Vieš Čo je to 3D model? V tomto článku sa dozviete o histórii, funkciách a dôležitých charakteristikách tohto technologického pokroku, ako sú 3D modely; objavte všetko, čo nám toto digitálne umenie ponúka.
Čo je to 3D model?
Je to proces vytvárania technologických reprezentácií akéhokoľvek trojrozmerného materiálu (neživého alebo živého) prostredníctvom technického programu. Hovorí sa tomu 3D model, môže sa s ním zaobchádzať ako s dvojrozmerným obrazom pomocou procesu nazývaného 3D vykresľovanie, alebo sa môže použiť v počítačových simuláciách fyzikálnych javov, model je možné aj fyzicky vytvoriť pomocou zariadenia na 3D tlač.
Tieto tvary je možné vyrábať ručne a pokrok v tvorbe je veľmi podobný postupu pri tvorbe sôch (v digitálnom svete), alebo sa dajú vytvárať automaticky pomocou 3D skenera.
Modely
Postava tohto typu používa sériu bodov v 3D priestore na uskutočnenie princípu, ktorý má tri rozmery, a na druhej strane ich spája niekoľko geometrických entít (medzi inými napríklad trojuholníky, čiary, povrchy.). Ako zbierku údajov (body a ďalšie informácie) je možné 3D modely vytvárať ručne pomocou algoritmov alebo skenovania.
undefined 3d modely sú široko používané v 3D grafike. Skutočne, ich predchádzajúce používanie údajov sa rozšírilo na používanie 3D grafiky na počítačoch, predtým, ako sa počítače mohli vykresľovať v reálnom čase, niektoré videohry používali predtým vykreslené obrázky týchto matíc ako sprites.
V súčasnosti sa 3D modely v súčasnosti uplatňujú v rôznych oblastiach. Lekársky priemysel používa podrobné modely orgánov; Na vytvorenie tohto obrazu je možné použiť rôzne časti 2-D obrazu z MRI alebo CT skenera, filmový priemysel ich berie ako postavy a objekty v animovaných alebo skutočných filmoch.
Vedecké oddelenia ich používajú ako veľmi podrobné modely chemického zloženia. Stavebný priemysel ich vezme na predvádzanie návrhov týkajúcich sa budov a krajiny prostredníctvom modelov softvérovej architektúry.
Inžinierska komunita ho používa na navrhovanie nových artefaktov, vozidiel a štruktúr a lietadlových lodí na iné účely. V posledných desaťročiach začala komunita vedy o Zemi zavádzať 3D geologické modely ako štandardnú prax 3d modely Môžu sa tiež stať základom pre fyzické zariadenia postavené na 3D tlačiarňach alebo CNC strojoch.
Zastúpenie
Keď hovoríme o týchto 3 D tvaroch, hovoríme tu aj o kategóriách 2 z nich:
Subjekty:
Tieto modely definujú objem predmetov (napríklad skál), ktoré predstavujú, sú realistickejšie, ale ťažšie sa stavajú, fyzický model sa používa hlavne na nevizuálne simulácie, akými sú medicína a inžinierstvo. Používa sa pre CAD a špeciálne zrakové aplikácie, ako napríklad; grafické sledovanie lúčov, sledovanie lúčov a konštrukcia pevnej geometrie.
Shell alebo obrys:
Tieto modely predstavujú povrch, podobne ako obrys objektu, a nie jeho objem (ako nekonečná škrupina). Používajú sa jednoduchšie ako fyzické modely a takmer všetky vizuálne modely používané v hrách a filmoch predstavujú ochranné modely.
Vzhľad tela je do značnej miery určený jeho štrukturálnym vzhľadom, ktorý je v počítačovej grafike spravidla reprezentovaný hranicami; pre telesá používané v grafike je dvojrozmerný povrch dobrou analógiou, aj keď tieto telá spravidla nie sú viacnásobné.
Pretože povrchy nie sú obmedzené, je potrebný diskrétny digitálny prístup: polygonálne siete (v menšej miere rozdeľujúce povrchy) sú najbežnejšou reprezentáciou, aj keď v posledných rokoch sú bodové reprezentácie stále obľúbenejšie. Sady úrovní sú užitočnými znázorneniami zakrivených povrchov, ktoré prechádzajú rôznymi druhmi zmien (napríklad tekutina).
