Анимация движением по траектории

Существует способ создавать видеоролики, перемещая камеру и цель по заранее построенным траекториям, к которым они привязываются. Записанный в файле видеоролик можно просмотреть без использования программы AutoCAD.

В этом случае камера движется по заранее заданному пути, и направление просмотра определяется точкой цели или другим путем, по которому она движется. В качестве траектории может служить отрезок, окружность, эллипс, сплайн, дуга, полилиния.

Упражнение 3. Создайте анимационный ролик, используя движение по траектории.

1. Запустите программу AutoCAD;

2. Создайте новый файл рисунка;

3. Установите область рисования равной 420 х 297;

4. Установите точку зрения CЗ изометрия (NW Isometric);

5. Задайте значение системной переменной ISOLINES: 16;

6. Вызовите команду ШАР(SPHERE) и создайте сферу со следующими параметрами:

центр шара: 50, 50, 50;

радиус шара: 20.

7. Вызовите команду ДУГА(ARC);

8. Отвечая на запросы команды, задайте следующие параметры:

координаты начальной точки: 50, 50, 50;

координаты второй точки: 160, 280;

координаты конечной точки: 365, 120.

9. Задайте из меню Вид(View)Þ Анимация траектории перемещения(Motion Path Animation). Появится диалоговое окно Анимация траектории перемещения(Motion Path Animation) (рис. 48), в котором свяжите камеру и цель с траекториями их перемещения;

10. В диалоговом окне в разделе Камера(Camera) установите переключатель Точечный(Point). Щелкните кнопку Указать точку

(Specify Point);

11. Введите координаты расположения камеры: -250, -230;

12. В появившемся диалоговом окне задайте имя точки Точка1 и щелкните кнопку OK;

13. В разделе Цель(Target) установите переключатель Траекторией(Path). Щелкните кнопку Указать траекторию(Specify Pаth) и выберите дугу;

14. В появившемся диалоговом окне задайте имя траектории Путь1 и щелкните кнопку OK;

15. В диалоговом окне в поле Продолжительность(сек.) (Duration(seconds)) установите значение 4;

16. Установите в поле Разрешение(Rezolution): 800x600;

17. Нажмите кнопку Просмотр(Preview), чтобы проверить результаты настроек на временно запускаемой анимации.

18. Щелкните кнопку Просмотр(Preview) для повторного просмотра или закройте окно предварительного просмотра анимации;

19. В диалоговом окне Анимация траектории перемещения(Motion Path Animation) щелкните кнопку OK, присвойте имя файлу и установите свою рабочую папку для его сохранения. В диалоговом окне Сохранение файла(Save As) щелкните кнопку Сохранить(Save);

20. Выйдете из программы AutoCAD и просмотрите полученный файл средствами Windows.

Рис. 48. Диалоговое окно Анимация траектории перемещения(Motion Path Animation)

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается разница между обходом и облетом модели?

2. Каким образом выполняется настройка параметров обхода и облета?

3. Какие способы создания видеороликов рассмотрены в данной работе?

Курсовая работа

Общие положения

По программе дисциплины предусмотрена курсовая работа. Курсовая работа является самостоятельно выполняемым заданием, предназначена для усвоения студентом современных графических технологий и графических инструментов, получения практических навыков реализации графического конвейера и методов интерполирования и аппроксимации кривых и поверхностей произвольного вида, требует разработки целостного законченного проекта, оформленного в соответствии с требованиями ГОСТ.

Курсовая работа выполняется по темам, указанным в приложении. Тема также может быть выбрана студентом самостоятельно, если она соответствует тематике курсовых работ дисциплины и согласована с преподавателем курса или руководителем индивидуального обучения.

Курсовая работа выполняется студентом индивидуально. Допускается выполнение работы в составе группы – два, три человека при условии увеличения объема работ в соответствующее число раз. Защита при этом проводится с каждым студентом индивидуально по всему объему курсовой работы.

Сроки: курсовая работа выполняется в течение 2 семестра 1 курса.

Примерная структура курсовой работы и оценка трудоемкости ее выполнения приведены в табл. 1.

