Дисципліна: Комп’ютерне 3D-моделювання та 3D-друк

Обсяг дисципліни, годин (кредитів ЄКТС): 150 годин (5 кредитів).

«3ds Maх» - це програмне забезпечення для 3D-моделювання, анімації та рендерингу. Цей потужний інструмент для візуалізації та створення тривимірних сцен і об'єктів використовується у багатьох галузях, таких як дизайн, графіка, архітектура, виробництво відеоігор, архітектурне проектування та інші. Ця програма дозволяє користувачам створювати складні тривимірні моделі, анімувати їх, налаштовувати освітлення та рендерити готові сцени для створення візуально захоплюючих зображень.

«Cura» - це програмне забезпечення для підготовки файлів для 3D-друку. Воно використовується для налаштування параметрів друку, розташування об'єктів на платформі для друку, генерації коду G-коду та інших завдань, пов'язаних із підготовкою моделей для 3D-друку.

Мета дисципліни: формування у студентів фундаментальних теоретичних знань і практичних навичок застосування програмного забезпечення «3ds Maх» при виконанні завдань, що передбачають моделювання тривимірних графічних об’єктів із практичною реалізацією розроблених моделей шляхом друку на 3D-принтері.

Завдання дисципліни:

1. Освоєння основ 3D-моделювання: вивчення інтерфейсу програми для 3D-моделювання «3Ds Maх».
2. Оволодіння створенням базових геометричних форм і їх комбінацій.
3. Розробка моделей складних об'єктів.
4. Освоєння технік текстурування та матеріалів.
5. Вивчення основ 3D-друку: розуміння роботи 3D-принтера та його можливостей.
6. Пізнання процесу друку, від підготовки файлу до отримання готового виробу.
7. Підготовка моделей для друку із використанням в програми «Cura».
8. Розробка та втілення в життя власного проекту з використанням 3D-моделювання та друку.

Попередні умови для вивчення даної дисципліни: наявність встановленої програми«3Ds–Maх», наявність парку 3D-принтерів для забезпечення практичної реалізації розробленої власної 3D-моделі, іноземна мова професійного спрямування.

Навчальні цілі дисципліни полягають у формуванні у студентів:

інтегративної компетентності: здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні завдання у  процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів інформаційних технологій і характеризується комплексністю та невизначеністю умов; розвиток креативного мислення під час роботи із створенням власної 3D-моделі.

загальних компетентностей:

1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
3. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.
4. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
5. Здатність працювати як в команді так і автономно.
6. Здатність розробляти та управляти проектами.

фахових компетентностей:

1. Здатність застосовувати сучасне програмне забезпечення у професійній діяльності.
2. Здатність здійснювати композиційну побудову об’єктів дизайну.
3. Здатність застосовувати навички проєктної графіки у професійній діяльності.
4. Здатність здійснювати колористичне вирішення майбутнього дизайн-об’єкта.
5. Розвиток творчого мислення та здатності генерувати оригінальні рішення.
6. Здатність ефективно працювати над проектами в обмежений час та ресурси.

Програмні результати навчання:

1. Застосовувати набуті знання і розуміння предметної області та сфери професійної діяльності у практичних ситуаціях.
2. Збирати та аналізувати інформацію для обґрунтування дизайнерського проєкту, застосовувати теорію і методику дизайну, фахову термінологію (за професійним спрямуванням), основи наукових досліджень.
3. Розуміти і сумлінно виконувати свою частину роботи в команді; визначати пріоритети професійної діяльності.
4. Усвідомлювати відповідальність за якість виконуваних робіт, забезпечувати виконання завдання на високому професійному рівні.
5. Створювати тривимірні об’єкти у програмному середовищі «3ds Maх».
6. Застосовувати сучасні технології 3D-друку для практичної реалізації створених 3D-млделей.
7. Дотримуватися стандартів проєктування та технологій виготовлення об’єктів дизайну у професійній діяльності.
8. Розробляти та представляти результати роботи у професійному середовищі.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен

знати:

• основні принципи 3D-моделювання;
• сфери застосування тривимірної графіки та 3D друку;
• особливості процесу побудови тривимірних графічних об’єктів;
• процес моделювання, текстурування, освітлення та візуалізації складних графічних об’єктів у програмі тривимірної графіки «3Ds Max»;
• принцип роботи 3D-принтерів та основ його налаштування.

вміти:

• працювати в середовищі програми «3Ds Max»;
• застосовувати знання з систем обробки візуальної інформації в практичній діяльності;
• створювати у програмному середовищі тривимірні графічні об’єкти;
• налаштовувати 3D-принтерів та підбирати необхідні для друку матеріали.

Зміст дисципліни (тематика):

Тема 1. Поняття тривимірної графіки та сфери її застосування.

Поняття тривимірної графіки. Сфери застосування 3d графіки. Тривимірне моделювання. Рендерінг. Програмне забезпечення для роботи з тривимірною графікою.

Тема 2. Основні принципи роботи в 3D Studio Max.

Принципи створення об’єктів в 3d редакторах. Елементи інтерфейсу 3ds max. Створення об'єктів і робота з ними.

Тема 3. Технології моделювання  3d об’єктів.

Створення складних об'єктів в 3ds max. Використання модифікаторів. Моделювання сплайна. Моделювання за допомогою редагованих поверхонь. Булеві операції. Загальні відомості про тривимірну анімацію.

Тема 4. Текстурування об’єктів, освітлення та візуалізація готової сцени в 3D Studio Max.

Загальні відомості про текстурування в тривимірній графіці. Вікно Material Editor (Редактор матеріалів), матеріали, процедурні карти. Загальні відомості про освітлення в тривимірній графіці. Освітлення сцени, правила розстановки джерел світла в сцені.  Загальні відомості про візуалізацію в тривимірній графіці. Налаштування візуалізації в 3ds max.

Тема 5. Основи роботи 3D принтери з технологією FDM.

Будова 3D принтер, принципи роботи, сфери застосування 3D технологій. Матеріали для друку, основні відомості та застосування.

Тема 6. Програмне забечення для управляння 3D принтерами, «Слайсинг».

Поняття «Слайсингу», інтерфейс програми Cura, та основні налаштування. Тестовий друк, опис основних проблем при друці та їх рішення. Налаштування программи для друку власної 3д моделі.