Программа 3 d что это

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.

Как начать заниматься 3D и какую программу выбрать

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

• Индустрия развлечений
• Медицина (хирургия)
• Промышленность

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)

• Сделать чертежи
• По ней можно написать программу для станков с ЧПУ,
• Ее можно параметризировать (это когда изменяя 1 параметр можно изменить модель без переделки)
• Можно проводить прочностные и другие расчеты.
• Ее так же можно послать на 3д печать (и качество будет лучше)
• Сделать рендер.

• 2 основных вида моделирования.
• Разобрали отрасли применения.
• Разобрали возможности каждого метода и его назначение.
• Разобрали базовые типы моделирования в CAD и некоторые нюансы.

Источник: habr.com

Лучшие программы для 3D-моделирования

Софт для 3D-моделирования используют в разных областях: делают визуализацию интерьера, создают персонажей и предметы для видеоигр и анимации, готовят модели для 3D-печати.

Собрали и описали семь популярных сервисов, которые для этих и других целей применяют в своих проектах 3D-дизайнеры и 3D-дженералисты.

Мария Малоухова

Список лучших программ для 3D-моделирования на русском языке

Sweet Home 3D

Программа с открытым исходным кодом для быстрого создания дизайна интерьера. Поможет сделать ремонт, перепланировку или самостоятельно спроектировать дом.

Sweet Home 3D позволяет рисовать плоский план комнат и рассматривать его в трёхмерном виде с разных сторон. Интерьер создают с помощью нужных элементов из каталога: окон, дверей, мебели, техники и аксессуаров вроде цветов и музыкальных инструментов.

Объекты легко изменять: редактировать размер, подбирать другие цвета и текстуры. Есть возможность сделать реалистичное фото или видео комнат, настроив подходящее освещение.

Преимущества:

• интуитивно понятный интерфейс;
• есть веб-версия для работы онлайн;
• доступен 3D-вид глазами виртуального посетителя;
• план можно привязать к географическим координатам и сторонам света;
• можно проектировать многоуровневые дома;
• можно рисовать скруглённые стены;
• поддерживается импорт готовых проектов, схем, 3D-моделей, текстур;
• проект можно распечатать и сохранить в PDF, векторном или растровом изображении, 3D-файле стандартного формата;
• программа совместима с Windows, macOS, Linux и Solaris.

Недостатки:

• нельзя перемещать и редактировать объекты на 3D-плане;
• изображения, сохранённые в режиме «фото трёхмерного вида», получаются не слишком хорошего качества;
• нельзя спроектировать коммуникации;
• не подходит для подготовки проектной документации.

Язык интерфейса: доступен русский.

Стоимость: бесплатно.

«Дизайн интерьера 3D»

Российская программа для создания несложных проектов домов и планировок помещений. По возможностям и интерфейсу схожа с Sweet Home 3D.

Основное отличие и преимущество — в возможности рассчитать бюджет предстоящего ремонта или строительства. А ещё в каталоге шаблонов есть стандартные российские планировки квартир вроде сталинок, хрущёвок и брежневок. Можно не чертить с нуля план комнат, а сразу приступать к выбору напольных и настенных покрытий, расстановке техники и мебели.

Преимущества:

• простой интерфейс;
• доступна бесплатная демоверсия;
• есть функция составления сметы;
• есть возможность добавить в каталог свои текстуры;
• есть шаблоны с планировками квартир;
• можно перемещать объекты на трёхмерном плане;
• можно посмотреть, как выглядит помещение изнутри.

Недостатки:

• программа совместима только с Windows;
• в демоверсии можно использовать не все функции;
• нельзя импортировать 3D-объекты;
• не подходит для сложных нестандартных планировок.

Язык интерфейса: русский.

Стоимость: от 693 руб. за стандартный пакет программы. После покупки доступна неограниченное время.

Paint 3D

Программа для создания несложных трёхмерных объектов. Входит в список предустановленного софта Windows 10. Пришла на замену Microsoft Paint: разработчики сохранили базовый интерфейс с 2D-функциональностью и добавили возможность работать с 3D.

Здесь есть набор базовых фигур и библиотека 3D-моделей, рассортированных по коллекциям: животные, космос, растения и прочее. Ещё здесь можно быстро создать объёмный текст.

Поверхности можно делать текстурными и выбирать параметры их освещения. Есть возможность преобразовывать плоские рисунки в трёхмерные.

Преимущества:

• простой интерфейс;
• много инструментов для рисования;
• программа адаптирована под графические планшеты;
• модели удобно вставлять в другие продукты Microsoft: Word, PowerPoint и в программу для просмотра смешанной реальности Mixed Reality.

Недостатки:

• совместима только с Windows;
• не подходит для сложных моделей.

Язык интерфейса: русский.

Стоимость: бесплатно.

