Ви, напевно, читаєте цю статтю на екрані монітора комп'ютера або мобільного пристрою – дисплей, який має реальні розміри, висоту та ширину. Але коли ви дивитеся, наприклад, мультфільм Історія Іграшок або граєте в гру Tomb Raider, ви бачите тривимірний світ. Однією з найдивовижніших речей тривимірного світу є те, що світ, який ви бачите, може бути світом, в якому ми живемо, світом, в якому ми житимемо завтра, або світом, який живе лише в умах творців фільму чи гри. І всі ці світи можуть з'явитися лише на одному екрані – це як мінімум цікаво.
Як комп'ютер робить так, що обманює наші очі і ми думаємо, що, дивлячись на плоский екран, бачимо глибину представленої картини? Як розробники ігор роблять так, що ми бачимо реальних персонажів, що пересуваються у реальному ландшафті? Сьогодні я розповім вам про візуальні трюки, які використовуються графічними дизайнерами, І про те, як все це розробляється і здається нам настільки простим. Насправді все не просто, і щоб дізнатися, що собою являє 3D-графіка, ступайте під кат - там вас чекає захоплююча історія, в яку, я впевнений, ви поринете з небувалим задоволенням.

Що робить зображення тривимірним?

Зображення, яке має або здається, що має висоту, ширину та глибину є тривимірним (3D). Картинка, яка має висоту та ширину, але не глибину є двовимірною (2D). Нагадайте мені, де ви зустрічаєте двовимірні зображення? - Майже скрізь. Згадайте навіть звичайний символ на дверях туалету, що позначає кабінку для тієї чи іншої статі. Символи спроектовані таким чином, що ви можете розпізнати їх та дізнатися з першого погляду. Ось чому вони використовують лише основні форми. Більше Детальна інформаціяпро будь-який символ може розповісти вам, який одяг носить цей маленький чоловічок, що важить на двері, або колір волосся, наприклад, символіки дверей жіночого туалету. Це одна з основних відмінностей між тим, як використовується тривимірна і двовимірна графіки: 2D-графіка проста і запам'ятовується, а 3D-графіка використовує більше деталей і вміщує в здавалося б звичайний об'єкт значно більше інформації.

Наприклад, трикутники мають три лінії і три кути - все, що потрібно, щоб розповісти з чого складається трикутник і взагалі що є. Однак подивіться на трикутник з іншого боку – піраміда – є тривимірною структурою з чотирма трикутними сторонами. Зверніть увагу, що в цьому випадку є вже шість ліній і чотири кути - з цього складається піраміда. Бачите, як звичайний об'єкт може перетворитися на тривимірний і вмістити в себе набагато більше інформації, необхідної розповісти історію трикутника або піраміди.

Протягом сотень років митці використали деякі візуальні трюки, які можуть зробити плоске 2D-зображення справжнім вікном у реальний тривимірний світ. Ви можете побачити подібний ефект на звичайній фотографії, які ви можете сканувати та переглянути на моніторі комп'ютера: об'єкти на фотографії здаються меншими, коли вони далі; об'єкти ж, близькі до об'єктиву камери, знаходяться у фокусі, отже, відповідно, все, що за об'єктами у фокусі – розмито. Кольори, як правило, менш яскраві, якщо об'єкт не такий близький. Коли ми говоримо про 3D-графіку на комп'ютерах сьогодні – ми говоримо про зображення, що рухаються.

Що таке 3D-графіка?

Для багатьох з нас ігри на персональному комп'ютері, мобільному пристроїабо взагалі просунута ігрова система- найяскравіший приклад і найпоширеніший спосіб, завдяки якому ми можемо споглядати тривимірну графіку. Всі ці ігри, круті фільми, створені за допомогою комп'ютера, повинні пройти три основні кроки зі створення та представлення реалістичних тривимірних сцен:

1. Створення віртуального 3D-світу
2. Визначення того, яка частина світу буде показана на екрані
3. Визначення того, як піксель на екрані виглядатиме, щоб повне зображення здавалося максимально реалістичним

