Трехмерное моделирование (3d-моделинг) и визуализация в наши дни

На что обратить внимание при выборе софта

Важно помнить, что от выбранной программы на начальном этапе зависит успех развития дизайнера в этой области. Если софт окажется слишком сложен или не способен удовлетворить потребности в моделировании определенных элементов, тяга к данной профессии испарится также быстро, как и появилась

Если софт окажется слишком сложен или не способен удовлетворить потребности в моделировании определенных элементов, тяга к данной профессии испарится также быстро, как и появилась.

Даже если дизайнер уже с большим опытом, нужно внимательно подходить к данному вопросу.

При выборе стоит опираться на следующие показатели:

• максимальное удобство и функциональность, особенно, если дизайнер новичок;
• высокая скорость работы программы без лагов;
• требования к операционной системе – некоторые программы просто не рассчитаны на иные ПК;
• реалистичность и привлекательность готового рендера или видео;
• язык интерфейса – программы на английском бывают русифицированы, но при использовании перевода на русский некоторые клавиши могут быть изменены;
• платная или бесплатная лицензия – большинство таких программ платные, но в них бывают учебные лицензии, которые выдаются на три года.

Важно! При использовании учебной лицензии продвижение проектов с коммерческой точки зрения является нарушением политики компании, выпустившей софт.

123D Catch

Бесплатное приложение от Autodesk для десктопов и мобильных устройств, при помощи которого фотоснимки преобразуются в трехмерные модели. Но не стоит сразу замахиваться на создание модели из одной фотографии — понадобится несколько снимков с разных ракурсов, чтобы приложение смогло создать нормальный 3D-объект. И чем больше, тем лучше. В идеале же придется освоить еще STL-редактор, чтобы «допилить» то, что создано в 123D Catch на основе фотографий — в самой утилите этой возможности нет.

123D Catch создает 3D-модель на основе фотографий

Конечно, о хорошей детализации итогового объекта можно только мечтать, но для новичков, желающих создать модель по образу и подобию какого-либо предмета — это то, что нужно.

Размеры, привязки, координаты

Также, при точном моделировании очень часто придется переключаться между привязками к сетке в сцене и точкам на объекте. Поэтому сразу активируем привязку к сетке: внизу в заголовке «3D View» нажимаем на значок магнита (привязка к сетке задана по умолчанию).

Удаляем все лишнее со сцены: выделяем все объекты в сцене «А» (два раза) – «Х» – «Enter». Переходим на вид сверху «7» и вставляем плоскость: «Shift+A» – «Mesh» – «Plane». Клавишей «N» вызываем информационное окно (справа) выделенного объекта.

Если перейти в режим редактирования («Tab») и выделить любую точку, то во вкладке «Transform» – «Vertex» будут видны координаты этой точки. Далее в тексте вкладка с этими параметрами будет называться «Меню координат».

Теперь необходимо сделать так, чтобы были видны размеры ребер, градусы углов и площади поверхностей. Для этого, в этом же информационном окне, внизу находим вкладку «Mesh Display» и активируем «Edge Info» (Данные по ребрам) и «Fase Info» (Данные по площади), поставив галочки в «Length» (Длина) и «Angle» (Угол). Если теперь выделить все точки плоскости, то прямо на ней отобразиться нужная нам информация.

Знания и навыки

Профессия 3D-моделлера — одновременно техническая и творческая, и для успешной работы нужно развивать и то, и другое. Я бы рекомендовал вот что:

Рисование и лепка

3D-модель из реального мира должна полностью соответствовать действительности. Для этого надо уметь рисовать и лепить. Идеи художников тоже иногда нужно дорабатывать,поэтому умение рисовать пригодится. Начинающим 3D-моделлерам я рекомендую рисовать, лепить, развивать глазомер и фантазию.

Знание анатомии

Моделлерам, которые занимаются созданием персонажей, нужно знать анатомию

Неважно, воссоздаете вы модель реального человека или выдуманного персонажа — надо правильно передать внешний вид и пропорции. Этим навыкам обучают в художественных школах и вузах

Инженерное мышление и знание техники

Особенно важно для моделлеров, которые работают в сфере промышленного дизайна. Для кино и игр тоже создают 3D-модели техники, и надо знать, как она работает

Креативность и аналитическое мышление

Моделлеру нужно анализировать информацию, которую он получает от художников и специалистов по сканированию. Ему приходится дорабатывать концепты художников, то есть решать творческие задачи.

