3D-моделирование — это создание трехмерной модели по заранее разработанному чертежу или эскизу (эскиз — это примерный набросок будущей модели, этакий рисунок или чертёж). Для создания рисунка или предмета объемным используются специальные программы, которые имеют разные назначения. Наиболее популярные — это Maya, 3ds Max, AutoCAD, Cinema 4D, ZBrush, Blender и т.д. При моделировании важным этапом является рендеринг — это преобразование чернового варианта модели в приятный для глаз формат. Существуют множество разных форматов для разных целей.
Для чего нужно 3D-моделирование.
Для примерного и последующего представления будущего объекта, рисунка, детали и предмета. Ведь для того, чтобы выпустить какой-либо объект, необходимо чёткое понимание его особенностей в мельчайших деталях (примерно понимать, как будут выглядеть конечный результат) для последующего воспроизведения в той или иной сфере.
Также хочу добавить, если кому то нужны услуги 3D-моделирования, создания персонажей, NFT, логотипов, фотообработки и т.д., внизу в описании есть контакты специалиста, который сможет это сделать.
Лучшие программы для 3D печати
Где сегодня используется 3D-моделирование
1. 3Д-визуализация зданий. Создается реалистичный проект будущего здания, жилого комплекса. Как он будет выглядеть после стройки, как будут смотреться здания на фоне других объектах. Проектируется практически всё — от маленьких лужаек до сложно-архитектурных зданий. Этим занимаются проектные организации.
2. Создание 3Д-моделей предметов интерьера. В большинстве случаев их выполняют различные дизайнерские компании с целью демонстрации будущего внешнего вида — начиная от выключателей в туалете и заканчивая внешним видом балкона.
3. Создание различных моделей персонажей. Обычно это используется при создании мультфильмов, при проектировании современных компьютерных видеоигр, создании фильмов. К примеру, большая часть всех современных фантастических фильмах сделано с помощью 3d графики, такие как «Аватар», «Первому игроку приготовиться», «Звёздные войны» — новые эпизоды, «Матрица», «Варкрафт», «Хоббит», «Прометей» и др.
4. Реклама и маркетинг. В сфере рекламы часто требуются нестандартные объекты . Основа трехмерной графики играет роль в демонстрации какой-либо услуги в красивом объёмном виде. Это позволяет произвести более эффектное впечатление на заинтересованных лиц.
5. Изготовление индивидуальных и эксклюзивных украшений. Профессиональные художники и ювелиры используют специальные программы, которые позволяют создать оригинальный и неповторимый эскиз.
6. Производство мебели и комплектующих. Производственные мебельные компании нередко используют разработку трехмерной модели для размещения своей продукции в электронных каталогах.
7. Промышленная сфера. Современное производство невозможно представить без моделирования продукта компании. Каждую деталь или полноценный объект проще собирать по готовой и продуманной 3D-модели.
Я учил 3D месяц и вот что вышло!
8. Сфера медицины. При выполнение пластических операций или же при других хирургических вмешательствах, все чаще используют трехмерную графику для того, чтобы наглядно продемонстрировать пациенту, как будет проходить процедура, и каким будет результат.
9. Ну и конечно самое главное — это создание NFT-токенов. NFT — это новый тренд, который с каждым годом растёт всё выше и выше. 3D в создание NFT играет немалую роль.
Источник: dzen.ru
Виды 3D-моделирования
3D ‒ это не только модная аббревиатура из сферы IT, но это ещё дефицитная и, как следствие, высокооплачиваемая технология. 3D-моделирование сравнительно новое направление для обучения компьютерных специалистов с творческими наклонностями. Не все до конца знают в чём заключается его суть.
Представление большинства кратко и ограничивается тем, что это создание трёхмерных объёмных фигур. Но об областях применения 3D-моделирования, уходящих далее создания стереокино и эффектных кнопок на сайтах, либо не слышали, либо имеют смутные представления. Однако эти области обширны. 3D-моделирование имеет прикладное применение в быту и на производстве, в науке и в развлечениях. Технология различается по видам и реализуется при помощи различных программ.
Что такое 3D-моделирование
Создание объёмных моделей, демонстрирующих зрителю размер, форму, внешний вид и другие необходимые характеристики создаваемого объекта называется 3D-моделированием. В процессе развития компьютерной графики, совершенствования цифровых технологий и оборудования 3D-моделирование стало отдельной областью web-дизайна. Направление в компьютерной графике, в котором создаются трёхмерные изображения, называется 3D. Аббревиатура содержит два обозначения: dimension (от англ. «измерение») и их количество 3 ‒ в результате 3D. Трёхмерное изображение имеет три параметра: длину, ширину и высоту (куб); в то время как двумерное только два: длину и ширину (квадрат).
