Currently set to Index
Currently set to Follow

Что такое 3д моделирование?

Пример трехмерной модели здания

Трехмерная графика используется повсеместно во всех сферах производства. Именно поэтому возникает вопрос, что такое 3д моделирование? В какой области 3д моделирование наиболее востребовано? Этот процесс представляет собой создание трехмерной модели объекта по чертежу, разработанному заранее либо по эскизу. Чтобы сформировать объемную модель предмета, используется специализированная программа. При моделировании значимым этапом становится рендинг, в ходе которого черновая вариация модели преобразуется в формы, приятные для восприятия. Современное 3d моделирование позволяет создавать очень реалистичные модели объектов, которые сложно отличить от обычного изображения.

Сферы применения

Технологии 3d моделирования нашли широкое применение в развлекательной индустрии (компьютерные игры, кинематограф, печатная продукция, анимация), в промышленности, в медицине, в строительстве.

Развлекательная индустрия

Виртуальные пространства и необычные герои созданы посредством особой технологии применения полигонов. Это обычные геометрические фигуры с несколькими гранями, которые под разными углами состыкованы в один объект. Такое 3д моделирование объектов позволяет сформировать единицы, которые можно приводить в движение. Для этого требуется изменение параметров составляющих компонентов – вращение, перемещение, вытягивание. Так как они все объединены, то действие становится схожим с натяжением  паутины – прочие сегменты проходят деформацию соответственно первому. Чем у каждого отдельного куска площадь меньше, тем большим будет их совокупное количество, поэтому и точность изображения значительно увеличится. В таком случае объемное 3d моделирование становится максимально точным, что говорит о высоком качестве  графики. В определенных играх ее можно изменять в соответствии с мощностью устройства.

Медицина

Высокая актуальность 3д моделирования отмечается в стоматологической сфере и челюстно-лицевой хирургии. Больницы перестали просто ограничиваться компьютерными макетами, теперь они приобретают принтеры, чтобы делать объемную печать. Например, можно использовать томографию для создания зубного импланта, который идеально подходит для пациента по всем параметрам.

В сложных вариантах моделирование 3д моделей позволяет получить слуховой аппарат, протез конечности, нервы, вены, искусственный клапан для сердца. Биопечать получила активное развитие, в которой краски заменили живыми человеческими клетками. Но именно компьютерные программы позволяют использовать чертежи для 3д моделирования для получения необходимых предметов.

Промышленность

В этой сфере основными пользователями, которым требуется моделирование 3d моделей, являются специалисты технической направленности (электрики, инженеры, работники дорожных служб, строители). Для этой категории людей наибольшее значение имеет не внешний вид модели, а возможность для использования формул, работа с ними, графика, срезы чертежей, а также проверка механизма на любом этапе разработки.

Создание 3d моделирования: программы для работы

Существует огромное количество программ для моделирования, и каждая из них имеет собственное предназначение, то есть позволяет решить конкретные задачи. Поэтому разные виды 3д моделирования нуждаются в определении конкретного круга задач, под которые подбирается программа. Есть несколько наиболее популярных приложений.

Autodesk 3ds Max

Это приложение позволяет выполнять сложное 3d моделирование. С этой программы правильнее всего начинать заниматься компьютерной графикой и моделированием. Эта система может использоваться в любой отрасли, начиная с дизайна и архитектуры, заканчивая анимацией и мультфильмами. Для статичной графики это идеальное приложение, с помощью которого быстро и технологично можно формировать реалистичные картинки экстерьеров, интерьеров, отдельных предметов. В большинстве 3d моделирование примеры создаются в этой программе, что подтверждает эталонность продукта.

Cinema 4D

Cinema 4D представляет собой программу, ставшую прямым конкурентом Autodesk 3ds Max. В ней есть такой же набор функций, но отличие состоит в способах выполнения операций и логике работы. Это становится причиной неудобства для тех, кто привык работать с 3ds Max, но хочет воспользоваться преимуществами Синема. В приложении можно создавать вполне реалистичную графику в режиме реального времени. если цели 3d моделирования поставлены так, что объект должен быть динамичным, то в том случае программа Синема является более удачным решением для работы.

Sculptris

Программа Sculptris стала идеальным решением для тех, кто решил освоить работу виртуального скульптора. Это приложение позволяет сразу погрузиться в процесс лепки персонажа или скульптуры. Освоив простое 3д моделирование в этой программе, можно переходить к более сложным решениям. Возможностей программы достаточно, но тут не полный набор.

IClone

IClone представляет собой программу, подходящую для формирования реалистичных и быстрых анимаций. Большая и качественная библиотека примитивов открывает для пользователей большие возможности по созданию анимации и приобретению полезных навыков в данной сфере. Однако функционал приложения не так широк и универсален, как в программе Синема.

AutoCAD

3д моделирование дома или моделирование иных объектов, важных для строительных, промышленных или инженерных целей, чаще всего выполняется в программном пакете AutoCAD. Здесь можно подготавливать двухмерные чертежи и полноценные объемные модели разной сложности и назначения. Промышленное 3 d моделирование в AutoCAD – это возможность пользователю освоить проектирование сложных поверхностей и конструкций, формирование изделий материального мира, к которым будут сформированы уже готовые рабочие чертежи. Эта программа не подходит для выполнения красивых визуализаций, она больше ориентирована на рабочие чертежи и максимально подробную разработку моделей.

Sketch Up

Sketch Up – это программа для архитекторов и дизайнеров, в которой создание моделей конструкций, предметов, зданий и интерьеров максимально упрощено и ускорено. Можно выполнять 3д моделирование комнаты максимально подробно, воссоздав любые материалы и фактуры, чтобы сразу видеть конечный результат.

В Sketch Up можно создавать реалистичные визуализации и эскизные чертежи, что заметно отличает приложение от остальных в данном сегменте. 3д моделирование дизайна в этой программе удобное, так как есть нужные объекты, а процесс изучения не представляет особой сложности.

Sweet Home 3D

Если требуется 3д моделирование интерьера, то на эту роль хорошо подходит данная программа. Она позволяет быстро освоить функционал даже неподготовленному пользователю, поэтому он быстро прорисует стены, расставит окна и двери, разместит внутри комнаты мебели и различные объекты. Особенности 3d моделирования  в данной программе таковы, что тут нельзя использовать реалистичную авторскую визуализацию, но есть все необходимые библиотечные элементы.

Этапы разработки модели

Любые методы 3d моделирования позволяют вести разработку моделей в несколько этапов:

Создание геометрии объекта
Создается трехмерная геометрическая модель, но физические свойства не учитываются. Основные приемы: модификаторы, выдавливание, вращение, полигональное моделирование.
Текстурирование объекта
Применение 3д моделирования предполагает, что будущие объекты должны быть реалистичными, поэтому при создании текстур нужно выбирать соответствующие материалы. В рамках профессиональных программ по работе с трехмерной графикой нет ограничений в возможностях при создании реалистичных картин.
Выставление света и определение точки наблюдения
Это сложнейший этап, так как выбор тона света, уровня яркости, глубины теней, резкости и прочих параметров влияет на реалистичность восприятия изображений. Использование 3д моделирования тем и примечательно, что позволяет добиться нужного эффекта различными способами.
Рендеринг или визуализация
Этот этап предполагает детализацию настроек отображения модели. Дальнейшее применение 3d моделирования зависит от этого шага.
Постпродакшн
При этом проводится обработка изображений и видео с помощью редакторов.

До начала работы требуется выбрать типы 3d моделирования: каркасное, твердотельное или поверхностное. Все остальные действия далее уже зависят от этого.