3D: что такое трехмерная графика и где используется 3Д моделирование?

28.10.24

•

703 просмотров

•

Сегодня трехмерная графика является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни: от кинофильмов до видеоигр, от архитектурного проектирования до медицинского моделирования. Однако многие из нас не осознают, насколько глубоко это искусство внедрено в различные сферы.

Эта статья даст простое объяснение понятия 3D, а также его применения и особенностей.

Что такое трехмерная графика?

3D-графика – это способ создания и отображения цифровых изображений, которые имитируют трехмерную реальность.

CGI (Computer-Generated Imagery) – это более широкое понятие, которое включает в себя 3D-графику, анимацию, визуальные эффекты и другие цифровые методы создания изображений.

3D-моделирование – это процесс создания цифровых 3D-моделей, которые могут быть использованы для рендеринга, анимации, 3D-печати и других целей. Задача таких изображений – презентовать трёхмерные объекты и пространства в реалистичной или в стилизованной форме.

Персонажи, пейзажи, предметы, – всё, что мы видим в фантазийных фильмах или в компьютерных играх, состоит из точек, граней и плоскостей, которые 3Д-художник соединяет в трёхмерный объект.

3D-графика широко используется в различных областях:

1. Дизайн интерьеров, ландшафтный и промышленный дизайн.

2. Моделирование персонажей и окружения для компьютерных игр.

3. Планы зданий и помещений в 3D для архитектурных и строительных кампаний.

4. Специальные эффекты и анимация в кинематографе и телевизионных съёмках.

5. Создание сайтов и мобильных приложений.

6. VR – виртуальная реальность и AR – дополненная реальность. 

7. Разработка упаковки и рекламных материалов для брендинга.

8. Моделирование и визуализация анатомии для учебных целей и практики в медицине;

9. Образовательные цели, визуализация сложных процессов, научные исследования.

Основой 3D-графики является математическое моделирование, которое позволяет определить форму, размеры и текстуру объекта, который визуализируется на экране. В современном 3D – моделировании для этого используются специальные алгоритмы и программное обеспечение.

История 3D-моделирования

Началом современной истории 3D-графики принято считать разработку системы Sketchpad (от англ. «альбом для рисования»), которая появилась в 1963-м году и использовала рисунок, как новое средство коммуникации с компьютером. Её автор Айвен Сазерленд придумал программу, рисующую фигуры, которые уже тогда можно было масштабировать, копировать и перемещать.

Автор программы и доктор Дэвид Эванс в конце 60-х создают кафедру компьютерной графики, студенты которой и стали первыми профи в 3Д:

— 1972 год: Эд Катмул создает 3D-модель собственной руки. Возможно, вы слышали это имя, потому что до сих пор он работает техническим директором Pixar, где в 1984 году появился первый 3D-мультфильм – «Приключения Андре и пчелки Уолли»;

— 1973 год: Берри Веслер разработал первую 3D-анимацию тела в движении;

— 1974 год: Фред Парк создал модель говорящей головы.

В середине 70-х годов первая 3D-анимация появилась в кино, в начале 80-х годов обычные пользователи ПК стали устанавливать на свои компьютеры программу «3D Art Graphics». Стало понятно, что у этого вида искусства большое будущее.

История 3D-графики и её развитие продолжается, современные трёхмерные модели уже можно спутать с фотографиями и интересно узнать, что ждёт этот вид компьютерного творчества в будущем.

Из чего состоит трехмерная графика?

Трехмерная графика состоит из нескольких ключевых компонентов:

1. Растровая графика – обычное двухмерное изображение, основанное на пикселях, идеально подходит для текстур.

2. Векторная графика – она не содержит сетки пикселей и представляет собой расположение точек по двум осям.

3. Трёхмерная графика добавляет к векторной графике третью ось, благодаря которой плоское изображение становится объёмным.  Точки в пространстве складываются в многоугольники, с помощью которых формируется  полигональная сетка или «меш» (совокупность вершин, рёбер и граней) 3D-объекта.

Именно из полигонов выстраивается каркасная сетка любого 3Д изображения, чаще всего художники работают с треугольными полигонами. Каждый из них, в свою очередь, состоит из:

— Вершины – они определяют уголки полигона;

— Рёбра – это линии, которые соединяются в вершине;

— Грани – это плоскости, которые образуются при соединении рёбер.

Соединённые вместе, полигоны становятся трёхмерным объектом, с которым можно работать дальше: окрасить, добавить текстуры, осветить или затемнить, анимировать и т.д.

Особенности работы с 3D-графикой

В зависимости от конечной цели создания изображения, работа с 3D-графикой проходит через несколько этапов:

Предпродакшн

— Исследование и подготовка концепции;

— Подбор референсов и создание эскизов;

— Согласование с заказчиком и расчёт инвестиций;

— Выбор технологии.

Продакшн (зависит от выбранной технологии)

— Создание 3D-объектов;

— Текстурирование; 

— Анимация.

Постпродакшн

— Финальные правки;

— Рендеринг;

— Добавление эффектов;

— При создании 3Д-анимации переход в программы видеомонтажа и VFX.

Публикация

— Подготовка финального продукта для показа или продажи.

Этапы создания трехмерного изображения

Создание трехмерного изображения делится на несколько основных этапов:

Моделирование

— Определение свойств объекта (форма, размер, текстура и др.);

— Создание объектов в 3D-пространстве на основе концептов с помощью полигонального  моделирования.

Создание макета и анимации

— Композиционное расположение объектов трёхмерной графики с помощью создания макета;

— Применение текстур для детализации поверхностей, придания объектам цвета и текстурных эффектов;

— Если модель должна двигаться, то нужна анимация – изменение состояния и движение объектов в трехмерном пространстве, настраивается захватом движения и кадрированием.

3D-рендеринг

— Настройка света, создание различных эффектов освещения и теней;

— При рендеринге 3D-сцена преобразуется в конечный результат, статичное изображение или видео.

Кроме основных этапов есть промежуточные, которые используются в том случае, когда этого требует конечная идея.

Трехмерная графика – это удивительное сочетание искусства и технологий, которое нашло свое применение в самых различных сферах. С каждым годом технологии совершенствуются, открывая новые горизонты для 3D-художников и дизайнеров.

Если 3Д – это ваша профессия, то вы можете дополнительно монетизировать свой бизнес, воспользовавшись услугами сервиса Hipolink. Здесь можно расположить персональную информацию о себе и ссылки на другие аккаунты, что облегчит вашу встречу с потенциальными заказчиками.

#Продвижение

Может быть интересно:

21019 просмотров

•

Бизнес

Что такое WordWall и как пользоваться ВордВолл (образовательная платформа) для работы на уроках

19813 просмотров

•

Бизнес

Рекламный кабинет Фейсбук — как зайти и пользоваться