Du weisst Was ist ein 3D-Modell?? In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Geschichte, Funktion und wichtige Merkmale dieses technologischen Fortschritts, wie zum Beispiel 3D-Modelle; entdecken Sie alles, was uns diese digitale Kunst bietet.
Was ist ein 3D-Modell?
Es ist der Prozess, technologische Darstellungen von jedem dreidimensionalen Material (unbelebt oder belebt) durch ein technisches Programm zu erstellen. Dies ist das, was wir ein 3D-Modell nennen. Es kann als zweidimensionales Bild durch einen Prozess namens 3D-Rendering behandelt oder in Computersimulationen physikalischer Phänomene verwendet werden. Das Modell kann auch physisch mit 3D-Druckgeräten erstellt werden.
Diese Formen können manuell hergestellt werden und der Fortschritt der Kreation ist dem der Herstellung von Skulpturen (in der digitalen Welt) sehr ähnlich, oder sie können automatisch mit einem 3D-Scanner hergestellt werden.
Modelle
Eine solche Figur verwendet eine Reihe von Punkten im 3D-Raum, um ein Prinzip mit drei Dimensionen auszuführen, und sie werden wiederum durch mehrere geometrische Einheiten (wie Dreiecke, Linien, Flächen usw.) verbunden. Als Datensammlung (Punkte und andere Informationen) können 3D-Modelle manuell, mithilfe von Algorithmen oder Scannen erstellt werden.
Die 3D-Modelle Sie werden häufig in 3D-Grafiken verwendet. Tatsächlich verbreitete sich ihre frühere Verwendung von Daten auf die Verwendung von 3D-Grafiken auf Computern, bevor Computer in Echtzeit rendern konnten, einige Videospiele verwendeten zuvor gerenderte Bilder dieser Matrizen als Sprites.
Derzeit werden 3D-Modelle in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Die medizinische Industrie verwendet detaillierte Organmodelle; Um dieses Bild zu erstellen, können verschiedene Teile eines 2D-Bildes eines MRT- oder CT-Scanners verwendet werden, die Filmindustrie verwendet sie als Charaktere und Objekte in Animations- oder Realfilmen.
Wissenschaftsabteilungen verwenden sie als sehr detaillierte Modelle der chemischen Zusammensetzung. Die Baubranche nimmt sie mit, um anhand von Software-Architekturmodellen Vorschläge zu Gebäuden und Landschaften zu demonstrieren.
Es wird von der Ingenieursgemeinschaft verwendet, um neue Artefakte, Fahrzeuge und Strukturen sowie Flugzeugträger für andere Zwecke zu entwerfen. In den letzten Jahrzehnten hat die Geowissenschaftsgemeinschaft damit begonnen, geologische 3D-Modelle als Standardpraxis zu etablieren. 3D-Modelle Sie können auch die Grundlage für physische Geräte werden, die mit 3D-Druckern oder CNC-Maschinen gebaut werden.
Darstellung
Wenn wir über diese 3D-Formen sprechen, sprechen wir auch über Kategorien hier 2 davon:
Entitäten:
Diese Modelle definieren das Volumen der Objekte (z. B. Felsen), die sie darstellen, sie sind realistischer, aber schwieriger zu bauen, das physikalische Modell wird hauptsächlich für nicht-visuelle Simulationen wie Medizin und Ingenieurwesen verwendet. Es wird für CAD- und spezielle Vision-Anwendungen verwendet, wie z. grafisches Raytracing, Raytracing und Solid-Geometrie-Konstruktion.
Hülle oder Umriss:
Diese Modelle repräsentieren die Oberfläche, wie den Umriss eines Objekts, und nicht sein Volumen (wie eine unendliche Hülle). Sie sind einfacher zu verwenden als physische Modelle und fast alle visuellen Modelle, die in Spielen und Filmen verwendet werden, sind Schutzmodelle.
Das Erscheinungsbild eines Körpers wird weitgehend durch sein strukturelles Erscheinungsbild bestimmt, das in der Computergrafik im Allgemeinen durch Grenzen dargestellt wird; für in Grafiken verwendete Körper ist eine zweidimensionale Oberfläche eine gute Analogie, obwohl diese Körper im Allgemeinen nicht mehrfach sind.
Da Oberflächen nicht begrenzt sind, ist ein diskreter digitaler Ansatz erforderlich: Polygonnetze (in geringerem Maße unterteilen Oberflächen) sind die gebräuchlichste Darstellung, obwohl punktbasierte Darstellungen in den letzten Jahren an Popularität gewonnen haben. Level-Sets sind nützliche Darstellungen von gekrümmten Oberflächen, die verschiedenen Arten von Änderungen unterliegen (z. B. Flüssigkeit).