Таблица 1

Структура курсовой работы и оценка ее трудоемкости

Наименование разделов курсовой работы	Объем рукоп. стр.	Объем затрат, час
1. Введение. Знакомство с векторными, растровыми и гибридными графическими технологиями и выбор графического редактора.		0,5
2. Содержательная постановка задачи, предписанных условий ее решения и описание исходных данных		0,5
3. Декомпозиция исходной задачи
4. Стратегия поиска решения задачи
5. Стратегия поиска решения подзадач
6. Формализация подзадач, вывод необходимых математических выражений
7. Обоснование выбора метода решения для каждой из подзадач. Перечень используемых объектов графического редактора.
8. Выделение особых случаев

Продолжение таблицы 1

Наименование разделов курсовой работы	Объем рукоп. стр.	Объем затрат, час
9. Создание условий для применения выбранных методов решения подзадач
10. Определение структур данных
11. Определение макетов представления результатов решения задачи
Для разработки программы:
12. Разработка алгоритма решения задачи
13. Подготовка отладочных примеров
14. Определение особенностей программной реализации подзадач, перечень и описание подпрограмм
15. Формирование и комментирование текста программы в соответствии с блок-схемой алгоритма
16. Отладка программы и корректировка алгоритма по результатам отладки	-
17. Решение задачи с заданными условиями и исходными данными		0,5
18. Интерпретация полученных результатов		0,5
19. Составление программной документации
Без программной реализации:
20. Методика создания графического изображения. Формирование первоначального изображения (объектов изображения).
21. Поэтапное описание и выполнение преобразований, системы визуализации (связь образов с переменными элементов), иллюстрируя все действия рисунками, пояснениями. Выполнение практической части дублируется CD – диском.
22. Область применения данного метода
23. Оформление отчета по курсовой работе
Итого:

Контроль за выполнением курсовой работы производится тремя этапами:

· Изучение литературы. Выбор графического редактора и метода.

· Формирование первоначального изображения (объектов изображения). Представление рабочих материалов на бумаге (1 месяц).

· Поэтапное описание и выполнение преобразований (1 месяц).

· Оформление, сдача и защита отчета по курсовой работе (1 месяц).

Отчет должен четко фиксировать:

· подробное описание метода;

· перечень элементов системы;

· структуру элементов (объекты — их параметры, диапазон изменения, графический образ, перечисление механизмов, ограничений, связи и т.д.);

· описание связей элементов системы;

· поэтапное описание преобразований, системы визуализации (связь образов с переменными элементов).

Отчет подготавливается компьютерным способом. При подготовке отчета следует учитывать требования ГОСТ на техническую документацию.

Оценка за курсовую работу учитывает: стройность и ясность описания (в отчете); ритмичность выполнения работы; качество, объем, сложность практической части; функциональные возможности применения данного метода.

Возможно написание компьютерных рефератов. Реферат выполняется только в среде «Stratum» и представляет собой электронный учебник (гиперссылки, статические и динамические иллюстрации, тексты, мультимедийные фрагменты). Частота отчетности при создании реферата — 1 раз в 2 недели. В качестве курсовой работы по согласованию с преподавателем засчитывается выполнение работ по заказу ОЦНИТ, ГКОН, ЦРО по изготовлению электронных обучающих сред дисциплин ВУЗовского цикла.

В табл. 2 приведено соответствие наименований разделов курсовой работы и программы дисциплины.

Таблица 2

Наименование разделов курсовой работы и программы дисциплины

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование разделов курсовой работы
1.	Раздел 1-3	Знакомство с векторными, растровыми и гибридными графическими технологиями и выбор графического редактора.
2.	Раздел 2-6	Подробное описание метода преобразований. Перечень используемых объектов графического редактора.
3.	Раздел 2-6	Методика создания графического изображения. Формирование первоначального изображения.
4.	Раздел 2-7	Поэтапное описание преобразований. Область применения данного метода
5.	Раздел 1-7	Формирование отчета о выполненной курсовой работе и подготовка к защите курсовой работы.

Примерный перечень тем курсовых работ

1. Формирование трехмерного вида с различным разрешением с перемещающейся точки взгляда в трехмерном пространстве.

2. Фракталы (визуальная математика).

3. Синтез элементов ландшафта.

4. Построение объектов в проекции (прямая, обратная, стерео, рыбий глаз, цилиндрическая).

5. Построитель теней в 3D.

6. Система построения анимированных 2D/3D графиков математических функций.

7. Конструктор кривых и поверхностей произвольного вида с использованием кривых Безье и B-сплайнов.

8. Конструирование и визуализация: дома, интерьеры, мосты, ажурные конструкции, геометрия обтекания тела средой.

9. Начертательная и аналитическая геометрия (конструктор).

10. Формирование среды (туман, пламя, снег, салют, облака, видеоэффекты, дождь, вода, смывка и так далее).

11. 3D- конструктор-аниматор скелетных объектов.

12. Управление элементами поверхности (человеческое тело, лицо).

13. Построения в неевклидовых геометриях.

14. Эволюция вида растений, животных.

