Программа для создания компьютерных объектов это

Понятие «3D» плотно вошло в нашу жизнь и используется со множеством слов: 3D-графика, 3D-модели, 3D-фильмы, 3D-звук, 3D-принтер и многие другие. Само это обозначение расшифровывается как 3 измерения или размера. Оно используется, когда нужно сказать о чем-то реалистичном и объемном. В этой статье мы расскажем, что такое 3D-моделирование, какие бывают его виды, где оно используется и как стать 3D-моделлером. Artstation — zbs

Что такое 3Д-моделирование

Этот процесс представляет собой создание трехмерной модели. То есть такой объект имеет не только высоту и ширину, но и глубину. Например, в игре God of War: Ragnarök используется 3д моделирование для создания персонажей, локаций и отдельных игровых объектов (ассетов).
Artstation — God of War: Ragnarök Здесь ты можешь увидеть форму, объем и размер объектов. Поэтому простыми словами можно сказать, что 3D-моделирование — это создание объемных моделей с помощью специальных компьютерных программ.

Виды 3D-моделирования

Использование трехмерных моделей нашло свое применение во многих сферах жизни. Поэтому неудивительно, что и видов такого моделирования большое количество. Ниже мы их разберем: их отличия, области применения и др.

Полигональное моделирование

• вершины (англ. vertex) — точки, заданные в пространстве;
• ребра (англ. edge), которые соединяют вершины;
• грани (англ. polygon) — это участки в виде многоугольников, которые образуются при соединении точек и ребер. Самый простой полигон — это треугольник.

Все полигональные объекты можно разделить на:

High-poly — это детализированные модели, которые не имеют ограничений по количеству полигонов. Для игр их использовать нельзя, так как производительные мощности компьютеров, а тем более телефонов, просто не выдержат такой нагрузки.

Low-poly — это модели, которые используют минимально возможное количество полигонов, но при этом объект должен оставаться понятным и определяемым для человека.

При этом нет каких-то строгих границ по количеству полигонов. Например, для игр на мобильных телефонах используется в среднем от 2 до 9 тысяч таких многоугольников, а для объектов класса AAA (высокобюджетные проекты) может быть задействовано и 50 000, и 100 000, и даже 200 000 полигонов!

Как сказано выше, такие модели используются в компьютерных и мобильных играх благодаря своей «легкости» по сравнению с high-poly. Здесь ты можешь возразить: погоди, но ведь мы видим множество деталей на объектах в играх. Да, согласны, но все это добавляется с помощью текстурирования, о котором мы рассказывали в этой статье.

Middle-poly — это что-то среднее между high-poly и low-poly. Такие полигональные модели достаточно детализированы, но при этом не требуют таких технических мощностей. Чаще всего используются в фильмах и рекламе.

Отдельно можно выделить один из подвидов полигонального моделирования — скульптинг. Он сравним с процессом лепки из «цифровой глины». Инструменты, которые используются в данном процессе, дают возможность создать модель с высокой детализацией.

Параметрическое моделирование

К сожалению, с помощью полигонального моделирования невозможно создать объекты, которые будут учитывать свойства материалов и максимально соответствовать оригиналу. Здесь на помощь приходят методы промышленного проектирования. Название такого вида — система автоматизированного проектирования, сокращенно САПР (англ. CAD).

Основное отличие — это способ твердотельного моделирования. То есть при разделении на части объект внутри не будет пустым, как в случае полигонального моделирования.

САПР используется в промышленности и строительстве.

Воксельное моделирование

Этот вид моделирования представляет объекты в трехмерном пространстве в виде 3D-кубиков. Чаще всего используется для создания стилизованных игр и иллюстраций.

Еще может применяться в медицине (УЗИ, томография, МРТ) и науке, а также использоваться в создании более реалистичных игр, но в этом случае, на данный момент, является очень требовательным к техническим характеристикам.

Сплайновое моделирование

Объемная модель создается в этом случае с помощью трехмерных кривых, которые называются сплайнами. Данный вид моделирования отличают плавные формы, что позволяет создавать людей, животных, растения, архитектурные объекты, украшения и пр.

Чаще всего такие модели для дальнейшей работы преобразовывают в полигональные.

Примеры трехмерных моделей

Теперь, когда тебе стали знакомы виды моделирования, давай посмотрим на визуализацию таких объектов.

