Современную промышленность и дизайн невозможно представить без трехмерного моделирования . Прежде, чем приступить к производству продукции необходимо построить 3д-модель объекта , и, с помощью технологии быстрого прототипирования создать еепрототип . Это необходимо для того, чтобы оценить эргономику будущего изделия (например, вам необходимо изготовить корпус детали или прототип автомобиля ). Кроме того, изготовление прототипа может быть одной из стадий - на пути ксозданию формы для литья - длямелкосерийного производства или выпуска пробной серии продукции .

Трехмерное моделирование - вид компьютерный графики, сочетающий в себе различного рода программные и аппаратныеинструменты для создания трехмерных моделей объектов.3д-моделирование и визуализация широко применяются впромышленном дизайне иинженерии . Спомощью 3д моделирования создаютсяобъемные графические объекты , посредствомрендеринга (размещение 3d-модели на необходимый фон - для визуализации объекта в среде) приобретаютмаксимальную фотореалистичность .

С помощью технологий3д-моделирования можно воссоздать объекты по чертежам и/или по фотографиям. Стоит отметить, что существует множество программных способов (программ), для создания псевдотрехмерных моделей на основе фотографий.

Мы же говорим о построении по фотографии точной 3д модели , опытным специалистом изкомпании KOLORO . Стоит отметить, что профессиональный 3д-дизайнер должен иметь не только навыки работы с графическими программами, но и специальное техническое образование. Это гарантия того, что построенная им трехмерная модель будет не просто красивой, а иполностью соответствующей техническим требованиям , выдвигаемым к даной категории объектов.

Итак, в качестве основы для создания 3д-модели могут быть использованы:

фотографии;
чертежи;
3д-сканер (результаты 3д-сканирования);
реальный объект (3д-модель созданная по облаку точек);
устное описание требуемого объекта;
рисунок (или набросок) объекта от руки;

Чертежи выступают в качестве шаблонных изображений. Для того чтобы создать 3д-модель по чертежам необходимо иметь три чертежа объекта - спереди, сверху и сбоку, а в идеале еще и сзади.

Требования к чертежам:

указание всех размеров (толщина перегородок, размеры плоскостей, внутренние составляющие объекта и т.д.);
правильное расположение всех объектов относительно оси координат;
понятность;
указание материала, из которого будет сделан объект.

К чертежам желательно приложить следующую информацию:

способ создания прототипа (3д печать, фрезеровка, формовка, комбинированный метод прототипирования);
требуемый способ изготовления объекта , гарантирующий высокое качество будущего изделия.

Если же чертеж не соответствует требуемым стандартам отрасли, компания KOLORO проведет дополнительные работы по стандартизации изделия. С учетом пожеланий клиента наши специалисты:

проведут необходимые исследования;
разберутся с вашей задачей и предложат ее решение;
создадут чертеж, отвечающий необходимым стандартам;
создадут 3д-модель объекта на основе ее чертежа.

3д моделирование по фотографии

3д моделирование по фотографии называется фотограмметрией . Напомним, что существует множество "любительских" программ, создающих 3д-модели по фотографии, но, в большинстве случаев, такие программы строят псевдотрехмерное изображение.

Качественную 3д-модель можно построить лишь в профессиональной программе для работы с трехмерной графикой . При этом, как и в случае с3д-моделированием по чертежам , нам необходимо иметь изображение, как минимум трех граней объекта: вид сверху, сбоку и спереди.

3д моделирование по фотографии используется в случае когда :

чертежи объекта утеряны или не существуют;
необходимо создать 3д модель человека;
в некоторых других случаях, когда необходима фотографическая схожесть модели с оригиналом.

3д-сканирование

Современные 3д-сканеры позволяют провести3д сканирование объекта любого размера и формы. Лазерные 3д сканеры , на основе полученных данных, сами строят 3д-модель объекта . А, в дальнейшем, полученное трехмерное изображение кропотливодорабатывает 3д-дизайнер.

