Bạn biết Mô hình 3D là gì? Trong suốt bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về lịch sử, chức năng và các đặc điểm quan trọng của tiến bộ công nghệ này, chẳng hạn như mô hình 3D; khám phá mọi thứ mà nghệ thuật kỹ thuật số này cung cấp cho chúng ta.
Mô hình 3D là gì?
Đây là quá trình tạo ra các biểu diễn công nghệ của bất kỳ vật liệu ba chiều nào (vô tri hoặc vô giác) thông qua một chương trình kỹ thuật. Đây là cái mà chúng ta gọi là mô hình 3D, nó có thể được coi như một hình ảnh hai chiều bằng một quá trình gọi là dựng hình 3D, hoặc được sử dụng trong các mô phỏng máy tính về các hiện tượng vật lý, mô hình cũng có thể được tạo ra bằng thiết bị in 3D.
Những hình dạng này có thể được sản xuất thủ công và tiến bộ của sáng tạo rất giống với quá trình tạo tác phẩm điêu khắc (trong thế giới kỹ thuật số), hoặc chúng có thể được sản xuất tự động bằng máy quét 3D.
Mô hình
Hình dạng này sử dụng một loạt các điểm trong không gian 3D để thực hiện nguyên tắc có ba chiều và lần lượt chúng được nối bởi một số thực thể hình học (chẳng hạn như hình tam giác, đường thẳng, bề mặt, v.v.). Là một tập hợp dữ liệu (điểm và thông tin khác), mô hình 3D có thể được tạo thủ công, sử dụng thuật toán hoặc quét.
Các Mô hình 3d chúng được sử dụng rộng rãi trong đồ họa 3D. Thật vậy, việc sử dụng dữ liệu trước đây của họ đã lây lan sang việc sử dụng đồ họa 3D trên máy tính, trước khi máy tính có thể kết xuất trong thời gian thực, một số trò chơi điện tử đã sử dụng hình ảnh được kết xuất trước đó của các ma trận này dưới dạng sprite.
Hiện tại, mô hình 3D hiện đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngành y tế sử dụng các mô hình nội tạng chi tiết; Các phần khác nhau của hình ảnh 2-D từ máy quét MRI hoặc CT có thể được áp dụng để tạo ra hình ảnh này, ngành công nghiệp điện ảnh lấy chúng làm nhân vật và đối tượng trong phim hoạt hình hoặc phim thực.
Các bộ phận khoa học sử dụng chúng làm mô hình thành phần hóa học rất chi tiết. Ngành xây dựng đưa họ đến để chứng minh các gợi ý về các tòa nhà và cảnh quan thông qua các mô hình kiến trúc phần mềm.
Nó được cộng đồng kỹ sư sử dụng để thiết kế các đồ tạo tác, phương tiện và cấu trúc mới cũng như tàu sân bay cho các mục đích khác. Trong những thập kỷ gần đây, cộng đồng khoa học trái đất đã bắt đầu thiết lập các mô hình địa chất 3D như một thực tiễn tiêu chuẩn, Mô hình 3d Chúng cũng có thể trở thành cơ sở cho các thiết bị vật lý được chế tạo bằng máy in 3D hoặc máy CNC.
Đại diện
Khi chúng ta nói về 3 hình dạng D này, chúng ta cũng nói về các loại ở đây 2 trong số này:
Thực thể:
Các mô hình này xác định thể tích của các đối tượng (chẳng hạn như đá) mà chúng thể hiện, chúng thực tế hơn, nhưng khó xây dựng hơn, mô hình vật lý chủ yếu được sử dụng để mô phỏng không trực quan, chẳng hạn như y học và kỹ thuật. Nó được sử dụng cho CAD và các ứng dụng thị giác đặc biệt, chẳng hạn như; dò tia đồ họa, dò tia và xây dựng hình học rắn.