Где применяется 3д-моделирование

Выше мы уже раскрыли некоторые сферы, в которых применяется 3D-моделирование. Но сделали это кратко, поэтому сейчас давай рассмотрим каждое из направлений подробнее.

Индустрия игр

Геймдев (англ. GameDev) дословно переводится как «разработка игр». Направление, которое с каждым годом набирает все больший оборот. В 2021 году количество человек, которые играют в игры, возросло до 3 миллиардов.

Так что индустрия игр растет и будет расти еще долго. А 3D-моделирование лишь помогает ей с этим. Персонажи, локации, оружие, техника, предметы — все это создается с его помощью.

В крупных проектах 3D-разработчики закреплены на отдельных участках. Например, есть художники по персонажам, по окружению, по механизмам и т.д. Есть также возможность работать на определенных процессах: текстурированию, освещению и проч.

Но если мы говорим о небольших компаниях или инди-разработчиках (один человек или команда независимых разработчиков, создающих игру самостоятельно), то чаще всего здесь необходим 3D-дженералист. Такой человек умеет работать на каждом из процессов: от блокинга до текстурирования.

Подробнее о 3D Generalist мы говорили здесь.

Кинематограф

Сейчас трудно найти фильм, к которому не приложил руку 3D-разработчик. Конечно, в первую очередь, речь идет о спецэффектах. Сейчас дешевле и проще снять сцены на зеленом фоне, а после добавить взрывы, пожар, наводнения и другие природные катаклизмы.

• Motion capture используется при создании необычных существ. Для этого актер надевает специальный костюм, а на лицо ему наносят точки, которые считывает программа. А уже с перенесенной на экран моделью работает специалист.
• Matte painting можно описать, как «дорисовывание» реальности. Красивые виды, звездное небо, просторные равнины и многое другое воссоздает 3D-художник для создания желаемой картинки.

Промышленность

3D-моделирование используется для расчетов, проверки гипотез, проведения испытаний и многого другого. Это позволяет не тратить временные и денежные ресурсы для производства механизмов и деталей оборудования в реальности.

Медицина и наука

В этих сферах применяется для исследований, обследований и протезирования. Как уже было сказано выше, с помощью воксельного моделирования возможно проведение УЗИ, МРТ и томографии.Кроме этого моделирование используется для создания протезов (конечностей, зубов, органов), а также индивидуальных слуховых аппаратов.

Дизайн

3D-моделирование получило широкое распространение в интерьерном и ландшафтном дизайне. Любую задумку можно визуализировать и рассмотреть с разных сторон и при любом освещении. Помимо этого используется также при проектировании зданий.

Реклама

Здесь трехмерная графика применяется для создания маскотов, анимированных персонажей, 3D-объектов и много другого. Также развитие такого формата, как рекламные 3D-билборды расширили область использования объемных моделей.

Что нужно для 3D-моделирования

Чтобы стать 3D-художником, необходимо иметь определенные технические навыки, а также личные качества.

• креативным мышлением;
• терпением и усидчивостью;
• быстрым усвоением новой информации;
• хорошим воображением;
• желанием самосовершенствоваться.

• Программа 3ds Max предназначена для создания высококачественных моделей. Софт обладает всеми необходимыми инструментами для моделирования, текстурирования, рендеринга и проч.
• Программа ZBrush предназначена для скульптинга, не имеющая достойных аналогов.
• Программное обеспечение Maya предназначено для создания качественных моделей для игр и кинематографа.
• Программа Blender — софт, который отлично подойдет и для новичков, и для профи. Большой функционал для различных целей 3D-моделирования.
• Substance Painter и Substance Designer — программные обеспечения с большим выбором кистей для работы с текстурами и материалами.
• Программа Marmoset Toolbag предназначена для запекания карт, рендеринга и текстурирования.

• Процессор: не ниже Intel Core i7-4770K с 3,5 GHz.
• Операционная система: Windows 10.
• Оперативная память: 8 Гб.
• Видеокарта: с поддержкой OpenGL 4.3 на 4 Гб памяти.
• Свободное место на диске: 50 Гб.
• Full HD монитор 1920х1080.

Где можно изучить 3Д-моделирование новичку

• Во-первых, ты будешь обучаться по отработанной программе с актуальной информацией.
• Во-вторых, при любой возникшей сложности тебе всегда придут на помощь кураторы.
• В-третьих, самостоятельное изучение — это долгий путь с риском потерять мотивацию на середине и забросить совсем.