15. Конструктор фактур.

16. Синтезатор двухмерных композиций.

17. Конструктор 3D фигур.

18. Сглаживание поверхностей различными методами.

19. Реализация технологии "Третий глаз".

20. Построение изолиний по заданной матрице различными методами.

21. Построение компактного тела (кластера) в 3D.

22. Слайд – эффекты (шторки, листание, взрыв, морфинг, просвечивание, лупа, кривые зеркала).

23. Методы морфинга растровых картин.

24. Создание компьютерного ролика.

25. Управляемая анимация технического объекта в 3D.

26. Выделение контура образа на динамической сцене и слежение за ним.

27. Обработка растровых картинок.

28. Графическая панель управления технологическим процессом.

29. Тестирование психофизиологического состояния человека графическими образами.

Требования по оформлению работ по ГОСТ 7.32-81

1. Каждая курсовая работа выполняется в печатном виде - на бумаге размером А4, ориентация - книжная, верхнее поле - 25 мм, нижнее поле - 25 мм, левое поле - 30 мм, правое поле 15 мм, шрифт - Times New Roman Cyr, размер шрифта - 14, межстрочный интервал – одинарный, с отступами на красную строку (1,25). Работа подписывается автором, указывается дата ее выполнения. Страницы необходимо пронумеровать и обязательно оставить поля для возможных замечаний рецензента. Нумерация страниц - верхняя, по центру страницы. Номер страницы на титульном листе не проставляется. Разделы нумеруются и обозначаются арабскими цифрами без точки. Заголовки разделов пишутся с абзацным отступом, стилем заголовок. Тексты разделов отделяются от заголовка пропуском строки. Оглавление автоматическое.

2. Иллюстративные материалы должны иметь текстовые надписи, определяющие представленный материал, сквозную нумерацию иллюстраций в составе работы. На приведённые иллюстративные материалы, листинги программ в тексте должны быть ссылки.

3. Объем курсовой работы, как правило, должен составлять не менее 30 страниц.

4. В конце работы должен быть приведен библиографический спи-

сок, содержащий все использованные источники в порядке появления на них ссылок в тексте, и оформляется согласно ГОСТ 7.1-76.

Образец оформления:

Никулин, Е. А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики [Текст]: [учебное пособие]. - СПб.: БХВ - Петербург, 2003. - 560 с.: ил. - На обл.: Геометрические основы компьютерной графики. Аффинные и проективные преобразования. Математические модели поверхностей и объектов. Геометрические задачи визуализации.

5. На титульном листе должны быть ясно написаны название учебного заведения, кафедры, фамилия и инициалы студента, номер зачетной книжки, группа, название дисциплины и тема работы, фамилия и инициалы преподавателя.

Т.е. на титульном листе вверху курсовой работы посередине следует писать:

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

Через несколько интервалов указывается кафедра (ВТиИС), затем дисциплина, ещё ниже название работы, на следующей строке – для кого она предназначена (без переноса слов на другую строку), и т.д. п.5.

По нижнему полю посередине:

Воронеж 2009

6. В работу включаются все этапы, указанные в курсовой работе, строго по положенному варианту.

7. Описание этапов выполнения располагаются в порядке возрастания их номеров, указанных в курсовой работе, сохраняя нумерацию этапов.

8. Условия задания приводится полностью. Ответы излагаются четко и аккуратно. Все сноски и примечания перепечатываются одинарным интервалом внизу той же страницы, к которой они относятся.

9. После получения прорецензированной работы, как не зачтенной, так и зачтенной, исправляются отмеченные рецензентом ошибки и выполняются все рекомендации рецензента.

10. Проценты нужно отделять от числа пробелом (100 %).

11. Рисунки обязательно подписываются снизу:

Рис. 1. Название

Таблицы нумеруются по правому полю, затем ниже посередине размещаются их заголовки:

Таблица 1

Название

Если таблица продолжается или заканчивается на следующей странице, то там следует писать по правому полю

Продолжение табл. 1

или

Окончание табл. 1

Структура курсовой работы

По своей структуре курсовая работа должна состоять из краткого введения, изложения основного материала, включая практическую часть, заключения и списка литературы.

Во введении студент должен показать актуальность рассматриваемой проблемы, ее место в курсе дисциплины, сформулировать основную цель и задачи, которые будут раскрыты в курсовой работе. Анализ содержательной постановки задачи, выбор графического редактора.

Основное содержание. Автор должен раскрыть содержание вопросов темы, демонстрируя умение самостоятельно анализировать фактический материал и различные точки зрения по данной проблеме в опубликованной литературе. В работе так же важно высказать и обосновывать собственную точку зрения по исследуемой проблеме.

