что такое три д моделирование

Что такое три д моделирование

3D-моделирование — что это и для кого?

Что такое 3D-моделирование?

3D-моделирование — это по сути создание трехмерных компьютерных изображений и графики.

Для создания 3D-моделей используют такие программы, как The Brush, Autodesk Maya и 3ds Max и другие. Если же модели должны еще и двигаться, то их создателю также может понадобиться умение писать код.

Основной процесс моделирования представляет собой соединение наборов точек с линиями и полигональными фигурами для создания каркасных моделей.

3D-моделирование — занятие для вас?

Изучение 3D программ — занятие не из легких, поэтому прежде чем к нему приступить, решите для себя, действительно ли вы хотите и можете заниматься 3D-моделированием.

Одна из наиболее существенных черт, присущих профессионалам 3D-графики, — это креативность.

Подобно рисованию и анимации, сфера 3D-моделирования требует богатого воображения и нестандартного мышления для создания необычных персонажей и миров, которые будут выделяться среди остальных.

Работа 3D-моделиста также требует пристального внимания к деталям, терпеливости и усидчивости, т.к. каждая модель долго и тщательно прорабатывается, «полируется» и доводится до совершенства.

Как я уже написал выше, 3D-программы нельзя отнести к легким для изучения, к тому же обучение 3D-моделированию может оказаться для вас особенно трудным, если вы не дружите с компьютером и операционной системой и не умеете оперативно выполнять любые задачи.

3D-моделирование более всего подойдет тем, кто любит работать в команде. Работая в большой игровой студии, вам обязательно придется тесно сотрудничать с художниками, аниматорами и другими участниками проектов.

Поскольку индустрия видеоигр весьма требовательна и бескомпромиссна, вероятно, работа в ней не подойдет людям, которые не могут существовать в жестких временных рамках и проводить много времени на рабочем месте.

Как изучать 3D-моделирование?

Конечно, наиболее прямая дорога в индустрию видеоигр лежит через получения профильного образования в колледже или институте. Тем не менее, многие специалисты, работающие в этой сфере, обучались 3D моделированию самостоятельно или прошли краткосрочные курсы.

В серьезном учебном заведении или на курсах вам передадут не только основополагающие принципы 3D-моделирования, но и ясное представление о том, что для того чтобы преуспеть в этой профессии, вам необходимо выгодно выделяться из общей массы коллег.

При выборе курса также важно поинтересоваться, какие работы выпускник будет иметь в портфолио на выходе. Желательно чтобы непосредственно после окончания учебы их можно было показать потенциальным работодателям.

Карьера и области применения 3D-моделирования

Сегодня 3D-моделирование находит множество областей применения.

Медицинская промышленность использует подробные 3D-модели органов, в том числе снимки срезов из компьютерной томографии или МРТ-сканирования.

Архитекторы и инженеры также используют 3D-программы для демонстрации проектов зданий, ландшафтов, устройств, конструкций, транспортных средств и т. д.

Даже ученые начали использовать трехмерные геологические модели. Сейсмологи, например, используют их для прогнозирования событий внутри земной коры из-за смещения пластин, эрозии и т. д.

Несомненно, большинство людей проявляют сегодня интерес к 3D-моделированию благодаря двум крупнейшим индустриям развлечений.

Первой является кино и видео, в которых используются созданные на компьютере персонажи, объекты и пространства. Это могут быть как анимационные, так и обычные фильмы.

Другая отрасль — видеоигры. В большинстве современных игр используются 3D-модели и пространства для создания виртуальных миров, погружаясь в которые игроки не только играют, но и изучают ту или иную сферу деятельности.

Хотите понять, насколько вам интересна тема создания 3D-персонажей?

В ближайшее время в нашей Виртуальной школе графического дизайна начнется запись на новый онлайн-тренинг по созданию 3D игровых персонажей.