Список лучших бесплатных программ для 3D-моделирования

Wings 3D

Программа для моделирования и текстурирования объектов низкой и средней сложности.

Новичкам упрощает работу контекстно-зависимое меню: команды отображаются в соответствии с текущим выбором пользователя.

Предусмотрен расширенный набор инструментов для выделения и моделирования сеток, а также функция AutoUV, которая позволяет накладывать текстуры. Есть возможность настраивать источники освещения и подбирать для моделей разные материалы.

В режиме моделирования можно посмотреть на объект в сглаженном виде. Источник: Wings 3D

Wings 3D предлагает ограниченные возможности для рендеринга и не поддерживает анимацию, поэтому обычно в нём создают основную полигональную сетку, а дорабатывают модель уже в более продвинутых программах.

Преимущества:

• позволяет настраивать интерфейс под себя, поддерживает горячие клавиши;
• есть режим Tweak Mode для быстрого изменения модели;
• есть функция примагничивания Magnet, которая позволяет вытягивать выбранные области модели, будто действуя на них магнитом;
• доступен экспорт в распространённые форматы 3D-файлов;
• поддерживает импорт из 3D Studio, Adobe Illustrator и многих других популярных графических программ;
• совместима с Windows, macOS, Linux.

Недостатки:

• слабый рендеринг;
• не поддерживает анимацию;
• не подходит для сложных объектов с большим количеством полигонов.

Язык интерфейса: частично переведён на русский.

Стоимость: бесплатно.

SculptGL

Онлайн-сервис для скульптинга.

Процесс работы с моделью напоминает лепку из пластилина. Материал с помощью соответствующих инструментов можно тянуть, закручивать, надувать, плющить и так далее.

Благодаря функции симметрии удобно создавать модели людей, животных и других персонажей. Для этого софт чаще всего и используют.

Сервис быстро загружается, в браузере работает без подвисаний. Доступна автономная версия, которую можно установить на компьютер и работать офлайн. Её скачивают на официальном сайте.

Преимущества:

• простой и понятный интерфейс;
• можно пользоваться на планшете;
• можно импортировать текстуры;
• позволяет раскрашивать объект в режиме моделирования;
• поддерживает импорт и экспорт в основных 3D-форматах: OBJ, PLY, STL;
• есть несколько видов рендеринга.

Недостатки:

• не слишком мощный рендеринг;
• для более реалистичной проработки модель нужно экспортировать в другие программы.

Язык интерфейса: доступен русский.

Стоимость: бесплатно.

Tinkercad

Сервис с ярким интерфейсом для 3D-моделирования прямо в браузере. Программу любят за простоту и часто используют при обучении детей.

Богатой библиотекой объектов Tinkercad напоминает Paint 3D. Хотя способов применения шаблонных форм здесь больше: можно сгруппировать объекты, сделать отверстие нужного вида и размера, отразить зеркально и так далее.

Сервис часто используют для 3D-печати: несложную модель можно быстро нарисовать и тут же отправить на принтер, а если приложить больше сил и времени — получится изготовить детально проработанные предметы.

Преимущества:

• подходит для детей и начинающих;
• модели можно проектировать блоками и мозаикой;
• доступно совместное использование;
• в проекте можно оставлять примечания;
• в интернете много обучающих роликов по работе с Tinkercad, в том числе на русском;
• есть возможность импортировать файлы в 2D- и 3D-форматах: OBJ, STL, SVG.

Недостатки:

• нет автономной версии, для работы нужен доступ в интернет;
• слишком детский дизайн может отталкивать разработчиков серьёзных проектов;
• нет функции скругления граней;
• проработка сложных моделей может отнять больше времени, чем в программах для продвинутого уровня.

Язык интерфейса: русский.

Стоимость: бесплатно.

Autodesk Meshmixer

Программа для моделирования, скульптинга и подготовки к 3D-печати. Предлагает расширенный набор возможностей для выделения, моделирования и скульптинга, включая кисти, имитирующие эффект от реальных инструментов скульптора и штамповку поверхности.

Если из других сервисов модели нередко экспортируют для доработки, то в Meshmixer, наоборот, фигуры импортируют, чтобы зафиналить. Чаще всего это делают для подготовки к 3D-печати: здесь есть функции, которые улучшают поверхности и создают пустоты, чтобы ускорить печать.

Ещё программа позволяет проанализировать толщину, стабильность и другие характеристики модели, которые влияют на стоимость изготовления, и оптимизировать параметры перед печатью.

Преимущества:

• подходит для новичков и продвинутых пользователей;
• предлагает много полезных опций для 3D-печати;
• поверхности можно выравнивать автоматически;
• есть возможность проанализировать стабильность и толщину модели;
• есть канал на YouTube с обучающими роликами и примерами проектов.

