Выбираем инструмент для 3D моделирования
Работа в системе САПР требует специфических знаний. Понимание программного обеспечения для 3D моделирования по мнению специалистов приходит не ранее чем через год регулярных занятий. Огромное количество функций, каждая из которых заслуживает детального изучения требует от обучающегося терпения, желания и способностей. Не всегда продукт предлагается на русском языке, что также осложняет процесс усваивания информации.
Простые программы по 3D моделированию для дизайна помещений можно бесплатно скачать и установить на свой компьютер. Практически все они русифицированы и не представляют особых сложностей при изучении. Особой популярностью пользуются пакеты «Дизайн интерьера 3D», Sweet Home 3D 5.6. Растет спрос на программное обеспечение для принтеров объемной печати. Это направление активно развивается, вовлекая все больше новых участников движения. Для них предназначены приложения для 3D моделирования TinkerCAD, 3DSlash, 123D Design, Sketchup и особенно Blender, где есть расширенные возможности для редактирования модели. Не трудно найти обучающие видео с подробным описанием разработки и печати 3D объектов.
Создание деталей на принтере не ограничивается хобби для любителей. Технология используется для изготовления высокоточных деталей и элементов в производстве, медицине
Важно, что полную информацию об объекте печати можно легко передать в интернете в любую точку мира, а затем воспроизвести ее в реальном исполнении
Профессиональные программы проектирования просчитывают огромное количество параметров и характеристик объекта. Поэтому затрачивается большое количество системных ресурсов. Облегчить нагрузку на процессор, разгрузить оперативную память помогают специальные форматы, разработанные производителями программ. Поверхностям назначают качество фактуры, рисунок, шероховатость. Однако они отражаются лишь условно. Получить реалистичную картинку или анимацию можно посредством установки дополнительного программного обеспечения визуализации.
Лидерами на рынке в области вывода специальных расширений в общепринятые форматы являются продукты V-Ray и Corona. Интегрируются они почти во все качественные программы 3D. Процесс реалистичной визуализации проекта получил название рендеринг. После обработки, которая в некоторых случаях может длиться часами, получают детализированное изображение высокого качества. Трудно однозначно сказать, какие продукты лучшие для рендеринга 3D моделей.
По общему объему использования лидирует V-Ray. Однако некоторые функции и скорость обработки некоторых проектов (превью) выше у Corona. Важнее мастерство проектировщика. Используя любой их этих продуктов, специалист получит изображение не уступающего по качеству фотографии в высоком разрешении. Развивается и направление независимого рендеринга, программного обеспечения, которое не надо интегрировать в стандартные 3D пакеты. Например, Octane Render работает самостоятельно.
Программы для 3D-моделирования
Каждому сотруднику нужен свой графический редактор, в зависимости от его специализации. Вот только несколько наиболее известных программ: 3D MAX, AutoCAD, SolidWorks, ArchiCAD, Photoshop, Figma, Sketch, Fusion 360 и другие.
Твердотельная объемная модель снегоуборочной машины для загородного участка, выполненная инженером в программе SolidWorks
Веб-дизайнерам, специалистам по рекламной графике и техническому дизайну важно освоить Photoshop, Sketch, Figma; аниматорам — Principle, After Effects, ATOMIC; инженеры изучают программы AutoCAD и SolidWorks, чтобы создавать модели и чертежи; визуализаторы — V-Ray, 3ds MAX и Blender. Программы для 3D-моделирования:
Программы для 3D-моделирования:
Воксельное моделирование
Воксель (англ. Voxel — новообразование из слов: объёмный и пиксель) — это 3D-кубик, из которых сложен объект в 3D-пространстве. Это аналог двухмерных пикселей, только воксель имеет 6 квадратных граней. Воксельные модели — объёмные объекты, в отличие от полигональных, где полигоны составляют лишь оболочку объектов с полостью внутри.
Воксельное моделирование используют в науке и в медицине: компьютерная томография, УЗИ и МРТ. В некоторых армиях мира используют томографию для создания идеально подогнанной обуви для военнослужащих.
Воксельное моделирование применяют и в разработке игр, но сдерживающим фактором здесь выступает высокое требование к компьютерному «железу». Изюминкой воксельного моделирования в играх считается великолепие ландшафтов, замковых интерьеров и их динамичная трансформация или разрушение. Даже разработчики Minecraft не оставили это без внимания. В целом это невероятно перспективный вид моделирования.
Профессии, связанные с 3D-моделированием
3D-визуализаторы требуются в различных отраслях. Инженеры и архитекторы используют моделирование для демонстрации конструкций, ландшафтов, зданий и сооружений, транспортных средств, устройств. В современной медицине резко вырос интерес к 3D-визуализации и печати.