Vỏ hoặc đường viền:
Những mô hình này đại diện cho bề mặt, giống như đường viền của một vật thể, chứ không phải là thể tích của nó (giống như một lớp vỏ vô hạn). Chúng dễ sử dụng hơn các mô hình vật lý và hầu như tất cả các mô hình trực quan được sử dụng trong trò chơi và phim đều là mô hình bảo vệ.
Sự xuất hiện của một cơ thể phần lớn được xác định bởi hình dạng cấu trúc của nó, thường được biểu thị bằng các ranh giới trong đồ họa máy tính; đối với các cơ thể được sử dụng trong đồ họa, bề mặt hai chiều là một phép tương tự tốt, mặc dù các cơ thể này nói chung không phải là nhiều.
Vì các bề mặt không bị giới hạn, nên cần có một cách tiếp cận kỹ thuật số rời rạc: các mắt lưới đa giác (ở mức độ thấp hơn là các bề mặt chia nhỏ), là cách biểu diễn phổ biến nhất, mặc dù các biểu diễn dựa trên điểm đã trở nên phổ biến hơn trong những năm gần đây. Bộ mức là các đại diện hữu ích của các bề mặt cong trải qua nhiều dạng thay đổi khác nhau (chẳng hạn như chất lỏng).
Giao thức để chuyển đổi biểu diễn của đối tượng (ví dụ, điểm giữa của tọa độ của hình cầu trong biểu diễn của hình cầu và điểm trên chu vi của đa giác) được gọi là tessellation. Sử dụng bước này trên cơ sở các đa giác được kết xuất, trong đó đối tượng được tách ra khỏi biểu diễn trừu tượng ("nguyên bản") (ví dụ: hình cầu, hình nón, v.v.). Chúng được gọi là "lưới" và là một mạng lưới các tam giác liên kết với nhau.
Lưới hình tam giác (chứ không phải hình vuông) phổ biến vì chúng được chứng minh là dễ sử dụng để kết xuất các đường quét. Không phải tất cả các kỹ thuật kết xuất đều sử dụng kết xuất đa giác và trong trường hợp này, bước tessellation không được bao gồm trong quá trình chuyển đổi từ biểu diễn trừu tượng sang cảnh được kết xuất.
Quy trình được mô hình hóa
Có 3 cách để tạo mô hình:
Mô hình đa giác - Kết nối các điểm (được gọi là đỉnh) trong không gian 3D để tạo thành lưới đa giác. Ngày nay, hầu hết các Mô hình 3d Chúng được xây dựng với các mô hình kết cấu đa giác vì chúng rất linh hoạt và có thể được máy tính hiển thị rất nhanh, tuy nhiên các đa giác đều phẳng và chỉ có thể sử dụng nhiều đa giác để tính gần đúng một bề mặt cong.
Mô hình đường cong: Bề mặt được xác định bởi sinuosity và điều này bị ảnh hưởng bởi trọng lượng của các điểm kiểm soát. Tính sin tuân theo (nhưng không nhất thiết phải nội suy) những điểm này. Tăng trọng lượng của một điểm sẽ đưa hình sin gần điểm đó hơn. Các loại sinuosity bao gồm B-spline hợp lý không đồng nhất (NURBS), các điểm chính, các bản vá lỗi và các nguyên thủy hình học.
Một đại diện hiện đại của mẫu ấm trà Utah mang tính biểu tượng được phát triển bởi Martin Newell (1975). Ấm trà Utah là một trong những mẫu được sử dụng rộng rãi nhất trong giáo dục đồ họa, là gì Mô hình 3dĐiêu khắc kỹ thuật số: Mặc dù điêu khắc kỹ thuật số 3D vẫn còn là một phương pháp tạo mô hình khá mới, nhưng nó đã trở nên rất phổ biến trong suốt những năm tồn tại của mình.
Hiện nay, có 3 loại hình điêu khắc kỹ thuật số: sự dịch chuyển, được sử dụng nhiều nhất trong các ứng dụng kỹ thuật số. Hiện tại, "khối lượng và khảm kỹ thuật số", "Rolling" sử dụng các mô hình dày đặc (đôi khi đa giác lưới được tạo từ các bề mặt được chia nhỏ) và lưu trữ các vị trí để xem vị trí của các đỉnh thông qua bản đồ 32 bit lưu trữ các vị trí đã điều chỉnh.
