• Механическая обработка и изготовление деталей из металла
  • Комплектация производства промышленным оборудованием
  • Комплексная поставка микроэлектронных компонентов
+7(342)203-78-58
Тех.отд: +7-922-308-78-81

На чем создать 3д модель: 21 лучшая программа для 3D-моделирования

Опубликовано: 03.02.2023 в 11:53

Автор:

Категории: Популярное

#DevStory: Как создавать 3D-модели на телефоне с помощью приложения in3D

Всем привет! Меня зовут Илья и я являюсь одним из разработчиков в команде in3D. С 2019 года мы развиваем технологию, которая позволяет создавать трёхмерные модели человека с помощью обычного смартфона. С тех пор мы сильно продвинулись вперед, а наши модели стали более естественными и реалистичными. Давайте вместе посмотрим на прогресс нашей команды и основные этапы усовершенствования применяемой нами методики 3D-моделирования.

Разработчики приложения для 3D-моделирования in3D рассказали, как добились фотореалистичности от своих аватаров

Спойлер для самых нетерпеливых: тут можно посмотреть как выглядит наше приложение и результат, а так же сравнение с некоторыми другими приложениями для сканирования:

Как сделать 3D-аватар

Сначала был взрыв

Самые первые эксперименты от основателя in3d (скачать) были сделаны на основе пары облаков точек, сделанных с помощью Kinect. Затем мы совмещали их и пытались симулировать пару кусков ткани — их движения, складки и т.д.

Сначала 3D-модель ткани выглядела вот так

Вот так выглядел первый зародыш виртуальной примерочной, в будущем сделанной нашей командой в несомненно лучшем качестве:

На следующем этапе 3D-модель стала выглядеть лучше

Было принято стратегическое решение — сделать продукт, который позволит каждому человеку сделать свою фотореалистичную 3D-модель. Так сказать, начало Metaverse.

Одна из основных проблем, с которой мы столкнулись в самом начале, была связана с качеством работы датчика глубины на телефоне. Он давал слишком много шума. Для создания хорошей модели нужно уметь соединять облака точек с разных кадров, убирать шум и оставлять максимально много деталей, что оказалось не так-то просто. Первые аватары не имели чёткой текстуры, и основная работа заключалась в создании правильной формы.

Сделать правильную форму объекта было довольно сложно

Правильная 3D-форма

Потом наши 3D-модели обрели нормальную форму

Нам удалось побороть шум и склеить много кадров во что-то похожее на тело человека. Затем началось большое количество итеративных улучшений, решений технологических проблем и создания расширяемой инфраструктуры для приложения. Так как наша технология действительно сложная, на всем протяжении обработки данных используются видеокарты, и часть команды сфокусировалась на ускорении, другая продолжала улучшать качество моделей.

В какой-то момент это дало свои плоды — мы начали очень хорошо и консистентно понимать все про форму человека из данных. Дело осталось за малым — убедить мир, что мы делаем это лучше всех на таких шумных данных.

Основной майлстоун в 2020 году это запуск приложения, нам удалось довести все до финального продукта, попасть в App Store и начать тестировать технологию на разных юзерах. Выходило все лучше и лучше, но все еще были разные случаи, когда алгоритм не справлялся и модель не собиралась. Мы набирались данных и опыта решения множества граничных случаев. Так же из основного — у нас выделился в отдельный этап процесс сканирования головы и визуальный результат сильно улучшился.

В этом же году начались первые реальные применения нашей технологии — аватары стали насколько точными (ошибка до 1 см), что стартап Unspun начал с помощью наших моделей снимать мерки людей для пошива джинсов, ведь началась пандемия — сложно приехать в офис в Калифорнии, особенно если ты не в Калифорнии.

Наши 3D-модели отлично чувствуют себя в играх

Так же мы старались найти другие интересные применения, экспорт в игры:

  • Second Life
  • VRChar
  • GTA V

Фотореалистичный аватар

Добиться от аватаров фотореалистичности было сложнее всего

У наших аватаров теперь есть отличная форма, сильно улучшенная за предыдущий год — с это формы можно снимать мерки тела, много работы проводилось над визуальным улучшением аватаров и их текстуры.

