3D-визуализация: правила создания и инструменты

Что такое 3D-визуализация

3D-визуализацией называют процесс, в ходе которого осуществляется обработка и рендеринг (отрисовка) элементов компьютерной графики (объектов, сцен) с применением специального ПО и инструментария, предназначенного для работы c 3D.

3D-визуализация задействуется в самых разных областях, к примеру, для создания эффектных сцен в кино, представления строительных проектов, всевозможных товаров и т.п.

Плюсы 3D-визуализации:

• Позволяет быстрее и дешевле реализовывать самые разные производственные, инженерные и маркетинговые проекты.
• 3D-визуализация даёт очень реалистичную картинку, благодаря чему готовящиеся или уже сделанные проекты представляются клиентам в максимально наглядном виде.
• Создание 3D-визуализации – процесс относительно простой. Буквально за год работы специалист по компьютерным технологиям вполне теоретических и практических навыков для того, чтобы сделать 3D-визуализацию в программе 3D и т.п. Поэтому предприятия вполне могут привлекать к сотрудничеству студентов для воссоздания в формате 3D своих проектов, нацеленных на развитие и самой компании, и всей отрасли.

Задачи 3D-визуализации

• Более наглядная демонстрация товаров, услуг

Например, застройщик, находясь у себя в офисе, может рассказать покупателю лишь о местоположении жилья и назвать его площадь. А вот 3D-визуализация позволяет продемонстрировать полную картину интерьера вместе с меблировкой, бытовой техникой, комнатными растениями и т.д. Тут можно даже показать виды из окон и атмосферу помещений при включении разных видов освещения.

• Разметка технических коммуникаций

Хороший специалист по 3D-визуализации сумеет не просто красиво отобразить проект помещения, но продумать еще и места подключения светильников, бытовой техники и всего прочего. Это особенно ценно для компаний, проектирующих и продающих системы «умный дом». На 3D-анимации будет видно, как лучше провести и подключить все необходимые коммуникации и приборы.

• Показ готового реализованного проекта

Возможности 3D-визуализации используют архитекторы, когда им нужно быстро и наглядно показать интерьер или экстерьер. Студенты, которые учатся в ВУЗах на архитекторов, тоже изучают программы, предназначенные для 3D-визуализации (в работе им это потом пригодится). Данный вопрос даже включается в тематику курсовых экзаменационных работ.

• Подготовка к выпуску на рынок нового товара либо услуги

К примеру, 3D-визуализация покажет, как будет смотреться стенд, билборд, брошюра, какой лучше выбрать цвет или шрифт (что необходимо в работе рекламным агентствам). Или это будет полезно компаниям, выпускающим мебель, чтобы увидеть, как смотрится та или иная модель, что в ней можно улучшить и т.д. и т.п.

Сферы применения 3D-визуализации

3D-визуализация в архитектуре

Современные компьютерные программы позволяют отображать в 3D-формате проектируемые объекты. Благодаря этому экономятся деньги, архитекторам проще работать, и, что немаловажно – наглядно видны любые ошибки, которые можно исправить еще в ходе проектирования. А самая главная ценность 3D-визуализации для архитектуры состоит в возможности наглядно и во всех деталях показать будущее здание заказчикам, инвесторам, покупателям.

Использование 3D-визуализации для 3D-принтеров

3D-моделирование для 3D-принтера становится всё более востребованным с точки зрения практического применения, потому что 3D-печать активно и стремительно проникает в самые разные сферы жизни. По реально существующему объекту (или его чертежу) можно сделать не только полигональный каркас, но и мобильный «скелет», движения которого будут отвечать установленным параметрам.

3D-визуализация конкретных предметов

Современные технологии позволяют сделать 3D-визуализацию самых разнообразных изделий, намеченных для производства. Возможность предварительного всестороннего анализа особенно ценна, когда речь идет о проектировании сложных, дорогостоящих предметов. 3D-моделирование, конечно, «дорогое удовольствие», но в подобных случаях оно того стоит.

Разумеется, не каждому предприятию «по карману» держать у себя в штате специалиста, хорошо знающего программы 3D-визуализации. Поэтому не удивительно, что сейчас появилось много специальных агентств, предоставляющих услуги по 3D-проектированию. Их клиентами становятся рекламные студии, архитектурные и промышленные организации и многие другие заказчики.

3D-визуализация в промышленности

Чем ценно промышленное 3D-моделирование? Оно позволяет еще на стадии проектирования разнообразных устройств и узлов обнаружить возможные ошибки. Изменения можно внести прямо в цифровой макет. Это гораздо быстрее и дешевле (причем, расхода материалов нет вообще никаких), чем выпуск пробных экземпляров.