Protokol na prevod reprezentácie objektu (napríklad stredový bod súradníc gule v reprezentácii gule a bod na obvode mnohouholníka) sa nazýva mozaikovanie. Tento krok použite na základe vykreslených polygónov, kde je objekt oddelený od abstraktnej („pôvodnej“) reprezentácie (napr. Guľa, kužeľ atď.). Hovorí sa im „mriežky“ a ide o sieť prepojených trojuholníkov.
Trojuholníkové (namiesto štvorcové) siete sú obľúbené, pretože sa osvedčujú pri vykresľovaní riadkov skenovania. Nie všetky techniky vykresľovania používajú polygónové vykresľovanie a v tomto prípade krok teselácie nie je zahrnutý v prechode z abstraktnej reprezentácie na renderovanú scénu.
Modelovaný proces
Existujú 3 spôsoby, ako vykonať modelovanie:
Polygónové modelovanie - Spojte body (nazývané vrcholy) v 3D priestore a vytvorte mnohouholníkovú sieť. Dnes väčšina z 3d modely Sú postavené na polygonálnych modeloch textúr, pretože sú veľmi flexibilné a dajú sa veľmi rýchlo vykresliť počítačmi, ale polygóny sú ploché a na aproximáciu zakriveného povrchu je možné použiť iba viacero polygónov.
Modelovanie kriviek: Povrch je definovaný sinuitou a je to ovplyvnené hmotnosťou kontrolných bodov. Sinuozita nadväzuje (ale nemusí nevyhnutne interpolovať) tieto body. Zvýšenie hmotnosti bodu prinesie sinuozitu bližšie k tomuto bodu. Medzi typy spojitosti patria nerovnomerné racionálne B-spline (NURBS), kľúčové body, záplaty a geometrické primitívy.
Moderná reprezentácia ikonického modelu čajníka v Utahu, ktorý vyvinul Martin Newell (1975). Čajník v Utahu je jedným z najpoužívanejších modelov v oblasti grafického vzdelávania, čo je 3d modelyDigitálna plastika: Napriek tomu, že 3D digitálna socha je stále celkom novou metódou modelovania, počas svojej existencie sa stala veľmi populárnou.
V súčasnej dobe existujú 3 typy digitálnych sôch: výtlačný, ktorý je v digitálnych aplikáciách najpoužívanejší. V súčasnosti „objemová a digitálna mozaika“, „valcovanie“ používa husté modely (niekedy sú z rozdelených povrchov generované sieťové polygóny) a ukladá polohy na zobrazenie polôh vrcholov prostredníctvom 32-bitovej mapy, ktorá ukladá upravené polohy.
Voľne založený objem na Voxeli má podobnú funkciu ako offset, ale keď v oblasti nie je dostatok polygónov na dosiahnutie deformácie, nebude ovplyvnený vynútenými polygónmi. Dynamické mozaikovanie je podobné ako voxele, ale používa trianguláciu na rozdelenie povrchu, aby sa udržal hladký povrch a umožnili jemnejšie detaily.
Tieto systémy umožňujú umeleckejší prieskum, pretože je potrebné nielen vyrezať tvar a možné detaily modelu, ale tiež vytvoriť pre model novú topológiu. Ak sa nová sieť používa v hernom engine, vo všeobecnosti prevádza pôvodné informácie o sieti s vysokým rozlíšením na offsetové údaje alebo bežné mapové údaje.
Existuje mnoho modelovacích techník, vrátane:
- konštruktívna tuhá geometria.
- implicitné povrchy.
- deliace povrchy.
Modely je možné vytvárať prostredníctvom konkrétnych programov (napr. Cinema 4D, Form • Z, Maya, 3DS Max, Blender, Lightwave, Modo, solidThinking) alebo komponentov aplikácie (gravírovací stroj 3D Max, Lofter). Jazyk popisu scény (ako POV-Ray); v niektorých prípadoch neexistuje striktné rozlíšenie medzi týmito fázami; v tomto prípade je modelovanie iba súčasťou procesu vytvárania scény (napríklad to je prípad Caligari trueSpace a Realsoft 3D).
Komplexné materiály (ako sú piesočné búrky, oblaky a kvapalné aerosóly) sú modelované pomocou časticových systémov a sú to 3D súradnice hmotnosti, kde im boli priradené body, mnohouholníky, grafy rozptylu textúr alebo škriatky.
