Специалист по 3D-дизайну отвечает за формирование объема объектов в компьютерной игре

Обновлено: 30.06.2024

Я сидел с открытой пустой сценой в Blender и думал о своем следующем проекте. Затем меня поразило, насколько обширной стала область 3D-моделирования, и большинство людей даже не представляют, сколько 3D-контента они видят каждый день. На сегодняшний день существует множество видов 3D-моделирования. Все, от моделирования коробок до фотограмметрии.

Можно возразить, что существует столько же типов моделирования, сколько и инструментов. Тем не менее, я решил ограничиться методами, которые признаны немного более широкой аудиторией, чем я сам. Есть методы, которые я нашел, которые, кажется, общеприняты как методы или типы 3D-моделирования.

Все они так или иначе жизнеспособны. Это просто зависит от того, какую форму и детали вы хотите создать. Большинство из этих типов можно использовать в Blender. Но это не эксклюзивная статья о Blender, даже если это мой любимый инструмент. Вместо этого я хочу предложить более широкий взгляд и посмотреть, что дает каждый тип моделирования.

Здесь я перечислю некоторые области, в которых мы могли бы использовать эти типы моделирования, просто чтобы дать вам общий обзор.

Дизайн продукта и подготовка к производству
Маркетинг и реклама
VR и AR
архитектурная визуализация
3D-печать
Игры и приложения реального времени
анимация и фильмы
Визуальные эффекты, визуальные эффекты
Мобильные приложения
Промышленность и машиностроение

Скорее всего, мы обнаружим, что некоторые типы моделирования используются гораздо чаще в одних из этих областей, чем в других. Давайте углубимся в типы моделирования, с которыми мы можем столкнуться.

Моделирование коробки

Начнем с моделирования коробки. Что делает блочное моделирование уникальным, так это то, что мы начинаем с некоторого примитивного объекта, такого как куб или сфера, и используем классические инструменты моделирования, чтобы создать из него форму.

У нас есть отправная точка, и мы работаем с низкополигональными фигурами, чтобы создать наш объект. Это распространенный способ моделирования, который является довольно механическим, поскольку мы контролируем отдельные грани, ребра и вершины. При блочном моделировании мы делаем упор на одновременное управление целыми формами и большими частями объекта.

Большую часть времени мы работаем с гранями, имеющими четыре стороны, и называем их четырехугольниками. С ними легко работать, поскольку большинство инструментов моделирования предназначены для работы с четырехугольниками. Но прежде чем мы используем модель, она часто подвергается триангуляции либо пользователем заранее, либо автоматически скрытой программой.

Этот тип моделирования, как правило, лучше всего работает с объектами с твердой поверхностью, такими как архитектурная визуализация и искусственные объекты или продукты.

Мы используем такие инструменты, как выдавливание, создание петель и скос. Коробчатое моделирование часто используется вместе с поверхностью подразделения.

Подразделение поверхности — это метод, который добавляет дополнительную геометрию между ребрами, вершинами и гранями, которыми мы манипулируем с помощью традиционных инструментов моделирования. Геометрия, которой мы управляем, становится похожей на клетку, которую мы использовали для формирования разделенной версии нашего объекта.

Подразделенный низкополигональный объект становится более округлым в соответствии с алгоритмом Кэтмулла-Кларка. Это может показаться техническим, но по сути мы просто добавляем геометрию, которая закругляет поверхность нашего объекта.

Существуют разные школы использования поверхности подразделения. Поскольку это своего рода слой, который добавляется поверх нашей исходной геометрии, некоторые люди говорят, что вы никогда не должны моделировать с видимой поверхностью подразделения только потому, что исходная сетка может стать непригодной для использования без добавления поверхности подразделения. Ограничение использования исходной сетки.

Другие утверждают, что гораздо проще увидеть, что вы делаете, и намерение все равно состоит в том, чтобы использовать объект с поверхностью подразделения.

Полигональное моделирование

Полигональное моделирование – это тип 3D-моделирования, очень похожий на блочное моделирование. Разница здесь в том, что мы обычно начинаем с одной вершины или простой формы без нее и глубины. Затем мы строим нашу модель по частям. Мы часто используем те же инструменты, что и при моделировании коробок, но используем их для детализации.

Здесь акцент делается на том, чтобы больше работать с ребрами и вершинами. Объекты, которые мы создаем с помощью этой техники, по-прежнему довольно часто имеют твердую поверхность, но имеют более органичные формы.

Полигональное моделирование, как и блочное моделирование, часто делает акцент на использовании четырехугольников в топологии. Это связано с тем, что многие инструменты предназначены для работы с четырехъядерной топологией.

То, что мы создаем с помощью полигонального моделирования, может относиться к категории жестких поверхностей. Но часто модели, которые мы создаем, обладают некоторыми органическими характеристиками. Например, это может быть статуя или строительные украшения.

Но это также может быть какой-то аксессуар, инструмент или другое снаряжение, которое мы создаем с помощью этой техники.

Здесь также часто используется поверхность подразделения для сглаживания геометрии объекта.

По сути, инструменты, используемые для блочного и полигонального моделирования, одинаковы, мы просто используем их по-разному.

Nurbs и моделирование кривых

Nurbs означает неравномерный рациональный b-сплайн. Неудивительно, что у нас есть аббревиатура. При таком моделировании мы переходим на совершенно другой вид моделирования. Мы создаем изогнутые поверхности, которыми мы управляем на основе контрольных точек. Мы можем использовать его для создания очень гладких изогнутых поверхностей.

Мы можем интерпретировать точки одной и той же кривой, а также создавать мосты между несколькими кривыми. Мы можем создать сеть кривых, которые действуют как края объекта, а затем заполнить геометрию между ними, чтобы создать объект.

Этот тип моделирования в основном используется в разработке и программном обеспечении САПР. Не так много, когда речь идет о визуальных эффектах и художественной стороне 3D.

Представьте, что у вас есть объект, который вы хотите распечатать на 3D-принтере. В этом случае, если у вас есть полигональная модель, которую мы создали с помощью блочного или полигонального моделирования, и вы масштабируете ее. Все эти грани и треугольники станут видны, как если бы вы увеличили растровое изображение.

С другой стороны, с помощью nurbs мы можем масштабировать модель вверх и вниз, а кривые останутся плавными. Можно сказать, что это эквивалент векторной графики в 2D-графике.