Das Protokoll zum Konvertieren der Darstellung des Objekts (zum Beispiel der Mittelpunkt der Koordinaten der Kugel in der Darstellung der Kugel und der Punkt auf dem Umfang des Polygons) wird als Tessellation bezeichnet. Verwenden Sie diesen Schritt anhand von gerenderten Polygonen, bei denen das Objekt von der abstrakten ("ursprünglichen") Darstellung (zB Kugel, Kegel usw.) getrennt wird. Sie werden "Gitter" genannt und sind ein Netzwerk miteinander verbundener Dreiecke.
Dreieckige (statt quadratische) Netze sind beliebt, weil sie sich als einfach zu verwenden für das Rendern von Scanlinien erweisen. Nicht alle Rendering-Techniken verwenden Polygon-Rendering, und in diesem Fall ist der Tessellationsschritt nicht im Übergang von der abstrakten Darstellung zur gerenderten Szene enthalten.
Modellierter Prozess
Es gibt 3 Möglichkeiten, eine Modellierung durchzuführen:
Polygonmodellierung - Verbinden Sie Punkte (so genannte Scheitelpunkte) im 3D-Raum, um ein Polygonnetz zu bilden. Heute sind die meisten 3D-Modelle Sie werden mit polygonalen Texturmodellen erstellt, da sie sehr flexibel sind und sehr schnell von Computern gerendert werden können, jedoch sind Polygone flach und können nur mehrere Polygone verwendet werden, um eine gekrümmte Oberfläche anzunähern.
Kurvenmodellierung: Die Oberfläche wird durch die Sinuosität definiert und diese wird durch das Gewicht der Kontrollpunkte beeinflusst. Die Sinuosität folgt (aber nicht notwendigerweise interpoliert) diesen Punkten. Das Erhöhen des Gewichts eines Punktes bringt die Sinuosität näher an diesen Punkt. Zu den Sinuosity-Typen gehören nicht gleichförmige rationale B-Spline (NURBS), Schlüsselpunkte, Patches und geometrische Primitive.
Eine moderne Darstellung des ikonischen Utah-Teekannenmodells, das von Martin Newell (1975) entwickelt wurde. Die Utah-Teekanne ist eines der am häufigsten verwendeten Modelle in der Grafikausbildung. was ist 3D-Modelle, Digitale Skulptur: Obwohl die digitale 3D-Skulptur noch eine relativ neue Modellierungsmethode ist, wurde sie in den Jahren ihres Bestehens sehr beliebt.
Derzeit gibt es 3 Arten von digitalen Skulpturen: Verdrängung, die in digitalen Anwendungen am häufigsten verwendet wird. Derzeit verwendet "Volumen und digitales Mosaik", "Rolling" dichte Modelle (manchmal werden Netzpolygone aus unterteilten Oberflächen erzeugt) und speichert Positionen, um die Positionen der Scheitelpunkte durch eine 32-Bit-Karte zu sehen, die angepasste Positionen speichert.
Locker basiertes Volumen auf Voxel hat eine ähnliche Funktion wie ein Offset, aber wenn nicht genügend Polygone im Bereich vorhanden sind, um die Verformung zu erreichen, wird es nicht von erzwungenen Polygonen beeinflusst. Dynamische Tesselation ähnelt Voxel, verwendet jedoch Triangulation, um die Oberfläche zu teilen, um eine glatte Oberfläche zu erhalten und feinere Details zu ermöglichen.
Diese Systeme ermöglichen eine künstlerischere Erkundung, da es nicht nur notwendig ist, die Form und mögliche Details des Modells zu modellieren, sondern auch eine neue Topologie für das Modell zu erstellen. Bei Verwendung in einer Game-Engine wandelt das neue Mesh im Allgemeinen die Originalinformationen aus dem hochauflösenden Mesh in Offset-Daten oder normale Kartendaten um.
Es gibt viele Modellierungstechniken, darunter:
- konstruktive Festkörpergeometrie.
- implizite Oberflächen.
- Unterteilungsflächen.
Modelle können über spezielle Programme (zB Cinema 4D, Form • Z, Maya, 3DS Max, Blender, Lightwave, Modo, solidThinking) oder Anwendungskomponenten (3D Max Graviermaschine, Lofter) erstellt werden. Szenenbeschreibungssprache (wie POV-Ray); In einigen Fällen gibt es keine strikte Unterscheidung zwischen diesen Stadien; In diesem Fall ist die Modellierung nur ein Teil des Szenenerstellungsprozesses (dies ist beispielsweise bei Caligari trueSpace und Realsoft 3D der Fall).