В Timart School есть годовое обучение 3D Developer, состоящее из 4 уровней:

• 3D-художник игровых локаций и окружения,
• 3D-художник игровых ассетов,
• 3D-художник персонажей,
• начинающий 3D-аниматор.

По итогу обучения ты станешь профессиональным 3D-разработчиком, который сможет работать в крутых компаниях на крупных ААА-проектах.

Также ты можешь начать изучение индустрии с одной программы, которая позволит тебе зарабатывать уже через пару месяцев. Специально для этого был разработан курс по Blender.

3D-моделирование — это направление, которое используется во многих сферах нашей жизни. Разные виды моделирования, огромная вариативность работ и задач, возможности, которые открываются перед 3D-разработчиком, — это все отличает данное направление от других.

Источник: render.ru

3D-моделирование: общее представление, сферы использования

Под 3D моделированием подразумевается процесс создания трехмерной модели объекта с целью демонстрации его внешнего и внутреннего вида с максимальной реалистичностью. При этом объект может быть как из реальной жизни (здание, автомобиль и т.п.), так и абсолютно абстрактным. Визуализация в трехмерном пространстве осуществляется с помощью специализированных компьютерных программ: 3D max, Cinema 4D, Maya, Rhinoceros, Компас 3D, AutoCad и др. А обучение по этой специальности только начинает набирать обороты (пример – https://romansementsov.ru/Курсы_3D_Max/ ). Наравне по популярности только курсы по Autodesk Maya (пример – https://romansementsov.ru/Курсы_Maya/ )

История создания

Первая кафедра компьютерной графики открыта в 1960-х годах в Университете Юты Дэвидом Эвансом и Айваном Сазерлендом. Созданная ими программа Sketchpad была прообразом всех современных CAD-систем и 3D-редакторов. Одним из студентов кафедры оказался Эд Катмулл – будущий технический директор корпорации Pixar. Именно он смоделировал первый объект, взяв за основу для моделирования кисть собственной руки.

В 1969 году Эванс и Сазерленд открыли первую компанию по производству компьютерной графики Evans

визуализация планируемых пропорций;

вариативная компоновка составляющих механизма;

воссоздание поврежденных частей и деталей;

анимационное представление производственных процессов.

СПЕЦЭФФЕКТЫ для СЪЕМКИ и МОНТАЖА на коленке за 0 РУБЛЕЙ | VFX | CGI | Визуальные эффекты

Компьютерные объекты | Информатика класс 6 #2 | Инфоурок

1. разработать внутреннюю планировку, выбрать максимально подходящие варианты и определить степень их удобств;
2. выбрать интерьер;
3. спрогнозировать уровень естественного освещения;
4. спланировать расположение объекта относительно инфраструктуры и транспортного узла.

Источник: stoneforest.ru

Программное обеспечение для построения трехмерных объектов

3D-проектирование представляет собой процесс создания объемных объектов в виртуальной среде. Это компьютерная графика, которая позволяет построить желаемое изображение или видео с помощью программного обеспечения. В результате пользователь может хорошо представить будущий объект в пространстве, визуализировать все важные детали и полностью проработать свою идею.

Такое направление помогает добиться высокой реалистичности объекта, поэтому его успешно используют в своей деятельности дизайнеры, конструкторы, архитекторы и инженеры. Трехмерная графика может пригодиться как профессионалам на предприятиях, так и обычным пользователям компьютера, которые интересуются процессом создания уникальных изображений. Для работы в трехмерном пространстве существует множество программ, каждая из которых обладает своими особенностями и подойдет людям с определенным уровнем навыков.

Трехмерное проектирование на предприятиях

3D-моделирование прочно вошло в повседневную работу производств и научных институтов. И это неудивительно, ведь с развитием технологий появляется все больше возможностей для реализации интересных проектов.

Например, конструкторы могут использовать соответствующее программное обеспечение для создания объектов, которые затем будут выполнены посредством трехмерной печати на специальных принтерах. Существуют также задания, которые проще решить путем традиционной разработки, однако будущее все равно остается за 3D-проектами. Поэтому уже сейчас необходимо постепенно повышать свою осведомленность в области современных программ. Начинать лучше с простейших, плавно переходя к более сложным и продвинутым.

