Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов. Монография
.pdf
Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов 61
Выкройка — это шаблон, который используется для вырезания
ткани при создании одежды [34]. Она помогает достичь пра-
вильной формы и размеров деталей одежды, что является важ-
ным шагом в процессе шитья. Выкройки могут быть изготов-
лены из бумаги, картона либо, как в случае разработки данного
проекта, сделаны в электронном виде с помощью специализи-
рованных программ. Они также имеют различные размеры в
зависимости от типа одежды, которую планируется создать.
Пример выкройки, который можно использовать для создания
виртуальной одежды, показан на рисунке 2.2.2.
Рисунок 2.2.2 Пример выкройки брюк
Именно от соответствия выкройки типу фигуры аватара
будет зависеть хорошее облегание и правильная посадка изде-
лия. Основываясь на создание выкроек реальной одежды, в
процессе разработки виртуальной одежды потребуется созда-
ние цифровых выкроек в специализированной программе.
Таким образом, проектирование виртуальной одежды
для учителя – это творческий и ответственный процесс, тре-
бующий внимания к деталям, понимания специфики профессии
учителя и умения сочетать стиль, комфорт и функциональ-
ность. Создание виртуальной одежды для учителя позволит
учесть все особенности и требования ТЗ, а также эксперимен-
62 Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов
тировать с дизайном и материалами, чтобы создать уникальный
и подходящий образ для учителя. Исследовав данную тему,
важно при разработке придерживаться делового стиля, потому
что правильная одежда может вызывать уважение обучаемых и
повышать эффективность обучения.
2.3 Разработка 3D- персонажа и виртуальной одежды
преподавателя
Современная образовательная практика стремительно
трансформируется под воздействием новых технологий, что
позволяет не только повысить качество обучения, но и сделать
его более интерактивным и привлекательным для студентов.
Одним из ключевых направлений этой трансформации являет-
ся обучение с использованием симуляторов и трехмерных мо-
делей. В этом контексте особый интерес представляет разра-
ботка 3D-персонажей, которые могут выступать в роли препо-
давателей, а также создание виртуальной одежды для этих пер-
сонажей.
Использование 3D-персонажей в образовательном про-
цессе открывает новые горизонты для взаимодействия между
обучающимся и учебным материалом. Виртуальные персонажи
могут реализовывать роль наставников, предоставляя студен-
там возможность взаимодействовать с ними в реальном време-
ни, что существенно увеличивает вовлеченность и интерес к
учебному процессу. В то же время создание виртуальной одеж-
ды для таких персонажей не только дополняет их образ, но и
служит важным инструментом для демонстрации предметных
областей, таких как мода, дизайн и технология.
Рассмотрим процесс создание 3D-персонажа. Данный
процесс представлен в поэтапном решении:
1 этап – определение концепции.
2 этап – процесс проектирования или моделирование.
3 этап – выбор текстуры и освящения.
Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов 63
В рамках первого этапа при разработке модели одежды
используется идея. Обычно для трехмерного моделирования
ищут источники вдохновения, такие как изображения или ре-
альные примеры, на основе которых создается модель. Наличие
референсов помогает быстрее понять задачи, представить
внешний вид трехмерной модели и определить дальнейшие
шаги для ее выполнения на практике. Просмотрев несколько
референсов, было принято решение моделировать молодую де-
вушку-учителя. На этапе определения концепции необходимо
определится в какой программной среде будет разработана мо-
дель. Поскольку процесс разработки 3D-модели является
сложным процессом, было принято решение создать основную
часть персонажа в программе Autodesk 3ds Max, а более слож-
ные детали, такие как прическа, голова, форма лица и кисти
рук, будут разработаны с помощью заготовок, которые сущест-
вуют в программе ZBrush.
На втором этапе в процессе моделирования персонажа
преподавателя, в качестве девушки-учителя. Осуществляется
разработка частей тела человека, а именно создание сегмента
«голова и лицо персонажа». После того как базовая структура
головы учителя создана с помощью заготовки, представленная
на рисунке 2.3.1, можно перейти к детализации модели, ис-
пользуя инструменты моделирования и текстурирования в
ZBrush. Это позволит добавить более сложные детали, такие
как морщины, волосы и другие характеристики, чтобы придать
модели реалистичный вид.