Области применения трёхмерной графики
- наука;
- строительство и архитектура;
- машиностроение;
- сети инженерно-технологического обеспечения (трубопроводы, электрика);
- различные виды дизайна, в том числе и для web.
Применение этой технологии позволяет избежать выбора неверного направления в творческом процессе, разочарований и переделок. К примеру, выбирая цвет обоев для квартиры, можно ошибиться в его сочетаемости с другими элементами интерьера, если при этом руководствоваться только своим пространственным воображением.
Основные виды
Существует два основных вида 3D-моделирования: полигональное и параметрическое.
При полигональном моделировании за основу берётся поверхность, в пределах которой будет строиться будущая объёмная фигура. Она разлиновывается сеткой. Линии, образующие сетку, называются рёбрами, точки их пересечения вершинами, а пространство между рёбрами полигонами. Программными средствами производятся манипуляции с рёбрами и вершинами до придания объекту нужных форм.
При этом плоскости между рёбрами смещаются друг с другом под различными углами. Количество полигонов может быть невероятно велико. Чем оно больше — тем плотнее сетка повторяет рельефы создаваемого объекта и тем более он становится похожим на задумку автора. Это как с правильным многоугольником: чем больше у него рёбер — тем больше он становится похожим на круг.
Кроме этого, полигонами могут служить отдельные 2D-фигуры, каждая из которой называется сплайн. Эти объекты представляют собой как элементарные двумерные фигуры (овал, звезда, ромб), самостоятельные линии и углы, так и сложные (снежинки). Объединяясь друг с другом, они образуют 3D-фигуру. Сплайновое моделирование применяется тогда, когда согласно задумке автора, зритель должен видеть элементы, из которых состоит 3D-фигура.
При параметрическом моделировании происходит создание эскиза и дальнейшая работа с ним. За основу берётся математическая модель с нужными параметрами, изменяя которые можно создавать различные фигуры. Возможность изменения параметров позволяет придать модели нужный вид.
Параметрическое 3D-моделирование появилось первым по сравнению с полигональным и явилось улучшением традиционной инженерной графики, упрощает понимание чертежей и обеспечивает зрительное восприятие проектируемых деталей и механизмов.
Вследствие технических различий обоих видов в способах создания 3D-моделей, различаются и сферы их применения. Полигональное моделирование является самым распространённым и применятся в таких направлениях как:
- наука;
- архитектура;
- компьютерные игры;
- дополненная и виртуальная реальности;
- 3D-печать;
- графические элементы для web (смайлы, кнопки);
- спецэффекты кино;
- скульптинг (статуи, скульптуры).
Параметрическое программирование применяется в основном в промышленности.
Существует ещё один вид трёхмерной графики: воксельная графика. Её смысл заключается в том, что для длины, ширины и высоты выбирается воксель — минимальная единица масштаба, от которой зависит размер всей модели. Воксельное моделирование не получило широкого распространения и является скорее исключением в применении, так как получаются изображения негибкие для корректирования, а готовые требуют огромного количества аппаратных мощностей компьютера.
Промышленное моделирование
Модели в промышленности в подавляющем большинстве случаев разрабатываются для будущих деталей и механизмов, которые сами составляют более сложную систему. Поэтому требования к размерам моделей приближаются к 100%-му соответствию с оригиналом. Производство является массовым и неправильное задание размера резьбы гайки, к примеру, отправит на переплавку партию болтов, предназначенных для них. А это финансовые убытки.
Если размеры не позволяют построить модель в оригинальном размере (проектируемый микрорайон города или модель строения молекулы), то сами модели создаются в доступном для восприятия пропорциональном уменьшении или увеличении, а также всех элементов, составляющих их. Занимаются таким моделированием конструкторские бюро, в которых работают квалифицированные специалисты, инженеры. Заказчиками таких бюро являются предприятия, выпускающие:
- транспорт;
- арсенал (оборонная промышленность);
- оптику;
- приборы;
- станки;
- инструменты;
- оборудование;
- запчасти и комплектующие.
При проектировании деталей в промышленности часто используется твердотельное 3D-моделирование. Это способ, при котором создаваемая модель не полая внутри. Помимо цельной её представляют ещё и в разрезе. Твердотельное моделирование выбирается тогда, когда внутреннее строение объекта имеет важное значение. Противоположным этому методу по значению является поверхностное моделирование — важен только внешний вид.
Бесплатная помощь в настройке 3Ds Max
Если вы понимаете, что вам нужна помощь в настройке и освоении программы 3Ds Max, школа дизайна и графики Art and Shock создала специальный бесплатный 4х-дневный онлайн-практикум по 3D-визуализации для новичков.
С помощью онлайн-практикума вы сможете:
- Установить и настроить необходимые программы для создания 3D-визуализаций — 3Ds Max и Corona Render;
- Получить видео-уроки и полезные материалы по работе в программах;
- Узнаете как настраивать свет и камеру;
- Научитесь работать с материалами и рендерингом;
- Сможете задать вопросы своему куратору — профессиональному 3D-визуализатору.