Создавать более точные модели органов, костей и даже сосудов специалистам помогают компьютерная и магнитно-резонансная томография.
Силиконовое сердце человека, напечатанное на 3D-принтере, — многоразовый симулятор для кардиохирургов
Но надо отдать должное индустрии развлечений — ведь именно благодаря ей вырос интерес к 3D-визуализации. В анимационных фильмах используются объекты, персонажи и пространства, созданные на компьютере, в большинстве современных игр — модели для виртуальных миров. Профессии гейм-дизайнера, UI/UX-дизайнера, разработчика игр связаны с 3D-моделированием.
3d-lab.pro
3D Lab является авторизованным учебным центром Autodesk (ATC) и проводит онлайн курсы по 3DS Max с визуализатором Corona Renderer.
На курсах 3DS Max минимум теории, а большая часть времени — практика.
Вы научитесь моделировать сложные объекты, правильно настраивать естественный и искусственный свет, создавать сложные материалы, настраивать камеры, получать фантастические снимки ваших сцен.
Курсы доступны как новичкам, так и продвинутым пользователям. Обучение начинается с фундаментальных основ, а заканчивается профессиональными настройками.
Полученные знания позволят:
- Быть востребованным на рынке труда
- Вы сможете применить свои навыки в GameDev, архитектурной и дизайнерской визуализации, создании моделей для 3D-принтеров, создании платных моделей для онлайн-бирж и многое другое
- Для выполнения проектов не обязательно быть привязанным к одной точке. Вы сможете работать из любого места, в любое удобное для Вас время
- Вы сможете выбирать для реализации только интересующие вас проекты.
Долой рутину и скуку. Вперед к безграничным возможностям!
На курсах научат вас моделировать и визуализировать (перемещайте бегунок влево/вправо для наглядности)
Только здесь:
- Обучение по программе, включающей все мировые инновации
- У каждого студента личный кабинет с видеозаписями всех уроков. Доступ к огромной базе 3д-моделей, текстур, карт и другим полезным ресурсам
- Персональный наставник с огромным практическим опытом работы, к которому вы сможете обращаться за помощью в течение полугода после выпуска
- Сертификат Autodesk по окончанию курсов
- Огромная база моделей, текстур, плагинов, IES и HDRI карт и многое другое в подарок
- Откроют доступ к закрытым ресурсам и пабликам
- Научитесь делать крутые фотореалистичные рендеры
- Очень быстро сможете трудоустроиться. Самых талантливых заберут в свою команду
Возможен ли импорт отсканированной модели напрямую в 3D-принтер?
Важно определиться с понятием импорта отсканированной модели напрямую в 3D-принтер. 3D-сканер является лишь высокоточным сенсором сбора данных о геометрии детали. Роль рекордера и обработчика данных выполняет ПК
После сканирования сразу с ПК можно отправлять отсканированную деталь на печать при условии ее пригодности к печати, конечно. Об этом ниже
Роль рекордера и обработчика данных выполняет ПК. После сканирования сразу с ПК можно отправлять отсканированную деталь на печать при условии ее пригодности к печати, конечно. Об этом ниже.
Готовую отсканированную модель можно отправить сразу на 3D-печать в виде STL-файла. Если деталь оцифрована не полностью, то с большой долей вероятности при слайсинге (нарезке на слои) поверхностей, отсканированных с пробелами, появятся искажения, и печать может выйти некачественной. Во многом это зависит от 3D-принтера и ПО. Поэтому я бы рекомендовал отсканировать модель по возможности полностью или закрыть пробелы и исправить ошибки программно (например, в программном обеспечении Materialise Magics) в самой модели до печати.
Если вы не смогли отсканировать какие-то элементы – предположим, глубоко расположенные поверхности в отверстии, – вы можете закрыть отверстия в 3D-модели, опять же, с помощью программного обеспечения для аддитивного производства Magics и избежать ошибок при печати. Такой пример я уже приводил выше.
Сохранить/выгрузить модель для 3D-печати можно прямо с 3D-сканера через его ПО. 3D-принтеры, как правило, требуют полигональную модель для слайсинга и послойного воспроизведения.
Благодарим вас за интерес к 3D-сканированию и готовы ответить на ваши вопросы! Пишите нам и следите за публикациями в блоге.
Статья опубликована 28.08.2020 , обновлена 30.12.2020
Ответы на вопросы
Как будет проходить обучение?
