3D Viewer – это программное обеспечение, предназначенное для визуализации трехмерных моделей. Несмотря на разнообразие таких программ, все они основаны на нескольких ключевых принципах:
1. Математическое представление 3D моделей
- Геометрические примитивы: Большинство 3D моделей построены из простых геометрических фигур: точек, линий, треугольников (полигонов).
- Координаты: Каждая точка в 3D пространстве определяется тремя координатами (X, Y, Z).
- Трансформации: Модели могут быть перемещены, повернуты и масштабированы в пространстве. Эти операции описываются матрицами преобразований.
2. Рендеринг
- Преобразование в изображение: Рендеринг - это процесс преобразования математического представления 3D модели в двумерное изображение, которое мы видим на экране.
- Рассчет освещения: Определение того, как свет взаимодействует с поверхностью модели, создавая тени, блики и отражения.
- Визуальные эффекты: Создание различных визуальных эффектов, таких как прозрачность, текстуры, эффекты частиц и т.д.
3. Взаимодействие пользователя
- Камера: Вид на модель определяется виртуальной камерой, которую пользователь может перемещать и вращать.
- Выбор и выделение: Пользователь может выбирать отдельные объекты или группы объектов для манипуляций.
- Редактирование: В некоторых 3D Viewer-ах можно редактировать модель прямо в процессе просмотра.
4. Структура данных
- Сцена: Все объекты в 3D сцене организованы в иерархическую структуру.
- Объекты: Каждый объект имеет свои свойства: геометрия, материал, трансформации.
- Свойства материалов: Определяют внешний вид объекта: цвет, текстура, отражающая способность.
5. Алгоритмы
- Rasterization: Преобразование геометрических примитивов в пиксели на экране.
- Z-буфер: Алгоритм для определения видимости поверхностей.
- Освещение: Расчет освещения, включая глобальное освещение и фотореалистичные эффекты.
Популярные 3D Viewer-ы и их особенности
- Blender: Бесплатный и открытый исходный код, мощные инструменты для моделирования, анимации и рендеринга.
- 3ds Max: Профессиональный инструмент для создания 3D-графики, широко используется в кино и игровой индустрии.
- Maya: Еще один популярный профессиональный инструмент, особенно востребованный в анимации.
- Unity и Unreal Engine: Игровые движки, которые также могут использоваться для создания интерактивных 3D-приложений и визуализаций.
Дополнительные функции:
- Импорт/экспорт: Поддержка различных форматов 3D моделей (FBX, OBJ, 3DS и др.).
- Анимация: Создание анимации движения объектов.
- Скрипты: Написание скриптов для автоматизации задач.
- Виртуальная реальность: Поддержка VR-устройств для погружения в 3D-мир.