Знание программ

Моделлеры работают в специальных программах, которые позволяют воссоздать объект максимально точно: с соблюдением объёмов, размеров, пропорций.Например, я использую Maya, ZBrush, UVLayout, Houdini, SpeedTree, Mudbox.

Autodesk AutoCAD

Эта программа может использоваться как для черчения, так и для 3D-моделирования. Это более специализированная среда, которой пользуются в основном инженеры, архитекторы и другие специалисты-проектировщики. AutoCAD имеет большие возможности по моделированию именно технических процессов. Реалистичность картинки здесь не так велика, как в непревзойдённом 3D Max, но их можно использовать совместно, что и делают многие визуализаторы.

Преимущества AutoCAD:

• обилие обучающих материалов;
• простота использования;
• специализация на техническом направлении;
• возможность работы в 2D и в 3D.

Недостаток: дорогая лицензия.

Создание 3D-моделей

Персонажи, оружие, машины, пончики, пейзажи… всё, что вы видите в играх и фильмах с использованием 3D-графики, состоит из точек, граней и плоскостей. Вот, например, изображение трёхмерной сферы:

Кажется, что это просто гладкий шар, но на самом деле он состоит из множества точек — вершин (англ. vertices — вершины):

Чем больше вершин, тем более детализированной выглядит модель и тем больше ресурсов требуется компьютеру, чтобы отрисовать такой объект на экране.

Вершины соединяются друг с другом и образуют рёбра (англ. edge) и грани (англ. face):

Всё это образует полигональную сетку (англ. polygon mesh или просто меш, геометрия) —- совокупность вершин, рёбер и граней (плоскостей), которая определяет форму объекта.

У каждой вершины есть свои координаты по осям X, Y и Z. А то, как грань отображается на мониторе, зависит от её положения относительно камеры и источников света:

Изменяя меш, добавляя вершины и меняя их положение, мы можем создавать любые сложные объекты:

3D-моделирование в Blender

Для создания твёрдых объектов (англ. hard surface) 3D-художники обычно меняют положение граней вручную, как это показано выше.

При работе с персонажами чаще используется скульптинг (англ. sculpting) — напоминает лепку из пластилина:

Скульптинг в Blender

Но геометрия — не последний этап создания 3D-модели. Например, у моделей, созданных скульптингом, плохая топология (то, как именно устроен меш) — слишком много задействовано вершин:

Чтобы исправить это, используют специальные инструменты для ретопологии — это когда удаляют лишние грани, чтобы оптимизировать модель.

Также нужно подготовить материал — это то, как окрашены разные грани или вся модель. Возможен как и простой цвет, так и изображение или паттерн.

Эффект от автоматизации проектирования

В рамках работы с институтами РАО «ЕЭС России» «СиСофт» выполнил расчеты, имевшие целью выяснить, насколько использование САПР влияет на сроки выполнения определенного объема проектирования. При этом требовалось не вносить организационных изменений, а также сохранить или улучшить качество продукции.

Для начала все виды проектных работ были разделены по характеру объектов. В результате сложились две группы, принципиально различные по составу и качеству проектных работ: проекты площадных объектов и проекты линейных (магистральных) объектов.

Для каждого раздела (проектной специальности) была вычислена долевая часть от стоимости всего проекта. Например, при проектировании площадных объектов на долю инженерных изысканий приходится всего 4% от стоимости, тогда как при проектировании линейных объектов этот показатель составляет 17%. Доля архитектурно-строительной части для площадных объектов — 26%, для линейных — 21%.

Эти цифры позволяют понять «важность» каждого раздела проектирования и указывают, где именно автоматизация должна принести наибольший эффект. Если взять, например, площадной объект и посмотреть на его показатели, становится ясно, что каким бы образом мы ни автоматизировали инженерные изыскания, даже получив двукратный рост производительности (2% от стоимости проекта), минимальная автоматизация архитектурно-строительной части с повышением производительности на 1% даст больший результат (2,6% от общей стоимости)

Далее для каждого раздела проектирования была произведена декомпозиция задач. Укрупненная декомпозиция по архитектурно-строительной части приведена на рис. 1.