Основной вехой прогресса в 2021 году на данный момент стало создание виртуальной примерочной — как по мне, так это что-то вроде проекта, о котором сотни стартапов говорило, но ни у кого не получилось распространенного продукта. Сделали мы это вместе с командой digital дизайнеров Replicant.

Скачать in3D

Нам удалось реализовать автоматизированную примерку одежды на персональные аватары и оформить это в весьма приятный опыт для пользователя (тут я предлагаю взять и оценить самому).

App StoreРазработка приложений для iOSСмартфоны Apple

Создание 3D моделей для игр — как это происходит? — Gamedev на DTF

Я понимаю что это не первая подобная статья на данном ресурсе, просто захотелось попробовать написать статью самому, узнать каково это. Если вас что то не устроило, прошу оставить фидбэк в комментариях.

23 074
просмотров

Введение

Компьютерные игры — неотъемлемая часть нашей культуры, они дарят эмоции, объединяют людей и создают различные инфоповоды.

Разработчики дают нам интересные или не очень тайтлы, игроки решают, хорошая ли это игра, или не очень. Одно ясно всегда, на эту игру, какой бы она не была, ушло время и силы самих разработчиков.

Первое впечатление от игры складывается, когда мы видим её графику, сегодня мы разберём 3D модели в них, как они делаются и какие хитрости используются, для получения лучшей картинки.

Процесс

Некоторые моменты из процесса могут меняться местами т.к. для создания персонажа и, например, танка пайплайн(т.е. процесс разработки) будет отличаться.

1. Концепт-арт

Концепт-арт — это идея воплощенная художником, по краткому её описанию.

Назначением концепт-арта является создание наброска объекта, который будет запущен в производство. За короткий срок необходимо подобрать наилучшую концепцию, иначе можно допустить ошибки на поздних этапах создания модели.

2. Скульптинг

Для начала художнику предстоит сделать скульпт модели. На этом этапе можно окунуться в творчество и лепить не задумываясь о полигонах.

После всего процесса скульптинга модель уже должна выглядеть максимально законченно, так как именно её мы и будем использовать для дальнейших этапов производства.

Такую модель нельзя будет запихать в игру, да что уж там, скорее всего сделать последующие этапы выполнить будет проблематично, так как на ней слишком много полигонов.

3. Ретопология

На этом этапе нам как раз таки и придётся уменьшить количество этих самых полигонов.

Ретопология — это перестроение полигональной сетки, создание новой геометрии поверх старой для дальнейшего его использования.

Низкополигональная сетка нам пригодится в первую очередь для оптимизации, так же для создания чистой сетки при дальнейшей анимации и создания UV карт.

Правда после этапа ретопологии, модель может показаться чересчур простой, плоской, но в дальнейшем мы это исправим.

4. UV-развертка

Данный этап нам нужен для того, чтобы наше запекание и текстуры вели себя корректным образом.

Если вы собирали кубик из бумаги, то тут вы тоже поймёте как это работает.

UV карта создаётся путем разрезания граней на модели, так например на этой гифке, мы чётко можем заметить где проходит разрез геометрии.

5. Запекание карт

Запекание карт необходимо для переноса детализации с высокополигональной модели(high poly) на низкополигональную(low poly).

В первую очередь это нужно для того, чтобы наша модель выглядела не плоско и корректно отображала находящееся в сцене освещение. Сейчас я расскажу о некоторых наиболее «популярных» картах.

Normal Map — как раз таки эта карта нам и позволяет добавить детализацию, не тратя на это лишние полигоны.

Это работает так: векторы, которые используются для определения того, как свет отражается от поверхности. Их можно использовать для контроля над переходом между гранями, но также их направление можно изменять, чтобы lowpoly-модель отражала свет так же, как более сложная модель.

Если вкратце, то низкополигональная модель начинает отражать поверхность так же как и высокополигональная. За счёт этого нам и кажется что модель стала более детализированной.

Модель без карты нормалей/Модель с запеченной картой нормалей

Ambient Occlusion — С этой картой намного проще, она добавляет тени на модели, где это необходимо. Тем самым модель становится более реалистичной.

