Sai Che cos'è un modello 3D? In questo articolo imparerai a conoscere la storia, la funzione e le caratteristiche importanti di questo progresso tecnologico, come i modelli 3D; scopri tutto ciò che questa arte digitale ci offre.
Che cos'è un modello 3D?
È il processo di creazione di rappresentazioni tecnologiche di qualsiasi materiale tridimensionale (inanimato o animato) attraverso un programma tecnico. Questo è ciò che chiamiamo un modello 3D, può essere trattato come un'immagine bidimensionale mediante un processo chiamato rendering 3D o utilizzato nelle simulazioni al computer di fenomeni fisici, il modello può anche essere creato fisicamente utilizzando apparecchiature di stampa 3D.
Queste forme possono essere prodotte manualmente e l'avanzamento della creazione è molto simile a quello della realizzazione di sculture (nel mondo digitale), oppure possono essere prodotte automaticamente utilizzando uno scanner 3D.
Modelli
Una figura di questo tipo utilizza una serie di punti nello spazio 3D per eseguire un principio che ha tre dimensioni e, a loro volta, sono uniti da diverse entità geometriche (come triangoli, linee, superfici, tra le altre). Come raccolta di dati (punti e altre informazioni), i modelli 3D possono essere realizzati manualmente, utilizzando algoritmi o scansioni.
I Modelli 3d sono ampiamente utilizzati nella grafica 3D. In effetti, il loro precedente utilizzo dei dati si estende all'uso della grafica 3D sui computer, prima che i computer potessero renderizzare in tempo reale, alcuni videogiochi utilizzavano immagini precedentemente renderizzate di queste matrici come sprite.
Attualmente, i modelli 3D sono attualmente applicati in vari campi. L'industria medica impiega modelli di organi dettagliati; Varie parti di un'immagine 2D da uno scanner MRI o CT possono essere applicate per creare questa immagine, l'industria cinematografica le prende come personaggi e oggetti in film d'animazione o reali.
I dipartimenti di scienze li usano come modelli di composizione chimica molto dettagliati. L'industria delle costruzioni li porta a dimostrare suggerimenti su edifici e paesaggi attraverso modelli di architettura software.
Viene utilizzato dalla comunità ingegneristica per progettare nuovi manufatti, veicoli e strutture e portaerei per altri scopi. Negli ultimi decenni, la comunità delle scienze della terra ha iniziato a stabilire modelli geologici 3D come pratica standard, Modelli 3d Possono anche diventare la base per dispositivi fisici costruiti con stampanti 3D o macchine CNC.
Rappresentazione
Quando parliamo di queste forme 3D, parliamo anche di categorie qui 2 di queste:
Entità:
Questi modelli definiscono il volume degli oggetti (come le rocce) che rappresentano, sono più realistici, ma più difficili da costruire, il modello fisico viene utilizzato principalmente per la simulazione non visiva, come la medicina e l'ingegneria. Viene utilizzato per applicazioni CAD e di visione speciali, come; ray tracing grafico, ray tracing e costruzione di geometria solida.
Conchiglia o contorno:
Questi modelli rappresentano la superficie, come il contorno di un oggetto, piuttosto che il suo volume (come un guscio infinito). Sono più facili da usare rispetto ai modelli fisici e quasi tutti i modelli visivi utilizzati nei giochi e nei film sono modelli di protezione.
L'aspetto di un corpo è in gran parte determinato dal suo aspetto strutturale, che è generalmente rappresentato dai confini nella computer grafica; per i corpi utilizzati nella grafica, una superficie bidimensionale è una buona analogia, sebbene questi corpi generalmente non siano multipli.
Poiché le superfici non sono limitate, è necessario un approccio digitale discreto: le mesh poligonali (in misura minore suddividono le superfici), sono la rappresentazione più comune, sebbene le rappresentazioni basate sui punti siano diventate più popolari negli ultimi anni. Gli insiemi di livelli sono utili rappresentazioni di superfici curve che subiscono vari tipi di modifiche (come il fluido).
