ほら 3Dモデルとは？ この記事全体を通して、3Dモデルなど、この技術的進歩の歴史、機能、および重要な特性について学習します。 このデジタルアートが私たちに提供するすべてを発見してください。
3Dモデルとは何ですか？
これは、技術プログラムを通じて、任意の3次元マテリアル（無生物または生物）の技術的表現を作成するプロセスです。 これを3Dモデルと呼びます。3Dレンダリングと呼ばれるプロセスでXNUMX次元画像として扱うことも、物理現象のコンピューターシミュレーションで使用することもできます。また、XNUMXD印刷装置を使用してモデルを物理的に作成することもできます。
これらの形状は手動で作成でき、作成の進歩は（デジタルの世界で）彫刻を作成する場合と非常に似ています。または、3Dスキャナーを使用して自動的に作成することもできます。
モデル
このタイプの図は、3D空間内の一連の点を使用して、3次元の原理を実行し、次に、それらはいくつかの幾何学的エンティティ（三角形、線、表面など）によって結合されます。 データ（ポイントおよびその他の情報）のコレクションとして、XNUMXDモデルは、アルゴリズムまたはスキャンを使用して手動で作成できます。
たくさん 3Dモデル それらは3Dグラフィックスで広く使用されています。 実際、以前のデータの使用は、コンピューターでの3Dグラフィックの使用にまで広がりました。コンピューターがリアルタイムでレンダリングできるようになる前に、一部のビデオゲームでは、以前にレンダリングされたこれらのマトリックスの画像をスプライトとして使用していました。
現在、3Dモデルはさまざまな分野で適用されています。 医療業界は詳細な臓器モデルを採用しています。 MRIまたはCTスキャナーからの2D画像のさまざまな部分を適用してこの画像を作成できます。映画業界では、これらをアニメーションまたは実際の映画のキャラクターやオブジェクトと見なしています。
科学部門はそれらを非常に詳細な化学組成モデルとして使用します。 建設業界は、ソフトウェアアーキテクチャモデルを通じて建物や風景についての提案を示すためにそれらを取ります。
これは、エンジニアリングコミュニティによって、新しいアーティファクト、車両と構造、およびその他の目的の航空機運搬船を設計するために使用されます。 ここ数十年で、地球科学コミュニティは標準的な慣行として3D地質学的モデルを確立し始めました。 3Dモデル また、3DプリンターやCNCマシンで構築された物理デバイスの基盤にもなります。
表現
これらの3D形状について話すとき、ここでは次の2つのカテゴリについても話します。
エンティティ：
これらのモデルは、それらが表すオブジェクト（岩など）のボリュームを定義します。より現実的ですが、構築がより困難です。物理モデルは、主に医学や工学などの非視覚的シミュレーションに使用されます。 CADおよび次のような特殊なビジョンアプリケーションに使用されます。 グラフィックレイトレース、レイトレース、およびソリッドジオメトリの構築。
シェルまたはアウトライン：
これらのモデルは、オブジェクトのボリュームではなく、オブジェクトの輪郭のように表面を表します（無限のシェルのように）。 それらは物理モデルよりも使いやすく、ゲームや映画で使用されるほとんどすべてのビジュアルモデルは保護モデルです。
ボディの外観は、主にその構造的な外観によって決定されます。構造的な外観は、通常、コンピューターグラフィックスの境界によって表されます。 グラフィックで使用されるボディの場合、XNUMX次元のサーフェスはよく似ていますが、これらのボディは一般に複数ではありません。
サーフェスは制限されていないため、個別のデジタルアプローチが必要です。ポイントベースの表現が近年人気が高まっていますが、ポリゴンメッシュ（程度は少ないですがサーフェスを細分化する）が最も一般的な表現です。 レベルセットは、さまざまなタイプの変化（流体など）を受ける曲面の便利な表現です。
オブジェクトの表現（たとえば、球の表現における球の座標の中点とポリゴンの円周上の点）を変換するためのプロトコルは、テッセレーションと呼ばれます。 オブジェクトが抽象的な（「元の」）表現（たとえば、球、円錐など）から分離されている、レンダリングされたポリゴンに基づいてこの手順を使用します。 それらは「グリッド」と呼ばれ、相互接続された三角形のネットワークです。
スキャンラインのレンダリングに使いやすいことが証明されているため、（正方形ではなく）三角形のメッシュが人気があります。 すべてのレンダリング手法でポリゴンレンダリングが使用されるわけではありません。この場合、テッセレーションステップは、抽象表現からレンダリングされたシーンへの移行には含まれません。
モデル化されたプロセス
モデリングを行うには、次の3つの方法があります。
ポリゴンモデリング-3D空間でポイント（頂点と呼ばれる）を接続して、ポリゴンメッシュを形成します。 今日、ほとんどの 3Dモデル 非常に柔軟性があり、コンピューターで非常にすばやくレンダリングできるため、ポリゴンテクスチャモデルで構築されていますが、ポリゴンはフラットであり、曲面を近似するために使用できるのは複数のポリゴンのみです。
