TCMB033 3D моделиране и визуализация на обекти от космическата инфраструктура
Анотация:
Курсът е обмислен да бъде надграждане на TCMB116 „Дизайн с Cad/ Cam и 3D печат“ от гледна точка на:
• усъвършенстване на уменията на студентите да създават 3D обекти за целите на телекомуникационните технологии и аерокосмическото инженерство чрез използване на професионални продукти за моделиране на виртуални среди (3DS Max, DAZ Studio);
• подготовка на 3D обекти за вграждане във видео средa или в среда за разработка на компютърни игри;
• обработка и редактиране на аудио и видео файлове.
Преподавател(и):
гл. ас. Йоана Иванова д-р
Описание на курса:
Компетенции:
Успешно завършилите курса студенти:
1) знаят:
• основни понятия, свързани с космическата инфраструктура;
• каква апаратура се използва за провеждане на аерокосмически изследвания;
• основните технологични принципи и методи за създаване на 3D дизайн за виртуални среди;
• принципа на работа на 3D камерите и 3D телевизорите;
• как се постига ефектът на дълбочина в 3D киното.
2) могат:
• да създават 3D обекти и сцени от космическа инфраструктура с изпозлване на професионални софтуерни продукти за моделиране;
• да създават тематично продуктово видео, като използват различни техники за интеграция в цифровото видео производство – например технологията Chroma key за „изрязване“ на обект от видео с цел импортирането му в 3D сцена..
• да създават холографско видео за изграждане за холографски визуализации и симулации.
Предварителни изисквания:
Студентите да имат знания и/или умения:
• Обща компютърна грамотност;
• Компютърни умения;
• Умения за моделиране с Autodesk 123D DESIGN или друг продукт за 3D моделиране e предимство.
Форми на провеждане:
Редовен
Учебни форми:
Лекция
Език, на който се води курса:
Български
Теми, които се разглеждат в курса:
- Същност на космическата инфраструктура. Обекти от космическата инфраструктура. Сигурност на критичната европейска космическа инфраструктура.
- Методи за провеждане на дистанционно изследване чрез измерване от Космоса на различни количествени характеристики на електромагнитното поле на излъчване. Българска онлайн платформа за изучаване на космическото пространство Spaceport Academy.
- Приложение на малките сателити за дистанционни изследвания на Земята. Космически комуникационни и навигационни системи. Първата българска телекомуникационна сателитна система BALKANSAT 30B. Системи за аерокосмически изследвания. Аерокосмически летателни апарати.
- Видове съвременни сателитни комуникации и технологии. Нови тенденции в дизайна на космически апарати, антени и сателити. Приложения на роботиката и изкуствения интелект в космическите науки. Апаратура за целите на космическата биология и медицина.
- Активни методи за дистанционно изследване на Земята чрез радиолокационни снимки. Класификация на аерокосмическите снимки. Приложение на сателитни изображения за текстуриране на 3D обекти. 3D ресурси на Националното управление по въздухоплаване и изследване на космическото пространство (NASА - National Aeronautics and Space Administration).
- Създаване на 3D виртуална реалност със средства за 3D моделиране и видео обработка. Съвременни средства и технологии за визуализация - технологията Chroma Key, 3D панорамна фотография, стереоскопията и „магията“ на холографията. Видове 3D видеокамери и фотоапарати. Принципи и съвременни приложения на холографските симулации. Холографски дисплеи. Мултимедийни файлови формати. Видове файлови формати за запис на 3D обекти.
- Методи за постигане на фотореализъм в тримерната компютърна графика. Видове текстури – двумерни, тримерни, многопластови и др. Локални и глобални модели на осветлeние. Методи за глобално осветление: трасировка на лъчи и метод на радиацията.
- Приложение на 3D печата в аерокосмическото инженерство. Иновативни технологии и материали за 3D печат. Значение на експертните системи при управление на процеса на 3D печат.
- ТЕСТ
- Изграждане на 3D обект чрез моделиране на повърхнини в софтуер 3DS Max. Изграждане на 3D обект чрез скулптуриране на стандартни примитиви в софтуер 3DS Max.
- Добавяне на материали, текстуриране и рендериране на 3D обекти. Техники за постигане на реализъм в 3D сцените.
- ААнимиране на обект от космическата инфраструктура в софтуерен продут 3DS Max. Анимиране на герой в софтуер DAZ Studio.