Все уроки можно просмотреть в записи в своем личном кабинете. Дополнительно проводится живой вебинар с ответами на текущие вопросы. Тренер оставляет обратную связь по каждому выполненному заданию.
Смогу ли я совмещать обучение с основной работой?
Каждый студент выполняет задания в своем темпе. Для качественного обучения необходимо выделять 2-4 часа в день.
Не могу оплатить всю сумму сразу. Есть ли программа рассрочки?
Каждый студент может приобрести курс в рассрочку. Это позволит спланировать семейный бюджет и немного сэкономить.
Я никогда не занимался 3D-моделированием. Получится ли у меня?
Обучение построено таким образом, что даже новичок в профессии сможет освоить все тонкости работы. Кроме этого, всегда можно получить помощь от кураторов, тренеров.
Сферы использования 3D моделирования
Согласитесь, сейчас совершенно невозможно даже представить современную архитектуру без трехмерного проектирования и визуализации самых разных объектов. Помимо традиционного применения, эти технологии уже сделали шаг в будущее – в области «3D печати» домов.
Все проекты должны иметь не только, двухмерные чертежи, разрезы, виды, но и полноценный раздел 3D моделирования фасадов и интерьеров.
Разрабатывая, скажем, фасады зданий в программах 3D, архитектор имеет возможность создать виртуальную модель и привязать ее к конкретному участку на местности. Все объекты создаются из выбранной фигуры, которая находится в составе набора примитивов программы 3D моделирования. Библиотека примитивов настолько обширна, что вполне позволяет с помощью необходимого модификатора создавать любую модель реального мира.
Используя геодезические съемки, программа трехмерного проектирования в автоматическом режиме выводит на принтер чертежи генпланов и профили дорог и площадок с красными отметками. Это позволяет сократить сроки разработки и снизить ее себестоимость.
Современный трехмерный дизайн любого пространства позволяет сформировать полноценное представление о расстановке мебели, систем отопления, электропроводки, светильников, выключателей, вида остекления и заполнения проемов. Такой подход минимизирует ошибки в плане строительства, отделки и декорирования. Вы видите еще не построенное здание как на ладони, оно уже почти существует!
3д модели объектов растительного и животного реального мира создают как бы виртуальную реальность, где вы можете уже сейчас наслаждаться тем, насколько прекрасен будет ваш сад или насколько стильно будет выглядеть прилегающая территория вашего бизнеса. Определяя место физического объекта в 3D пространстве, можно запроектировать и весьма точно реализовать даже сложнейшие инновационные идеи в области строительства, декорирования, а также в ландшафтном дизайне.
Передовые, самые инновационные разработки в сфере 3D принтеров позволяют буквально печатать дома из цемента. Строительные 3D принтеры пока не совершенны и имеют довольно высокую стоимость, они чувствительны к перепадам погодных условий, требуют прямо-таки трепетного к себе отношения. Они не допускают перерывы в поставке бетонной смеси и не дружат с арматурным каркасом. Монтаж перемычек и перекрытий выполняется дополнительной техникой. Но дома по этой технологии возводятся в рекордно короткие сроки и могут иметь невероятно причудливый дизайн. Естественно, «напечатать» такой дом будущего совершенно нереально без предварительного проектирования в совместимой 3D программе.
Область применения 3D моделирования не ограничивается архитектурой, строительством и благоустройством.
Еще несколько лет назад трехмерный фантастический фильм был вершиной мастерства в киноиндустрии. Сейчас фильмы, мультфильмы и игры 3D превратились в нечто само собой разумеющееся. Создание трехмерных героев для кино и VR игр – это огромный прибыльный бизнес.
Трехмерные модели широко применяются в рекламе. Причем для их создания используют не только редакторы для моделирования, но и программу Adobe Photoshop.
Самое передовое направление в области VR и трехмерного моделирования пространства – это обучающие симуляции, позволяющие быстро и безопасно готовить специалистов в разных областях. Эту технологию внедряют даже для подготовки кондукторов, проверяющих билеты в автобусах!
Как работает 3D-моделлер
Я работаю в индустрии развлечений и расскажу именно о ней. В кино 3D-моделлер — всегда часть большой команды. Художники разрабатывают концепт — то, как будет выглядеть мир, техника, персонажи в кино или игре. Специальный отдел занимается сканированием машин, зданий, предметов, людей. Но отсканированная копия или концепт художника — это ещё не 3D-модель, её нужно доработать, и тут за неё берутся 3D-моделлеры. Они придают трёхмерным объектам тот вид, который мы видим на экране. Также моделлер делает юви — «разворачивает» 3D-объект в плоскости, как разворачивают картонную коробку. Потом на этой развёртке, как на холсте, рисуют текстуры. Например, на модели дерева рисуют кору, а персонажу раскрашивают одежду. Этим занимаются художники по текстурам.
