Программы, технологии и процесс 3D-моделирования

Скульптинг

Совсем не случайно понятие скульптинг прочно закрепилось в 3D-моделинге, это прямая аналогия. Если взглянуть примитивно, то создание персонажей действительно напоминает работу скульптора. По сути, это не что иное, как полигональное моделирование, но наличие дополнительных инструментов позволяет создавать персонажи и сцены с высокой детализацией и фотореалистичностью. В программах для скульптинга можно заметно улучшить внешний вид низкополигональных моделей, созданных в сторонних 3D-редакторах.

Программы: Zbrush, 3D Coat, Mudbox, Blender, Modo.

Кстати, для полноценного занятия скульптингом понадобится графический планшет, который многократно ускорит процесс работы над моделью. Возможно, он у вас уже есть. Понятно, здесь не обойтись и без творческих навыков. Помните людей, у которых получалось красочно оформить школьную стенгазету, которые украшали ближайшие заборы затейливыми граффити, «возводили» замки с древними рыцарями в сияющих доспехах в тетрадках по физике или химии? Такие люди всегда встречаются в нашем окружении. Когда они обращаются к созданию 3D-моделей, то достигают на этом поприще больших высот. Всем успехов!

Поделиться с друзьями:

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.

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.

Школа 3D дизайна Иосифа Четвертакова

Курс по созданию элитного дизайна интерьера в 3D!

Пройти курс «Дизайн интерьера в 3D Max» может слушатель с любым уровнем подготовки — всего за 35 шагов! Обучение проходит поэтапно, на каждый шаг есть видео-лекция, чтобы вам было легко и удобно. На обучении вы создадите собственное проект «Дизайн интерьера в 3D Max».

Отличия от других школ:

• Перед началом полного обучения, вы можете пройти дистанционно одно бесплатное занятие и посмотреть, как проходят занятия по курсу «Дизайн интерьера в 3D Max».
• На курсе вы будете создавать свой дизайн интерьера в 3D. Можно делать проект своему клиенту и сразу вернуть оплату за обучение, или дизайн своей квартиры, или вам дадут учебный дизайн-проект.
• Выберите удобную форму занятий.
• Все обучение дублируется видео-лекциями (более 300 шт), каждый шаг можно просмотреть несколько раз. В любое время можно вернуться в начало курса и повторить программу. Видео-лекции постоянно обновляются и пополняются новыми.
• Выполняя домашнее практическое задание, возникают вопросы, вам оказывают поддержку на учебном форуме, по скайпу, WhatsApp, телефону, почте.
• Школа 3D-дизайна имеет огромное портфолио проектов учеников по дизайну интерьера, выполненных на обучении.
• Высокая эффективность обучения в школе достигается узкой направленностью курсов,дают знания которые нужны только для создания дизайна интерьера.
• Курсы проводит преподаватель Иосиф Четвертаков с опытом работы 3D Max 18 лет и преподавания 7 лет.
• Преподаватель практик – посмотрите портфолио реальных проектов по дизайну интерьеров, экстерьеров и ландшафта. Это очень важный пункт, так как многие обучают не имея профессиональной практики в создании проектов.
• Преподаватель Иосиф Четвертаков имеет высшее образование по дизайну, посмотрите все дипломы и публикации в журналах.
• Специалисты оказывают услуги по покупке новых или реанимации БУ компьютеров для 3D-дизайна. Так же вы можете обратиться за помощью оптимизации системы Windows и установке программного обеспечения.
• Открыли горячую линию WhatsApp +7 (909) 933-10-00, где вы можете сфотографировать экран монитора с ошибкой, выслать в WhatsApp и получить комментарий от специалиста.
• По окончании обучения вы будете создавать свои первые проекты клиентам и вам будет нужна помощь в различных вопросах.

Sketch-Up

Это очень простая в использовании программа для простого моделирования зданий и интерьеров. Она рассчитана на массовое использование, а потому имеет встроенную систему обучения и минимум инструментов, притом разобраться с ними не составит труда.

Так как компания, разрабатывающая эту программу, в своё время принадлежала Google, она интегрирована с сервисом Google Maps, чтобы все пользователи могли добавлять на карту свои трёхмерные модели зданий и других достопримечательностей.

