PROŠIRENA STVARNOST
Modul 1
Modeliranje digitalnih objekata
Prvi modul gradi ono bez čega u proširenoj stvarnosti nema sadržaja — digitalni objekt. Uvodi pojmove 3D modeliranja, razlikuje parametarski i slobodni način rada, razvrstava vrste digitalnih objekata i njihovu ulogu u sceni te vodi kroz izradu modela i njegovu pripremu za uređaj koji ga mora prikazati u stvarnom vremenu.
- 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 proširene stvarnosti
- izraditi model i sklop prema zadanom nacrtu
- pripremiti i optimirati model za prikaz na mobilnom uređaju
O modulu
Proširena stvarnost korisniku u vidno polje dodaje ono čega ondje nema: oznaku dijela, smjer okretanja, redoslijed koraka, mjeru koja se ne vidi golim okom. Sve to netko mora izraditi kao digitalni objekt. Bez modela nema što prikazati, a loš model ruši prikaz i prije nego što aplikacija dovrši prvu sličicu.
Modul postavlja temelj cijelog područja. Počinje građom digitalnog modela — vrhom, bridom, poligonom i mrežom — te pojmovima scene, sklopa, ishodišta i mjerne jedinice. Zatim razdvaja dva načina rada koji se u praksi stalno susreću: parametarsko modeliranje, u kojem su mjere i odnosi zapisani kao vrijednosti koje se poslije mijenjaju, i slobodno modeliranje, u kojem se oblikuje sama mreža.
Drugi dio modula bavi se time što se sve smatra digitalnim objektom. Razvrstava zapise prema tome opisuju li rub tijela, njegovu površinu ili njegov obujam, uvodi oblak točaka i zapise koji nastaju 3D skeniranjem i fotogrametrijom te uspoređuje formate razmjene. Iz toga slijedi pitanje uloge: što objekt u sceni proširene stvarnosti zapravo radi, u kojem mjerilu stoji i kako se odnosi prema stvarnom predmetu koji prekriva.
Modul završava izvedbeno. Model se izrađuje prema nacrtu i sklapa u cjelinu, a zatim priprema za uređaj koji ga mora prikazati u stvarnom vremenu: smanjuje se broj trokuta, izrađuju razine detalja, peku teksture i bira format izvoza. Kroz sve jedinice provlači se isti primjer — upute proširene stvarnosti za zamjenu prihvatnice na robotu u ćeliji paletizacije.
Nastavne jedinice
- Otvori
1.1
Uvod u 3D modeliranje
Vrh, brid, poligon i mreža: od čega se digitalni model sastoji, što je scena, a što sklop, i kako se model zapisuje u datoteku.
- Otvori
1.2
Parametarsko modeliranje digitalnih objekata
Skica, značajka i stablo značajki: modeliranje u kojem su mjere i odnosi zapisani kao parametri koji se poslije mogu izmijeniti.
- Otvori
1.3
Slobodno modeliranje i poligonalna mreža
Rad izravno na mreži: izvlačenje, dijeljenje i glačanje ploha, gustoća mreže, UV razvijanje i razlika prema parametarskom pristupu.
- Otvori
1.4
Vrste digitalnih objekata
Poligonalni, površinski i volumni zapis, oblak točaka i zapisi iz 3D skeniranja te formati razmjene — što svaki od njih nosi i gdje se koristi.
- Otvori
1.5
Uloga digitalnih objekata u okruženju proširene stvarnosti
Objekt kao nositelj informacije: mjerilo, ishodište, orijentacija i razina detalja te odnos prema stvarnom predmetu koji se prekriva.
- Otvori
1.6
Izrada digitalnih objekata korištenjem 3D modeliranja
Cijeli put od nacrta do sklopa: redoslijed značajki, sklapanje dijelova, veze i provjera mjera na primjeru prihvatnice robota.
- Otvori
1.7
Priprema i optimizacija modela za proširenu stvarnost
Smanjenje broja trokuta, razine detalja, pečenje tekstura i izvoz u format koji uređaj učitava brzo i bez gubitka oblika.
Ključni pojmovi modula
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Digitalni objekt | Računalni zapis oblika, izgleda i ponašanja predmeta koji se u sceni proširene stvarnosti prikazuje korisniku. |
| Vrh | Točka u prostoru zadana trima koordinatama; najmanji gradivni element poligonalnog modela. |
| Brid | Dužina između dvaju vrhova; rub plohe i granica između susjednih poligona. |
| Poligon | Ravna ploha omeđena bridovima, najčešće trokut ili četverokut. |
| Mreža | Skup vrhova, bridova i poligona koji zajedno opisuju oblik tijela (mesh). |
| Scena | Uređeni skup objekata, izvora svjetla i kamere s pripadnim položajima i orijentacijama. |
| Sklop | Skup dijelova povezanih vezama koje im određuju međusobni položaj i dopuštena gibanja. |
| Ishodište | Točka modela s koordinatama (0, 0, 0); mjesto prema kojem se objekt postavlja u sceni. |
| Parametarsko modeliranje | Način rada u kojem su mjere i odnosi zapisani kao parametri, pa se model mijenja promjenom vrijednosti, a ne ponovnim crtanjem. |
| Značajka | Jedan oblikovni zahvat u stablu modela: izvlačenje, rotacija, provrt, zaobljenje, skošenje. |
| Topologija | Raspored vrhova, bridova i poligona po površini modela, neovisan o njegovu obliku. |
| UV razvijanje | Preslikavanje površine trodimenzionalnog modela u ravninu radi nanošenja teksture. |
| Razina detalja | Više inačica istog modela s različitim brojem trokuta, koje se izmjenjuju prema udaljenosti gledatelja (level of detail). |
| Decimacija | Postupak smanjenja broja poligona uz zadržavanje prepoznatljivog oblika. |