Поскольку мы больше не работаем с вершинами, гранями или ребрами, а вместо этого используем кривые. Это означает, что инструменты очень разные.

У нас могут быть инструменты, которые открывают или закрывают кривую или создают новую кривую, интерпретирующую между двумя другими кривыми. Но у нас также есть очень похожие инструменты, такие как перемещение контрольных точек, масштабирование и вращение.

Цифровая 3D-скульптура

Скульптура возвращает нас от инженерной части 3D-моделирования к более художественной стороне. В скульптинге используются вершины, грани и ребра, точно так же, как в блочном и полигональном моделировании. Мы используем лепку, чтобы отделить процесс формирования от более технических деталей, связанных с заботой об отдельных элементах. Вместо манипуляций на основе выбора у нас есть кисти. Кисть имеет область влияния и более органично изменяет геометрию в зависимости от типа кисти и настроек.

Скульптура обычно используется при создании персонажей, животных или существ. Но его также можно использовать для создания деталей, которые сложно создать с помощью традиционного блочного и полигонального моделирования.

Существуют разные виды скульптуры. Мы можем скульптить сетку как есть, и это будет перемещать вершины, ребра и грани, придавая им форму в соответствии с кистью. Используя этот метод, нам нужно иметь очень много геометрии с самого начала, иначе мы скоро достигнем предела того, сколько деталей может содержать наша геометрия.

Следующая технология называется мультиразрешением. Это похоже на Subdivision Surface, разница в том, что мы можем хранить скульпт между каждым уровнем multires. Как только мы достигаем предела детализации нашей геометрии, мы увеличиваем уровень мультиразрешения. Таким образом, мы получаем больше геометрии по мере необходимости и можем хранить скульпт на нескольких уровнях детализации.

Следующая итерация технологии называется динамической топологией. По крайней мере в Блендере. Эта функция динамически разделяет сетку на треугольники по мере того, как мы рисуем, в зависимости от уровня масштабирования или предопределенного абсолютного уровня. Таким образом, мы просто продолжаем лепить, и геометрия будет адаптироваться.

Когда мы закончим скульптинг, нам нужно снова сделать сетку пригодной для использования. После сеанса скульптинга сетка часто находится в очень плохом состоянии с точки зрения производительности и работоспособности.

Иногда мы можем создать более качественную сетку автоматически с помощью различных алгоритмов пересоздания сетки, которые могут обрабатывать поверхность объекта и накладывать на нее новую сетку. Много раз думали, что нам нужно пройти процесс, называемый ретопологией, и вручную воссоздать сетку поверх скульптурного объекта.

Фотограмметрия

Фотограмметрия — это еще один совершенно другой способ создания 3D-моделей. С помощью этой техники мы используем камеру и фотографируем объект несколько раз со всех сторон при максимально ровном освещении. Затем мы загружаем эти изображения в программу, которая интерпретирует их и создает трехмерное представление объекта.

Здесь есть очевидные преимущества и недостатки. Мы получаем данные реального мира, а это означает, что все, что мы создаем, должно быть близко к реализму. Много раз мы получаем текстуры и UV-карты, созданные в процессе, поэтому нам не нужно тратить столько времени на эти области.

Однако, как и при скульптинге, сетку необходимо переработать либо с помощью пересоздания, либо с помощью ретопологии. Это означает, что нам также может понадобиться воссоздать UV-карту.

Кроме того, потребуется выполнить обширную работу по очистке, поскольку камера будет захватывать не только рассматриваемый объект, но и окружающую среду.

Еще один недостаток заключается в том, что нам нужно иметь доступ к объекту, чтобы сфотографировать его, и нам нужно поместить его на поверхность, что означает, что часть объекта будет для нас недоступна.Например, камень должен лежать, когда мы его фотографируем, а его нижняя сторона недоступна во время одной фотосессии. Это приведет к дырам в нашей сетке, с которыми нам придется каким-то образом бороться.

Фотограмметрия — относительно новое изобретение, получившее в последнее время большое распространение. Мы не можем фотографировать только маленькие объекты. Мы также можем использовать дрон, чтобы сфотографировать всю территорию и воссоздать более крупные сооружения.

Это хорошая новость для сохранения старых зданий или для более быстрого изучения местности.

Существуют также сканеры, которые можно использовать для сканирования объекта или области так же, как сонар. Затем данные можно передать через программное обеспечение для воссоздания 3D-карты.

Моделирование

Существует множество видов цифровых симуляций. Здесь я перечислю несколько.

Физика
Ткань
Мягкое тело
Жидкость
Огонь и дым
Океан
Частицы

Каждый из них имеет свою цель. Большинство из них также имеют несколько целей, как вы, вероятно, можете себе представить. Когда мы что-то моделируем, мы создаем установку с различными объектами и параметрами, которые со временем будут взаимодействовать друг с другом. Компьютер рассчитывает, как все будет двигаться и что произойдет для каждого кадра, для которого мы запускаем симуляцию.

Затем мы можем использовать результат для создания анимации, а также для создания сцены или объектов на основе моделирования, а не необработанного ручного ввода с помощью других методов моделирования. Представьте, если бы вы создали волну, плещущуюся о камень. Вы можете смоделировать или использовать фотограмметрию для создания камня, но с волной сложнее. Вы можете вылепить его, но было бы гораздо удобнее запустить симуляцию и заставить его плескаться о камень самостоятельно, создавая форму на основе таких параметров, как угол, под которым волна ударяется о камень, размер и скорость. волна и т. д.

Аналогично мы могли бы использовать физическую симуляцию в сочетании с объектом с мягким телом, чтобы создать автомобильную аварию. Вместо того, чтобы моделировать каждый кадр вручную.

Другим примером может служить имитация ткани. Вы можете вылепить подушки для своей следующей сцены архитектурной визуализации или использовать симуляцию ткани, чтобы создать ее со всеми складками.

Моделирование гораздо больше ориентировано на VFX, чем, например, на nurbs. Но мы все еще можем считать его методом моделирования, поскольку с его помощью мы создаем или деформируем объекты.

Моделирование — это гораздо более технический тип 3D-моделирования. Поскольку мы в основном настраиваем и настраиваем параметры, а не фокусируемся непосредственно на форме.

