Изграждане на 3d модели. 3D моделиране в съвременния свят

Повечето хора, които са нови в 3D анимацията, се отказват веднага щом разберат колко време и усилия са необходими за създаването на 3D модели. Всъщност традиционните пакети за 3D анимация (като 3ds Max, Maya, Blender и др.) използват предимно ръчно моделиране. Моделите са базирани на примитиви - прости геометрични фигури- които след това се модифицират с помощта на специални инструменти. Този процес отнема много време и изисква постоянство и търпение.

Въпреки това, има програми, които използват различен подход към създаването на 3D анимация. Разработчиците поемат цялата "мръсна" работа по създаването на модели, а на потребителя се предлагат готови набори от библиотеки, от които той може да избере подходящите елементи. Така, ако крайната цел е проектирането на интериорен дизайн, не е нужно да отделяте време за моделиране на всеки стол и прозорец, просто направете 3D проект по зададен план и поставете готовите модели на местата им. И ако искате да създадете 3D анимация, в която участват триизмерни герои, потребителят може бързо да редактира готовите модели, постигайки желаните черти на лицето и да визуализира проекта.

Ясно е, че програмите за „бързо“ 3D моделиране не предоставят толкова поле за творчество, колкото по-сложните триизмерни редактори, но са по-достъпни за широк кръг потребители и позволяват дори тези, чиято професия няма нищо общо с това да се присъедини към 3D света.отношения.

Когато става въпрос за 3D редактори, като правило се разбира, че те разполагат с инструменти за триизмерно моделиране. В този смисъл DAZ Studio е необичаен редактор, тъй като в него практически няма инструменти за моделиране. Тази програма е по-скоро като виртуална площадка за игра на кукли или други ролеви игри. На потребителя се предлагат готови модели, които той може да постави на сцената по свое усмотрение и да сменя позите си.

Някои модели са налични в DAZ Studio веднага след инсталирането и можете да оцените как програмата работи върху тях. Опитайте например Genesis (наличен в архива с дистрибуцията, но инсталиран отделно). Това е модел на човек с много подробни параметри за промяна на външния вид. Чрез промяна на позицията на няколко плъзгача можете да постигнете почти всяка форма - от супермен с огромни мускули до стройно момиче. На модела Genesis можете също да практикувате смяна на пози, като карате героя да седне или легне. И няма проблеми с неправилната работа на костите - всички модели използват обратна кинематика, тоест виртуалната им структура на костите е естествена. Ако вдигнете ръката на героя нагоре, тогава дланта също ще се издигне, ако протегнете ръката си напред, моделът ще огъне гърба си по същия начин, както прави човек.

3D моделите могат не само да бъдат поставени на сцената правилно, но и да бъдат облечени. Този процес също е максимално автоматизиран – изберете правилните дрехи и те ще паснат на фигурата на модела. Ако на някои места възникнат грешки и тъканта преминава през кожата, можете лесно да коригирате това с помощта на програмните инструменти.

Разбира се, за да бъде интересно да работите с DAZ Studio, ще ви трябват допълнителни модели. И тук става ясно как разработчиците правят пари. Самата програма е безплатна, в нея е невъзможно да се създават модели, но на официалния уебсайт можете... нали, да ги купите. Изборът е огромен: има и фигури на хора, и модели на животни, и различни аксесоари, включително превозни средства, дрехи, елементи заобикаляща среда. Като цяло всичко за създаване на виртуален свят.

Reallusion е добре известен със своя софтуер CrazyTalk, който превръща изображенията в говорещи 3D герои. iClone е по-сложна програма, въпреки че създаването на 3D анимирани аватари е едно от нещата, в които е особено добър. Просто качете снимка в програмата (задължително е лицето на портрета да бъде показано в близък план), изберете 3D персонаж, чиято глава изображението ще бъде „разтегнато“ и коригирайте позицията на основните елементи на лицето с помощта на специални маркери. За броени минути снимката ще се превърне в 3D модел, който след това може да бъде накаран да говори и да се движи.

