Основы программирования на языке VB.NET. Область применения трехмерных изображений. Форматы хранения пакетов инженерной графики. Преимущества трехмерного моделирования. Разработка программы по вращению трехмерных изображений на языках VB.NET и VRML.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

Одной из самых динамично развивающихся областей компьютерных технологий на сегодняшний день является компьютерная графика.

Компьютерная графика применяется:

· в управлении и экономике

· в задачах логистики (например, для построения трехмерной модели складов)

· для виртуального отображения пространственного расположения указанного объекта (например, контейнера на полке)

При помощи разработки трехмерных изображений можно улучшить и ускорить процесс проектирования и создания технически сложных объектов: зданий, станков, сложных объектов. Построение трехмерных изображений на мониторе компьютера позволяет сэкономить большие материальные средства. Кроме того, данная тема является недостаточно проработанной в современной экономике, и поэтому она представляет наибольший интерес для экономистов. Предметом исследования является программа по вращению трехмерных изображений на языках VB.NET и VRML.

Целью данной курсовой работы является разработка программ на языках Visual Basic.NET и VRML, позволяющих вращать трехмерные изображения, являющиеся моделями какого-либо реального объекта, для обозрения его со всех сторон.

Поставленная цель раскрывается через следующие задачи:

ѕ исследовать область применения трехмерных изображений в экономике;

ѕ изучить принцип построения трехмерной графики на VB.NET и VRML;

ѕ разработать программы на языках VB.NET и VRML “Вращение куба”.

1. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

1.1 Понятие трехмерной графики

Трёхмерная графика -- раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов. Больше всего применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в архитектурной визуализации, кинематографе, телевидении, компьютерных играх, печатной продукции, а также в науке и промышленности.

Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ. При этом модель может, как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).

Вемкторная грамфика Векторная графика/Википедия-свободная энциклопедия. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki-- способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими параметрами.

1.2 Области применения трехмерной графики

Трехмерное моделирование сегодня применяется в очень многих сферах. В первую очередь, это строительство. Это может быть модель будущего дома, офисного здания, любого промышленного объекта. Визуализация активно применяется в дизайн-проектах интерьеров.

3D модели очень популярны в сайтостроительстве. Программы и технологии трехмерного моделирования широко применяются в производстве, например, в производстве корпусной мебели, и в строительстве, например, для создания фотореалистичного дизайн-проекта будущего помещения.

Трехмерные модели незаменимы для презентаций, выставок, а также используются в работе с клиентами, когда необходимо наглядно показать, каким будет итоговый результат.

Компьютерная графика стала основным средством взаимодействия человека с ЭВМ. Важнейшими сформировавшимися областями приложений являются:

· компьютерное моделирование, которое явилось исторически первым широким приложением компьютерной графики,

· системы автоматизации научных исследований, системы автоматизации проектирования, системы автоматизации конструирования, системы автоматизации производства, автоматизированные системы управления технологическими процессами,

· бизнес,

· искусство,

· средства массовой информации,

· досуг.

1.3 Преимущества трехмерного моделирования

Преимуществ у трехмерного моделирования перед другими способами визуализации довольно много. Трехмерное моделирование дает точную модель, максимально приближенную к реальности.

В трехмерную модель очень легко вносить любые изменения. Можно изменять проект, убирать одни детали и добавлять новые.

Из трехмерной модели легко можно выделить чертеж каких-либо компонентов или конструкции целиком. В результате снижаются временные затраты на проектирование, уменьшаются издержки.

Специальные программы дают возможность интеграции с любым другим профессиональным программным обеспечением, например, с приложениями для инженерных расчетов, программами для станков или бухгалтерскими программами. Внедрение подобных решений на производстве дает существенную экономию ресурсов, значительно расширяет возможности предприятия, упрощает работу и повышает ее качество.

В некоторых ситуациях необходимо заменить исследуемую систему (оригинал) каким-то объектом, сходную с оригиналом по поведению или описанию (моделью). В этом случае можно использовать трехмерную графику.

1.4 Пакеты инженерной графики для работы с трехмерными объектами

Программные пакеты, позволяющие создавать трёхмерную графику, то есть моделировать объекты виртуальной реальности и создавать на основе этих моделей изображения, очень разнообразны.

ѕ Rhinoceros 3D

(Преимущественно используется в промышленном дизайне, архитектуре, корабельном проектировании, ювелирном и автомобильном дизайне, в CAD/CAM проектировании, быстром прототипировании, реверсивной разработке, а также в мультимедиа и графическом дизайне)

ѕ NevercenterSilo

(инструмент 3D моделирования с широкими возможностями - от «лепки» высокополигонных скульптурных органических форм до построения точных технических объектов.Такая идеология программы позволяет с успехом осуществлять самый широкий круг проектов для самых разных задач - от персонажей компьютерных игр до архитектуры)

ѕ AutoCADCivil 3D

(Среди новых возможностей продукта - работа с напорными трубопроводными сетями, улучшенная топосъемка, создание основных карт и проектирование железнодорожных путей. Улучшена работа многих функций проектирования транспортных сооружений - формирования коридоров, 3D-навигации, выполнения запросов и определения границ поверхностей. AutoCADCivil 3D позволяет оптимизировать проекты инфраструктуры.)

ѕ AutoCAD

(Двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk.Программа включает в себя полный набор инструментов для комплексного трёхмерного моделирования)

a. Форматы хранения пакетов инженерной графики

COLLADA -- формат, разработанный для обмена между 3D приложениями. (Реализована поддержка таких программ, как Maya;3ds Max; Poser (v.7.0); Lightwave 3D (version 9.5); Cinema 4D (MAXON); SoftimageXSI; Houdini; MeshLab; CityScape, CityEngine, SketchUp, Blender и другие)

SKP (*.skp)- это формат для пакетов SketchUp. SketchUp -- программа для быстрого создания и редактирования трёхмерной графики.)

U3D (*.u3d) - универсальный формат файла трёхмерной графики, использующий сжатие данных. (Формат файла определён консорциумом 3D IndustryForum, объединившим различные группы компаний и организаций, включая Intel, Boeing, HP, AdobeSystems, BentleySystems, RightHemisphere и другие, для которых основной задачей является продвижение трёхмерной графики в различных сферах промышленности, имеющих специализацию в производстве, строительстве и промышленном проектировании.)

VRML-- это текстовый формат файлов, где, например, вершины и грани многогранников могут указываться вместе с цветом поверхности, текстурами, блеском, прозрачностью и так далее.

X3D (*.x3d) -это стандарт ISO, предназначенный для работы с трёхмерной графикой в реальном времени.

X(*.x) -формат файла для хранения 3D объектов, созданный компанией Microsoft.Этот формат хранит информацию о геометрии 3D объекта (координаты вершин и координаты нормалей), текстурные координаты, описание материалов, пути и названия к текстурам, которые используются.

1. Возможности работы с трехмерной графикой на языках VB.NET и VRML

Visual Basic .NET (VB.NET) -- это объектно-ориентированный язык программирования, который можно рассматривать как очередной виток эволюции Visual Basic (VB), реализованный на платформе Microsoft .NET. VB.NET не имеет обратной совместимости с более ранней версией (Visual Basic 6.0). Развитие проектов старых версий (*.vbp) возможно только после предварительной конвертации их в формат VB.NET специальным мастером (Migration Wiz...