Программа для моделирования 3д моделей. Объемные модели из фотографий

Программа для моделирования 3д моделей. Объемные модели из фотографий

29.05.2019

"Что нам стоит дом построить?
Нарисуем - будем жить!"

Допустим, вы решили создать собственную компьютерную игру. Например, космическую аркаду. По статьям "Мании" сделали графическое ядро на основе Genesis 3D, создали уровни, прописали скрипты, сочинили музыку, создали текстуры для моделей космических кораблей и астероидов... Стоп! А самих-то моделей и нет! И вообще, что это за звери такие - 3D модели? С чем их едят и где их производят? Так как эти вопросы будоражат умы многих начинающих игроделов, сегодня мы поговорим о 3D моделлинге.
Казалось бы, все знают, что такое трехмерная модель. Каждый день
большинство из нас сталкивается с ними, управляет ими или поливает свинцом из многоствольных орудий, а может быть, холит и лелеет (The Sims ). Так что же это такое? С точки зрения разработчика игр трехмерная модель представляет собой совокупность точек в трехмерном пространстве. Точки образуют пространственные многоугольники - полигоны. Именно эти полигоны
Другие технологии создания 3D в играх

Сегодня полигоны царят во всех трехмерных играх. Но есть и другие технологии создания 3D окружения. И кто знает, какой стандарт будет лидировать завтра?
Спрайты - наиболее известная "альтернатива" полигонов. Спрайт - плоская картинка, помещенная в 3D пространство. При изменении угла камеры спрайт вращается. В некоторых играх картинка спрайта меняется через определенный шаг угла. Так создается впечатление трехмерности объекта. Но при приближении к спрайту он может распасться на пиксели. Вблизи ощущение трехмерности исчезает, уступая место разочарованию. Это вымирающая технология. Раньше она повсеместно использовалась в 3D играх (например, в Duke Nukem 3D нет полигонов - одни спрайты). Потом старались спрайтами делать только многочисленные сложные объекты (деревья, траву - это стандарт). Теперь стараются вообще отказаться от спрайтов (вспомните технологическую демку от nVidia про дерево с полигонными листьями).
Ray Trace - экзотическая и сомнительная технология, при которой точки на экране образуются отсечением виртуальных лучей каркасами объектов. Вроде бы при этом снимается проблема с реалистичным освещением. Но затраты ресурсов процессора колоссальны. Насколько я знаю, эту технологию пробовали применять только в одной игре - Seed - четыре года назад, но проект канул в лету. Сегодня никто эту технологию возрождать не собирается.
Воксельная графика. Воксель - трехмерный аналог пикселя. Из вокселей строятся все трехмерные объекты. Это позволяет получить потрясающие результаты, особенно с биологическими объектами. Довольно много игр сделано по этой технологии. Наиболее известная - Outcast . Это довольно перспективная технология. Возможно, воксели станут преемниками полигонов. Единственная проблема - акселераторы пока не поддерживают воксели на аппаратном уровне.
NURBS - математически рассчитываемые трехмерные кривые плоскости. Позволяют создавать объекты высокой сложности (опять же - в основном биологические). NURBS применяются в некоторых играх, но по-настоящему они проявят себя в будущем. Основной недостаток - высокая ресурсоемкость.
Не стоит думать, что одна из этих технологий исключает другую. Например, до недавних лет был широко распространен симбиоз полигона со спрайтом. В некоторых играх полигоны совмещаются с вокселями (Delta Force, например). В Quake 3 используются NURBS (вспомните развевающиеся на ветру флаги). Но уже на данном этапе развития технологии понятно, что будущее компьютерных игр - в вокселях и NURBS.

так любят считать ценители качественного изображения и въедливые игровые критики в только что вышедших 3D играх. В большинстве современных игр все персонажи - машины, дома, собаки и кошки, лестницы и лампочки, гвозди и ядерные боеголовки, бабочки и бронетранспортеры - состоят сплошь из полигонов. Есть, правда, и исключения (о других методах вывода графики в 3D играх читайте на врезке ).
Модели хранятся в файлах особых форматов. Файлы самых распространенных форматов умеют экспортировать большинство современных графических движков (в частности, GLScene и Genesis 3D ). Обычно в этих файлах хранятся не только данные о каркасе объекта, но и некоторая дополнительная информация: координаты текстур, источники освещения, атмосферные явления, объекты-пустышки и т.д. Для создания трехмерных моделей предназначены специальные программы - 3D редакторы. Одним из самых известных и функциональных 3D редакторов на сегодняшний день является профессиональный 3D пакет 3D Studio MAX . Большинство профессиональных разработчиков трехмерных игр пользуются именно им. Несмотря на массу возможностей, 3D Studio MAX довольно прост и может использоваться дизайнерами-любителями. И если вы задумали создать свою игру, я вам рекомендую именно этот пакет для 3D моделирования.
Изначально 3D Studio MAX предназначался для создания спецэффектов и компьютерных вставок в современных фильмах и 3D мультфильмах (кто смотрел "Титан. После гибели Земли" или Shrek , тот меня поймет). Например, в сериале Star Trek задние декорации внутри кораблей сделаны вовсе не из картона и пластика. Этих декораций попросту не существует. Помещения космических кораблей моделировались в MAX"е, а потом на них накладывался видеоряд актеров, снятый на однородном фоне. А космические баталии вообще целиком смоделированы в этой замечательной программе. Но впоследствии этому пакету нашлось еще море применений - от создания заставочных роликов до моделирования всех объектов 3D окружения.
А как же использовать этот пакет на практике? Нет ничего проще. Программа умеет экспортировать трехмерные объекты в формат 3ds , который могут импортировать практически все 3D движки. Вам
только остается смоделировать объект в 3D Studio MAX, перевести его в формат 3ds, загрузить через интерфейс используемого вами движка и свободно работать с этим объектом в самой игре.