Komplexe Materialien (wie Sandstürme, Wolken und flüssige Aerosole) werden mit Partikelsystemen modelliert und sind 3D-Massenkoordinaten, denen Punkte, Polygone, Texturstreudiagramme oder Sprites zugewiesen wurden.
Vergleich mit 2D-Methoden
Realistische 3D-Effekte werden im Allgemeinen ohne Drahtmodellierung erzielt und sind manchmal in der endgültigen Form nicht zu unterscheiden. Einige Grafikprogramme enthalten Filter, die auf 2D-Vektorgrafiken oder 2D-Rastergrafiken auf einer transparenten Ebene angewendet werden können.
Im Vergleich zur ausschließlichen Verwendung von 2D-Methoden umfasst die 3D-Drahtmodellierung folgende Vorteile:
- Flexibilität, Sie können geänderte Winkel oder animierte Bilder schneller präsentieren.
- Einfach zu rendern, automatische Berechnung und Rendering mit realistischen Effekten, keine Visualisierung oder mentale Schätzung erforderlich.
- Präziser Fotorealismus, der die Möglichkeit von Fehlausrichtungen durch menschliches Versagen, Übertreibung oder das Vergessen visueller Effekte reduziert.
Um das eine und das andere gemeinsam zu verbessern, gibt es Künstler, die eine Kombination dieser Form in 3D haben und dann Bilder von Computern überprüfen, die basierend auf dem 2D-Modell in 3D gerendert wurden.
3D-Modellmarkt
Ob für ein einzelnes Modell oder eine große Sammlung, 3D-Sampler und verwandte Inhalte wie Texturen, Skripte haben immer noch eine große Nische. Online-Shops für 3D-Inhalte ermöglichen es einzelnen Künstlern, die von ihnen erstellten Inhalte zu verkaufen. Normalerweise besteht das Ziel des Künstlers darin, einen höheren Wert für die zuvor für das Projekt erstellten Assets zu erzielen.
Auf diese Weise können Künstler mehr Geld mit ihren alten Inhalten verdienen und Unternehmen können Geld sparen, indem sie vorgefertigte Modelle kaufen, anstatt für die Erstellung neuer Modelle zu bezahlen. Diese Märkte teilen ihre Gewinne oft unter sich selbst und den Künstlern, die Waren herstellen, und die Künstler schaffen es, je nach Markt zwischen 40% und 95% des Umsatzes zu erzielen.
In den meisten Fällen behalten Künstler das Eigentum an den 3D-Modell; der Kunde erwirbt lediglich die Nutzungsrechte und zeigt das Modell. Einige Künstler verkaufen ihre Produkte direkt zu niedrigeren Preisen in ihren Geschäften, ohne Zwischenhändler zu verwenden.
In den letzten Jahren sind viele spezialisierte Märkte für 3D-Druckmodelle entstanden, einige 3D-Druckmärkte sind Kombinationen von Börsenmodellen mit oder ohne integrierte E-Commerce-Funktionen.
Es gibt andere Programme, die diese Art von XNUMXD-Bilddruckdiensten auf die gleiche Weise anbieten, und dies sind sehr bekannte Filesharing-Programme.
Druck 3D
Diese Art des XNUMXD-Prägens ist ein Verfahren der additiven Fertigungstechnik, bei dem dreidimensionale Objekte aus durchgehenden Materialschichten erzeugt werden.
In den letzten Jahren hat die Zahl der Unternehmen zugenommen, die kundenspezifische 3D-gedruckte Objektmodelle anbieten, diese Objekte wurden gescannt, in einem Computerprogramm dreidimensional gerendert und dann nach Kundenwunsch gedruckt.
Wie oben erwähnt, kann ein 3D-Modell auf einem Online-Marktplatz gekauft und dann von einer Person oder einem Unternehmen mit einem handelsüblichen 3D-Drucker gedruckt werden, sodass Teile und sogar Ausrüstung zu Hause hergestellt werden können.
Menschliche Modelle
Die erste weit verbreitete kommerzielle Anwendung von virtuellen menschlichen Modellen erschien 1998 auf der Lands'End-Website. Die virtuelle Schaufensterpuppe wurde von My Virtual Mode Inc entwickelt, mit der Benutzer ihre eigenen Modelle erstellen und 3D-Kleidung anprobieren können. Es gibt mehrere moderne Programme Geräte, mit denen virtuelle Menschmodelle erstellt werden können.