Khối lượng dựa trên lỏng lẻo trên Voxel có chức năng tương tự như phần bù, nhưng khi không có đủ đa giác trong khu vực để đạt được độ biến dạng, nó sẽ không bị ảnh hưởng bởi đa giác cưỡng bức. Dynamic tessellation tương tự như Voxel, nhưng sử dụng phương pháp tam giác để phân chia bề mặt nhằm duy trì bề mặt nhẵn và cho phép các chi tiết mịn hơn.
Các hệ thống này tạo điều kiện thuận lợi cho việc khám phá nghệ thuật hơn, bởi vì nó không chỉ cần thiết để điêu khắc hình dạng và các chi tiết có thể có của mô hình mà còn tạo ra một cấu trúc liên kết mới cho mô hình. Nếu được sử dụng trong công cụ trò chơi, lưới mới thường chuyển đổi thông tin lưới có độ phân giải cao ban đầu thành dữ liệu bù đắp hoặc dữ liệu bản đồ bình thường.
Có nhiều kỹ thuật mô hình hóa, bao gồm:
- hình học rắn xây dựng.
- các bề mặt ngầm định.
- các bề mặt chia nhỏ.
Mô hình có thể được thực hiện thông qua các chương trình cụ thể (ví dụ: Cinema 4D, Form • Z, Maya, 3DS Max, Blender, Lightwave, Modo, solidThinking) hoặc các thành phần ứng dụng (máy khắc 3D Max, Lofter). Ngôn ngữ mô tả cảnh (như POV-Ray); Trong một số trường hợp, không có sự phân biệt chặt chẽ giữa các giai đoạn này; trong trường hợp này, mô hình hóa chỉ là một phần của quá trình tạo cảnh (ví dụ: đây là trường hợp của Caligari trueSpace và Realsoft 3D).
Các vật liệu phức tạp (chẳng hạn như bão cát, mây và sol khí lỏng) được mô hình hóa bằng cách sử dụng hệ thống hạt và là tọa độ khối lượng 3D, nơi chúng đã được chỉ định các điểm, đa giác, biểu đồ phân tán kết cấu hoặc hình xoắn ốc.
So sánh với các phương pháp 2D
Hiệu ứng 3D thực tế thường thu được mà không cần tạo mô hình dây và đôi khi không thể phân biệt được ở hình dạng cuối cùng. Một số chương trình nghệ thuật đồ họa bao gồm các bộ lọc có thể được áp dụng cho đồ họa vector 2D hoặc đồ họa 2D raster trên một lớp trong suốt.
So với việc chỉ sử dụng các phương pháp 2D, các lợi ích của mô hình khung dây 3D bao gồm:
- Tính linh hoạt, bạn có thể trình bày các góc đã sửa đổi hoặc hình ảnh động một cách nhanh chóng hơn.
- Dễ dàng kết xuất, tính toán và kết xuất tự động với các hiệu ứng chân thực, không cần hình dung hay ước lượng trí óc.
- Hiệu ứng ánh sáng chính xác, giảm khả năng bị lệch do lỗi của con người, phóng đại hoặc quên bao gồm các hiệu ứng hình ảnh.
Cùng nhau cải tiến cái này cái kia, về mặt thời gian, có những họa sĩ đã kết hợp hình thức này dưới dạng 3D rồi xem lại hình ảnh của máy tính kết xuất 2D dựa trên mô hình 3D.
Thị trường mô hình 3D
Cho dù được sử dụng cho một mô hình đơn lẻ hay một bộ sưu tập lớn, trình lấy mẫu 3D và nội dung liên quan như kết cấu, tập lệnh, vẫn có một thị trường ngách rất lớn. Các cửa hàng trực tuyến dành cho nội dung 3D cho phép các nghệ sĩ cá nhân bán nội dung mà họ tạo ra, thông thường, mục tiêu của nghệ sĩ là kiếm được nhiều giá trị hơn cho các tài sản mà họ đã tạo trước đó cho dự án.
