Для создания 3д-моделей автомобилей, персонажей, архитектуры, предметов интерьера, окружающей среды и других объектов дизайнеры и моделлеры используют разные способы моделирования. Методики применяются по отдельности или в комплексе в зависимости от поставленных задач.
В статье расскажем о том, какие способы 3д-моделирования существуют, в чем их особенности.
Полигональное моделирование
Одна из самых первых технологий создания 3D-моделей. В начале своего появления методика основывалась на вводе координат местонахождения точек. То есть у каждой точки есть три координаты по осям X, Y и Z. Вершины координат соединяются в ребра, которые образуют треугольник — полигон.
При этом полигон может иметь как три, так и четыре вершины:
- 3 вершины — триангулированный полигон.
- 4 вершины — квадриагнулированный полигон.
Объект может состоять из разных плоскостей. При этом независимо от количества вершин каждый полигон может обладать цветом и текстурой. При объединении полигонов образуется объект любой формы и сложности.
Когда полигоны соединяются между собой, то они образуют полигональную сетку (объект).
Но здесь возникает вопрос: как избавиться от граненных (слишком геометрических) краев объекта? Чтобы край был плавным или сглаженным, моделлеры используют очень маленькие полигоны. Чем меньше плоскость, тем более сглаженным будет край.
Также в полигональном 3D-моделировании существует два понятия:
- Низкополигональный объект — модель с небольшим количеством полигонов.
- Высокополигональный объект — модель, состоящая из большого количества плоскостей, что позволяет увеличивать изображение объекта.
Сегодня полигональная технология используется в создании компьютерных игр, сцен фильмов. Но она уже не так популярна и уступает место более совершенным методикам.
Сплайновое моделирование
В этой технологии не используются полигоны. Главный инструмент — это сплайн или трехмерная кривая. Чтобы создать сплайновую линию, модделер задает в пространстве точки. Каждая точка имеет свои координаты. И от заданного расположения будет зависеть, насколько гладкой получится кривая.
Сплайны формируют каркас, который огибает трехмерное тело. Каркас задает форму объекта, создает его поверхность.
Кроме сплайновых линий для формирования модели применяют базовые примитивы: дуги, спирали, прямоугольники, эллипсы, текст и прочие параметрические объекты.
Главное преимущество сплайна — гибкие настройки. При необходимости можно всегда изменить форму линии/примитива.
NURBS-моделирование
Технология NURBS, в отличие от полигональной, подразумевает применение B-сплайнов. То есть она позволяет создавать модели без острых краев. Форма получается плавной. Из-за этой особенности сегодня NURBS пользуется большой популярностью в создании органики: игровых персонажей, людей, животных и птиц, растений.
Форма создается с помощью кривых:
- P-кривые. Для их управления используются вершины (точки), которые находятся на поверхности самого объекта.
- CV-кривые. Для их управления используются точки, расположенные за пределами объекта.
Какую технологию выбрать?
Выбор способа 3D-моделирования зависит от поставленных задач:
- Тип объекта.
- Необходимость масштабирования модели.
- Степень точности модели.
Если перед моделлером стоит задача создать максимально точную модель, которая будет масштабироваться (приближаться), то он выбирает сплайновую технологию. Сплайн позволит добиться точности. При приближении модели ее качество будет всегда оставаться высоким.
Если используется сплайн, то точность создается еще на этапе прототипа.
В полигонах можно задавать степень детализации. Чем больше плоскостей, тем выше детализация. То есть если объект состоит из 260 полигонов, то детализация равняется 35 градусам. Если применяется более 1000 полигонов, то степень детализации составит 10 градусов. Однако даже при уменьшении модели будут видны «шероховатости» — угол между плоскостями.
Сохранение 3D-моделей происходит в двух форматах. На этапе прототипа применяется STL формат (полигональный). IGES (сплайновый) формат также можно использоваться при сохранении прототипа. Кроме того, IGES легко перевести в STL. Но преобразовать STL в IGES невозможно.
Если же требуется создать органический объект, то прибегают к технологии NURBS.
Какие программы используют для трехмерного моделирования?
Профессиональные разработчики используют для создания сцен фильмов, спецэффектов, компьютерных игры, рекламных роликов, VR-объектов разные программы: 3d Max, Maya, Softimage, Mudbox, ZBrush, Modo, Cinema 4D и другой софт.
Сегодня не обязательно тратить много времени и сил на создание трехмерных объектов. Скачать 3д-модель можно на онлайн-платформе 3Dbaza. Маркетплейс предлагает большой выбор уже готовых моделей в разных категориях от интерьера до архитектуры, персонажей, транспорта. Онлайн-платформа работает круглосуточно, а оплатить покупку цифрового контента можно банковскими картами на сайте.
Кроме того, у каждого пользователя платформы есть личный кабинет, где сохраняются все купленные модели.