Створення віртуального 3D-світу
Віртуальний 3D-світ - це, ясна річ, не те саме, що і реальний світ. Створення віртуального 3D-світу - комплексна робота з комп'ютерної візуалізації світу, схожого на реальний, для створення якого використовується велика кількість інструментів і має на увазі вкрай високу деталізацію. Візьміть, наприклад, дуже маленьку частину реального світу - свою руку та робочий стіл під нею. Ваша рука має особливі якості, які визначають, як вона може рухатися і виглядати зовні. Суглоби пальців згинаються лише у бік долоні, а чи не протилежно від неї. Якщо ви вдарите по столу, то з ним жодних дій не станеться – стіл твердий. Відповідно, ваша рука не може пройти через робочий стіл. Ви можете довести, що це твердження істинне, дивлячись на щось природне, а у віртуальному тривимірному світі справи зовсім по-іншому - у віртуальному світі немає природи, немає таких природних речей, як ваша рука, наприклад. Предмети у віртуальному світі повністю синтетичні – це єдині властивості, дані їм за допомогою програмного забезпечення. Програмісти використовують спеціальні інструменти та розробляють віртуальні 3D-світи з особливою ретельністю, щоб все в них завжди поводилося певним чином.

Яка частина віртуального світувідображається на екрані?
Будь-якої миті екран показує лише крихітну частину віртуального тривимірного світу, створеного для комп'ютерної гри. Те, що показується на екрані - певні комбінації способів, якими визначається світ, де ви приймаєте рішення, куди піти і що подивитися. Незалежно від того, куди ви йдете – вперед чи назад, вгору чи вниз, ліворуч чи праворуч – віртуальний тривимірний світ навколо вас визначає те, що ви бачите, перебуваючи на певній позиції. Те, що ви бачите, має сенс від однієї сцени до іншої. Якщо ви дивитесь на об'єкт з тієї ж відстані, незалежно від напрямку, він має виглядати високо. Кожен об'єкт повинен виглядати і рухатися таким чином, щоб ви вірили в те, що він має ту ж масу, що реальний об'єкт, що він такий же твердий або м'який, як і реальний об'єкт, і так далі.

Програмісти, які пишуть комп'ютерні ігри, докладають величезних зусиль до розробки віртуальних 3D-світів і роблять їх так, щоб ви могли блукати в них, не стикаючись ні з чим, що змушувало б вас думати «Це не могло статися в цьому світі!». Останньою річчю, яку ви хочете бачити – два тверді об'єкти, які можуть пройти прямо один через одного. Це різке нагадування про те, що все, що ви бачите, є удаванням. Третій крок включає ще як мінімум стільки ж обчислень, скільки й інші два кроки і повинні відбуватися так само в реальному часі.

Освітлення та перспектива

Коли ви входите в кімнату, ви вмикаєте світло. Ви, мабуть, не витрачаєте багато часу на роздуми, як це насправді працює і як світло виходить від лампи, поширюючись по кімнаті. Але люди, які працюють з тривимірною графікою, повинні думати про це, тому що всі поверхні, що оточують каркаси та інші подібні речі повинні бути освітлені. Один з методів - трасування променів - передбачає ділянки шляху, які беруть промені світла, залишаючи лампочку, відскакуючи від дзеркал, стін та інших поверхонь, що відбивають і, нарешті, приземляються на предмети з різною інтенсивністю від різних кутів. Це складно, адже від однієї лампочки може бути один промінь, але в більшості приміщень використовується кілька джерел світла – кілька світильників, стельові світильники (люстри), торшери, вікна, свічки тощо.

Освітлення грає ключову роль у двох ефектах, які надають зовнішній вигляд, вага та зовнішню міцність об'єктів: затемнення та тіні. Перший ефект, затемнення, є місцем, де з одного боку на об'єкт падає більше світла, ніж з іншого. Затемнення надає об'єкту безліч натуралізму. Це штрихування - те, що робить згини в ковдрі глибокими і м'якими, а високі вилиці здаються разючими. Ці відмінності в інтенсивності світла зміцнюють загальну ілюзію, що об'єкт має глибину, а також висота і ширина. Ілюзія маси походить від другого ефекту – тіні.

Тверді тіла відкидають тіні, коли світло падає на них. Ви можете побачити це, коли ви спостерігаєте тінь, яку сонячний годинник або дерево кидають на тротуар. Тому ми звикли бачити реальні предмети та людей, що відкидають тіні. У тривимірному зображенні тінь знову ж таки зміцнює ілюзію, створюючи ефект присутності в реальному світі, а не в екрані математично вироблених форм.