Акцентът в iClone е върху анимацията на героите - програмата предлага няколко опции за анимиране на 3D модели наведнъж. Една от тях е технологията HumanIK, която е лицензирана от Autodesk, разработчикът на 3ds Max, Maya и Softimage. По време на процеса на анимация потребителят може да се почувства като актьор, управляващ кукли. Просто изберете точка от скелета на героя и задайте желаното движение за нея. В същото време различни части на тялото могат да се управляват отделно, например първо да настроите анимацията долни крайници, след това превъртете времевата линия до първия кадър и започнете да анимирате горните.

3D сцените, създадени в iClone, могат да съдържат почти всички същите компоненти, които са необходими за професионални 3D редактори. Искате ли да смените осветлението? Никакви проблеми! Може би да добавите друга камера? Вие сте добре дошъл! Проектът може да съдържа и музика, но най-удивителната характеристика на iClone е поддръжката на технологията за улавяне на движение. За да направите това обаче, ще ви трябва допълнително оборудване (специални сензори), но ако го имате, можете да наблюдавате с интерес как 3D героите в iClone повтарят всичките ви движения. Такъв инструмент ще се хареса особено на децата, които могат сами да разиграват сцени и след това да наблюдават как техните движения се пренасят във виртуалния свят.

За разлика от програмите, разгледани по-горе, Sculptris не предлага готови 3D модели. Тази програма обаче има толкова удобен подход към моделирането, че не е трудно да създадете свои собствени триизмерни обекти. Вместо да оформяте модела, като работите с многоъгълници, ръбове и върхове, в Sculptris можете просто да извайвате предмети като глина. Потребителят разполага с разнообразие от виртуални четки с различни профили.

Използвайки тези прости инструменти, можете да създадете вдлъбнатини в оригиналните повърхности или обратно, да ги изградите, като ги екструдирате навън. Силата на удара върху обекта може лесно да се контролира. Радиусът на въздействие на инструмента, твърдостта на четката и други необходими параметри също се регулират.
По подразбиране Sculptris използва режима на симетрично моделиране, който е полезен за създаване на лица на хора или животни. В този случай условна равнина на симетрия минава през центъра на модела и всички промени, които потребителят прави от едната страна на модела, се отразяват симетрично от другата. Ако предпочитате да използвате асиметричен режим за текущия си проект, можете лесно да го активирате.

Sculptris няма инструменти за анимация, а възможността за декориране на модели се свежда до рисуване в различни цветове върху повърхността им. За текстуриране можете да използвате и чертежи от графични файлове. Но като цяло Sculptris си струва да се използва заедно с други 3D графични приложения. За щастие програмата поддържа експортиране в популярния формат OBJ, който се използва от почти всички 3D редактори.

За съжаление, няма нужда да очаквате нови функции от Sculptris в бъдеще. Някога обещаващият проект беше придобит преди няколко години от Pixologic, която разработва търговски продукт, подобен по функционалност на ZBrush. Оттогава развитието на Sculptris е замразено, така че ако искате повече опции за моделиране и рисуване на герои, трябва да преминете към ZBrush. Проектите, създадени в Sculptris, се поддържат в търговския софтуер на Pixologic.

Бързо създаване архитектурни проекти

3D графиката е не само анимация и герои, но и виртуални интериори и екстериори. За бързо създаванеархитектурни проекти, можете да използвате безплатните програми SketchUp и Sweet Home 3D. Първият доскоро беше разработен от Google и предоставя достъп до безплатното хранилище на модели на Google 3D Warehouse. Директно от програмата можете да изтеглите много готови модели на сгради, огради, мебели, прозорци, врати, фонтани, цветни лехи, дървета и др. Има специален инструмент за бързо създаване на стени на сгради, както и линийка за поддържане на точни размери.

Sweet Home 3D няма властен поддръжник като Google, но проектът се справя доста добре от години. На уебсайта на проекта можете да намерите стотици безплатни 3D модели, създадени от потребителите на програмата, а удобна функция за импортиране ще ви помогне да приложите изтегления модел в завършен проект. С помощта на Sweet Home 3D е удобно да се изгражда от чертеж или скица, програмата има удобни инструменти за създаване на стаи, добавяне на подове и издигане на стълби.