Далее подробное описание метода преобразования, перечень используемых объектов графического редактора. Формирование первоначального изображения (объектов изображения). Поэтапное описание и выполнение преобразований, системы визуализации (связь образов с переменными элементов), иллюстрируя все действия рисунками, листингами программ.

Выполнение практической части дублируется CD – диском.

В заключении рекомендуется подвести итог всей работы, сделать выводы в соответствии с выдвинутыми во введении целями и задачами курсовой работы. Описать области применения данного метода. Выводы должны соответствовать только тому материалу, который изложен в работе. Их желательно давать в виде тезисов, отдельных положений.

Оформление работы:

Введение - определяется актуальность темы и постановка цели и задач.

Основная часть курсовой работыдолжна включать не менее 5 разделов (пунктов), в которых раскрывается содержание темы. Студент также обязан выполнить практическое задание и обосновать свои результаты.

Заключение работы отражает основные выводы по теме.

Список литературы рекомендуется строить в алфавитной последовательности. При выполнении курсовой работы следует использовать не менее 5 источников из основной и дополнительной литературы. Сроки издания, представленных источников, не должны быть ранее пяти лет года выполнения курсовой работы.

Библиографический список

Основная литература

1. Соколова, Т. Ю. AutoCAD для студента [Текст] . - М. [и др.] : Питер, 2005. - 320 с. : ил. - (Попул. самоучитель). - На обл.: AutoCAD 2005 для студента. - ISBN 5-469-00630-1.

2. Жарков, Н. В. AutoCAD 2004 [Текст] : эффективный самоучитель / [под ред. М. И. Финкова]. - Спб. : Наука и Техника, 2004. - 560 с. : ил. (Просто о сложном). - ISBN 5-94387-153-5.

3. Никулин, Е. А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики [Текст] : [учеб. пособие]. - СПб.: БХВ - Петербург, 2003. - 560 с.: ил. - На обл.: Геометрические основы компьютерной графики. Аффинные и проективные преобразования. Математические модели поверхностей и объектов. Геометрические задачи визуализации.

Дополнительная литература

1. Скворцова, Т. В. Компьютерная графика и моделирование на ЭВМ ДМ. Система автоматизированного проектирования AutoCAD 7.0 [Текст] : метод. указания к выполнению лаб. работ для студентов специальности 170400 (150405) - Машины и оборудование лесн. комплекса . Ч. 1 / Т. В. Скворцова, Е. В. Кондрашова; Фед. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования "Воронеж. гос. лесотехн. акад." . - Воронеж, 2008. - 144 с. : ил. ; 60х84 1/16. - Библиогр.: с. 142.

2. Чевычелов, Ю.А. Компьютерная графика [Текст]: метод. указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей: 250303 - Технология деревообработки, 190601 - Автомобили и автомобильное хозяйство, 150405 - Машины и оборудование лесного комплекса, 220301 - Автоматизация технологических процессов лесопромышленного комплекса, 190702 - Организация и безопасность движения. Ч. 2: Работа с универсальной системой автоматизированного проектирования AutoCAD (трехмерная графика) Ю.А. Чевычелов, Д.Е. Соловей, Л.П. Цикоза : Фед. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования, Воронеж, гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 2004. - 72с.

3. Петров, М. Н. Компьютерная графика [Текст] : доп. М-вом образования Рос. Федерации в качестве учеб. пособия для студентов вузов / М. Н. Петров, В. М. Молочков. - М. [и др.]: Питер, 2003. - 736 с.

4. Рейнбоу, В. Компьютерная графика [Текст]. - М. [и др.]: Питер, 2003. - 768 с.

5. Чевычелов Ю. А. Компьютерная графика [Текст] : учеб. пособие / Фед. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования, Воронеж. гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 2005. - 187 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лабораторная работа №1. Основные понятия и интерфейс AutoCAD 2007. Режимы и настройки рисования. Основные методы редактирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лабораторная работа №2. Ввод трехмерных координат и просмотр трехмерных объектов в AutoCAD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лабораторная работа №3. Создание пространственных моделей: каркасные, поверхностные. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лабораторная работа №4. Моделирование тел в трехмерном пространстве. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лабораторная работа №5. Редактирование в трехмерном пространстве.
Лабораторная работа №6. Детальное отображение поверхностей. Алгоритмы анимации трехмерных моделей. . . . . . . . . . . . . . . .
Курсовая работа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Библиографический список. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Цикоза Людмила Петровна