Рис. 1а

Рис. 1б

Рис. 1в

Рис. 1 г

Для каждой задачи были произведены расчеты ее доли в работах, выполняемых каждым проектным отделом каждого проектного института. Каждая из работ была автоматизирована с помощью специализированных прикладных программ, после чего доли работ были вычислены повторно. Соответственно появилась еще одна доля — освободившегося времени (ресурсов). На рис. 2 приведен пример соотношения работ в рамках одного проектного отдела — до начала использования САПР и после.

Архитектурно-строительная часть для площадных объектов

Рис. 2в

Рис. 2 г

Аналогичным образом были вычислены показатели по всем проектным отделам (по всем специальностям). Результаты показаны на рис. 3.

Площадные объекты

Рис. 3б

Из диаграмм видно, что САПР, автоматизирующий деятельность проектировщиков, в идеальном случае позволяет сократить сроки проектирования в 2−2,5 раза, а следовательно, опять-таки в идеальном случае, при неизменных затратах на производство за рассматриваемый период можно удвоить показатели по производимой продукции. То есть вместо одного проекта разработать два.

Является ли это пределом? Как выяснилось, нет. Помимо прямых проектных задач существует целый спектр других процессов, тоже требующих решения: информационно-справочная поддержка проектировщика, структурирование и контроль выпуска проектно-сметной документации, структурирование и контроль самого процесса проектирования. В разных институтах эти процессы поглощают от 40 до 60% от времени, уходящего на выполнение проекта. Поэтому комплексная автоматизация наряду с САПР предусматривает другие подсистемы, автоматизирующие производственную деятельность проектной организации.

Впрочем, обсуждение всего, что затрагивает автоматизация проектной деятельности, едва ли возможно в рамках одной статьи, поэтому вернемся к теме 3D-САПР и проблемам внедрения…

Способ 3: SketchUp

Многие пользователи знают SketchUp как средство для моделирования домов, однако функциональность этого программного обеспечения значительно шире, поэтому оно может использоваться в качестве средства для работы с моделями при подготовке к 3D-печати. SketchUp попала в наш сегодняшний список по причине легкого импорта уже готовых бесплатных моделей для редактирования и дальнейшего сохранения в нужный формат. Давайте по очереди разберемся со всеми аспектами управления данным ПО.

Шаг 1: Первый запуск и работа с моделями

Сначала предлагаем ознакомиться с основным принципом взаимодействия с SketchUp, чтобы понять, как именно осуществляется добавление и управление моделями. Далее мы оставим ссылку и на обучающие материалы, если вы захотите изучить это решение более детально.

1. После установки и запуска SketchUp нужно нажать по кнопке «Войти», чтобы подключить учетную запись пользователя. Если вы начали знакомство с пробным периодом, то с этого момента начинается отсчет дней до его завершения.

При появлении окна «Добро пожаловать в SketchUp» нажмите на «Простой», чтобы перейти к рабочему пространству.

Рисование фигур в этом программе осуществляется точно так же, как и в других похожих решениях. Наведите курсор на раздел «Нарисовать» и выберите произвольную фигуру.

После этого она помещается на рабочее пространство и одновременно редактируется ее размер.

Остальные кнопки на верхних панелях выполняют опции модификаторов и отвечают за выполнение других действий.

Как мы и говорили раньше, разработчики SketchUp предоставляют множество самых разных обучающих материалов по взаимодействию с этим приложением не только в текстовом формате, но и в качестве видео на YouTube. Ознакомиться со всем это можно на официальном сайте, воспользовавшись ссылкой ниже.

Шаг 2: Загрузка готовой модели

Не все пользователи желают самостоятельно создавать модели, которые в будущем будут отправляться в печать. В таких случаях можно загрузить уже готовый проект, отредактировать его, а уже потом экспортировать в подходящем формате. Для этого используется официальный ресурс от разработчиков SketchUp.

1. Воспользуйтесь ссылкой выше, чтобы попасть на главную страницу сайта для поиска моделей. Там подтвердите лицензионное соглашение для начала использования.

Далее мы предлагаем задействовать встроенную функцию поиска по категориям, чтобы быстро отыскать подходящую модель.

В списке отыщите вариант, а также обратите внимание на дополнительные фильтры.