Bằng cách này, các nghệ sĩ có thể kiếm nhiều tiền hơn từ nội dung cũ của họ và các công ty có thể tiết kiệm tiền bằng cách mua các mô hình làm sẵn thay vì trả tiền để tạo mô hình từ đầu. Các thị trường này thường chia lợi nhuận giữa họ và các nghệ sĩ tạo ra hàng hóa, và các nghệ sĩ quản lý để thu được từ 40% đến 95% doanh thu, tùy thuộc vào thị trường.
Trong hầu hết các trường hợp, nghệ sĩ giữ quyền sở hữu đối với mẫu vật 3 chiều; khách hàng chỉ mua quyền sử dụng và hiển thị mô hình. Một số nghệ sĩ bán sản phẩm của họ trực tiếp với giá thấp hơn tại cửa hàng của họ mà không sử dụng trung gian.
Trong những năm gần đây, nhiều thị trường chuyên biệt cho mô hình in 3D đã xuất hiện, một số thị trường in 3D là sự kết hợp của các mô hình trang web trao đổi, có hoặc không có khả năng thương mại điện tử tích hợp sẵn.
Có những chương trình khác cũng cung cấp các loại dịch vụ in hình ảnh XNUMXD theo cách tương tự và đây là những chương trình chia sẻ tệp rất nổi tiếng.
3D in
Loại in chìm XNUMXD này là một phương pháp kỹ thuật sản xuất phụ gia, trong đó các vật thể ba chiều được tạo ra từ các lớp vật liệu liên tục.
Trong những năm gần đây, số lượng các công ty cung cấp mô hình vật thể in 3D tùy chỉnh ngày càng nhiều, các vật thể này được quét, dựng hình XNUMX chiều trên chương trình máy tính sau đó được in ra theo yêu cầu của khách hàng.
Như đã đề cập ở trên, một mô hình 3D có thể được mua từ thị trường trực tuyến và sau đó được in bởi một người hoặc doanh nghiệp bằng máy in 3D thương mại có sẵn để các bộ phận và thậm chí cả thiết bị có thể được sản xuất tại nhà.
Mô hình con người
Ứng dụng thương mại đầu tiên có sẵn rộng rãi về mô hình ảo của con người xuất hiện trên trang web Lands'End vào năm 1998. Mô hình ảo được tạo ra bởi My Virtual Mode Inc, cho phép người dùng tạo mô hình của riêng họ và mặc thử quần áo 3D, có một số chương trình hiện đại. thiết bị có thể được sử dụng để tạo mô hình người ảo.
ứng dụng
Mô hình 3D được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như phim, hoạt hình và trò chơi, thiết kế nội thất và kiến trúc. Chúng cũng được sử dụng trong ngành y tế để biểu diễn các cấu trúc giải phẫu một cách tương tác, một loạt các phần mềm 3D cũng được sử dụng trước khi thực sự sản xuất biểu diễn kỹ thuật số của mô hình hoặc bộ phận cơ học; CAD / CAM là một phần mềm được sử dụng trong lĩnh vực này, với phần mềm này, bạn không chỉ có thể xây dựng các bộ phận mà còn có thể lắp ráp các bộ phận và quan sát các chức năng của chúng.
Kỹ thuật mô hình 3D
Có một số kỹ thuật để thực hiện loại mô hình này, nó có thể hơi khó khăn, tuy nhiên sử dụng một số kỹ thuật sẽ làm cho việc thực hành này dễ dàng hơn và hiệu quả hơn, do đó, chúng tôi giải thích những kỹ thuật được sử dụng nhiều nhất trong thế giới 3D tuyệt vời này mô hình hóa:
Mô hình hóa cạnh
Mô hình hóa cạnh là một phương pháp đa giác khác để tạo nội dung 3D. Nó dựa trên việc tạo một phác thảo ban đầu được tải với các vòng riêng biệt để lấp đầy hoặc giảm khoảng cách giữa các đặc điểm khác nhau của mô hình, phương pháp này rất hữu ích khi tạo mô hình khuôn mặt người vì nó thuận tiện hơn so với việc tạo đường viền của hốc mắt. từ một đối tượng đa giác và lấp đầy phần tử từ bên trong, cũng cho phép bạn tạo một thư viện khổng lồ gồm các bộ phận, chẳng hạn như mắt, tai và môi.
