όςο περίπου ζχει ζνα χαρτί από εξϊφυλλο τετραδίου. Κι όμωσ ςτθν εικόνα φαίνεται αρκετά κακαρά θ γεωμετρία του, ςτθν μζςθ άλλα δφο όμοια επίςθσ( κζντρο εικόνασ 4.1.29 ) που φτιάχνονται με λίγεσ αλλαγζσ είναι τα Rc και Rd , θ βαςικι διαφορά είναι το μζγεκόσ τουσ κατά τα άλλα οι διαφορζσ είναι πολφ μικρζσ. Δεξιά βλζπουμε το ςτοιχείο LVL_SEL το οποίο είναι ζνα ςφνθκεσ θμιαγωγικό μοντζλο με τρία Pins με τθν διαφορά ότι ζχει ζνα καπάκι και ςτθν οροφι του υπάρχει μια εςοχι μια «λεκάνθ».Στθν πραγματικότθτα το καπάκι αυτό είναι μια λεπτι μεμβράνθ διαφανισ που κάνει επιτρζπει ςτισ ακτίνεσ του φωτόσ να ειςζλκουν.

Εικόνα 4.3.30 Τελικά μοντζλα ολοκλθρωμζνων : ICBIG, ICMED, και ICSMALL

Στθν 4.1.30 βλζπουμε ςτθν ςειρά τα models από τα ολοκλθρωμζνα τθσ πλακζτασ τα οποία είναι τα ICBIG, ICMED, και ICSMALL, παρόμοιεσ τεχνικζσ χρθςιμοποιικθκαν και εδϊ. Τα ποδαράκια όπωσ τα φτιάξαμε και ςτο LED μονό που μετά το dice κάνουμε πρϊτα ζνα extrude προσ τα μζςα και μετά προσ τα ζξω με scale.Θ υπόλοιπθ διαδικαςία είναι ίδια rotate κλπ. Μόνο που τα pads είναι μακρόςτενα κζλουν δθλαδι extrude προσ τα ζξω. Δεν υπάρχουν bevels οφτε οκταγωνικά ςχιματα ςτο ςϊμα. Το επάνω μζροσ τουσ (το ςχιμα) φτιάχνετε με ζνα απλό scale ςε ζναν άξονα, ςτθν επιφάνεια του icbig ο κφκλοσ και θ εςοχι πάλι ζγινε με το drive . Και εδϊ τα ποδαράκια διαχωρίςτθκαν από τα models τουσ αφοφ πρϊτα φτιάχτθκαν εξολοκλιρου τα μοντζλα και βζβαια μπικαν κάτω από τθν ιεραρχία τουσ.

66

Εικόνα 4.3.31 Τελικά μοντζλα : Μπουτόν και αιςκθτιρασ φωτόσ.

Στθν εικόνα 4.1.31 αριςτερά βλζπουμε το κομβίον (που εμφανίηεται 2 φορζσ ςτθν πλακζτα), το model είναι ςυγκριτικά με τα άλλα κάπωσ πιο ςφνκετο κακϊσ αποτελείτε από 3 αντικείμενα, ςτθν εικόνα φαίνεται με επιλεγμζνο (κίτρινεσ γραμμζσ)το εξωτερικό μεταλλικό μζροσ , το pinπου βγαίνει από κάτω του ζχει επιςθμανκεί με πράςινο και περνάει κάτω από όλο το αντικείμενο κατά μικοσ. Με μοβ χρϊμα και μαφρεσ γραμμζσ, ςτο κζντρο, είναι το αντικείμενο το οποίο είναι από πλαςτικό. Μόνο το μεςαίο αντικείμενο είναι hard_edged εξολοκλιρου. Με subdivision των μεταλλικϊν κομματιϊν, το ςχιμα του γίνεται καμπυλωτό. Το button δθμιουργικθκε κυρίωσ με αλλεπάλλθλα extrudes και οριςμζνα welds. Θ τρφπα ςτο κζντρο του ζγινε εξαρχισ με boolean diference με τθν βοικεια ενόσ μακρόςτενου κφβου. Δεξιά ςτθν εικόνα το επόμενο model είναι ζνασ ανιχνευτισ φωτόσ RGB. Από κάτω του βγαίνουν 9 ποδαράκια. Τι κάτω μζροσ φτιάχτθκε με dice, extudes, και scale ςε local με cog off. Τελευταίο μοντζλο που απαιτείτε να φτιάξουμε για ολοκλθρϊςουμε τθν μοντελοποίθςθ τθσ πλακζτασ και των ςτοιχείων τθσ, (τθσ πάνω πλευράσ τθσ θ οποία κα είναι επίκεντρο τθσ οπτικοποίθςθσ)είναι toIR LED το οποίο είναι πανομοιότυπο model με τα led μόνο που απαιτείτε να ενϊςουμε τα ποδαράκια .Αυτό το κάνουμε με scale για να πλθςιάςουν τα πολφγωνα και ζπειτα delete και weld.

Εικόνα 4.3.32 Συγκεντρωτικό μοντελοποίθςθσ μοντζλου “e_demo_board” απεικόνιςθ real time με hiden line removal.

67

Στθν εικόνα 4.3.32 που βλζπουμε ςτθν ςελίδα 67 εμφανίςαμε όλα τα υλικά μαηί για να πάρουμε μια τελικι άποψθ από το μοντζλο είμαςτε πολφ κοντά ςτο να ποφμε ότι τελειϊςαμε με το modelling. Μζνουν μόνο λίγα βιματα και αυτά ζχουν να κάνουν με τακτοποίθςθ, για να μθν υπάρχει ςφγχυςθ και επιβαρφνςεισ ςτθν ςκθνι, ακολουκοφμε τα παρακάτω βιματα για να τελειϊςουμε:

1. Ελζγχουμε τθν ονοματολογία δεν πρζπει να υπάρχουν αντικείμενα με ονόματα Primitive αντικειμζνων, δίνουμε πχ ςτα ποδαράκια ονόματα αντίςτοιχα με κατάλθξθ _pins ι _legs.

2. Ελζγχουμε να μθν υπάρχουν περιττά clusters κυρίωσ αυτά που δθμιουργικθκαν από τα hard edges αν υπάρχουν τα ςβινουμε.

3. Σβινουμε διπλζσ edges.

4. Σβινουμε lonely points (1Point ανάμεςα ςε δυο edjes που δεν ζχει λόγο φπαρξθσ) .

5. Ομαδοποιοφμε κι άλλο τα ςτοιχεία μασ τα βάηουμε όλα τα meshes που τυχόν είναι απ ζξω μζςα ςτο model e_demo_board βάηουμε τα “Ra, Rb, Rc, Rd” κάτω από ζνα μοντζλο Rs (Ressistances`s αντιςτάςεισ) και τα ολοκλθρωμζνα κάτω από ζνα ICs (intergrated ciruit`s ολοκλθρωμζνα κυκλϊματα).

6. Κάνουμε set neutral scaling se όλα τα αντικείμενα, και set neutral rotation. Κάνουμε freeze ςε όλα αντικείμενα που δεν είναι κλϊνοι, φροντίηουμε γενικά να μθν υπάρχουν operators πχ bevels ξεχαςμζνα ζτςι θ ςκθνι κα ελαφρφνει κατά πολφ.

7. Ελζγχουμε να μθν υπάρχουν κρυμμζνα αντικείμενα ςε όλθ τθν ιεραρχία αυτό το κάνουμε επιλζγοντασ με μεςαίο κλικ το model e_demo_board και 2 φορζσ το πλικτρο «Θ».(Δεν πρζπει να χουμε κρυμμζνο κάποιο group για να είναι κακολικι θ εμφάνιςθ).

8. Σϊηουμε τθν ςκθνι μασ με αφξων αρικμό 065_Modeling_done.

68

4.4 Υλικϊ(materials)κριτόρια διαχωριςμού

o Διαχωριςμόσ με κριτόρια υλικών(αντανακλϊςεισ, διαφϊνειεσ, ςκϋδαςη κτλ) Το επόμενο βιμα εφόςον ζχουμε περάςει το ςθμείο όπου τελειοποιιςαμε ζνα ςφνκετο μοντζλο γεωμετρίασ όπωσ το e_demo_board, είναι να ορίςουμε κοινζσ περιοχζσ με γνϊμονα τθν διαφορετικότθτα των υλικϊν ϊςτε το οπτικό μασ αποτζλεςμα αρχικοποιθκεί και ςε επίπεδο υλικϊν. Τα υλικά (materials) ορίηουν τθν διαφοροποίθςθ αυτι και αποςαφθνίηουν τθν ταυτότθτα του υλικοφ εκ πρϊτθσ όψεωσ. Θ ταυτότθτα αυτι οδθγείτε επιπλζον από πολλοφσ υποπαραμζτρουσ και ρυκμίςεισ. Πλεσ αυτζσ οι υποπαράμετροι ςυγκεντρωμζνοι ςε ζνα ςθμείο αποτελοφν ζναν ενοποιθμζνο shader του MentalRay. Στο παράδειγμα μασ οι υποπαράμετροι που κα χρθςιμοποιιςουμε είναι κυρίωσ θ δφναμθ και θ ςυγκζντρωςθ τθσ αντανάκλαςθσ πθγισ φωτόσ, το ποςό αντανάκλαςθσ περιβάλλοντοσ, το βαςικό χρϊμα του υλικοφ diffuse color, ο ambient φωτιςμόσ του υλικοφθ διαφάνεια κ.α. Τα υλικά που ςυναντοφμε ςτο παράδειγμα μασ είναι κυρίωσ πλαςτικά και μεταλλικά μζρθ τα οποία χτίηονται παραδοςιακά με τον shader Phong ο οποίοσ είναι ζνα υποςφνολο από MR properties που καλφπτει τα γυαλιςτερά υλικά. Εάν κελιςουμε να αςχολθκοφμε με «ματ» υλικά πρζπει να επιλζξουμε ζναν lambert shader. Θ διαφοροποίθςθ των υλικϊν και οι παραμετροποίθςθ κα γίνει πιο ςαφείσ ςτθν πορεία, δεν υπάρχει επιτυχθμζνθ ςυνταγι από πριν, ο μθχανικόσ πρζπει να παίξει με τισ παραμζτρουσ για να πετφχει το βζλτιςτο οπτικό αποτζλεςμα. Φυςικά απαιτείτε εμπειρία, αλλά υπάρχουν και βαςικζσ αρχζσ οι οποίεσ δίνουν κάποια βάςθ ςτο εγχείρθμα. Αυτό ιςχφει διότι δουλεφουμε με shaders του Mental ray, άλλοι renderers ζχουν ςυγκεκριμζνα ζτοιμα υλικά, εμείσ απο τθν άλλθ ζχουμε τθν δυνατότθτα να μάκουμε τθν αρχιτεκτονικι τθσ οπτικοποίθςθσ από τθν βάςθ τθσ.