Процедурное моделирование бывает разных форм и размеров. Я разделю это на два разных типа моделирования. Первый основан на инструментах. Мы или кто-то другой создали инструмент, предназначенный для процедурной генерации кучи однотипных объектов. Например, у нас может быть строительный генератор. Затем мы могли бы ввести множество параметров, таких как количество этажей, высота потолка и форма крыши. Затем мы запускаем программу несколько раз, и каждый раз создается новая модель, соответствующая нашим критериям.

Существует много таких инструментов для определенных типов моделей, и мы также можем создавать собственные генераторы моделей и предоставлять определенные параметры для того типа модели, который мы хотим, чтобы инструмент выдавал.

Следующий вид процедурного моделирования тесно связан с затенением. Шейдер может иметь вывод смещения, и через это смещение мы берем простой примитив, такой как сфера или плоскость, и используем математические формулы для деформации поверхности, чтобы она стала сложным объектом или поверхностью.

Эта тенденция усилилась по мере того, как стали доступны все более совершенные инструменты для смещения геометрии с помощью затенения. Доступно как традиционное смещение, работающее по одной оси вверх и вниз, так и векторное смещение. Смещение вектора может смещать геометрию во всех направлениях, создавая сложные объекты из простой геометрии.

При логическом моделировании мы начинаем с модели и вырезаем или добавляем к ней другой объект, чтобы создать новую форму. Это тесно связано с блочным моделированием, и мы часто используем эти два метода вместе.

Оператор разности является наиболее распространенным. Это оператор, который отсекает форму и объем одного объекта от другого.

Объединение объединит два объекта вместе, а пересечение сохранит только общую геометрию двух объектов.

Логические значения могут помочь нам создавать формы, которые в противном случае потребовали бы много времени для имитации с помощью других методов моделирования. Мы можем комбинировать круглые или изогнутые формы с квадратными формами с твердой поверхностью и вырезать или складывать их вместе.

Это еще один тип моделирования, при котором мы начинаем с набора объектов, которые мы объединяем в более подробные объекты. Или мы можем использовать наборы, чтобы детализировать объект, созданный с помощью другого типа моделирования.

Кит-бэшинг также очень распространен при создании объектов с твердой поверхностью.Это позволяет нам исследовать, как разные части могут сочетаться друг с другом, не нуждаясь в полной картине того, как будет выглядеть окончательная часть.

Разборка комплекта отлично подходит для детализации сцены. При использовании кит-бэшинга следует помнить о соотношении высокочастотной детализации, среднечастотной и низкочастотной детализации. Кадры с хорошей композицией обычно отличаются хорошим сочетанием и расположением различных деталей.

Это верно как для твердой поверхности, так и для органического моделирования. Например, у вымышленного робота может быть больше деталей о том, что следует воспринимать как голову или точку фокусировки, в то время как в лесу может быть различное распределение растений, деревьев и грибов в зависимости от того, где каждая специя будет расти наиболее эффективно. Некоторые из них равномерно распределены по всей сцене, а другие сгруппированы вместе или сосредоточены в определенной области сцены.

На самом деле это не техника моделирования, а хорошая практика. При создании 3D-ресурсов рекомендуется помнить о модульности. Возможно, мы создаем городской пейзаж. Возможно, нам потребуется смоделировать несколько зданий, которые выглядят одинаково. В этом случае нам следует подумать о модульности, чтобы мы могли повторно использовать определенные части одного здания в другом.

Мы даже можем моделировать разные секции здания, которые можно переставлять по-разному, создавая вариации.

Принимая решение о том, какой тип моделирования использовать, мы должны думать о том, к какому конечному результату мы стремимся. Но в большинстве случаев это будет комбинация. Особенно, если мы создаем сцену. В этих случаях у нас могут быть одни объекты, требующие одних методов, а другие объекты потребуют других.

Если вы начинающий художник, я бы посоветовал начать с блочного моделирования и полигонального моделирования просто потому, что используются одни и те же инструменты, и эти методы лежат в основе всего моделирования. Но если вы хотите, например, заняться 3D-печатью, вам следует начать с nurb-моделирования.

Надеюсь, этот контент был вам полезен. Пожалуйста, помогите мне поделиться этим. Это очень помогает.

Создание изображений мест, людей, предметов и действий может оживить определенные элементы. Процесс создания этих представлений известен как трехмерный дизайн, и это карьерный путь, который выбирают многие люди. Карьера в 3D-дизайне может охватывать различные отрасли и приложения, поскольку существует множество потребностей в трехмерных представлениях. В этой статье мы обсудим возможности карьерного роста в сфере 3D-дизайна.

Что включает в себя карьера в области 3D-дизайна?

Карьера в области 3D-дизайна часто связана с созданием одномерных изображений вещей, включая места, людей, процессы и действия, и созданием трехмерных изображений. Процесс создания 3D-дизайна может включать в себя наполнение готового продукта одномерными рисунками и изображениями, а также добавление элементов, которые добавляют жизни и жизненности. Работа в области 3D-дизайна включает в себя использование ряда программ и инструментов для создания этих 3D-моделей или визуальных представлений.

В этой должности вы можете работать с учеными, инженерами, архитекторами, маркетологами, рекламщиками или даже с режиссерами и дизайнерами видеоигр. Потребность в трехмерном проектировании охватывает множество различных отраслей и приложений. Согласно данным Бюро трудовой статистики США, примерно 13 % работников, занятых в категории мультимедийных художников, работают в индустрии видео и кино, что делает эту страну крупнейшим работодателем мультимедийных художников.

Чтобы работать 3D-дизайнером, вам, скорее всего, понадобится степень бакалавра в смежной области. Некоторые школы предлагают более специализированные программы дизайна, такие как дизайн игр или видео. Если вы хотите работать в научной сфере, подумайте о том, чтобы специализироваться в одной из наук с упором на моделирование или создание моделей. Художественные школы по всей стране часто предлагают программы, посвященные 3D-моделированию и дизайну, что позволяет учащимся получить практический опыт, поскольку они учатся использовать наиболее распространенные программы и инструменты для создания собственных моделей и проектов.

Карьера в 3D-дизайне

Те, кто заинтересован в работе в области 3D-дизайна, могут найти множество возможностей для карьерного роста. Позиции начального уровня часто предлагают возможности для роста и продвижения по службе, особенно для тех, кто обладает сильными навыками и хорошей трудовой этикой. Узнайте больше о некоторых наиболее распространенных профессиях в области 3D-дизайна и о том, что влечет за собой каждая роль.