От теории к практике

Мы не ставим себе задачу
научить вас профессионализму в MAX"е, для этого существуют учебники, которые можно купить в магазине или скачать из Сети. Но... практически все "буквари" грешат последовательностью подхода. Зачастую излишней последовательностью. Вам приходится изучать тонны операций, которые, вполне возможно, вам никогда не понадобятся. Особенно если "Максика" вы будете использовать только для создания каркасов моделей в своей игре. В итоге, осваивая учебник, к созданию простенького самолетика вы придете, в лучшем случае, через месяц-полтора от начала занятий. Мы же предлагаем вам проскочить мимо всей этой рутины (если будет нужно, купите учебники) и непосредственно перейти к созданию моделей. Для примера смоделируем космический истребитель. Его вполне можно будет использовать в космической аркаде в качестве "главного героя" или врага.
Запустите 3D Studio MAX. Перед вами предстанет главное окно программы. Оно состоит из меню, панели инструментов (вверху), палитры объектов, утилит и модификаторов (справа), панели управления анимацией и навигацией (внизу справа), строки состояния и области ввода команд (внизу) и четырех изображений сцены под разными ракурсами в центре. В этих четырех окошках показывается одна и та же трехмерная область. Первое окно - вид сверху, второе - вид спереди (фронтальный вид), третье - вид слева (вспомните уроки черчения) и четвертое - свободная перспектива. Работа в 3DSM очень похожа на работу в каком-нибудь графическом редакторе, например Photoshop или даже Paint, только с поправкой на третье измерение.
Для начала нам нужна база для космического истребителя. Этой базой будет служить элементарный параллелепипед . Чтобы создать параллелепипед, кликните по кнопке "Бокс" на панели слева. После этого кликните где-нибудь на перспективном виде и растяните прямоугольник. Отпустите кнопку мыши и ведите курсор вверх, пока параллелепипед не достигнет требуемой высоты. После этого кликните еще раз, и параллелепипед готов. Возможно, его размеры и положение оказались не совсем удачными, но это можно легко поправить.
Для успешной работы в "Максе" необходимо усвоить приемы навигации в 3D видах. Внизу справа есть панель управления камерами и видами . Для увеличения или уменьшения изображения сцены (или приближения/удаления - в 3D все зависит от точки зрения) служит кнопка "лупа" . Работать с лупой можно так же, как и в графических редакторах - просто кликните на перспективе и ведите курсор вперед или назад. Кнопка с кистью служит для панорамного перемещения изображения сцены. Просто попробуйте, и сразу поймете, что это такое. Кнопка с кругом и стрелками служит для вращения изображения сцены. Для вращения сцены кликните на окне перспективной проекции и ведите курсор в ту сторону, куда надо вращать изображение. Если немного потренироваться, работа с этими инструментами не представляет никакой сложности даже для новичков. Все эти инструменты работают и на других видах.
Теперь, когда вы освоились с навигацией, можно приступать к превращению простого параллелепипеда в красивый истребитель. Для начала кликните правой кнопкой мыши по надписи "Перспектива" и выберите пункт меню "Сеточный каркас" . Эта опция временно отключит закраску плоскостей. Так работать гораздо
удобнее. На панели слева кликните на вкладке "Модификаторы" (значок с полусогнутым стержнем). Модификаторы - это аналоги фильтров в Photoshop, только в более широком смысле. Они позволяют изменять структуру объектов. Выделите наш параллелепипед (просто кликните по нему). На панели модификаторов кликните на кнопке "Дополнительно" и выберите из списка "Редактирование каркаса" . Прокрутите вниз панель модификаторов и нажмите на кнопку с квадратом . Это позволит выделять не весь объект, а конкретные плоскости. Выделите переднюю плоскость параллелепипеда. Кликните на кнопке "Выдавить" , потом на выделенной плоскости и, удерживая кнопку мыши, тяните плоскость, потом отпустите. Часть параллелепипеда вытянулась, образовав новую группу полигонов.
На панели инструментов кликните на кнопке "Масштабирование" и стяните выделенную плоскость (для этого протягивайте курсор от края полигона к центру). Мы получили параллелепипед с суженной частью. Теперь, повторяя предыдущие действия, вытяните нос будущего истребителя и масштабируйте конечный полигон до точки. Мы получили заготовку фюзеляжа и носа истребителя. Затем вытяните боковые полигоны параллелепипеда с двух сторон. Немного сузьте их и снова вытяните. Потом сузьте таким образом, чтобы это напоминало крылья. Выделите конечный полигон крыла, потом кликните по кнопке "Перемещение" на панели инструментов и тяните крыло вверх. У нас получился истребитель с залихватски загнутыми крыльями.
Немного вытяните скошенный полигон сверху у основания носа и сузьте его. Получилась кабина. Дважды вытяните и "приплюсните" (комбинируя перемещение и масштабирование полигонов) задний полигон параллелепипеда - получился хвост. Истребитель практически готов. Но он еще далек от идеала. Когда вы освоите остальные модификаторы "Макса", сможете
моделировать по-настоящему красивые вещи. Но и сейчас можно кое-что сделать, чтобы истребитель не казался набором коробок. Переключитесь на первую вкладку панели слева, потом снова на вкладку модификаторов. Из списка модификаторов выберите "Каркасное сглаживание" . Установите параметр "Гладкость" около 0,5-0,7. Этого должно хватить. Снова включите отрисовку полигонов. Теперь все углы сглажены, и истребитель кажется более обтекаемым. Но что-то не то с крыльями. На панели модификаторов нажмите кнопку "Подобъект" . Растяните рамку выделения на крыле истребителя. Выделятся только "точки" крыла. Снимите галочку "Применять ко всему каркасу" и установите параметр "Гладкость" в 1,0. Вот теперь все в порядке. Модель еще далека от идеала, но выглядит неплохо.
Остается только наложить текстуру. Переключитесь на вкладку создания объектов. Выделите истребитель. Нажмите клавишу M (в латинской раскладке). Появится редактор материалов объекта. Нажмите квадратную кнопку около цветного прямоугольника с надписью "Рассеивание". В списке выберите пункт "Растровый рисунок" . Найдите и выберите файл с вашей текстурой. Нажмите кнопку с клетчатым кубиком. Потом курсором перетяните текстуру с шарика в левом верхнем углу экрана на объект. Закройте редактор материалов. Добавьте на объект модификатор "Карта UVW" . Теперь текстура появилась на истребителе. Но она наверняка неправильно сидит. На панели модификаторов поиграйте с параметрами "Длина" , "Ширина" , "Высота" , "Смещение по основным координатам" и добейтесь, чтобы текстура заняла положенное ей место.
Вот теперь истребитель готов. Его можно смело вставлять в игру. В меню "Файл" выберите пункт "Экспорт в другие форматы" и
сохраните истребитель в файл с расширением 3ds. Эту модель можно загрузить через Genesis 3D. Таким образом можно легко создавать астероиды, оружие, модели врагов и главных персонажей, даже спецэффекты (хотя там принцип совсем другой). Я советую вам получше изучить 3D Studio MAX, и тогда вашими играми будут восхищаться. С этим пакетом можно творить чудеса.