o Διαδικαςύα τοποθϋτηςησ βαςικών υλικών παντού, ομαδοπούηςη με κριτόριο τα υλικϊ. Ο οριςμόσ υλικϊν γίνεται ςε επίπεδο mesh ι ςε επίπεδο περιοχισ του mesh ( polygon cluster ). Σε ζνα ολοκλθρωμζνο π.χ. μποροφμε να εφαρμόςουμε το υλικό “μαφρο πλαςτικό” για βάςθ όμωσ κα φαίνονται μαφρα και τα μεταλλικά του μζρθ. Αν τα μεταλλικά pins ανικουν ςτο ίδιο mesh, μποροφμε να επιλζξουμε τα πολφγωνα και να εφαρμόςουμε εκεί πάνω το υλικό “γκρι_μζταλλο”. Όλα τα pins ςτθν ςκθνι μποροφν να αντλοφν πλθροφορία από το ίδιο υλικό ζτςι ϊςτε να μθν χρειαςτεί να φτιάξουμε εκατοντάδεσ υλικά.Tα υλικά κλθρονομοφνται από τα μοντζλα. Ταυτόχρονα με τθν εφαρμογι των υλικϊν ςε πολυγωνικά αντικείμενα και πολυγωνικζσ περιοχζσ γίνεται και μια δεφτερου τφπου ομαδοποίθςθ πζρα από τθν ονοματολογία των ςτοιχείων. Αυτι θ υλικι ομαδοποίθςθ μασ δίνει άλλεσ δυνατότθτεσ π.χ μποροφμε να διαλζξουμε όλα τα αντικείμενα που ζχουν ωσ βάςθ το υλικό “μαφρο πλαςτικό”. Το βαςικό υλικό είναι ςυνικωσ εκείνο που καλφπτει το μεγαλφτερο μζροσ μιασ ςκθνισ. Χωρίσ το βαςικό υλικό θ ίδια θ εφαρμογι δεν μπορεί να οπτικοποιιςει τα πολφγωνα με real time shading. Για αρχι κα κάνουμε τθν ομαδοποίθςθ αυτι χωρίσ να μασ ενδιαφζρει εάν τα υλικά μασ φαίνονται ωραία. Δθμιουργοφμε με τον Material manager ζνα Material phong και το ονομάηουμε “Black_plastic” και ζνα υλικό ( επίςθσ phong όπωσ και όλα τα υπόλοιπα* )“Metalic_Grey”, ςτα οποία αλλάηουμε μόνο το diffuse χρϊμα τουσ για να τα ξεχωρίηουμε το ζνα είναι μαφρο και το άλλο είναι γκρι ανοιχτό. Ζπειτα εφαρμόηουμε το “μαφρο πλαςτικό” ςαν βαςικό υλικό ςε όλα τα ςϊματα απο τα ολοκλθρωμζνα ICs_, ςτισ αντιςτάςεισ Rs, ςτο θχείο, ςτο IRDetector, ςτο επιταχυνςιόμετρο,ςτο AVR, ςτα 3js, ςτο 4R7. Εφαρμόηουμε ζνα υλικό είτε από τον material manager ι από τον expolorer με δεξί κλικ assign material είτε με pick. Αφοφ ςιγουρευόμαςτε ότι εφαρμόςαμε ςωςτά το black plastic, επιλζγουμε όλεσ τισ περιοχζσ των ςτοιχείων που είναι ενϊςεισ ποδαράκια, είτε ςαν αντικείμενα, είτε ςαν πολφγωνα και εφαρμόηουμε το υλικό “Metalic_Grey”. Πταν φτιάχνουμε ζνα cluster υλικοφ καλό είναι να τον ονομάηουμε ϊςτε να είναι ςαφζσ πχ μποροφμε να ονομάςουμε το cluster που κα δθμιουργθκεί ςτα ποδαράκια του avr ςαν AVR_pins. Αφοφ κάνουμε όλα αυτά φτιάχνουμε και ζνα υλικό “White_plastic”, το οποίο το εφαρμόηουμε ςτο κεντρικό αντικείμενο των buttons, και ςτα 7 leds. Επίςθσ ζνα υλικό καφζ ανοιχτό “Dark_orange_pl” se Rb Rc Rd Αν κάνουμε όλα αυτά θ ςκθνι μασ πρζπει να μοιάηει όπωσ ςτθν εικόνα 4.4.1 που ακολουκεί.

69

Εικόνα 4.4.1 Ομαδοποίθςθ ςτοιχείων με βάςθ τα υλικά τουσ. Χρωματικόσ ζλεγχοσ με Constant shading.

Ππωσ βλζπουμε και ςτθν εικόνα γίνετε πλζον ςαφζσ και από χρωματικισ άποψθσ ο διαχωριςμόσ τον υλικϊν ςε επίπεδο χρϊματοσ, για να μθν μπερδευόμαςτε με το default material που είναι γκρι ςαν το μζταλλο, μποροφμε να του δϊςουμε ζνα χρϊμα ζντονο π.χ. μοβ, αν τα ζχουμε κάνει όλα ςωςτά δεν πρζπει να υπάρχει πουκενά μοβ, θ αρχικι αυτι εικόνα τθν οποία μποροφμε να τθν δοφμε πολφ κακαρά αν επιλζξουμε constant φωτιςμό, είναι θ πρϊτθ βαςικι ενζργεια, ζνασ απαραίτθτοσ ζλεγχοσ κεμζλιο για όλα τα επόμενα βιματα.

o Δυνατότητεσ των shaders του MentalRay, δενδρικό δομό, πηγϋσ πληροφορύασ. Για να εξθγιςουμε τι εννοοφμε με τον όρο «δυνατότθτεσ» και να κζςουμε και τον τρόπο που κα αναπτφξουμε το υποκεφάλαιο, πρζπει να διερωτθκοφμε, «τι περιςςότερο μποροφμε να πετφχουμε πζρα από το να εφαρμόηουμε τοπικά γυαλιςτερό ι μθ γυαλιςτερό υλικό;». Ππωσ ζχουμε είδθ αντιλθφκεί λοιπόν (πζρα από αυτι τθν παραπάνω υπεραπλοφςτευςθ) το Render tree είναι ζνα εργαλείο με κόμβουσ το οποίο μπορεί να φιλοξενιςει περίπλοκεσ δομζσ δενδρικοφ τφπου οι οποίεσ μπορεί να περιγράψουν ακόμθ και ςε φωτορεαλιςτικζσ επιφάνειεσ με ςυνδυαςμό των επιμζρουσ ςτοιχείων. Είναι πολφ πικανόν ςε αυτό το ςθμείο τζτοιου τφπου δομζσ να μθν είναι κακόλου κατανοθτζσ γι’ αυτό πρζπει να αρχίςουμε αρχικά αναλφοντασ τι είναι οι δομζσ αυτζσ, και γιατί χρειαηόμαςτε τθν δενδρικι δομι με κόμβουσ. Ακόμθ και οι απλοί shaders που είδαμε μζχρι τϊρα, είναι από κάτω περίπλοκοι και ασ μθν φαίνεται. Τα Mental Ray Materials ζχουν μια αρκετά μεγάλθ λίςτα από properties που υποςτθρίηουν κάκε property είναι ενόσ ςυγκεκριμζνου τφπου, είτε κα είναι χρϊμα, είτε integer, είτε boolean, είτε οποιοςδιποτε άλλοσ τφποσ.. Το Softimage αυτό κακαυτό υποςτθρίηει τθν αλλθλεπίδραςθ και τθν ςυμβατότθτα οποιονδιποτε μεταβλθτϊν ζχουν τον ίδιο τφπο, ςτθν ίδια λογικι κινείτε και το RenderTree και το I.C.E.Το δζνδρο του Render tree οπτικοποιεί τα εργαλεία και τα ςτοιχεία του με κόμβουσ, τισ ειςόδουσ και τισ εξόδουσ με ςθμεία, τισ ςυνδζςεισ με βζλθ, και τουσ τφπουσ με χρϊματα. Ζτςι για παράδειγμα μασ δίνετε θ δυνατότθτα να βάλουμε δυο εικόνεσ (τφποσ : color) να αλλθλεπιδράςουν ςτισ ειςόδουσ ενόσ κόμβου επεξεργαςίασ “mix2colors” ο οποίοσ ζχει τθν δυνατότθτα με τισ ανάλογεσ ρυκμίςεισ να κρατιςει μόνο τθσ φωτεινότερεσ τιμζσ, εξάγοντασ το ςυνδυαςμζνο αποτζλεςμα ςτθν ζξοδο του. Υπάρχουν πολλά μακθματικά nodes, πζρα από τα color nodes που ςυνικωσ χρθςιμοποιοφμε για τθν πρωτογενι επεξεργαςία των υφϊν. Το πλικοσ των nodes μασ εγγυάται ευελιξία και απεριόριςτεσ δυνατότθτεσ ςτο αποτζλεςμα. Στθν ουςία είναι ςαν να προγραμματίηουμε τον shader μασ με κόμβουσ. [7] Μάλιςτα θ περιπλοκότθτα των δεντρικϊν ςχθματιςμϊν , θ πρόςβαςθ ςε δεδομζνα και ςε μακθματικοφσ κόμβουσ, φτάνει ςε τζτοιο βάκοσ, που μποροφμε να υλοποιιςουμε ακόμθ και τουσ ίδιουσ τουσ κλαςικοφσ κόμβουσ, phong lambert, blin κτλ χρθςιμοποιϊντασ low level Nodes.

70

Το τελικό material δεν είναι τίποτα άλλο πάρα ζνα ςφνολο από διάφορα απαιτοφμενα mental ray properties τα οποία απαιτοφνται για να ορίηετε κάποιο υλικό, αυτά τα properties μποροφμε να τα τροφοδοτιςουμε ξεχωριςτά το κακζνα με πλθροφορία από άλλεσ πθγζσ, ςυνδζοντασ nodes κατάλλθλου τφπου ςτισ ειςόδουσ τουσ (Ports). Εκτόσ από τισ εικόνεσ ( texture maps ) ςαν πθγζσ, μποροφμε να παράγουμε χάρτεσ πλθροφορίασ ( εικόνεσ ) με κακαρά μακθματικοφσ όρουσ, ( π.χ.fractals ) οι πθγζσ αυτζσ ονομάηονται procedural. Αν όλεσ οι πθγζσ ενόσ shader είναι procedural, τότε και ολόκλθροσ ο shader ονομάηετε κατ αυτϊν τον τρόπο.

«Απηό πνπ πξέπεη λα θξαηήζνπκε ελ ηέιε από ην δαηδαιώδεο -Render Tree- είλαη όηη καο δίλεη ηελ δπλαηόηεηα λα θάλνπκε ζρεδόλ όηη ζέινπκε, πεξίπνπ ζαλ έλα ινγηθό δηάγξακκα, δελ απαηηείηε λα έρνπκε θάπνην πεξίπινθν δέλδξν γηα λα είλαη έλαο ζθηαζηήο (shader) ζωζηόο. Τν δέληξν ζα απνθηήζεη πεξίπινθε δνκή, κόλν αλ ρξεηαζηεί λα ιύζνπκε θάπνην πεξίπινθν πξόβιεκα. Καη θπζηθά δελ πξέπεη λα θάλνπκε ην δέληξν πην πεξίπινθν από ην ίδην ην πξόβιεκα».

o Βελτιώνοντασ τουσ shaders ϋναν προσ ϋναν. Ειςαγωγό ςτα Texture coordinates. Για αρχι ανοίγουμε τον explorer ςτο tab με τα materials ανοίγουμε 1 -1 τα materials και βάηουμε ςτο ambient τιμι 0.1 ςε όλα τα κανάλια χρϊματοσ. Επίςθσ βάηουμε ςτο κεντρικό ambience που βρίςκετε ςτο render tab του Softimage τθν τιμι 0.2.Για να επιβλζπουμε τισ αλλαγζσ μασ άμεςα μποροφμε να χρθςιμοποιοφμε ενδιάμεςα κατά τθν καταςκευι το region render tool το οποίο γίνετε μζςα ςτο viewport με Q και κάνοντασ ζνα rectangle selection με το mouse τθν περιοχι που κζλουμε να γίνει render. Επιλζγουμε τθν ποιότθτα του απο ζνα slider δεξιά ςτο κίτρινο πλαίςιο. Να κυμθκοφμε φυςικά να το κλείςουμε με q και ζνα απλό κλικ ςε 1 ςθμείο. Ασ δοφμε λοιπόν τα υλικά ζνα προσ ζνα όπωσ τα ζχουμε και ςτθν εικόνα 4.4.1:

 m_Black_Plastic: Βάηουμε ςτο specular color 0.425 ςε όλα τα κανάλια γιατί το πλαςτικό αυτό ςυνικωσ είναι άγριο (δεν είναι λείο) ζτςι χαμθλϊνουμε όπωσ λζμε το specular. Στο transparency reflection tab ξε-τςεκάρουμε το transparency ϊςτε να μθν πιάνει άδικα μνιμθ κακϊσ δεν υπάρχει κακόλου διαφάνεια. Αντικζτωσ πιο κάτω ενεργοποιοφμε το Reflection και βάηουμε μια μικρι τιμι 0.135 ςε όλα τα κανάλια. Ππωσ διαπιςτϊνουμε οι τιμζσ πολλζσ φορζσ ακόμθ και για μεγζκθ παίρνονται με χρϊματα αυτό γίνεται για να μποροφμε να ςυνδζςουμε εικόνεσ. Τζλοσ επειδι το υλικό είναι άγριο αυτό ςθμαίνει ότι και θ αντανάκλαςθ πρζπει να επθρεαςτεί αυτό το πετυχαίνουμε με το Gloss το οποίο εφαρμόηει κόλωςθ ςτθν αντανάκλαςθ. Βάηουμε λοιπόν gloss0.095 με 2 samples.

