Для створення 3D-моделей автомобілів, персонажів, архітектури, предметів інтер'єру, навколишнього середовища та інших об'єктів дизайнери та моделери використовують різні способи моделювання. Методики застосовуються окремо або в комплексі залежно від поставлених завдань.
У статті розповімо про те, які способи 3D-моделювання існують, у чому їх особливості.
Полігональне моделювання
Одна з найперших технологій створення 3D-моделей. На початку своєї появи методика ґрунтувалася на введенні координат місцезнаходження точок. Тобто кожна точка має три координати по осях X, Y і Z. Вершини координат з'єднуються в ребра, які утворюють трикутник — полігон.
При цьому полігон може мати як три, так і чотири вершини:
- 3 вершини — триангульований полігон.
- 4 вершини — квадріангульований полігон.
Об'єкт може складатися з різних площин. При цьому незалежно від кількості вершин кожен полігон може мати колір і текстуру. При об'єднанні полігонів утворюється об'єкт будь-якої форми і складності.
Коли полігони з'єднуються між собою, то вони утворюють полігональну сітку (об'єкт).
Але тут виникає питання: як позбутися гранованих (занадто геометричних) країв об'єкта? Щоб край був плавним або згладженим, моделери використовують дуже маленькі полігони. Чим менше площина, тим більш згладженим буде край.
Також в полігональному 3D-моделюванні існує два поняття:
- Низькополігональний об'єкт — модель з невеликою кількістю полігонів.
- Високополігональний об'єкт — модель, що складається з великої кількості площин, що дозволяє збільшувати зображення об'єкта.
Сьогодні полігональна технологія використовується у створенні комп'ютерних ігор, сцен фільмів. Але вона вже не така популярна і поступається місцем більш досконалим методикам.
Сплайнове моделювання
У цій технології не використовуються полігони. Головний інструмент — це сплайн або тривимірна крива. Щоб створити сплайнову лінію, модделер задає в просторі точки. Кожна точка має свої координати. І від заданого розташування буде залежати, наскільки гладкою вийде крива.
Сплайни формують каркас, який огинає тривимірне тіло. Каркас задає форму об'єкта, створює його поверхню.
Крім сплайнових ліній для формування моделі застосовують базові примітиви: дуги, спіралі, прямокутники, еліпси, текст та інші параметричні об'єкти.
Головна перевага сплайну — гнучкі налаштування. При необхідності можна завжди змінити форму лінії/примітиву.
NURBS-моделювання
Технологія NURBS, на відміну від полігональної, передбачає застосування B-сплайнів. Тобто вона дозволяє створювати моделі без гострих країв. Форма виходить плавною. Через цю особливість сьогодні NURBS користується великою популярністю у створенні органіки: ігрових персонажів, людей, тварин і птахів, рослин.
Форма створюється за допомогою кривих:
- P-криві. Для їх управління використовуються вершини (точки), які знаходяться на поверхні самого об'єкта.
- CV-криві. Для їх управління використовуються точки, розташовані за межами об'єкта.
Яку технологію вибрати?
Вибір способу 3D-моделювання залежить від поставлених завдань:
- Тип об'єкта.
- Необхідність масштабування моделі.
- Ступінь точності моделі.
Якщо перед моделером стоїть завдання створити максимально точну модель, яка буде масштабуватися (наближатися), то він вибирає сплайнову технологію. Сплайн дозволить досягти точності. При наближенні моделі її якість завжди залишатиметься високою.
Якщо використовується сплайн, то точність створюється ще на етапі прототипу.
У полігонах можна задавати ступінь деталізації. Чим більше площин, тим вища деталізація. Тобто якщо об'єкт складається з 260 полігонів, то деталізація дорівнює 35 градусам. Якщо застосовується більше 1000 полігонів, то ступінь деталізації складе 10 градусів. Однак навіть при зменшенні моделі будуть видні «шорсткості» — кут між площинами.
Збереження 3D-моделей відбувається в двох форматах. На етапі прототипу застосовується STL формат (полігональний). IGES (сплайновий) формат також можна використовувати при збереженні прототипу. Крім того, IGES легко перевести в STL. Але перетворити STL в IGES неможливо.
Якщо ж потрібно створити органічний об'єкт, то вдаються до технології NURBS.
Які програми використовують для тривимірного моделювання?
Професійні розробники використовують для створення сцен фільмів, спецефектів, комп'ютерних ігор, рекламних роликів, VR-об'єктів різні програми: 3d Max, Maya, Softimage, Mudbox, ZBrush, Modo, Cinema 4D та інше програмне забезпечення.
Сьогодні не обов'язково витрачати багато часу і сил на створення тривимірних об'єктів. Завантажити 3д-модель можна на онлайн-платформі 3Dbaza. Маркетплейс пропонує великий вибір вже готових моделей у різних категоріях від інтер'єру до архітектури, персонажів, транспорту. Онлайн-платформа працює цілодобово, а оплатити покупку цифрового контенту можна банківськими картками на сайті.
Крім того, у кожного користувача платформи є особистий кабінет, де зберігаються всі придбані моделі.