3D моделирование — очень популярное, развивающееся и многозадачное направление в компьютерной индустрии на сегодняшний день. Создание виртуальных моделей чего-либо стало неотъемлемой частью современного производства. Выпуск медиа-продукции, кажется, уже не возможен без использования компьютерной графики и анимации. Конечно же, под разнообразные задачи в этой отрасли предусмотрены и специфические программы.

Выбирая среду для трехмерного моделирования, в первую очередь, следует определить круг задач, для решения которых она подходит. В нашем обзоре мы, также, затронем вопрос сложности изучения программы и затрат времени на адаптацию под нее, так как работа с трехмерным моделированием должна быть рациональной, быстрой и удобной, а результат получался качественным и максимально творческим.

Перейдем к разбору самых популярных приложений для 3D моделирования.

Autodesk 3ds Max

Самым популярным представителем 3Д-моделлеров остается Autodesk 3ds Max — самое мощное, функциональное и универсальное приложение для трехмерной графики. 3Д Макс — это стандарт, под который выпущено множество дополнительных плагинов, разработано готовых 3Д-моделей, отснято гигабайты авторских курсов и видеоуроков. С этой программы лучше всего начинать учиться компьютерной графике.

Эта система может использоваться во всех отраслях, начиная от архитектуры и дизайна интерьеров и заканчивая созданием мультфильмов и анимированных видеороликов. Autodesk 3ds Max идеален для статичной графики. С помощью него быстро и технологично создаются реалистичные картинки интерьеров, экстерьеров, отдельных предметов. Большинство разрабатываемых 3Д-моделей создаются именно в формате 3ds Max, что подтверждает эталонность продукта и является самым большим его плюсом.

Cinema 4D

Cinema 4D — программа, которая позиционируется как конкурент Autodesk 3ds Max. Синема обладает практически таким же набором функций, но отличается в логике работы и способах выполнения операций. Это может создать неудобства для тех, кто уже привык работать в 3Д Макс и хочет воспользоваться преимуществами Cinema 4D.