Такой способ 3д-моделирования является одним из наиболее экономически выгодных , ведь временные и технические затраты на создание 3д-модели в таком случае -минимальны . Такой способ можно использовать как длясоздания 3д-модели небольшого объекта (например, создание дизайна бутылки ), так и длятрехмерного моделирования больших объектов (например, архитектурное 3д-моделирование ).

3д моделирование на основе реального объекта

Зачастую данный способ 3д моделирования применяется в случае отсутствия 3д-сканера и невозможности сделать качественную фотографию объекта. Сам объект, в данном случае, должен быть небольшим по размеру и транспортабельным, ведь инженеру придется работать непосредственно с объектом - перемещать и двигать его, а при необходимости и разбирать объект на отдельные части.

3D-моделирование - это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования - разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. При помощи современного программного обеспечения сделать это не составляет трудностей.

В этой статье вы ознакомитесь с тремя самыми лучшими программами для 3D моделирования. Это Blender 3D, SketchUp и AutoCAD. Этот список можно было бы продолжить такими программами, как 3D Max, Wings 3D и многими другими, но по мнению редакторов нашего сайта и после общения со специалистами в сфере трехмерного моделирования мы решили выделить именно эти 3 программы.

Blender 3D

Blender 3D – это бесплатное программное обеспечение для создания и работы с 3D графикой.

Программа имеет большое количество кистей, возможность создания слоёв, простота работы с анимацией и еще множество других премудростей присущи Blender 3D. Если честно, то все достоинства именно этой программы по сравнению с другими не счесть. Здесь главное практика и обучение. Но остановив свой выбор на Blender 3D вы действительно не ошибетесь.

Одной из главных особенностей Blender 3D является продвинутый интерфейс, который позволяет подстроить все элементы и инструменты под желания пользователей. Это дает большой приоритет при выборе программы для программы для 3D моделирования.

Что касаемо технических характеристик вашего компьютера для работы с Blender 3D, то они достаточно велики. Вам потребуется не менее 2 Гб оперативной памяти, видеокарта с 1 Гб видеопамяти (совместимая с Open GL) и желательно 32-битный двухъядерный процессор (но желательно лучше).

SketchUp

Профессиональное программное обеспечение для любых действий с трехмерными объектами. В программе можно выполнять практически любые действия, связанные с моделированием. В SketchUp встроено большое количество стандартных шаблонов моделей и генератор эффектов, что значительно облегчает работу. Также программа поддерживает макросы и плагины.

Основными работами, которые выполняются в SketchUp, является моделирования мебели, интерьера или архитектурных сооружений, но это далеко не весь перечень ведь многое зависит от вашей задачи и фантазии.

Бесплатная версия и удобный интерфейс с поддержкой русского языка сделали SketchUp очень популярной среди русскоязычных пользователей. Также, при желании, на YouTube можно отыскать видеоуроки, демонстрирующие возможности программы и дающие базовые знания об работе в SketchUp.

В сравнении с Blender 3D, для SketchUp технические характеристики вашего компьютера должны быть намного скромнее. Это 1 Гб оперативной памяти, видеокарта с памятью 256 Мб и конечно же не менее 1 гГц процессор. Но учтите, что эти требования – минимальные.

Особого представления эта программу не требует, ведь она и так знакома все, начиная от студентов-инженеров (любой специальности) и заканчивая специалистами, работающими в больших компаниях занимающиеся проектированием.

С умелыми руками и небольшим багажом знаний в AutoCAD можно создавать 3D модели любой сложности. Багаж знаний можно постоянно пополнять, ведь литературы, видеоуроков и статей, обучающих работе в этой программе огромное множество.

В основном AutoCAD используют для создания чертежей, но последние версии программы расширили возможности. Но все же AutoCAD в большей мере предназначен для технического моделирования. Да лицензия дороговата. Поэтому большинство начинающих и уже профессионалов в сфере 3D моделирования отдают предпочтение Blender 3D.