Porovnanie s 2D metódami
Realistické 3D efekty sa spravidla získavajú bez drôtového modelovania a niekedy sa nedajú rozlíšiť v konečnom tvare. Niektoré programy pre grafické umenie obsahujú filtre, ktoré je možné použiť na 2D vektorovú grafiku alebo 2D rastrovú grafiku na priehľadnej vrstve.
V porovnaní s použitím iba 2D metód, výhody 3D modelovania drôtového modelu zahŕňajú:
- Flexibilita, môžete rýchlejšie zobrazovať upravené uhly alebo animované obrázky.
- Jednoduché vykreslenie, automatický výpočet a vykresľovanie s realistickými efektmi, nie je potrebná vizualizácia ani mentálny odhad.
- Presný fotorealizmus, zníženie možnosti nesúosenia v dôsledku ľudskej chyby, preháňania alebo zabudnutia zahrnúť vizuálne efekty.
Zlepšujúc jedno a druhé spoločne, pokiaľ ide o čas, existujú umelci, ktorí majú kombináciu tejto formy v 3D a potom prezerajú obrázky počítačov vykreslených v 2D na základe 3D modelu.
Trh s 3D modelmi
Bez ohľadu na to, či sa používajú pre jeden model alebo veľkú zbierku, 3D vzorkovače a súvisiaci obsah, ako sú textúry, skripty, majú stále obrovský priestor. Internetové obchody s 3D obsahom umožňujú jednotlivým umelcom predávať obsah, ktorý vytvoria. Cieľom umelca je spravidla získať väčšiu hodnotu za aktíva, ktoré predtým vytvorili pre projekt.
Umelci tak môžu zarobiť viac peňazí na svojom starom obsahu a spoločnosti môžu ušetriť peniaze tým, že namiesto platenia za vytváranie modelov od začiatku budú kupovať vopred vyrobené modely. Tieto trhy často delia svoje zisky medzi seba a umelcov, ktorí vyrábajú tovary, a umelcom sa v závislosti od trhu podarí získať medzi 40% a 95% tržieb.
Vo väčšine prípadov si umelci ponechávajú vlastníctvo 3D model; zákazník iba kupuje práva na používanie a ukazuje model. Niektorí umelci predávajú svoje výrobky priamo za nižšie ceny vo svojich obchodoch bez použitia sprostredkovateľov.
V posledných rokoch sa objavilo mnoho špecializovaných trhov s modelmi 3D tlače, niektoré trhy s 3D tlačou sú kombináciou modelov výmenných serverov, so vstavanými možnosťami elektronického obchodu alebo bez nich.
Existujú aj ďalšie programy, ktoré rovnakým spôsobom poskytujú tieto typy služieb XNUMXD tlače fotografií, a sú to veľmi známe programy na zdieľanie súborov.
print 3D
Tento typ XNUMXD tlače je metóda aditívnej výrobnej techniky, v ktorej sú trojrozmerné objekty vytvárané z súvislých vrstiev materiálu.
V posledných rokoch sa zvýšil počet spoločností poskytujúcich vlastné modely 3D tlačených objektov, tieto objekty boli naskenované, vykreslené v troch rozmeroch v počítačovom programe a potom vytlačené podľa požiadaviek zákazníka.
Ako bolo uvedené vyššie, 3D model je možné zakúpiť na online trhu a potom ho vytlačiť osoba alebo firma pomocou komerčne dostupnej 3D tlačiarne, takže súčiastky a dokonca aj zariadenia je možné vyrábať doma.
Ľudské modely
Prvá široko dostupná komerčná aplikácia ľudských virtuálnych modelov sa objavila na webovej stránke Lands'End v roku 1998. Virtuálna figurína bola vytvorená spoločnosťou My Virtual Mode Inc, ktorá umožňuje používateľom vytvárať si vlastné modely a skúšať 3D oblečenie, existuje niekoľko moderných programov. zariadenia, ktoré je možné použiť na vytváranie virtuálnych ľudských modelov.
aplikácie
3D modelovanie sa používa v rôznych odvetviach, ako je film, animácia a hry, interiérový dizajn a architektúra. Používajú sa tiež v lekárskom priemysle na interaktívne zobrazenie anatomických štruktúr. Pred skutočnou výrobou digitálnej reprezentácie mechanického modelu alebo súčiastky sa používa aj široká škála 3D softvéru; CAD / CAM je softvér, ktorý sa používa v tomto type polí, pričom pomocou tohto softvéru môžete nielen stavať súčiastky, ale aj skladať súčiastky a sledovať ich funkcie.