1. Дизайнер видеоигр

Средняя заработная плата по стране: 31 408 долларов США в год

Основные обязанности: дизайнеры видеоигр создают основные функции видеоигр, чтобы сделать их более увлекательными и захватывающими. Поскольку технологические достижения позволили создавать людей, места и предметы в видеоиграх, которые выглядят более реалистично, чем когда-либо прежде, дизайнеры видеоигр используют 3D-дизайн и моделирование, чтобы персонажи и обстановка выглядели более реалистично и привлекательно для аудитории.

2.Специалист по 3D-печати

Средняя заработная плата по стране: 35 651 доллар США в год

Основные обязанности: специалист по 3D-печати подготавливает файлы для 3D-печати и обеспечивает правильную работу оборудования для создания успешного прототипа или продукта. Поскольку 3D-печать стала важным аспектом индустрии 3D-моделирования и дизайна, многие люди, решившие войти в эту область, должны будут знать, как использовать технологию и оборудование для 3D-печати. Роль специалиста по 3D-печати может дать практический опыт на должности начального уровня.

3. Графический дизайнер

Средняя заработная плата по стране: 36 608 долларов США в год

Основные обязанности: графический дизайнер создает визуальные концепции, часто с помощью компьютерного программного обеспечения, для передачи идей и концепций. Графические дизайнеры часто работают вместе с другими специалистами по маркетингу и рекламе, чтобы увлечь, информировать и вдохновлять потребителей с помощью брошюр, журналов, рекламы и отчетов. 3D-дизайнер часто сосредотачивается на трехмерных визуальных концепциях, таких как логотипы компаний, иллюстрации и изображения продуктов.

4. 3D-аниматор

Средняя заработная плата по стране: 47 237 долларов США в год

Основные обязанности: 3D-аниматор создает трехмерную анимацию, которую можно использовать в видеороликах, фильмах, телевизионных программах и других приложениях. Некоторые 3D-аниматоры сосредотачиваются на определенных типах анимации, таких как создание объектов, людей или фона, в то время как другие используют более общий подход и создают анимацию всех видов.

5. 3D-дизайнер

Средняя заработная плата по стране: 53 210 долларов США в год

Основные обязанности. 3D-дизайнер отвечает за материализацию концепций, включая изображения мест, людей и вещей, исследуя идеи и устраняя любые потенциальные проблемы или недостатки в планах и одномерных изображениях. 3D-дизайнер также может преобразовать свои модели в продукты, готовые к выходу на рынок.

6. Архитектурный дизайнер

Средняя заработная плата по стране: 62 225 долларов США в год

Основные обязанности. Архитектурный дизайнер работает вместе с архитекторами и другими специалистами в области дизайна недвижимости, создавая макеты, планы и чертежи зданий и ландшафтов. Они также могут тесно сотрудничать с клиентом, чтобы определить его потребности и ожидания, создавая дизайн, отражающий эти желания. Архитектурные дизайнеры также следят за тем, чтобы чертежи, созданные архитекторами, соответствовали всем строительным нормам и правилам, производят технические чертежи и визуализацию, а также изучают решения для продукта.

7. Профессор

Средняя заработная плата по стране: 64 070 долларов США в год

Основные обязанности: профессор 3D-дизайна и моделирования обучает тех, кто хочет изучить эту область и продолжить свою карьеру в отрасли. Некоторые преподаватели могут сосредоточиться на определенных элементах области, таких как 3D-печать, в то время как другие предлагают более общее обучение 3D-дизайну и моделированию.

8. Арт-директор

Средняя заработная плата по стране: 75 142 доллара США в год

Основные обязанности: арт-директор управляет творческим персоналом, отвечающим за создание и продвижение визуальных концепций, включая фотографии, графический дизайн, 3D-рендеринг и модели. Одни арт-директора работают в рекламе и маркетинге, другие применяют свои навыки на съемках фильмов и телепередач. Арт-директора возглавляют группы художников, в том числе 3D-дизайнеров и создателей контента.

9. Веб-разработчик

Средняя заработная плата по стране: 76 016 долларов США в год

Основные обязанности: веб-разработчик разрабатывает и создает веб-сайты для организации или нескольких клиентов. Они применяют концепции, используемые в 3D-дизайне, потому что многие современные веб-сайты содержат трехмерные изображения и представления, чтобы сделать их более привлекательными для посетителей. Некоторые из их основных обязанностей включают написание кода с использованием языков программирования, работу с графикой и трехмерными моделями, интеграцию аудио и видео на сайт, а также создание и тестирование приложений.

Технологии меняют практически все отрасли, и строительство не является исключением. Одной из технологий, которая в последнее время оказала существенное влияние на строительную отрасль, является трехмерное (3D) моделирование. 3D-модели играют важную роль в современных строительных проектах, поскольку они могут повысить производительность и упростить работу.

3D-моделирование земляных работ и управления машинами может повысить точность работы оборудования, повысить эффективность работы и снизить затраты, а также получить другие преимущества. Итак, как же работает эта технология и как вы можете применить ее в своем следующем проекте?

Что такое 3D-моделирование?

Термин «3D-моделирование» относится к процессу создания трехмерного представления объекта с помощью специализированного программного обеспечения.Это представление, называемое 3D-моделью, может передавать размер, форму и текстуру объекта. Вы можете создавать 3D-модели существующих предметов, а также проекты, которые еще не были реализованы в реальной жизни.

В строительстве 3D-модели рабочей площадки можно использовать для управления машинами. Эти копии включают в себя точки, линии и поверхности, составляющие физическую среду. Они используют данные координат, которые определяют положение горизонтальных и вертикальных точек относительно опорной точки. Благодаря этим пространственным отношениям вы можете просматривать изображение под разными углами.

Система управления машиной использует различные датчики позиционирования, чтобы операторы могли получать информацию о таких параметрах, как заданный уклон, положение ковша или отвала. Операторы станков могут ссылаться на 3D-модель, чтобы убедиться, что они выполняют работу точно. Технология GPS позволяет рабочим находить точки реплики в поле, а датчики на машинах сообщают им, где они находятся относительно точек модели.

Эти процессы управления помогают бригадам воплотить 3D-модель в реальность, направляя оборудование для построения линий, точек и поверхностей точно так, как описано в представлении. Команды также могут использовать 3D-модели для проверки проекта, дизайна и соблюдения экологических требований. Эти модели также помогают во время предварительных торгов, позволяя подрядчикам тестировать различные проекты и обмениваться идеями.

