Войти
В 3D компьютерной графике, 3D моделирование - это процесс разработки математического представления любой поверхности объекта (неодушевленного или живого) в трех измерениях с помощью специализированного программного обеспечения. Изделие называется 3D-моделью . Тот, кто работает с 3D-моделями, может называться 3D-художником . Его можно отобразить как двумерное изображение с помощью процесса, называемого 3D-рендеринг, или использовать в компьютерном моделировании физических явлений. Модель также можно физически создать с помощью устройств 3D-печати.
Модели можно создавать автоматически или вручную. Процесс ручного моделирования подготовки геометрических данных для трехмерной компьютерной графики аналогичен пластическим искусствам, таким как скульптура.
Программное обеспечение для трехмерного моделирования - это класс компьютерной трехмерной графики программное обеспечение, используемое для создания 3D-моделей. Отдельные программы этого класса называются приложениями для моделирования
Трехмерная модель спектрографа 
Вращающаяся 3D-модель видеоигры 
3D-селфи Модели создаются из 2D-изображений, сделанных в 3D-фотобудке Fantasitron в Мадуродам Трехмерные (3D) модели представляют физическое тело с использованием набора точек в трехмерном пространстве, соединенных различными геометрическими объектами, такими как треугольники, линии, изогнутые поверхности и т. Д. Являясь набором данных (точки и другая информация), 3D-модели можно создавать вручную, алгоритмически (процедурное моделирование ) или сканированием. Их поверхности могут быть дополнительно определены с помощью наложения текстуры..
3D-модели широко используются везде в 3D-графике и CAD. Их использование предшествовало широкому использованию трехмерной графики на персональных компьютерах. Многие компьютерные игры использовали предварительно обработанные изображения 3D-моделей в качестве спрайтов до того, как компьютеры могли отображать их в реальном времени. Затем дизайнер может видеть модель в различных направлениях и видах, это может помочь дизайнеру увидеть, создан ли объект так, как задумано, по сравнению с его первоначальным видением. Такой взгляд на дизайн может помочь дизайнеру или компании определить изменения или улучшения, необходимые для продукта.
Сегодня 3D-модели используются в самых разных областях. В медицинской промышленности используются детальные модели органов; они могут быть созданы с помощью нескольких срезов двумерных изображений из МРТ или КТ. Киноиндустрия использует их в качестве персонажей и объектов для анимационных и реальных фильмов. индустрия видеоигр использует их в качестве ресурсов для компьютерных и видеоигр. Сектор науки использует их как детализированные модели химических соединений. Архитектурная промышленность использует их для демонстрации предлагаемых зданий и ландшафтов вместо традиционных физических архитектурных моделей. Сообщество инженеров использует их в качестве конструкции новых устройств, транспортных средств и конструкций, а также для множества других целей. В последние десятилетия сообщество наук о Земле начало строить трехмерные геологические модели в качестве стандартной практики. 3D-модели также могут быть основой для физических устройств, созданных с помощью 3D-принтеров или станков с ЧПУ.
Современная визуализация культовой модели чайника в штате Юта. разработан Мартином Ньюэллом (1975). Чайник из Юты - одна из наиболее распространенных моделей, используемых в образовании по 3D-графике. Почти все 3D-модели можно разделить на две категории:
Моделирование твердых тел и оболочек может создавать функционально идентичные объекты. Различия между ними в основном заключаются в вариациях в способах их создания и редактирования, а также в соглашениях об использовании в различных областях и различиях в типах приближений между моделью и реальностью.
Модели оболочки должны быть коллекторными (без отверстий и трещин в оболочке), чтобы быть значимыми в качестве реальных объектов. Полигональные сетки (и в меньшей степени поверхности разделения ) на сегодняшний день являются наиболее распространенным представлением. Наборы уровней являются полезным представлением для деформации поверхностей, которые претерпевают множество топологических изменений, таких как жидкости.
Процесс преобразования представлений объектов, таких как координата средней точки сферы и точка на его окружности в многоугольное представление сферы, называется тесселяцией. Этот шаг используется при рендеринге на основе полигонов, где объекты разбиваются с абстрактных представлений («примитивы »), таких как сферы, конусы и т. Д., На так называемые сетки, которые представляют собой сети соединенных между собой треугольников. Сетки треугольников (вместо, например, квадратов ) популярны, поскольку их легко растеризовать (поверхность, описываемая каждым треугольником, плоская, поэтому проекция всегда выпуклая);. Представления многоугольников используются не во всех методах визуализации, и в этих случаях этап тесселяции не включается в переход от абстрактного представления к визуализированной сцене.
