Здравствуйте! Мы уже говорили про историю развития моделирования. Давайте попробуем коротко разобраться в сложных программах для создания 3D моделей. Как работают, и какие понятия заложены в алгоритм.
Наше окружение — это трехмерное пространство. Которую можно представить в виде координат. Здесь определены начало координат и три оси. Ось X - определяет ширину, Y — это высота, Z - глубина.
Объекты привязаны к координатам. Положение объектов относительно начала координат представляется проекциями на оси. Каждая точка — это набор из трёх цифровых величин, которые задают расстояние между нулевым отсчётом и проекцией точки на каждую ось. Будем говорить не за те объекты, которые движутся. А те, которые жестко привязаны к координатам. А знаете, что есть и подвижные координаты! Например координаты у которых начало находится в центре движущегося самолета. Но это другая тема для разговора. Поэтому если воспроизвести с помощью программы на экране монитора эти координаты, то сможем построить трехмерную модель.
Передатчиком информации о модели в этом случае будет экран монитора, а приемником глаза человека.
Программное обеспечение 3D это графический пользовательский интерфейс, и интерфейс, который невиден. Это сложный математический алгоритм вычислений и расчетов. Для пользователя это не нужно. А если становиться полным профессионалом, то необходимо изучить много литературы по математике и аналитической геометрии. Обычному пользователю, разработчику модели это не нужно. Поговорим о том, как пользовательский интерфейс реализован в программах.
При открытии программы для моделирования предусмотрено следующее. Трехмерные объекты могут быть получены автоматически или созданы вручную. Способов моделирования много. Один из них, это использование уже готовых наборов геометрических примитивов. К примеру, сфера, куб, ромб, конус и так далее.
Примитив создан для упрощения моделирования. А второй способ использовать точки, линии, кривые, плоскости сначала в двумерном измерении, а потом методами экструзии (вытягивания) получать трехмерные модели.
На самом деле инструментов в данного рода программах много. Пользоваться которыми надо постепенно, начиная с применения самых необходимых, далее углубляясь в сложные. Например движение волос на ветру, или отбрасывание теней от предмета. Придание реалистичного вида. А это требует тонкой настройки параметров.
При построении модель на экране, отображается в виде вершин, ребер, многоугольников (как правило треугольников или четырехугольников). Каждая точка или вершина привязана координатами. Путем объединения выше сказанного создается поверхность объекта.
В 3D моделировании начинают с примитивов постепенно усложняя модель. Манипулируя вершинами, гранями достигается правильный контур нужного объекта.
Объекты также могут быть получены с помощью трехмерного сканирования. Но то, что достигается в точности, теряется в скорости, так как 3D-моделирование может быть утомительным, и кропотливым процессом этот метод значительно ускоряет работу. Например, если модель применяется в инженерном проекте.
Ускорить процесс моделирования тоже помогают отдельно встроенные инструменты. К примеру, большинство программ включают технику зеркального моделирования. С помощью данной техники создают симметричную модель. При этом работать необходимо только с одной половиной или даже одной четвертью объекта.
Это полезно при проектировании персонажей. Необходимо смоделировать только одну сторону персонажа, и центральную ось, относительно которой происходит моделирование. А программное обеспечение будет создавать автоматически симметричный объект.
Невозможно представить себе трехмерное моделирование без анимации. Анимация — это способность предавать модели функции движения – человеку движение рук, ног, мимики, движение волос на ветру, и так далее. В природе, движение ветвей на деревьях, листьев на ветвях, движение травы. Можно моделировать физические природные процессы для чего угодно. Для этого реализованы сложные алгоритмы передачи освещения, внутреннего свечения предмета. Полученный методом моделирования материал становиться неотличимым.
Это дает для инженеров и архитекторов, дизайнеров и аниматоров, необходимые способы для моделирования, планирования и проектирования работы. А главное воплощения идей.
Без анимации невозможно представить современный кинематограф. Каждый голливудский фильм использует 3D-моделирование для создания спецэффектов, сокращения затрат и ускорения съемки сложных сцен.
Приведу программные продукты, которые работают по методу, описанному выше.
Какая бы задача не стояла, будь то инженерный проект, анимированных персонажей, игровые модели или дизайн дома, предусмотрены необходимые инструменты.
Много компаний занимаются разработками программ. Например, компания Autodesk выпустила такие программы как 3DS Max, Maya. Программа Maya стала стандартом в 3D-моделировании и анимации. Это программное обеспечение использовалось для создания графики в фильме Аватар.
Программа ZBrush, созданная компанией Pixologic использует метод скульптинга. Иными словами, можно на экране монитора выступить в роли скульптора, и работать с моделью как с пластилином. Главное применение - создание 3D персонажей.
Cinema 4D, созданная компанией Maxon предназначена для тех, кто интересуется движущейся графикой.
Blender - бесплатная программа для трехмерного моделирования и анимации с открытым исходным кодом работающая под OC Linux. включает передовые инструменты, которые не уступают коммерческому программному обеспечению.
SketchUp — это инструмент, популярный среди архитекторов и ландшафтных дизайнеров, изначально созданный для помощи в моделировании для Google.
Что касается точного моделирования для инженерных проектов. Здесь программа SolidWorks закрывает необходимые потребности пользователя. Это тема отдельной статьи. Подробно поговорим в последующих статьях. Как говориться нельзя объять необъятное.
Спасибо что дочитали до конца.
Надеюсь, было интересно.
С Вами был Сергей.