Особенности внутренних процессов моделирования

Трехмерная модель в программе должна отображаться максимально точно, ее внешний вид необходимо приблизить к реальному объекту, а расстояние между деталями требуется сделать полностью математически просчитанным. Только такой подход дает возможность получить на выходе желаемый объект с заданными качествами.

Обычно во время технологического процесса ставят задачу создать трехмерную модель как можно быстрее. Для этого необходимо выполнить проектирование максимально рационально, используя для этого как можно меньше шагов. Важное условие – качество работы должно оставаться на стабильно высоком уровне.

При выборе системы рекомендуется предварительно оценить ее способность справляться с преобладающим типом задач на предприятии. Для создания объектов из листового материала необходимо выбирать программу, которая умеет делать развертки и хорошо работает с плоскими изображениями. Если же важна визуализация формы и дизайнерского решения, отдайте предпочтение системам с инструментами для обработки произвольных поверхностей и сложных конструкций. В таком программном обеспечении обычно учитываются все особенности переходов между рабочими зонами и правильно определяются промежутки между деталями.

Передача данных сторонним организациям

Часто на предприятиях в разработке моделей участвуют несколько субъектов, например, это могут быть партнеры, поставщики и исполнители. Для организации совместной работы над проектом полезно выбирать программу, которая допускает одновременное внесение изменений без преобразований форматов и бесконечных правок. В результате значительно ускорится производительность труда, а также повысится уровень и качество взаимодействия между подрядчиками.

Поддержка классических чертежей

Далеко не во всех случаях можно обойтись исключительно трехмерными моделями. Многие организации требуют традиционной чертежной документации, по которой они создают ту или иную деталь. Особенно это касается заводов и других крупных предприятий по изготовлению комплектующих. Для корректной работы производств нужны чертежи со всеми нанесенными данными, такими, как размеры, допуски и надписи. Поэтому важным преимуществом программы будет возможность мгновенно превращать трехмерные модели в классические изображения.

Инструменты для анализа поведения деталей в реальных условиях

Лучше всего, если программа позволяет не просто выполнять проектирование изделий и создавать чертежи, но и дает возможность анализировать будущее применение объекта, рассчитывает его прочностные и другие технические характеристики. Испытания на предметах в натуральном виде всегда требуют больше времени и ресурсов, чем программный метод проверки. По этой причине предпочтительными будут программы с интегрированными технологиями расчета, а также инструменты для передачи проектов в профессиональные системы для анализа.

Работа с информацией о деталях

В компаниях с большим штатом сотрудников бывает непросто обеспечить скоординированную работу каждого человека. Для таких случаев хорошо подойдут программы с встроенными системами управления данными о разрабатываемой модели.

3D-изображения и видео включают в себя значительное количество файлов с данными, а их обработка может вызывать определённые трудности при совместном конструировании. Чтобы облегчить задачу сотрудников и увеличить производительность труда, были созданы автоматизированные системы для работы с информацией. При отсутствии этого важного модуля конструкторы могут допускать ошибки в проектах, перезаписывать чужие работы, изменять утвержденные характеристики моделей, повторять действия других пользователей или отправлять на предприятия неправильную чертежную документацию. Для предотвращения таких последствий были изобретены специальные PDM-системы.

Подобные модули не просто хранят пользовательские данные, но и выполняют другие важные функции. С их помощью инженеры могут быстрее ориентироваться в файлах, а также использовать некоторые созданные детали повторно. Конструкторы рассчитывают количество необходимых материалов для построения объекта, а затем отправляют полученную информацию в MRP-систему.

Некоторые высокотехнологичные программы позволяют управлять такими данными в полностью автоматизированном режиме. Это значит, что учитываются все произведенные изменения на детали, поэтому неутверждённые правки не имеют шанса быть случайно отправленными на производство. Такие программы помогают снизить вероятность брака на предприятии, а также ускоряют технологический процесс.

Обновления и поддержка программы от разработчиков

Сфера информационных технологий – одна из наиболее динамично изменяющихся областей науки. В ней постоянно происходят какие-то новшества, появляются новые подходы и усовершенствования. Рынок программного обеспечения не стоит на месте, поэтому софт требует постоянного обновления и поддержки. Если этого не будет происходить, то через несколько лет или даже месяцев компания рискует остаться с устаревшими программами, которые больше не будут отвечать потребностям потребителей. Чтобы этого не произошло, важно выбирать программное обеспечение от известных и проверенных разработчиков.