железен въпрос

Създаване 3D графикавинаги изисква значителни хардуерни ресурси, дори и да не е за професионални редактори, но за програми за "бързо" създаване на 3D. Ето защо, ако имате на разположение само стар лаптоп с Windows XP, едва ли си струва да инсталирате софтуера, разгледан в тази статия. Моделирането в Skulptris, създаването на анимации и изобразяването им в iClone и Daz 3D се извършва най-добре на 64-битови системи с много оперативна памет. Мощен процесор няма да навреди, както и модерен видео адаптер (например с поддръжка на CUDA), който може да поеме някои от изчисленията.

30 май 2013 г

Повечето хора, които са нови в 3D анимацията, се отказват веднага щом разберат колко време и усилия са необходими за създаването на 3D модели. Всъщност традиционните пакети за 3D анимация (като 3ds Max, Maya, Blender и др.) използват предимно ръчно моделиране. Моделите са базирани на примитиви - прости геометрични форми - които след това се модифицират с помощта на специални инструменти. Този процес отнема много време и изисква постоянство и търпение.

Разбира се, за да бъде интересно да работите с DAZ Studio, ще ви трябват допълнителни модели. И тук става ясно как разработчиците правят пари. Самата програма е безплатна, в нея е невъзможно да се създават модели, но на официалния уебсайт можете... нали, да ги купите. Изборът е огромен: има и фигури на хора, и модели на животни, и различни аксесоари, включително превозни средства, дрехи, елементи от околната среда. Като цяло всичко за създаване на виртуален свят.

Акцентът в iClone е върху анимацията на героите - програмата предлага няколко опции за анимиране на 3D модели наведнъж. Една от тях е технологията HumanIK, която е лицензирана от Autodesk, разработчикът на 3ds Max, Maya и Softimage. По време на процеса на анимация потребителят може да се почувства като актьор, управляващ кукли. Просто изберете точка от скелета на героя и задайте желаното движение за нея. В същото време различни части на тялото могат да се управляват отделно, например, първо настройте анимацията на долните крайници, след това превъртете времевата линия до първия кадър и започнете да анимирате горните.

Бързо създаване на архитектурни проекти

3D графиката е не само анимация и герои, но и виртуални интериори и екстериори. За бързо създаване на архитектурни проекти можете да използвате безплатни програми и. Първият доскоро беше разработен от Google и предоставя достъп до безплатното хранилище на модели на Google 3D Warehouse. Директно от програмата можете да изтеглите много готови модели на сгради, огради, мебели, прозорци, врати, фонтани, цветни лехи, дървета и др. Има специален инструмент за бързо създаване на стени на сгради, както и линийка за поддържане на точни размери.

Sweet Home 3D няма властен поддръжник като Google, но проектът се справя доста добре от години. На уебсайта на проекта можете да намерите стотици безплатни 3D модели, създадени от потребителите на програмата, а удобна функция за импортиране ще ви помогне да интегрирате изтегления модел в завършен проект. С помощта на Sweet Home 3D е удобно да се изгражда от чертеж или скица, програмата има удобни инструменти за създаване на стаи, добавяне на подове и издигане на стълби.

железен въпрос

Създаването на триизмерни графики винаги изисква значителни хардуерни ресурси, дори ако не говорим за професионални редактори, а за програми за „бързо“ 3D създаване. Ето защо, ако имате на разположение само стар лаптоп с Windows XP, едва ли си струва да инсталирате софтуера, разгледан в тази статия. Моделирането в Skulptris, създаването на анимации и изобразяването им в iClone и Daz 3D се извършва най-добре на 64-битови системи с много RAM. Мощен процесор няма да навреди, както и модерен видео адаптер (например с поддръжка на CUDA), който може да поеме някои от изчисленията.

Сергей и Марина Бондаренко
Написано за списание CHIP

Днес ще ви разкажа какво е 3D моделиране, как се случва, къде се използва и с какво се яде. Тази статия е насочена предимно към тези, които само бегло са чували какво е 3D моделиране или просто опитват ръцете си в него. Затова ще обясня максимума "на пръстите".

Има 3 основни индустрии, които днес не могат да си представят без използването на триизмерни модели. Това е:

Развлекателна индустрия
медицина (хирургия)
индустрия

Първият, който срещаме почти всеки ден. Това са филми, анимация и 90% компютърни игри. Всички виртуални светове и герои са създадени по същия принцип - полигонално моделиране.