После выбора модели остается только нажать на «Download».

Запустите полученный файл через SketchUp.

Просмотрите модель и отредактируйте ее, если это нужно.

Шаг 3: Экспорт готового проекта

В завершение остается только экспортировать готовый проект для дальнейшей печати на имеющемся устройстве. Вы уже знаете, в каком именно формате нужно сохранять файл, а производится это так:

1. Наведите курсор на раздел «Файл» — «Экспорт» и выберите «3D-модель».

В появившемся окне Проводника вас интересует формат OBJ или STL.

После выбора расположения и формата остается только нажать на «Экспорт».

Начнется операция экспорта, за состоянием которой можно следить самостоятельно.

Вы получите информацию о результатах процедуры и сможете переходить к выполнению задачи печати.

Только что вы узнали про три различные программы по 3D-моделированию, которые подойдут для того, чтобы самому создать любое задание для печати на трехмерном принтере. Существуют и другие похожие решения, позволяющие сохранять файлы в формате STL или OBJ. Мы рекомендуем ознакомиться с их списком в тех ситуациях, когда описанные выше решения вам по каким-либо причинам не подходят.

Подробнее: Программы для 3D-моделирования

3D Slash

И снова программа для начинающих, но в 3D Slash создание модели строится по другому принципу, если сравнивать с другими редакторами. Здесь вы словно играете в конструктор, складывая объекты из блоков или, наоборот, удаляя из объекта ненужные части по тому же принципу. Для этого предусмотрен ряд инструментов — резак, дрель, молоток и др.

В 3D Slash используется принцип поблочного строительства модели

Таким образом можно создавать интерьерные модели — их легко раскрашивать, накладывать текстуры, текст и т.д. А вот со сложными задачами наподобие создания скульптур 3D Slash не справится.

Еще одна особенность программы — возможность создать трехмерный логотип или 3D-текст. Для этого есть очень простой инструмент: надо импортировать нужное лого либо ввести текст, а программа сама превратит их в трехмерные.

Приложение полностью бесплатное и, что немаловажно, поддерживает онлайн-версию для браузера. Правда, русский интерфейс в ней не предусмотрен

3d моделирование: что это такое?

Достаточно часто мы слышим сочетание 3d, даже не задумываясь над смыслом. На самом деле, 3d – это сокращение английского 3-dimensional, что переводится как «три размера». Однако, сокращение не используется отдельно, обязательно добавляются поясняющие слова: звук, видео, шоу, принтер и так далее.

Основной смысл этого термина: переход из схематического, плоского пространства в трехмерное, более реалистическое. Такая визуализация нашла свое применение в создании объемных образов.

Таким образом, 3д моделирование – это создание объемных объектов при помощи компьютерных программ. Если же модели должны двигаться, то пользователю необходимо написать соответствующий компьютерный код.

Полигональное

Это классический вид моделирования, который основан на ручном вводе координат X, Y и Z для определения ключевых точек в пространстве. Такие точки соединяются ребрами и создают многоугольники (полигоны). Каждый полигон имеет уникальную текстуру, форму, цвет. Любой объект можно смоделировать, соединив группы полигонов.

Следует помнить основной недостаток этого вида моделирования. Чтобы края объекта не имели ограненный вид, количество полигонов должно быть большим. Кроме этого, сами полигоны должны быть очень маленькими. Именно так достигается реалистичность при полигональном моделировании.

Однако, если не предполагается увеличение объекта при приближении, то количество полигонов может быть не большим.

Сплайновое

Этот вид отличается тем, что здесь моделируются не отдельные кусочки объекта, а кривые для создания геометрии поверхности. Модель создается на основе сплайнового каркаса. А уже затем формируется трехмерная поверхность, которая огибает этот каркас.

Моделирование трехмерной кривой может быть основано на геометрических и функциональных отношениях или же произвольным. Во втором случае кривые определяются математическими уравнениями.

Такие поверхности применяются для моделирования сложных объектов, которые не имеют граней. Например, при создании моделей автомобилей, животных или людей.

Скульптуринг

Это относительно новый вид трехмерного моделирования. При создании цифровой модели пользователь взаимодействует с виртуальным объектом точно так же, как скульптор с реальной глиной. Виртуальный материал точно так же можно тянуть, толкать, скручивать или сжимать для создания модели.