Điêu khắc kỹ thuật số
Đây là một công nghệ tương đối mới, nhưng nó là công nghệ đầu tiên xem xét tài sản thực. Phương pháp này về cơ bản mô phỏng quá trình tạo ra một tác phẩm điêu khắc vật lý, nhưng nó có một loạt công cụ kỹ thuật số, một số sản phẩm phần mềm (Blender, Zbrush) giúp đánh vật thể một cách rất chân thực, cho phép tạo ra các tài sản có hình học dựa trên các mắt lưới. chứa hàng triệu đa giác.
vườn ươm
Cơ sở hợp lý không đồng nhất NURBS là một mô hình toán học tương đối cũ, thường được sử dụng khi người lập mô hình cần tạo các bề mặt theo cách đơn giản, lưới NURBS không thích hợp cho các chức năng mô hình hóa chung như các cạnh: thay vào đó nó dựa vào các cạnh 3D để trích xuất các đường cong với các điểm kiểm soát đặc biệt để tạo ra các bề mặt. Diện tích được xác định bởi không gian giữa các điểm kiểm soát và độ được chọn của đường cong, hệ thống này là một cách rất hiệu quả và nhanh chóng để tạo các bản vẽ và các đối tượng xuyên tâm ở dạng 3D.
Các chương trình tạo mô hình 3D
Có một số lượng lớn các chương trình để thực hiện mô hình hóa, chúng tôi sẽ đề cập đến một số chương trình quan trọng:
Con tê giác
Loại chương trình hiệu ứng 3D này dựa trên một chương trình khác và là thiết kế hướng đến máy tính, nó được tạo ra bởi Robert McNel và công ty, nó dựa trên một tiện ích bổ sung Autodesk cho AutoCAD. Các ứng dụng này về cơ bản thường được sử dụng trong các công ty thiết kế công nghiệp, kiến trúc, thiết kế hải quân, nhiều ứng dụng kỹ thuật số của thời đại mới, có tốc độ rất nhanh.
Fusion 360
Ứng dụng này về cơ bản được sử dụng cho thiết kế cơ khí hoặc kỹ thuật, nó có khả năng ghi lại các hình thức nghệ thuật trong không gian ba chiều, mặc dù rất hạn chế. Nó là một chương trình rất thương mại, vì vậy nó có thể được sử dụng trên đám mây cũng như điện thoại di động, theo cách này, nếu bạn không có kết nối internet, bạn có thể sử dụng nó mà không cần nó trong dự án của mình.
Máy xay sinh tố
Nó là một ứng dụng máy tính đa nền tảng được áp dụng cho loại phác thảo, ánh sáng, kết xuất, hoạt hình và tạo đồ họa 3D. Công cụ tốt nhất mà ứng dụng này có là cách tạo bản phác thảo, vì nó có quy trình làm việc cực kỳ dễ hiểu. Nếu bạn muốn có một ứng dụng 3D để tạo nội dung, thì đó là một lựa chọn tốt.
Vì vậy, ứng dụng này có tất cả các tính năng cần thiết mà bạn có thể tìm thấy trong bất kỳ chương trình thiết kế nào khác.
Chương trình này ban đầu được phát miễn phí, nhưng tại thời điểm đó không có mã nguồn và sách hướng dẫn đã được bán sẵn. Sau đó, nó trở thành phần mềm.
Bạn cũng có thể đọc bài viết thú vị của: Kính VR tốt nhất .