曲線モデリング：表面は正弦波によって定義され、これは制御点の重量の影響を受けます。 正弦波はこれらの点に従います（ただし、必ずしも補間する必要はありません）。 ポイントの重みを大きくすると、正弦波がそのポイントに近づきます。 Sinuosityタイプには、不均一な有理Bスプライン（NURBS）、キーポイント、パッチ、および幾何学的プリミティブが含まれます。
Martin Newell（1975）によって開発された象徴的なユタティーポットモデルの現代的な表現。 ユタティーポットは、グラフィック教育で最も広く使用されているモデルのXNUMXつです。 何ですか 3Dモデル、デジタルスカルプチャー：3Dデジタルスカルプチャーはまだかなり新しいモデリング方法ですが、その存在の年の間に非常に人気があります。
現在、デジタル彫刻には3つのタイプがあります。デジタルアプリケーションで最も使用されている変位です。 現在、「ボリュームとデジタルモザイク」、「ローリング」は高密度モデルを使用し（メッシュポリゴンは細分化されたサーフェスから生成される場合があります）、位置を格納して、調整された位置を格納する32ビットマップを介して頂点の位置を確認します。
Voxelのルーズベースのボリュームは、オフセットと同様の機能を備えていますが、変形を実現するのに十分なポリゴンが領域にない場合、強制されたポリゴンの影響を受けません。 動的テッセレーションはVoxelに似ていますが、三角形分割を使用して表面を分割し、滑らかな表面を維持し、より細かいディテールを可能にします。
これらのシステムは、モデルの形状と可能な詳細をスカルプトするだけでなく、モデルの新しいトポロジを作成する必要があるため、より芸術的な探索を容易にします。 ゲームエンジンで使用する場合、新しいメッシュは通常、元の高解像度メッシュ情報をオフセットデータまたは通常のマップデータに変換します。
次のような多くのモデリング手法があります。
- 建設的なソリッドジオメトリ。
- 暗黙のサーフェス。
- サブディビジョンサーフェス。
モデルは、特定のプログラム（Cinema 4D、Form•Z、Maya、3DS Max、Blender、Lightwave、Modo、solidThinkingなど）またはアプリケーションコンポーネント（3D Max彫刻機、Lofter）を介して作成できます。 シーン記述言語（POV-Rayなど）。 場合によっては、これらの段階の間に厳密な区別はありません。 この場合、モデリングはシーン作成プロセスの一部にすぎません（たとえば、これはCaligaritrueSpaceおよびRealsoft3Dの場合です）。
複雑なマテリアル（サンドストーム、雲、液体エアロゾルなど）は、粒子システムを使用してモデル化され、3D質量座標であり、ポイント、ポリゴン、テクスチャスキャッターチャート、またはスプライトが割り当てられています。
2Dメソッドとの比較
リアルな3D効果は通常、ワイヤーモデリングなしで得られ、最終的な形状で区別できない場合があります。 一部のグラフィックアートプログラムには、透明レイヤー上の2Dベクトルグラフィックまたは2Dラスターグラフィックに適用できるフィルターが含まれています。
2Dメソッドのみを使用する場合と比較して、3Dワイヤーフレームモデリングの利点は次のとおりです。
- 柔軟性により、変更された角度やアニメーション画像をよりすばやく表示できます。
- レンダリングが簡単で、自動計算とリアルな効果によるレンダリング。視覚化や精神的な見積もりは必要ありません。
- 正確なフォトリアリズム、人為的ミス、誇張、または視覚効果を含めるのを忘れることによるミスアライメントの可能性を減らします。
時間の観点から、このフォームを3Dで組み合わせて、2Dモデルに基づいて3Dでレンダリングされたコンピューターの画像を確認するアーティストがいます。
3Dモデル市場
単一のモデルに使用する場合でも、大規模なコレクションに使用する場合でも、3Dサンプラーと、テクスチャ、スクリプトなどの関連コンテンツには、依然として大きなニッチがあります。 3Dコンテンツのオンラインストアでは、個々のアーティストが作成したコンテンツを販売できます。通常、アーティストの目標は、プロジェクト用に以前に作成したアセットの価値を高めることです。
このようにして、アーティストは古いコンテンツからより多くのお金を稼ぐことができ、企業はモデルを最初から作成するためにお金を払う代わりに、既製のモデルを購入することでお金を節約できます。 これらの市場は、多くの場合、利益を自分たちと商品を作成するアーティストの間で分配し、アーティストは市場に応じて売上の40％から95％を獲得することができます。
ほとんどの場合、アーティストは所有権を保持します モデロ3D; 顧客は使用権を購入し、モデルを表示するだけです。 一部のアーティストは、仲介業者を使用せずに、店舗で直接低価格で製品を販売しています。
近年、3D印刷モデルに特化した市場が数多く出現しており、一部の3D印刷市場は、組み込みのeコマース機能の有無にかかわらず、交換サイトモデルの組み合わせです。
同様にこれらのタイプのXNUMXD画像印刷サービスを提供する他のプログラムがあり、これらは非常に有名なファイル共有プログラムです。
Impresión3D