Большинство инструментов для скульптуринга позволяют деформировать полигональную поверхность модели. Процесс напоминает чеканку по металлу. Поверхность можно сделать вогнутой или выпуклой.

Однако, есть инструменты, которые работают по другому принципу. Объемность зависит от используемого пиксельного изображения.

В скульптуринге есть возможность добавлять новые или убирать лишние слои. Различные инструменты помогают деформировать модель так, чтобы процесс был максимально комфортным для пользователя.

В программах для скульптуринга есть возможность сохранять несколько уровней детализации объектов. Все уровни взаимосвязаны. Поэтому при изменении поверхности какого-то одного уровня, все остальные уровни так же изменятся. И это следует учитывать при корректировке геометрии на более низком уровне.

Области применения 3D-моделирования:

Трехмерная графика незаменима для презентации будущего изделия. Для того, чтобы приступить к производству необходимо нарисовать, а затем создать 3D-модель объекта. А, уже на основе 3D-модели, с помощью технологий быстрого прототипирования (3D-печать, фрезеровка, литье силиконовых форм и т.д.), создается реалистичный прототип (образец) будущего изделия.

После рендеринга (3D-визуализации), полученное изображение можно использовать при разработке дизайна упаковки или при создании наружной рекламы, POS-материалов и дизайна выставочных стендов.

Городское планирование

С помощью трехмерной графики достигается максимально реалистичное моделирование городской архитектуры и ландшафтов – с минимальными затратами. Визуализация архитектуры зданий и ландшафтного оформления дает возможность инвесторам и архитекторам ощутить эффект присутствия в спроектированном пространстве. Что позволяет объективно оценить достоинства проекта и устранить недостатки.

Промышленность

Современное производство невозможно представить без допроизводственного моделирования продукции. С появлением 3D-теxнологий производители получили возможность значительной экономии материалов и уменьшения финансовых затрат на инженерное проектирование. С помощью 3D-моделирования дизайнеры-графики создают трехмерные изображения деталей и объектов, которые в дальнейшем можно использовать для создания пресс-форм и прототипов объекта.

Компьютерные игры

Технология 3D при создании компьютерных игр используется уже более десяти лет. В профессиональных программах опытные специалисты вручную прорисовывают трехмерные ландшафты, модели героев, анимируют созданные 3D-объекты и персонажи, а также создают концепт-арты (концепт-дизайны).

Кинематограф

Вся современная киноиндустрия ориентируется на кино в формате 3D. Для подобных съемок используются специальные камеры, способные снимать в 3D-формате. Кроме того, с помощью трехмерной графики для киноиндустрии создаются отдельные объекты и полноценные ландшафты.

Архитектура и дизайн интерьеров

Технология 3д-моделирования в архитектуре давно зарекомендовала себе с наилучшей стороны. Сегодня создание трехмерной модели здания является незаменимым атрибутом проектирования. На основании 3d модели можно создать прототип здания. Причем, как прототип, повторяющий лишь общие очертания здания, так и детализированную сборную модель будущего строения.+

Что же касается дизайна интерьеров, то, с помощью технологии 3d-моделирования, заказчик может увидеть, как будет выглядеть его жилище или офисное помещение после проведения ремонта.

Анимация

С помощью 3D-графики можно создать анимированного персонажа, «заставить» его двигаться, а также, путем проектирования сложных анимационных сцен, создать полноценный анимированный видеоролик.

3ds Max

Освоив в совершенстве Lumion, можно расти дальше и начать работать 3ds Max — одной из наиболее популярных программ для трёхмерного моделирования и создания визуализации.

У софта широкие возможности, он универсален, совместим с различными плагинами и оснащён бесконечным множеством библиотек моделей. Это один из самых старейших 3D-редакторов — многие опытные практикующие визуализаторы начинали изучать трёхмерный мир именно с него и предпочитают пользоваться исключительно им.

Софт имеет обширный интерфейс. При помощи большого количества модификаторов из примитивов и геометрических фигур можно создать объёмные качественные модели. А огромное количество различных инструментов позволяют добиться реалистичной визуализации, которую будет непросто отличить от фотографии.