Источник

Трехмерное моделирование в современном мире

Сегодня я расскажу вам о том, что такое 3D-моделирование, каким оно бывает, где его применяют и с чем его едят. Эта статья в первую очередь ориентирована на тех, кто только краем уха слышал, что такое 3D-моделирование, или только пробует свои силы в этом. Поэтому буду объяснять максимум «на пальцах».

Сам я технический специалист и уже более 10 лет работаю с 3D-моделями, поработал более чем в 10ке различных программ разных классов и назначений, а также в различных отраслях. В связи с этим накопился определенный helicopter view на эту отрасль, с чем и хотел с вами поделиться.

3D-моделирование прочно вошло в нашу жизнь, частично или полностью перестроив некоторые виды бизнеса. В каждой отрасли, в которую 3D-моделирование принесло свои изменения, имеются как свои определенные стандарты, так и негласные правила. Но даже внутри одной отрасли, количество программных пакетов бывает такое множество, что новичку бывает очень трудно разобраться и сориентироваться с чего начинать. Поэтому, для начала давайте разберем какие же бывают виды 3D-моделирования и где они применяются.

Можно выделить 3 крупные отрасли, которые сегодня невозможно представить без применения трехмерных моделей. Это:

Полигонами называются вот эти треугольники и четырехугольники.

Чем больше полигонов на площадь модели, тем точнее модель. Однако, это не значит, что если модель содержит мало полигонов (low poly), то это плохая модель, и у человека руки не оттуда. Тоже самое, нельзя сказать про то, что если в модели Over999999 полигонов (High poly), то это круто. Все зависит от предназначения. Если, к примеру, речь идет о массовых мультиплеерах, то представьте каково будет вашему компьютеру, когда нужно будет обработать 200 персонажей вокруг, если все они high poly?

Полигональное моделирование происходит путем манипуляций с полигонами в пространстве. Вытягивание, вращение, перемещение и.т.д.

Пионером в этой отрасли является компания Autodesk (известная многим по своему продукту AutoCAD, но о нем позже).
Продукты Autodesk 3Ds Max, и Autodesk Maya, де-факто стали стандартом отрасли. И свое знакомство с 3D моделями, будучи 15-летним подростком, я начал именно с 3Ds Max.

Что же мы получаем на выходе сделав такую модель? Мы получаем визуальный ОБРАЗ. Геймеры иногда говорят: «я проваливался под текстуры» в игре. На самом деле вы проваливаетесь сквозь полигоны, на которые наложены эти текстуры. И падение в бесконечность происходит как раз потому, что за образом ничего нет. В основном, полученные образы используются для РЕНДЕРА (финальная визуализация изображения), в игре / в фильме / для картинки на рабочем столе.

Собственно, я в свое время и пытался что-то «слепить», чтобы сделать крутой рендер (тогда это было значительно сложнее).
Кстати о лепке. Есть такое направление как 3D-sсulpting. По сути, тоже самое полигональное моделирование, но направленное на создание в основном сложных биологических организмов. В ней используются другие инструменты манипуляций с полигонами. Сам процесс больше напоминает чеканку, чем 3D моделинг.

Если полигональная модель выполнена в виде замкнутого объема, как например, те же скульптуры, то благодаря современной технологии 3D-печати (которая прожует почти любую форму) они могут быть воплощены в жизнь.

По сути, это единственный путь для полигональных 3D моделей оказаться в реальном мире. Из вышеописанного можно сделать вывод, что полигональное моделирование нужно исключительно для творческих людей (художников, дизайнеров, скульпторов). Но это не однозначно. Так, например, еще одной крупной сферой применения 3D моделей является медицина, а именно- хирургия. Можно вырастить протез кости взамен раздробленной. Например, нижняя челюсть для черепашки.

У меня нет медицинского образования и я никогда ничего не моделил для медицины, но учитывая характер форм модели, уверен, что там применяется именно полигональное моделирование. Медицина сейчас шагнула очень далеко, и как показывает следующее видео, починить себе можно практически все (были бы деньги).