Il protocollo per convertire la rappresentazione dell'oggetto (ad esempio il punto medio delle coordinate della sfera nella rappresentazione della sfera e il punto sulla circonferenza del poligono) si chiama tassellazione. Utilizzare questo passaggio sulla base dei poligoni resi, in cui l'oggetto è separato dalla rappresentazione astratta ("originale") (ad es. sfera, cono, ecc.). Si chiamano "griglie" e sono una rete di triangoli interconnessi.
Le mesh triangolari (piuttosto che quadrate) sono popolari perché si dimostrano facili da usare per il rendering delle linee di scansione. Non tutte le tecniche di rendering utilizzano il rendering poligonale e, in questo caso, la fase di tassellazione non è inclusa nella transizione dalla rappresentazione astratta alla scena renderizzata.
Processo modellato
Ci sono 3 modi per fare una modellazione:
Modellazione poligonale: collega punti (chiamati vertici) nello spazio 3D per formare una mesh poligonale. Oggi, la maggior parte dei Modelli 3d Sono costruiti con modelli di texture poligonali perché sono molto flessibili e possono essere renderizzati molto rapidamente dai computer, tuttavia i poligoni sono piatti e solo più poligoni possono essere usati per approssimare una superficie curva.
Modellazione delle curve: La superficie è definita dalla sinuosità e questa è influenzata dal peso dei punti di controllo. La sinuosità segue (ma non necessariamente interpola) questi punti. Aumentando il peso di un punto si avvicina la sinuosità a quel punto. I tipi di sinuosità includono B-spline razionali non uniformi (NURBS), punti chiave, patch e primitive geometriche.
Una rappresentazione moderna dell'iconico modello di teiera Utah sviluppato da Martin Newell (1975). La teiera Utah è uno dei modelli più utilizzati nella didattica della grafica, cos'è Modelli 3d, Scultura digitale: sebbene la scultura digitale 3D sia ancora un metodo di modellazione abbastanza nuovo, è diventato molto popolare durante i suoi anni di esistenza.
Attualmente esistono 3 tipi di sculture digitali: lo spostamento, che è il più utilizzato nelle applicazioni digitali. Attualmente, "volume e mosaico digitale", "Rolling" utilizza modelli densi (a volte i poligoni mesh sono generati da superfici suddivise) e memorizza le posizioni per vedere le posizioni dei vertici attraverso una mappa a 32 bit che memorizza le posizioni regolate.
Il volume a base libera su Voxel ha una funzione simile a un offset, ma quando non ci sono abbastanza poligoni nell'area per ottenere la deformazione, non sarà influenzato dai poligoni forzati. La tassellatura dinamica è simile a Voxel, ma utilizza la triangolazione per dividere la superficie per mantenere una superficie liscia e consentire dettagli più fini.
Questi sistemi facilitano un'esplorazione più artistica, perché è necessario non solo scolpire la forma e gli eventuali dettagli del modello, ma anche creare una nuova topologia per il modello. Se utilizzata in un motore di gioco, la nuova mesh generalmente converte le informazioni originali dalla mesh ad alta risoluzione in dati di offset o normali dati della mappa.
Esistono molte tecniche di modellazione, tra cui:
- geometria solida costruttiva.
- superfici implicite.
- superfici di suddivisione.
I modelli possono essere realizzati tramite programmi specifici (es. Cinema 4D, Form • Z, Maya, 3DS Max, Blender, Lightwave, Modo, solidThinking) o componenti applicativi (macchina per incisione 3D Max, Lofter). linguaggio di descrizione della scena (come POV-Ray); In alcuni casi, non esiste una distinzione rigorosa tra queste fasi; in questo caso la modellazione è solo una parte del processo di creazione della scena (è il caso, ad esempio, di Caligari trueSpace e Realsoft 3D).