Techniky 3D modelovania
Existuje niekoľko techník, ktoré je možné vykonať pri tomto type modelovania, môže to byť trochu náročné, ale pomocou niekoľkých techník bude táto metóda jednoduchšia a efektívnejšia, preto vysvetlíme tie, ktoré sa v tomto fantastickom svete 3D najviac používajú. modelovanie:
Modelovanie hrán
Hranové modelovanie je ďalšou polygonálnou metódou na vytváranie 3D diel. Je založená na vytvorení počiatočného obrysu, ktorý je nabitý oddelenými slučkami na vyplnenie alebo zmenšenie medzier medzi rôznymi funkciami modelu. Táto metóda je veľmi užitočná pri modelovaní ľudských tvárí, pretože je pohodlnejšia ako vytváranie obrysu očnej jamky z mnohouholníkového predmetu a výplň prvku zvnútra vám tiež umožní vytvoriť obrovskú knižnicu častí, ako sú oči, uši a pery.
Digitálna plastika
Jedná sa o relatívne novú technológiu, napriek tomu je prvou, ktorá berie do úvahy skutočné aktíva. Táto metóda v zásade simuluje proces vytvárania fyzickej sochy, ale má sériu digitálnych nástrojov a niekoľko softvérových produktov (Blender, Zbrush) pomáha zasiahnuť objekty veľmi realistickým spôsobom, čo umožňuje vytváranie aktív s geometriami. Založených na sieťach obsahujúci milióny polygónov.
Zdravotné sestry
Nejednotný racionálny základ NURBS je relatívne starý matematický model, ktorý sa často používa vtedy, keď modelári potrebujú vytvárať povrchy jednoduchým spôsobom, sieť NURBS nie je vhodná na všeobecné funkcie modelovania, ako sú hrany: namiesto toho sa na extrakciu kriviek spolieha na 3D hrany pomocou špeciálne kontrolné body na generovanie povrchov. Plocha je určená priestorom medzi kontrolnými bodmi a zvoleným stupňom krivky, tento systém je veľmi efektívnym a rýchlym spôsobom vytvárania kresieb a radiálnych objektov v 3D.
Programy na 3D modelovanie
Existuje veľké množstvo programov na modelovanie, spomenieme niektoré dôležité:
nosorožec
Tento typ programu 3D efektov je založený na inom programe a je počítačovo orientovaný dizajn. Bol vytvorený Robertom McNelom a spoločnosťou a je založený na doplnku Autodesk pre AutoCAD. Tieto aplikácie sa v zásade spravidla používajú v spoločnostiach priemyselného dizajnu, architektúry, námorného dizajnu, mnohých digitálnych aplikácií novej éry, ktoré sú veľmi rýchle.
Fusion 360
Táto aplikácia sa používa v zásade na mechanické alebo technické navrhovanie a má schopnosť zaznamenávať umelecké formy v troch dimenziách, ak sú veľmi obmedzené. Je to veľmi komerčný program, takže ho možno použiť v cloude aj v mobilnom telefóne. Ak teda nemáte internetové pripojenie, môžete ho vo svojom projekte používať aj bez neho.
Mixér
Jedná sa o multiplatformovú počítačovú aplikáciu aplikovanú na tento typ náčrtu, osvetlenia, vykresľovania, animácie a tvorby 3D grafiky. Najlepším nástrojom, ktorý táto aplikácia má, je spôsob vytvárania náčrtu, pretože má prehnane ľahko zrozumiteľný pracovný postup. Ak chcete 3D aplikáciu výlučne na vytváranie aktív, je to dobrá voľba.
Táto aplikácia má teda všetky potrebné funkcie, ktoré nájdete v akomkoľvek inom návrhovom programe.
Tento program bol pôvodne distribuovaný bezplatne, ale v tom čase neexistoval zdrojový kód a príručky už boli k dispozícii na predaj. Neskôr sa z toho stal softvér.
Môžete si tiež prečítať zaujímavý článok: Najlepšie okuliare VR .
