Что такое 3д модель коротко

Что такое 3д модель коротко

3D-моделирование — что это и для кого?

Что такое 3D-моделирование?

3D-моделирование — это по сути создание трехмерных компьютерных изображений и графики.

Для создания 3D-моделей используют такие программы, как The Brush, Autodesk Maya и 3ds Max и другие. Если же модели должны еще и двигаться, то их создателю также может понадобиться умение писать код.

Основной процесс моделирования представляет собой соединение наборов точек с линиями и полигональными фигурами для создания каркасных моделей.

3D-моделирование — занятие для вас?

Изучение 3D программ — занятие не из легких, поэтому прежде чем к нему приступить, решите для себя, действительно ли вы хотите и можете заниматься 3D-моделированием.

Одна из наиболее существенных черт, присущих профессионалам 3D-графики, — это креативность.

Подобно рисованию и анимации, сфера 3D-моделирования требует богатого воображения и нестандартного мышления для создания необычных персонажей и миров, которые будут выделяться среди остальных.

Работа 3D-моделиста также требует пристального внимания к деталям, терпеливости и усидчивости, т.к. каждая модель долго и тщательно прорабатывается, «полируется» и доводится до совершенства.

Как я уже написал выше, 3D-программы нельзя отнести к легким для изучения, к тому же обучение 3D-моделированию может оказаться для вас особенно трудным, если вы не дружите с компьютером и операционной системой и не умеете оперативно выполнять любые задачи.

3D-моделирование более всего подойдет тем, кто любит работать в команде. Работая в большой игровой студии, вам обязательно придется тесно сотрудничать с художниками, аниматорами и другими участниками проектов.

Поскольку индустрия видеоигр весьма требовательна и бескомпромиссна, вероятно, работа в ней не подойдет людям, которые не могут существовать в жестких временных рамках и проводить много времени на рабочем месте.

Как изучать 3D-моделирование?

Конечно, наиболее прямая дорога в индустрию видеоигр лежит через получения профильного образования в колледже или институте. Тем не менее, многие специалисты, работающие в этой сфере, обучались 3D моделированию самостоятельно или прошли краткосрочные курсы.

В серьезном учебном заведении или на курсах вам передадут не только основополагающие принципы 3D-моделирования, но и ясное представление о том, что для того чтобы преуспеть в этой профессии, вам необходимо выгодно выделяться из общей массы коллег.

При выборе курса также важно поинтересоваться, какие работы выпускник будет иметь в портфолио на выходе. Желательно чтобы непосредственно после окончания учебы их можно было показать потенциальным работодателям.

Карьера и области применения 3D-моделирования

Сегодня 3D-моделирование находит множество областей применения.

Медицинская промышленность использует подробные 3D-модели органов, в том числе снимки срезов из компьютерной томографии или МРТ-сканирования.

Архитекторы и инженеры также используют 3D-программы для демонстрации проектов зданий, ландшафтов, устройств, конструкций, транспортных средств и т. д.

Даже ученые начали использовать трехмерные геологические модели. Сейсмологи, например, используют их для прогнозирования событий внутри земной коры из-за смещения пластин, эрозии и т. д.

Несомненно, большинство людей проявляют сегодня интерес к 3D-моделированию благодаря двум крупнейшим индустриям развлечений.

Первой является кино и видео, в которых используются созданные на компьютере персонажи, объекты и пространства. Это могут быть как анимационные, так и обычные фильмы.

Другая отрасль — видеоигры. В большинстве современных игр используются 3D-модели и пространства для создания виртуальных миров, погружаясь в которые игроки не только играют, но и изучают ту или иную сферу деятельности.

Хотите понять, насколько вам интересна тема создания 3D-персонажей?

В ближайшее время в нашей Виртуальной школе графического дизайна начнется запись на новый онлайн-тренинг по созданию 3D игровых персонажей.

