Mô hình 3D và ứng dụng xây dựng mô hình thực tế ảo trong trang trí nội thất

Mô hình 3D và ứng dụng xây dựng mô hình thực tế ảo trong trang trí nội thất

1 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, thực tế ảo nâng tầm với nhiều tính tham quan thực tế ảo tảng đồ họa vi tính không gian chiều tạo từ sản phẩm thiết kế đồ họa dựa thiết kế, ảnh 360 độ từ vẽ render, tái chân thực nhận tương tác chủ động từ người dùng Nền tảng ứng dụng nhiều lĩnh vực giải trí bất động sản Khơng có nhìn ngắm, tính cao cấp cho phép đưa khơng gian hồn tồn thực tế di chuyển thay đổi góc nhìn chiều, đồng thời tích hợp nhiều nội dung mutimedia để người dùng trải nghiệm Với thiết bị chuyên dụng, không gian thực tế nhà hàng, khách sạn nhà mẫu bất động sản scan 3D để khách hàng cảm nhận thật, từ tham quan, kiểm tra thiết kế, trình bày diện tích hộ thơng qua hình ảnh Có thể hiểu đơn giản, cách xem nhà truyền thống, người mua xem trước kiểu mẫu thiết kế ngơi nhà chưa hồn thiện thơng qua cách thức như: vẽ 3D máy tính, vẽ giấy mơ hình nhà mẫu cung cấp nhà đầu tư Hay thực tế hơn, người mua phải xếp thời gian, cơng việc để xem trực tiếp nhà mẫu xây dựng sẵn Việc tái không gian bất động sản trở nên dễ dàng thuận tiện cho người sử dụng Giờ đây, công ty kiến trúc, xây dựng, bất động sản trình bày ý tưởng kiến trúc họ với khách hàng thông số kỹ thuật sản phẩm thao tác vô đơn giản thông qua tảng thực tế ảo Với tầm quan trọng mơ hình thực tế ảo nên thực tập nhằm phần góp phần ứng dụng mơ hình 3d xây dựng thực tế ảo trang trí nội thất làm tiền đề việc xây dựng dự án, cơng trình kiến trúc thực tế Bài tập gồm có 02 chương: chương 1- sở lý thuyết, chương – kết xây dựng mơ hình 3D (dựng hình phòng ngủ người lớn, bố trí nội thất ngoại cảnh) 2 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái qt thực tế ảo mơ hình 3D thực ảo Theo cách thức thông thường, người sử dụng tương tác với máy tính thơng qua thiết bị đầu vào bàn phím, chuột, v.v thiết bị đầu hình, loa v.v Hệ thống Thực tế ảo (Virtual Reality-VR) đời cho phép người sử dụng tương tác với máy tính theo phương thức tích cực hơn, cao 1.1.1 Thực tế ảo Thực tế ảo công nghệ sử dụng kỹ thuật mơ hình hố khơng gian ba chiều, đưa giới ba chiều vào máy tính để tạo môi trường ảo (Virtual Environment) 3D Trong môi trường ảo, người sử dụng thực trở thành phần hệ thống Một ứng dụng, người nhập vai để tự chuyển động khơng gian ảo, tương tác với vật thể ảo Ngược lại, môi trường ảo tác động lại hay có phản hồi tương ứng với hành động người sử dụng, tác động tuân theo quy tắc toán học, vật lý, tự nhiên, làm người có cảm giác tồn giới thực Các lĩnh vực ứng dụng Thực tế ảo Công nghệ thực tế ảo ngày phát triển rộng rãi có mặt hầu hết lĩnh vực quan trọng sống  Kiến trúc, xây dựng công nghiệp chế tạo Ứng dụng Thực ảo thiết kế nội thất Thiết kế kiến trúc lĩnh vực ứng dụng công nghệ thực ảo nhiều Trước đây, chưa có thực ảo, ý tưởng cơng trình kiến trúc thể khổ giấy Và chi tiết cách thêm thông số vẽ mặt cơng trình Ngày nay, khả mơ hình hố giới thực cơng nghệ thực tế ảo dường đáp ứng cách đầy đủ, trực quan cơng trình ngành thiết kế kiến trúc từ khơng gian 3D, kết cấu cơng trình, vật liệu, ánh sáng, cho phép khách hàng, nhà đầu tư tự tham quan, khảo sát cơng trình cần xây dựng họ theo nhiều góc độ vị trí khác Bên cạnh kiến trúc, xây dựng công nghệ thực tế ảo hỗ trợ đắc lực cho ngành sản xuất thiết bị khí, mà cơng đoạn thiết kế mơ hình có vai trò quan trọng thiết kế động cơ, thiết kế ô tô, tàu biển, máy bay, Ứng dụng Thực ảo thiết kế xe Khả mơ hình hố cho phép nhà thiết kế thể cách trực quan ý tưởng thiết kế mình, qua đánh giá hiệu thiết bị dựa thử nghiệm mô thiết bị ảo, có hiệu chỉnh cần thiết trước thiết bị thực sản xuất Điều rõ ràng góp phần không nhỏ thành công thiết bị công nghệ, giảm bớt chi phí phát sinh  Giải trí Khi cơng nghệ thực tế ảo đời, người luôn nghĩ thứ để đầu tư cho lĩnh vực giải trí Việc áp dụng cơng nghệ 3D khiến chi phí đầu tư vào lĩnh vực phim, game, … thấp mà lợi nhuận thu vào vô to lớn Số lượng người bị hút theo trò chơi game, đặc biệt giới trẻ, tăng theo cấp số nhân,… Ứng dụng Thực ảo game giải trí Số lượng vé bán rạp chiếu phim 3D làm vô lớn từ năm 2007 trở đây, ví dụ phim Avatar, Transfomer, Ứng dụng Thực ảo phim avatar Hơn thế, phát triển mạnh mẽ lĩnh vực cơng nghệ, giúp phần cứng máy tính ngày đáp ứng nhu cầu của nhà sản xuất tín đồ giải trí Nếu trở lại khoảng 15 năm trước, thật khó tìm thấy máy tính có cấu hình đủ mạnh phép tạo ứng dụng thực ảo thời gian thực  Giáo dục Đào tạo Ngay từ công nghệ 3D đời, hầu hết ứng dụng thực tế ảo phát triển quân đội Sự đầu tư vơ lớn từ phía nhà lãnh đạo Mỹ, Nga, việc tập luyện bắn ảo, tốn mơ cháy nổ thuốc súng, hay mô đường tên lửa, … Ngày nay, phát triển công nghệ kỹ thuật cao, thực tế ảo tích hợp đặc tính làm cho thân có tiềm vượt trội so với công nghệ đa phương tiện truyền thống khác Ví dụ: lái xe đạp tương tác ảo cho trẻ em, tương tác lái container, lái máy bay ảo Qua thiết bị phần cứng, hình, joytick, kính, người học nhập vai để tương tác với thực tế ảo thông qua hành động mình, đồng thời giới ảo tác động lại với người học, khiến người học tăng thêm kỹ nghiệp vụ mà không cần phải chịu chi phí, hay hậu gây Ví dụ vụ lái xe container mà đâm vào tòa nhà ven đường,… Mô lái tàu ảo công ty mô Việt Nam Khi công nghệ thực tế ảo tính tốn xác vụ nổ, vụ va chạm, tính tốn khác xã hội ngày nhiều thí nghiệm thực mơi trường ảo Tính chất trực quan giảng thực tế ảo nâng cao bước làm tăng hứng thú học tập khả ghi nhớ khái niệm quan trọng giảng Ví dụ hồn tồn tạo môi trường ảo trận chiến môn học lịch sử mà người học nhìn chiến từ nhiều góc độ khác nhau, người trung gian, hóa thân nhân vật để tham gia trận chiến Từ đó, học viên nắm bắt nhanh chóng có ý thức với tính học Và khơng phải viễn tưởng ta nói ngày học học viên kỹ sống đào tạo môi trường ảo  Y học Trong y học, công nghệ thực tế ảo giúp cho người thao tác giải phẩu trực tiếp với thể ảo Giúp cho việc đào tạo bác sỹ đa khoa hoàn thiện tự tin ca mổ Giúp cho cơng nghệ y tế phát triển hơn, qua mô giúp cho người hiểu q trình truyền máu, tiêu hóa thức ăn, từ tốn mơ Mơ thể ảo phòng thực ảo viện khoa học cơng nghệ Việt Nam Y học lĩnh vực ứng dụng tiềm công nghệ thực tế ảo Cho đến nay, lĩnh vực bật y học áp dụng thành công công nghệ thực tế ảo giả lập giải phẫu (Surgical Simulation) Trên sở kỹ thuật đồ hoạ máy tính thực tế ảo, hệ thống đào tạo y học bao gồm hai phận bản: Khối tương tác ba chiều mơ hình sinh thể ảo cho phép người sử dụng thực thao tác giải phẫu thông qua dụng cụ giải phẫu ảo; Khối giao diện người dùng hai chiều cung cấp thông tin phản hồi trực quan từ mơ hình q trình giải phẫu thông tin hướng dẫn phiên