|
|
@@ -0,0 +1,155 @@
|
|
|
+**3D-Моделирование**
|
|
|
+
|
|
|
+3D-моделирование -- это построение модели объекта в трехмерном
|
|
|
+пространстве. Данный способ представления объектов начал применяться в
|
|
|
+1960-х годах, когда этим занимались специалисты компьютерной инженерии.
|
|
|
+Современные технологии 3D-моделирования позволяют конструировать сложные
|
|
|
+и объемные модели, проводить тестирование и вносить в них изменения на
|
|
|
+различных уровнях.
|
|
|
+
|
|
|
+Хотя программное обеспечение для 3D-моделирования основано на сложных
|
|
|
+математических расчетах, все вычисления проводятся автоматически с
|
|
|
+предоставлением удобного пользовательского интерфейса. Создание
|
|
|
+трехмерной модели довольно затруднительно и представляет собой своего
|
|
|
+рода искусство. Для достижения реалистичности необходимо разбираться в
|
|
|
+особенностях моделирования и правильно проводить расчеты в течение всего
|
|
|
+процесса моделирования.
|
|
|
+
|
|
|
+**Преимущества** **3D-Моделирования**
|
|
|
+
|
|
|
+Системы 3D-моделирования позволяют получить модель объекта еще до
|
|
|
+изготовления пробных образцов и, следовательно, разглядеть слабые
|
|
|
+стороны проекта и определить его соответствие первоначальной задумке.
|
|
|
+
|
|
|
+Еще одним, но также довольно существенным плюсом 3D-моделирования
|
|
|
+является крайняя степень убедительности и наглядности трехмерных
|
|
|
+картинок и видео. Если следовать утверждению, что лучше один раз
|
|
|
+увидеть, чем тысячу раз услышать, то презентация в 3D длительностью 30
|
|
|
+секунд дает тот же результат, что и двухчасовое выступление.
|
|
|
+
|
|
|
+Чтобы получить представление о внешнем виде будущего здания на основе
|
|
|
+одних лишь зарисовок, нужно иметь хорошее воображение. Намного большего
|
|
|
+эффекта можно достичь благодаря технологиям трехмерной графики, которые
|
|
|
+позволяют увидеть итоговый результат проекта еще на стадии разработки.
|
|
|
+
|
|
|
+**Сферы применения 3D-Моделирования**
|
|
|
+
|
|
|
+Создание виртуальных миров и вымышленных персонажей стало возможным
|
|
|
+благодаря особой технике использования полигонов. Они представляют собой
|
|
|
+простые геометрические фигуры с тремя или четырьмя гранями, образующие
|
|
|
+путем соединения под разными углами один объект.
|
|
|
+
|
|
|
+Чем меньшую площадь занимает каждый отдельный сегмент, тем их больше в
|
|
|
+совокупности, а значит, больше четкость изображения. Здесь используется
|
|
|
+такое понятие как качество графики -- в различных играх ее можно
|
|
|
+регулировать. Это имеет смысл тогда, когда компьютер не обладает
|
|
|
+достаточными ресурсами для быстрого отображения всех фрагментов.
|
|
|
+
|
|
|
+**- Сфера медицины:**
|
|
|
+
|
|
|
+Благодаря 3D-сканированию сейчас удается обнаружить повреждения органов
|
|
|
+и тканей, которые невидимы для обычного рентгеновского аппарата.
|
|
|
+Подобные технологии дают возможность установить точный диагноз тогда,
|
|
|
+когда это не получалось сделать при предыдущих обследованиях. Они
|
|
|
+находят широкое применение в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. В
|
|
|
+дополнение к виртуальным макетам при внедрении новых технологий многие
|
|
|
+учреждения здравоохранения приобретают также специальные 3D-принтеры.
|
|
|
+
|
|
|
+**- Промышленное проектирование**
|
|
|
+
|
|
|
+Основная потребность в этом возникает у специалистов из технических
|
|
|
+областей -- инженеров, электриков, строителей и т.д. Они работают с
|
|
|
+твердотельными или полыми объектами, характеристики которых имеют строго
|
|
|
+определенное значение.
|
|
|
+
|
|
|
+Соответственно, для этой группы пользователей важно в первую очередь не
|
|
|
+изобразить модель, а тщательно все рассчитать с применением формул,
|
|
|
+разработать чертежи и осуществлять контроль в ходе всего проектирования.
|
|
|
+Другими словами, их основная цель -- не визуальное представление
|
|
|
+объекта, а получение конкретных сведений о нем.
|
|
|
+
|
|
|
+Поэтому необходимое программное обеспечение с широким функционалом и
|
|
|
+большим набором инструментов компании приобретают с расчетом на весь
|
|
|
+отдел. Также оно используется для обучения в технических и архитектурных
|
|
|
+вузах, чтобы выработать у студентов навыки конструирования в комфортной
|
|
|
+среде.