Тези триъгълници и четириъгълници се наричат многоъгълници.

Колкото повече полигони на зона на модела, толкова по-точен е моделът. Това обаче не означава, че ако моделът съдържа малко полигони (low poly), това е лош модел и ръцете на човека не са оттам. Същото не може да се каже за факта, че ако моделът има над999999 полигони (High poly), това е готино. Всичко зависи от дестинацията. Ако, например, говорим за масивен мултиплейър, тогава си представете какъв ще бъде вашият компютър, когато трябва да обработвате 200 символа наоколо, ако всички те са високополигонални?

Моделирането на полигони се осъществява чрез манипулиране на полигони в пространството. Теглене, въртене, преместване и т.н.

Пионерът в тази индустрия е Autodesk (известен на мнозина с продукта си AutoCAD, но повече за това по-късно).
продукти Autodesk 3Ds Max, и Autodesk Mayaсе превърнаха в де факто индустриален стандарт. И като 15-годишен тийнейджър започнах запознанството си с 3D модели с 3Ds Max.

Какво получаваме на изхода, като направим такъв модел? Получаваме визуално ИЗОБРАЖЕНИЕ. Геймърите понякога казват „Пропаднах през текстури“ в игра. Всъщност вие пропадате през полигоните, към които се прилагат тези текстури. И падането в безкрайността се случва именно защото зад образа няма нищо. По принцип получените изображения се използват за ИЗДЕЛИЯ(окончателно изобразяване на изображението), в играта / във филма / за изображението на работния плот.

Всъщност по едно време се опитах да „заслепя“ нещо, за да направя готин рендер (тогава беше много по-трудно).
Говорейки за моделиране. Има тенденция като 3D скулптуриране.Всъщност същото полигонално моделиране, но насочено към създаване на предимно сложни биологични организми. Той използва други инструменти за манипулиране на полигони. Самият процес прилича повече на преследване, отколкото на 3D моделиране.

Ако полигонален модел е направен под формата на затворен обем, като същите скулптури, тогава благодарение на модерната технология за 3D печат (която може да дъвче почти всяка форма), те могат да бъдат оживени.

По същество това единствения начинза да се появяват многоъгълни 3D модели в реалния свят. От горното можем да заключим, че полигоналното моделиране е необходимо изключително за творчески хора (художници, дизайнери, скулптори). Но това не е ясно. Например, друга основна област на приложение за 3D модели е лекарствотот. е. хирургия. Възможно е израстването на протеза от кост вместо фрагментирана. Например долната челюст за костенурка.

Нямам медицинско образование и никога не съм моделирал нищо за медицина, но предвид естеството на формите на модела съм сигурен, че там се използва полигонално моделиране. Медицината вече е стигнала много далеч и както показва следващото видео, можете да поправите почти всичко (ако имахте пари).

Разбира се, използвайки полигонално моделиране, е възможно да се изградят всички тези възстановяващи и подсилващи елементи, но е невъзможно да се контролират необходимите пролуки, сечения, да се вземат предвид физическите свойства на материала и производствената технология (особено раменната става). За такива продукти се използват методи за промишлен дизайн.

Те се наричат правилно: CAD (компютърно проектиране)или на английски CAD (компютърно проектиране). Това е коренно различен тип моделиране. Това правя вече 8 години. И точно за него ще ви разкажа в бъдеще. Как този метод се различава от полигоналния? Фактът, че няма многоъгълници. Всички форми са интегрални и са изградени на принципа профил + посока.

Основният тип е твърдо моделиране. От името се разбира, че ако разрежем тялото, вътре в него неще бъде празен. Твърдото моделиране е достъпно във всяка CAD система. Той е чудесен за проектиране на рамки, зъбни колела, двигатели, сгради, самолети, автомобили и всичко, което идва от промишленото производство. Но в него (за разлика от полигоналното моделиране) забранено енаправете модел на чанта за хранителни стоки от супермаркет, копие на съседско куче или смачкани неща на стол.

Целта на този метод е да се получи не само визуален образ, но и измерима и оперативна информация за бъдещия продукт.