Слева Ambient occlusion отсутствует/Справа присутствует

Curvature — это карта просчитывает неровности на поверхности модели, так же выделяет все грани, после чего эти неровности можно будет использовать при текстурировании.

Белые линии и являются картой Curvature

6. Текстурирование

Вот мы и добрались до практически последнего этапа в нашем процессе разработки. Этап текстурирования довольно важен, так как именно текстуры сильно влияют на восприятие модели.

Текстура — это массив цветовых точек, образующих изображение. Это не только раскраска объекта. Фактически, термин текстура означает шероховатость или гладкость поверхности объекта. Это те свойства поверхности, которые можно осязать.

PBR материалы — это материалы которые корректно отображают все текстуры, то есть шереховатости, отражения, затенения.

Заключение

Вот настолько много этапов и проходит 3D-художник, чтобы добиться желаемого результата, но это мы ещё не затрагивали риг и анимацию самой модели.

Если вас заинтересовала эта тема, то творите, создавайте, и возможно совсем скоро вы сможете попасть на работу мечты! 🙂

Как делать 3D модели | Профессиональные решения для 3D-сканирования

Метод №1: 3D-моделирование

Промышленный дизайнер работает над прототипом нового продукта

Первый способ создания 3D-моделей — начать с нуля, используя специализированное программное обеспечение для 3D-моделирования. Этот метод широко используется профессионалами самых разных отраслей: инженерами, промышленными дизайнерами, архитекторами, художниками компьютерной графики и многими другими.

Ключевая точка

Если вам нужно спроектировать что-то совершенно новое, еще не созданное, 3D-моделирование — идеальный способ дать волю своему воображению и воплотить свои идеи в жизнь.

Чем хорош этот метод, так это тем, что он позволяет создавать то, чего еще не существует — что-то совершенно уникальное, например, новый компонент для автомобиля или фантастическое существо в видеоигре — или что-то, что уже существует, но недоступно для сканирования.

Например, если вам нужна модель всемирно известного здания, расположенного удаленно или далеко от вас, может быть гораздо проще и дешевле создать 3D-модель с нуля, используя справочные материалы, такие как фотографии и видео, а не ездить в это место и устраивать 3D-сканирование (что само по себе может быть проблемой, когда речь идет об исторических зданиях!). Или, если вам нужно спроектировать что-то совершенно новое, еще не созданное, 3D-моделирование — идеальный способ дать волю своему воображению и воплотить свои идеи в жизнь.

Существуют различные методы 3D-моделирования и различное программное обеспечение для моделирования, позволяющее создавать модели с нуля. Все зависит от конкретного объекта, который вы хотите создать, и его предполагаемого применения.

Параметрическое моделирование

Параметрическое 3D-моделирование или САПР (автоматизированное проектирование) — это метод № 1, используемый инженерами и дизайнерами для создания реалистичных компьютерных моделей будущих деталей и узлов. Почти каждый современный продукт, с которым мы ежедневно взаимодействуем, был создан с использованием 3D-моделирования CAD.

Создание 3D-модели в программе CAD

С помощью этого метода дизайнер создает 3D-модель объекта, которая может иметь все те же параметры, что и реальный физический объект: материал, вес, размер, оптические параметры, физические параметры, и т. д. Затем эти модели можно распечатать на 3D-принтере или обработать на станке с ЧПУ, а также использовать для запуска сложных симуляций. Например, вы можете создавать сборки из деталей, чтобы увидеть, как они сочетаются друг с другом, проверить, как они будут реагировать на приложенные к ним силы, отслеживать, как жидкости будут течь через них, оценить, как они будут изготовлены, с помощью моделирования и т. д.

Полигональное моделирование

Эта техника моделирования лежит в основе почти каждой видеоигры или научно-фантастического фильма, которые вы когда-либо смотрели или играли. Полигональная модель состоит из полигонов: плоских двумерных фигур, треугольников или четырехугольников, которые художник модифицирует для создания трехмерной сетки. В отличие от моделирования в САПР, этот метод больше основан на концепции, чем на измерениях. Анимационные студии и студии видеоигр используют полигональное моделирование для проектирования всего, от персонажей фильмов и игр до различных 3D-объектов, таких как оружие, доспехи, транспортные средства и целые виртуальные миры.