Источник

Что такое 3д моделирование, или как мечты превратить в реальность

Наверняка многие хотя бы раз слышали поговорку: «Что нам стоит дом построить: нарисуем, будем жить». Лет 30 тому назад это казалось сказкой, чем-то несбыточным из мира фантастики. Однако в наше время все возможно, даже превратить любую мечту в реальность.

Ведь от идеи до действующего объекта всего лишь несколько шагов. Если раньше необходимо было зафиксировать саму идею, сделать набросок, создать кучу чертежей с указанием нужных размеров. После этого создавали реальный прототип, который докручивали до идеала, подгоняя под все параметры. На это уходило достаточно много времени и материала.

С приходом компьютерных технологий все стало значительно проще. Не нужно тратить время на чертежи и изучение прототипа. 3д моделирование – это создание действующей модели любой формы и размера в трехмерном изображении.

3d моделирование: что это такое?

Достаточно часто мы слышим сочетание 3d, даже не задумываясь над смыслом. На самом деле, 3d – это сокращение английского 3-dimensional, что переводится как «три размера». Однако, сокращение не используется отдельно, обязательно добавляются поясняющие слова: звук, видео, шоу, принтер и так далее.

Основной смысл этого термина: переход из схематического, плоского пространства в трехмерное, более реалистическое. Такая визуализация нашла свое применение в создании объемных образов.

Таким образом, 3д моделирование – это создание объемных объектов при помощи компьютерных программ. Если же модели должны двигаться, то пользователю необходимо написать соответствующий компьютерный код.

Основные виды 3д моделирования

В зависимости от способа создания трехмерных объектов различают три основных вида моделирования:

Полигональное

Это классический вид моделирования, который основан на ручном вводе координат X, Y и Z для определения ключевых точек в пространстве. Такие точки соединяются ребрами и создают многоугольники (полигоны). Каждый полигон имеет уникальную текстуру, форму, цвет. Любой объект можно смоделировать, соединив группы полигонов.

Следует помнить основной недостаток этого вида моделирования. Чтобы края объекта не имели ограненный вид, количество полигонов должно быть большим. Кроме этого, сами полигоны должны быть очень маленькими. Именно так достигается реалистичность при полигональном моделировании.

Однако, если не предполагается увеличение объекта при приближении, то количество полигонов может быть не большим.

Сплайновое

Этот вид отличается тем, что здесь моделируются не отдельные кусочки объекта, а кривые для создания геометрии поверхности. Модель создается на основе сплайнового каркаса. А уже затем формируется трехмерная поверхность, которая огибает этот каркас.

Моделирование трехмерной кривой может быть основано на геометрических и функциональных отношениях или же произвольным. Во втором случае кривые определяются математическими уравнениями.

Такие поверхности применяются для моделирования сложных объектов, которые не имеют граней. Например, при создании моделей автомобилей, животных или людей.

Скульптуринг

Это относительно новый вид трехмерного моделирования. При создании цифровой модели пользователь взаимодействует с виртуальным объектом точно так же, как скульптор с реальной глиной. Виртуальный материал точно так же можно тянуть, толкать, скручивать или сжимать для создания модели.

Большинство инструментов для скульптуринга позволяют деформировать полигональную поверхность модели. Процесс напоминает чеканку по металлу. Поверхность можно сделать вогнутой или выпуклой.

Однако, есть инструменты, которые работают по другому принципу. Объемность зависит от используемого пиксельного изображения.

В скульптуринге есть возможность добавлять новые или убирать лишние слои. Различные инструменты помогают деформировать модель так, чтобы процесс был максимально комфортным для пользователя.

В программах для скульптуринга есть возможность сохранять несколько уровней детализации объектов. Все уровни взаимосвязаны. Поэтому при изменении поверхности какого-то одного уровня, все остальные уровни так же изменятся. И это следует учитывать при корректировке геометрии на более низком уровне.

Где применяют создание трехмерных моделей

3д моделирование применяется в различных областях. Наиболее популярные – дизайн, индустрия развлечения, кинематограф, реклама. Остановимся на каждой области подробнее.