Конечно, используя полигональное моделирование, можно построить все эти восстанавливающие и усиливающие элементы, но невозможно контролировать необходимые зазоры, сечения, учесть физические свойства материала и технологию изготовления (особенно плечевого сустава). Для таких изделий применяются методы промышленного проектирования.

По правильному они называются: САПР (Система Автоматизированного ПРоектирования) или по-английский CAD (Computer-Aided Design). Это принципиально другой тип моделирования. Именно на нем я специализируюсь уже 8 лет. И именно про него я буду вам в дальнейшем рассказывать. Чем этот метод отличается от полигонального? Тем, что тут нет никаких полигонов. Все формы являются цельными и строятся по принципу профиль + направление.

Базовым типом является твердотельное моделирование. Из названия можно понять, что, если мы разрежем тело, внутри оно не будет пустым. Твердотельное моделирование есть в любой CAD-системе. Оно отлично подходит для проектирования рам, шестеренок, двигателей, зданий, самолётов, автомобилей, да и всего, что получается путем промышленного производства. Но в нем (в отличии от полигонального моделирования) нельзя сделать модель пакета с продуктами из супермаркета, копию соседской собаки или скомканные вещи на стуле.

Цель этого метода — получить не только визуальный образ, но также измеримую и рабочую информацию о будущем изделии.

CAD – это точный инструмент и при работе с CAD, нужно предварительно в голове представлять топологию модели. Это алгоритм действий, который образует форму модели. Вот, как раз по топологии, можно отличить опытного специалиста от криворукого. Не всегда задуманную топологию и сложность формы можно реализовать в твердотелке, и тогда нам на помощь приходит неотъемлемая часть промышленного проектирования — поверхностное моделирование.

Топология в поверхностях в 10 раз важнее, чем при твердотельном моделирование. Неверная топология – крах модели. (напоминаю, что это статья обзорная и для новичков, я не расписываю тут нюансы). Освоение топологии поверхностей на высоком уровне, закрывает 70% вопросов в промышленном моделировании. Но для этого нужно много и постоянно практиковаться. В конечном итоге, поверхности все равно замыкаются в твердотельную модель.

Со временем приходит понимание наиболее удобного метода при моделировании того или иного изделия. Тут полно лайф-хаков, причем у каждого специалиста есть свои.

ВАЖНО: использование CAD без профильного образования не продуктивно! Я сам много раз наблюдал, как творческие люди, или мастера на все руки пытались проектировать. Да, конечно они что-то моделировали, но все это было «сферическим конем в вакууме».
При моделировании в CAD, помимо топологии, необходимо иметь конструкторские навыки. Знать свойства материалов, и технологию производства. Без этого, все равно, что подушкой гвозди забивать, или гладить пылесосом.

В CAD мы получаем электронно-геометрическую модель изделия.

(Напоминаю, что при полигональном моделировании мы получаем визуальный образ)

Источник

Что такое 3D моделирование?

Как эффектнее провести презентацию товара или технологии? Как нагляднее продемонстрировать устройство продукта заказчику? Как проанализировать объект до запуска в производство? Нужно заказать 3D моделирование! И результат впечатлит всех!

3D моделирование — это процесс визуализации объекта в трехмерном пространстве с помощью компьютерных программ. Возможности современной компьютерной графики позволяют демонстрировать внешний и внутренний вид объекта с максимальной реалистичностью.

Где применяется 3D моделирование

Создание 3D-моделей, визуализация объектов и анимация процессов используются сегодня практически во всех сферах деятельности.

Промышленность

Современное производство невозможно представить без проектирования 3D-моделей приборов, механизмов, технологических схем.

Создание корпусов и деталей приборов в виде 3D-моделей используется для:

Применение трехмерного моделирования способствует скорейшей реализации инновационных разработок и технологий в производственном процессе.

Медицина

При проведении пластики тела и других хирургических вмешательств, где требуется максимально точный расчет, трехмерные графические модели позволяют продемонстрировать пациенту планируемый ход операции и прогнозируемый результат. В области протезирования также рекордными темпами растет применение 3D моделей.

