HOLOGRAMSKE TEHNOLOGIJE
Modul 1
Modeliranje digitalnih objekata
Hologram je uvijek prikaz nečega, pa prvi modul gradi to nešto. Uvodi pojmove 3D modeliranja, razlikuje parametarski i slobodni način rada, razvrstava vrste digitalnih objekata i objašnjava što od modela traži hologramski prikaz — mjerilo u prostoriji, praznina umjesto crne boje, svjetleći materijali i strogo ograničen broj trokuta.
- objasniti osnovne pojmove 3D modeliranja i građu digitalnog modela
- razlikovati parametarsko i slobodno modeliranje i odabrati prikladan alat
- razvrstati vrste digitalnih objekata prema zapisu i namjeni
- objasniti ulogu digitalnih objekata u okruženju hologramske tehnologije
- izraditi model i sklop prema zadanom nacrtu
- pripremiti model za prikaz na naočalama i na hologramskom zaslonu
O modulu
Hologram nije predmet nego prikaz. Da bi naočale za miješanu stvarnost nešto ucrtale u praznu radionicu, netko je to prije morao opisati brojevima. Taj opis je digitalni objekt, a prvi modul govori o tome kako nastaje, kako se zapisuje i po čemu se model namijenjen hologramskom prikazu razlikuje od modela koji se crta na običnom zaslonu.
Razlika nije mala. Prozirni zaslon svjetlo dodaje prizoru, a ne oduzima ga, pa crna ploha na modelu jednostavno nestane. Hologram stoji u prostoriji u mjerilu jedan prema jedan, pa svaki milimetar krivo zadane mjere ostaje vidljiv na podu. Naočale nose vlastiti procesor i bateriju, pa je broj trokuta koji smiju iscrtati šezdeset puta u sekundi mnogo manji nego na stolnom računalu. Sve to model mora podnijeti prije nego što ga itko stavi na glavu.
Modul zato vodi od građe modela prema njegovoj pripremi. Najprije se uvode vrh, brid i poligon te se razdvajaju dva načina rada — parametarsko modeliranje, u kojem su mjere zapisane kao vrijednosti koje se poslije mijenjaju, i slobodno oblikovanje mreže, u kojem se radi izravno na vrhovima. Zatim se razvrstavaju vrste zapisa: rub tijela, površina, oblak točaka i voksel, odnosno volumni zapis koji volumetrijski prikaz doista koristi.
Drugi dio modula je izvedbeni. Model se izrađuje prema nacrtu, sklapa u cjelinu i priprema za uređaj: prorjeđuje se mreža, izrađuju se razine detalja, peku teksture, postavljaju prozirni i svjetleći materijali te bira format izvoza. Kroz sve jedinice provlači se isti zadatak — projekt HT-1, hologramski prikaz robotske ćelije u mjerilu 1:1 na praznom podu radionice, prije nego što je ijedan stroj dovezen.
Nastavne jedinice
- Otvori
1.1
Uvod u 3D modeliranje
Vrh, brid, poligon i mreža, scena i sklop te način na koji se model zapisuje — s naglaskom na ono što hologramski prikaz od tog zapisa traži.
- Otvori
1.2
Parametarsko modeliranje digitalnih objekata
Skica, značajka i stablo značajki: model čije su mjere zapisane kao parametri, i pretvorba takvog modela u mrežu za prikaz.
- Otvori
1.3
Slobodno modeliranje i poligonalna mreža
Rad izravno na mreži, gustoća i topologija, UV razvijanje i normale te posljedice na oštrinu ruba u hologramskom prikazu.
- Otvori
1.4
Vrste digitalnih objekata
Poligonalni, površinski i volumni zapis, oblak točaka i voksel — zapis koji volumetrijski prikaz doista koristi — te formati razmjene.
- Otvori
1.5
Uloga digitalnih objekata u hologramskom okruženju
Mjerilo 1:1 u prostoriji, ishodište i orijentacija, prozirnost i svjetleći materijali, dubinski tragovi i razina detalja prema udaljenosti promatrača.
- Otvori
1.6
Izrada digitalnih objekata korištenjem 3D modeliranja
Put od nacrta do sklopa na primjeru robotske ćelije: redoslijed značajki, sklapanje, veze i provjera mjera prije prikaza u prostoru.
- Otvori
1.7
Priprema modela za hologramski prikaz
Proračun broja trokuta za naočale, razine detalja, pečenje tekstura, prozirnost i izvoz modela koji se mora iscrtati šezdeset puta u sekundi.
Ključni pojmovi modula
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Digitalni objekt | Računalni zapis oblika, izgleda i ponašanja predmeta koji se u hologramskom okruženju prikazuje korisniku. |
| Poligonalna mreža | Skup vrhova, bridova i poligona koji opisuju rub tijela (mesh); zapis koji naočale iscrtavaju. |
| Voksel | Kockasti element prostora s vlastitom vrijednošću; gradivni element volumnog zapisa (volume element). |
| Volumni zapis | Opis tijela ispunjenim prostorom, a ne samo njegovom vanjskom plohom. |
| Emisijski materijal | Materijal koji sam svijetli i ne ovisi o izvorima svjetla u sceni (emissive); osnovni materijal hologramskog prikaza. |
| Prozirni zaslon | Zaslon koji svjetlo prikaza zbraja sa svjetlom prostorije, pa crna boja na njemu nestaje umjesto da se vidi. |
| Mjerilo 1:1 | Prikaz u kojem jedan metar modela odgovara jednom metru prostorije. |
| Proračun trokuta | Najveći broj trokuta koji uređaj smije iscrtati u jednoj sličici da bi zadržao zadanu brzinu prikaza. |
| Razina detalja | Više inačica istog modela s različitim brojem trokuta koje se izmjenjuju prema udaljenosti promatrača (level of detail). |
| Odstupanje tetive | Najveći dopušteni razmak između ravne tetive i prave plohe pri pretvorbi parametarskog modela u mrežu (chord deviation). |
| Dubinski trag | Sjena, obris na podu ili spojna crta kojom se promatraču pokazuje gdje hologram dodiruje stvarnu plohu. |
| Pečenje tekstura | Prenošenje detalja s guste mreže na sliku koja se nanosi na prorijeđenu mrežu (baking). |
| Sidro | Točka prostorne karte uz koju je hologram vezan, tako da ostaje na istom mjestu dok se promatrač kreće. |
| Format razmjene | Dogovoreni zapis datoteke kojim model prelazi iz jednog programa u drugi, primjerice STEP, FBX ili glTF. |