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.

прочети още
Телекомуникации и компютърни технологии

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:

  1. Същност на космическата инфраструктура. Обекти от космическата инфраструктура. Сигурност на критичната европейска космическа инфраструктура.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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).
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. ТЕСТ
  10. 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.
  11. Добавяне на материали, текстуриране и рендериране на 3D обекти. Техники за постигане на реализъм в 3D сцените.
  12. ААнимиране на обект от космическата инфраструктура в софтуерен продут 3DS Max. Анимиране на герой в софтуер DAZ Studio.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.