このタイプのXNUMXDインプリンティングは、材料の連続層からXNUMX次元オブジェクトを作成する付加的な製造技術手法です。
近年、カスタム3D印刷オブジェクトモデルを提供する企業の数が増加しており、これらのオブジェクトはスキャンされ、コンピュータープログラムで三次元にレンダリングされ、顧客の要件に従って印刷されています。
前述のように、3Dモデルはオンラインマーケットプレイスから購入し、市販の3Dプリンターを使用して個人または企業が印刷できるため、部品や機器さえも自宅で製造できます。
人間のモデル
人間の仮想モデルの最初の広く利用可能な商用アプリケーションは、1998年にLands'EndのWebサイトに登場しました。仮想マネキンはMy Virtual Mode Incによって作成されました。これにより、ユーザーは独自のモデルを作成して3D衣類を試すことができます。最新のプログラムがいくつかあります。仮想人間モデルの作成に使用できるデバイス。
ウソス
3Dモデリングは、映画、アニメーション、ゲーム、インテリアデザイン、建築など、さまざまな業界で使用されています。 また、医療業界では、解剖学的構造をインタラクティブに表現するために使用されます。また、機械モデルまたは部品のデジタル表現を実際に製造する前に、さまざまな3Dソフトウェアも使用されます。 CAD / CAMは、この種の分野で使用されるソフトウェアであり、このソフトウェアを使用すると、パーツを作成するだけでなく、パーツを組み立ててその機能を観察することもできます。
3Dモデリング手法
このタイプのモデリングの仕事をするためのいくつかのテクニックがあります、それは少し難しいかもしれません、しかしいくつかのテクニックを使うことはこの練習をより簡単でより効果的にするでしょう、それで私たちはこの素晴らしい3Dの世界で最も使われるものを説明しますモデリング：
エッジモデリング
エッジモデリングは、3Dアセットを作成するためのもうXNUMXつの多角形の方法です。 これは、モデルのさまざまな機能間のギャップを埋めたり縮小したりするために、個別のループをロードする初期アウトラインの作成に基づいています。この方法は、目のソケットのアウトラインを作成するよりも便利なため、人間の顔をモデリングするときに非常に便利です。ポリゴンオブジェクトから要素を内側から塗りつぶすことで、目、耳、唇などのパーツの膨大なライブラリを作成することもできます。
デジタル彫刻
これは比較的新しいテクノロジーですが、実物資産を検討するのはこれが初めてです。 この方法は基本的に物理的な彫刻を作成するプロセスをシミュレートしますが、一連のデジタルツールがあり、いくつかのソフトウェア製品（Blender、Zbrush）が非常にリアルな方法でオブジェクトをヒットするのに役立ち、メッシュに基づいてジオメトリを使用してアセットを作成できます。何百万ものポリゴンが含まれています。
ナーブス
不均一なRationalBasis NURBSは比較的古い数学モデルであり、モデラーが簡単な方法でサーフェスを作成する必要がある場合によく使用されます。NURBSメッシュは、エッジなどの一般的なモデリング機能には適していません。代わりに、3Dエッジに依存して曲線を抽出します。サーフェスを生成するための特別なコントロールポイント。 面積は、制御点と選択した曲線の次数との間のスペースによって決定されます。このシステムは、3Dで図面や放射状オブジェクトを作成するための非常に効率的で高速な方法です。
3Dモデリングを行うためのプログラム
モデリングを実行するプログラムは多数ありますが、いくつかの重要なプログラムについて説明します。
サイ
このタイプの3Dエフェクトプログラムは、別のプログラムに基づいており、コンピューター指向の設計であり、Robert McNelとその会社によって作成され、AutoCAD用のAutodeskアドオンに基づいています。 これらのアプリケーションは基本的に、産業設計、建築、海軍設計、新時代の多くのデジタルアプリケーションの企業で一般的に使用されており、非常に高速です。
フュージョン360
このアプリケーションは基本的に機械的または技術的な設計に使用され、非常に限られていますが、芸術的なフォームをXNUMX次元で記録する機能があります。 これは非常に商用のプログラムであるため、携帯電話だけでなくクラウドでも使用できます。インターネットに接続していない場合は、プロジェクトで使用できます。
ブレンダー
これは、このタイプのスケッチ、照明、レンダリング、アニメーション、および3Dグラフィックの作成に適用されるマルチプラットフォームコンピューターアプリケーションです。 このアプリケーションが持つ最良のツールは、スケッチを作成する方法です。これは、ワークフローが非常に理解しやすいためです。 アセットを作成するためだけに3Dアプリケーションが必要な場合は、これが適切なオプションです。
したがって、このアプリケーションには、他の設計プログラムにある必要な機能がすべて備わっています。
このプログラムは当初無料で配布されていましたが、当時はソースコードがなく、マニュアルはすでに販売されていました。 その後、それはソフトウェアになりました。
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