Преимущества Sketch-Up:

• простота использования;
• бесплатность для личного пользования;
• можно быстро создать интерьер своей квартиры и подвигать мебель.

Недостатки:

• несовместимость файлов в ранних версиях;
• может нестабильно работать.

На самом деле 3D-редакторов гораздо больше, есть и для общего использования, и специализированные. Но указанные здесь – самые известные, и именно с их помощью была создана большая часть той 3D-графики, которую мы можем наблюдать сейчас.

Конечно, вас интересует вопрос, сложно ли научиться пользоваться одним из таких редакторов, чтобы своими руками создать что-нибудь интересное. Или даже дойти до достаточно высокого уровня, чтобы начать зарабатывать. Конечно, это довольно сложно для новичка и потребует некоторых усилий. Но это вполне возможно, есть много обучающих уроков на YouTube и на других сайтах.

Что касается самих программ, то 3DS Max и некоторые другие, например, можно получить совершенно бесплатно, если оформить студенческую лицензию или записаться на короткое обучение на официальном сайте. А Blender изначально бесплатен и довольно перспективен.

Пользуетесь ли вы какой-нибудь из перечисленных программ или другой? Поделитесь своим мнением о ней, возможно, это пригодится кому-нибудь из наших читателей.

Подготовка моделей к печати

В этом разделе перечислены все программы, которые могут оказаться полезными при подготовке файла к 3D печати. Колонка «Подготовка к печати» указывает, позволяет ли ПО масштабировать, вращать, размещать деталь на поверхности перед печатью. «Нарезка» отвечает за генерацию G-кода, позволяющего разделить модель на слои для печати.Примечание: Кроссплатформенные инструменты в отличие от платформо-зависимых работают со всеми брендами 3D принтеров.Кроссплатформенные программы

Ultimaker Cura Ultimaker

Подготовка к печати Нарезка

Бесплатное ПО с открытым кодом, предназначенное для работы не только с Ultimaker принтерами. Интуитивно понятный и простой в использовании интерфейс делают эту программой идеальным выбором для начинающих.

CraftWare CraftWare

Подготовка к печати Нарезка

Бесплатная, быстрая и простая в использовании программа. Хороший gcode визуализатор, гибкая система настроек и тех. поддержка делают ее отличной альтернативой более популярным программам подготовки.

KISSlicer KISSlicer

Ограниченная подготовка к печати Нарезка

Кроссплатформенный генератор g-Кода, формирующий отличные результаты, несмотря на несколько устаревший интерфейс.

Repetier Host Hot-World GmbH & Co. KG

Подготовка к печати Нарезка

ПО с открытым исходным кодом. Использует Slic3r, как базовый генератор g-кода, но также возможно использование Skeinforge.

ReplicatorG ReplicatorG

Подготовка к печати Нарезка

ПО с открытым исходным кодом. Способно управлять Makerbot, Thing-O-Matic, CupCake CNC, RepRap-принтерами и универсальными ЧПУ-станками. Использует Skeinforge в качестве генератора g-кода.

Simplify 3D Simplify 3D

Подготовка к печати Нарезка

Широко используемая программа премиум-класса. Сочетает в себе несколько функций, позволяющих восстановить, просмотреть и «нарезать» 3D-модель. Очень интересный вариант для продвинутых пользователей.

Slic3r Slic3r

Подготовка к печати Нарезка

Наиболее популярный кроссплатформенный инструмент для «нарезки». Имеет открытый исходный код, быстро генерирует хорошие результаты, но требует настройки перед началом работы.

Skeinforge Skeinforge

Нарезка

Когда-то являлся эталоном «нарезки», однако в настоящее время несколько вышел из моды в виду не самой высокой скорости работы по современным стандартам.

3DPrinterOS 3D Contorl Systems Ltd.

Подготовка к печати Нарезка. Позволяет пользователю легко восстанавливать модели и конструкции, настраивать параметры печати, хранить файлы в облаке и отправлять их на печать в любую точку мира. Владельцы 3D принтеров и простые пользователи могут делиться САПР файлами и 3D принтерами внутри облака.