1

Для начала вам потребуется сделать от 20 до 40 снимков объекта с разных точек, используя камеру с матрицей в 3–6 мегапикселей. Фотографируйте модель по кругу; следите за тем, чтобы объект занимал большую часть пространства кадра. После каждого кадра делайте небольшой шаг влево, чтобы разница между углами от центра объекта составляла около 15 градусов. За один обход модели съёмки по кругу вам нужно сделать около 20–30 кадров. После того как вы закончили снимать с низкой точки, отснимите модель сверху с захватом макушки.

Фотографируемый человек должен
сидеть абсолютно неподвижно
и должен быть хорошо освещён

3

Отсняв объект, загрузите одну из популярных программ по захвату, самая доступная из которых, - 123D Catch компании Autodesk. Эта простая программа сама сделает практически всю работу.

4

После загрузки в 123D Catch все снимки автоматически конвертируются в 3D-модель в облаке. Однако если вы посмотрите на получившуюся модель с разных сторон, обязательно найдутся искажения. Они появляются из-за того, что программа не смогла в автоматическом режиме правильно выстроить точки.

Придётся расставлять дополнительные точки вручную. Для этого выбираем фотографию, расположенную ближе всего к искажённой зоне, выбираем пункт Check manual points. В новом окне появятся три фотографии: на главной нужно выбрать точки, на вспомогательных показать их местоположение. Далее вспомогательные фотографии необходимо пролистать и также выставить на них точки.

Для создания компьютерной графики используют множество различных приложений. Условно их можно разделить на следующие группы:

Программы для цифрового скульптинга (Pixologic ZBrush, Autodesk Mudbox).
Игровые движки (Unreal Engine 4, Unity 5, CryEngine 3).
Узкоспециализированные приложения, «заточенные» под конкретные задачи (анимация жидкостей - RealFlow, создание текстур - Mari и пр.).
Универсальные 3D редакторы (Cinema 4D, 3Ds Max, Maya, Houidini и т.д.).

Первые три группы разберем в следующих статьях. А сегодня предлагаем обзор универсальных 3D редакторов (Full 3D Suites).

Универсальные 3 D редакторы, как правило, содержат все необходимое для CG: инструменты моделирования, анимации и визуализации.

На вопросы: «Какой из пакетов лучший? Что выбрать?» нет правильных ответов. Выбор инструмента зависит от многих факторов: личных предпочтений CG-художника, поставленных целей, финансовых возможностей и т.д.

функционал программы;
удобство пользования (интуитивный интерфейс и т.д.);
доступность, цена.

Большинство специалистов в своей работе используют сразу несколько программ: некоторые вещи проще и быстрее делать в сторонних приложениях (детализация, постобработка, симуляция и пр.). Поэтому не ограничивайте себя рамками только одного пакета. Тем более, что выбор инструментов сегодня просто огромный.

Самые популярные 3D пакеты:

3 Ds Max

3Ds Max - «пионер» среди 3D редакторов, очень популярный инструмент, №1 в выборе многих начинающих и продвинутых специалистов. Занимает ведущие позиции в сфере дизайна и архитектурной визуализации. Часто используется в игровой индустрии.

Возможности:

моделирование на основе полигонов, сплайнов и NURBS,
мощная система частиц,
модуль волосы/шерсть,
расширенные шейдеры Shader FX,
поддержка новых и усовершенствованных механизмов Iray и mental ray.
анимация толпы,
импорт из Revit и SketchUp,
интеграция композитинга.

И многое другое.

Плюсы: огромный функционал, множество плагинов и обучающей информации.

Минусы: не так прост в освоении, «старожилу» требуются серьезные обновления.

Autodesk Maya

Maya - промышленный стандарт 3D графики в кино и телевидении. Maya популярна среди крупных студий и масштабных проектов в рекламе, кино, игровой индустрии. Пакет идеален для создания анимации.