По сравнению со своим легендарным конкурентом, Cinema 4D может похвастать более совершенным функционалом в создании видеоанимаций, а также способностью создавать реалистичную графику в режиме реального времени. Уступает же Cinema 4D, в первую очередь, своей меньшей популярностью, из-за чего количество 3Д-моделей под эту программу намного меньше, чем для Autodesk 3ds Max.

Sculptris

Для тех, кто делает свои первые шаги на поприще виртуального скульптора, идеально подойдет несложное и веселое приложение Sculptris. С помощью этого приложения, пользователь сразу погружается в увлекательный процесс лепки скульптуры или персонажа. Воодушивившись интуитивным творением модели и развивая свои навыки, можно перейти на профессиональный уровень работы в более сложных программах. Возможности Скульптрис достаточны, но не полны. Результат работы — создание одиночной модели, которая будет использоваться при работе в других системах.

IClone

IClone — это программа, разработанная специально для создания быстрых и реалистичных анимаций. Благодаря большой и качественной библиотеке примитивов, пользователь может ознакомится с процессом создания анимации и приобрести свои первые навыки в этом виде творчества. Сцены в IClone создаются легко и увлекательно. Хорошо подойдет для первоначальной проработки фильма на этапах эскизирования.

IClone хорошо подходит для изучения и использования в простых или малобюджетных анимациях. Однако его функционал не так широк и универсален, как в Cinema 4D.

ТОП-5 программ для 3D моделирования: видео

AutoCAD

Для целей строительного, инженерного и промышленного проектирования применяется самый популярный чертежный пакет — AutoCAD от компании Autodesk. Эта программа обладает мощнейшим функционалом для двухмерного черчения, а также проектирования трехмерных деталей разной сложности и назначения.

Научившись работать в AutoCAD, пользователь сможет проектировать сложные поверхности, конструкции и прочие изделия материального мира и оформлять к ним рабочие чертежи. На стороне пользователя — русскоязычное меню, справка и система подсказок по всем операциям.

Эту программу не стоит применять для красивых визуализаций, как Autodesk 3ds Max или Cinema 4D. Стихия Автокада — рабочие чертежи и подробная разработка модели, поэтому для эскизных разработок, например, архитектуры и дизайна лучше выбрать более подходящий для этих целей Sketch Up.

Sketch Up

Sketch Up — это интуитивная программа для дизайнеров и архитекторов, которая используется для быстрого создания трехмерных моделей предметов, конструкций, зданий и интерьеров. Благодаря интуитивному процессу работы, пользователь может воплотить свой замысел достаточно точно и графически понятно. Можно сказать, что Sketch Up — самое простое решение, используемое для 3d моделирования дома.

Скетч Ап обладает возможностью создания как реалистичных визуализаций, так и эскизных чертежей, что выгодно отличает его от Autodesk 3ds Max и Cinema 4D. В чем уступает Sketch Up, так это в низкой детализации объектов и не столь большим количеством 3Д-моделей под свой формат.

Программа имеет простой и дружественный интерфейс, она проста в изучении, благодаря чему обретает все больше сторонников.

Sweet Home 3D

Если требуется несложная система для 3D-моделирования квартиры, на эту роль отлично подойдет Sweet Home 3D. Даже неподготовленный пользователь сможет быстро начертить стены квартиры, разместить окна, двери, мебель, нанести текстуры и получить эскизный проект своего жилья.

Sweet Home 3D — решение для тех проектов, в которых не требуется реалистичная визуализация и наличие авторских и индивидуальных 3Д-моделей. Построение модели квартиры основывается на встроенных библиотечных элементах.

Blender

Бесплатная программа Blender является очень мощным и многофункциональным инструментом для работы с трехмерной графикой. Количеством своих функций он практически не уступает большим и дорогим 3ds Max и Cinema 4D. Эта система вполне подойдет как для создания 3Д-моделей, так и для разработки видеороликов и мультфильмов. Несмотря на некоторую нестабильность работы и отсутствие поддержки большого числа форматов 3Д-моделей, Blender может похвастать перед тем же 3ds Max более продвинутым инструментарием создания анимаций.

Блендер может оказаться сложным в изучении, так как имеет сложный интерфейс, непривычную логику работы и нерусифицированное меню. Зато благодаря открытой лицензии он может быт успешно использован в коммерческих целях.

NanoCAD

NanoCAD можно считать очень урезанной и переработанной версией многофункционального AutoCAD. Конечно же, Нанокад не обладает даже близким набором возможностей своего прародителя, но подойдет для решения небольших задач, связанных с двухмерным черчением.

Функции трехмерного моделирования также присутствуют в программе, но они настолько формальны, что рассматривать их как полноценные 3Д-инструменты просто нельзя. Нанокад можно посоветовать тем, кто занимается узкими чертежными задачами или делает первые шаги в освоении чертежной графики, не имея возможности приобрести дорогой лицензионный софт.

Lego Digital Designer

Lego Digital Designer — это игровая среда, с помощью которой можно собрать конструктор Лего на своем компьютере. Это приложение можно лишь условно отнести к системам для 3Д-моделирования. Цели Lego Digital Designer — развитие пространственного мышления и навыков комбинирования форм и в нашем обзоре нет конкурентов для этого чудо-приложения.