Иные области использования

Например, 3D-визуализация применима в образовательной, научной, рекламной деятельности (в частности, при создании логотипов). Конечно же, родная стихия для 3D-моделирования – это компьютерные игры, мультфильмы, кино. Здесь, собственно, эти методики изначально разрабатывались и доводились до совершенства.

3D-визуализация находит применение при организации работы офисов, магазинов (для планирования обстановки в помещениях). Аренда порой обходится очень недёшево, поэтому здесь использование 3D-проектирования вполне оправдано.

Этапы 3D-визуализации

• Фотореалистичность картинки

Специалист по 3D-визуализации отчасти должен быть художником. Ему необходимо обладать неким видением подходящих фотореференсов, максимально приближенных к натуральной природе, окружению. И затем следует выстраивать сцены, опираясь на эти примеры. Желательно еще до начала основных работ уже подготовить образцы, на которые можно будет ориентироваться при моделировании и позиционировании.

Такой художественный поиск вдохновляет, позволяет шире, композиционно взглянуть на проектируемый объект, сделать его максимально натуральным и идентичным.

• Правильный выбор ПО

Программное обеспечение имеет большое значение для процесса 3D-моделирования, вне зависимости от того, идет речь о реальных или вымышленных объектах. Выбирая подходящую программу (а их существует поистине громадное количество), обращайте внимание на функционал и особенности взятого в работу проекта, чтобы возможности инструмента позволяли справиться с поставленными задачами.

К примеру, если вы создаете модель платья, то с помощью 3Ds max корректно выполнить развертку и наложить текстуру на это платье, скорее всего, не получится. Нужно подобрать такое ПО, в котором для этого будет подходящий инструментарий.

Когда речь идет о сложных проектах, то там и вовсе моделирование и 3D-визуализация выполняются как два отдельных вида работ, потому что для каждой нужны особые навыки и знания, причем немалые. Чтобы выдавать действительно качественный результат и укладываться в сроки, необходимо использовать максимально подходящее ПО.

• Разработка начинается с 2D

Трехмерному проектированию предшествует подготовка чертежей в формате 2D. В частности, в строительной сфере это обязательный шаг. Сначала будущее здание вычерчивается в двухмерном виде, указываются все размеры, а затем выполняется импорт всех этих данных в программы, предназначенные для создания объёмных проектов. Благодаря этому ошибок получается меньше.

Программы для 3D-визуализации проектов сами задают именно такой порядок учета файлов и их местоположения в памяти компьютера. Если какие-то файлы или текстуры окажутся в других местах, программа их «не найдёт». Тогда нужно специально указывать, где всё это храниться и прописывать пути поиска.

В ходе создания папки проекта в 3Ds max основной файл сохраняется в папку сцен. После этого маршрутизация и классификация уже готова, и можно начинать работу с 3D-визуализацией.

• Для простого 3D-моделирования предусматривается создание четырёх проекций

Они, собственно, и являются программной средой ПО для 3D-проектирования. Хороший интерфейс упрощает навигацию, тут всё работает быстро и эффективно, как переключение между проекциями, так и доступ к прочему инструментарию.

Дарим скидку от 60%
на обучение «Дизайнер» до 24 ноября

Уже через 9 месяцев сможете устроиться на работу с доходом от 150 000 рублей

Забронировать скидку

• Великое складывается из простого

К примеру, для воссоздания проекта прямоугольного здания нужно взять за основу бокс. С помощью модификаторов добавляются окна, двери. Собственно, из простых форм и примененных к ним разнообразных модификаций можно воссоздать сколько угодно и каких угодно 3D-моделей.

Инструментарий современных программ весьма обширен и позволяет выполнять продвинутое, качественное моделирование.

В частности, полигамное моделирование выступает в роли одного из самых востребованных инструментов. Его суть состоит в использовании точек, ребер и полигонов. Это дает возможность преобразовывать любые примитивные формы в такие, как вам нужно. Необходимо только знать основы работы программы полигонального проектирования. Когда модификация сделана, остается проверить, верно ли расположены ребра (сетка и четыре точки по углам на каждом полигоне).

Читайте также!