Программа сложная и требует много времени для изучения. Причём в разных областях применяются разные инструменты и настройки, так что изучать 3ds Max можно всю жизнь. Сделать это за пару месяцев точно не получится, возможно, даже года будет мало.

3ds Max полностью на английском языке, что может вызывать трудности. Также в программе такое большое количество различных панелей, кнопок, модификаторов и функций, что начинающему специалисту может сразу захотеться её закрыть и больше никогда не открывать.

Интерфейс программы 3ds Max. Вверху — главное меню, чуть ниже — основная панель инструментов. Справа есть командная панель для использования различных модификаторов объекта. Внизу — панель навигации, панель управления анимацией, координаты объекта. По центру — окна проекции, которые создают рабочую область

Софт кажется слишком сложным до тех пор, пока не начнёшь в нём что-то делать. Проходя курсы и читая форумы, постепенно привыкаешь к программе и спокойнее в ней ориентируешься. Несмотря на обширный интерфейс, 3ds Max достаточно интуитивен в использовании. Главное — разобраться в основных панелях и понять структуру софта. Это того стоит, так как получается красивый результат.

В 3ds Max добиться правильного освещения намного проще, чем в других программах, за счёт большого количества настроек и пресетов. Объект: ЖК «Событие» (компания «Астон»), автор рендера: DeVision

3ds Max — стандарт в архитектуре и дизайне интерьеров, игровой и киноиндустрии, а также в промышленном производстве.

Так, редактор использовали для конструирования сцен в фильмах «Человек-Паук», «Властелин Колец», «Люди Икс», «Игра Престолов», «Матрица» — без него не обходится ни один крупный блокбастер.

Многие визуализаторы работают в связке 3ds Max+Corona Render. Corona Render — один из относительно молодых движков, который быстро завоевал любовь архитектурных визуализаторов и составил серьёзную конкуренцию V-Ray. При работе с Corona Render можно получить качество и реалистичность картинки, как в стандартном V-Ray, но гораздо быстрее и проще. Особенно это касается архитектурной визуализации.

Пример работы в 3ds Max+Corona Render. Разбивая проект на группы по какому-либо принципу, можно не только проработать много элементов, но и улучшить производительность проекта. Объект: ЖК Norwood (компания «Рисан»), автор рендера: DeVision

Анастасия Семендяева

3D-визуализатор архитектурно-брендинговой компании DeVision

Раньше я была уверена, что 3ds Max не для меня. Не то, чтобы слишком сложно изучать, просто не было видимой необходимости. Я хорошо справлялась с работой в SketchUp и Lumion. Но когда проекты стали масштабнее, 3ds Max стал неизбежен.

Спустя несколько месяцев работы в этом редакторе могу с уверенностью сказать, что программа перестаёт казаться сложной в процессе работы. Качество визуализации повысилось и стало проще работать с большими проектами, благодаря возможности оптимизации модели, корректной работе со слоями, большому количеству функций, модификаторов и настроек.

Можно протестировать 3ds Max бесплатно в течение 30 дней. Для учащихся и преподавателей предусмотрена бесплатная версия, правда, с функциональными ограничениями и водным знаком.

Платная версия: 79 214 рублей с оплатой каждый год и 225 626 рублей — каждые 3 года (на момент написания статьи).

Как производится 3D моделирование для промышленных целей

Промышленное 3Д моделирование выполняется всегда на основании технического задания (ТЗ) выданного заказчиком. Включая в задание раздел трехмерное моделирование, заказчик указывает степень деталировки и количество вариантов с разными текстурами или цветом.

Осуществляя трехмерное моделирование объектов, проектировщик дает представление как об отдельных моделях деталей, так и о позиционировании и функционировании их в составе комплекса-изделия. 3D модели комплектующих, находясь в составе рабочего проекта, показывают итоговый вариант готового продукта (экстерьер или интерьер).

Проектированием инженерных систем в программах 3D моделирования решается задача автоматизации трудоемких процессов, например, таких, как создание рабочих чертежей линейно вытянутых объектов.

Средствами 3D-моделирования производится конструирование и тестирование деталей разнообразных устройств, механизмов, в том числе высокотехнологичных. Распечатав их на принтере в натуральную величину и оттестировав, конструкторы могут приступать к заводскому производству. Трехмерные технологии остро востребованы в автомобильной промышленности, где создаются 3D модели не только деталей, но и корпуса машин. Только так можно выпускать на рынок инновации и передовые решения – конструктивные и для целей автодизайна.

