Heute werde ich Ihnen sagen, was 3D-Modellierung ist, wie es ist, wo es verwendet wird und womit es gegessen wird. Dieser Artikel richtet sich in erster Linie an diejenigen, die gerade von unten gehört haben, was 3D-Modellierung ist, oder sich nur daran versuchen. Deshalb werde ich das Maximum "an den Fingern" erklären.
Ich selbst bin ein technischer Spezialist und arbeite seit mehr als 10 Jahren mit 3D-Modellen. Ich habe in mehr als 10 verschiedenen Programmen verschiedener Klassen und Zwecke sowie in verschiedenen Branchen gearbeitet. In dieser Hinsicht hat sich in dieser Branche eine gewisse Hubschraubersicht angesammelt, mit der ich Sie teilen wollte.
Die 3D-Modellierung ist fest in unserem Leben verankert und hat einige Geschäftsbereiche teilweise oder vollständig neu aufgebaut. In jeder Branche, in der die 3D-Modellierung Änderungen vorgenommen hat, gibt es sowohl eigene Standards als auch unausgesprochene Regeln. Aber selbst innerhalb derselben Branche kann die Anzahl der Softwarepakete so hoch sein, dass es für Anfänger sehr schwierig ist, herauszufinden und zu navigieren, wo sie anfangen sollen. Schauen wir uns daher zunächst an, welche Arten der 3D-Modellierung es gibt und wo sie verwendet werden.
Wir können drei große Industrien unterscheiden, die heute ohne die Verwendung dreidimensionaler Modelle nicht vorstellbar sind. Das:
- Unterhaltungsindustrie
- Medizin (Chirurgie)
- Industrie
Mit dem ersten begegnen wir fast jeden Tag. Dies sind Filme, Animationen und 90% der Computerspiele. Alle virtuellen Welten und Charaktere werden nach dem gleichen Prinzip erstellt - der
polygonalen Modellierung .
Polygone werden diese Dreiecke und Vierecke genannt.
Je mehr Polygone pro Modellfläche vorhanden sind, desto genauer ist das Modell. Dies bedeutet jedoch nicht, dass wenn das Modell nur wenige Polygone enthält (Low Poly), dies ein schlechtes Modell ist und die Hände der Person nicht von dort stammen. Das Gleiche kann nicht gesagt werden, dass wenn das Modell Over999999 Polygone (High Poly) hat, dies cool ist. Es hängt alles vom Ziel ab. Wenn es sich zum Beispiel um Massive-Multiplayer-Spiele handelt, stellen Sie sich dann vor, wie es für Ihren Computer aussehen wird, wenn Sie 200 Zeichen verarbeiten müssen, wenn alle High-Poly-Zeichen sind.
Die polygonale Modellierung erfolgt durch Manipulation von Polygonen im Raum. Ziehen, drehen, bewegen usw.
Autodesk (vielen bekannt für sein AutoCAD-Produkt, aber später) ist ein Pionier in dieser Branche.
Autodesk 3Ds Max und
Autodesk Maya sind de facto zum Industriestandard geworden. Und ich begann meine Bekanntschaft mit 3D-Modellen als 15-jähriger Teenager mit 3Ds Max.
Was bekommen wir, wenn wir ein solches Modell herstellen? Wir bekommen ein visuelles
BILD . Spieler sagen manchmal: "Ich bin durch die Texturen gefallen" im Spiel. Tatsächlich fallen Sie durch die Polygone, denen diese Texturen überlagert sind. Und der Fall ins Unendliche geschieht genau deshalb, weil sich hinter dem Bild nichts befindet. Grundsätzlich werden die resultierenden Bilder für
RENDER (endgültiges Bild-Rendering), im Spiel / im Film / für Bilder auf dem Desktop verwendet.
Eigentlich habe ich einmal auch versucht, etwas zu „blenden“, um ein cooles Rendering zu erstellen (dann war es viel schwieriger).
Apropos Modellieren. Es gibt eine Richtung wie
3D-Bildhauerei. In der Tat die gleiche polygonale Modellierung, aber darauf abzielen, im Grunde komplexe biologische Organismen zu schaffen. Es werden andere Werkzeuge zur Manipulation von Polygonen verwendet. Der Prozess selbst ähnelt eher dem Prägen als der 3D-Modellierung.
Wenn das polygonale Modell in Form eines geschlossenen Volumens wie der gleichen Skulpturen hergestellt wird, können sie dank moderner 3D-Drucktechnologie (die in nahezu jeder Form zu finden ist) realisiert werden.
Tatsächlich ist dies die
einzige Möglichkeit für polygonale 3D-Modelle, in der realen Welt zu sein. Daraus kann geschlossen werden, dass die polygonale Modellierung ausschließlich für kreative Menschen (Künstler, Designer, Bildhauer) erforderlich ist. Das ist aber nicht einzigartig. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet für 3D-Modelle ist beispielsweise die
Medizin , nämlich die Chirurgie. Sie können eine Knochenprothese anstelle einer gequetschten wachsen lassen. Zum Beispiel der Unterkiefer für eine Schildkröte.