История 3D-моделирования

Методы и технологии, используемые сегодня для 3D-моделирования земляных работ, не существовали бы без развития геодезической съемки и различных типов 3D-моделирования.

Историю 3D-моделирования земляных работ можно проследить с древних времен. Древние египтяне построили пирамиды с использованием ранних методов съемки и использовали геометрию для восстановления границ сельскохозяйственных угодий после наводнения вдоль реки Нил. В Древнем Риме гражданская геодезия стала признанной профессией, и геодезисты создали системы измерения для оценки и создания записей о завоеванных землях.

Евклид, известный как основоположник геометрии и живший в Древней Греции, разработал идеи, которые вдохновили многие современные методы съемки и трехмерного моделирования. Много лет спустя, в 1600-х годах, французский математик Рене Декарт изобрел аналитическую геометрию, также называемую координатной геометрией, которая лежит в основе трехмерного моделирования земляных работ.

В 18 веке европейские геодезисты обнаружили, что для определения точного местоположения можно использовать различные угловые измерения, сделанные в разных областях. Этот метод известен как триангуляция. Стали набирать популярность новые геодезические инструменты, такие как измерительные колеса, окружности, компасы Катера и цепи Гюнтера. Тем временем английские математики Джеймс Джозеф Сильвестр и Артур Кейли разработали матричную математику, которая позволяет сегодняшним компьютерным изображениям отображать отражения или световые искажения.

Позже геодезисты стали использовать стальные ленты и ленты из инвара. Эти инструменты в конечном итоге уступили место таким технологиям, как электромагнитное измерение расстояния (EDM) и оборудование для спутников глобального позиционирования (GPS). Геодезисты перешли от компасов к теодолитам, которые измеряли горизонтальные и вертикальные углы с помощью вращающегося телескопа. Затем они перешли на использование тахеометров, которые представляют собой электронные транзитные теодолиты, оснащенные технологией EDM. Эти усовершенствования позволяют им измерять как углы, так и расстояния.

Затем были выпущены первые коммерчески доступные системы автоматизированного проектирования (САПР), которые превращают данные опросов в визуальные представления. Evans & Sutherland, первая компания, занимающаяся трехмерной графикой, появилась в 1968 году. В течение следующих нескольких десятилетий программы САПР стали более совершенными и доступными.

В области управления машинами пользователи начали переходить от использования геодезических вех, которые геодезисты устанавливают вручную, а операторы машин читают визуально, к 3D-моделированию. Для трехмерного моделирования земляных работ объединились различные технологии, в том числе:

CAD, который преобразует данные опроса в 3D-модель.
GPS, который позволяет инженерам определять точное местоположение.
Light Detection and Ranging (LiDAR) — технология дистанционного зондирования, использующая импульсный лазер для измерения различных расстояний.
Аэрофотограмметрия, которая позволяет инженерам извлекать топографические данные из аэрофотоснимков, сделанных дронами.
Моделирование облака точек, которое включает использование технологии лазерного сканирования для создания набора трехмерных точек данных, используемых для создания модели.

Для чего используются 3D-модели?

Трехмерные копии — распространенная технология, но в каких отраслях используется 3D-моделирование? Многие отрасли используют 3D-моделирование для самых разных целей. Некоторые понятия включают:

Планирование зданий с использованием архитектурной визуализации.
Проведение 3D-туров в сфере недвижимости.
Создание видеоигр и фильмов.
Проведение научных исследований.

Модели также используются в строительстве, и постоянно появляются новые методы. Вот несколько способов использования 3D-моделей в строительстве:

1. Управление машиной

3D-моделирование обеспечивает более точное, эффективное и экономичное управление машиной. Вместо использования традиционных геодезических вех операторы машин могут видеть рабочую площадку на экране, находясь в кабине. Система датчиков направляет машину на основе измерений 3D-модели.

Такое оборудование, как экскаваторы, экскаваторы-погрузчики и бульдозеры, оснащено бортовыми компьютерами, а отвалы и ковши оснащены устройствами GPS. Вы можете установить базовую станцию GPS на рабочем месте или подписаться на услугу GPS. Какой бы тип системы вы ни выбрали, он будет связываться с приемниками на ваших машинах.

3D-модель привязана к координатам GPS и загружается на бортовые компьютеры вашего оборудования. Затем эти компьютеры могут связываться с приемниками GPS и средствами управления оборудованием. Когда устройство перемещается по участку, GPS постоянно записывает, где оно находится. Когда лезвия и ковши вашего оборудования перемещаются, GPS точно определяет их положение.

Компьютер может автоматически регулировать отвалы или ковши в соответствии с требуемой глубиной выемки грунта или высотой поверхности. Эта возможность обеспечивает плавную и точную планировку дорог, тротуаров, парковок и т. д.

2. Макет сайта

3D-модели также могут быть полезны для передачи информации о планировке участка, включая расположение инженерного оборудования и элементов ландшафта.

Например, вы можете нанести на карту расположение электрооборудования. Это могут быть электрические сервисные плиты, фонарные столбы и соединения для вывесок, киосков, украшений и других элементов с электропитанием. Трехмерная модель помогает электрикам быстро и точно установить эти соединения.

Вы также можете использовать технологию 3D-картографирования для отображения других коммуникаций, включая водосточные желоба, водопроводные и канализационные трубы, газопроводы и многое другое. Схема расположения инженерных коммуникаций дает бригадам больше уверенности в их размещении и предоставляет им информацию, необходимую для размещения этого оборудования в любое время.

3D-модель также может включать в себя такие элементы, как озеленение, бордюры, скамейки и практически любые другие элементы участка. Для таких аксессуаров, как скамейки и оборудование для игровых площадок, требуется основание и подключение. Зная, куда пойдут эти элементы, бригады могут подготовить их раньше в процессе и избежать повторных копаний позже.

3. Отчеты о проделанной работе и сборки

3D-модели также могут быть полезны для информирования о ходе проекта и создания исполнительных материалов, которые представляют собой пересмотренные чертежи, представляемые по завершении проекта. Вы можете собирать новые данные во время выполнения задания для создания обновленных 3D-моделей, показывающих, как сейчас выглядит сайт. 3D-модель, созданная после завершения проекта, может использоваться на протяжении всего жизненного цикла объекта для таких целей, как техническое обслуживание, эксплуатация и управление активами.