Огромный спрос на объемное 3D-моделирование наблюдается в фармацевтическом секторе и, особенно, в области протезирования. Современные протезы проектируются так, чтобы они прекрасно подходили анатомически и полноценно выполняли бы функции потерянных конечностей.

И, конечно, апогеем в промышленном 3D проектировании является упаковка. Тщательная проработка формы, функциональности и дизайна посредством 3д позволяет колоссально влиять на продажи товаров, а с ними на прибыль предприятий. Иногда превосходная упаковка (даже посредственных товаров) становится локомотивом продаж.

Краткая история развития 3D-технологий

1984: Американец Чарльз Халл разрабатывает технологию «стереолитографии» (SLA) для печати трехмерных объектов по цифровым моделям из фотополимеризуемых композитных материалов (FPC).

1985 — Михайло Фейген предложил формировать послойные 3D модели из листового материала: пленки, полиэстера, композитов, пластика, бумаги и др., Скрепляя слои между собой нагретым валиком. Эта технология получила название «Производство ламинированных объектов» (LOM). 

В основном листы приклеиваются друг к другу, и лазер вырезает контур.

1986 — Получен патент на технологию «стереолитографии» (SLA), разработанную в 1984 году.

В том же году Чарльз Халл основал 3D Systems и разработал первое коммерческое устройство для 3D-печати. Называлось это просто — «установка для стереолитографии». 

1986 — Доктор Карл Декарт и Джо Биман из Техасского университета в Остине разработали и запатентовали метод селективного лазерного спекания (SLS).

1987 — Израильская компания Cubital разработала технологию уплотнения слоев (SGC).

1988 г. — компания 3D Systems разработала модель SLA-250, запущенную в серийное производство для широкого круга пользователей.

1988 — Скотт Крамп изобретает FDM (моделирование разложения плавящихся материалов). Самая распространенная технология на сегодняшний день. Используется в большинстве «домашних» 3D-принтеров.  

1989 — Скотт Крамп основал Stratasys.

1991 — Stratasys запускает первый 3D-принтер Dimension с экструдированной печатающей головкой (FDM).

1991 — Helisys продала свою первую машину для производства изделий из ламината (LOM)

1992 — Stratasys продала свою первую машину на основе FDM, «3D Modeler».

1992 — DTM продала свою первую систему селективного лазерного зажигания (SLS).

1993 — Основание Solidscape. Сейчас один из ведущих производителей. 

1995 — Термин «3D-печать» был изобретен в Массачусетском технологическом институте.

1995 — Z Corporation получила эксклюзивную лицензию от MIT на использование технологии 3DP (адгезивная порошковая печать).

1996 — Компания Stratasys представила Genisys.

1996 — Z Corporation представила Z402.

1996 — Компания 3D Systems представила Actua 2100. Это устройство для быстрого прототипирования впервые было названо 3D-принтером.

1997 г. — EOS была продана компании 3D Systems, конкуренту стереолитографии. И они стали монополистами. 

2005 — Корпорация Z выпустила Spectrum Z510. Это был первый на рынке 3D-принтер с высококачественной цветной печатью (3DP). 

2006 — Открытие проекта Reprap под Стандартной общественной лицензией GNU.

2008 — Выпущена первая версия Reprap, «принтера, который может производить сам себя». В то время он мог производить около 50% необходимых деталей. 

2008 — Компания Objet Geometries Ltd, разработала мульти-материальный принтер Connex500 (3DP). Сейчас количество материалов перевалило за 100. 

2010 — Urbee: первый автомобиль, построенный с использованием гигантских 3D-принтеров Dimension и Fortus 3D Production Systems.

2010 г. — медицинская компания Органово. Inc. объявила о создании технологии печати искусственных кровеносных сосудов. 

2010 г. — группа ученых из Fluid Interfaces Group из Массачусетского технологического института представила первый 3D-принтер для создания продуктов — «Рог изобилия». На данный момент разработка не получила значительного развития. 

2011 — Голландский производитель 3D-принтеров Ultimaker достиг скорости 3D-печати до 350 мм в секунду. Действительно неплохо, хотя точность пострадала от скорости. Теперь эта цифра уже настолько удивительна.  