 m_dark_green_mat: Είναι ζνα υλικό το οποίο το χουμε εφαρμόςει μόνο ςτα πλάγια και ςτισ τρφπεσ τθσ πλακζτασ. Βάηουμε specular rgb 0.3 Και ςβινουμε reflection και transparency.

 m_Dark_orange_plastic: Το υλικό αυτό το ςυναντοφμε μόνο πάνω ςε ςυγκεκριμζνα ςτοιχεία προσ το παρϊν βγάηουμε αντανάκλαςθ και transparency. Βάηουμε ςτο specular Decay 40 και ςτο RBG του specular 0.5.

 m_Gold_pads_mat: Ο χρυςόσ είναι ζνα υλικό που δφςκολα φαίνεται ωραία ςτα 3d γενικϊσ τα μζταλλα ζχουν τεκεί ςε πολφ ςυηιτθςθ, επειδι υπόκεινται ςε οριςμζνα μοναδικά χαρακτθριςτικά. Γι’ αυτό κα χρθςιμοποιιςουμε ζνα mia_material το οποίο περιζχει όλα τα attributes του mental ray ϊςτε να ζχουμε ευελιξία, το γράφουμε αυτολεξεί ςτο search του render tree και πετάμε με drag n drop το node μζςα ςτο render tree.Ζπειτα αποςυνδζουμε το gold_pads_illum και ςυνδζουμε το mia_material. Βάηουμε τισ εξισ παραμζτρουσ: 0.4 difusse roughness, difuse color 0.992 0.729 0.157, reflectivity 12 refl color 1 0.729 0.425, refl glos 0.5, refl gloss samples 3, ενεργοποιοφμε bdrf fressnell , bdrf conserve energy, refl falloff on, refl falloff distance 14, Hl vs refl balance 1.2.

71

 m_Metalic_Grey_: 0.574 ςε RGBA ςτο diffuse, reflection rgba 0.315, gloss 0.281 samples 2, refl mode=environment only

 m_Transparent_kafe_mat: Αυτό το υλικό είναι το καπάκι του LVL_SEL κάνουμε αρχικά ζνα phong καφζ με transparency rgb 0.393 specular rgb = 0.55 0.44 0.32 reflection rgb 0.393 Επίςθσ επειδι κάτω από το καπάκι το υλικό είναι πολφ ςκοφρο, εφαρμόηουμε ςτθν εςοχι το mat m_dark_orange_plastic.

 m_White_Plastic: diffuse rgb 0.94 0.94 0.82 specular rgb 0.635 0.612 0.475 transparency off, reflection 0.3 env only.

 plaketa_epifaneia_mat: Το κφριο material τθσ επιφάνειασ τθσ πλακζτασ αυτό που κάνουμε ςτθν παρακάτω εικόνα με το δενδρικό διάγραμμα είναι να μετατρζψουμε τθν ζγχρωμθ εικόνα ςε περίπου αςπρόμαυρθ ϊςτε να οδθγιςουμε ταυτόχρονα και το specular αλλά και το bump map. Αριςτερά ςτα παράκυρα βλζπουμε τισ τιμζσ του Bump map, και τισ τιμζσ του color correction.(Σθμείωςθ πρϊτα φτιάχνουμε το δζντρο και μετά βάηουμε τιμζσ. Για να είναι οι ςυνδζςεισ ζτοιμεσ).

Εικόνα 4.4.2 O shader τθσ επιφάνειασ τθσ πλακζτασ όπωσ περιγράφετε μζςα απο το κομβικό διάγραμμα ( Render Tree) .

 ref_top_mat: Είναι το υλικό που τοποκετιςαμε ςτον οδθγό μασ. Δεν μασ χρειάηεται προσ το παρϊν, αλλά το αφινουμε.  grey_lambert: Ζνα απλό gray lambertτο οποίο εφαρμόηουμε ςε μια επιφάνεια grid (καινοφριο αντικείμενο μεγζκουσ 50x50 το τοποκετοφμε ςε φψοσ κάτω από τθν πλακζτα το αντικείμενο αυτό είναι το πάτωμα τθσ ςκθνισ) *προαιρετικό.  Scene_Material: Το default υλικό τθσ ςκθνισ που εφαρμόηετε ςε κάκε νζο αντικείμενο το αφινουμε ωσ ζχει.

72

4.5 Ambient Occlusion Pass Ραρακάτω κα προετοιμάςουμε το ζδαφοσ για το τελικό render φτιάχνοντασ ζνα pass το οποίο είναι κακαρά κακολικι ςκίαςθ λεπτομζρειασ και τίποτα άλλο. Σκοπόσ μασ είναι να τονίςουμε με ζνα επιπλζον πζραςμα περιςςότερο τισ λεπτομζρειεσ τισ γεωμετρίασ, επιδιϊκουμε επίςθσ να φαίνεται το αποτζλεςμα πιο ςυμπαγζσ. Για να το κάνουμε αυτό δθμιουργοφμε ζνα καινοφριο pass>edit>newpass>empty και το ονομάηουμε “ΑΟ” ςτο box: Passname, ζπειτα πθγαίνουμε ςτον material manager και δθμιουργοφμε ζνα material create>newmaterial και το ονομάηουμε ”ΑΟ_mat” ( F2 επάνω ςτο πορτοκαλί node ) προςκζτουμε το nodes>illumination>ambientocclusion αφαιροφμε το default πράςινο node(phong) με Delete.Ζπειτα ςυνδζουμε τθν ζξοδο του ambient occlusion ςτθν είςοδο surface του πορτοκαλί node.Ζχοντασ ζτοιμο το ambient occlusion material πθγαίνουμε ςτον explorer ςτα passes (8 και P) και ςζρνουμε το ΑΟ mat τθν άςπρθ ςφαίρα με drag & drop επάνω ςτο Background Objects Partition το οποίο περιζχει μια λίςτα με όλα τα meshes τθσ ςκθνισ. Μετά από αυτι τθν διαδικαςία πρζπει να γνωρίηουμε ότι ζχουμε δυο ειδϊν περάςματα ζνα το κανονικό το οποίο κα κάνει το render κανονικά με όλα τα χρϊματα και τουσ φωτιςμοφσ και δεφτερον το “ΑΟ”(AmbientOcclusionPass) το οποίο είναι αςπρόμαυρο και περιζχει μόνο πλθροφορία για τθν κακολικι ςκίαςθ λεπτομζρειασ. Ανοίγουμε το rendertree του AO_mat και βάηουμε τιμι 100 ςτο numberofsamples. Εάν τϊρα κάνουμε ζνα render με το render region “Q+mousedrag” κα δοφμε τι ακριβϊσ είναι το ambientocclusion.

Εικόνα 4.5.1 Default και Αmbient Occlusion περάςματα, του ιδίου ςτιγμιοτφπου, εκατζρωκεν.

Τα επιπλζον render Passes περιζχουν διαφορετικοφ τφπου πλθροφορία ςτθν απεικόνιςθ από το κλαςικό default render, παρόλα αυτά μπορεί θ διαφορετικι αυτι πλθροφορία να είναι τελικά κομμάτι μιασ ςφνκετθσ τελικισ ςυνδυαςμζνθσ απεικόνιςθσ, ςε τζτοιεσ ςυνδυαςμζνεσ απεικονίςεισ (composites),που ολοκλθρϊνονται ςε δεφτερο χρόνο (με post process) ,τα περάςματα ( passes ) κεωροφνται ωσ οι «πρϊτεσ φλεσ» μιασ επιτυχθμζνθσ “ςυνταγισ”. Θ αλικεια είναι πωσ το τελικό αποτζλεςμα που ςυνκζτουμε από εκεί και πζρα με διςδιάςτατο τρόπο, δεν διαφζρει και πολφ ςτθν λογικι τθσ διαδικαςίασ από τθν μαγειρικι τζχνθ. Χρειάηεται δθλαδι και μζτρο, και καλαιςκθςία, και πείρα, και μεράκι, αυτό βζβαια δεν αποτρζπει κάποιον από το να ακολουκιςει μια απλι ςυνταγι ςφνκεςθσ, παρόλο που δεν είναι 3dartistι VFXSpecialist. Ζνασ πολφ ςθμαντικόσ λόγοσ επιπλζον που υπάρχουν τα περάςματα, είναι για να ελαφρφνει ο φόρτοσ εργαςίασ του επεξεργαςτι ςε περίπλοκεσ ςκθνζσ. Απϊτεροσ ςκοπόσ είναι να ςυνδυαςτοφν 2 ι περιςςότερεσ εικόνεσ για να παράγουν ζνα τελικό αποτζλεςμα, εάν θ ςκθνι μασ είναι πολφ περίπλοκθ, είναι πολφ ςφνθκεσ, να επιβάλλεται το ςπάςιμο τθσ ςε επιπλζον περάςματα, ζτςι κερδίηουμε εκκετικά ςε ταχφτθτα και δίνουμε τθν δυνατότθτα ςτο υπολογιςτικό ςφςτθμα να ανταπεξζλκει. Στθν παρακάτω εικόνα βλζπουμε το αρχικό pass ςυν το ΑΟ pass με ζνα απλό φίλτρο multiply που κάνουν πολλά 2d προγράμματα επεξεργαςίασ εικόνασ, ςυν το hidden line removal.

73

Ζτςι παίρνουμε το εξισ αποτζλεςμα μζςω του λεγόμενου compositing/ Postprocess (μετεπεξεργαςία). H εικόνα που ακολουκεί είναι ςτθν ουςία το render αναμεμειγμζνο με τθν γεωμετρικι πολυγωνικι μοντελοποίθςθ.