Векторный формат: что собой представляет, где используется

Подробнее

Если в проектировании задействуется несколько примитивов, то есть, сразу выстраиваются, например, стены, потолок и пол, то обязательно нужно выверить точки стыковок. Есть специальная команда для «сваривания» рядом стоящих точек. Стыки нужно сблизить по максимуму, чтобы полигоны как можно точнее соприкасались друг с другом. В итоге образуется единая модель, без «трещин» и просветов между её составляющими.

Работать будет удобнее, если сначала изолировать проектируемый объект в теле самой программы.

Вообще в обучении 3D-визуализации очень большое значение имеет приобретение навыков полигонального моделирования, которые даются сразу после знакомства с интерфейсом. Это, собственно, основа, без которой не обойтись, даже если у вас уже есть опыт воплощения отличных, качественных 3D-проектов.

• Создание рендера и демонстрация его заказчику

Если с заказчиком была договоренность о первичном согласовании, то подготавливается предварительный, черновой вариант рендера, по которому можно оценить общую концепцию проекта и уже проделанную часть работы. А к финальному отчету и презентации готовится уже окончательный фотореалистичный рендер.

Наряду с освещением важен и размер кадра финального изображения. Для печати результата нужно задать размер листа бумаги (А1, А2, А3, А4) и размер фреймбуфера в используемой программе. Сначала всё делается в сером цвете, чтобы распределить освещение. Если оно идет и солнечное, и от HDR карт, то нужно продумать совмещение, чтобы тени отображались корректно.

Проще всего сделать 3D-визуализацию неподвижных сцен, то есть, интерьеров, экстерьеров. Воссоздание анимаций — уже процесс более сложный. Когда всё просчитано, остается сохранить и дообработать результат.

Только до 25.11

Скачай подборку материалов, чтобы гарантированно найти работу в IT за 14 дней

Список документов:

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

20 профессий 2023 года, с доходом от 150 000 рублей

Чек-лист «Как успешно пройти собеседование»

Чтобы получить файл, укажите e-mail:

Введите e-mail, чтобы получить доступ к документам

Подтвердите, что вы не робот,
указав номер телефона:

Введите телефон, чтобы получить доступ к документам

Скачать подборку бесплатно pdf 2,5mb

Уже скачали 52300

Я подтверждаю согласие на обработку персональных данных.

Таким образом, чтобы рендеры получались хорошими и отвечали требованиям заказчика, необходимо разбираться в моделировании, правильно подойти к выбору ПО и учитывать все детали ТЗ.

5 принципов 3D-визуализации

• Всегда будьте в фокусе

Модель получится максимально фотореалистичной, если вы грамотно выставите настройки для камеры в сцене. Для большей выразительности непременно задействуйте глубину резкости. Кстати, если в модели есть «слабые места», то отвлечь от них внимание можно таким же образом. И еще это поможет воспринимать двухмерную картинку всё-таки как 3D-изображение.

Внимание привлекут детали переднего плана, а задний хоть и остается размытым, но все равно служит завершением общей картины. Экспериментируйте с данной техникой, находите интересные решения, сделайте размытыми близкие предметы, а резкость наведите на что-то интересное вдали.

• Согласитесь с недостатками

Настоящая картина окружающего мира отнюдь не идеальна, не бывает абсолютно ровных поверхностей или граней, обязательно есть какие-то дефекты, сколы и т.п. Зрительно восприятие так устроено, что человек сразу замечает любые «трещинки».

Именно поэтому все визуализаторы настроены так, чтобы готовая картинка нарочно получалась неидеальной, а была такой, как люди привыкли видеть её в реальности. Например, подушки лежат не «под линеечку», а как будто небрежно брошены, покрывало примято (как если бы на нем только что лежали) и т.д. именно такие детали и делают визуализацию по-настоящему реалистичной.

• Делайте кадры с изображением вечернего времени

В сумерках все смотрится особенно эффектно, и ваша визуализация – не исключение. Кажется, что свет струится буквально изнутри картинки, и все, что на ней изображено, выглядит очень уютным. Только нужно обязательно правильно расставить источники света и не нарушить реальных настроек предметов. То есть, подумать нужно буквально обо всем, как будут выглядеть шторы, жалюзи, какой свет дают лампы (и внутренние, и наружные) и т.д.

• Текстуры могут навредить

Даже грамотно выполненную архитектуру могут испортить слабо проработанные текстуры и материалы. Обязательно уделяйте достаточно времени именно тем предметам, которые сразу бросаются в глаза. Передает ли картинка материал обивки мебели (или она кажется пластмассовой), действительно ли у мраморной столешницы такие острые края, как на изображении?