2011 — Исследователи под руководством Университета Эксетера и Университета Брунеля и компании Delcam создают первый шоколадный 3D-принтер. По сути, это снова FDM, сложность была только в разработке композиции. 

Этапы разработки 3D-модели

Разработка 3D-модели осущеcтвляется в несколько этапов:

1. Моделирование или создание геометрии модели

Речь идет о создании трехмерной геометрической модели, без учета физических свойств объекта. В качестве приемов используется:

• выдавливание;
• модификаторы;
• полигональное моделирование;
• вращение.

2. Текстурирование объекта

Уровень реалистичности будущей модели напрямую зависит от выбора материалов при создании текстур. Профессиональные программы для работы с трехмерной графикой практически не ограничены в возможностях для создания реалистичной картинки.

3. Выставление света и точки наблюдения

Один из самых сложных этапов при создании 3D-модели. Ведь именно от выбора тона света, уровня яркости, резкости и глубины теней напрямую зависит реалистичное восприятие изображения. Кроме того, необходимо выбрать точку наблюдения за объектом. Это может быть вид с высоты птичьего полета или масштабирование пространства с достижением эффекта присутствия в нем — путем выбора вида на объект с высоты человеческого роста.+

4. 3D-визуализация или рендеринг

Завершающий этап 3D-моделирования. Он заключается в детализации настроек отображения 3D-модели. То есть добавление графических спецэффектов, таких, как блики, туман, сияние и т.д. В случае видео-рендеринга, определяются точные параметры 3D-анимации персонажей, деталей, ландшафтов и т.п. (время цветовых перепадов, свечения и др.).

На этом же этапе детализируются настройки визуализации: подбирается нужное количество кадров в секунду и расширение итогового видео (например, DivX, AVI, Cinepak, Indeo, MPEG-1, MPEG-4, MPEG-2, WMV и т.п.). В случае необходимости получить двухмерное растровое изображение, определяется формат и разрешение изображения, в основном — JPEG, TIFF или RAW.

5. Постпродакшн

Обработка отснятых изображений и видео с помощью медиа-редакторов — Adobe Photoshop, Adobe Premier Pro (или Final Cut Pro/ Sony Vegas), GarageBand, Imovie, Adobe After Effects Pro, Adobe Illustrator, Samplitude, SoundForge, Wavelab и др.

Постпродакшн заключается в придании медиа-файлам оригинальных визуальных эффектов, цель которых — взбудоражить сознание потенциального потребителя: впечатлить, вызвать интерес и запомниться на долго!

Best architecture software of 2022: digital design for buildings and models

Лучшее архитектурное программное обеспечение позволяет создавать цифровые проекты и перепланировки для архитектурных проектов, таких как здания и модели.

Архитектурное программное обеспечение стало необходимым в современном цифровом мире, облегчая составление, сохранение и печать планов ваших проектов. Хотя существуют различные цифровые конструкторские программы, архитекторам нужно что-то более специализированное, чем обычное программное обеспечение для графического дизайна.

Именно здесь архитектурное программное обеспечение действительно вступает в силу, позволяя архитекторам не только просто и легко создавать свои проекты, но и редактировать, удалять и добавлять их по своему усмотрению. Более того, для более серьезных проектов вы можете включить инженерную информацию, чтобы убедиться в жизнеспособности ваших конструкций в реальных условиях.

Архитектурное программное обеспечение также может использоваться для организации управления рабочими процессами и учета задач управления проектами, некоторые из которых включены, интегрированы или могут быть просто экспортированы в другую программу.

Однако специализированное программное обеспечение для архитектуры все еще остается довольно нишевым, поскольку программы должны быть довольно комплексными, и существует всего несколько поставщиков, которые специализируются в этой области.

Здесь мы рассмотрим лучшее программное обеспечение для архитектуры, представленное на рынке, и включим некоторые дополнительные варианты, которые стоит рассмотреть.

Кроме того, мы выделили лучшие программы для черчения и рисования и лучшие ноутбуки для студентов инженерных специальностей.

• Мы отметили лучшие программы для черчения и рисования.
• Мы также рассмотрели лучшие ноутбуки для студентов инженерных специальностей.