Данная программа прекрасно подойдет для детей и подростков, а взрослые могут собрать из кубиков дом или машину своей мечты.

Visicon

Visicon — это очень простая система, используемая для 3d моделирования интерьера. Визикон нельзя назвать конкурентом для более продвинутых 3Д-приложений, зато он поможет справиться неподготовленному пользователю с созданием эскизного проекта интерьера. Его функционал во многом похож со Sweet Home 3D, однако Visicon обладает меньшим количеством возможностей. При этом, скорость создания проекта может оказаться быстрее, благодаря простому интерфейсу.

Простейшим способом создания несложных объемных объектов и их сочетаний в среде Windows 10 является использование интегрированного в операционную систему редактора Paint 3D. С помощью инструмента можно быстро и легко создавать, а также редактировать модели в трехмерном пространстве.

Приложение прекрасно подойдет пользователям, которые осуществляют первые шаги в изучении 3D-моделирования за счет простоты освоения и встроенной системы подсказок. Более опытные пользователи могут использовать Paint 3D в качестве средства быстрого создания набросков трехмерных объектов для дальнейшего использования в более продвинутых редакторах.

Вот мы и рассмотрели самые популярные решения для 3D моделирования. В качестве итога составим таблицу соответствия этих продуктов поставленным задачам.

Эскизное моделирование интерьера — Visicon, Sweet Home 3D, Sketch Up
Визуализация интерьеров и экстерьеров — Autodesk 3ds Max, Cinema 4D, Blender
Предметное 3D-проектирование — AutoCAD, NanoCAD, Autodesk 3ds Max, Cinema 4D, Blender
Cкульптурирование — Sculptris, Blender, Cinema 4D, Autodesk 3ds Max
Создание анимаций — Blender, Cinema 4D, Autodesk 3ds Max, IClone
Развлекательное моделирование — Lego Digital Designer, Sculptris, Paint3D

Невозможно представить какую-либо значимую сферу производства, в которой на этапе конструирования не применяют объемную графику. Разработка любого объекта становится доступнее при трехмерном представлении каждого элемента, значимой детали. На каждом этапе создания продукта, будь это несложный механизм или ракетный двигатель, ориентируются на многогранный макет. Он представляет собой многовекторный чертеж, имеющий не только номинальную высоту, длину и ширину, но и визуальное воплощение. В этой статье мы расскажем, как появилась первая компьютерная реалистичная фигура, в каких сферах технология нашла свое применение и какие программы используют проектировщики.

Мы часто слышим это сочетание – 3D. Оно является сокращением английского 3-dimensional, что дословно переводится как «три размера». К этой фразе прибавляют дополнительные слова: звук, изображение, шутер, шоу, принтер и так далее – вариантов масса. Но остается основной смысл: при употреблении этого метода происходит переход из схематического, однолинейного пространства в более реалистичное. Эта способность «одухотворять» неживое ставится в основу многих начинаний. Но визуализация нашла свое начало и получила наибольшую востребованность именно в конструировании объемного образа.

Оно широко применяется в следующих отраслях:

  • индустрия развлечений;
  • медицина;
  • промышленность.

Расскажем о каждой группе подробнее.

Кинематограф, компьютерные игры и анимация: заслуги 3D моделирования

Все виртуальные пространства и несуществующие герои созданы с помощью особой техники использования полигонов. Так называются обыкновенные геометрические фигуры с тремя или четырьмя гранями, которые соединяются под разными углами в один объект. Чтобы он пришел в движение, необходимо менять параметры у составляющих – вытягивать, перемещать, вращать. Так как все они связаны, то действие похоже на натяжение паутины – остальные сегменты деформируются в соответствии с первым.

Чем меньше площадь каждого отдельного куска, тем больше их общее количество, а значит, выше точность изображения. В таких случаях принято говорить о качестве графики – в некоторых играх можно ее делать выше и ниже. Это актуально в тех случаях, когда мощность компьютера не позволяет быстро отображать все фрагменты. Нельзя сказать, что небольшое количество полигонов – модели low poly, хуже чем High poly, когда деталей во много раз больше. Для части анимации достаточно общего вида героя, если он второстепенный или один из многих. Главного персонажа, как правило, рисуют более подробно. Сверху графических фигур накладываются текстуры, которые завершают образ.

Первым САПРом для профессионального и любительского пользования стал AutoCAD. Со временем стали появляться его качественные аналоги и второсортные подделки. Сводный список софтов мы приведем ниже, сейчас ограничимся указанием на очень удобную для 3D моделирования программу – ZWCAD Professional.

Она не уступает «Автокаду» в функционале, но существенно отличается по стоимости, которая у популярного бренда выше. Это разработка компании ZWSOFT, которая поддерживает свои позиции на рынке ПО с 1993 года и реализует свои продукты более чем в 80 странах мира. В 2017 году появилась новая усовершенствованная версия «ЗВкада». Основное направление разработки – это трехмерное конструирование. Которое, кстати, применяется не только в индустрии развлечения, но и здравоохранении.