Интересует процесс и способы построения твердотельной модели.
Получив в результате сканирования полигональную модель, вы импортируете ее в программное обеспечение, например, в .
Далее вы, определив, где у вас геометрические примитивы в виде цилиндров, сфер, конусов, торов, плоскостей и т.д. (они распознаются в автоматическом режиме программой Design X), простраиваете их в программном обеспечении методами, хорошо известными из CAD-систем: вытягивание-вращение, вытягивание-вырезание, вытягивание по траектории, обрезание поверхности. Таким образом вы получаете параметрическую твердотельную CAD-модель.
Программное обеспечение 3D-сканеров (VXelements у Creaform, ezScan у Solutionix и пр.), как правило, имеет функцию оптимизации сетки. Однако более широкие возможности предоставляет ПО Geomagic или программные продукты компании Materialise для подготовки моделей к 3D-печати.
Если у вас плоскость или большой радиус кривизны поверхности, то в этом месте сетка будет более грубой без потери точности, поскольку большой радиус кривизны ближе к плоскости. На тонких кромках сканер автоматически делает шаг сетки мельче, и предельно маленький шаг сетки, если взять в качестве примера стационарные сканеры Solutionix D700 и C500, будет равен 28-29 микрон. Но на тонких кромках, если рассмотреть модель и померить расстояние, я видел, расстояние между точками может быть еще меньше. То есть сканер, используя данные, уточняет сетку на тонких кромках, делая ее более частой. Таким образом, результирующая сетка получается в некоторых местах даже с меньшим шагом, чем заявлено в характеристиках сканера.
Приведем пример построения твердотельной модели крыльчатки в Geomagic Design X. Поверхность крыльчатки ограничена некой параметрической поверхностью. Ее можно получить, во-первых, автоматическим подгоном по сетке параметрической поверхности – такая функция есть в Design X.
Во-вторых, мы можем построить по сетке как по 3D-ориентиру несколько сечений лопатки и через них провести также параметрическую поверхность, которую мы будем использовать для построения твердого тела между сечениями лопатки. Это можно сделать как в полуавтоматическом, так и в ручном режиме. В последнем случае поверхность между сечениями создается автоматически, но сечение лопатки, которое мы хотим создать, выбирается вручную.
В Geomagic Design X есть и полностью автоматическая функция – автоповерхность, когда весь 3D-скан покрывается участками параметрических поверхностей, но при этом у вас почти не будет геометрических примитивов, поскольку программа использует автоматическую подгонку. Применение этой функции не всегда эффективно, оптимальное решение – это человеческое участие. Все зависит от конкретной задачи. Обратитесь к нам в iQB Technologies, и мы разберемся, как лучше решить вашу задачу.
Итак, созданная в результате 3D-сканирования полигональная модель импортируется в программное обеспечение Geomagic Design X, затем полученные примитивы можно импортировать в SolidWorks. Другая возможность – уже построенное в Geomagic твердое тело можно напрямую импортировать в SolidWorks в редактируемом параметрически виде, с деревом построения. Также есть плагин Geomagic for SolidWorks, позволяющий строить CAD-модель по облаку точек прямо в SolidWorks, расширяя тем самым его функционал по работе с облаками точек. Такие подходы к решению задач обратного проектирования позволяют выбрать оптимальное решение для каждой задачи.
3D-моделирование: вакансии удаленно
Агрегатор вакансий Trud.com предлагает почти 1500 вакансий для разнопрофильных специалистов по 3D-моделированию, учитывая гейм-дизайнеров, моделеров, визуализаторов, дизайнеров интерьеров с соответствующими навыками. Всего около 50 вакансий — это удаленная работа. Больше всего предложений в Москве и Санкт-Петербурге.
На крупном HR-портале Indeed.com моделера ищут только четыре работодателя, вакансий визуализатора открыто 20, предложений для аниматоров — больше 250. На HeadHunter по запросу «работа 3D-визуализатором в Москве» найдено 20 вакансий, из них для фрилансера — только одно предложение.
Создание трехмерной модели
Качество 3d модели оценивается прежде всего её реалистичностью и функциональностью, поэтому проектировщик должен владеть не только специальными знаниями в области программирования, но и обладать творческими навыками художника. Это относится и к инженеру, разрабатывающему на компьютере будущее изделие, и к дизайнеру, моделирующему интерьер. Без профессионального глазомера, чувства цветовой гармонии и пластики не получится создать персонажа игры и поместить его в локацию.