Исправление некритических ошибок с помощью Materialize Magic

Функция лечения 3D-модели в программе Materialize Magic находится во вкладке “Исправление”.

После этого необходимо выбрать команду “Мастер исправлений”. Далее надо чередовать кнопки “Обновить” и “Автоисправление”.

Надо делать это несколько раз. Иногда долго. До того момента, когда количество ошибок станет минимальным или исчезнет вовсе.

После обновления, результат, представленный ниже, может считаться успешным. Все галочки должна быть зеленые.

Завершите лечение путем следования рекомендация и сохраните исправленную модель!

Очень важный момент! Лечение в автоматическом режиме происходит по принципу добавления или удаления полигонов. Поэтому после автоматического лечения полностью проверяйте модель на правильность формы. Вдруг программа что-то удалила или добавила лишнего. 

В завершении необходимо обязательно проверить итоговую модель на толщину стенок. Все программы, описанные в этой статье, поддерживают данную функцию.

Да поможет Вам видеокарта в изучении программ трехмерного моделирования. =)

Skillbox

Профессия 3D-дженералист

Вы станете универсальным специалистом, который умеет в 3D всё:

• создавать объекты и окружение, настраивать текстуры и цвет, анимировать и внедрять модели в 3D-сцену.
• Освоите Photoshop, ZBrush, Houdini, Autodesk Maya и Marmoset Toolbag и сможете претендовать на работу в рекламе, играх или кино.

Профессиональные навыки после прохождения курса:

• Знание подходов к PBR- текстурированию
• Анимация объектов
• Создание модели в Maya и Houdini
• Создание high/lowpoly-моделей
• Скульптинг и моделирование анатомически точных персонажей
• UVW-развёртки и текстурирование
• Создание реалистичных Hard Surface образов
• Понимание процессов моделирование в кино и в играх
• Проработка концепции героя
• Обтравка, ретушь и коллажирование в Photoshop на профессиональном уровне
• Создание реалистичных Hard Surface образов
• Понимание процессов моделирование в кино и в играх

AutoCAD

Программа 3Д-моделирования AutoCAD является известным чемпионом среди автоматизированных систем проектирования. Своим пользователям она предоставляет вместе с гибкими инструментами концептуальный 3D и 2D-дизайн для создания проектной документации. Увеличивается общая продуктивность работы над разными проектами благодаря сверхмощному механизму построения моделей. Она одинаково хорошо подойдет архитекторам, инженерам и дизайнерам.

AutoCAD позволяет настраивать и создавать любые объекты. Имеет хорошую функциональность в плане трехмерного моделирования. Кроме того, редактор уменьшает затраты времени на проектирование функцией параметрического черчения. Генерация документации является другой сильной функцией и очень важна в инженерном деле. Разработчиками последней версии AutoCAD представлен роскошный интерфейс в виде ленточной модели. Программа требует современной конфигурации компьютера и довольно продолжительного времени на процесс установки. Именно это условие большинство пользователей относит к недостаткам программы, а еще дороговизну профессионального издания. Из-за высокой стоимости большинство людей знакомятся с программой на практических занятиях в вузах.

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.

Где применяется 3D моделирование

Моделировать можно все, что угодно: от простеньких предметов вроде настольной вазы или светильника до сложных технических устройств типа автомобилей. При желании и наличии времени можно смоделировать хоть целый город.

3D моделирование широко применяется для создания интерьера в квартире или в комнате. С помощью компьютера у Вас появляется возможность увидеть, как будет выглядеть ваше помещение еще до начала ремонта. Что-то можно изменить на стадии проектировки, убрать или добавить по своему желанию.

При заказе кухни или мебели на заказ также обычно используются программы 3D моделирования. Дизайнер может создать 3D макет комнаты, кухни, коридора с мебелью. Такие объемные макеты изготовляются по размерам каждого помещения в присутствии заказчика. При этом все долго подбирается, тщательно обсуждается практически каждая деталька: материал, цвет, шурупы, ручки и т.д. Все это по отдельности выбирается из массы каталогов, предоставленных различными производителями. В итоге заказчик, уставший от необходимости что-то выбирать и постоянно принимать решения, выходит выжатый как лимон в прямом и переносном смыслах. И с тоской вспоминает, как было просто и легко выбирать в эпоху дефицита (точнее сказать, и выбора-то тогда не было).