Ich habe keine medizinische Ausbildung und habe nie etwas für die Medizin modelliert, aber angesichts der Art der Formen des Modells bin ich sicher, dass dort polygonale Modellierung verwendet wird. Die Medizin hat jetzt einen sehr langen Schritt gemacht, und wie das folgende Video zeigt, kann fast alles repariert werden (es würde Geld geben).
Natürlich ist es mithilfe der polygonalen Modellierung möglich, alle diese Restaurierungs- und Verstärkungselemente zu bauen, aber es ist unmöglich, die erforderlichen Lücken und Abschnitte zu kontrollieren und die physikalischen Eigenschaften des Materials und der Herstellungstechnologie (insbesondere des Schultergelenks) zu berücksichtigen. Für solche Produkte werden industrielle Entwurfsmethoden verwendet.
Richtig heißen sie:
CAD (Computer Aided Design System) oder in Englisch
CAD (Computer Aided Design) . Dies ist eine grundlegend andere Art der Simulation. Auf ihn habe ich mich seit 8 Jahren spezialisiert. Und über ihn werde ich Ihnen in Zukunft erzählen. Wie unterscheidet sich diese Methode von der polygonalen? Die Tatsache, dass es keine Polygone gibt. Alle Formen sind ganzheitlich und basieren auf dem Prinzip von
Profil + Richtung.
Der Grundtyp ist die
Volumenmodellierung . Aus dem Namen können Sie ersehen, dass der Körper
nicht leer ist, wenn wir ihn schneiden. Die Volumenmodellierung ist in jedem CAD-System verfügbar. Es eignet sich hervorragend zum Entwerfen von Rahmen, Zahnrädern, Motoren, Gebäuden, Flugzeugen, Autos und allem, was durch industrielle Produktion erhalten wird. Aber darin ist es (im Gegensatz zur polygonalen Modellierung)
unmöglich , ein Modell einer Verpackung mit Produkten aus einem Supermarkt, einer Kopie des Hundes eines Nachbarn oder zerknitterten Dingen auf einem Stuhl zu erstellen.
Ziel dieser Methode ist es, nicht nur ein visuelles Bild, sondern auch messbare und funktionierende Informationen über das zukünftige Produkt zu erhalten.
CAD ist ein genaues Werkzeug. Wenn Sie mit CAD arbeiten, müssen Sie zuerst die
Topologie des Modells in Ihrem Kopf darstellen
. Dies ist ein Aktionsalgorithmus, der die Form des Modells bildet. Hier ist es nur in Bezug auf die Topologie möglich, einen erfahrenen Spezialisten von einem gekrümmten zu unterscheiden. Nicht immer konzipierte Topologie und Komplexität der Form können in einem festen Körper implementiert werden, und dann kommt ein wesentlicher Bestandteil des Industriedesigns zu unserer Hilfe -
Oberflächenmodellierung .
Die Topologie in Oberflächen ist zehnmal wichtiger als die Festkörpermodellierung. Ungültige Topologie - Modellabsturz. (Ich erinnere Sie daran, dass dieser Artikel auch eine Übersicht für Anfänger ist, ich male die Nuancen hier nicht). Die Beherrschung der Topologie von Oberflächen auf hohem Niveau schließt 70% der Probleme bei der industriellen Modellierung. Aber dafür muss man viel und ständig üben. Letztendlich sind die Oberflächen immer noch in einem festen Modell eingeschlossen.
Mit der Zeit entsteht ein Verständnis für die bequemste Methode bei der Modellierung eines bestimmten Produkts. Es ist voller Life-Hacks und jeder Spezialist hat seine eigenen.
WICHTIG: Die Verwendung von CAD ohne spezielle Ausbildung ist nicht produktiv! Ich selbst habe viele Male beobachtet, wie kreative Menschen oder Handwerker versuchten zu entwerfen. Ja, natürlich haben sie etwas modelliert, aber das alles war ein "kugelförmiges Pferd im luftleeren Raum".
Bei der Modellierung in CAD müssen Sie zusätzlich zur Topologie über Konstruktionsfähigkeiten verfügen. Kennen Sie die Eigenschaften von Materialien und Produktionstechnologie. Ohne dies ist es dasselbe wie Nägel mit einem Kissen zu hämmern oder mit einem Staubsauger zu bügeln.
Im CAD erhalten wir ein
elektronisch-geometrisches Modell des Produkts .
(Ich erinnere Sie daran, dass wir mit der polygonalen Modellierung ein visuelles Bild erhalten.)
Daraus können Sie:
- Machen Sie Zeichnungen
- Mit ihm können Sie ein Programm für CNC-Maschinen schreiben,
- Es kann parametriert werden (wenn Sie 1 Parameter ändern, können Sie das Modell ohne Änderung ändern)
- Es ist möglich, Festigkeits- und andere Berechnungen durchzuführen.
- Es kann auch an den 3D-Druck gesendet werden (und die Qualität wird besser sein)
- Machen Sie ein Rendering.
Ich denke für den Moment ist das genug für dich. Wir haben gemerkt:
- 2 Hauptarten der Modellierung.
- Demontierte die Industrieanwendung.
- Wir haben die Fähigkeiten jeder Methode und ihren Zweck untersucht.
- Wir haben die grundlegenden Arten der Modellierung in CAD und einige Nuancen untersucht.
Ich hoffe du warst interessiert!