Индустрия развлечения: компьютерные игры, кинематограф, анимация

Все вымышленные герои и виртуальные пространства созданы при помощи полигональной техники. Чем меньше площадь каждого полигона, тем реальней поверхность. В этом случае говорят о качестве графики – высокая и низкая.

3д моделирование при создании фильмов или игр позволяет значительно снизить стоимость финального продукта. Гораздо проще создать виртуальный мир или массовку, чем создавать реальные декорации и приглашать актеров.

Медицина

3д визуализация развивается в двух направлениях: компьютерная томография и протезирование. Сканирование в 3д формате помогает обнаружить те дефекты тканей, органов, которые не были замечены при проведении других обследований.

Протезирование позволяет создавать идеальный имплант, который подходит по всем параметрам без дополнительных изменений. Кроме этого, такая технология помогает смоделировать слуховой аппарат, протез конечности и даже искусственный сердечный клапан.

Дизайн

Сейчас разрабатывать новые проекты гораздо удобнее. Независимо от направления дизайна каждая деталь может быть представлена в виде объемных изображений.

Дизайн и разработка новых модных коллекций в настоящее время производится в компьютерных программах. Очень удобно продумать форму и крой каждого элемента одежды.

Презентация проекта по ландшафтному или внутреннему дизайну помещения уже не обходится без 3д визуализации. Это удобно и для заказчика, и для дизайнера. Можно посмотреть каждую деталь проекта под разными углами.

Наука и промышленность

В этих направлениях не обходятся без трехмерного моделирования. Любая научная гипотеза или новый механизм обязательно проходят проверку на такой модели.

Уже на этапе построения небольших элементов будут видны все недочеты в проектах или идеях. Их гораздо проще исправить виртуально, наблюдая за изменениями, чем после выпуска новых изделий дорабатывать в сжаты сроки и нести убытки.

ТОП программ для моделирования 3d объектов

Программы для 3d моделирования помогают создавать объемные модели персонажей или других объектов.

Самая первая программа, при помощи которой дизайнеры и архитекторы создают 3д визуализацию своих проектов. С 1982 года считается золотым стандартом в этом направлении среди профессионалов.

Не рекомендуется для начинающих 3d-дизайнеров. Программой предусмотрен метод скульптуринга из глины для создания объемных моделей. Он занимает достаточно много времени даже у профессионалов. Для новичков наиболее подходит бесплатное приложение Sculptris от создателей базовой программы.

Популярная программа среди разработчиков компьютерных игр и архитекторов для визуализации. Программа может работать и с анимацией, но для профессионального владения этими функциями необходимо качественное обучение.

Программа для дизайнеров, которые уже пробовали свои силы в 3d моделировании. Специализация – на архитектурных конструкциях. Используется для дизайна интерьеров и архитектуры. Чаще всего применяется для городского планирования, проектирования и строительства.

используется для создания анимационных фильмов, различных визуальных эффектов, интерактивных приложений и видеоигр.

Не обязательно использовать все перечисленные программы. Достаточно выбрать те, которые оптимально подходят для решения задач по 3д моделированию.

Где можно изучить 3д моделинг

Изучение трехмерного моделирования отличается от изучения графического искусства, так как включает в себя освоение достаточно сложных программ.

Новички очень часто бросают обучение 3d моделированию только из-за сложности. Но если смогли преодолеть все трудности и справились с программой выбранного курса, то создают анимацию различного уровня, структурную визуализацию и графику видеоигр.

Самые популярные курсы:

Программа рассчитана на 12 месяцев. За это время каждый студент гарантированно научится работать в самых популярных программах и создаст портфолио из 10 проектов. После завершения обучения будет выдан диплом. Кроме этого, каждый выпускник будет трудоустроен. Это гарантировано договором обучения.

Обучение длится 2 месяца в удобном для студентов формате. Все практические уроки направлены на изучение ZBrush. Каждый студент научится создавать характерных 3д персонажей различной сложности, оживлять их и добавлять соответствующее окружение.

Программа длится 2 месяца и направлена на изучение возможностей AutoCAD. Студенты на практике осваивают все тонкости создания грамотных и понятных чертежей по всем требованиям.

После завершения обучения выпускники могут работать с интерьерами, экстерьерами, строительными проектами на профессиональном уровне.

Обучение длится 5 месяцев и проходит в удобное время. Все материалы курса остаются в бессрочном доступе. Каждый студен на практике учится создавать качественные визуализации, неотличимые от фотографий. Во время обучения будет создано 5 работ для портфолио.

Курс подходит начинающим дизайнерам, так как помогает освоить самые популярные программы с нуля. Теория и практика коснется тем: визуализация различных интерьеров, моделирование по готовым чертежам, настройка света, самостоятельное создание интерьеров на заказ.

Кроме этого, для действующих студентов и выпускников существует бизнес-клуб, в рамках которого проводятся закрытые встречи с профессионалами. Во время обучения каждый студент выполняет задания в своем темпе.

Что почитать: подборка полезных книг

Подробная и понятная книга для тех, кто хочет освоить все тонкости моделирования и визуализации. Даны подробные рекомендации при построении объекта. Раскрываются детали, которые в других самоучителях раскрыты поверхностно.

Даны примеры и упражнения для самостоятельного изучения программы 3D-Max. Книга подходит для широкого круга пользователей. Значительное внимание уделено созданию персонажей и анимации.

Этот самоучитель разделен на два уровня глубины изучения программы: «Эксперт» и «Практик». Практик поможет новичкам освоиться в компьютерной графике, изучить азы, начать практиковать в программе SketchUp. Эксперт же поведет на глубину и поможет изучить все возможности 3д моделирования.

Если нет возможности посещать специальные курсы, то книга поможет быстрее разобраться в программе SketchUp. Здесь подробно описаны основные этапы работы по созданию различных объектов.

В книге изложены материалы одноименного учебного курса. Каждый читатель сможет самостоятельно разобраться в принципах работы с AutoCAD и Компас-3D.

Ответы на вопросы

Как будет проходить обучение?

Все уроки можно просмотреть в записи в своем личном кабинете. Дополнительно проводится живой вебинар с ответами на текущие вопросы. Тренер оставляет обратную связь по каждому выполненному заданию.

Смогу ли я совмещать обучение с основной работой?

Каждый студент выполняет задания в своем темпе. Для качественного обучения необходимо выделять 2-4 часа в день.

Не могу оплатить всю сумму сразу. Есть ли программа рассрочки?

Каждый студент может приобрести курс в рассрочку. Это позволит спланировать семейный бюджет и немного сэкономить.

Я никогда не занимался 3D-моделированием. Получится ли у меня?

Обучение построено таким образом, что даже новичок в профессии сможет освоить все тонкости работы. Кроме этого, всегда можно получить помощь от кураторов, тренеров.

Коротко о главном

Итак, 3д моделирование – это отличная возможность воплотить мечты в реальность. Это может быть новый дом или интерьер, или дизайн придомовой территории. Даже создание уникального персонажа видеоигры или небольшого фильма сейчас не представляет никакой сложности. Достаточно научиться создавать объемные модели и анимировать их при необходимости.

Источник

Что такое 3D-графика и как она устроена

Мы каждый день видим 3D-графику, но не задумываемся, как она устроена изнутри. Давайте заглянем за ширму.

Современные компьютеры генерируют графику, которая почти неотличима от того, как видим жизнь мы. И если вам всегда было интересно, как создаются реалистичные шедевры (или вы занимаетесь чем-то похожим), то будет полезно узнать, как вообще работает 3D.

Давайте разберёмся, как обычные точки превращаются в 3D-графику:

Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.

Создание 3D-моделей

Кажется, что это просто гладкий шар, но на самом деле он состоит из множества точек — вершин (англ. vertices — вершины):

Чем больше вершин, тем более детализированной выглядит модель и тем больше ресурсов требуется компьютеру, чтобы отрисовать такой объект на экране.