Визуализация в медицине

Она развивается в двух основных направлениях:

    точечная или комплексная томография;

    конструирование и создание протезов.

Современные 3D-сканирования позволяют обнаружить дефекты органов и тканей, которые скрыты при простом рентгене или УЗИ. Появление таких технологий сделало возможным определение заболевания в тех ситуациях, когда ранее проводились диагностические операции. Широкое распространение они приобрели в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Для удобства обращения с новшеством больницы не ограничиваются компьютерными макетами, а приобретают принтеры для объемной печати.

Воплощенный в жизнь результат томографии может стать основой для создания импланта, например, зуба, который будет идеально подходить по размерам пациенту. В более сложном варианте технология помогает смоделировать протез конечности, слуховой аппарат, вены, нервы и даже искусственный сердечный клапан. Активно развивается биопечать – в ней вместо красок используются живые человеческие клетки. Но первый этап конструирования остается за компьютерными 3D программами. Здесь, как и при построении мультипликационных героев, используется полигональное моделирование. Искривление пластин показывает дефекты тканей. Воздействие на фрагменты позволит создать объемную фигуру идеального импланта, а вращение и передвижение частей покажет, как будет двигаться протезированная рука.

Главными пользователями являются инженеры, электрики, строители, работники дорожных служб – специалисты технической направленности. Их инструмент – это твердотельные или полые конструкции, обладающие математически точными параметрами, расчетными данными и реальной направленностью на работу. Поэтому, особенно важным для этой категории пользователей является не внешний вид модели, а возможность применения формул, работы с ними, срезовые чертежи, графика, а также проверка всего механизма на любом этапе разработки. Таким образом, цель проектировщика – это не только визуализация объекта, но, в большей степени, измеримая и рабочая информация о нем.


Работа в CAD (русскоязычная аббревиатура – САПР) предполагает профильное образование. Она будет эффективна, когда специалист не только видит образ, но знает материал, с которым ведется макет, особенности использования изделия и многие другие нюансы. Поэтому программы разряда ZWCAD с широким спектром действий и большим количеством инструментов, компании заказывают комплектами, чтобы обеспечить ПО весь отдел. Их же устанавливают на компьютеры студентов технических и архитектурных ВУЗов, чтобы будущие специалисты сразу конструировали в удобной и многофункциональной среде. Ориентируясь не только на индивидуального покупателя, но и на массовые поставки, ZWSOFT разработал гибкую политику лицензирования и существенно снизил цены на серийные закупки.

При работе в Системах Автоматизированного Проектирования инженер получает электронно-геометрическую модель. Что это такое в объемном 3D моделировании поможет понять список действий, который с ней можно совершить:

    Выполнить чертежи любого среза, в любом изображении под выбранным углом. Таким образом необходим один макет вместо массы разрозненных графиков. Поэтому с одним файлом, используя разные слои, могут одновременно работать разные специалисты, и даже разные отделы.

    Подогнать параметры всего изделия, изменив ввод одной данной величины.

    Производить расчеты любого показателя или коэффициента. Как в статичном положении, так и в прогнозируемом движении.

    Написать пакет для компьютерного управления станком или другим техническим оборудованием (ЧПУ).

    Использовать 3D-принтер и воссоздать объемную модель для презентации или показательного конструирования.Что такое план 3-д моделирования

    Каждая работа не обходится без алгоритма действий. Часто последовательность условна, особенно в творческих профессиях, однако даже там конструирование объекта происходит по следующим этапам:


    4. Анимация, если она необходима. Если это статичный объект, то возможно показать, как он приходит во взаимодействие со сторонними элементами. На этом этапе дополнительно можно рассчитать трение, КПД и другие коэффициенты.

    5. Устранение мелких недостатков и визуализация – вывод итогового объекта.

    6. Дополнительным этапом может быть распечатка на 3Д-принтере.

    История объемного моделирования развивается на наших глазах. Это технология будущего. Работать в формате 3D сейчас удобно, интересно и востребовано. Главное, выбрать подходящую программу для наиболее эффективного проектирования.

Сегодня я хочу рассказать как создать любую, какую Вы только пожелаете 3D фигуру из простого изображения - заготовки (Данный урок актуален для пользователей Adobe Photoshop CS5 Extended.

1. Немного теории без которой никак…
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:

Именно этот спектр цветов является рабочим для создания 3D объектов.
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
- сфера
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: Edit (Редактировать)>Preferences (Установки)>Performance (Производительность) , ставим галочку и нажимаем Ok.

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

3. Создание заготовки.
Создаем новый рисунок: File (Файл)>New (Новый (Cntr+N) ), выставляем такие параметры:

Вы можете задать другие параметры, но помните, чем больше наше изображение, и его разрешение тем тяжелей и дольше компьютер будет обрабатывать нашу фигуру.

Нарисуйте на холсте кистью с твердыми краями и большого диаметра, нажав клавишу Shift, следующий рисунок (выбирайте для каждой полосы цвет, который указан у меня на скриншоте):

Это и есть наш рисунок - заготовка.