Существует три популярных способа представления модели:
3D фантазийная рыба, состоящая из органических поверхностей, созданных с помощью LAI4D. Этап моделирования состоит из формования отдельные объекты, которые позже используются в сцене. Существует ряд методов моделирования, в том числе:
Моделирование может выполняться с помощью специальной программы (например, Cinema 4D, Maya, 3ds Max, Blender, LightWave, Modo ) или компонент приложения (Shaper, Lofter в 3ds Max) или на каком-либо языке описания сцены (как в POV-Ray ). В некоторых случаях нет строгого различия между этими фазами; в таких случаях моделирование является лишь частью процесса создания сцены (например, в случае с Caligari trueSpace и Realsoft 3D ).
3D-модели также могут быть созданы с использованием техники Фотограмметрии с помощью специальных программ, таких как RealityCapture, Metashape, 3DF Zephyr и Meshroom. Очистка и дальнейшая обработка могут выполняться с помощью таких приложений, как MeshLab, GigaMesh Software Framework, netfabb или MeshMixer. Фотограмметрия создает модели с использованием алгоритмов для интерпретации формы и текстуры реальных объектов и окружающей среды на основе фотографий, сделанных с разных углов объекта.
Сложные материалы, такие как ветер, облака и брызги жидкости, моделируются с помощью систем частиц и представляют собой массу в 3D координатах, которые имеют либо точки Назначенные им, полигоны, текстуры или спрайты.
Первое широко доступное коммерческое приложение виртуальных моделей человека появилось в 1998 году на веб-сайте Lands 'End. Виртуальные модели людей были созданы компанией My Virtual Mode Inc. и позволяли пользователям создавать собственные модели и примерять трехмерную одежду. Существует несколько современных программ, которые позволяют создавать виртуальные модели человека (например, Poser ).
Динамическая 3D-модель одежды, созданная в Marvelous Designer Разработка программного обеспечения для моделирования ткани, такого как Marvelous Designer, CLO3D и Optitex, позволила художникам и модельерам моделируйте динамическую 3D одежду на компьютере. Динамическая 3D-одежда используется для виртуальных каталогов моды, а также для одевания 3D-персонажей для видеоигр, 3D-анимационных фильмов, для цифровых двойников в фильмах, а также для создания одежды для аватаров в виртуальных мирах, таких как SecondLife.
3D фотореалистичные эффекты часто достигаются без каркасного моделирования и иногда неотличимы в окончательном виде. Некоторое программное обеспечение графики включает фильтры, которые можно применять к 2D-векторной графике или 2D растровой графике на прозрачных слоях.
Преимущества каркасного 3D-моделирования перед исключительно 2D-методами включают:
Недостатки по сравнению с фотореалистичным 2D-рендерингом могут включать обучение программному обеспечению кривая и сложность достижения определенных фотореалистичных эффектов. Некоторые фотореалистичные эффекты могут быть достигнуты с помощью специальных фильтров рендеринга, включенных в программное обеспечение для 3D-моделирования. Чтобы добиться лучшего из обоих миров, некоторые художники используют комбинацию трехмерного моделирования с последующим редактированием двухмерных компьютерных изображений из трехмерной модели.
Большой рынок 3D-моделей (а также 3D-контента, такого как текстуры, скрипты и т. Д.) Все еще существует - как для отдельных моделей, так и для больших коллекций. Несколько онлайн-площадок для 3D-контента позволяют отдельным художникам продавать созданный ими контент, включая TurboSquid, 3DBaza, CGStudio, CreativeMarket, Sketchfab, CGTrader. и культы. Часто цель художников - получить дополнительную пользу от активов, которые они ранее создали для проектов. Таким образом художники могут заработать больше денег на своем старом контенте, а компании могут сэкономить деньги, покупая готовые модели вместо того, чтобы платить сотруднику за создание их с нуля. Эти торговые площадки обычно делят продажу между собой и художником, создавшим актив, художники получают от 40% до 95% продаж в соответствии с рынком. В большинстве случаев художник сохраняет право собственности на 3D-модель, в то время как заказчик покупает только право использовать и представлять модель. Некоторые художники продают свою продукцию непосредственно в собственных магазинах, предлагая свою продукцию по более низкой цене, не используя посредников.