- Експортиране на 3D обекти във файлови формати за вграждане във видео среда или в софтуерна среда за разработка на компютърни игри. Създаване на продуктово видео. Обработка и редактиране на аудио и видео файлове с използване на специализиран софтуер. Софтуерни продукти за конвертиране на изображения и видео файлове в стереоскопичен 3D формат. Метод за създаване на реалистична холографска симулация на действителен обект с използване на негов дигитален 3D модел. Създаване на холографско видео.
- Моделиране и подготовка на аерокосмически обекти за печат. Изисквания към 3D моделите за печат. Специфики на технологичния процес, настройки в софтуер за 3D принтер, изисквания към отпечатаните обекти и функционални прототипи.
- Защита на самостоятелен проект.
Литература по темите:
Книги:
[1] Мардиросян, Г., Основи на дистанционните аерокосмически технологии, Нов български университет, 2015 (налична в библиотеката на НБУ).
[2] Space Foundation, The Space Report, 2020, https://www.thespacereport.org/wp-content/uploads/2020/07/The-Space-Report-2020-Q2-Book.pdf
[3] Sosulski, K., Data Visualization Made Simple, Insights into Becoming Visual, RoutledgeTaylor&Francis Group, New York and London, 2019, ISBN: 978-1-138-50387-8 (hbk), https://cicerocq.files.wordpress.com/2020/03/sosulski-kristen-data-visualization-made-simple_-insights-into-becoming-visual-2019-routledge.pdf
Авторски материали:
[1] Иванова, Йоана. Глава II. СЪЗДАВАНЕ НА ВИСОКОКАЧЕСТВЕНИ МУЛТИМЕДИЙНИ ПРОДУКТИ С ИЗПОЛЗВАНЕ НА 3D КОМПЮТЪРНА ГРАФИКА, ВИСОКОТЕХНОЛОГИЧНИ РЕШЕНИЯ В СИГУРНОСТТА И ОТБРАНАТА, ISBN 978-619-91083-0-7, 2018. https://hitech4sec.pressbooks.com/.
[2] Ivanova, Yoana. ADAPTIVE DIGITALIZATION METHODS AND DIGITAL TRANSFORMATION TRENDS FOR SECURITY, Publication of Union of Scientists in Bulgaria: International Journal on Information Technologies and Security (IJITS), Issue №3, 2020 (vol. 12), ISSN 1313-8251, (51 - 62).
[3] Ivanova, Yoana. Приложение на Мултимедийните Технологии в Информационните Системи на Сигурността и Отбраната In IT4Sec Reports. София: Институт по информационни и комуникационни технологии,2014, https://procon.bg/system/files/it4sec_reports_114.pdf.
[4] Иванова, Йоана. Ролята на 3D моделирането при дигитализация на културно-историческото наследство, Научно-популярна статия, София: Българска наука, бр. 85, 2016. http://image.nauka.bg/magazine/bg-science85.pdf(154 – 159).
[5] Иванова, Йоана. Най-интересните интерактивни 3D симулации в реално време, Научно-популярна статия, София: Българска наука, бр. 86, 2016. http://image.nauka.bg/magazine/bg-science86.pdf(171 – 179)
[6] Иванова, Йоана. Принципи и съвременни приложения на холографските симулации. Научно-популярна статия, София: Българска наука, бр. 88, 2016. https://issuu.com/bgnauka/docs/bgnauka88 (130-137).
Допълнителни материали:
[1] Българска онлайн платформа за изучаване на космическото пространство Spaceport Academy.
https://www.spaceport.academy/bg/mindmap
[2] NASA 3D Resources. https://nasa3d.arc.nasa.gov/
[3] Li, B., Fei, Z. Physical Layer Security in Space Information Networks: A Survey, IEEE Internet of Things Journal PP (99), 2019, DOI:10.1109/JIOT.2019.2943900
[4] Applegate, S. The Dawn of Kinetic Cyber, 2013 5th International Conference on Cyber Conflict, NATO CCD COE Publications, Tallinn, 2013, https://ccdcoe.org/uploads/2018/10/10_d2r1s4_applegate.pdf
[5] Ulrich, S. Introduction to Spacecrarft GN&C – Part 1, https://spaceport.academy/en/video/22
[6] Encyclopedia of Aerospace Engineering. John Wiley & Sons, 2010. ISBN 978-0-470-75440-5, https://en.wikipedia.org/wiki/Aerospace_engineering
[7] Малешков, С., В. Георгиев, Компютърна графика и фотореалистична визуализация, учебник, издателство на НБУ, ISBN: 978-954-535-808-7, 2014, – автор на глави 1, 2, 3, 4, 7, 11, 12 и 13.