|
|
|
+
|
|
|
+**Этапы 3D-Моделирования**
|
|
|
+
|
|
|
+- **Создание геометрии модели**
|
|
|
+
|
|
|
+На первом этапе создается пространственная геометрическая модель
|
|
|
+объекта, не учитывающая его физические характеристики. Производятся
|
|
|
+расчет размеров и построение формы предмета. Используются методы
|
|
|
+вращения, выдавливания, наращивания, полигонального моделирования.
|
|
|
+
|
|
|
+- **Создание текстуры объекта**
|
|
|
+
|
|
|
+На данной стадии определяется, из каких материалов будет построен
|
|
|
+объект, разрабатывается его текстура. Именно в этот момент задается
|
|
|
+степень реалистичности создаваемой модели.
|
|
|
+
|
|
|
+- **Выбор освещения**
|
|
|
+
|
|
|
+На данном этапе возникают сложности, поскольку от указанных параметров
|
|
|
+зависит восприятие модели, насколько она будет правдоподобной.
|
|
|
+Указываются тон освещения, степень яркости, резкости, насыщенность
|
|
|
+теней.
|
|
|
+
|
|
|
+- **3D-визуализация или рендеринг**
|
|
|
+
|
|
|
+На заключительной стадии 3D-моделирования осуществляется уточнение
|
|
|
+настроек отображения модели, в частности, добавление специальных
|
|
|
+эффектов вроде бликов, тумана и т.д. При наличии анимации корректируются
|
|
|
+ее параметры. Также определяются параметры визуализации (число кадров в
|
|
|
+секунду, формат конечного видео). Если в результате получается
|
|
|
+двухмерное изображение, следует выбрать его формат и разрешение.
|
|
|
+
|
|
|
+- **Постпродакшн**
|
|
|
+
|
|
|
+По окончании процесса 3D-моделирования в готовый материал можно включить
|
|
|
+спецэффекты с использованием программных средств, таких как Adobe
|
|
|
+Photoshop, Adobe Premier Pro, Adobe Illustrator и т.д. Другими словами,
|
|
|
+происходит постпродакшн, когда итоговый результат улучшается с
|
|
|
+применением различных технологий.
|
|
|
+
|
|
|
+**Модули визуализации в 3D-Моделировании**
|
|
|
+
|
|
|
+### **Scanline**
|
|
|
+
|
|
|
+Сканлайн рендер благодаря своей скорости применяется в видеоиграх и
|
|
|
+интерактивных сценах. При наличии мощного видеоадаптера с его помощью
|
|
|
+можно получить четкое изображение с частотой больше 30 кадров в секунду.
|
|
|
+
|
|
|
+Действие рендера основано на реализации принципа «ряд за рядом». Вначале
|
|
|
+необходимые полигоны располагаются по наибольшей вертикальной
|
|
|
+координате. После этого каждый ряд изображения формируется посредством
|
|
|
+пересечения с ближайшим к виртуальной камере полигоном. В процессе
|
|
|
+перехода между рядами происходит удаление полигонов, которые исчезают из
|
|
|
+поля зрения.
|
|
|
+
|
|
|
+### **Raytrace (метод трассировки лучей)**
|
|
|
+
|
|
|
+Целью данного метода является получение изображения с максимальным
|
|
|
+разрешением подробной детализацией. При этом рендеринг занимает много
|
|
|
+времени и не подходит для создания анимированной графики в реальном
|
|
|
+времени.
|
|
|
+
|
|
|
+При использовании рейтрейс-метода от виртуальной камеры для каждого
|
|
|
+пикселя на воображаемом экране проводятся лучи до ближайшего трехмерного
|
|
|
+объекта. Цвет точки определяется исходя из того, с каким объектами
|
|
|
+сталкивается воображаемый луч.
|
|
|
+
|
|
|
+### **Raycasting (метод бросания лучей)**
|
|
|
+
|
|
|
+При этом способе происходит то же самое, что и в предыдущем случае, но
|
|
|
+здесь рассчитывается только первая поверхность, на которую упадет луч. В
|
|
|
+зависимости от характеристик объекта и освещенности определяется цвет
|
|
|
+пикселя изображения. Дальнейшая обработка отраженных от объекта лучей в
|
|
|
+таком случае не происходит.
|
|
|
+
|
|
|
+Освоение трехмерной графики приводит в движение целые направления в
|
|
|
+промышленности, а также приносит динамику в нашу жизнь. Нельзя
|
|
|
+сомневаться, что будущее 3D-моделирования ничем не ограничено, что эти
|
|
|
+передовые технологии скоро увеличат свою доступность, востребованность и
|
|
|
+незаменимость!
|
