Направления 3D моделирования

Применение 3D моделей

Помимо очевидного применения в компьютерных играх и экшн-фильмах, создание 3D моделей широко используется в производстве бытовых и промышленных товаров, архитектуре и строительстве, в науке, изготовлении сувенирной продукции и декоративных объектов. В медицине 3D моделирование получило распространение в протезировании органов. А в сфере подготовки кадров ряда профессий для разработки виртуальных тренажеров, симулирующих реальные условия работы.

Методы создания 3D

Как же происходит создание 3D моделей для нужд различных сфер деятельности? В общем случае это выглядит так. Специалист по 3D моделированию получает техническое задание, где помимо описания модели, которую нужно создать, могут содержаться эскизы и чертежи, референсы аналогичных моделей. В зависимости от задач и технических особенностей будущей модели, выбирается 3D пакет, в котором проходит построение объекта. Продумывается стратегия и методология создания 3D модели.

В течении последних пятнадцати лет наибольшее распространения получили два метода моделирования: Poly modeling и NURBS (неоднородный рациональный B-сплайн) — одна из разновидностей создания 3D моделей в CAD-системах.

Принципиальное отличие между этими методами в следующем. Полигональный моделинг имеет большую гибкость в создании формы. Для видео-игр этим способом создают персонажей, различных существ и другие органические формы. На производстве же этот метод применяется при создании 3D моделей декоративной лепнины, статуэток, изделий мелкой пластики. В то же время, поверхности, строящиеся по NURBS-кривым, математически более точные, и, как следствие, имеют большее распространение в работе над проектами промышленного дизайна, где наряду с гибкостью инструментов для создания декоративных форм требуется еще и высокая точность проектирования деталей.

Процесс создания 3D моделей посредством технологии NURBS имеет следующую структуру. В окнах проекции 3D пакета по осям XYZ линиями построения (curves) обводятся контуры будущего объекта. Этими же кривыми определяются характерные нюансы поверхности (surface). После чего при помощи одной из команд построения поверхностей: sweep1rail, sweep2rail,network surface, каркас объекта обретает отчетливую форму. Это можно сравнить, например, с авиамоделированием, где крыло самолета сперва собирают как каркас с профилями жесткости, а затем обтягивают папиросной бумагой.

Средствами полигонального моделирования создание 3D моделей происходит в более свободной форме, где создатель выступает в роли скульптура и имеет возможность работать с объектом так, как если бы этот объект был в жизни из глины или пластилина. Из геометрического примитива, сферы или бокса, разбитого на сегменты (полигоны) по точкам вытягивается общая форма будущей модели. Затем, путем добавления на поверхность модели ребер и увеличения полигональности модели, мы получаем больший контроль над конфигурацией формы и степенью ее детализации. Можно так же обойтись без исходного примитива, создавая 3D модель сразу из полигонов. В этом случае мы набираем форму четырехугольниками, соединенными друг с другом, перетаскивая манипуляторами точки и ребра, дабы привести нашу модель в соответствие с желаемым результатом.

Инновационные методы создания 3D моделей

В целом можно заключить, что сегодня создание 3D моделей уверенно вытесняет собой традиционные методы работы с формой и материалом, давая нам более гибкие инструменты в создании декоративных объектов и в проектировании деталей для производства. Цифровые методы создания 3D моделей помогают на стадии идеи и прототипирования влиять на форму и силуэты будущих изделий, что является несомненным преимуществом перед тривиальными методами моделирования. Универсальность технологии открывает границы для любой сферы деятельности, в том числе и особенных направлений.