Авторские курсы для студентов НИЯУ МИФИ

Для студентов кафедры Кибернетика, обучающихся по программе 09.04.04 Программная инженерия, были разработаны и внедрены в учебную программу дисциплины, посвященные технологиям разработки приложений виртуальной реальности.


Авторские курсы
для студентов НИЯУ МИФИ

Для студентов кафедры Кибернетика, обучающихся по программе 09.04.04 Программная инженерия, были разработаны и внедрены в учебную программу дисциплины, посвященные технологиям разработки приложений виртуальной реальности.

Основы разработки 3D моделей в среде Blender

Курс обучения «Основы разработки 3D моделей в среде Blender» дает начальные знания пакета Blender, необходимые для моделирования объектов, настройки освещения, визуальных эффектов и анимаций. На занятиях, учащиеся изучают основы построения произвольной геометрии, использование модификаторов, создание UV-развертки объектов, создание текстур и особенности импорта трехмерных моделей в популярные игровые движки (Unity и Unreal Engine)

Программа обучения трехмерному моделированию включает разработку простой геометрии, а также разработку объектов Hard Surface. В дальнейшем это позволит студентам самостоятельно разрабатывать оптимизированные трехмерные модели, используемые при разработке графических приложений, анимационных роликов для телевидения и киноиндустрии.

Курс ориентирован прежде всего на получение практических навыков. Лекционные занятия  направлены на освоение теоретической части курса и знакомство с основными понятиями и определениями. На семинарских занятиях предполагается практическая демонстрация темы занятия, а также разбор работ студентов. Лабораторные работы посвящены выполнению студентами практических заданий.

Курс рассчитан на один семестр. За это время студенты познакомятся с основными понятиями трехмерной графики, рассмотрят элементы интерфейса Blender и Substance Painter, реализуют простые трехмерные геометрии. Получат навыки создания текстурных карт и их наложение на объект, а также подготовят модели для последующего импорта в игровые движки Unreal Engine и Unity.

Программа дисциплины
Основы 3D графики. Понятия и определения

Области использования трехмерной графики. История Blender. Основные термины компьютерной графики. Строение трехмерных объектов.

Основы работы с Blender. Принципы построения простой геометрии. Текстурирование в Substance Painter. Представление работ

Понятие пайплайна. Основные этапы пайплайна. Понятие High Poly, Mid Ploy, Low Poly.  Понятие драфта. Поиск референсов. Элементы интерфейса Blender. Типы окон. Навигация в 3D-пространстве. Основные функции. Типы объектов. Выделение, перемещение, вращение и масштабирование объектов. Копирование и группировка объектов. Режимы редактирования. Сглаживание. Создание фаски. Выдавливание. Скручивание. Модификаторы.

Топология объектов. UV-развертка.

Топология. UV-развертка. Overlapping. Padding

Текстурирование в Substance Painter.

Основные элементы интерфейса Substance Painter. Запекание. Нормали. PBR текстуры. Использование смарт-материалов. Создание собственных материалов. Рендеринг. Marmoset Toolbag Разбор работ.

Основы моделирования Hard Surface объектов

Понятие Hard Surface моделей. Принципы построения Hard Surface моделей. Работа с силуэтами. Передача формы.

Часто используемые модификаторы при моделировании Hard Surface

Основные модификаторы применяемые с Hard Surface моделировании.

Ретопология Hard Surface объектов.

Ретопология сложных геометрий. UV-развертка HardSurface моделей

Разработка приложений виртуальной реальности на Unity

Курс обучения «Разработка приложений виртуальной реальности на Unity» дает начальные знания разработки графических приложений и приложений виртуальной реальности на движке Unity. В курсе будут рассмотрены такие темы как создание виртуальных сцен, использование инструментов прототипирования, разработка скриптов на языке C#, работа с основными фреймворками для разработки VR приложений. На занятиях, учащиеся изучают принципы создания  виртуальных сцен, работу с освещением, учатся создавать материалы для объектов сцены, реализовывать логику поведения объектов и наиболее часто-применяемые VR-механики, такие как граббинг, перемещение и т. д.

Программа обучения строится вокруг изучения XR Interaction Toolkit

Курс ориентирован прежде всего на получение практических навыков. Лекционные занятия  направлены на освоение теоретической части курса и знакомство с основными понятиями и определениями. На семинарских занятиях предполагается практическая демонстрация темы занятия, а также разбор работ студентов. Лабораторные работы посвящены выполнению студентами практических заданий.

Курс рассчитан на один семестр. За это время студенты познакомятся с интерфейсом среды Unity, принципами проектирования виртуальных сцен и построения освещения, научатся проектировать пользовательские интерфейсы, реализуют простые VR-механики. Получат навыки создания материалов, программирования скриптов на языке C#.

Программа дисциплины
Основы технологии VR. Обзор инструментария

Виртуальная реальность. Понятие иммерсивности. Способы формирования виртуальной реальности. Обзор очков виртуальной реальности. Задачи взаимодействия с виртуальным пространством. Контроллеры как основной способ взаимодействия с VR. Альтернативные способы взаимодействия в VR. Трекинг. Стационарные системы трекинга. Трекинг в мобильных системах.
Знакомство с Unity. Базовые операции со сценой. Иерархия. Инспектор объектов. Компонентная система Unity.

Основы работы с Unity. Принципы построения уровней. Создание материалов.

Базовые объекты. Создание материалов. Render Pipeline. Префабы. Пакет ProBuilder. Источники освещения и камера. HUD

Базовый скриптинг. Физика Unity.

Основы C#. Класс MonoBehaviour. Жизненный цикл объектов. Методы класса MonoBehaviour. Физика Unity. Коллизии. Триггеры. Обработка событий столкновений и триггеров. Доступ к компонентам из скриптов.

Контроллер персонажа. Система ввода.

Создание контроллера персонажа. Компонент CharacterController. Система ввода.

Работа с VR шлемом. Базовые механики взаимодействия с виртуальным окружением.

Механика граббинга. Реализация различных взаимодействий с виртуальной средой

Работа с VR шлемом. Базовые механики перемещения

Реализация перемещений в виртуальной реальности