I materiali complessi (come tempeste di sabbia, nuvole e aerosol liquidi) sono modellati utilizzando sistemi di particelle e sono coordinate di massa 3D, in cui sono stati assegnati punti, poligoni, grafici a dispersione di texture o sprite.
Confronto con metodi 2D
Gli effetti 3D realistici sono generalmente ottenuti senza modellazione del filo e talvolta non possono essere distinti nella forma finale. Alcuni programmi di grafica includono filtri che possono essere applicati alla grafica vettoriale 2D o alla grafica raster 2D su un livello trasparente.
Rispetto all'utilizzo dei soli metodi 2D, i vantaggi della modellazione wireframe 3D includono:
- Flessibilità, puoi presentare angoli modificati o immagini animate più rapidamente.
- Facile da rendere, calcolo automatico e rendering con effetti realistici, nessuna necessità di visualizzazione o stima mentale.
- Fotorealismo preciso, riducendo la possibilità di disallineamento dovuto a errore umano, esagerazione o dimenticanza di includere effetti visivi.
Migliorando l'uno e l'altro insieme, in termini di tempo, ci sono artisti che hanno una combinazione di questa forma in 3D e poi rivedono immagini di computer resi in 2D sulla base del modello 3D.
Mercato dei modelli 3D
Indipendentemente dal fatto che vengano utilizzati per un singolo modello o per una vasta collezione, i campionatori 3D e i relativi contenuti come trame, script hanno ancora un'enorme nicchia. I negozi online di contenuti 3D consentono ai singoli artisti di vendere i contenuti che creano, in genere l'obiettivo dell'artista è guadagnare più valore per le risorse che hanno precedentemente creato per il progetto.
In questo modo, gli artisti possono guadagnare di più dai loro vecchi contenuti e le aziende possono risparmiare acquistando modelli prefabbricati invece di pagare per creare modelli da zero. Questi mercati spesso dividono i loro profitti tra se stessi e gli artisti che creano beni, e gli artisti riescono ad acquisire tra il 40% e il 95% delle vendite, a seconda del mercato.
Nella maggior parte dei casi, gli artisti mantengono la proprietà del modello 3d; il cliente acquista solo i diritti d'uso e mostra il modello. Alcuni artisti vendono i loro prodotti direttamente a prezzi inferiori nei loro negozi senza utilizzare intermediari.
Negli ultimi anni sono emersi molti mercati specializzati per i modelli di stampa 3D, alcuni mercati di stampa 3D sono combinazioni di modelli di siti di scambio, con o senza funzionalità di e-commerce integrate.
Esistono altri programmi che allo stesso modo forniscono questi tipi di servizi di stampa di immagini XNUMXD, e questi sono programmi di condivisione file molto famosi.
3D stampa
Questo tipo di stampa XNUMXD è un metodo di tecnica di produzione additiva in cui vengono creati oggetti tridimensionali da strati continui di materiale.
Negli ultimi anni, il numero di aziende che forniscono modelli di oggetti stampati in 3D personalizzati è aumentato, questi oggetti sono stati scansionati, resi in tre dimensioni su un programma per computer e quindi stampati in base alle esigenze del cliente.
Come accennato in precedenza, un modello 3D può essere acquistato da un mercato online e quindi stampato da una persona o da un'azienda utilizzando una stampante 3D disponibile in commercio, in modo che le parti e persino le attrezzature possano essere prodotte a casa.
Modelli umani
La prima applicazione commerciale ampiamente disponibile di modelli umani virtuali è apparsa sul sito Web Lands'End nel 1998. Il manichino virtuale è stato creato da My Virtual Mode Inc, che consente agli utenti di creare i propri modelli e provare abiti 3D, ci sono diversi programmi moderni modelli che possono essere utilizzati per creare modelli umani virtuali.