Создание интерьерных решений

Позволяет сформировать полноценное представление о размещении объектов и оборудования внутри помещения. С помощью трехмерной модели модно продемонстрировать все элементы представленной экспозиции — расстановка мебели, расположения систем отопления и водоснабжения, электропроводки. Это позволяет минимизировать затраты и избежать возможных ошибок в процессе строительства и отделки. 3D моделирование помогает создавать наборы мебели и лестницы различной конфигурации, оценивать уровень освещенности интерьера.

Создание объектов недвижимости

Создание трехмерной модели промышленного корпуса, торгового центра или кинотеатра позволяет:

3D моделирование дает возможность визуализировать объекты в высоком качестве. Потребители могут не только оценить будущие конструкции, но и взаимодействовать с предметами внутри квартир, добавлять собственные предметы интерьера, менять визуальный стиль интерьера.

Для уже построенных объектов создается модель с функцией панорамного обзора, который позволяет человеку своими глазами увидеть готовое к заселению здание.

Определив место физического объекта в 3D пространстве, можно спроектировать и реализовать сложнейшие инновационные идеи в области ландшафтного дизайна.

Создание симуляторов и видеоигр

Трехмерные технологии создания виртуальной реальности предоставляют широчайшие возможности по созданию программ, суть которых заключается в имитации управления каким-либо процессом или аппаратом. Пилоты, машинисты поездов и даже космонавты приобретают и оттачивают свои навыки с помощью устройств, отображающих реальные явления или их часть в виртуальной среде.

Симулирование с применением 3D моделей также используется для прогнозирования динамики различных процессов в природных системах.

Современная киноиндустрия и производство компьютерных видеоигр сегодня немыслимы без технологий 3D моделирования, поскольку и там, и там активно используются трехмерные персонажи.

Изготовление эксклюзивных украшений

Профессиональные художники и ювелиры используют специальные программы, которые позволяют создать оригинальный и неповторимый эскиз ювелирных изделий и арт-объектов. 3D-моделирование позволяет изготовить пресс-форму и восковку будущего изделия оценить количество и стоимость используемых материалов.

Создание 3D-моделей для сайтов и интернет-магазинов

Размещенные в интернете 3D-изображения стимулируют потенциального клиента к приобретению продукта, поскольку:

Наличие 3D-изображения позволяет более максимально полно представить потенциальному клиенту преимущества продукта.

Примеры использования 3D моделирования можно найти на https://videozayac.ru/3d-modelirovanie/

Создание трехмерной модели

Качество 3d модели оценивается прежде всего её реалистичностью и функциональностью, поэтому проектировщик должен владеть не только специальными знаниями в области программирования, но и обладать творческими навыками художника. Это относится и к инженеру, разрабатывающему на компьютере будущее изделие, и к дизайнеру, моделирующему интерьер. Без профессионального глазомера, чувства цветовой гармонии и пластики не получится создать персонажа игры и поместить его в локацию.

В начале процесса создания модели, как правило, объект детально прорабатывается в 2D. Например, этот этап обязателен перед моделированием в строительстве. Затем следует этап импорта в программу для 3D моделирования.

После создания формы начинается процесс рендеринга — объект обретает цвет, текстуру и светотени. Этот трудоемкий этап выполняется специальными компьютерными программами.

Выполнение рендера

В зависимости от требуемой скорости процесса и финального качества изображения существует два типа визуализации модели.

При производстве рендера в реальном времени основная нагрузка приходится на графические карты. В предварительном рендере за результат отвечает центральный процессор, а скорость зависит от количества ядер и производительности техники.

Тщательный подход и внимание к деталям при моделировании и грамотный выбор программного обеспечения позволят сделать рендеры максимально реалистичными.