Преимущества использования 3D-моделей для земляных работ

Использование 3D-моделей для земляных работ и управления машинами дает множество преимуществ, в том числе:

Повышенная точность плана: создание 3D-моделей позволяет выявить конфликты, несоответствия и другие проблемы в планах до начала строительства, что сокращает доработки и расходы.
Повышение точности в полевых условиях. Поскольку машины получают те же данные, что и геодезист, операторам машин легче следовать планам проекта. Работникам не придется полагаться исключительно на контуры при навигации по рабочей площадке. Поверхность 3D-реплики также построена в соответствии с фактической вертикальной и горизонтальной геометрией ландшафта.
Снижение затрат на геодезию. Использование 3D-моделирования устраняет необходимость в постоянной проверке оценок, что снижает затраты на геодезию. Более низкие затраты на опросы могут помочь вам получить больше рабочих мест и увеличить доход с течением времени. Дополнительные деньги также могут позволить вам модернизировать оборудование и нанимать сотрудников по мере расширения вашей компании.
Более эффективная работа машин. Машины работают более эффективно, поскольку они перемещаются точно в соответствии с измерениями 3D-модели. 3D-моделирование поможет вам достичь большего с вашим оборудованием за меньшее время. Повышенная эффективность также снижает затраты на топливо, ремонт и техническое обслуживание.
Снижение затрат на сырье. Методы 3D-моделирования помогают с первого раза достичь цели и более эффективно использовать материалы. Эта повышенная производительность снижает затраты на сырье, поскольку вам потребуется меньше расходных материалов для каждой работы. Это преимущество является устойчивым и рентабельным.
Снижение трудозатрат. Благодаря 3D-моделированию управления станком многие обязанности оператора станка автоматизированы, что помогает ему работать быстрее и совершать меньше ошибок. Это качество повышает эффективность отдельных работников и снижает трудозатраты.
Улучшенная коммуникация. Вы можете использовать 3D-модели для передачи информации о проекте в доступной визуальной форме различным заинтересованным сторонам. Если у всех будет общее понимание материала, им будет легче делиться идеями и предложениями.
Увеличенное количество применений. Вы можете настроить данные один раз, а затем использовать их для различных целей, включая оценку, утилиты и хардскейпинг. Вы также можете внести коррективы в информацию по мере необходимости для последующих назначений.
Снижение стоимости проекта. Согласно отчету Федерального управления автомобильных дорог Министерства транспорта США, использование 3D-модели может снизить стоимость проекта в общей сложности на четыре-шесть процентов. Только при земляных работах 3D-модели могут повысить эффективность на 15–25 %.

Как создаются 3D-модели?

Чтобы создать 3D-модель, необходимо сначала собрать данные опроса. Вы можете сделать это, используя различные технологии, в том числе LiDAR и аэрофотограмметрию. Первоначальная съемка фиксирует расположение физических особенностей и ключевых точек, которые служат базой. Затем вы можете сканировать область с помощью технологии LiDAR для создания облаков точек данных, представляющих физические компоненты объекта. Эти облака точек объединяются с программным обеспечением для 3D-моделирования для создания 3D-представления.

Когда Take-Off Professionals получает файлы данных опроса для проекта, мы сначала проверяем, что у нас есть вся необходимая информация о требованиях к работе и объеме работ, за которые отвечает наш клиент. Затем мы строим 3D-модель на основе полученных планов. В ходе этого процесса мы исправляем ошибки в проектах и делаем заметки о возможных изменениях.

После создания 3D-модели для планирования мы предупреждаем инженеров о проблемах и предлагаем необходимые исправления. Мы продолжаем пересматривать модель и предлагать изменения до тех пор, пока каждая деталь не станет правильной.

Файлы САПР. Вы можете отправить нам свои файлы САПР или загрузить их на наш сайт. Мы можем использовать различные форматы файлов, в том числе стандартные отраслевые форматы, такие как .DWG и .DXF в AutoCAD, а также многочисленные проприетарные форматы. Мы можем обрабатывать любой пакет САПР от Carlson Construction, AutoCAD, Micro Station и других.
Планы на бумаге. Нам также нужны бумажные планы или сканы бумажных планов. Вы можете загрузить отсканированные файлы или отправить их нам на компакт-диске. Имейте в виду, что зачастую доставка дешевле, чем сканирование.
Заказ на работу. Вам также потребуется заполнить заказ на работу, в котором будут указаны сведения об объеме проекта. Вы можете отправить заказ на работу через наш веб-сайт.

Некоторые элементы, которые могут быть включены в 3D-модель для управления машиной, в зависимости от проекта, включают:

Покрытие парковки
Дороги с информацией о выравнивании по вертикали и горизонтали.
Модель грунтового основания дороги, выходящей за пределы бордюра.
Большие острова и бордюры застройки
Небольшие островные бордюры с уклоном.
Строительные площадки, в том числе увеличенные по запросу
Области хранения и сортировки листов
2D-схема инженерных коммуникаций или полная трехмерная компоновка инженерных сетей
Существующие условия
Точки для размещения объектов, построенных на поверхности, таких как здания и бордюры.

Работа с экспертом по 3D-моделям

Компания Take-Off Professionals ежегодно создает для наших клиентов около 1000 моделей управления машинами. У нас работает команда инженеров и технических специалистов, которые являются экспертами в создании 3D-моделей для строительной отрасли, и мы не используем субподрядчиков, как это делают многие наши конкуренты. У нас есть группы, работающие во всех четырех основных часовых поясах США, чтобы мы всегда были рядом с нашими клиентами.

Мы работаем уже более двух десятилетий и зарекомендовали себя благодаря своевременности, точности, вниманию к деталям и отличной поддержке клиентов. Мы также создали эксклюзивную платформу, которую наши клиенты могут использовать для загрузки своих файлов в безопасной и удобной среде. Эта дополнительная мера обеспечивает быстрое и простое размещение заказа на работу.

Узнайте больше о том, как наши данные и услуги по моделированию могут помочь вам выигрывать больше заявок, сокращать расходы и выполнять проекты точно и эффективно, связавшись с нами сегодня.

3D-моделлер – это художник, использующий компьютерное программное обеспечение для создания внутриигровых ресурсов в виде трехмерных моделей, оживляющих персонажей и объекты.