Возможности:

полный набор инструментов для NURBS- и полигонального моделирования;
мощные средства общей и персонажной анимации;
развитая система частиц;
технология Maya Fur (создание меха, волос, травы);
технология Maya Fluid Effects (моделирование жидкостей, атмосферы);
широкий набор средств создания динамических спецэффектов;
UV-текстуры, нормали и цветовое кодирование;
многопроцессорный гибкий рендеринг.

Плюсы: огромный функционал и возможности.

Минусы: длительное и сложное обучение, высокие требования к системе, высокая цена.

Cinema 4 D

Cinema 4 D - один из самых лучших и удобных 3D пакетов на сегодняшний день. Огромный функционал: от моделирования, анимации, эффектов до «лепки» и модуля BodyPaint 3D. У более понятный и удобный интерфейс нежели у 3Ds Max и Maya. Широко используется в моушен-дизайне, киноиндустрии и рекламе.

Возможности:

полигональное и NURBS-моделирование;
BodyPaint 3D (модуль для создания разверток UV и текстурных карт);
генерация и анимация объектов;
персонажная анимация;
динамика мягких и твердых тел;
модуль для создания реалистичных волос;
система частиц Thinking Particles;
неплохой встроенный визуализатор.

Плюсы: легкость в освоении, интуитивный интерфейс, отличный функционал, множество обучающих материалов, тесная связь с Adobe After Effects, Houdini и т.д.

Минусы: неотлаженная система перехода между версиями.

Modo

Modo - полноценный продукт для моделирования, рисования, анимации и визуализации. Включает также инструменты скульптинга и текстурного окрашивания. Благодаря удобству пользования и высокой производительности, у Modo репутация одного из самых быстрых инструментов моделирования. Modo популярен в сфере рекламы, разработки игр, спецэффектов и архитектурной визуализации.

Возможности:

полигональное и моделирование SDS;
современные инструменты анимации;
динамика твердых и мягких тел;
система рисования;
материал Fur (мех) для создания волос, травы и меха;
инструменты лепки;
быстрая и качественная визуализация.

Плюсы: мощный и понятный инструментарий, высокая производительность.

Минусы: мало информации.

Side Effects Houdini

Houdini - мощный профессиональный пакет для работы с 3D графикой, в его основе процедурная, нодовая система. Houdini идеально подходит для создания сложной динамики, симуляции: частиц, жидкости, дыма, огня, имитации природных явлений и т.д. А также это отличный инструмент для создания впечатляющих визуальных эффектов. Основная область применения Houdini - киноиндустрия.

Возможности:

полигональное и NURBS-моделирование,
анимация (ключевая, процедурная),
персонажная анимация,
система частиц,
динамика твердых и мягких тел, тканей, шерсти/волос, газов и жидкостей,
работа с объемным звуком,
мощный рендер движок Mantra,
встроенный инструмент композитинга.

Плюсы: высококлассные спецэффекты и анимация.

Минусы: мало информации, высокая цена.

Softimage

Softimage (Autodesk Softimage, ранее Softimage/XSI) - программа для 3D анимации и создания визуальных эффектов в game-индустрии, кино и телевидении.

У Softimage была одна из самых лучших систем анимации. Благодаря уникальной системе ICE (Interactive Creative Environment — платформе визуального программирования, основанной на нодах) пакет предлагал широкую функциональность, гибкость, высокую производительность и качество.

Возможности:

мощное полигональное, а также процедурное моделирование в среде ICE;
физика и динамика частиц и геометрии;
нелинейная анимация;
инструменты лицевой анимации Autodesk Face Robot;
встроенный MentalRay.

В 2008 году компания Autodesk выкупила Softimage у Avid за 35 млн. долларов. В 2015 Autodesk объявила о прекращении продаж лицензий на Softimage и фактически избавилась от одного из самых сильных игроков на рынке. На официальном сайте предлагается перейти на 3Ds Max или Maya.