64 Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов
Рисунок 2.3.1. Трёхмерная модель головы в процессе
разработки с помощью заготовки
Аналогичным способом с использованием шаблонов из
библиотеки программы, были разработаны следующий сегмент
тела персонажа - кисти рук. На рисунке 2.3.2. представлена
трёхмерная модель кисти руки в процессе разработки.
Рисунок 2.3.2. Трёхмерная модель кисти руки
Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов 65
Использование заготовок в программе ZBrush упрощает
процесс моделирования персонажа, позволяя быстро создать
базовую структуру и затем детализировать модель до желаемо-
го уровня. Как можно заметить, модель получается достаточно
реалистичной. Впоследствии сегменты модели в виде головы и
кистей рук будут экспортированы для соединения с сегментом
туловище при помощи инструментальных возможностей про-
граммы Autodesk 3ds Max.
Модель туловища персонажа была создана на основе 12-
гранного цилиндра. Масштабируя и двигая сегменты, была
сформирована форма тела: плечи, грудная клетка, живот, талия
и бедра. Для последующего формирования груди, бедер и яго-
диц были добавлены дополнительные сечения.
При формировании заготовок рук модели, необходимо
сделать вытеснение граней по направлению их нормалей, соз-
давая новые грани, по сторонам соединяющие вытесненные
грани с их изначальным объектом, это можно сделать через
Face Extrude Modifier в Autodesk 3ds Max. Далее важным шагом
будет добавление трёх поперечных сечений, ведь анатомически
рука человека состоит из трёх частей. Сечения необходимы для
изменения форм мышц дельты, локтя и предплечья. Для при-
дания желаемой формы рук необходимо добавить сечения. По-
сле придания нужной формы можно объединять с импортиро-
ванными кистями рук.
Руки и ноги должны находиться в классической позе. Т- и
А-позы — это две классические позы для моделинга и анима-
ции. Т-поза — это расположение рук параллельно земле, а ноги
должны быть выпрямлены и практически перпендикулярны
земле. А-поза — когда руки чуть расставлены в стороны и об-
разуют форму, похожую на букву А. Эти позы представляют
собой определенные положения для объективной оценки и ис-
пользования модельерами и аниматорами. В различных отрас-
лях существуют свои стандарты, такие как Т- и А-позы для 2D
и 3D анимации. Они специально созданы в нейтральной форме,
наподобие эскиза, чтобы дизайнеры могли без отвлечений ра-
66 Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов
ботать над созданием визуального образа и атмосферы персо-
нажа. При моделировании проще сосредоточиться на построе-
нии формы и топологии, а при анимации — на работе с конеч-
ностями и подготовке тех мест, которые будут деформировать-
ся. Поза в форме буквы Т идеально подходит для персонажей,
которым нужно, чтобы их конечности двигались свободно,
особенно когда руки поднимаются вверх. С другой стороны,
поза в форме буквы А используется, когда руки в основном
расположены внизу тела, именно поэтому такая поза чаще все-
го встречается в анимации. Преимущество классических поз
также имеет важное значение для последующей разработке
виртуальной одежды. Одевать такого персонажа и разрабаты-
вать под него различные элементы одежды становится гораздо
проще, чем делать это с произвольно смоделированной фигу-
рой.
Моделирование ноги началось с 8-гранного цилиндра.
Поскольку моделировать обе стороны тела человека трудоём-
кий процесс, можно моделировать только одну сторону, если
вторую сторону сделать зеркальной. Затем нужно добавить се-
чений, увеличивая количество сегментов с 8 до 16, а также до-
бавляем сечений по высоте для большей детализации.
На рисунке 2.3.3. показана модель персонажа в процессе
разработки после импортированных 3D-моделей, разработан-
ных ранее. Как можно заметить, модель состоит полностью из
полигональной сетки.
Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов 67
Рисунок 2.3.3. Трехмерная модель персонажа в 3D Max
Готовой модели персонажа не хватает волос. Оптималь-
ным вариантом для персонажа учителя будет создание акку-
ратной прически, с собранными волосами. Волосы создавались
с помощью односторонних полигонов и на начальном этапе
они имели достаточно грубую форму. Волосы приобретают
реалистичный вид после того, как к ним применяются тексту-
ры. При создании реалистичных волос в 3D-графике использу-
ются различные текстурные карты для придания волосам глу-
бины, объема и реализма. На данном этапе можно перечислить
основные текстурные карты, используемые при создании во-
лос: карта цвета определяет цвет волос, карта отражения
управляет блеском и направлением отражений волос, карта
нормалей добавляет детализацию и глубину поверхности во-
лос, карта непрозрачности контролирует прозрачность волос.
На рисунке 2.3.4. представлен промежуточный результат соз-
дания волос персонажа в программе 3D Max:
68 Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов
Рисунок 2.3.4 Трехмерная модель волос персонажа
Процесс создания 3D-модели персонажа сложный и тру-
доёмкий. Чтобы добиться реалистичной и привлекательной
модели необходимо обратить внимание на анатомию тела че-
ловека, пропорции и детали. При разработке персонажа необ-
ходимо предусмотреть взаимодействие персонажа с окружаю-
щим миром. Следующим шагом после создания 3D-модели
персонажа разрабатывается элементы одежды, что в свою оче-
редь позволит интегрировать персонаж в цифровой симулятор.
2.4 Создание и текстурирование элементов
виртуальной одежды
Создание виртуальной одежды для 3D-модели преподава-
теля будет представлено в программе Marvelous Designer. Пе-
ред тем как приступать к разработке, в программу необходимо
импортировать трёхмерную модель учителя. Поэтому первым
этапом для создания одежды 3D-модель учителя экспортирует-
ся из программы Autodesk 3ds Max. Спроектированный персо-
Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов 69
наж конвертируется в формат OBJ, с помощью импорта полу-
ченный персонаж перемещается в программу Marvelous De-
signer. При импорте в настройках необходимо обратить внима-
ние на соразмерный масштаб в миллиметрах.
После импорта персонаж отображается в виде 2D и 3D
модели, как представлено на рисунке 2.4.1. В 2D окне появля-
ется силуэт модели, который послужит основой для создания
одежды, в то время как в 3D виде можно увидеть полностью
трехмерную модель персонажа.
Рисунок 2.4.1. 2D и 3D модели персонажа
в программе Marvelous Designer
В отличие от массового производства одежды, где при-
меняются стандартные выкройки нескольких размеров, инди-
видуальный пошив требует учета анатомических особенностей
конкретного персонажа. Это означает, что необходимо произ-
вести соответствующие измерения, иначе говоря, снять мерки.
В программе с помощью специального инструмента «Measure»,
70 Инновационные цифровые решения для профессиональной подготовки педагогов
который используется для снятия мерок, с персонажа были
сняты все необходимые мерки для создания выкроек. После
процедуры – снятия мерок переходим к следующему этапу -
созданию паттернов [24].
Marvelous Designer использует понятие «паттерны»
(Patterns), которые представляют собой шаблоны для создания
одежды. Пользователь может делать и изменять паттерны с
помощью различных инструментов в 2D окне программы. Эти
инструменты включают в себя возможность создания базовых
геометрических фигур, таких как полигоны, прямоугольники и
круги. Редактирование существующих паттернов осуществля-
ется с помощью инструмента «Edit Pattern», который активиру-
ется горячей клавишей «Z». После создания паттерна в 2D окне
его можно накладывать на 3D манекен при помощи специаль-
ных инструментов для манипуляций, которые появляются, ко-
гда паттерн выбран в 3D пространстве.
Опираясь на референсы при проектировании виртуаль-
ной одежды, можно переходить к созданию собственных пат-
тернов.
Разработка первого образа персонажа, состоящего из
брючного костюма (брюки, жилета и блузка). Его создание на-
чалось с разработки виртуальной блузки. Процесс создания
виртуальной блузки представлен на рисунках 2.4.2.
Рисунок 2.4.2. Передняя сторона блузки
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]