4. Создание 3D объектов.
В палитре 3D объектов, установите такие настройки, и нажмите кнопку создать:

Теперь повращайте ее инструментами:

Теперь верните состояние когда у нас была простая заготовка. В палитре 3D объектов, выставите теперь такие настройки, и нажмите кнопку создать:

Посмотрите на фигуру которая получилась:

Как Вы видите более темные цвета посажены глубже, а более светлые наоборот более выдвинуты вперед. Попробуйте проанализировать фигуру, глядя на нашу заготовку и сравнивая ее с фигурой.

Теперь вновь верните состояние когда у нас была простая заготовка. В палитре 3D объектов, выставите теперь такие настройки, и нажмите кнопку создать:

Посмотрите на фигуру которая получилась:

Как Вы видите более темные цвета посажены глубже, а более светлые наоборот более выдвинуты вперед. Попробуйте проанализировать фигуру, глядя на нашу заготовку и сравнивая ее с фигурой.

Теперь снова верните состояние когда у нас была простая заготовка. В палитре 3D объектов, выставите теперь такие настройки, и нажмите кнопку создать:

Посмотрите на фигуру которая получилась:

Как Вы видите более темные цвета посажены глубже, а более светлые наоборот более выдвинуты в перед. Попробуйте проанализировать фигуру, глядя на нашу заготовку и сравнивая ее с фигурой.

5. Теперь я думаю Вы поняли принцип по которому фотошоп строит трехмерные объекты. Для закрепления материала, покажу такой пример:

Для того, чтобы нам воссоздать такую же мы должны проанализировать следующим образом: Сверху и снизу у фигуры места среднего диаметра относительно всей фигуры, а значит на заготовке он должен быть средним цветом (не сильно темным, не сильно светлым). Далее барабан с впадинами, значит барабан самый выпуклый и значит цвет на заготовке у него самый светлый (но не слишком светлый поскольку диаметр барабана будет чрезмерно большим). Очень глубокие впадины до основания говорят о том, что цвет впадин должен быть на заготовке черный или около того. Ну и разумеется из четырех вариантов построения фигур (плоскость, двусторонняя плоскость, цилиндр, сфера), мы выберем - цилиндр. На основе этих анализов создаю такую заготовку:

Используя логическое мышление мы можем создавать абсолютно любые 3D фигуры. Хочется посоветовать Вам попрактиковаться. Представьте в уме любую вымышленную фигуру и рассуждая как делал это я, воспроизведите заготовку и постройте на её основе фигуру, посмотрите совпадает ли она с задуманной Вами фигурой, если нет попробуйте еще раз и таким образом Вы приобретете навык работы с 3D объектами и без труда сможете создавать фигуры по Вашей задумке.

Желаю Вам успехов, надеюсь урок Вам понравился. Другие мои уроки, посвящённые 3D моделированию, вы можете посмотреть .

Программы для 3D моделирования могут быть интересны широкому кругу пользователей, а не только тем, кто планирует стать 3D дизайнером. Можно использовать бесплатные программы для 3d моделирования.

Среди них есть программа, которую даже не надо скачивать и устанавливать, а прямо “бери и моделируй” из своего браузера.

Возможно, Вы уже используете какую-либо программу и с ее помощью у Вас набор текста упростился. Теперь почему бы не попробовать себя в качестве 3D дизайнера?

3D моделирование – довольно сложный, но увлекательный процесс.

Где применяется 3D моделирование

Моделировать можно все, что угодно: от простеньких предметов вроде настольной вазы или светильника до сложных технических устройств типа автомобилей. При желании и наличии времени можно смоделировать хоть целый город.

3D моделирование широко применяется для создания интерьера в квартире или в комнате. С помощью компьютера у Вас появляется возможность увидеть, как будет выглядеть ваше помещение еще до начала ремонта. Что-то можно изменить на стадии проектировки, убрать или добавить по своему желанию.

При заказе кухни или мебели на заказ также обычно используются программы 3D моделирования. Дизайнер может создать 3D макет комнаты, кухни, коридора с мебелью. Такие объемные макеты изготовляются по размерам каждого помещения в присутствии заказчика. При этом все долго подбирается, тщательно обсуждается практически каждая деталька: материал, цвет, шурупы, ручки и т.д. Все это по отдельности выбирается из массы каталогов, предоставленных различными производителями. В итоге заказчик, уставший от необходимости что-то выбирать и постоянно принимать решения, выходит выжатый как лимон в прямом и переносном смыслах. И с тоской вспоминает, как было просто и легко выбирать в эпоху дефицита (точнее сказать, и выбора-то тогда не было).

С помощью 3D-редакторов можно нарисовать декорации для локаций к компьютерной игре или создать анимированного персонажа, тщательно проработать движения героя и его взаимодействие с предметами и окружением. Достаточно занятное дело для пользователей, .

Рассмотрим актуальные бесплатные программы для 3D моделирования и не только бесплатные.