Многие игры, представленные сегодня на рынке, используют 3D. Открытая бета-версия Overwatch, Witcher III, Playerunknown’s Battle Grounds… Некоторые из ваших любимых игр были созданы с помощью часов 3D-рендеринга.

Содержание:

Чем занимаются 3D-моделлеры?

Специалисты по 3D-моделированию визуализируют объекты в цифровом пространстве и помогают оживить визуальные ресурсы.

Как специалист по 3D-моделированию, вы можете нести ответственность за любой объект игры или фильма. Главный герой игры или фильма? Возможно, вам придется отрендерить его.

Грацкий орех, играющий важную роль в сюжете? Возможно, вам придется сделать это. Скамейка или сторонний наблюдатель? Вам может выпасть их рендеринг.

Как 3D-моделер, вы будете работать в тандеме с монтажниками, которые берут ваши 3D-модели и заставляют их двигаться и выполнять нужные функции в игре.

Быть специалистом по 3D-моделированию — это не так просто, как найти изображение грецкого ореха и смоделировать его с помощью такой программы, как Zbrush. Как специалист по 3D-моделированию, вы должны придерживаться художественного дизайна на протяжении всего процесса, даже если игра претерпит значительные изменения на более позднем этапе разработки.

Моделеры тесно сотрудничают с художественным отделом, чтобы добиться последовательного художественного видения. Это может быть как раскрепощающим, так и вызывающим напряжение.

Эволюция роли разработчика игровых моделей

Модельеры должны использовать референсы дизайна, уже сделанные ведущим художником и ведущим дизайнером, чтобы соответствовать стилю игры. Например, художественные стили в Oblivion значительно отличаются от тех, что используются в Morrowind.

Обе игры созданы Bethesda и являются частями одной и той же серии The Elder Scrolls. Тем не менее, обе игры имеют существенно разные мотивы и темы.

Теперь между этими играми было четыре года. Каждое новое поколение консолей приносит моделистам технологические достижения. То же самое верно и в мире анимационных фильмов — технологии постоянно развиваются, и это отражается на возможностях разработчиков моделей.

С появлением консолей 7-го поколения у Bethesda появилось больше полигональных (и творческих) возможностей, чем с программными возможностями оригинальной Xbox.

В Oblivion можно было заметить, что 3D-персонаж и окружающая среда выглядят довольно "деревянными" или "неуклюжими" в Morrowind. полностью исчезли. Вместо этого их заменили освежающими, реалистичными моделями (по крайней мере, так казалось в то время. Мы не знали, что нас ждет в Skyrim).

Все, что мы видим в игре, отвечает за погружение в игровой мир. И как разработчик 3D-моделей значительная часть этой ответственности ложится на вас.

Значительные графические улучшения помогли новым игрокам найти дом в фантастическом мире Elder Scrolls для Xbox 360.

Не только 3D-моделлер несет ответственность за изменение взглядов и взглядов, но его работа в значительной степени способствует этому. Как 3D-моделер, ваша работа может повлиять на формирование остальной игровой или киноиндустрии, как хорошо анимированный камешек, брошенный в убедительно отрисованный пруд.

Oblivion больше не имеет того вау-эффекта, который был в 2006 году. Это неизбежно в постоянно меняющейся игровой и киноиндустрии. Новое программное обеспечение, новые методы и новые стандарты быстро заменяют некогда впечатляющее моделирование прошлого.

Это волнующее, а не пугающее время. Кто знает, где будут модельные практики через пять лет? Или даже два года?

Медицинское моделирование

Как специалист по 3D-моделированию вы не будете ограничены миром игр и фильмов. Технология 3D-моделирования имеет применение не только в сфере развлечений. В последние годы это было чрезвычайно полезно для медицины.

Трехмерная модель проблемной области пациента иногда может стать решающим фактором при принятии сложного решения об операции (а кто не хочет, чтобы количество догадок уменьшилось, когда дело доходит до операции?).

Это очень выгодно для пациентов. Они могут получить наилучшее лечение, потому что модель зависит от их ситуации.

3D-моделирование также может быть полезным в медицине перед операцией. Трехмерные модели позволяют учащимся и специалистам более подробно изучить органы, мышцы, кости и другие системы тела.

Моделеры в науке

Преимущества 3D-моделирования не ограничиваются медициной!

Возможно, в ближайшие годы мы будем препарировать лягушек на уроках естествознания в средней школе… но это не значит, что в науке нет места для 3D-моделирования!

3D-моделирование в сочетании с вычислительной мощностью современных технологий может привести к научным прорывам за меньшее время и с меньшими ресурсами.

Моделирование планов зданий

3D-моделирование также помогло тем, кто занимается архитектурным проектированием. Вместо того, чтобы полагаться на бумажные и карандашные наброски и схемы, дизайнеры теперь могут взять свои размеры для плана этажа и перевести его в цифровую визуализацию, «реальную» среду (мы не имеем ничего против бумаги и карандаша — они могут они продолжают служить нам хорошо!).

Как и в среде видеоигры, разработчик 3D-моделей должен учитывать пространство и размеры, а также объекты или «персонажи», взаимодействующие с окружающей средой.

Это обеспечивает определенный уровень доступа к планам зданий. Люди, участвующие в процессе принятия решений (за исключением архитекторов), не ограничиваются только просмотром чертежей.

Эти клиенты или партнеры могут просмотреть 3D-модель и сразу же понять размеры проекта (а также некоторые нюансы) гораздо проще.

Зарплата 3D-моделера

Вы можете сделать весьма прибыльную и полноценную карьеру на 3D-моделировании, а некоторые возможности даже позволяют работать из дома. Все, что вам нужно, — это соответствующие полномочия и навыки.

Средняя зарплата специалистов по 3D-моделированию по стране составляет 64 613 долларов США. Конечно, ваша зарплата будет зависеть от ряда факторов, таких как:

Ваш опыт
Ваше местоположение
Компания, в которой вы работаете
Сам проект

За последние несколько лет эта сфера искусства значительно расширилась. Раньше вы могли получить приличную модельную работу только благодаря своему портфолио. В настоящее время общепринятой практикой является наличие степени в таких областях, как творческий дизайн или программирование.

Можно ли устроиться на работу без формального образования? да. Но вам нужно познакомиться с нужными людьми и собрать отличное портфолио (или ролик). Высшее образование может дать вам возможность заниматься обоими этими вещами.