В начале процесса создания модели, как правило, объект детально прорабатывается в 2D. Например, этот этап обязателен перед моделированием в строительстве. Затем следует этап импорта в программу для 3D моделирования.
- Цифровая графика может создаваться с нуля или с использованием референсов — дополнительных изображений, рисунков или фотографий. Эти вспомогательные элементы помогают точнее передать детали объекта и получить о нем дополнительную информацию. С них можно заимствовать или срисовывать различные участки. Работа с референсами значительно ускоряет и упрощает работу, а также позволяет избежать ошибок и неточностей. Бывает, что создание компьютерной графической модели сводится просто к обработке готовых изображений.
- При создании моделей для кино и игр часто делают графику, которая совмещает реальную съемку с компьютерными элементами. Для этого 3D моделлер, используя технику Matte Painting, дорисовывает недостающие элементы реального изображения. Для получения нереалистичной картинки может применяться фотобашинг (наложение эффектов на обычную фотографию).
После создания формы начинается процесс рендеринга — объект обретает цвет, текстуру и светотени. Этот трудоемкий этап выполняется специальными компьютерными программами.
Где учиться на 3D-моделлера
В кино, игровой индустрии или анимации никто не спрашивает диплом. Здесь смотрят на портфолио и навыки. Всё это можно получить, отучившись на очных или онлайн-курсах. Научиться основам 3D-моделирования можно и самому.
В российских вузах нет факультетов и курсов, где учат именно 3D-моделированию. Если вы хотите работать в этой сфере и при этом получать высшее образование, ищите факультеты, где обучают смежным специальностям. Например:
Художественные вузы и факультеты.
3D-моделлеру нужно разбираться в технике рисования и скульптуры, понимать, что такое размер, объёмы, форма и перспектива. Работе в специальных программах для 3D-моделирования можно научиться за 4–5 месяцев, а вот художественные навыки нарабатываются гораздо дольше. Художественный вуз будет огромным преимуществом, когда вы придёте в эту профессию.
Факультеты дизайна и компьютерной графики
Непосредственно моделированию там не учат, но дают знания по смежным темам. После окончания такого факультета в дипломе у вас будет указана общая специальность — например, «дизайнер».
Технические и инженерные факультеты
Это направление для тех, кто хочет работать 3D-моделлером в промышленном дизайне: создавать модели машин и зданий.
Очные школы и курсы 3D-моделирования
Школ много, их легко найти в интернете. Преимущества очного обучения:
- вы знакомитесь с разными направлениями и можете выбрать, что вам интересно;
- в школе преподают практикующие специалисты из разных студий;
- вы знакомитесь с преподавателями и сокурсниками из индустрии — в дальнейшем связи помогут найти работу.
Недостатки очной школы — длительность обучения (2 года) и высокая стоимость.
Онлайн-курсы 3D-моделирования
На таких курсах можно быстро и относительно недорого получить начальные навыки. Но если вы слабо разбираетесь в этой сфере и не понимаете, чем конкретно хотите заниматься, есть риск выбрать не совсем тот курс и потерять на этом время и мотивацию.
Самостоятельное обучение
Если вы уже знаете, чего хотите, можно выбрать онлайн-курс и учиться самостоятельно. Если нет, то полезно найти человека, который этим занимается. Он расскажет о разных направлениях, поможет изучить программы, даст обратную связь.
Параметрическое моделирование
Рис.1 Модель компрессора из программы Компас 3D
Для данного вида моделирование используют САПР — Системы Автоматизированного Проектирования (англ. CAD — Computer-Aided Design). Они приспособлены для проектирования деталей, двигателей, автомобилей, вертолётов и ракет, зданий, и применяются в основном в промышленности, строительстве и 3D-печати. Можно выделить поверхностные и твердотельные модели; а также каркасные, которые удобно использовать для визуализации или имитации траектории движения объекта, чтобы сэкономить ресурсы.
В CAD-программах мы получаем не только визуальный образ, как в случае с полигональным моделированием, а точный электронно-геометрический прототип изделия. Он сохраняет измеримую и рабочую информацию, что позволяет: получать расчёты, чертежи, производить изделие на станках ЧПУ или 3D-принтерах. Как правило, работа с САПР (Компас 3D, AutoCAD, SolidWorks, Inventor) подразумевает наличие профильного инженерного образования. Это не касается желающих
напечатать на 3D-принтере какую-нибудь хреновину, полезную в хозяйстве.