LightWave

Lightwave 3D - инструмент для 3D анимации и визуальных эффектов от компании NewNek. С давних пор является промышленным стандартом в кино и телевидении.

Новый усовершенствованный пакет LightWave 2015 предлагает огромные возможности: от динамического моделирования, персонажной анимации, визуальных эффектов до разработки игр и архитектурной визуализации.

Возможности:

интуитивный двойной интерфейс (modeler и layout);
мощное полигональное моделирование;
развитая система анимации;
система частиц;
система снаряжения персонажа Genoma 2;
усовершенствованный рендеринг;
интерактивное динамическое наследование (Interactive Dynamic Parenting);
гибкая система Bullet Dynamics;

Плюсы: огромный функционал, удобный двойной интерфейс.

Минусы: не так популярен в нашей стране и странах СНГ, мало информации.

Blender

Единственный в списке бесплатный 3D пакет, который практически не уступает по функционалу платным приложениям. Blender включает в себя средства для 3D моделирования, анимации, а также набор опций для создания игр, визуальных эффектов и скульптинга. Отличная альтернатива «монстрам» 3D анимации. Благодаря поддержке Blender Foundation, программа очень быстро и стабильно развивается.

Возможности:

полигональное моделирование, сплайны, NURBS-кривые и поверхности;
режим лепки;
система частиц;
динамика твердых и мягких тел: жидкость, шерсть/волосы и т.д.;
скелетная анимация;
встроенные механизмы рендеринга и интеграция со сторонними визуализаторами;
редактор видео;
функции создания игр и приложений (Game Blender).

Плюсы: доступность, открытый код, кроссплатформенность, небольшой размер (около 50 мегабайт), широкий функционал, возможность создания игр.

Минусы: отсутствие документации в базовой поставке.

Итак, если коротко:

3Ds Max - компьютерные игры, интерьеры, визуализация.
Maya - анимация, киноиндустрия, телевидение, клипы.
Cinema 4D - спецэффекты в кино и телевидении, моушен-дизайн, реклама.
Modo - реклама, игры, спецэффекты в кино.
Houdini - визуальное программирование, спецэффекты в кино.
Softimage - анимация и спецэффекты в кино, телевидении, играх.
LightWave - спецэффекты в кино, телевидении.
Blender - персонажная анимация, создание игр.

В заключение хочется отметить: 3D редактор - всего лишь инструмент, раскрыть потенциал которого может только сам дизайнер, CG художник. Освоив в полной мере один пакет, изучить другие не составит труда.

Удачи Вам в обучении и работе!

Все трехмерные (3D) объекты, которые мы хотим создать должны быть вначале нарисованы в фотошопе в градациях серого. Что это значит? Все просто, трехмерные объекты в фотошоп рисуются на основании заданных цветов которые лежат от черного к белому, но обязательно в градациях серого (не путайте с черно-белым изображением). На скриншоте который расположен ниже показан этот спектр цветов:

Чем темнее вы выберете цвет, тем больше будет вмятина в 3D объекте, и наоборот, чем светлее будет выбранный цвет, тем больше это место будет возвышаться на 3D объекте. Таким образом мы можем создавать рельефы, выпуклости и вогнутости на 3D объекте.

Необходимо заметить, что все 3D объекты имеют стандартный геометрический набор в четырех направлениях:

Плоскость;

Двусторонняя плоскость;

Цилиндр;

На основании которых строятся модели, исходя из того, какую модель нам предстоит построить. Это значит, что имея заготовку в виде рисунка в градациях серого, мы можем построить из него четыре различных фигуры. Для того, что бы это все понять, перейдем к практике.

2. Подготовка рабочей среды программы к работе

Если у Вас еще не включена отрисовка OpenGL , включаем ускорение трехмерных объектов:
(Редактирование - Настройки - Производительность), ставим галочку и нажимаем Ok .

Нам понадобится палитра для работы с 3D объектами. Если у Вас ее нет сделайте следующее: (Окно - 3D).