Недостатки:

• совместима только с Windows;
• разработчики больше не развивают программу.

Язык интерфейса: английский и японский.

Стоимость: бесплатно.

Курс

3D-моделирование и анимация

Узнать больше

• Освоите с нуля 7 ключевых инструментов для работы с 3D-графикой
• Примерите на себя роли разных 3D-специалистов: от создания окружения до анимации объектов
• Соберёте портфолио, с которым можно стартовать в креативных сферах: гейм-индустрии, кино и рекламе

Программы для начинающих

Все сервисы, о которых мы рассказали выше, подходят для новичков. Среди похожих: SelfCAD, 3D Slash, LibreCAD.

Они тоже предлагают:

• бесплатный доступ или невысокую стоимость подписки;
• простой и интуитивно понятный интерфейс;
• возможность получить быстрый результат: выполнить несложный проект, поделиться им, сохранив в популярном 3D-формате, и тут же напечатать на 3D-принтере.

При выборе программы прежде всего стоит понять, нравятся ли вам работы, созданные в ней. А ещё выяснить:

• совместима ли она с вашим устройством;
• нужен ли для работы постоянный доступ в интернет;
• есть ли подсказки, справка внутри сервиса и можно ли найти обучающий контент в интернете;
• насколько богата библиотека шаблонов, базовых форм и моделей;
• можно ли найти в интернете готовые проекты, доступные для редактирования в этой программе;
• поддерживается ли экспорт и импорт в популярных 3D-форматах;
• просматривается ли рабочая область с разных сторон;
• есть ли рендеринг.

Программы для продвинутого уровня

На этом уровне проектируют уже более сложные и реалистичные модели. И используют соответствующий сервис. Он должен располагать средствами для нешаблонных проектов и иметь:

• расширенный инструментарий для моделирования с большим выбором настроек;
• свободный импорт и экспорт во всевозможных 3D-форматах;
• гибкую настройку интерфейса под пользователя;
• расширяемую библиотеку текстур и материалов;
• возможность настраивать освещение и получать красивый рендеринг;
• автономную версию, которая не зависит от доступа в интернет.

Такой софт, как правило, всё ещё бесплатный или недорогой. А при желании в его интерфейсе могут разобраться и новички.

Программы для профессионалов

Задача профессионального сервиса — помогать специалисту без ограничений реализовывать его творческий или производственный замысел.

Помимо больших возможностей для моделирования, визуализации и подготовки моделей к отправке на 3D-принтеры и станки ЧПУ, программы чаще всего располагают:

• возможностью командной работы над проектом;
• функциями предварительного просмотра модели в виртуальной, дополненной и смешанной реальностях;
• возможностью разработки проектной документации.

Лицензия профессиональной программы обычно платная, потому что используют её в коммерческих и производственных целях: в архитектуре, промышленном дизайне, анимации, кинематографе.

Среди программ продвинутого уровня: Cinema 4D, modo, Poser, nanoCAD.

Как выбрать программу для 3D-моделирования

Чаще всего 3D дизайнеры и 3D-дженералисты в своих проектах используют несколько сервисов: в одних больше подходящих инструментов, в других — рендеринг качественнее. В любом случае выбор софта зависит от цели и результата, который хочется получить.

Для быстрой визуализации интерьера подойдут Sweet Home 3D и «Дизайн интерьера 3D», а для разработки отдельных предметов мебели — Wings 3D.

Для развлечения и создания несложных моделей можно использовать Paint 3D.

Попробовать свои силы в скульптинге и создать персонажа поможет SculptGL и Autodesk Meshmixer.

Для печати на 3D-принтере хорошо подойдёт Autodesk Meshmixer. А начать осваивать печать стоит с Tinkercad.

Читать также

Лучшие программы для начинающего 3D-визуализатора: подробный разбор

3D-дизайнер: кто это, чем занимается и как им стать

Кто такой 3D-дженералист и как им стать

Мнение автора и редакции может не совпадать. Хотите написать колонку для Нетологии? Читайте наши условия публикации. Чтобы быть в курсе всех новостей и читать новые статьи, присоединяйтесь к Телеграм-каналу Нетологии.

Мария Малоухова

Источник: netology.ru

Что такое 3D-моделирование

Невозможно представить какую-либо значимую сферу производства, в которой на этапе конструирования не применяют объемную графику. Разработка любого объекта становится доступнее при трехмерном представлении каждого элемента, значимой детали. На каждом этапе создания продукта, будь это несложный механизм или ракетный двигатель, ориентируются на многогранный макет. Он представляет собой многовекторный чертеж, имеющий не только номинальную высоту, длину и ширину, но и визуальное воплощение. В этой статье мы расскажем, как появилась первая компьютерная реалистичная фигура, в каких сферах технология нашла свое применение и какие программы используют проектировщики.

Где используют трехмерное моделирование