1718

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. Я. Лахов

ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА СТЕРЕОВИЗУАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ

Учебно-методическое пособие

по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Технические и программные средства стереовизуализации объектов в науке и технике » для обучающихся по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, профиль Технология разработки информационных систем

Нижний Новгород

2022

0

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. Я. Лахов

ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА СТЕРЕОВИЗУАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ

Учебно-методическое пособие

по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Технические и программные средства стереовизуализации объектов в науке и технике » для обучающихся по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, профиль Технология разработки информационных систем

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

1

УДК 681.3 (075)

Лахов, А. Я А. Технические и программные средства стереовизуализации объектов в науке и технике: учебно-методическое пособие / А. Я. Лахов, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 10 с. : ил. – Текст : электронный.

В методических указаниях представлены задания и пояснения к выполнению лабораторных работ в среде разработки Visual C++ с использованием DirectX в рамках курса «Технические и программные средства стереовизуализации объектов в науке и технике».

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Технические и программные средства стереовизуализации объектов в науке и технике» по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, профиль Технология разработки информационных систем.

А. Я. Лахов, 2022ННГАСУ. 2022.

2

Введение

В настоящее время в области стереографики развиваются направления ориентированные на создание статических стереоизображений, динамических стереоанимаций, динамических стереосцен и интерактивных динамических стереоприложений. Для реализации стереоэффекта могут использоваться различные методы (метод анаглифов, метод поляризации и метод затворных очков). Для создания статических стереоизображений могут применяться программы создания стереопар и программы просмотра стереоизображений (StereoPhotoMaker, SPlayer). Для создания динамических стереоанимаций могут применяться трехмерные редакторы и их стереорасширения (3D Maxстереоплагин). Для создания динамических стереосцен могут использоваться специализированные программные средства (RTRE). Для создания интерактивных динамических стереоприложений могут использоваться универсальные средства разработки и графические библиотеки (Microsoft Visual Studio - система компонентов DirectX корпорации Microsoft).

Настоящие методические указания реализуют четвертое направление стереографики, ориентированы на использование среды разработки Visual Studio и библиотеки графических компонентов DirectX корпорации Microsoft.

Дополнительную информацию о данных программных средствах можно найти в технической документации к ним. Среда разработки Visual C+ Express Edition является freeware программой. Библиотека графических компонентов DirectX корпорации Microsoft является freeware программой.

3

Требования к выполнению работ

При подготовке к лабораторной работе студенту необходимо изучить соответствующие разделы лекционного курса. В ходе выполнения каждой лабораторной работы студент должен выполнить следующие этапы работы:

уяснить номер, тему и цель лабораторной работы;

уяснить перечень заданий работы;

определить входные и выходные данные для каждого задания;

создать трехмерную модель или набрать и отладить разработанную программу;

выполнить визуализацию модели или получить работающее трехмерное приложение;

сдать работу преподавателю.

4

СЕМЕСТР № 1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Тема: Приложение Managed DirectX

Цель работы: Изучение структуры приложения Managed DirectX. Визуализация треугольника.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Инициализация используемых объектов.

2.Цикл обработки сообщений.

3.Визуализация полигонов.

4.Освобождение использованных ресурсов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Тема: Библиотека трехмерного графического интерфейса SVN. Базовые компоненты.

Цель работы: Изучение базовых компонентов библиотеки SVN трехмерного графического интерфейса. Визуализация библиотечного приложения SVN.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Обработка сообщений клавиатуры и мыши.

2.Организация обработки ввода пользователя.

3.Выполнение вычисления по заданной формуле.

4.Визуализация результатов вычисления.

5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Тема: Библиотека трехмерного графического интерфейса SVN. Производные компоненты.

Цель работы: Изучение производных компонентов библиотеки SVN. Приложение - графический калькулятор.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Обработка сообщений клавиатуры и мыши.

2.Организация обработки ввода пользователя.

3.Выполнение вычисления заданного арифметического выражения.

4.Визуализация результатов вычисления.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Тема: Основные трехмерные формы. Изометрические приложения.

Цель работы: Изучение трехмерных форм, типов приложений: SVN приложение, одношейпное приложение, многошейпное приложение.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Создать трехмерную форму.

2.Выполнить манипуляции с трехмерной формой.

3.Создать приложение для решения задачи табулирования, для решения задачи суммирования.

4.Создать приложение для решения задачи суммирования.

6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Тема: X формат хранения 3D моделей. Структура файла

Цель работы: Изучение формата X файлов. Моделирование 3D объектов в X формате. Вершины, грани, текстуры.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Структура X файла.

2.Представление геометрии.

3.Материалы и текстуры для моделей.

4.Визуализация трехмерной модели в X формате.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Тема: Приложение Win32

Цель работы: Изучение структуры приложения Win32.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

5.Инициализация используемых объектов.

6.Цикл обработки сообщений.

7.Визуализация трехмерной сцены.

8.Освобождение использованных ресурсов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Тема: Разработка приложения 3D Viewer v. 1.5.

Цель работы: Изучение методов визуализации X моделей с помощью пиксельных и вершинных шейдеров

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

7

1.Загрузка X файла.

2.Цикл обработки сообщений.

3.Использование вершинного и пиксельного шейдеров.

4.Визуализация трехмерной сцены.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Тема: Стерео метод анаглифов. StereoViewer v. 2.0.

Цель работы: Изучение стереометода анаглифов. Разработка приложения

StereoViewer v. 2.0.

Лабораторная работа состоит из следующих заданий.

1.Загрузка X файла.

2.Модификация приложения 3D Viewer v. 1.5. для реализации стереометода анаглифов RED/CYAN.

3.Использование вершинного и пиксельного шейдеров.

4.Визуализация трехмерной сцены.

Выполнение РГР предполагает следующие этапы:

1.Создание трехмерной модели заданного объекта.

1.1.Создать трехмерную модель заданного объекта в X формате. 1.2.Выполнить визуализацию в просморщике 3D Exploration. 1.3.Подготовить письменный отчет по первой части РГР.

2.Создание стереовизуализации.

2.1.Выполнить стеревизуализацию разработанной модели в программе

StereoViewer v. 2.0.

2.2.Подготовить скриншоты из стереовизуализации. 2.3.Создать письменный отчет по РГР.

2.4.Сдать отчет преподавателю.

8

Список рекомендованной литературы

1.Мелкумов А. С. Стереоскопический кинематограф : учебное пособие Москва : Всероссийский государственный университет кинематографии имени С.А. Герасимова (ВГИК), 2013

2.Лахов Андрей Яковлевич. Стереографика : учеб.-метод. пособие по подгот. к лекциям (включая рекомендации по орг. самостоят. работы) для обучающихся по дисциплине "Стереографика" по направлению подгот. 09.04.02 Информ. системы и технологии, профиль Технология разработки информ. систем.

/Лахов Андрей Яковлевич ; Нижегор. гос. архит.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2016. – 1 CD ROM. – URL: URL: http://catalog.nngasu.ru/MarcWeb2/

3.Лахов Андрей Яковлевич. Стереографика : учеб.-метод. пособие по выполнению лаб. работ для обучающихся по дисциплине "Стереографика" по направлению подгот. 09.04.02 Информ. системы и технологии, профиль Технология разработки информ. систем. / Лахов Андрей Яковлевич ; Нижегор. гос. архит.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2016. – 1 CD ROM. – URL: URL: http://catalog.nngasu.ru/MarcWeb2/.

9