CAD е прецизен инструмент и когато работите с CAD, първо трябва да си представите в главата си топология на модела.Това е алгоритъмът на действията, който формира формата на модела. Тук само по топология можете да различите опитен специалист от крив. Не винаги замислената топология и сложността на формата могат да бъдат приложени в твърдо състояние и тогава неразделна част от индустриалния дизайн идва на наша помощ - моделиране на повърхността.

Топологията в повърхностите е 10 пъти по-важна, отколкото при твърдото моделиране. Неправилна топология - срив на модела. (Напомням ви, че тази статия е преглед и за начинаещи, не рисувам нюансите тук). Овладяването на топологията на повърхностите на високо ниво затваря 70% от проблемите в промишленото моделиране. Но това изисква много практика и постоянна практика. В крайна сметка повърхностите все още са затворени в плътен модел.

С течение на времето идва разбирането за най-удобния метод за моделиране на конкретен продукт. Тук има много лайфхакове и всеки специалист има свои собствени.

ВАЖНО:използването на CAD без специализирано образование не е продуктивно! Самият аз съм виждал много пъти как креативни хора или майстори на всички занаяти се опитват да проектират. Да, разбира се, те моделираха нещо, но всичко беше „сферичен кон във вакуум“.
При моделиране в CAD освен топология е необходимо да имате и дизайнерски умения. Познайте свойствата на материалите и производствената технология. Без това е същото като забиване на пирони с възглавница или гладене с прахосмукачка.

В CAD получаваме електронен геометричен модел на продукта.

(Напомням ви, че с полигонално моделиране получаваме визуален образ)

От него можете:

Правете рисунки
Може да се използва за написване на програма за CNC машини,
Може да се параметризира (това е, когато чрез промяна на 1 параметър можете да промените модела без преработка)
Възможно е да се извършат силови и други изчисления.
Може да се изпрати и за 3D печат (и качеството ще бъде по-добро)
Направете рендер.

Мисля, че това ти е достатъчно. Ние демонтирахме:

2 основни вида моделиране.
Анализирани областите на приложение.
Анализирани са възможностите на всеки метод и неговата цел
Разглобихме основните видове моделиране в CAD и някои от нюансите

Надявам се да сте се насладили!

Етикети: cad, cad, 3d моделиране, бързо прототипиране, обучение

Технологии за 3D моделиране и съответно програми за 3D моделиране днес много търсени и много търсени.

На първо място, това се дължи на огромните възможности за триизмерно моделиране, както и на тяхната достъпност.

3D моделиране: характеристики и приложения

3d моделиране - модерна технологияизграждане на триизмерен модел на обект в триизмерно пространство на базата на професионални графични софтуерни продукти.

Разширено 3D моделиране и професионални програмиза 3d моделиране дават неограничени възможности за създаване на 3D модели на обектис различни размери и нива на сложност, както и за производство и тестване на прототипи на продукти.

Приложение на 3D моделиране:

разработване на обемна анимация;
изготвяне на презентация на нов продукт;
тестване на функционалността и дизайна на нов продукт;
създаване на външна реклама и рекламни оформления;
дизайн на продуктови опаковки, печатни материали и POS материали;
3D прототипиране в архитектурата и дизайна;
компютърни игри, кино и др.

Програми за 3D моделиране (безплатни програми за 3D моделиране)

Най-известните и професионални софтуерни продукти за изграждане и редактиране на триизмерни модели са:

блендер;
изработка на скица;
Sculptris;
LEGO Digital Designer.

С тези програми можете създаване на почти всяко ниво на сложност 3D моделобект, освен това всеки от тях съдържа високоспециализирани инструменти за триизмерно моделиране. Нека разгледаме всеки един от тях по-подробно.

Блендер

Програмата за 3D моделиране на Blender е безплатен пакетза 3D графика. Програмата съдържа инструменти за анимация, моделиране, рендиране, както и инструменти за последваща обработка на видео и разработка на компютърни игри.

Функциите на програмата Blender позволяват както на професионалисти, така и на любители да работят с нея, тя разполага с всички основни инструменти и инструменти, набори от текстури, манипулатори на събития и модели на професионален 3D редактор. Освен това е възможно да се приложи допълнителни функциипрограми при свързване на специални плъгини.