Εικόνα 4.5.2 E Demo Board ( Rev 8.1 ) του προγραμματιηόμενου αιςκθτιρα. Μικτι Οπτικοποίθςθ: Default Pass + ( Αmbient Occlusion : φίλτρο Multiply ) +( Hiden Line Removal -> υψθλότερθ αντίκεςθ : φίλτρο multiply) + μετεπεξεργαςία : blur, bloom, χρωματικι διόρκωςθ. 4.6 Τύτλοι ςτα ςτοιχεύα – Local Texture Coordinates

Επόμενθ διεργαςία που μποροφμε να κάνουμε είναι να προςκζςουμε πινακίδεσ επάνω ςτα θμιαγωγικά ςτοιχεία και εφόςον θ παρουςίαςθ που κάνουμε είναι παρουςίαςθ μθχανικοφ κάτι τζτοιο κα ιταν πολφ βαςικό εάν κζλαμε πχ να επικεντρϊςουμε ςε κάποιο ςτοιχείο ςτθν παρουςίαςθ. Ενδεικτικά τϊρα κα τιτλοφοριςουμε το θχείο με ζνα texture για να αναδείξουμε τθν διαδικαςία. Φτιάχνουμε λοιπόν ζνα καινοφριο material m_black_plastic_SP1 με τθν κατάλθξθ SP1 δθμιουργοφμε τϊρα από ζνα πρόγραμμα 2D μια εικόνα με τον τίτλο άςπρο ςε μαφρο φόντο οποιαςδιποτε ανάλυςθσ κζλουμε ( περίπου 700 με 1500 px ςε πλάτοσ), με τον τίτλο που αναγράφετε επάνω ςτο θχείο. Ζπειτα βάηουμε το texture αυτό επάνω ςτο θχείο, και διαμορφϊνουμε το render tree ϊςτε να γίνει όπωσ και ςτθν εικόνα 4.6.2. Ππωσ βλζπουμε ζχουμε βάλει ςτθν είςοδο του diffuse του phong τθν ζξοδο από το τον κόμβο color basic , εμποτίηουμε ςτθν ουςία τισ άςπρεσ τιμζσ τθσ εικόνασ του τίτλου πάνω ςτο μαφρο χρϊμα, κρατϊντασ τισ μζγιςτεσ τιμζσ με το φίλτρο maximum. Θ εικόνα μασ για να εμφανιςτεί ςτο ςθμείο που κζλουμε πρζπει να τθν οδθγιςουμε κάπωσ, αυτό γίνεται με επιπλζον τοπικά texture coordinates. Επιλζγουμε από το node τθσ εικόνασ projection>new>XZ. Μετακινοφμε το texture support ( ςε XZ ) εκεί που μασ βολεφει και κάνουμε freeze.

74

Εικόνα 4.6.1 Ρροςκικθ πινακίδασ ςε επιφάνεια με καινοφριεσ τοπικζσ ςυντεταγμζνεσ υφισ. Εμφανίηεται αναλυτικά το δζντρο του ελαφρόσ «παραλλαγμζνου» φωτοςκιαςτι.

Βλζπουμε ότι ςτθν εικόνα εμφανίςτθκε θ πινακίδα με τον κωδικό επάνω ςτο θχείο. Με αυτό τον τρόπο προςκζτοντασ λεπτομζρειεσ ςτθν ουςία εμπλουτίηουμε τθν απεικόνιςθ μασ, και από κζμα αιςκθτικισ και από κζμα περιεχομζνου. Επίςθσ αν προςζξαμε το texture από τθν πραγματικι φωτογραφία, δεν ζχει τόςο καλι ανάλυςθ λόγω του ότι θ πλακζτα είναι μικρι και θ κάμερα δεν ιταν και θ καλφτερθ. Τα γράμματα ζχουν πικανϊσ φκαρεί ςτα ολοκλθρωμζνα, όπωσ είδαμε όμωσ μποροφμε να τα αντικαταςτιςουμε με καινοφριεσ υφζσ φτιαγμζνεσ από διςδιάςτατο πρόγραμμα ςε καλζσ αναλφςεισ ευανάγνωςτα και αψεγάδιαςτα. Με το ίδιο ςκεπτικό κα μποροφςαμε να κάνουμε και ςτθν βαςικι πλακζτα βελτίωςθ του ιδίου του texture αντικακιςτϊντασ τα κανάλια ι τα γράμματα με τζλεια ςχιματα ςε μεγαλφτερεσ αναλφςεισ αν το κάναμε αυτό θ οπτικοποίθςθ κα είχε φοβερζσ δυνατότθτεσ για zoom in. Ραρόλα αυτά ςτο παράδειγμα μασ δεν κα αναλωκοφμε ςε τζτοιεσ λεπτομζρειεσ μιασ και κζλουμε απλά να κάνουμε μια οπτικοποίθςθ τθσ ςυςκευισ ςαν να τθν κοιτά ζνασ άνκρωποσ από απόςταςθ 20-25 cm με ιδιαίτερθ ζμφαςθ ςτθν πάνω πλακζτα και ςτο κουτί. Σε αυτό το ςθμείο φτάςαμε ςτο τζλοσ τθσ αναλυτικισ παρουςίαςθσ του modeling και του texturing. Θ ςυςκευζσ κα ολοκλθρωκοφν πλιρωσ ςτο επόμενο κεφάλαιο όπου κα παρουςιαςτοφν τα μοντζλα και τα renders κακϊσ και κα αναλφςουμε με μια δεφτερθ ματιά τθν όλθ διαδικαςία .

75

Κεφϊλαιο 5ο - Τελικό Παρουςύαςη Μοντϋλων που Σχεδιϊςτηκαν.

5.1 Τεχνικϋσ απεικόνιςησ με κριτόριο το επύπεδο λεπτομϋρειασ. Στα τριςδιάςτατα το επίπεδο τθσ λεπτομζρειασ εξαρτάται από τθν υπόςταςθ του ςτοιχείου τθσ παρατιρθςθσ. Ζνα ςυγκεκριμζνο ςτοιχείο τθσ απεικόνιςθσ για π.χ. μια αντίςταςθ ςτθν πλακζτα μπορεί να είναι είτε εικόνα εφαρμοςμζνθ πάνω ςε μια πολυγωνικι επιφάνεια είτε αυτοφςια πολφγωνα που ςυγκροτοφν το ςτοιχείο τθσ παρατιρθςθσ. Στο κεφάλαιο 4 είδαμε πολφ αναλυτικά όλθ τθν διαδικαςία λεπτομεροφσ μοντελιςμοφ όλων των ςτοιχείων με τθν βοικεια εικόνων που βοικθςαν ςτθν τοποκζτθςθ εκεί κάκε θμιαγωγικό ςτοιχείο ζχει αυτόνομθ πολυγωνικι υπόςταςθ. Εάν οι απαιτιςεισ μασ για άλλο μζροσ τθσ απεικόνιςθσ είναι διαφορετικζσ, μζνουμε ζνα επίπεδο πιο ψθλά ςε ιεραρχία, εκεί βρίςκετε θ πλακζτα, το πλαςτικό πλαίςιο, θ μπαταρία , οι καλωδιϊςεισ κτλ. Ππωσ κα δοφμε παρακάτω θ απεικόνιςθ κα γίνει λιγότερο λεπτομερισ ςε επίπεδο ςτοιχείων ςτισ επόμενεσ πλακζτεσ, άρα καλό είναι να ζχουμε λεπτομερισ υφζσ και ςωςτοφσ shaders για να τισ υποςτθρίξουμε. Φυςικά κανείσ δεν μασ απαγορεφει επιλζξουμε ενδιάμεςεσ καταςτάςεισ ανάμεςα ςτισ βακμίδεσ ιεραρχίασ π.χ. να δϊςουμε πολυγωνικι υπόςταςθ μόνο ςτο ςϊμα από τα μεγάλα ολοκλθρωμζνα που ξεχωρίηουν, χωρίσ να υλοποιιςουμε ποδαράκια κτλ. Οι διαφορετικζσ τεχνικζσ επιλζχκθκαν επιπλζον για να περιγραφοφν και οι δυο τρόποι θ δεφτερθ αυτι τεχνικι που κα εφαρμόςουμε ςτθν δεφτερθ πλακζτα λζγετε εξόγκωςθ (extrude) ςυςτατικϊν ενόσ πολυγωνικοφ αντικειμζνου με βάςθ τθν εφαρμοςμζνθ υφι. Ράντα πρζπει να ζχουμε ςτο μυαλό μασ ότι βάηουμε περιςςότερθ λεπτομζρεια εκεί που χρειάηεται ςτθν προκειμζνθ περίπτωςθ κάνουμε τθν παραδοχι ότι θ πλακζτα 2 δεν είναι το ίδιο «ςθμαντικι» ςτθν τελικι απεικόνιςθ μασ παρόλα αυτά, αυτό δεν πρζπει να είναι «κατανοθτό» από τον τελικό παρατθρθτι ςτθν τελικι παρουςίαςθ render, εάν δεν είναι, τότε επιλζξαμε ςωςτά που απλοποιιςαμε τθν διαδικαςία μοντελοποίθςθσ. Τζλοσ μιασ και πραγματευόμαςτε τθν πολυγωνικι λεπτομζρεια πρζπει να αναφζρουμε και άλλεσ τεχνικζσ που ςυνθκίηονται γενικότερα ςτα 3d, όπωσ τα Mip Models τα οποία είναι meshes του ίδιου αντικειμζνου με διαφορετικό πλικοσ τριγϊνων (επίπεδα λεπτομζρειασ). Ρολφ κατανοθτό παράδειγμα mip model είναι ζνα δζντρο το οποίο από κοντά μπορεί να ζχει εκατοντάδεσ χιλιάδεσ πολφγωνα και ςτθ πορεία του προσ τον ορίηοντα περνϊντασ από ενδιάμεςεσ καταςτάςεισ να φτάςει να ζχει μόνο 2 τρίγωνα (ϊςτε να μθν επιβαρφνει μια μθχανι- ζτςι θ μθχανι μπορεί να δείξει πολφ περιςςότερθ λεπτομζρεια. Το displacement map το οποίο είναι ειδικι περίπτωςθ texture το αναφζρουμε διότι είναι ιδιαίτερθ περίπτωςθ κακϊσ “δθμιουργεί” ανιςόπεδθ γεωμετρία (προςκζτει λεπτομζρεια δθλαδι )ςε μια tesselated επιφάνεια. Το ίδιο αποτζλεςμα για μικρζσ υψομετρικζσ διακυμάνςεισ χωρίσ να «δθμιουργεί» γεωμετρία κάνει και το paralax map ςε διάφορεσ real time μθχανζσ, το οποίο είναι μια διαφορετικι εκδοχι του απλοφ και πολφ δθμοφιλοφσ πλζον bump map το οποίο κάνει μικρο-ςκιάςεισ επιφανειακζσ. Τζλοσ να αναφζρουμε το Subdivisional modeling το οποίο είδθ είδαμε ςτο προθγοφμενο κεφάλαιο να δίνει ι να αφαιρεί λεπτομζρεια με το πάτθμα ενόσ κουμπιοφ μιασ και αναφερόμαςτε κυρίωσ ςε αντικείμενα τα οποία κα μοντελοποιιςει ζνασ μθχανικόσ οφείλουμε να τονίςουμε τθν ιδιαίτερθ ςθμαςία των Subdivided μοντζλων και τθν απαραίτθτθ φπαρξθ των ςκλθρϊν ακμϊν οι οποίεσ ενυπάρχουν ςτα περιςςότερα βιομθχανικά μοντζλα, τα οποία απαρτίηονται και από καμπφλεσ αλλά και από επίπεδεσ επιφάνειεσ ταυτόχρονα.

76

5.2 Παρουςύαςη τελικών models,τελικών οπτικοποιόςεων και ςυνθϋςεων. Σε αυτό το κεφάλαιο κα παρουςιαςτοφν models ολοκλθρωμζνα από το: Oracle sun –Sun Spot Wireless sensor kit.

Ολικι άποψθ. Επιλεγμζνο το 1 επίπεδο για καλφτερθ κατανόθςθ τθσ τοποκζτθςθσ HardEdges.

Εικόνα 5.2.1 Το πολυςφνκετο Μοdel Sunspot – Ολα τα επίπεδα και τα ςυςτατικά του ςυγκεντρωτικά. Xray shading.

77

Models από όλα τα επίπεδα του Sun Spot. “Exploded View”.

Εικόνα 5.2.2 Αναλυτικι παρουςίαςθ των βαςικϊν επιπζδων του Sunspot. Hidden line removal Shading - Ιςομετρικι οπτικι.