Очень тщательно нужно прорабатывать детали из стекла, чтобы достоверно передать их толщину и прозрачность. К примеру, от того, насколько грамотно смоделировано остекление, будет зависеть правильность преломления света в 3D-визуализации.

• Помните, что постобработка тоже очень важна

Конечно, случается такое, что сроки поджимают, а хочется всё же выдать классный результат. Если не успеваете завершить проект в программе 3D-визуализации, вполне можно довести его «до ума» с помощью фотошопа. Но и в случаях, когда времени навалом и можно не торопиться, все равно постобработку делать обязательно надо. Подправьте яркость, контрастность, тени, подкорректируйте цвета, примените аберрацию (чтобы результат максимально походил на фото).

Необходимые программы для 3D-визуализации

SketchUp

Простой инструмент, позволяющий быстро моделировать, создавать и редактировать картинку в формате 3D. Использовать эту программу можно на самом обычном ноутбуке.

Софт, опять же, прост и понятен, в нем даже новичок разберется без предварительной подготовки.

Примитивные фигуры (пирамида, параллелепипед, цилиндр, сфера, конус и иные) создаются с помощью встроенного базового набора инструментов. Для этого задействуются простые геометрические фигуры и линии. Двигая грани и вершины, или действуя по принципу «вытягивания» можно воссоздать необходимые 3D-объекты.

Поиск в библиотеке лучше вести на английском, так программа выдаст больше подходящих результатов.

Не стоит думать, что данному софту по силам лишь самые простые задачи. Нет, SketchUp позволяет добавлять необходимые плагины для расширения возможностей моделирования, добавления параметров и форм, стилей, текстур, камер.

Популярные статьи

Высокооплачиваемые профессии сегодня и в ближайшем будущем

Дополнительный заработок в Интернете: варианты для новичков и специалистов

Востребованные удаленные профессии: зарабатывайте, не выходя из дома

Разработчик игр: чем занимается, сколько зарабатывает и где учится

Как выбрать профессию по душе: детальное руководство + ценные советы

Тут же в программе есть библиотека Extension Warehouse, в которой доступны для скачивания самые разные плагины.

Lumion

Lumion пригодится в тех случаях, когда вам для полноценной реализации проекта эскизов и графики будет уже маловато. Софт программы интуитивно понятен, причем для 3D-визуализации предварительная подготовка тут практически не нужна.

Программа совместима с другими аналогичными продуктами, например, с Revit, SketchUp, 3ds Max, причем в режиме реального времени (LiveSync).

Если погружаться в освоение сложного ПО для 3D-визуализации некогда, а качественную картинку получить все-таки хочется, то Lumion — как раз то, что вам нужно.

Библиотека моделей тут тоже отличная, хотя по качеству текстурированные и высокополигональные модели из библиотеки 3ddd.ru все-таки круче.

Программа Lumion хороша для рендеринга, выполнить на ней полноценное проектирование и моделирование не получится. Так что проводить сравнение данного софта можно лишь в отношении альтернативного ПО вроде Corona Render и V-Ray.

3ds Max

Когда разберетесь с Lumion, можно будет взяться и за 3ds Max. В сфере 3D-визуализации это, пожалуй, один из самых популярных инструментов.

Он отличается своей универсальностью и широчайшим функционалом. Тут куча встроенных библиотек моделей, есть возможность совмещения с самыми разными плагинами. 3ds Max — одна из самых старых программ для создания 3D-визуализации, именно на ней начинали работать те, кто стоял у истоков. Да и теперь, будучи опытными мастерами, они продолжают её использовать.

Интерфейс тут широчайший. Имеется громадное число модификаторов, позволяющих конструировать отличные 3D-модели из примитивов и геометрических фигур. В добавок здесь есть шикарный инструментарий для придания картинке максимальной фотореалистичности.

Без специального и продолжительного обучения воспользоваться всем этим великолепием не получится. Кроме того, для каждой области нужны свои особые инструменты и настройки, а значит, требуется и дополнительное обучение. Будьте готовы к тому, что за месяц другой вы вряд ли всё освоите, тут и года может не хватить.

3ds Max — англоязычная программа, будьте к этому готовы. А всевозможных панелей, кнопок, функций и модификаторов тут столько, что многие новички, едва увидев всё это, испытывают лишь одно желание – скорее выйти и никогда больше сюда не заходить.

Но поверьте, софт сложен только на первый взгляд. В ходе знакомства с программой появляются первые навыки, ориентироваться становится проще, обучающие курсы и информация с форумов делают своё дело. Да, интерфейс объёмен, но интуитивно там всё вполне понятно, стоит лишь освоить основные панели и общую структуру. И вы не пожалеете о потраченном времени и усилиях, потому что результаты того стоят.