Легкость обучения сотрудников

Создание трёхмерных деталей является технологически сложным процессом, поэтому в ходе работы обязательно придется уделить время на образование работников. Персонал должен освоить новый программный продукт в сжатые сроки и продемонстрировать хорошие результаты в его использовании.

Чтобы у сотрудников не возникло особых сложностей с обучением, важно отдать предпочтение программам со встроенной справочной системой, наличием обучающих материалов и пользовательского сообщества в интернете. Все это способно значительно облегчить и ускорить внедрение новых технологий среди штата предприятия. Если же перед руководством компании стоит задача поиска специалиста с техническим образованием, необходимо учесть программы обучения ведущих учебных заведений. В идеальном варианте программное обеспечение нужного типа должно быть включено в учебный план местных ВУЗов.

Популярные программы для трехмерного моделирования

На рынке программного обеспечения представлено множество продуктов с самыми разными функциями. Некоторые из них созданы для новичков в проектировании, в то время как другие рассчитаны на профессионалов и опытных пользователей. Зная особенности того или иного софта, можно сориентироваться в многообразии предложений и подобрать лучшее средство для поставленных задач. Наиболее популярные программы:

• WINGS 3D. Это бесплатное программное обеспечение, призванное решать множество пользовательских задач. Большое количество встроенных инструментов помогает создать хорошо визуализированные модели. Программа обладает гибкими настройками, благодаря чему каждый человек может адаптировать ее под себя. Полученные файлы могут быть легко преобразованы в известные трехмерные форматы изображений. Существенным недостатком этого софта является отсутствие поддержки анимации.

• DAZ STUDIO. Программа является отличным решением для более продвинутых пользователей, которым требуется больше функций для реализации задумки. Такое решение не предполагает оплаты, при этом оно может показаться довольно сложным для новичков, им придется потратить довольно много времени на освоение всех преимуществ софта. Тем не менее, это отличный шанс прокачать свои навыки и научиться создавать действительно реалистичные объекты. Инструменты программного продукта включают в себя редактирование сценариев и отработку качественной анимации.

• Houdini. Под этим названием скрывается целый набор мощных программных ресурсов для создания впечатляющих сцен и спецэффектов. Поэтому такой софт часто используют для изготовления фильмов и видео с яркой графикой. Особенно полезен этот вариант для решения сложных и нестандартных задач, с которыми не могут справиться обычные программы. Плюсом продукта является наличие бесплатной пробной версии для начинающих, чтобы они смогли оценить все преимущества программы перед покупкой.

• Blender завоевал популярность у пользователей по всему миру благодаря своему удобству в освоении и большому количеству гибких настроек. Эта программа не требует оплаты, она работает на всех платформах и позволяет решать задачи как новичкам, так и профессионалам. Продукт часто обновляется, а также вокруг него создано мощное сообщество пользователей. Любая проблема может быстро найти решение, если подключить к ней развитое комьюнити.

• Autodesk 3ds Max. Одна из самых старых и известных программ, с которой начинали свою работу многие именитые дизайнеры. Мощная поддержка от широкой группы разработчиков обеспечивает постоянное обновление софта, а также создано большое количество обучающих материалов для начинающих. По этой причине такой вариант идеально подходит новичкам и студентам, которые только пробуют свои силы в трехмерном дизайне. Для желающих попробовать продукт и разобраться в его функциях предоставляется ознакомительная версия на целых три года.

• ZBrush. Интересное решение для моделирования посредством виртуальной лепки. Эта программа создана для творческих личностей, которые хотят углубить свои знания и попробовать силы в создании настоящих шедевров. Продукт позволяет отточить свои навыки в дизайне и почувствовать себя в роли скульптора, который создает уникальные объекты из виртуальной глины. Этот софт не имеет аналогов, а потому он будет интересен всем желающим поработать в особенной среде. Лучше всего в программе получается выполнять трехмерные модели людей и животных, также она отлично подходит для создания разнообразных материалов. Приложение является платным, но на официальном сайте можно скачать ознакомительную демоверсию.

Заключение

Большое количество программного обеспечения может привести к сложностям в выборе. Однако это не является настоящей проблемой, поскольку в графическом дизайне наиболее важно понимать основы работы, а хороший мастер способен выполнять отличные проекты в любой версии программы. Если же возникнет необходимость освоить новый программный продукт – на его изучение уйдет всего несколько месяцев, если у человека уже имеются базовые знания по моделированию.

Источник: m-strana.ru