Методы визуализации

Scanline

Сканлайн рендер за счет своей скорости используется в видеоиграх и интерактивных сценах. С мощным видеоадаптером данный тип рендера может выдавать стабильную картинку в реальном времени с частотой выше 30 кадров в секунду.

Принцип действия рендера заключается в работе по принципу «ряд за рядом». Сначала сортируются нужные для рендера полигоны по высшей Y координате. Затем каждый ряд изображения просчитывается за счет пересечения ряда с ближним к виртуальной камере полигоном. Полигоны, которые больше не являются видимыми, удаляются при переходе одного ряда к другому.

Raytrace (метод трассировки лучей)

Рейтрейс-рендеринг создан с целью получить картинку с высоким разрешением и детализированной прорисовкой. Данный алгоритм является очень медлительным и не может использоваться для производства графики с движением объектов в реальном времени.

В алгоритме рейтрейс для каждого пикселя на условном экране от виртуальной камеры проецируются несколько лучей до ближайшего трехмерного объекта. Программа вычисляет цвет точки в зависимости от взаимодействия воображаемого светового луча с объектами на его пути.

Raycasting (метод бросания лучей)

Алгоритм является упрощенным рейтрейс-методом. В нем просчитывается только первая поверхность на пути луча. Используя свойства объекта и освещение сцены, рендер определяет цвет пикселя картинки. Последующая обработка преломленных от объекта лучей в этом методе отсутствует.

Radiosity

Идея обработки заключается в том, что освещение, поступающее на поверхность объекта, исходит не только непосредственно от источников света, но и от других поверхностей, отражающих свет. Процесс рендеринга не зависит от точки обзора. Это увеличивает объем обработки, но в результате получаются мягкие цветовые отражения от соседних объектов. Совместное использование Radiosity и Raytrace приводит к получению максимально реалистичных рендеров.

Компьютерные программы для 3D моделирования

Сегодня на рынке представлен ряд популярных 3D программы для работы с графикой:

К любой из этих программ можно подключить рендер движок:

Некоторые 3D программные пакеты уже имеют установленные рендер движки в комплекте.

Применение в коммерческих проектах технологий трехмерного моделирования заметно влияет на рост продаж товаров и услуг и на прибыль предприятия.

Источник

3D моделирование что это и для чего нужно?

Что такое 3D моделирование – это процесс формирование виртуальных моделей, позволяющий с максимальной точностью продемонстрировать размер, форму, внешний вид объекта и другие его характеристики. По своей сути это создание трехмерных изображений и графики при помощи компьютерных программ. Современная компьютерная графика позволяет воплощать очень реалистичные модели, кроме того создание 3D-объектов занимает меньше времени, чем их реализация. 3D технологии позволяют представить модель со всех ракурсов и устранить недостатки выявленные в процессе её создания.

3D МОДЕЛИРОВАНИЕ : ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

Визуализация объектов с помощью компьютерных программ позволяет лучше представить будущий проект в реальности. Такие модели производят глубокое впечатление, и дают возможность добиться потрясающих результатов. Моделирование с помощью 3D технологий отличное решение для многих промышленных, строительных, ювелирных предприятий, а в особенности дизайнерских студий и развлекательной индустрии. 3D моделирование, визуализация и анимация объектов занимают главное место в реализации многих бизнес-проектов.

ВИДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Моделирование представляет собой соединение разных наборов точек с геометрическими фигурами и линиями для создания моделей. Существует два его вида:

– воксельное, используется в основном в медицине в качестве сканеров или томографов;

– полигональное, универсально и используется во многих областях, с помощью него создаются модели для любых предназначений.

При выборе технологической составляющей 3D моделирования стоит ориентироваться на имеющееся программное обеспечение. Многообразие и характерные особенности компьютерных программ заслуживают отдельного внимания. Правильно выбранный функционал ПО поможет безошибочно выполнить любой проект. Например в 3D max моделировании трудно выполнить развертку и корректно наложить текстуру на объект, но вы с легкостью сможете найти инструменты для их выполнения в другой программе.