Вершины соединяются друг с другом и образуют рёбра (англ. edge) и грани (англ. face):

Всё это образует полигональную сетку (англ. polygon mesh или просто меш, геометрия) —- совокупность вершин, рёбер и граней (плоскостей), которая определяет форму объекта.

У каждой вершины есть свои координаты по осям X, Y и Z. А то, как грань отображается на мониторе, зависит от её положения относительно камеры и источников света:

Изменяя меш, добавляя вершины и меняя их положение, мы можем создавать любые сложные объекты:

Для создания твёрдых объектов (англ. hard surface) 3D-художники обычно меняют положение граней вручную, как это показано выше.

При работе с персонажами чаще используется скульптинг (англ. sculpting) — напоминает лепку из пластилина:

Но геометрия — не последний этап создания 3D-модели. Например, у моделей, созданных скульптингом, плохая топология (то, как именно устроен меш) — слишком много задействовано вершин:

Чтобы исправить это, используют специальные инструменты для ретопологии — это когда удаляют лишние грани, чтобы оптимизировать модель.

Также нужно подготовить материал — это то, как окрашены разные грани или вся модель. Возможен как и простой цвет, так и изображение или паттерн.

Есть множество других важных моментов: анимирование, запекание текстур, составление карт нормалей и так далее. Всё это стоит вплотную изучить тем, кто собирается моделировать 3D. Сейчас же мы поговорим о более техническом вопросе.

Отображение 3D-моделей на экране

Как на двумерном экране показать трёхмерную модель? В этом вопросе столько математики, что может показаться, будто это какая-то магия.

Пространство, в котором находятся объекты, называется сценой. Всё, что на ней, существует пока только в памяти компьютера в виде данных о геометрии, материалах и прочем.

Чтобы компьютер понял, как это всё отобразить, нужен наблюдатель, чьими глазами он будет смотреть на сцену, — камера. А чтобы мы могли хоть что-то разглядеть, нужен источник света.

Вот тут и начинается магия: компьютеру предстоит определить, как бы выглядела эта сцена с точки зрения камеры. Вот так это устроено:

Мы видим только то, что расположено между областями отсечения. Всё остальное, как можно догадаться, отсекается. Компьютер должен понять, какие цвета отобразить на мониторе в каждом из пикселей. Для этого он отправляет из камеры лучи и смотрит, во что они ударяются.

Если луч попадает в объект, то дальше компьютер проверяет, в какой именно полигон было попадание, какой материал у объекта, как падает свет, на каком расстоянии находится объект от камеры и многие другие переменные.

Всё это транслируется на плоскость проекции (англ. viewport) — двумерный квадрат в трёхмерном пространстве. Эта плоскость уже используется для того, чтобы составить изображение, которое будет показано на мониторе.

Процесс перевода 3D-сцены в 2D-изображение называется рендерингом (англ. rendering) или отрисовкой.

Движение в 3D

Мы узнали, как выводится одно изображение, но ведь 3D бывает ещё и в фильмах и играх, где постоянно происходит какое-то движение. На самом деле мы до сих используем тот же принцип анимации, что и несколько веков назад.

В 1877 году был изобретён праксиноскоп — барабан, обклеенный изнутри последовательностью изображений. В его центре есть ещё один барабан поменьше, обклеенный зеркалами. Если смотреть в центр устройства, когда оно вертится, можно увидеть иллюзию движения:

Сейчас это выглядит так:

Большинство современных мониторов могут выводить 60 картинок (кадров) в секунду (англ. Frames Per Second, FPS), благодаря чему создаётся ощущение плавности.

В случае с играми все кадры отрисовываются в реальном времени. То есть, пока пользователь играет, положение объектов на сцене меняется, компьютер 60 раз в секунду проверяет, как это всё выглядит, и обновляет изображение на мониторе.

Разумеется, это накладывает ограничения на качество изображения. Например, в играх только недавно появилась технология трассировки лучей (англ. Ray Tracing), которая позволяет программно рассчитывать рассеивание лучей света.

Вот, например, как выглядит сцена из Minecraft без RTX (технология трассировки лучей в видеокартах Nvidia):

Источник