Навыки и качества 3D-визуализатора

Мастера 3D-визуализации могут специализироваться по самым разным направлениям, и с выбором следует определиться с самого начала, чтобы знать, какие именно навыки пригодятся в работе.

Если, к примеру, нужно будет делать архитектурные 3D-проекты, то в первую очередь необходимо отучиться в архитектурном институте или колледже. Если же вы занимаетесь фотографией, то здесь дополнительное обучение не потребуется.

Чтобы ваши 3D-модели получались максимально реалистичными, нужно будет научиться пользоваться графическими редакторами и специальными технологиями.

Итак, понадобится изучить следующее:

• работу графических редакторов;
• высокополигональное моделирование (это когда 3D-картинка проецируется на поверхности многоугольной формы);
• процесс постобработки (наложение спецэффектов с целью придания большей эффектности смоделированным объектам и сценам);
• анимационные технологии, позволяющие создавать максимально реалистичные анимированные объекты;
• бэйкинг (так называемое «запекание», сохранение объектов). Благодаря данной технологии результат получается еще более реалистичным;
• работу с текстурами, то есть, наложение на 3D-объект дополнительных изображений, отображающих фактуру разных материалов (дерева, ткани, стекла и т.п.).

Чтобы в данной профессии всё получалось действительно классно, на высоком уровне, необходимо иметь технический склад ума и определенные художественные наклонности.

Вот какими личными качествами должен обладать будущий 3D-визуализатор:

• иметь пространственное воображение, представлять себе проект еще до начала его реализации;
• креативить, чувствовать сочетаемость оттенков, текстур, уметь пользоваться возможностями освещения, понимать, что вообще в одном проекте совместимо, а что – нет;
• уметь концентрироваться, ведь придется много времени проводить сидя за компьютером, подолгу обрабатывая одну за другой множество деталей;
• быть целеустремленным, ведь непременно появятся проекты, работа над которыми займет не один месяц, и тут важно до конца сохранять изначальную заинтересованность;
• обладать усидчивостью и терпеливостью. Бывает такое, что вы не один час потратили на подбор нужного оттенка, а заказчик «забраковал». И тогда придется делать заново;
• понимать, что такое командный подход к работе, уметь выстраивать продуктивное взаимодействие с другими членами группы;
• иметь представление о клиентоориентированности, уметь слушать заказчика, понимать его пожелания и в то же время излагать собственную точку зрения.

Обучение 3D-визуализации у GeekBrains

• Специальность 3D-художник в сфере игр

Обучение ведется буквально с нуля. В результате вы получаете современную, востребованную профессию 3D-художника по геймдеву и можете устроиться удаленно даже в международную компанию и иметь неплохой доход.

На курсах для начинающих вас научат моделировать, текстурировать, создавать рендер, работать с пайплайнами игр, с компьютерной графикой, анимацией. Вы сможете моделировать персонажи и окружающие объекты для компьютерных игрушек. Собственно, обучение даст вам достаточно знаний и навыков для выстраивания карьеры в данной сфере.

Читайте также!

2D-игры для ПК: обзор самых популярных

Подробнее

• Специальность 3D-моделирование и визуализация

Здесь вы будете изучать Photoshop, 3ds Max, AutoCAD, Corona Renderer, InDesign, освоите моделирование и визуализацию даже для довольно сложных объектов вроде яхт и самолетов, еще в ходе обучения соберете хорошее портфолио для будущего трудоустройства.

• Обучение детей 3D-визуализации

На детских курсах дают основы мультипликационного, дизайнерского, архитектурного 3D-моделирования, учат работе с моделями, анимацией, с наложением текстур. И еще – с профессиональной программой Blender.

Курсы будут интересны:

• Творческим ребятам, проявляющим интерес к технологиям.
• Тем, кому нравится фантазировать, придумывать интерьеры, города, персонажей.
• Детям, которые хотят научиться пользоваться профессиональными программами для создания 3D-визуализации.

Современная 3D-графика выступает в роли движущей силы для целых промышленных направлений, она привлекает внимание, привносит в жизнь некую новую динамику. Перспективы 3D-моделирования в обозримом будущем безграничны, причем технологии эти непрерывно развиваются, пользуются большим спросом, становятся всё незаменимее и притом доступнее.

Автор статьи:

Редакция сайта GeekBrains Шеф-редактор раздела Программирование