В результате вы создадите свою первую визуализацию в 3Ds Max за 4 дня, даже если никогда не работали в программе.
Переходите по ссылке, чтобы зарегистрироваться на бесплатный онлайн-практикум прямо сейчас.
Программы для 3D-моделирования
Для создания 3D-графики разработано огромное количество программ, отвечающие различным целям, аппаратным требованиям к компьютеру и по степени сложности для пользователя. Нагляднее всего описать некоторые из них в табличном виде.
| Название | Область применения | Вид моделирования | Краткое пояснение |
| Autodesk 3ds Max | игровая и киноиндустрия | полигональное | реалистичные модели и объёмные анимации высочайшего уровня детализации |
| AutoCAD | промышленное программирование | параметрическое | для разработки сложных деталей и механизмов. Входит в обязательный реестр изучаемых технологий в ВУЗах технических специальностей |
| Blender | широкая | полигональное, параметрическое, воксельное | для различных целей требует установки плагинов |
| ArchiCad | архитектура, геодезия, картография | параметрическое | позволяет делить получающиеся модели на составные части и работать отдельно с ними |
| Autodesk Fusion 360 | подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ, медицина | параметрическое и полигональное | способна создавать модели прогнозируемых процессов |
| Cinema 4D | web, кино, анимация | полигональное | создание смайлов и анимаций, скульптинг, рисование. Невысокие требования к железу и имеет небольшой объём. |
| ZBrush | web | полигональное | скульптинг, рисование. Не требует спецнавыков. Интерфейс интуитивно понятен для неподготовленных. |
| Sweet Home 3D | дизайн интерьеров и ландшафтов | полигональное | составление интерьеров, ландшафтов и рассматривание получившихся моделей с разных сторон |
| Autodesk Meshmixer | 3D-печать | полигональное, воксельное | подготовка моделей к 3D-печати |
Расширить функционал готовой программы для 3D-моделирования можно и при использовании языков программирования, создавая на них свои собственные плагины. Особенно широкими возможностями для этого обладают C++ и Python. Однако для этого программа должна иметь открытый исходный код, а пользователь быть программистом или иметь возможность нанять программиста.
Возможности, которые предоставляет 3D-графика и моделирование для науки, производства и индустрии развлечений ценны и разнообразны. Используя их, учёные проводят исследования быстрее и эффективнее. Так не тратится большого количества времени на неверные гипотезы: модель процессов покажет, что не стоит мыслить в неверном направлении; не расходуются средства на неудачные эксперименты.
В промышленности модели создаются путём задания нужных параметров будущей модели и при помощи 3D-печати. Отпадает необходимость создания физических моделей, которые трудно сделать точными и наглядными.
Увлечь зрителя фильмом из прошлого столетия, где не было 3D и современных спецэффектов ‒ почти безнадёжное дело. Поспособствовать этому может разве что ценный сюжет старого фильма. Зритель теперь разбалован комфортом 3D-представления в хорошем смысле этого выражения. А с изобретением дополненной реальности и виртуальной реальности горизонт постижений 3D-возможностей отодвигается на недосягаемое для понимания расстояние.
Источник: artandshock-school.com
3D моделирование: что это и для чего нужно?
Раньше, чтобы построить здание или создать деталь, нужно было сначала сгенерировать идею, сделать набросок. Потом приступать к чертежам, прототипу, доведению до совершенства. Но при сборке могло оказаться, что какая-то неточность повлияла на всю работу, и теперь собрать ее невозможно, нужно начинать сначала. На это уходило много времени, материалов.
Сейчас конструкторы пользуются 3D моделями, которые позволяют от идеи сразу приступать к визуализации. Все размеры подгоняются в виртуальной модели, чертежи делают только после доведения заготовки до идеала. Таким образом, погрешности возникают только от качества и точности оборудования, на котором производят деталь.
Что такое 3D моделирование?
С английского 3-dimensional переводится, как «три размера», а сокращенно выглядит как 3D. Оно не используется отдельно, а указывается, к чему оно относится – звук, картинка, принтер, т.д. В черчении оно указывает на переход от плоского изображения к пространственному, для чего используются специальные программы.
3D-моделирование – это создание объемных объектов с использованием САПР. Они могут быть статическими и динамическими (последние используются в анимациях, мультфильмах, фильмах).
Способы моделирования
Самая информативная классификация – по способу реализации:
- воксельное;
- полигональное;
- сплайновое;
- скульптинг;
- метасферами;
- промышленное.