Возможность участия в художественном сообществе и наличие обширных знаний в творческих областях может сделать вас более интересным кандидатом на работу в сфере 3D-моделирования.

Опыт работы с нецифровым 3D-искусством, например керамикой, металлообработкой, изготовлением ювелирных изделий или скульптурой, может склонить чашу весов в вашу пользу при приеме на работу. Но это также может помочь вам развить более глубокое понимание того, как различные материалы и объекты выглядят и взаимодействуют с реальным миром.

Reddit – это всегда полезное место, куда можно обратиться за откровенным советом.
Например, некоторые ветераны отрасли считают, что мастера будут бесполезны для вас, когда вы занимаетесь 3D-художничеством:

"Во-первых, степень магистра для вас бесполезна. Мало того, что это не поможет вам на вашей текущей работе, это не поможет вам нигде. В этой отрасли не существует такого понятия, как «художник со степенью магистра».

Нам все равно, где вы учились или какое у вас образование. Нам небезразлично, где вы работали и чем занимались, пока там работали. Когда я ищу кого-то, я часто даже не просматриваю резюме, а только просматриваю ролик.

Деньги, которые мы им предлагаем, зависят от их опыта и качества работы, а не от степени. Очевидно, что это только один пример практики найма супервайзера, но он очень показателен. Бесполезно?

Степень магистра? Но это имеет смысл. Любой, у кого есть время и деньги, может получить диплом. Не каждый может создать запоминающийся ролик или впечатляющее портфолио.

"Нам важно, где вы работали и чем занимались, пока работали".

Сделайте это своего рода мантрой при поиске работы. Ваша катушка и ваше портфолио - ваша жизненная сила. Это сосуды, которые вы можете использовать, чтобы показать миру, кто вы есть как художник. Похоже, что студии и компании больше заинтересованы в том, что вы сделали, а не в том, чему научились.

Степень магистра, конечно, не повредит вашему резюме, но неоспоримая работа, которую вы уже проделали, гораздо больше говорит о ваших навыках. Любой может получить степень.

Иногда это заблуждение и, к сожалению, ловушка для художников, заканчивающих художественную школу с престижной степенью. Другой пользователь Reddit говорит:

«Я знаю много людей, имеющих степень магистра моделирования или анимации в очень известной коммерческой художественной школе. Они думали, что будут ходить на любую работу. Это просто неправда.”

Это неприятная и неожиданная концепция для студентов и будущих сотрудников, но вместо этого она должна послужить отличной мотивацией. Это ваш тревожный звонок: возьмитесь за руки и усердно работайте над своим портфолио.

Обобщите свои таланты в моделировании

Также не зацикливайтесь на своих нишах.

Вы должны работать над несколькими небольшими проектами, чтобы показать свой обширный диапазон. Работа вне зоны комфорта показывает вашим работодателям, что вы готовы учиться и не будете уклоняться от вызовов.

Конкурентная среда и рынок для 3D-художников, несомненно, будут держать вас в напряжении, но эта конкуренция должна мотивировать вас создавать более инновационные работы и подталкивать вас к постоянному совершенствованию.

Как и в случае с любой другой работой, которую вы ищете, вам потребуются основные качества любого соискателя:

Хорошо работать с другими
Будьте открыты для конструктивной критики
Проявляйте творческий подход и вдохновляйтесь
Слово сложно

В медиа разработчику 3D-моделей необходимо эффективно общаться с другими участниками проекта, такими как концепт-художники, режиссеры и монтажники. Как специалист по 3D-моделированию, вы всегда должны помнить об уникальном художественном видении проекта.

Что нужно знать?

Чтобы подготовиться к карьере в сообществе 3D-моделей, вам необходимо изучить отраслевые стандарты для программного обеспечения. Конечно, не каждая студия будет использовать это программное обеспечение, но большинство из них (поэтому они известны как отраслевые стандарты).

Zbrush – это инструмент для цифровой скульптуры, который, как утверждается, "преодолевает разрыв между 2D-и 3D-изображениями, где вы можете вносить изменения в реальном времени, сохраняя при этом точное освещение и глубину".

Он позволяет создавать цифровые модели, текстуры и краски. Это почти как цифровое моделирование из глины. В этом видеоролике о быстром рендеринге показано, как модельер лепит тихоокеанскую древесную лягушку с помощью Zbrush. Zbrush хорош для скульптинга, но вы также захотите изучить Maya.

Maya позволит вам делать больше с визуализированным объектом. Моделирование базовой сетки, оснастка и анимация — все это возможно в Maya. Вы можете не использовать Maya и Zbrush все время. Это зависит от проекта. Но потенциальные сотрудники будут рады узнать, что вы знакомы с обоими.

Трехмерное мышление

Чтобы быть максимально эффективным разработчиком моделей, вам необходимо использовать референсы. Эталоны – это изображения и видео, которые вы используете при создании модели. Это помогает с пропорциями и цветом, но также может показать вам, как вещи движутся или как различные материалы взаимодействуют с миром (например, как волосы падают, когда они прямые по сравнению с вьющимися или сухие по сравнению с мокрыми).

Знание анатомии может быть полезным, но использование ссылок – хороший способ дополнить свое понимание. Глубокие знания не являются жизненно важными. Не менее ценными могут быть навыки внимательного наблюдения.

3D-моделирование также требует от вас хорошего представления о весе, объеме и форме. Все эти элементы помогают создавать реалистичные модели.

Практическое знание правильного программного обеспечения не позволяет вам продвигаться в бизнесе: чтобы получить наилучшие шансы выйти на поле, вам нужно есть, спать и дышать 3D-моделированием.

Если вы хотите зарабатывать этим на жизнь, это не может быть побочным хобби, которым вы время от времени занимаетесь. Если вы хотите серьезно заняться этим и сделать карьеру, вам нужно заниматься 3D-моделированием каждый день.

Практика повышает вероятность получения работы моделью

Как бы вы ни устали слушать этот совет, его стоит повторить. Единственный способ стать лучше в качестве 3D-моделлера — постоянно заниматься 3D-моделированием. Практика, практика, практика. Вы должны творить — в той или иной форме — каждый день.

Вы не получите работу, просто появившись.

Вам нужно выделиться, чтобы выделиться среди тысяч (других) студентов, желающих получить работу по 3D-моделированию.

Читайте также: