التمثيل ثلاثي الأبعاد

الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية

وزارة التعليم العالي والبحث العلمي

جامعة عبد الحميد مهري قسنطينة -2-

معهد علم المكتبات والتوثيق                                                        السنة ثانية ماستر

تخصص تكنولوجيا جديدة                                                               الفوج الاول

 

التمثيل ثلاثي الأبعاد

اعداد الطالبتين :                                                                       تحت اشراف :

عزالدين فاطمة                                                                             أ.د. كمال بطوش

لمهشهش حفصة

2015-2014

تمهيد :

ان العوالم المشكلة افتراضيا تعتمد اعتمادا شديدا على عنصرالابهار  في التفاصيل فائقة الدقة  المثيرة  للتفاعل  فهي تقترب بالمستخدم من الواقع الحقيقي  وتوجد لديه حالة من التواجد الحميم  ولكي يتحقق هذا التواجد  فقد تم الاعتماد على تقنيات تصميم الواقع الافتراضي والتي تجعله يحاكي العالم الحقيقي في مختلف جزئياته وادق تفاصيله ومن بين هذه التقنيات التمثيل ثلاثي الابعاد

فما المقصود بهاذا التمثيل وماهي مجالات تطبيقه ؟

1-  مدخل الى التمثيل ثلاثي الابعاد

1-    1- مفهوم تمثيل ثلاثي الابعاد

ثلاثي الأبعاد (Threedimensional) هي التسمية الشائعة التي تشير إلى الفراغ الذي يملك ثلاثة مقاييس: العرض، والطول والعمق (الارتفاع). وفي علم الهندسة الفراغية (هندسة ذات ثلاثة أبعاد) يعرف بأنه فرع من علوم الرياضيات يبحث في خصائص الأشكال والمجسمات في الفراغ،كالكرةوالهرم وغيرها.

في الرياضيات، كل نقطة في الفضاء ثلاثي الأبعاد توصف عن طريق ثلاثة إحداثيات بالنسبة لثلاثة محاور (xyz) عموديين اثنين اثنين بين بعضهم.

الرسومات ثلاثية الأبعاد (على خلاف الرسوميات ثنائية الأبعاد) هي نوع من الرسومات الحاسوبية التي تستخدم التمثيل ثلاثي الأبعاد للبيانات الهندسية التي يتم تخزينها في الحاسوب لأغراض أداء الحسابات الصور ثنائية الأبعاد

1-2- نبذة عن التمثيل ثلاثي الابعاد

انتشرت فى الفترة الأخيرة تقنية جديدة أطلق عليها تقنية البعد الثالث أو ثلاثية الابعاد 3D واتجهت اليها أنظار الكثير من الشركات فى العالم وهي على وشك ان تصبح موجودة فى كل بيت .هذه التقنية التي يربطها الكثير من الأشخص بالتلفزيون وكذلك النظارات الخاصة بمشاهدة الأفلام، فماهي هذه التقنية وما حقيقة إستخدامها ؟.

يرى بعض العلماءأن التقنية ثلاثية الأبعاد تأتي من حقيقة أننا نرى بعينينا نفس المشهد و لكن كل عين ترى من زاوية مختلفة, و اندماج هاتين الصورتين يولد الحس بالبعد الثالث. من هنا جاءت فكرة العلماء في التصوير الثلاثي الأبعادهذه التقنية اخترعتها و طورتها شركةRealDو هي شركة أمريكية تقع في ولاية كاليفورنيا

كيف ابتكرت شركةrealDهذه التقنية ؟

هذه الشركة اتخذت نفس أسلوب عين الإنسان في الواقع بحيث أن لكل شخص عينان و كل عين تأخذ صورة مختلفة قليلا عن العين الأخرى فيقوم المخ بجمع الصورة من العين اليمنى و اليسرى لتشكل صورة واحدة ، و من الإختلاف بين الصورة في العين اليمنى و العين اليسرى يستطيع المخ ترجمة ذلك إلى رؤية ثلاثية الأبعاد و هذا بالتحديد ما فعلته شركة   RealD.

1-3أدوات ووسائل التمثيل ثلاثي الابعاد

هذه التقنيه تحتاج لتجهيزات خاصه وهى عبارة عن شاشة داعمة لل 3D  ونظارة تفاعلية
ولابد للشاشه أن تكون بتردد 120 هيرتز على الأقل حتى تتمكن من تشغيل خاصية ال3D علما بأنه يوجد حاليا شاشات بترتددات حتى 240 هيرتز
ويجب هنا التفرقه بين شاشة الكمبيوتر وشاشات التليفزيون
فأى شاشة كمبيوتر بتردد 120 هيرتز يمكنها تشغيل ال 3D  فى حالة توافر التجهيزات اللازمة من نظارة ووحدة أشعة تحت الحمراء والوصلات اللازمة ولكن الوضع لا ينطبق علىالتليفزيون فلابد أن يكون معدا لأستقبال القنوات ال 3D مع وجود جهاز إستقبال الأشعة الحمراء فليس كل التليفزيونات ال 120 هيرتز تصلح لتشغيل تقنية ال 3D

لغة VRML

يعني لغة نمذجة الحقيقة الافتراضية

ü     هي وسيلة عرض تسمح بالعرض بالولوج والإبحار واستغلال العالم ثلاثي الأبعاد

ü     هي لغة تسمح بتصميم العوالم الافتراضية 

ü     هي لغة تصف ببساطة الأجسام في بيئة ثلاثية الأبعاد

ü     هي لغة عرض وليست لغة برمجة

2-    تطبيقات التمثيل ثلاثي الابعاد

2-1استخدامات التمثيل ثلاثي الأبعاد

تستخدم النمذجة في صناعات مختلفة مثل الأفلام والرسوم المتحركة والألعاب، والتصميم الداخلي والهندسة المعمارية. كما أنها تستخدم في الصناعة الطبية لتمثيل التفاعلية في التشريح. ويستخدم عدد كبير من البرامج 3D أيضا في بناء التمثيل الرقمي لنماذج ميكانيكية أو أجزاء قبل أن يتم تصنيعها في الواقع. وتستخدم برامج CAD / CAM في هذه المجالات، ليس فقط بناء الأجزاء، يمكن أيضا تجميعها، ومراقبة وظائفها.

ويستخدم النمذجة 3D أيضا في مجال التصميم الصناعي، حيث المنتجات 3D لها دور في الدعاية التجارية في وسائل الإعلام

2-2-أهمية التمثيل ثلاثي الأبعاد

تعتبرالانترنت من أهم التقنيات الحديثة التي يستخدمها مجموعة كبيرة من سكان العالم سواء كان الاستخدام شخصياً على مستوى الأفراد أو جماعياً علىمستوى الدول، وكانت الكيفية في استخدام المعلومات بعرضها على شاشة الحاسب الآلي إما بالكتابة (Text) أو الصور (Images) وتُمثل بالأبعاد الثنائية (، وهذا التمثيل لا يروي شغف المستخدمين في تصور الأشياء كما هي بحالتهاالطبيعية وبما أن الإنسان يستطيع رؤية الأشياء بالأبعاد الثلاثية وتصورها وفهمهابطريقة أكثر تعمق من التمثيل الثنائي الأبعاد أصبحت الحاجة ملحة لوضع لغةيستطيع من خلالها المستخدم أن يرى الأشياء بأبعادها الثلاثة ويتعدى ذلك إلىالتفاعل معها (Interactive) برؤيتها من جميع الجوانب لكي يحقق الهدف المطلوب من عملية الإدراك البصري بتصورها.

2-3-متطلبات وأليات تطبيق التمثيل ثلاثي الابعاد

برامج التصميم

ثري دي ماكس أو 3D Studio MAX

كاتيا"CATIA"

اوتوكاد"Autocad"

مايا "Maya"

بلندر"Blender"

سينما فور دي "Cinema 4D"

لايت واف

•         xsisoftimage

•         جوجل اسكتش اب googlesketchup

•         برنامج avogadroلرسم نماذج ثلاثية الأبعاد للجزيئات

•          يمكنك هذا البرنامج من بناء واستعراض نماذج ثلاثية الأبعادللجزيئات بسهولة تامة وتحديد بعض من خصائصها الكيميائية مثل الهندسة الفضائية المثلى والطاقة وأنماط الاهتزاز الخ.