Verwendet
3D-Modellierung wird in verschiedenen Branchen wie Film, Animation und Games, Innenarchitektur und Architektur verwendet. Sie werden auch in der Medizinindustrie verwendet, um anatomische Strukturen interaktiv darzustellen, auch wird eine breite Palette von 3D-Software verwendet, bevor die digitale Darstellung des mechanischen Modells oder Teils tatsächlich hergestellt wird; CAD / CAM ist eine Software, die in solchen Bereichen verwendet wird, mit dieser Software können Sie nicht nur Teile bauen, sondern auch Teile zusammenbauen und deren Funktionen beobachten.
3D-Modellierungstechniken
Es gibt mehrere Techniken, um diese Art der Modellierung zu erledigen. Es kann etwas schwierig sein, aber die Verwendung mehrerer Techniken wird diese Praxis einfacher und effektiver machen, daher erklären wir die, die in dieser fantastischen Welt von 3d am häufigsten verwendet werden Modellieren:
Kantenmodellierung
Die Kantenmodellierung ist eine weitere polygonale Methode zum Erstellen von 3D-Assets. Es basiert auf der Erstellung eines anfänglichen Umrisses, der mit separaten Schleifen geladen wird, um die Lücken zwischen den verschiedenen Merkmalen des Modells zu füllen oder zu reduzieren aus einem Polygon-Objekt und das Füllen des Elements von innen ermöglicht es Ihnen auch, eine riesige Bibliothek von Teilen wie Augen, Ohren und Lippen zu erstellen.
Digitale Skulptur
Dies ist eine relativ neue Technologie, die jedoch erstmals reale Vermögenswerte berücksichtigt. Diese Methode simuliert im Grunde den Prozess der Erstellung einer physischen Skulptur, verfügt jedoch über eine Reihe digitaler Werkzeuge, mehrere Softwareprodukte (Blender, Zbrush) helfen dabei, Objekte sehr realistisch zu treffen und ermöglichen die Erstellung von Assets mit Geometrien basierend auf Meshes mit Millionen von Polygonen.
nurbs
Ungleichmäßige rationale Basis NURBS ist ein relativ altes mathematisches Modell, das häufig verwendet wird, wenn Modellierer Oberflächen auf einfache Weise erstellen müssen spezielle Kontrollpunkte zum Erzeugen von Oberflächen. Die Fläche wird durch den Abstand zwischen den Kontrollpunkten und dem ausgewählten Grad der Kurve bestimmt. Dieses System ist eine sehr effiziente und schnelle Möglichkeit, Zeichnungen und radiale Objekte in 3D zu erstellen.
Programme zur 3D-Modellierung
Es gibt eine große Anzahl von Programmen für die Modellierung, wir werden einige wichtige erwähnen:
Rhinozeros
Diese Art von 3D-Effektprogramm basiert auf einem anderen Programm und ist computerorientiertes Design, es wurde von Robert McNel und Company erstellt und basiert auf einem Autodesk-Add-On für AutoCAD. Diese Anwendungen werden grundsätzlich in Industriedesign, Architektur, Schiffbauunternehmen, vielen digitalen Anwendungen der neuen Ära, die sehr schnell sind, verwendet.
Fusion 360
Diese Anwendung wird hauptsächlich für mechanisches oder technisches Design verwendet, sie hat die Fähigkeit, künstlerische Formen in drei Dimensionen aufzunehmen, wenn auch sehr begrenzt. Es ist ein sehr kommerzielles Programm, so dass es sowohl in der Cloud als auch auf dem Handy verwendet werden kann. Wenn Sie keine Internetverbindung haben, können Sie es in Ihrem Projekt auch ohne verwenden.
Mixer
Es ist eine Multiplattform-Computeranwendung, die für diese Art von Skizze, Beleuchtung, Rendering, Animation und Erstellung von 3D-Grafiken verwendet wird. Das beste Werkzeug, das diese Anwendung hat, ist die Art der Skizze, da sie einen übertrieben einfach zu verstehenden Workflow hat. Wenn Sie eine 3D-Anwendung ausschließlich zum Erstellen von Assets benötigen, ist dies eine gute Option.
Diese Anwendung verfügt also über alle notwendigen Funktionen, die Sie in jedem anderen Designprogramm finden können.
Dieses Programm wurde ursprünglich kostenlos verteilt, aber zu diesem Zeitpunkt gab es noch keinen Quellcode und die Handbücher waren bereits zum Verkauf erhältlich. Später wurde daraus Software.
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