За последние несколько лет появилось множество торговых площадок, специализирующихся на моделях 3D-печати. Некоторые из торговых площадок для 3D-печати представляют собой комбинацию сайтов обмена моделями, со встроенными возможностями электронной связи или без них. Некоторые из этих платформ также предлагают услуги 3D-печати по запросу, программное обеспечение для рендеринга моделей и динамического просмотра элементов и т. Д. Платформы для обмена файлами 3D-печати включают Shapeways, Sketchfab, Pinshape., Thingiverse, TurboSquid, CGTrader, Threeding, MyMiniFactory и GrabCAD.
3D-печать - это форма технологии аддитивного производства, в которой трехмерный объект создается путем укладки или построения из последовательных слоев материала.
3D-печать - отличный способ создания объектов, потому что вы можете создавать объекты, которые вы не смогли бы сделать другим способом, не создавая сложных дорогостоящих форм или создавая объекты из нескольких частей. Деталь, напечатанную на 3D-принтере, можно редактировать, просто отредактировав 3D-модель. Это избавляет от необходимости использовать какие-либо дополнительные инструменты, что может сэкономить время и деньги. 3D-печать позволяет проверять идеи без прохождения производственного процесса.
В последние годы наблюдается рост числа компаний, предлагающих персонализированные 3D-печатные модели объектов, которые были отсканированы, спроектированы в Программное обеспечение САПР, а затем распечатка по требованиям заказчика. Как упоминалось ранее, 3D-модели могут быть приобретены на онлайн-рынках и распечатаны отдельными лицами или компаниями с использованием имеющихся в продаже 3D-принтеров, что позволяет производить на дому такие объекты, как запасные части, математические модели и даже медицинское оборудование.
Этапы судебно-медицинской реконструкции лица мумии, сделанной в Blender бразильским 3D-дизайнером Сисеро Мораес.Используется 3D-моделирование в различных отраслях, таких как кино, анимация и игры, дизайн интерьера и архитектура. Они также используются в медицинской промышленности для создания интерактивных представлений анатомии. Большое количество программного обеспечения 3D также используется для создания цифрового представления механических моделей или деталей до их фактического изготовления. Программное обеспечение, связанное с CAD и CAM, используется в таких областях, и с помощью этого программного обеспечения вы можете не только конструировать детали, но и собирать их, а также наблюдать за их функциональностью.
3D-моделирование также используется в области промышленного дизайна, где продукты моделируются в 3D перед представлением их клиентам. В медиа-индустрии и индустрии мероприятий 3D-моделирование используется в сценах и декорациях.
Перевод OWL 2 словаря словаря из X3D может использоваться для предоставления семантические описания для 3D-моделей, которые подходят для индексации и поиска 3D-моделей по таким характеристикам, как геометрия, размеры, материал, текстура, диффузное отражение, спектры пропускания, прозрачность, отражательная способность, опалесценция, глазури, лаки и эмали (в отличие от неструктурированных текстовых описаний или 2.5D виртуальных музеев и выставок с использованием Google Street View на Google Arts Culture, например). RDF представление 3D-моделей может использоваться в рассуждениях, которые позволяют интеллектуальные 3D-приложения, которые, например, могут автоматически сравнивать две 3D-модели по объему.
Твердотельные 3D-модели можно тестировать по-разному, в зависимости от того, что требуется, с помощью моделирования, проектирования механизмов и анализа. Если двигатель спроектирован и собран правильно (это может быть сделано по-разному в зависимости от того, какая программа 3D-моделирования используется), используя инструмент механизма, пользователь должен иметь возможность определить, правильно ли собран двигатель или машина, по тому, как они работают. Разный дизайн нужно будет тестировать по-разному. Например; насосу для бассейна потребуется имитация потока воды, протекающей через насос, чтобы увидеть, как вода течет через насос. Эти тесты проверяют, правильно ли разработан продукт или нужно ли его модифицировать для соответствия его требованиям.
СМИ, связанные с 3D-моделированием на Wikimedia Commons
 | Посмотрите разработчик моделей в Wiktionary, бесплатный словарь. |