Από αριςτερά πάνω προσ τα κάτω:

1. Καπάκι φιμζ πλαςτικό 2. Επίπεδο πλαιςίου αιςκθτιρα 1 3. Επίπεδο πλαιςίου αιςκθτιρα 2 4. Επίπεδο πλαιςίου αιςκθτιρα 3 (κλιψάκι και usb υποδοχζασ). 5. Επίπεδο πλαιςίου αιςκθτιρα 4 6. Βίδα ςυγκράτθςθσ.

Από δεξιά πάνω προσ τα κάτω: 1. E_demo_board 2. Ρλακζτα 2 3. Μπαταρία - καλωδίωςθ.

78

Δεφτερθ πλακζτα :“Ε spot assembly” μζκοδοσ extrudes με εικόνα οδθγό. Real time textured. Χωρίσ καπάκι και πρϊτο επίπεδο. (Επιλεγμζνο είναι το δεφτερο επίπεδο.)

Εικόνα 5.2.3

79

Real Τime Xray. Δεφτερο και τζταρτο επίπεδο του πλαιςίου, μαηί με επιμζρουσ ςτοιχεία.

Εικόνα 5.2.4 Εςτίαςθ ςτθν μοντελοποίθςθ των χαμθλότερων επίπεδων του πλαιςίου.

1. Είςοδοσ USB. 2. Υποδοχζασ βίδασ. 3. Κλιψάκι. 4. Επίπεδο 2 πλαιςίου. 5. Επίπεδο 4 πλαιςίου. 6. Καλωδίωςθ. 7. Διπλό φισ. 8. Βίδα ςυγκράτθςθ. 9. Μπαταρία (μπλε γραμμζσ)

80

Τεχνικι δθμιουργίασ αγωγοφ με πολφγωνα:

Εικόνα 5.2.5 Μοντελιςμόσ των καλωδιϊςεων τθσ μπαταρίασ του αιςκθτιρα.

Θ τεχνικι που κα χρθςιμοποιιςουμε ςυνοψίηετε ςτο εξισ :Ρροβάλουμε μια καμπφλθ τφπου circle κατά μικοσ μιασ δεφτερθσ καμπφλθσ θ οποία εκτείνετε κατά μικοσ του αγωγοφ που κζλουμε να δθμιουργιςουμε. Δθμιουργοφμε λοιπόν τισ 2 καμπφλεσ. Επιλζγουμε πρϊτα το circle και με τθν λειτουργία extrude along curve κα μασ ηθτθκεί να επιλζξουμε τθν δεφτερθ καμπφλθ ( pick ). Αμζςωσ εμφανίηεται ζνα μενοφ επιλογϊν. Δεν χρειάηεται να κάνουμε εξομάλυνςθ μζςα από αυτό το μενοφ, κα κάνουμε εξομάλυνςθ με το πλικτρο “+”. Πταν είμαςτε ευχαριςτθμζνοι κάνουμε freeze. Το άλλο καλϊδιο είναι ζνα duplicate. Μόνο ςτο τελείωμα όπωσ φαίνεται και ςτο ςχιμα , κάνουμε μια μικρι διαφοροποίθςθ μετακινϊντασ τα ίδια τα ςθμεία για να οδθγοφνται ςτα pads τθσ πλακζτασ E_spot. Οι shaders είναι πολφ απλοί:phong μαφρου χρϊματοσ και phong κόκκινου χρϊματοσ.

81

Τομι Real time ςε διάφορεσ οπτικζσ για καλφτερθ κατανόθςθ τθσ δομισ του αιςκθτιρα.

Εικόνα 5.2.6 Τομι του κόμβου Sunspot

Τομι με διαφάνεια του αιςκθτιρα Sun Spot. για παρουςίαςθ ςε βάκοσ τθσ δομισ και των διαφόρων επιπζδων του ενςωματωμζνου ςυςτιματοσ.

Εικόνα 5.2.7 Τομι : Render pass Default (με διαφάνεια)+ (xray filter multiply) + (Ambient Occlusion filter multiply)

82

Τελικι οπτικοποίθςθ – του προγραμματιηόμενου αιςκθτθρίου κόμβου

( OracleSun – Sun Spot Sensor )

Χωρίσ το φιμζ καπάκι ( Default Pass + Ambient Occlusion Pass)

Εικόνα 5.2.8

83

Μοντζλο βάςθσ – προγραμματιηόμενου ελεγκτι ( Oracle Sun - Sun Spot Base)

Εικόνα 5.2.9 Sun Spot Base Model

Θ μοντελοποίθςθ αποτελείτε από 3 βαςικά ςτρϊματα, δεν ζχει αφαιροφμενο φιμζ καπάκι όπωσ τον αιςκθτιρα, κακϊσ προορίηετε για προγραμματιςμό δεν απαιτεί δθλαδι ενδείξεισ.

84

Τελικι οπτικοποίθςθ

Ρρογραμματιηόμενθ βάςθ (OracleSun- SunSpotBase)

Εικόνα 5.2.10

Θ παραπάνω εικόνα ςυντζκθκε με ςφμπραξθ εικόνων :

 Ξεχωριςτόrenderδιαφάνειασ αναμεμειγμζνο με:  Default render pass ςτο οποίο ξεχωρίηουν τα bumps και softshadows, επάνω ςε αυτά μπικε ζνα:  Ημιδιάφανοambient occlusion(2 ςτρωμάτων),μεfilter : multiply. ↙

Στο παράδειγμα δόκθκε ιδιαίτερθ ζμφαςθ ςτο πάνω μζροσ, το οποίο απαιτοφςε διαφάνεια επάνω από τθν κφρα και ςτον χρυςό δακτφλιο - βίδα. Ξεχωρίηει επίςθσ ςτο δεφτερο επίπεδο θ κφρα usb.

85

Ο Shader “Black_Top_Logos_trans_Layerz” είναι ο πιο περίπλοκοσ ολόκλθρου του Project όπωσ φαίνεται και από το RenderTree του:

Εικόνα 5.2.11 O πιο περίπλοκοσ Shader που χρθςιμποιικθκε ςυναντάται ςτο καπάκι του Sun Spot Base.

Είναι ζνασ phong shader με 4 layers πολφ ςυγκεκριμζνα: Δυο πινακίδεσ λευκζσ (Logosςε μορφι .png με alpha channel ) διαφάνειασ προςτζκθκαν ςε δφο layers ςτο diffuse port, το Oracle Sun Logo, και το Logo τθσ Java. Επίςθσ δφο διαφανι τοπικά layers με κυκλικά gradients για πθγζσ πλθροφορίασ. Επιπλζον προςτζκθκε bump από fractal πθγι για να δθμιουργιςουμε τθν πλθροφορία που παράγει τθν «ανάγλυφθ» υφι του πλαςτικοφ .Τα layers για να εφαρμοςτοφν τοπικά και όχι ςε όλο το αντικείμενο, χρειαηόμαςτε ξεχωριςτά (νζα) texture coordinates. Το αντικείμενο ςαν πλαςτικό ζχει και αντανάκλαςθ “reflection” με gloss 0.105 και 4 samples ( Environment only για ταχφτθτα ). Στο environment ζχουμε προςκζςει μια εικόνα HDR ι EXR, από τα properties του pass. Εικόνεσ για enviroment .exr και hdr υπάρχουν ςε πλθκϊρα ςτο web και δωρεάν. Για να παράγουμε το ξεχωριςτό render διαφάνειασ που χρθςιμοποιιςαμε ςτθν ςφνκεςθ εικόνασ ςτθν ςελίδα 85 αλλάηουμε άρδθν το αποτζλεςμα του shader διαφοροποιϊντασ λίγεσ μόνο τιμζσ, κάνουμε mute όλα τα layers και ενεργοποιοφμε μόνο το transparency και το refraction με τιμι 1.111 και με 0.14 frost και 3 samples αφαιροφμε αντανακλάςεισ και soft shadows από τα φϊτα. Κάνουμε ακριβϊσ το αντίκετο για να επανζλκουμε.

86

5.3 Σύνοψη τησ μεθοδολογύασ απεικόνιςησ Ρραγματοποιικθκε θ μοντελοποίθςθ με 3 τεχνικζσ ενόσ ςφνκετου μοντζλου ςε ζνα μοναδικό project το οποίο οδθγικθκε από κοινοφ ςτθν τελικι οπτικοποίθςθ με τον renderer mental Ray .

1. Χρθςιμοποιιςαμε εικόνα οδθγό για να κάνουμε λεπτομερι μοντελοποίθςθ τθσ βαςικισ πλακζτασ τθσ οπτικοποίθςθσ “e_demo_board” και χωροκζτθςθ - τοποκζτθςθ των υποεξαρτθμάτων. Θ πλακζτα μετζπειτα ςαν ςφνολο ςυγκζντρωςε τον μεγαλφτερο αρικμό πολυγϊνων, μοντζλων, και shaders. 2. Θ δεφτερθ πλακζτα δθμιουργικθκε με τθν μζκοδο των extrudes με βάςθ τθν υφιςε ρόλο εικόνασ οδθγοφ, θ πλακζτα αυτι δεν περιζχει επιπλζον αυτοφςια μοντζλα. 3. Το πλαίςιο μπαταρία κ.λπ. δθμιουργικθκε με ( απευκείασ ) πολυγωνικι μοντελοποιιςαμε με παρατιρθςθ του πραγματικοφ. Σκλθρζσ ακμζσ και sudivision εξομάλυνςθ κρίκθκε απαραίτθτθ. Το καλϊδιο ζγινε με extrude circle ςε curve .Οι διαςτάςεισ όπου χρειάςτθκε πάρκθκαν απευκείασ με μικρόμετρο ι από το manual, δεν υπιρξε εδϊ εικόνα οδθγόσ. Τα ίδια τα θμιαγωγικά μοντζλα τθσ edemoboard φτιάχτθκαν με τθν ίδια ακριβϊσ τεχνικι με το πλαίςιό, απλά ζχουν εικόνα οδθγό τουλάχιςτον για το top view.

Οι παραγόμενεσ εικόνεσ οπτικοποίθςθσ τθσ πτυχιακισ είναι: 1. Renders με 1-2 φϊτα και απλζσ ςκιζσ ( χωρίσ περίπλοκουσ φωτιςμοφσ, GI κλπ ). 2. Snapshots απο το real time του προγράμματοσ ( γραμμικό, shaded, textured κλπ ). 3. Δευτερεφον pass ambient occlusion.

Ρροςκζςαμε το Ambient Occlusion, αντανάκλαςθ, bumps, labels, και διαφάνειεσ για να εκμεταλλευτοφμε τθν ταχφτθτα του απλοφ ςχετικά render setup. Οι φωτογραφίεσ των πλακετϊν προιλκαν από ζνα απλό setup φωτιςμοφ τφπου λευκοφ studio. Οι υφζσ γίνανε χρθςτικζσ με επεξεργαςία ςε διςδιάςτατο λογιςμικό. Το τελικό αποτζλεςμα είναι μια ςφνκεςθ τεχνικϊν μοντελοποίθςθσ και οπτικοποίθςθσ ποφ ζγινε με πρωταρχικό μζλθμα να παραμείνει θ ςκθνι διαχωρίςιμθ, από ζνα απλό ςχετικά υπολογιςτι.

87

Κεφϊλαιο 6ο- Αξιολόγηςη διαδικαςύασ μοντελοπούηςησ και πορύςματα πτυχιακόσ

6.1 Αξιολόγηςη Softimage ωσ εργαλεύο ευρύτερησ τριςδιϊςτατησ απεικόνιςησ To Softimage 3D από τθν δθμιουργία του υπιρξε μια πολυχρθςτικι ευφυισ ευζλικτθ πλατφόρμα ανάπτυξθσ ψθφιακισ τριςδιάςτατθσ δθμιουργίασ. Χρθςιμοποιικθκε αρχικά ωσ βάςθ για να επιτευχκοφν πρωτότυπα οπτικά αποτελζςματα που είχαν ηθτοφμενο τθν πρωτοφανι ποιότθτα και τθν καινοτομία. Αυτό ζγινε διότι ο αρχικόσ κφκλοσ που κινικθκε ιταν ο κλειςτόσ κφκλοσ C.G.I κινθματογραφικϊν studios. Αργότερα με το άνοιγμα του ςτο ευρφ κοινό , όταν δθλαδι μετονομάςτθκε και μετεξελίχκθκε ςε Softimage|XSI, ανζδειξε πζρα από τα εντυπωςιακά C.G.I αποτελζςματα που είδθ ιταν γνωςτά, και τθν πολυχρθςτικι του ιδιότθτα ςαν εργαλείο για απλοφσ χριςτεσ και μικρά studios. Κάτω από το πρόγραμμα ξεχϊριςε θ επεκτάςιμθ αρχιτεκτονικι του, θ δομι των χαρακτθριςτικϊν του και γενικότερθ φιλοςοφία του. Θ αρχιτεκτονικι του αυτι παραμζνει μζχρι και ςιμερα ςτθν ζκδοςθ Softimage 2014. Bαςίηεται δθλαδι ςτθν κλθρονομικότθτα και ςυμβατότθτα ομοίων τφπων αντικειμζνων τα οποία ςυνεργάηονται.Τα αντικείμενα αυτά ενυπάρχουν ςε ιεραρχθμζνεσ δομζσ και ςτο κατϊτερο τουσ επίπεδο είναι απλζσ μεταβλθτζσ ( όπωσ π.χ. integer) . Σο πρόγραμμα αναπαριςτά τθν λειτουργικότθτα τθσ φιλοςοφίασ του προγραμματιςμοφ απευκείασ ςτισ λειτουργίεσ ςτα εργαλεία και ςτα ςυςτατικά του. Θ φιλοςοφία τθσ αρχιτεκτονικισ του ξεχϊριςε απζναντι ςτον ανταγωνιςμό και ζγινε παράδειγμα προσ μίμθςθ. Θ ποιότθτα του τελικοφ οπτικοφ αποτελζςματοσ ςτο Softimage εξελίχκθκε μζςα από τουσ φωτοαποδότεσ που υποςτιριξε, με αμφίδρομθ ςχζςθ ανάπτυξθσ. Τα βαςικά εργαλεία που προςφζρει διευκολφνουν τθν ςφνκεςθ μιασ ςκθνισ, μικραίνοντασ ςτθν εξελικτικι του πορεία τον χρόνο τθσ διαδικαςίασ παραγωγισ τθσ. Ο αρχικόσ ανταγωνιςμόσ ςτισ 3D πλατφόρμεσ γενικοφ τφπου είχε ωσ βαςικό ηθτοφμενο τθν ικανότθτα των λογιςμικϊν αυτϊν πακζτων να παράγουν όχι μόνο οποιοδιποτε μοντζλο αλλά και οποιοδιποτε οπτικό εφζ. Πλα αυτά ςυνζβαλαν ϊςτε να τεκοφν κάποια όρια και να παραχκεί μετά από ηφμωςθ μια minimum ολοκλθρωμζνθ πλατφόρμα που κεωρείτε υπζρ-αρκετι για τισ βαςικζσ ανάγκεσ παραγωγισ, από εκεί και πζρα οι επιπλζον ανάγκεσ καλφπτονται με: ςυμβατότθτα με τρίτα λογιςμικά, με scriptedaddons, πρόςβαςθ ςε low level δεδομζνα, δενδρικά διαγράμματα επεξεργαςίασ ςτοιχείων, απευκείασ scripting, πλιρθσ επεξεργάςιμο UI κ.α. Αναφερόμαςτε δθλαδι ςε ζνα τελείωσ “customizable” πολυχρθςτικό πακζτο. Στθν παροφςα εργαςία ζγινε προςπάκεια να δοκοφν γριγορεσ τεχνικζσ για αποφυγι χρονοβόρων φωτορεαλιςτικϊν τεχνικϊν π.χ. GlobalIl lumination. Αυτζσ ακριβϊσ οι γριγορεσ τεχνικζσ καταρρίπτουν τον μφκο που κζλει τα προγράμματα 3D γενικοφ τφπου να απαιτοφν ςυςτοιχίεσ υπερυπολογιςτϊν. Πλθ αυτι θ προϊςτορία και θ ευελιξία που προςτζκθκε κακιςτά το Softimage ζνα ζτοιμο πολυεργαλείο ςτα χζρια των μθχανικϊν για γριγορεσ realtimeι φωτορεαλιςτικοφ τφπου απεικονίςεισ με πρόςβαςθ και ςτο τελευταίο πολφγωνο. Επικεντρϊνουμε το ςυμπζραςμα μασ ιδιαίτερα ςτθν επίτευξθ φωτορεαλιςτικων απεικονίςεων concept art ενςωματωμζνων ςυςτθμάτων και θλεκτρικϊν ι μθχανικϊν διατάξεων με προγράμματα γενικοφ τφπου κακϊσ οι κακαρά ςχεδιαςτικζσ εφαρμογζσ υςτεροφν ςτον τομζα τθσ παρουςίαςθσ. 6.2 Αξιολόγηςη Softimage για την απεικόνιςη του ςχεδιαςτικού αντικειμϋνου ΢το κεφάλαιο 4 και κεφάλαιο 5 με τθν καταςκευι και παρουςίαςθ του KIT προγραμματιηόμενων λογικϊν ελεγκτϊν αποδείχτθκε θ ικανότθτα του λογιςμικοφ Softimage να παράγει με πολλαπλι μεκοδολογία και να φζρνει ςε πζρασ τθν οπτικοποίθςθ. Κετικό κρίνεται ότι υλοποιικθκε μζςα από ζνα πλζγμα τεχνικϊν και όχι μόνο μζςα από μια τυποποιθμζνθ διαδικαςία. Θ μοντελοποίθςθ όπωσ διαπιςτϊνουμε δεν ιταν κάτι προκακοριςμζνο. Εμείσ ορίςαμε το επίπεδο τθσ λεπτομζρειασ για να εξυπθρετιςουμε τισ ανάγκεσ μασ ςε κάκε ςτάδιο. Σε αυτό ζπαιξε ρόλο θ απευκείασ πρόςβαςθ ςτα πολφγωνα. Θ διαδικαςία προςαρμόςτθκε ςτα ηθτοφμενα και ςτα δεδομζνα που κζςαμε εξαρχισ. Αποδείξαμε κατ αυτόν τον τρόπο τθν πολυχρθςτικότθτα του λογιςμικοφ και τθν ικανότθτα του να δζχεται πολφ διαφορετικζσ τεχνικζσ και να τισ ςυνδυάηει ςε ζνα αρμονικό τελικό αποτζλεςμα. Ζτςι πετφχαμε το βζλτιςτο δυνατό ςτο μικρότερο χρόνο. Αποδείχτθκε επίςθσ θ καταλλθλότθτα του λογιςμικοφ να αναπαριςτά ςυγκεκριμζνα ενςωματωμζνα ςυςτιματα. Τα μικρισ κλίμακασ θμιαγωγικά ςτοιχεία και θ 88

διαφορά τουσ ςε μζγεκοσ με το πλαίςιο δεν ςτάκθκαν ωσ μειονζκτθμα ςτο τελικό αποτζλεςμα, αντίκετα εμπλοφτιςαν τον φωτορεαλιςμό του. Δεν χρειαςτικαμε βιβλιοκικθ αντικειμζνων θ γενικότερθ φιλοςοφία του απευκείασ μοντελιςμοφ είναι ακριβϊσ ότι δθμιουργοφμε πρωτογενϊσ μοναδικά μοντζλα. Επίςθσ με το οπτικό υλικό που παρακζςαμε αποδείχκθκε θ ευελιξία ςτθν παρουςίαςθ. Ταυτόχρονα αναδείχκθκε θ δομι ενόσ πολυεπίπεδου πλαιςίου ϊςτε να είναι κατανοθτι με τον καλφτερο τρόπο. Από το αποτζλεςμα τθσ οπτικοποίθςθσ ςυμπεραίνουμε ότι κακίςτατε δυνατόν να παράγουμε φωτορεαλιςτικοφ τφπου αποτελζςματα ακόμθ και αν δεν ζχουμε βακφτατθ γνϊςθ του φωτοαποδότθ Mental Ray. Το Softimage μασ επιτρζπει με απλζσ ρυκμίςεισ να πετφχουμε το βζλτιςτο αποτζλεςμα ςε μικροφσ χρόνουσ, εάν κρίνεται απαραίτθτο ςπάμε τθν εργαςία ςε passes για να προςομοιάςουμε ανϊτερουσ φωτιςμοφσ. Ο φωτοαποδϊτθσ Mental Ray από τθν άλλθ είναι μια πολυδοκιμαςμζνθ μθχανι με πολλαπλζσ παραμζτρουσ για κάκε ςυςτατικό που οδθγεί το τελικό rendering με βάςθ τθν ςκθνι που του δίδεται να οπτικοποιιςει κάκε φορά. Με δεδομζνο το ηθτοφμενο μασ δθλαδι τθν εκ βάκουσ λεπτομερισ οπτικοποίθςθ κάκε πτυχισ του ενςωματωμζνου ςυςτιματοσ (wireframe real time shaded κλπ.) αλλά και τθν τελικι απεικόνιςθ φωτορεαλιςτικοφ τφπου βαςιςμζνθ ςε δικοφσ μασ shaders. Θεωροφμε ότι το πρόγραμμα ανταποκρίκθκε επαρκϊσ ςε όλεσ τισ απαιτιςεισ μασ. Θ οπτικοποίθςθ που ζγινε μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ςε πλθκϊρα εφαρμογϊν. Για λόγουσ παρουςίαςθσ δομισ, για διδαςκαλία, για παρουςίαςθ προϊόντοσ για concept art για διαφθμιςτικοφσ λόγουσ κλπ. Το αποτζλεςμα αυτό φυςικά δεν είναι μεμονωμζνο μπορεί για παράδειγμα να γίνει επεξιγθςθ τοποκζτθςθσ του Kit ςε οποιοδιποτε τριςδιάςτατο περιβάλλον. Μπορεί ακόμθ να ςυνδυαςτεί και με πραγματικζσ εικόνεσ ι videο. Τζλοσ να κάνουμε ειδικι αναφορά ςτισ δυνατότθτεσ animationπου μασ δίνει το πρόγραμμα. Ππωσ γίνεται αντιλθπτό οι δυνατότθτεσ που μασ δίνονται από εδϊ και πζρα για περεταίρω χριςθ τθσ οπτικοποίθςθσ αυτισ είναι ανεξάντλθτεσ ιδιαίτερα ςε μια ευζλικτθ εφαρμογι όπωσ το Softimage|XSI. 6.3 Μελλοντικϋσ ερευνητικϋσ προκλόςεισ και κατευθύνςεισ αξιοπούηςησ Τα τριςδιάςτατα πακζτα με τισ δυνατότθτεσ που παρζχουν, κζτουν ωσ υποψιφια προσ απεικόνιςθ όλα τα ενςωματωμζνα ςυςτιματα αλλά και τισ θλεκτρονικζσ, θλεκτρικζσ, μθχανικζσ, διατάξεισ και παρελκόμενα του κλάδου. Με τθν μοντελοποίθςθ τζτοιων μονάδων επίςθσ ανοίγουν νζεσ μελλοντικζσ προκλιςεισ για τθν αξιοποίθςθ των παραγόμενων τριςδιάςτατων μοντζλων. Αυτό ςυμβαίνει λόγο τθσ ευκολίασ χριςθσ ςτο είδθ υπάρχον υλικό. Στο παράδειγμά μασ κα μποροφςαμε να μετακινιςουμε εκτόσ από τα ςυςτατικά και αυτοφςιο το sun spot ςαν μονάδα ςτον χϊρο. Κα μποροφςαμε επίςθσ να ειςάγουμε τα μοντζλα ςε μια ςκθνι που αναπαριςτά κάποιο εργοςταςιακό περιβάλλον. Ρ.χ. προςαρμογι και τοποκζτθςθ αιςκθτιριου κόμβου ςε ζνα εργοςταςιακό κινθτιρα και animation για τθν ανάδειξθ των λειτουργικϊν δυνατοτιτων του κόμβου (π.χ. δυνατότθτα να ανιχνεφει δονιςεισ μζςω επιταχυνςιόμετρου). Εκτόσ από τισ εξολοκλιρου τριςδιάςτατεσ απεικονίςεισ μποροφμε επίςθσ να προβοφμε ςε άλλεσ λφςεισ όπωσ ςυνδυαςμόσ 3d με πραγματικι εικόνα ι video, (camera tracking). Με αυτιν τθν τεχνικι κα μποροφςαμε να τοποκετιςουμε π.χ. 3d κλιματιςτικά ςε ζνα αλθκινό κτιριο, 3d μεταςχθματιςτι ςε διάταξθ ςτιριξθσ με πυλϊνεσ. Κα μποροφςαμε να βάλουμε φωτιςτικά ςε μια κτιριακι μονάδα ι να τοποκετιςουμε πλακζτεσ πάνω ςε ζνα πλαίςιο π.χ. πλαίςιο επίπεδθσ ςφγχρονθσ tv. Ππωσ βλζπουμε θ τεχνικι αυτι εξυπθρετεί κυρίωσ τισ ανάγκεσ προεπιςκόπθςθσ, ςε ςχζςθ με τθν πραγματικότθτα. Ρζρα από αυτό, το αποτζλεςμα του 3d ι το ςυνδυαςμζνο αποτζλεςμα μποροφμε να το επεξεργαςτοφμε με επιπλζον προγράμματα επεξεργαςίασ εικόνασ video compositing post production κλπ. Πλθ αυτι θ λίςτα εφαρμογϊν επιτρζπουν ςτθν τριςδιάςτατθ απεικόνιςθ να λαμβάνει μζροσ ςε όλα τα ςτάδια τθσ παραγωγισ. Από τθν ιδζα ςτθν ςχεδίαςθ, από τθν παράλλθλθ ανάπτυξθ ςτθν προεπιςκόπθςθ, από τον ζλεγχο ςτθν υλοποίθςθ, ζωσ και τθν τελικι παρουςίαςθ για λόγουσ εκπαίδευςθσ θ ανάδειξθσ/διαφιμιςθσ. Μια ςφγχρονθ ερευνθτικι πρόκλθςθ ςε επιςτθμονικό επίπεδο, είναι να εντοπιςτεί πωσ και που μποροφν τα τριςδιάςτατα μοντζλα να οδθγιςουν πλιρωσ τθν αυτοματοποίθςθ τθσ παραγωγισ και τθν εποπτεία τθσ. Να μελετθκεί θ δυνατότθτα χριςθσ τουσ ωσ ςθμεία αναφοράσ για αυςτθρά μοντζλα κίνθςθσ ςε καταςκευαςτικοφσ βραχίονεσ και αυτόνομα βιομθχανικά τροχιλατα. Κακϊσ επίςθσ και θ ενςωμάτωςθ γνϊςθσ χωροταξικισ τοποκζτθςθσ και γεωμετρίασ υλικϊν, ςε ςυςτιματα που παρακολουκοφν τθν λειτουργικι ςυμπεριφορά βιομθχανικϊν μθχανϊν. Ραράμετροι όπωσ θ ςυχνότθτα κραδαςμϊν μποροφν να ςυνδυαςτοφν με τθν γεωμετρία πάκτωςθσ και εγκατάςταςθσ, οδθγϊντασ τα ςυμπεράςματα ζξυπνων ςυςτθμάτων παραγωγισ (Intelligent Industrial Systems). 89