Проекты с большим уровнем сложности имеют разделение на визуализацию и моделирование, поэтому для данной работы необходимо иметь определенный объем навыков и знаний.

ПРОГРАММЫ ДЛЯ 3D МОДЕЛИРОВАНИЯ

На сегодняшний момент разработаны различные программы для 3D моделирования. Их список постоянно пополняется, ведь компании создающие данное ПО хотят охватить как можно большую аудиторию потребителей, поэтому с появлением новых потребностей к специфике программы, они создают новые приложения. Среди них существуют как платные, так и бесплатные программы для 3D моделирования. К лидерам первой категории относятся 3D max, Maya, AutoCad, Cinema 4D, Компас 3D, Rhinoceros, а ко второй стоит отнести Blender 3D моделирование, Wings3D и Google SketchUp. Рассмотрим более детально каждый из этих продуктов:

3D max – популярнейшая программ, является профессиональной и имеет полноценный функционал. Используется для создания мультипликационного монтажа, анимации и трехмерной графики. Имеет ряд инструментов для создания моделей различной сложности. С её помощью можно получить любой виртуальный объект с точностью до мелочей и в последствии применить к нему анимацию. Есть платная и бесплатная студенческая версии программы.

Maya – профессиональное ПО используемое кинематографом и разработчиками игр. Она имеет разнообразные ресурсы для получения качественных и реалистичных 3D- моделей.

AutoCad – создана для впечатляющего 2D и 3D моделирования и выпускается на 18 языках. Здесь проработанный и понятный даже новичку интерфейс. В ней можно воссоздать модель при помощи 2D инструментов, а в последствии дополнить её в трехмерном функционале. Также можно моделировать отдельные объекты и целые комплексы, а также создавать текстуры для игр.

Cinema 4D – универсальная программа разработанная для трехмерного моделирования и анимации. Имеет различный функционал и обладает простым интерфейсом, к тому же он имеет русский язык, что несомненно делает ее очень популярной среди русскоязычных потребителей.

Компас 3D – ПО для объемного моделирования. Она имеет математическое ядро и замечательно подходит для реализации инженерных проектов. Программа может не только построить модель, но и выполнит расчеты и анализ для дальнейшего её изготовления. Имеет поддержку русского языка.

Rhinoceros – используется для 3D моделирования в архитектуре, проектировании кораблей, в разработке дизайна для ювелирных организаций и автопрома, а также мультимедиа. Свою популярность она получила благодаря богатому функционалу и возможности импорта и экспорта файлов различного формата.

Blender – программа для 3D моделирования, рендеринга, анимации, монтажа и постобработки. Кроме имеющего функционала, она сможет поддерживать другие плагины, которые помогают увеличить её возможности. Имеет файл для начинающих обучение 3D моделированию.

Wings3D – самая простое ПО для трехмерного моделирования, в которой можно работать с несложными моделями. Минимальный и доступный интерфейс значительно облегчает работу начинающим специалистам. Кроме этого при помощи открытого кода программу можно модифицировать.

Google SketchUp – позволяет создавать и редактировать различные варианты моделей. При мощи данной программы к ним можно добавлять новые элементы и текстуры. Обладает широким набором инструментов для создания объектов различной сложности.

Представленный список программ является далеко не полным и при желании профессионально заниматься и получить необходимые уроки 3D моделирования вы можете самостоятельно подобрав подходящее ПО. Трехмерное моделирование – это поистине уникальная технология, за которой лежит будущее многих бизнес-проектов. Оно предоставляет всему человечеству потрясающие возможности воплощения в полной мере будущего объекта. Внедрение таких технологий ведет к экономии ресурсов, упрощению работ и расширению возможностей.

На данный момент очень популярным становится создание 3D-моделей при помощи 3D сканера, который способен воплотить до мельчайших тонкостей трехмерные модели существующих объектов и получить информацию об их характеристиках в цифровом виде на компьютере. Об этом поговорим в других статьях.

Источник