Воксельное
Воксель – это объемный пиксель с 6 гранями одинаковой длины. Он используется для моделирования кубиками, которые составляют пространственные объекты. Яркий пример – Minecraft, где все выполнено из кубиков. От масштаба зависят дизайнерские возможности – чем больше будет использовано кубиков, тем четче, плавне будут линии или переходы.
Такое моделирование используется в медицине и науке – МРТ, УЗИ, КТ строятся по такому принципу.
Полигональное
Это способ создания виртуального мира, персонажей в играх или фильмах. Для этого используются полигоны – треугольные или четырехугольные фрагменты, которые формируют сетку на поверхности объекта. Управляя положением вершин, граней, ребер, изменяют форму фрагмента.
- низкополигональным (Low-Poly) – малое число полигонов, слабая детализация, экономия ресурсов, направление набирает популярность;
- среднеполигональным (Mid-Poly) – позволяет добиться нужного рендера, получить требуемую геометрию, сетку не оптимизируют;
- высокополигональными (High-Poly) – воспроизводит копию в деталях, включает тысячи полигонов.
Чем выше детализация, тем больший ресурс потребуется. Для мобильных игр достаточно 10 000 полигонов для модели, а для кино или игр на консоли их количество может доходить до миллиона.
Для моделирования используются редакторы 3Ds Max, Maya, Cinema 4D, мы пользуемся первым.
Сплайновое
Его называют NURBS-моделированием. В основе – сплайн – плавная линия, позволяющая сгладить острые края. С ними получаются отличные прототипы животных, людей, монстров, растений. Но плавность форм требуется и в других областях – машиностроении, архитектуре. Сплайном удобно рисовать фюзеляж, памятники архитектуры, статуи.
Кривые используются трехмерные, из них создается каркас. Кроме линий в процессе участвуют многоугольники, дуги, окружности, даже текст. Со временем модель трансформируют в полигональную, но ее отличает возможность работы с каждой криво даже после преобразования.
Сплайновое моделирование похоже на векторную графику, поэтому при увеличении качество изображения сохраняется.
Программное обеспечение – CAD, 3Ds Max, Maya.
Скульптинг
В основе – принцип создания традиционных скульптур. Это полигональное моделирование, но благодаря дополнительным инструментам можно добиться максимальной степени детализации и фотореалистичности. Этот способ позволяет работать над низкополигональными моделями, придавая им большую реалистичность.
Программы: Blender, 3D Coat, Zbrush. Мы пользуемся последней.
Метасферы
С их помощью можно получить элементы с плавными формами, имеющие замкнутый контур. Соприкасаясь, сферы соединяются подобно каплям. Таким способом рисуют капли росы, кочки, прыщики.
Программное обеспечение – Blender.
Промышленные модели
Составляются САПР (CAD). В них строят механизмы, здания, конструкции, сооружения, создают модели для 3D принтеров. В них получаются детализированные детали, двигатели, самолеты, здания, прочие объекты.
Преимуществом является выставление минимальных зазоров, допустимых отраслью и степенью точности. Для формирования детали используются формы.
- Параметрическим, когда вводят параметры элементов и устанавливают пропорции. В результате получается матмодель с изменяемыми свойствами. Их корректируют, чтобы добиться нужной точности.
- Твердотельным, когда все пространство заполнено твердым веществом. То есть это не пустотелые элементы, с которыми проводятся манипуляции с поверхностями. Тут меняют свойства всего сечения. Например, сферу можно разрезать, объединить с соседними телами и пр. Это удобно при создании шестеренок, строительных конструкций, но не подходит для мягких тел – прототипов животных, людей и пр.
- Поверхностным – моделируются сложные очертания – вертолеты, тепловозы и т.д. Для этого создают отдельные поверхности, им придают определенную конфигурацию, и объединяют. После стыковки элементы обрезают до нужного размера. Так, оболочка формируется несколькими поверхностями.
Для этого используются программы SolidWorks, Solid Edge, Компас-3D. В них содержится измеримая информация, на основании которой можно выполнить расчеты, чертежи, изготовить изделие на станках ЧПУ или 3D-принтерах.
Область применения
3D модели используются в:
- индустрии развлечений – кинематограф, анимационные, мультипликационные фильмы, компьютерные игры;
- медицине – стоматология, УЗИ, КТ, МРТ, протезирование;
- навигация – карты, схемы проезда, здания, городские объекты, достопримечательности;
- архитектура и дизайн – демонстрация будущего здания, сооружения, объекта, интерьера в комнате и пр.;
- мебель – предметы интерьера, декор;
- промышленность – машиностроение, космическая, атомная, военная;
- образование, наука – реконструкция событий, мест обитания животных и людей;
- ювелирные изделия, сувениры и т.д.
Список можно продолжать и дальше. Сложной найти отрасль, в которой было бы неуместно использование 3D моделей. Это не только точные детали, но и наглядные пособия для наработки опыта разных специалистов.