đào tạo Phương pháp đào tạo có tính tương tác cao mang nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền thống thực hành mơ hình plastic hay bệnh nhân thực Thứ nhất, khác với phương pháp dùng mơ hình plastic, sinh thể giải phẫu ảo có khả cung cấp thông tin phản hồi sinh học cách tự nhiên sinh thể sống thực, chẳng hạn thay đổi nhịp tim, huyết áp v.v Điều tạo cho học viên có cảm giác trải qua ca mổ tình thực Thứ hai, khác với thực hành bệnh nhân thật, sai lầm học viên q trình thực tập khơng phải trả giá thương tổn thực thể người bệnh Điều làm giảm áp lực lên học viên thực phẫu thuật ảo Từ đó, giúp họ tự tin chủ động học tập Phương pháp cho phép bác sĩ khơng ngừng nâng cao trình độ tay nghề, kỹ phối hợp làm việc cách liên tục đặt giả định tình bệnh, cập nhật liệu bệnh lý để thực phương pháp mới, kỹ thuật điều trị Bác sĩ tự lập kế hoạch mổ thử bệnh nhân ảo trước mổ bệnh nhân thật làm tăng mức độ an toàn hiệu điều trị, giảm thiểu sai lầm rủi ro đáng tiếc xảy 1.1.2 Cấu tạo mơ hình 3D Mơ hình 3D cấu trúc liệu mơ tả hình thái 3D đối tượng Hiện để tạo mơ hình 3D có nhiều cách khác nhau, chúng tạo nhờ phần mềm thiết kế 3D 3Ds max, maya v.v thông qua nhà thiết kế 3D, từ máy quét 3D (khi đối tượng ngồi giới thực tạo một mơ hình 3D máy tính thơng qua máy quét), tạo vài cách đặc thù Để tạo mơ hình 3D phải hiểu cấu trúc mơ hình 3D Theo tài liệu tơi tìm hiểu được, mơ hình gồm có thành phần tập đỉnh, tập mặt tập UV Trong đó, tập UV thường kết hợp với ảnh chất liệu bên để tạo hình ảnh mơ hình với bề mặt giống với thực tế (a) (b) (c) Mơ hình 3D tim người (a) Mơ hình 3D gồm tập đỉnh tập mặt (b) Texture trải UV cho mơ hình tim (c) Hình ảnh tim 3D có đầy đủ thành phần 1.1.3 Phương pháp tạo mơ hình thiết kế dựa phần mềm 3D Tùy theo kĩ thuật kinh nghiệm làm việc cá nhân đưa cho phương pháp khác để vào thiết kế, hay xây dựng sản phẩm Cách mà người ta làm ảnh hưởng nhân tố thời gian lượng chất xám phải đầu tư vào Để tạo sản phẩm có nhiều đường cho ta lựa chọn, cách cho hợp lí, tối ưu nhất, tiết kiệm thời gian cơng sức Tơi xin trình bày phương pháp đây: A- Phương pháp thiết kế từ tổng thể đến chi tiết Các vật thể hữu hình sống hầu hết cấu tạo nên từ hình khối bản, phần mềm mô 3DS Max cung cấp cho hình khối để thể đối tượng không gian chiều: khối cầu, khối trụ, khối hộp Để vẽ dạng khối bảng lệnh Command Panel chọn Creat sau chọn Geometry (dạng hình học) phần mềm xổ xuống cho ta danh sách Object Type : Box, Sphere, Cylinder, Torus, Teapot, Cone, Tube, Plane v.v Một số hình khối 3D Bằng việc quan sát vật thể cần mô hay thiết kế, người thực rút cho nhận xét, cấu tạo vật thể, mô nón Việt Namnó có dạng hình chóp nhọn ta khơng dùng ln chức Cone(chóp nhọn) để vẽ, nhanh chóng, nhiên nhiều vật thể khác khơng đơn giản vậy, người ta phải sử dụng kết hợp nhiều hình khối, lấy phần giao, phần bù để tạo vật thể ý muốn Từ hình khối tạo , 3DS Max cho cơng cụ để hiệu chỉnh Có cơng cụ hữu ích sau: Select and Move (cơng cụ di chuyển) Dùng để chọn di chuyển đối tượng theo trục x, y z Khi chọn đối tượng giữ trái chuột rê chuột tới vị trí theo trục x, y, z theo hướng Nếu muốn xác cần phải gọi hộp thoại Move Transform Type - In sau nhập giá trị tương ứng Để hộp thoại click chuột phải nút Select and Move Công cụ Select and Move thiết kế Select and Rotate (công cụ xoay) Dùng để chọn xoay đối