Бесплатная программа Tinkercad и список видео-уроков

Tinkercad стоит попробовать в начале знакомства с процессом моделирования. В программе есть базовые инструменты для создания простеньких моделей из примитивных фигур.

Преимущество программы в том, что нет необходимости устанавливать ее на свой компьютер или на иное устройство: она работает прямо в вашем браузере.

Программа сделана с упором на печать деталей , если он у вас имеется. Попробуйте нарисовать что-нибудь в Tinkercad, и если Вам понравится, то можно переходить к более серьезным программам.

Но сначала нужно зарегистрироваться. сохранения своих будущих проектов под собственной учетной записью. Регистрацию проходят один раз, потом можно будет входить по кнопке «Вход в систему».

Для регистрации кликаем по указанной выше ссылке, в правом верхнем углу нажимаем на синюю кнопку «Зарегистрироваться».

Рис. 1. Выбор страны и даты рождения для бесплатной регистрации в Tinkercad

Выбираем свою страну, дату рождения, кликаем «Далее». Появится окно «Создать учетную запись»:

Рис. 2. Ввод e-mail и пароля для регистрации в Tinkercad

После этого будет создана учетная запись, далее можно моделировать.

Рис. 3. Моделирование в Tinkercad

Для этого можно выбрать какой-то объект, например, параллелепипед и перетащить его на рабочую плоскость. Кроме того, возможно масса других действий, например:

1 на рис. 3 – кликнув по маленькому треугольнику, можно выбрать: основные формы, текст, обозначения, соединители и другие фигуры.

2 – поле для выбора 3d-фигур,

3 – инструменты для копирования выделенных объектов, их дублирования, вставки и удаления, а также стрелки для повтора или отмены действий.

4 – можно рассмотреть свой объект сверху, спереди, сзади, снизу, в общем, со всех сторон.

5 на рис. 3 – увеличение/уменьшение выбранных объектов, исходный вид, ортогональный вид.

Список обучающих видео

К сожалению, в предлагаемых видео русского языка нет, но перемещения объектов – откуда, куда и как – в большинстве своем наглядно показаны.

Бесплатные программы для 3D моделирования на этом не заканчиваются, правда, следующие программы уже требуют установки на компьютер.

Бесплатная программа Wings 3D и 2 урока

Она устанавливается на устройствах с Windows, Linux и Mac OS X. Есть русский язык.

Wings 3D создана для полигонального моделирования и текстурирования моделей.

Термин «полигональное моделирование» происходит от слова «полигон». В математике есть понятие «линейчатые поверхности» – это когда объемную фигуру на самом деле можно воспроизвести с помощью прямых линий, например, так можно построить гиперболический параболоид.

В старые добрые времена делать подобные модели для учебных кабинетов поручали сварщикам: давали им объемный чертеж, а в качестве исходного материала предлагали прямые металлические прутки. Некоторые сварщики отказывались это делать, но те из них, кто вдруг понимал, как это делается, даже с интересом выполняли данную работу.

Вот и тут объемные фигуры моделируются с помощью небольших плоских фигур, так называемых полигонов (пример на рис. 4).

Рис. 4. Дельфин с полигональной сеткой

Недостатком программы является отсутствие анимации.

Однако есть поддержка освещения и материалов, а также имеется возможность рендера сцены (от английского термина rendering – визуализация, создание эффекта объемной картинки на плоскости экрана). Есть возможность экспортировать модели в другие программы, благо программа имеет расширения сохраняемых файлов других редакторов.

Wings 3D уроки

Программа 3DS MAX и серия уроков

3Ds Max – серьезный инструмент для опытного дизайнера. Можно скачать бесплатно демоверсию на 30 дней, которая доступна только для 64-разрядной версии Windows. После окончания срока действия бесплатной версии можно купить платную на месяц или на год.

Программа имеет потрясающее количество инструментов на все случаи.

3ds Max использует полигональный метод моделирования: вы рисуете точки, точки соединяются в полигоны и образуют некую форму объекта. Но рисованием дело не ограничивается.

В программе имеется свой физический движок для просчетов, позволяющий моделировать поведение тел в пространстве. Есть возможность моделировать огонь, воду, волосы и шерсть, накладывать текстуры на полигональную сетку и даже рисовать кистями так же, как это делается в Photoshop.

Благодаря костной системе управления, в программе можно создать полностью анимированного персонажа. Также можно сделать визуализацию объекта и при определенном освещении записать трехмерное видео.

3DS Max уроки

Бесплатный пакет Blender и видео-уроки

Blender – это полностью бесплатный пакет для создания графических и анимационных объектов. Интерфейс программы довольно дружелюбен, имеется возможность полностью перераспределить элементы управления под себя.

В программе можно тщательно проработать модель до мельчайших деталей и добиться натуралистичных эффектов текучей воды или движения волос. Программа, в основном, предназначена для анимации персонажей, так как в ней при должном умении можно передать естественную мимику лица и другие мелкие движения.

.
Уже более 3.000 подписчиков .

© 2024 beasthackerz.ru - Браузеры. Аудио. Жесткий диск. Программы. Локальная сеть. Windows