С помощью 3D-редакторов можно нарисовать декорации для локаций к компьютерной игре или создать анимированного персонажа, тщательно проработать движения героя и его взаимодействие с предметами и окружением. Достаточно занятное дело для пользователей, увлеченных виртуальными мирами.

Рассмотрим актуальные бесплатные программы для 3D моделирования и не только бесплатные.

3D-художник от Skillbox

3D-художники очень востребованы в кино- и игровой индустрии. Специальные навыки художника для овладения специальностью не нужны, высококвалифицированные преподаватели научат:

– работать в программах Photoshop, Autodesk Maya, Substance, Painter, ZBrush, Houdini.

– создавать персонажей различной сложности;

– создавать Lowpoly- и high- модели.

Курс обучения составляет 12 месяцев и включает в себя:

– практические видеоуроки;

– домашнее задание;

– работа с преподавателем, направленная на закрепление знаний и работу над ошибками;

– защита диплома.

По окончании курса выдается электронный сертификат и оказывается помощь в поиске работы. Все проекты, созданные за время обучения, идут в портфолио ученика.

Каков минимальный размер сканируемого отверстия?

Он определяется тем, c каким пространственным шагом сетки выполняется сканирование. У ручного 3D-сканера Creaform HandySCAN BLACK|Elite минимальный шаг сетки составляет 100 микрон, или 0,1 мм (это толщина офисного листа бумаги). Если отверстие близко к шагу сетки или меньше, то, естественно, захватить его контуры будет крайне трудно. Поэтому тонкие отверстия целесообразно сканировать с минимальным шагом сетки.

Преимущество сканеров Creaform в том, что, оцифровав деталь с крупным шагом сетки, он уже соберет максимальный объем информации через оптическую систему. И если вам нужно уточнить положение отверстий, которые выглядят грубыми при сканировании с большим шагом, можно просто указать меньшее значение шага сетки, и программное обеспечение произведет перерасчет сетки без повторного сканирования. Кромки отверстия станут более четкими, более детализированными. Это позволит гораздо более точно определить положение центра границы отверстия, даже если оно тонкое. 

Эксперт iQB Technologies Григорий Аватинян с портативным сканером peel 3d от Creaform

GeekBrains

Факультет 3D-моделирования

Вы разберетесь в 3ds Max, получите навык концептуального моделирования и научитесь критически подходить к решению проектных задач.

Программа обучения

Программа курса — одна из самых объёмных и содержательных. В то же время её легко понять, потому что знания даются постепенно: от базы к продвинутым инструментам.

I четверть. Первые шаги в визуализации и технология моделирования

• Введение в 3D-моделирование
• Базовые инструменты
• Основы моделирования
• Материалы и текстуры
• Моделирование, визуализация и постобработка

II четверть. Работа с композицией и моделирование сложных объектов

• Моделирование осветительных приборов
• Моделирование мебели простой формы
• Моделирование мебели сложной формы

III четверть. Погружение в моделирование и создание концепций

• Моделирование по DWG-чертежам
• Концептуальное моделирование по MESH-сетке
• Моделирование по скетчам

IV четверть. Проверка боем — работа над крупными сценами

• Детальная проработка средней сцены
• Детальная проработка крупной сцены
• Оформление портфолио в Adobe InDesign

Процесс создания изделия с применением аддитивных технологий.

Структура аддитивного технологического процесса производства изделий.

В соответствии с представленным алгоритмом на первом этапе создания изделия осуществляется разработка 3D-модели с использованием CAD-программы в соответствии с техническим заданием и требованиями стандартов. После этого необходимо экспортировать данные файла программы твердотельного моделирования в формат, воспринимаемый программой управляющей машины аддитивного производства (например, «STL»). Процесс моделирования в настоящее время можно производить не только как в твердотельном формате, так и сразу в STL. Перед следующим этапом проводится выявление возможных дефектов модели. Модель, предназначенная для 3D-печати, должна быть герметичной, монолитной и не содержать полых стенок, что обеспечивается с помощью специальных программ. Далее осуществляется преобразование информации из STL-файла в команды, следуя которым 3D-принтер производит изделие, это так называемый G-код.