Επιςτημονικό / Τεχνικό Βιβλιογραφύα:

[1] Rene Descartes, George Berkeley, Eleanor Gibson http://nautil.us/blog/depth-perception--death-prevention-babies-visual-instinct

[2] Contributions to the Physiology of Vision. – Part the First. On some remarkable, and hithertounobserved, Phenomena of Binocular Vision. By CHARLES WHEATSTONE, F.R.S., Professor of Experimental Philosophy in King's College, London.

[3] Beck, J. (1979). Leonardo's rules of painting. Oxford: Phaidon Press. ISBN 0-7148-2056-3.

[4] http://www.cgtextures.com/content.php?action=tutorial&name=shootingtextures http://photography.tutsplus.com/tutorials/12-tips-tricks-for-shooting-great-textures-and-a-free-texture- pack--photo-5373 http://udn.epicgames.com/Three/TakingBetterPhotosForTextures.html http://www.tabletopstudio.com/TTS_FAQ.html

[5] Online help του Softimage http://download.autodesk.com/global/docs/softimage2014/en_us/userguide/index.html Softimage Wiki http://softimage.wiki.softimage.com/index.php?title=Main_Page Ρερεταίρω πλθροφορίεσ για τθν ιςτορία του Softimage http://en.wikipedia.org/wiki/Softimage_3D http://en.wikipedia.org/wiki/Softimage_XSI Online Community http://www.si-community.com http://forums.cgsociety.org/forumdisplay.php?f=24 http://forums.autodesk.com/t5/Softimage/ct-p/area-c15 http://softimage.tv

[6]http://softimage.wiki.softimage.com/xsidocs/view_viewing_ChoosingHowtoDisplaySpecificObjects.htm

[7]http://www.amaanakram.com/tutorials/shading_theory/

[8]http://www.3ds.com/products-services/catia

[9]http://www.ptc.com

[10]http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/products/nx

[11]www.solidworks.com

[12]http://www.autodesk.com

[13]https://www.lightwave3d.com/Lightwave

[14]http://www.maxon.net

[15] http://en.wikipedia.org/wiki/Polygon_mesh

[16]http://en.wikipedia.org/wiki/Three-dimensional_space

90

[17]http://en.wikipedia.org/wiki/Geometric_primitive

[18]http://lifehacker.com/5922942/intro-to-3d-modeling-lesson-3-viewports-and-construction-planes

[19]http://en.wikipedia.org/wiki/Polygonal_modeling

[20]http://web.iitd.ac.in/~hegde/cad/lecture/L11_spacecurves.pdf http://people.cs.clemson.edu/~dhouse/courses/405/notes/splines.pdf http://faculty.evansville.edu/ck6/Gallery/Introduction.html http://graphics.stanford.edu/courses/cs148-10-summer/docs/09_curves_surfs.pdf http://www.tsplines.com/resources/class_notes/Bezier_curves.pdf

[21]http://3d.about.com/od/Creating-3D-The-CG-Pipeline/a/3d-Lighting-Techniques-Standard-3d- Lighting_2.htm http://robertokoci.com/basics-of-light-in-3d-computer-graphics/

[22]http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_common_shading_algorithms

[23]http://www.cs.cmu.edu/~ph/texfund/texfund.pdf

[24]http://www.digitaltutors.com/subject/3d-dynamics-tutorials

[25]http://el.wikipedia.org/wiki/3D_Animation

[26]http://en.wikipedia.org/wiki/3D_rendering http://en.wikipedia.org/wiki/Rendering_(computer_graphics) [27]http://www.pointzero.nl/renderers/

[28]http://www.amaanakram.com/tutorials/shading_theory/

[29]http://devmaster.net/posts/2974/the-basics-of-3d-lighting

[30]http://en.wikipedia.org/wiki/Shadow_mapping http://en.wikipedia.org/wiki/Ray_tracing_(graphics) http://en.wikipedia.org/wiki/Global_illumination

[31]http://en.wikipedia.org/wiki/Ambient_occlusion http://http.download.nvidia.com/developer/SDK/Individual_Samples/DEMOS/OpenGL/src/dynamic_amb_ occ/docs/214_gems2_ch14.pdf

[32]http://www.sunspotworld.com

[33]http://www.blender.org

[34]http://www.cgrecord.net/2013/07/audi-mirrors-by-sehsucht.html

91

Γλωςςϊρι Τεχνικών Όρων Μερικοί τεχνικοί όροι μεταφράηονται και αναλφονται εκτενζςτερα ςτισ βαςικζσ ζννοιεσ των 3D. ΢το γλωςςάρι τεχνικϊν όρων θ περιγραφι είναι ςυνοπτικι με μορφι ςφντομθσ επεξιγθςθσ. Για όρουσ που δεν εξθγοφνται ςτο γλωςςάρι μποροφν να βρεκοφν ςτο [5]

A nimation: Κίνθςθ ωσ προσ τον χρόνο ο οποίοσ ορίηετε με βάςθ τα καρζ. Antialiazing: Εξομάλυνςθ-αντικλιμάκωςθ.(Αναφζρεται ςτθν εξομάλυνςθ των ιχνοςτοιχείων ςτισ ευκείεσ κυρίωσ όπου χωρίσ επεξεργαςία φαίνεται το χαρακτθριςτικό κλιμακωτό ςχιμα των ςτοιχείων τθσ οκόνθσ,). Axis: Άξονασ, διάςταςθ (με τθν μακθματικι ζννοια του όρου). Ambientlight:Ошибка! Закладка не определена. Ομοιόμορφου τφπου φωτιςμόσ (με τθν ζννοια μιασ τιμισ για μια ζνα υλικό ι για όλθ τθν ςκθνι). AmbientOcclusion: Ошибка! Закладка не определена.Ошибка! Закладка не определена.Ошибка! Закладка не определена.Ομοιόμορφθ ςκίαςθ αντικειμζνων με βάςθ τθσ αποςτάςεισ και τισ κλίςεισ που ςχθματίηουν οι επιφάνειεσ μεταξφ τουσ. (Ευρζωσ διαδεδομζνοσ τρόποσ ςκίαςθσ με shader).

B evel: Λείανςθ (ακμισ), φαλτςογωνία, (εφαρμόηετε ςυνικωσ εκεί που ςυναντϊνται πολφγωνα με αμβλείσ κλίςεισ μεταξφ τουσ).

C urve:Καμπφλθ. Cube: Κφβοσ. Cylinder: Κφλινδροσ. Cone: Κϊνοσ. Component: Συςτατικό (Συςτατικό με τθν ζννοια ότι είναι ζνα ςτοιχείο που εμπεριζχεται λόγω προκακοριςμζνθσ δομισ και ιεραρχίασ ςε κάτι μεγαλφτερο πχ το Vertex είναι component του model). Center: Κζντρο. COG: ( Center of Geometry) Κζντρο τθσ γεωμετρίασ ςφμφωνα με τα όρια τθσ.(όχι κζντρο βάρουσ). Constrain: Δεςμεφςεισ.(Με τθν ζννοια τθσ κλθρονομικότθτασ πχ Γονζασ - παιδί). Cut: Αποκοπι.

92

D uplicate: Διπλαςιαςμόσ - Διπλοποίθςθ (Αναφζρετε ςε διπλαςιαςμό με τθν ζννοια τθσ αναπαραγωγισ ενόσ αντιγράφου δεν αναφζρεται ςε μζγεκοσ). Display: Ζκκεςθ(ανάδειξθ)Συνικωσ χρθςιμοποιείται εκεί που επιλζγουμε τι κζλουμε να φαίνεται. Deform: Ξεφορμάριςμα (Ραραμόρφωςθ Μετάλλαξθ, επιπλζον αλλαγι ςχιματοσ ι οποία επιδρά πάνω ςε ζνα ςχιμα).