•         ---ظهور وسائل جديدة لتقنية ثلاثية الأبعاد 3D على الانترنت MPEG4,), , (java3D

2-3-تطبيقات التمثيل ثلاثي الابعادبالمؤسسات

تُستخدم في الكثير من التطبيقات ومن هذه التطبيقات: التطبيقات السياحة فمثلا يتم تمثيل أي منطقة سياحية لكي يتمكن الزائر قبل الزيارة من معرفتها و معرفة الآثار التاريخية والخدمات المقدمة قبل الذهاب إليها وطبعا يعتمد تمثيل النموذج على مدى إتقان المصمم في تصور المنطقة والمواد التي يستخدمها لكي يصبح النموذج المُعد أكثر واقعية. والتطبيق الآخر التخطيط العمراني و يهتم به المهندسين المدنيين وهو معرفة التخطيط للمستقبل مثلا لإنشاء مشروع سكني أو تخطيطي في موقع ما، وتستطيع أن تصمم المشروع وترى شكله قبل الشروع في بنائه، ومعرفة كيفية وضعه بين المباني الآخرى وأيضا حتى يتعدى ذلك للتصميم الداخلي للمبنى وهذا يستفيد منه المهندس المعماري في عرضه للمستفيد ليدرك شكل المنزل من الداخل والخارج. وأيضا تمثيل البنية الأساسية للمباني وكيفية تشكيلاتهاوهناك تطبيقات أخرى مثل: تمثيل علم الأجناس البشرية والتراث العالمي (Anthropology and World Heritage)تطبيقات على تمثيل الآثار (archaeolog

صناعة القرار: يتم استخدام البحوث والتحليلات المنجزة بإمكانات نظم المعلومات  كأداة لصنع القرار لأغراض تجنب فقدان المعلومات المدروسة والتي يمكن أن تؤثر في الدراسات ولذلك تعتبر أداة هامة تسهم في عملية التخطيط الاداري وفي حماية هذه المصادر القيمة عن طريق اكتسابصيانة البيانات

2-4-معوقات التمثيل ثلاثي الابعاد في المؤسسة الوثائقية

قد تشمل صعوبة في تعلم البرمجيات

-         نقص الميزانية اللازمة

-         فقدان نظم إدارة قواعد البيانات الداعمة للعناصرثلاثية الأبعاد   

-         -نقص المؤهلين في هدا المجال

-         سبل تجاوزها

هناك العديد من المواقع المصممة لتعليم ومساعدة رسامى الرسومات ثلاثية الأبعاد.يدير بعض هذه المواقع مطورو البرمجيات ومزودو المحتوى، والبعض الآخر من هذه المواقع مستقلة بذاتها. هذه المجتمعات تسمح للأعضاء بطلب المساعدة، إرسال دروس تعليمية، إرسال تعقيبات على المنتجات أو استعراض نماذج من أعمالهم الخاصة

3-غوغل الأرض (Google Earth) والثورة الكبرى في مجال البعد الثالث

هذا البرنامج في الحقيقة أحدث قفزة نوعية للتمثيل الثلاثي الأبعاد على الإنترنت بوضعه العالم بين يدي المستخدم لزيارة أي جزء من العالم وهو جالس على مكتبة ويستطيع تحديد المواقع وأخذ القياسات وغيرها من الأشياء الآخرى.

وفكرة قوقل أيرث (Google Earth) لم تكن تظهر للوجود لولا شركة كي هول (Keyhole) الأمريكية التي تأسست عام 2001م واندمجت مع شركة (Google) وتعتبر الرائدة في تقديم تقنية البعد الثلاثي للأرض وهي الوحيدة التي تقدم نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد لجميع أنحاء المعمورة عبر الإنترنت بواسطة استخدام التوصيل السريع للمعلومات (Streaming Technology) ودمج الأبعاد الثلاثية معها لتقدم النموذج الذي يستخدم على الحاسب الآلي الشخصي، وبه تستطيع الطيران والذهاب إلى أي مكان في العالم والبحث عن أي مكان تريده وعمل طريق منه وإليه بالإضافة لوجود قاعدة بيانات كبيرة عن جميع الظاهرات البشرية والصناعية ويتعدى ذلك للظاهرات الطبيعية، وبهذا أصبح الجميع يستفيدونَ من البرنامج وعلى نطاق واسع

خاتمة:

في الاخير نخلص الى ان التمثيل الثلاثي الابعاد هو احد اهم الركائز التي يقوم عليها العالم الافتراضي  وان التقنيات المستخدمة في التمثيل الثلاثي  الابعاد  هي في تطور مستمر وهذا ماقد لربما سيجعل العالم الافتراضي عالما حقيقيا لا يمكن الاستغناء عنه .

قائمة المراجع

Ø http://infomag.news.sy/index.php?inc=issues/showarticle&issuenb=0&id=190

Ø http://www.damascusuniversity.edu.sy/mag/eng/images/stories/2-2012/A/357-366.pdf

Ø http://www.geographylibrary.com/ماسح-ثلاثي-الأبعاد3d-scanner