Во время этой процедуры следует выбрать нужный масштаб детали, правильное положение в пространстве, а также точно позиционировать модель на рабочей поверхности. От этого зависит результат всего процесса, прочность, шероховатость поверхности детали и расход материала. После выполнения настроек происходит разделение модели на слои материала, «укладываемые» в тело детали за один рабочий цикл аддитивной машины. Этот процесс получил название нарезка (slicing – англ.). Нарезка производится с помощью программного обеспечения, поставляемого с машиной, или с помощью специальных средств (Simplify, Skein-forge, Slic3r, KISSlicer, MakerWare и др.). Полученный на предыдущей стадии G-код передается на 3D-принтер через флеш-память или через USB-кабель. В процессе подготовки и настройки аддитивной машины выполняются калибровка, предварительный нагрев рабочих органов, выбор модельного материала и задание зависящих от него параметров режимов работы оборудования. На устройствах профессионального уровня этот этап может быть совмещен с процедурами процесса нарезки. После того как выполнены все подготовительные операции, запускается процесс печати, то есть послойного объединения материалов. Его продолжительность зависит от типа технологии и выбранных параметров точности и качества изготовления детали.

Супер Maya от Фотошоп-мастер

Данный курс изучает создание 3D-графики и визуальных спецэффектов в программе Maya. Это самая актуальная программа в США и Европе, в ней создается 90% всех спецэффектов в фильмах и видеоиграх.

Курс обучения состоит из 38 занятий, которые включают в себя:

– 26 часов видеоуроков;

– выполнение домашнего задания по каждой теме;

– постоянная помощь и контроль наставника;

– практические работы с 3D-моделями.

Даже не имея никаких специальных знаний и навыков, по окончании курса вам станет доступно:

– создание сложных 3D-моделей;

– наделять персонажей реалистичностью;

– техники моделирования от простейших до профессиональных;

– настройки качества рендера;

– создание анимации;

– работа с кривыми;

– расширенные возможности программы.

После окончания обучения вам выдадут сертификат о прохождении курса. Все практические работы, созданные за период обучения, можно будет добавить себе в портфолио.

Твердотельное моделирование

Твердотельное моделирование – это проектирование тел, имеющих все признаки физического тела. Объекты, выполненные с помощью данной технологии, лучше воспринимаются по сравнению с объектами, выполненными другими способами.

При твердотельном моделировании моделлеры работают не с отдельными поверхностями, а сразу с оболочками. Поверхность моделируемого объекта полностью описывается оболочками, которые отделяют внутренний объем объекта от всего остального пространства. В твердотельном моделировании процесс построения оболочки объекта аналогичен процессу изготовления самого моделируемого объекта. Сначала создается оболочка простой формы, которую потом уже подгоняют под модель нужным образом.

Преимущества твердотельного моделирования:

1. Лучшая визуализация и восприятие созданной модели – трехмерная модель с применением современных технологий выглядит более чем реалистично.
2. Автоматическое формирование чертежей – одно из самых главных преимуществ данной технологии. Построение модели и формирование чертежей по ней с использованием твердотельного моделирования – дело нескольких секунд.
3. Быстрота и легкость в процессе внесения изменений и корректировок в модель – не нужно заново формировать чертеж, достаточно изменить нужные пункты и обновить программу. Также можно использовать шаблоны, что значительно сократит время на выполнение работы.
4. Объединение с различными дополнительными приложениями – интеграция позволяет сократить время, использовав сразу полученные результаты на последующих стадиях работы.
5. Скорость при проектировании – твердотельное моделирование сокращает срок выполнения проектирования объекта. Быстрота моделирования позитивно влияет на скорость возвращения вложенных инвестиций.

Создание твердотельных моделей как никогда сегодня актуально

Важно не только быстро создавать объект, но и так же быстро редактировать его. Твердотельное моделирование обладает данными качествами, поэтому оно считается самой совершенной технологией

Методы представлений, а именно граничный и конструктивный обеспечивают максимально реалистичные модели.

Обладая такими существенными преимуществами, твердотельное моделирование признано самым быстрым, качественным и эффективным методом при проектировании сложных объектов.