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).
Стакан любой формы за секунду #fusion #shorts #360 #3d #моделирование #fusion360 #гайд
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
Бесплатные 3D программы
Sweet Home 3D 6.3 на русском + библиотеки 3D моделей
Astron Furniture Design 3.0.0.26
Wings 3D 2.2.7
K-3D 8.0.1
Pivot Animator 5.1.31 на русском
Picogen 0.3-1
Functy 0.3.5
3D моделирование(трёхмерная графика, 3д, 3D Graphics) — создание изображений объёмных объектов. Трёхмерное изображение на плоскости в отличие от двумерного включает построение геометрической проекции объёмной модели на плоскость с помощью специализированных программ — 3D-редакторов. Трехмерную графику активно используют в телевидении, кинематографе, печатной продукции, компьютерных играх, в науке, промышленности, системах автоматизации проектных работ (САПР), в архитектурной и медицинской визуализации.
Основные функции и возможности 3D программ:
— моделирование трёхмерной графики — создание трёхмерной модели сцены и 3D объектов в ней.
— рендеринг (визуализация) — построение проекции модели.
— обработка и редактирование изображений.
— создание игр и 3д моделей для них.
— моделирование интерьера, дизайн одежды, обуви, любых предметов.
— вывод полученного изображения на устройство вывода — принтер, дисплей.
Подсказки:
Если Вы решили начать заниматься созданием трехмерных моделей.
*перед непосредственным погружением в работу с программой по трехмерному моделированию, постарайтесь изучить основные понятия в трехмерной графике;
*для начала лучше всего выбрать редакторы моделей попроще, в дальнейшем Вы сможете без особого труда освоить любую более сложную программу;
*найдите и изучите видеоуроки по выбранной Вами программе;
*если требуется, сразу переведите на русский язык все команды в интерфейсе 3д редактора;
*с клавиатурой работа осуществляется более эффективно и быстрее, чем мышкой. Волков
Последний раз редактировалось: 2023-01-13
- Безопасность
- Антивирусы
- Обновление баз
- Файерволы
- Сканеры
- Антиспам
- Антишпионы
- Загрузочные CD
- Шифрование. Пароли. Доступ
- Дополнительная защита
- Восстановление
- Очистка
- Реестр
- Деинсталляция
- Дефрагментация
- Драйверы
- Настройка. Автозагрузка
- Работа с разделами
- Синхронизация
- Файл-менеджеры
- Архиваторы
- Системные утилиты
- Браузеры
- Общение. Почта
- Скачивание
- Удалённый доступ
- Вебмастеру
- Rss ленты
- Прочее для Интернет
- Кодеки
- Конвертеры
- Плееры
- ТВ плееры
- Радио
- Редакторы Медиа
- Захват аудио
- Микшеры. Синтезаторы
- Коллекции
- Скриншот. Запись видео
- Медиа программы
- Графические Редакторы
- Просмотр
- 3D моделирование
- Прочие графические программы
- Запись дисков
- Эмуляторы
- Работа с дисками
- Текстовые Редакторы
- Переводчики
- Программирование
- Музыка
- Рисование
- Математика
- Аддоны World of Warcraft
- Игровые магазины
Новое на сайте
2023-01-11
NanoStudio
бесплатная студия звукозаписи с виртуальными аналоговыми синтезаторами, триггерными пэдами для семплов, комплексным секвенсором, редактором сэмплов, микшером и множеством эффектов.
2023-01-10
Visual Studio Code
мощный и бесплатный редактор кода, который вы можете загрузить на свой компьютер с Windows. Приложение, созданное Microsoft, позволяет пользователям писать код на любом языке программирования.
Группы в соцсетях
Будем рады видеть Вас в наших группах!
Контакты | Пользовательское соглашение
Внимание! Находясь на данном сайте, вы подтверждаете свое согласие на сбор метаданных.
Сайт создан в 2011. Все права защищены.
Источник: www.anyaplanet.net
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:
- вариативной компоновки частей и деталей механизмов;
- визуализации предполагаемых пропорций,
- анимационного представления сборочных или технологических процессов,
- создания чертежей для 3D-печати,
- воссоздания сломанных деталей.
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:
- оценить качество и удобство планировки;
- определить положение объекта недвижимости на местности;
- спрогнозировать уровень солнечного освещения;
- выбрать варианты планировки при проектировании;
- сделать предварительную оценку объемов строительства;
- спланировать положение объекта недвижимости относительно дорожной сети и инфраструктуры;
- выбрать интерьер.
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:
- позволяет рассмотреть товар лучше, чем на простом фото
- оценить внешний вид товара не вдаваясь в чтение описаний
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.
- Цифровая графика может создаваться с нуля или с использованием референсов — дополнительных изображений, рисунков или фотографий. Эти вспомогательные элементы помогают точнее передать детали объекта и получить о нем дополнительную информацию. С них можно заимствовать или срисовывать различные участки. Работа с референсами значительно ускоряет и упрощает работу, а также позволяет избежать ошибок и неточностей. Бывает, что создание компьютерной графической модели сводится просто к обработке готовых изображений.
- При создании моделей для кино и игр часто делают графику, которая совмещает реальную съемку с компьютерными элементами. Для этого 3D моделлер, используя технику Matte Painting, дорисовывает недостающие элементы реального изображения. Для получения нереалистичной картинки может применяться фотобашинг (наложение эффектов на обычную фотографию).
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.
- Рендеринг в реальном времени используется при разработке и производстве видеоигр. Изображение должно обрабатываться и выводиться на монитор с максимальной скоростью. Для этого скорость обработки должна быть не менее 25 кадров в секунду, иначе объекты будут двигаться замедленно или рывками. Чтобы добиться желаемой скорости рендера, приходится снизить вынужденное количество просчетов, что приводит к снижению качества 3D моделей и текстур.
- Предварительный рендер используют, когда скорость не является приоритетной задачей и отсутствует интерактивность. Этот тип применяют там, где нужен фотореализм и очень высокое качество изображения.
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:
- V-ray;
- Mental ray;
- Corona renderer.
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: www.computerra.ru