Характеристики на Blender:

поддръжка на различни видове геометрични примитиви;
съдържа вградени механизми и инструменти за рендиране и сливане с външен YafRay рендер;
включва инструменти за анимация - ключови кадри, нелинейни, скелетни, меки и динамични инструменти за динамика твърди вещества, деформация на мрежата и др.
позволява нелинейно редактиране и създаване на комбинирано видео;
>съдържа инструмент на Python, който ви позволява да разработите логическа система за компютърни игри, автоматизира задачи.

Друг безплатна програмаза симулация, най-често използван в интериорния дизайн. Sweet Home 3D ви позволява просто да създадете план за отделна стая или цялата къща, да подредите мебели, прозорци, врати, стълби и др. по преценка на дизайнера. Програмата има специален каталог с образци на мебели, за по-голямо удобство на потребителя е организиран в категории. Можете да изтеглите нови модели мебели безплатно от уебсайта на разработчика.

Характеристики Sweet Home 3D:

удобен и прост интерфейс;
наличие на образци на мебели, събрани в един каталог;
възможност за импортиране на отделни 3D обекти или план на къща от програмата;
възможността за редактиране на текстури, импортирането им и форматирането на мебелите;
многоезичен интерфейс и поддръжка за много полезни плъгини.

Направете скица

Удобна програма за изграждане и редактиране на 3D обекти. Тази симулационна програма почти няма прозорци за предварително зададени настройкии това е едно от основните му предимства. Благодарение на приставката Google Earth, вградена в софтуерния пакет, готови 3d обекти могат да се поставят в услугата за карти на Google.

SketchUp Make е оптимална програма за начинаещи 3D моделисти и дизайнери, в сравнение със сложни и претоварени аналози.

Основни характеристики на Sketchup Maker:

прост и удобен интерфейс;
наличието на елементарни инструменти за редактиране, разбираеми за всеки - гумичка, молив, линийка, транспортир и др., само в триизмерно пространство;
възможността за експорт/импорт на елементи както на растерни двуизмерни графики, така и на триизмерни графики - psd, png, jpg, bmp, 3ds, ddf, dwg;
наличието на попълнена библиотека от стилове, компоненти и материали, възможност за използване на различни плъгини;
функции за настройка на сянка;
възможността за изтегляне на готови скриптове;
сливане с програмата Google Earth.

Sculptris

Програма за 3d моделиране, чието основно предимство е постепенно, бързо и лесно овладяване на създаване на триизмерни модели.Простотата на интерфейса и възможността за работа с програмата дори за начинаещ.

Съдържа инструменти за екструдиране, екструдиране, изглаждане на разработвания модел. Наличието на голям брой инструменти за редактиране и системи за настройки ви позволяват да създавате модели с различна сложност в Sculptris.

Основни характеристики на програмата:

съхраняване на модела във формат OBJ, което дава възможност за работа с този модел в друг 3D редактор;
автоматично редактиране на симетрията на модела;
настройка на работещи "четки" - регулиране на размера, силата на натискане и др.;
наличието на скулптурни четки, предназначени за натискане, дърпане, изглаждане и усукване и др.
съдържа система от маски, които защитават зоната на модела;
преструва голям брой различни материалиизползва се за създаване на 3D модели;
позволява да "оцветите" модела.

LEGO Digital Designer (LDD)

конструктор, предназначени за изграждане на 3D модели LEGO.Има огромен избор от различни видове части, чийто цвят може да се променя в процеса. Лесен за управление и удобен за потребителя интерфейс.

Дава възможност за увеличаване и намаляване на работното пространство на LDD, свободно движение и завъртане под произволен ъгъл. Активира режима на изглед на готовия модел, където можете да промените неговия фон.

Основни характеристики на LEGO Digital Designer:

широка гама от LEGO елементи, повече от 700 разновидности;
съхранение на готови модели;
възможността за качване на готовия модел на официалния уебсайт на програмата;
неограничен брой части.

Можете да поръчате професионално и да отпечатате готовия модел на 3d принтер на достъпни цени.