Дисципліна: Основи 3D-графіки

Дисципліна: Основи 3D-графіки

Кількість годин (кредитів ЄКТС): 150 (5)

Мета навчальної дисципліни: ознайомити здобувачів освіти з теоретичними та практичними основами тривимірної комп’ютерної графіки, сформувати систему знань про принципи створення та обробки 3D-об’єктів, особливості моделювання, текстурування, освітлення та візуалізації тривимірних сцен, а також сформувати навички використання сучасних програмних засобів і технологій для створення тривимірної графіки, моделей та анімації у сфері дизайну, мультимедіа та комп’ютерної графіки.

Завдання навчальної дисципліни:

-      формування у здобувачів освіти теоретичних знань про основи тривимірної комп’ютерної графіки;

-      ознайомлення з основними поняттями, принципами та технологіями створення 3D-графіки;

-      вивчення методів тривимірного моделювання об’єктів і побудови сцен;

-      набуття навичок роботи з текстурами, матеріалами та освітленням у 3D-середовищі;

-      ознайомлення з принципами візуалізації тривимірних моделей;

-      формування практичних навичок використання сучасних програмних засобів для створення 3D-графіки;

-      розвиток умінь застосовувати технології 3D-графіки у сфері комп’ютерної інженерії.

Попередні умови для вивчення даної дисципліни:

знання основ інформатики та інформаційних технологій, базових принципів роботи комп’ютерних систем, основ алгоритмізації та програмування, а також загальних понять комп’ютерної графіки і навичок роботи з прикладним програмним забезпеченням.

Навчальні цілі дисципліни полягають у формуванні у здобувачів вищої освіти:

інтегральної компетентності: здатності застосовувати знання, уміння та навички у сфері тривимірної комп’ютерної графіки для розробки, моделювання та візуалізації 3D-об’єктів і сцен у різних сферах комп’ютерної інженерії, мультимедіа та програмного забезпечення, забезпечуючи ефективне використання сучасних технологій та програмних засобів для створення якісної та функціональної тривимірної графіки.

загальних компетентностей:

-    здатність до абстрактного мислення, аналізу і синтезу;

-    здатність вчитися й оволодівати сучасними знаннями;

-    здатність застосовувати знання на практиці;

-    здатність працювати як індивідуально, так і в команді;

-    здатність реалізувати свої права та обов’язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократичного) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини та громадянина в Україні.

фахових компетентностей:

-      здатність використовувати сучасні методи і мови програмування для розроблення алгоритмічного та програмного забезпечення;

-      здатність забезпечувати захист інформації, що обробляється в комп’ютерних та кіберфізичних системах та мережах з метою реалізації встановленої політики інформаційної безпеки;

-      здатність використовувати та впроваджувати нові технології, включаючи технології розумних, мобільних, зелених і безпечних обчислень, брати участь у модернізації та реконструкції комп’ютерних систем та мереж, різноманітних вбудованих і розподілених додатків, зокрема з метою підвищення їх ефективності;

-      здатність ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу програмно-технічних засобів, комп’ютерних та кіберфізичних систем, мереж та їхніх компонентів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання;

-      здатність вирішувати проблеми в галузі комп’ютерних та інформаційних технологій, визначати обмеження цих технологій.

Програмні результати навчання:

-      знати і розуміти наукові і математичні положення, що лежать в основі функціонування комп’ютерних засобів, систем та мереж;

-      вміти застосовувати знання для ідентифікації, формулювання і розв’язування технічних задач спеціальності, використовуючи методи, що є найбільш придатними для досягнення поставлених цілей;

-      вміти застосовувати знання технічних характеристик, конструктивних особливостей, призначення і правил експлуатації комп’ютерного обладнання та компонентів для вирішення технічних задач спеціальності;

-      вміти ефективно працювати як індивідуально, так і у складі команди.

У результаті вивчення дисципліни здобувач вищої освіти повинен

знати:

-      основні поняття та терміни тривимірної комп’ютерної графіки;

-      принципи побудови та представлення 3D-об’єктів і сцен;

-      методи тривимірного моделювання, текстурування та роботи з матеріалами;

-      основи освітлення та візуалізації тривимірних сцен;

-      особливості формування анімації та динамічних ефектів у 3D-графіці;

-      сучасні програмні засоби та технології для створення та редагування 3D-моделей;

-      правила організації та оптимізації тривимірних сцен для застосування в програмному забезпеченні та мультимедійних продуктах;

-      принципи інтеграції 3D-графіки у сфері комп’ютерної інженерії та розробки програмного забезпечення.

вміти:

-      створювати та редагувати тривимірні об’єкти та сцени;

-      застосовувати методи текстурування, матеріалізації та освітлення 3D-моделей;

-      здійснювати візуалізацію та рендеринг тривимірних сцен;

-      розробляти прості анімації та динамічні ефекти у 3D-графіці;

-      використовувати сучасні програмні засоби для моделювання, рендерингу та редагування 3D-графіки;

-      оптимізувати тривимірні сцени для різних платформ і застосувань;

-      інтегрувати 3D-моделі у програмне забезпечення, мультимедійні продукти та інтерактивні додатки;

-      аналізувати та вирішувати типові задачі тривимірного моделювання та візуалізації в галузі комп’ютерної інженерії.

Зміст дисципліни (тематика):

Змістовий модуль 1. Теоретичні основи 3D-графіки
Тема 1. Вступ до 3D-графіки. Сфера застосування та сучасні тенденції
Тема 2. Основні поняття та терміни тривимірної графіки: об’єкти, сцени, камери, освітлення
Тема 3. Принципи тривимірного моделювання: полігони, вершини, грані та нормалі
Тема 4. Координатні системи та трансформації у 3D-просторі
Тема 5. Основи текстурування та матеріалів у 3D-графіці
Тема 6. Основи освітлення та рендерингу тривимірних сцен
Тема 7. Основи анімації 3D-об’єктів та сцен

Змістовий модуль 2. Практичне 3D-моделювання та візуалізація
Тема 8. Огляд сучасних програмних засобів для 3D-графіки (Blender, 3ds Max, Maya, Unity)
Тема 9. Створення та редагування базових 3D-об’єктів: примітиви, модифікатори, складні форми
Тема 10. Робота з текстурами та матеріалами: імпорт, налаштування, застосування
Тема 11. Налаштування освітлення та камер у 3D-сценах
Тема 12. Візуалізація та рендеринг тривимірних сцен
Тема 13. Створення простої анімації 3D-об’єктів та камер
Тема 14. Оптимізація 3D-сцен для інтерактивних додатків і мультимедіа
Тема 15. Практичний проект: створення тривимірної моделі та сцени з візуалізацією

Види робіт: лекції, лабораторні заняття, модульні контрольні роботи, індивідуальні роботи здобувачів освіти з викладачем, самостійна робота, консультації, підготовка до заліку.

Форма підсумкового контролю: залік.