E xplorer/Explore: Μενοφ εξερεφνθςθσ/Εξερεφνθςθ. Edit: Επεξεργαςία. Extrude: Εξόγκωςθ(αναφζρετε ςτθν εξόγκωςθ ενόσ ι πoλλϊν ςτοιχείων γεωμετρίασ ςυνικωσ πολφγωνα προσ κάποια κατεφκυνςθ, και θ μετακίνθςθ γίνετε ςε μια επιπλζον γεωμετρία όχι ςτθν υπάρχουςα.). Edge: Ακμι(αναφζρετε ςε μια ευκεία ανάμεςα ςε δφο ςθμεία γεωμετρίασ).

F rame: Καρζ. File: Αρχείο.

G rid: Ρλζγμα(Αναφζρετε ςε πλζγμα που ςχθματίηει τετράγωνα μεταξφ ακμϊν). Group: Ομάδα(αντικειμζνων κ.α - ομαδοποίθςθ από explorer). Global: Γενικό. (Συνικωσ αναφζρετε ςτο περιβάλλον τθσ ςκθνισ)

H ide: Απόκρυψθ. Help: Βοικεια.

93

I nvertPolygons : Αναποδογφριςμα πολυγϊνων(αναποδογυρίηουν τα normals τουσ). ICE: (InteractiveCreativeEnvironment)Διαδραςτικό δθμιουργικό περιβάλλον. Δενδροειδισ απεικόνιςθ ςτοιχείων αντικειμζνων και δομϊν του Softimage. Μζςα από το Ice ζχουμε απευκείασ πρόςβαςθ ςε πολφ βαςικά ςτοιχεία τθσ ςκθνισ μασ και χρθςιμοποιϊντασ το είναι ςαν να προγραμματίηουμε επάνω ςτθν ςκθνι. Μποροφμε να ςυνδζςουμε οποιοδιποτε ςτοιχείο ζχει τον ίδιο τφπο με ζνα άλλο.

J ------

K eyFrame: Σθμείο κλειδί(είναι μεταφορικι ζννοια και αναφζρετε ςε ζνα καρζ ςε ςυγκεκριμζνο δθλαδι ςθμείο του χρόνου όπου ζχει αποκθκευτεί πλθροφορία κζςθσ)

L ocal: Τοπικό.(*λόγω τθσ αγγλικισ γλϊςςασ μπορεί να χρθςιμοποιθκεί και με τθν ζννοια του «ςε ςχζςθ με το τοπικό»)(π.χ. Local Coordinates, ενεργοποιϊντασ τα transformations εμφανίηονται πλζον ςε ςχζςθ με τισ τοπικζσ ςυντεταγμζνεσ, δθλαδι το τοπικό ςφςτθμα ςυντεταγμζνων) Light: Φωσ (με τθν ζννοια τθσ πθγισ θ οποία παίηει πρωτεφον ρόλο ςτθν οπτικοποίθςθ). Τα φϊτα είναι ςυνικωσ αντικείμενα μζςα ςτισ εφαρμογζσ.

M odel: Μοντζλο με τθν ζννοια του τριςδιάςτατου αντικειμζνου ςαν ξεχωριςτι οντότθτα. Move: Μετακίνθςθ (Αλλαγι κζςθσ). Material: Υλικό. Mesh: Τριςδιάςτατο μοντζλο με βάςθ τα πολφγωνα. MultipurposeNavigationTool: Ρολυχρθςτικό εργαλείο περιιγθςθσ. (To εργαλείο με το οποίο κυρίωσ μετακινοφμε τθν κάμερα ςτθν ςκθνι).

94

N ull: (ι null point) Μθδενικό ςθμείο .Ζνα ςθμείο ςτο χϊρο βοθκθτικό το οποίο δεν είναι μζροσ κάποιασ γεωμετρίασ. Normal: Δείκτθσ κατεφκυνςθσ όψθσ , είναι το διάνυςμα μεγζκουσ 1 το οποίο αρχίηει από κάκε ςθμείο κάκε τριγϊνου τθσ γεωμετρίασ και ςφμφωνα με τθν κατεφκυνςθ του ορίηει προσ τα που κοιτάει ζνα ςθμείο. Συνικωσ τα Normals τριϊν γειτονικϊν τριγϊνων είναι ταυτόςθμα .Τα Normals χρειάηονται για να αλλθλεπιδράςει το φωσ με τθν επιφάνεια. Normalmap: Χάρτθσ πλθροφορίασ με normals δθμιουργεί ψευδαίςκθςθ επιπλζον λεπτομζρειασ(ανάγλυφο).

O rthographic: Ορκογραφικό, ςυνικωσ αναφζρεται ςε ορκογραφικι οπτικι. (Λςομετρικι οπτικι). Object: Αντικείμενο.

P olygon: Επιφάνεια που αποτελείτε από ζνα ι περιςςότερα τρίγωνα, τα ςθμεία του ορίηονται ςε 3 διαςτάςεισ. PolygonalMesh: Ρολυγωνικό αντικείμενο. (Κτίηετε με βάςθ τα πολφγωνα και ζχουμε απ ευκείασ πρόςβαςθ ςε αυτά). Point: Σθμείο.(Vertex) Preview: Ρρϊιμθ απόδοςθ, προεπιςκόπθςθ. Primitive: Βαςικό ςχιμα(Εναλ. με τθν ζννοια του βαςικοφ μόνο.) (Στα 3dςτοιχειϊδεσ-πρωταρχικό γεωμετρικό μοντζλο πχ κφβοσ ςφαίρα). Property/Properties: Λδιότθτα ι ςτοιχείο ι υποςτοιχείο (Θ εικόνα υφισ είναι π.χ. μια επιπλζον ιδιότθτα του αντικειμζνου που τθν αρχικοποιοφμε εμείσ). Propertiesζχουν ςχεδόν όλα τα αντικείμενα ςτα 3d είτε είναι γεωμετρία είτε αντικείμενα με τθν γενικότερθ ζννοια π.χ. ζνα φωσ. Parent: Γονζασ ι Φορζασ με τθν μεταφορικι ζννοια, δθλαδι αυτοφ που ζχει μζςα του ζνα ςτοιχείο «child» (μετακινιςεισ που εφαρμόηουμε ςτον γονζα τισ αντιγράφει και το “παιδί”. Γι’ αυτό λζμε ότι “το μοντζλο childγίνετε μζροσ ενόσ ανϊτερου μοντζλου”- “βρίςκετε κάτω από τθν ιεραρχία του γονζα». Proportional: Αναλογικόσ (Με το proportional tool ςυνικωσ κάνουμε μετακινιςεισ μαηικζσ υποςτοιχείων τθσ γεωμετρίασ). Plane: Επίπεδο. (Με τθν ζννοια τθν μακθματικι ζννοια του επίπεδου που τείνει ςτο άπειρο.) Play: Ζναρξθ χρόνου, κατά τθν οποία προχωροφν τα καρζ και αρχίηει το animation.

95

Q uadrangulate: Κυβοποίθςθ (πλεγματοποίθςθ πολυγϊνων).

R Ender: Οπτικοποίθςθ φωτοαπόδωςθ (Αναφζρετε ςτο τελικό αποτζλεςμα των τριςδιάςτατων Αναπαραςτάςεων που προζρχεται από ζναν renderer). Renderer: Μθχανι φωτοαπόδωςθσ τελικισ οπτικοποιιςθσ. Rotate/Rotation: Ρεριςτροφι (ςτριφογφριςμα), Στα 3Dπεριζχει τιμζσ για XYZ άξονεσ. Reference: Αναφορά (με τθν ςθμαςία τθσ πλθροφορίασ προερχόμενθσ από* ) (* π.χ. με αναφορά το επίπεδό XZ ).

S phere: Σφαίρα. Scale: Μεγζκυνςθ/Σμίκρυνςθ ( περιζχει τιμζσ για XYZ άξονεσ). Stop: Σταμάτθμα (χρόνου) – π.χ. ςταμάτθμα του animation. Surface Mesh: Αντικείμενο Επιφάνειασ Καμπφλθσ - (Κτίηετε με βάςθ καμπφλεσ που οδθγοφν ςε δεφτερο χρόνο πολυγωνικζσ επιφάνειεσ. Αρκετά διαφορετικι λογικι από τθν πολυγωνικι μοντελοποίθςθ. Δεν υπάρχει πρόςβαςθ απευκείασ ςτα πολφγωνα. Skeleton: Σκελετόσ – Οδθγεί ςυνικωσ ζνα animation. Select: Επιλογι. Sym: Symmetry – Συμμετρία. Snap: Ρροςκόλλθςθ ςε (Σε ςχζςθ πάντα με ότι ζχει επιλεχκεί π.χ. το βαςικό βοθκθτικό πλζγμα τθσ ςκθνισ). Specular: Ανάκλαςθ, Γυαλάδα (αναφζρεται ςτθν ανάκλαςθ του φωτόσ). Shadow: Σκιά.

T ext: Κείμενο Torus: Δακτφλιοσ Transform/Transformations: Τιμζσ Μετακίνθςθσ (ςε ζνα ςυγκεκριμζνο καρζ το transformation ενόσ αντικειμζνου περιζχει τθν περιςτροφι τθν κζςθ και το μζγεκοσ που ζχει ζνα ςτοιχείο ςτθ ςκθνι). Με τισ τρεισ αυτζσ τιμζσ ζχουμε

96

αρκετι πλθροφορία για να απεικονίςουμε ζνα ςτοιχείο που ζχει και δικζσ του πλθροφορίεσ (πχ τα 6 ςθμεία ενόσ κφβου και το κζντρο του) , ςε ζνα ςφςτθμα ςυντεταγμζνων ςε οποιαδιποτε κζςθ. Για αποφυγι ςφγχυςθσ το keyframe απλά αναφζρετε ςε μια χρονικι ςτιγμι, θ αποκικευςθ των τιμϊν αυτϊν κακαυτϊν , γίνετε ςτα transformations. Timeline : Χρονόγραμμα ι γραμμι χρόνου (απεικόνιςθ τον καρζ και αρίκμθςθ ςε μια γραμμι που μοιάηει με χάρακα)Με το χρονόγραμμα μποροφμε να περιθγθκοφμε ςτον χρόνο. Translate: Μετακίνθςθ(είναι ακριβόσ θ τιμι που τθν ορίηει εμπεριζχει τιμζσ για ΧΥΗ).

U niform Scaling: Ομοιόμορφθ μεγζκυνςθ.

V iew : Πψθ(ςυνικωσ χρθςιμοποιείτε για μενοφ όπου ορίηουμε πια κζλουμε να φαίνονται). Vertex : ΣθμείοΓεωμετρίασ. Vol.: ConstantVolumeScaling. Μεγζκυνςθ κρατϊντασ ςτακερό τον ολικό όγκο.(Εδϊ να ποφμε ότι ο υπολογιςμόσ γίνεται με βάςθ τον “φανταςτικό” κφβο που περιζχει το αντικείμενο. Άρα είναι κατά προςζγγιςθ).

W orldSpace: Σε ςχζςθ με το ευρφτερο περιβάλλον τθσ ςκθνισ. Window: Ραράκυρο ( με τθν μορφι παρακφρου ςε κάποιο Interface ).

X: X:(Ex) Διάςταςθ ‘Χι’( αναφζρετε ςυνικωσ ωσ θ διάςταςθ του πλάτουσ ).

Y : Y: (Wye ) Διάςταςθ ‘Ψι’ ( αναφζρετε ςυνικωσ ωσ θ διάςταςθ του φψουσ ).

Z : Z:(Zed) Ηιτα διάςταςθ ( αναφζρετε ςυνικωσ ωσ θ διάςταςθ του βάκουσ με τθν ζννοια του βάκουσ τθσ προοπτικισ ).

97