Utilizza
La modellazione 3D viene utilizzata in vari settori, come film, animazione e giochi, design d'interni e architettura. Sono utilizzati anche nell'industria medica per rappresentare strutture anatomiche in modo interattivo, viene utilizzata anche un'ampia gamma di software 3D prima di produrre effettivamente la rappresentazione digitale del modello o della parte meccanica; CAD/CAM è un software che viene utilizzato in questo tipo di campo, con questo software è possibile non solo costruire parti, ma anche assemblare parti e osservarne le funzioni.
Tecniche di modellazione 3D
Esistono diverse tecniche per eseguire un lavoro di questo tipo di modellazione, può essere un po' difficile, tuttavia utilizzare diverse tecniche renderà questa pratica più semplice ed efficace, quindi spieghiamo quelle più utilizzate in questo fantastico mondo del 3d modellazione:
Modellazione dei bordi
La modellazione dei bordi è un altro metodo poligonale per la creazione di risorse 3D. Si basa sulla creazione di un contorno iniziale che viene caricato con anelli separati per riempire o ridurre gli spazi tra le diverse caratteristiche del modello, questo metodo è molto utile quando si modellano volti umani perché è più conveniente che creare il contorno dell'orbita dell'occhio da un oggetto poligono e riempiendo l'elemento dall'interno, consente anche di creare un'enorme libreria di parti, come occhi, orecchie e labbra.
Scultura digitale
Questa è una tecnologia relativamente nuova, ma è la prima a considerare i beni reali. Questo metodo simula sostanzialmente il processo di creazione di una scultura fisica, ma dispone di una serie di strumenti digitali, diversi prodotti software (Blender, Zbrush) aiutano a colpire gli oggetti in modo molto realistico, consentendo la creazione di asset con geometrie. contenente milioni di poligoni.
Nurb
Base razionale non uniforme NURBS è un modello matematico relativamente vecchio, spesso utilizzato quando i modellatori hanno bisogno di creare superfici in modo semplice, la mesh NURBS non è adatta per funzioni di modellazione generali come i bordi: si basa invece su bordi 3D per estrarre curve con punti di controllo speciali per generare superfici. L'area è determinata dallo spazio tra i punti di controllo e il grado selezionato della curva, questo sistema è un modo molto efficiente e veloce per realizzare disegni e oggetti radiali in 3D.
Programmi per fare modellazione 3D
Esistono numerosi programmi per eseguire la modellazione, ne citeremo alcuni importanti:
Rinoceronte
Questo tipo di programma di effetti 3D si basa su un altro programma ed è un design orientato al computer, è stato creato da Robert McNel e società, si basa su un add-on Autodesk per AutoCAD. Queste applicazioni sono fondamentalmente utilizzate in aziende di design industriale, architettura, design navale, molte applicazioni digitali della nuova era, che sono molto veloci.
Fusione 360
Questa applicazione viene utilizzata fondamentalmente per la progettazione meccanica o tecnica, ha una capacità di registrare forme artistiche in tre dimensioni, sebbene molto limitata. È un programma molto commerciale, quindi può essere utilizzato sia nel cloud che nel telefono cellulare, in modo tale che, se non si dispone di una connessione Internet, è possibile utilizzarlo senza di esso nel proprio progetto.
Frullatore
È un'applicazione informatica multipiattaforma applicata a questo tipo di schizzo, illuminazione, rendering, animazione e creazione di grafica 3D. Lo strumento migliore di questa applicazione è il modo di realizzare lo schizzo, poiché ha un flusso di lavoro esageratamente facile da capire. Se desideri un'applicazione 3D esclusivamente per la creazione di risorse, è una buona opzione.
Quindi questa applicazione ha tutte le funzionalità necessarie che puoi trovare in qualsiasi altro programma di progettazione.
Questo programma è stato inizialmente distribuito gratuitamente, ma a quel tempo non esisteva il codice sorgente ei manuali erano già disponibili per la vendita. Poi più tardi è diventato software.
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