Полигональная сетчатая модель автомобиля

Цифровая скульптура

Этот метод, также используемый 3D-художниками в играх и анимационных фильмах, лучше всего подходит для создания гиперреалистичных объектов с органическими и плавными формами. Он также используется для создания прототипов моделей для дизайна, эскизов и 3D-печати. Процесс очень похож на лепку из настоящих материалов, таких как глина или камень. Используя инструменты скульптинга, похожие на кисть, вы можете манипулировать полигональной сеткой объекта, толкая, вытягивая и скручивая различные части его геометрии или добавляя дополнительную геометрию, чтобы имитировать органическую структуру. Цифровая скульптура требует еще больших художественных навыков и более дотошна и требует больше времени, чем полигональное моделирование. Вот почему во многих случаях эти методы используются вместе: сначала объект моделируется, а затем отправляется 3D-скульптору для детализации, чтобы затем принять окончательную форму.

Создание персонажа телешоу в программном обеспечении для цифровой скульптуры

Какой бы метод вы ни выбрали, важно выбрать правильное программное обеспечение для моделирования, которое будет иметь все необходимые инструменты для создания вашей 3D-модели.

Лучшее программное обеспечение для 3D-моделирования для начинающих

Если вы только начинаете и ищете лучшее программное обеспечение для 3D-моделирования, у нас есть для вас несколько отличных рекомендаций.

Прежде всего, попробуйте Blender. Помимо того, что он бесплатный, он содержит множество руководств, сильное сообщество и в целом является идеальным программным обеспечением для начинающих. Это программное обеспечение для компьютерной 3D-графики с открытым исходным кодом подходит для всего: от визуальных эффектов до печати 3D-моделей, от интерактивных приложений до видеоигр.

Для профессионалов и более продвинутых пользователей лучше всего подойдут программы со специальными функциями для каждого этапа постобработки. Взгляните на Autodesk Maya, более известную как Maya. Благодаря настраиваемому пользовательскому интерфейсу это программное обеспечение является фаворитом в индустрии видеоигр, а также для тех, кто занимается 3D-моделированием или 3D-анимацией. Вы сможете попробовать его в течение месяца, прежде чем принять какое-либо платное решение.

3D модель дракона в ZBrush

В качестве альтернативы попробуйте 3ds Max, который также поставляется с месячной пробной версией. Специализируясь на приложении для моделирования персонажей, анимации и гиперреалистичного рендеринга отсканированных объектов, это приложение отличается скоростью и простотой использования.

Если вы ищете программу для цифровой скульптуры, попробуйте ZBrush. ZBrush наиболее известен своей способностью работать с высокополигональными моделями с большим количеством полигонов, и он отлично работает в паре с Artec Studio. Аналогичные альтернативы включают 3D-Coat или Autodesk Mudbox.

Если вы ищете программное обеспечение для моделирования САПР, рассмотрите SOLIDWORKS, отраслевой стандарт программного обеспечения для проектирования механических систем. SOLIDWORKS используется инженерами и дизайнерами для моделирования деталей и сборок и включает в себя функции моделирования, а также инструменты для рисования и сборки. Другими программами САПР, которые следует рассмотреть, являются AutoCAD, Fusion 360 или Rhinoceros.

Эти параметры также являются стандартными для многих студий, и когда вы хотите создать 3D-модель, вы, вероятно, обнаружите, что работаете хотя бы с одним из этих имен.

Создание 3D-моделей для 3D-печати

От 3D-модели к 3D-принтеру с помощью этого видеоурока

Бесплатное программное обеспечение САПР можно использовать для создания 3D-моделей и преобразования их в формат STL для 3D-печати. С помощью компьютера 3D-принтер способен создавать реальные объекты из 3D-моделей CAD. 3D-модели могут быть созданы с помощью бесплатного программного обеспечения САПР.