tượng, thao tác tương tự với Select and Move Nếu muốn quay đối tượng với độ xác cao cần phải gọi hộp thoại Rotate Transform Type - In cách click phải chuột nút Rotate and Move sau nhập vào giá trị tương ứng Select and Uniform Scale (cơng cụ thu, phóng) Dùng để chọn thay đổi kích thước bề mặt đối tượng thay đổi kích thước khơng bề mặt đối tượng Ngồi có chế độ hiệu chỉnh nâng cao Editable Poly Đây cách thường dùng để tạo hình 3ds max, ngồi Editable Poly bạn gặp Editable Mesh, Editable Pactch, NURBS Để sử dụng chế độ bạn cần phải chuyển đổi hình khối trở thành khối có khả chỉnh sửa Cách làm: bạn chọn vật thể cần chuyển đổi, click phải chuột chọn Convert To: -> chọn chế độ cần chuyển đổi, tơi nói đến chế độ Editable Poly, phần mềm giao diện sau: Chế độ Editable Poly Ở có chế độ hiệu chỉnh cạnh, đường, điểm, mặt, khối Kích chọn chế độ xuất bảng chức tương ứng Bằng cách bạn co kéo, bóp dãn Khối cục đất nặn mà thành hình hay khơng kĩ nhào lặn người Tuy nhiên vơ khó khăn việc xác định chiều quan sát không gian 3D B- Phương pháp thiết kế từ chi tiết đến tổng thể Ngược lại với phương pháp trên, để bắt tay vào xây dựng vật thể theo phương pháp ta phải chuẩn bị ảnh hình chiếu vật thể thường hình chiếu mặt trước hình chiếu mặt trái hình chiếu mặt phải Ưu điểm phương pháp độ xác cao phương pháp trên, việc tạo vật thể hoàn toàn khả quan sát khơng gian cảm tính, ướm chừng người thực Còn phương pháp ta tạo xác hồn tồn chi tiết có sở liệu ảnh đầy đủ, nhiên làm theo phương pháp cần nhiều thời gian độ tỉ mỉ Vì tùy theo yêu cầu sản phẩm mà ta chọn cho phương pháp phù hợp Ở chia làm cách sau: Cách 1: Tạo hai Plane mặt chiếu đứng chiếu cạnh, tạo hình khối để đối chiếu hiệu chỉnh theo Hai plance chiếu đứng cạnh (cách 1) Cách 2: Cũng tạo hai Plane mặt chiếu đứng chiếu cạnh, thay vào khơng tạo hình khối đối chiếu mà dùng đường Line đồ theo mặt chiếu Hai plance chiếu đứng cạnh (cách 2) C- Phương pháp thiết kế phối hợp Tận dụng hiệu phương pháp, cách tốt cho công việc sử dụng linh hoạt kết hợp phương pháp Vì khách quan mà nói vật thể sống tương đối phức tạp, khả phân tích tốt với linh hoạt công việc thiết kế xây dựng nhà mô thực dễ dàng nhanh chóng, hiệu Một số thành phần ta dùng phương pháp hiệu chỉnh từ khối, số thành phần dùng Line vẽ thêm hiệu chỉnh CHƯƠNG KẾT QUẢ XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D Vùng nhìn Top Vùng nhìn Front Vùng nhìn phối cảnh Vùng nhìn Left Vùng nhìn Right KẾT LUẬN Bài tập “Mơ hình 3D ứng dụng xây dựng mơ hình thực tế ảo trang trí nội thất” giúp tơi tích lũy tri thức tổng quan cấu tạo mơ hình 3D thực tế ảo, phương pháp để tạo mơ hình phổ biến Đồng thời có nhìn sâu sắc mơ hình 3D thực ảo, tầm quan trọng khoa học, kỹ thuật đời sống, ưu, nhược điểm mơ hình 3D ... KẾT LUẬN Bài tập “Mơ hình 3D ứng dụng xây dựng mơ hình thực tế ảo trang trí nội thất giúp tơi tích lũy tri thức tổng quan cấu tạo mơ hình 3D thực tế ảo, phương pháp để tạo mơ hình phổ biến Đồng... quát thực tế ảo mơ hình 3D thực ảo Theo cách thức thông thường, người sử dụng tương tác với máy tính thơng qua thiết bị đầu vào bàn phím, chuột, v.v thiết bị đầu hình, loa v.v Hệ thống Thực tế ảo. .. ứng dụng Thực tế ảo Công nghệ thực tế ảo ngày phát triển rộng rãi có mặt hầu hết lĩnh vực quan trọng sống  Kiến trúc, xây dựng công nghiệp chế tạo Ứng dụng Thực ảo thiết kế nội thất Thiết kế kiến