Перспектива
Перспектива - одне слово, здатне означати багато, але фактично описує простий ефект, який бачили все. Якщо ви стоїте на боці довгої прямої дороги і дивіться вдалину, здається, ніби обидві сторони дороги сходяться в одній точці на горизонті. Крім того, якщо дерева стоять поруч із дорогою, дерева далі виглядатимуть менше, ніж дерева близькі до вас. Насправді буде схоже, що дерева сходяться у певній точці горизонту, сформованій біля дороги, але це не так. Коли всі об'єкти на сцені будуть виглядати, що зрештою сходяться в одній точці на відстані - це перспектива. Є безліч варіацій цього ефекту, але більшість тривимірної графіки використовує єдину точку зору, яка щойно була описана мною.

Глибина різкості

Іншим оптичним ефектом, що успішно використовується для створення графічних тривимірних об'єктів, є глибина різкості. Використовуючи мій приклад з деревами, окрім вищеописаного відбувається ще одна цікава річ. Якщо ви подивитеся на дерева, що знаходяться близько до вас, дерева, розташовані далі, як видається, будуть не у фокусі. Кінорежисери та комп'ютерні аніматори використовують цей ефект, глибину різкості, для двох цілей. Перша полягає в зміцненні ілюзії глибини в сцені, що розглядається користувачем. Друга мета – використання режисерами глибини різкості зосереджує свою увагу на предметах чи акторах, які вважаються найважливішими. Щоб звернути увагу не героїню фільму, наприклад, може використовуватися «мала глибина різкості», де тільки актор знаходиться у фокусі. Сцена, яка розроблена таким чином, щоб справити на вас повне враження, навпаки, використовуватиме «глибоку глибину різкості», щоб якомога більше об'єктів було у фокусі і таким чином помітно глядачеві.

Згладжування

Ще один ефект, який покладається на обман очей - згладжування. Цифрові графічні системи дуже добре підходять до створення чітких ліній. Але буває і таке, що беруть верх діагональні лінії (вони ж досить часто з'являються в реальному світі, і тоді комп'ютер відтворює лінії, які більше нагадують драбинки (я думаю, що ви знаєте, що таке драбинка при детальному розгляді об'єкта зображення)). Таким чином, щоб обдурити своє око у вигляді гладкої кривої або лінії, комп'ютер може додати певні відтінки кольору в рядки пікселів, що оточують лінію. Цим «сірим кольором» пікселів комп'ютер якраз і обманює ваші очі, а ви, тим часом, думаєте, що зубчастих сходів більше немає. Цей процес додавання додаткових кольорових пікселів для обману очей називається згладжуванням, і він є одним із методів, що створюються вручну комп'ютерною тривимірною графікою. Іншим складним завданням для комп'ютера є створення тривимірної анімації, приклад якої буде представлений у наступному розділі.

Реальні приклади

Коли всі трюки, описані мною вище, використовуються разом для створення реальної сцени - результат відповідає працям. Останні ігри, фільми, об'єкти, що машинно-генеруються, поєднуються з фотографічними фонами - це посилює ілюзію. Ви можете побачити дивовижні результати, коли ви порівняєте фотографії та комп'ютерну сцену.

На фотографії вище представлений звичайний офіс, для входу до якого використовується тротуар. В одній із наступних фотографій на тротуар було покладено простий однотонний м'яч, після чого цю сцену сфотографували. Третя фотографія являє собою використання комп'ютерної графічної програми, яка і створила насправді неіснуючий на цій фотографії м'яч. Чи можете ви сказати, що є якісь суттєві відмінності між цими двома фотографіями? Думаю що ні.

Створення анімації та видимості «живої дії»

До цього часу ми розглядали інструменти, які змушують будь-яке цифрове зображення здаватися більш реалістичним - чи є зображення стилом чи частиною анімаційної послідовності. Якщо це анімаційна послідовність, то програмісти та дизайнери будуть використовувати ще більше різних візуальних хитрощів, щоб створити видимість «живої дії», а не зображень, створених комп'ютером.

Скільки кадрів за секунду?
Коли ви йдете на шикарний блокбастер в місцеве кіно, послідовність зображень, званих кадрами, працює в кількості 24 кадри в секунду. Оскільки наша сітківка зберігає зображення трохи довше, ніж 1/24 секунд, очі більшості людей будуть змішувати кадри в один безперервний образ руху і дії.

Якщо ви не розумієте, що я щойно написав, то подивимося на це з іншого боку: це означає, що кожен кадр кінофільму - фотографія, зроблена на витримці (експозиції) 1/24 секунди. Таким чином, якщо ви подивитеся на один з численних кадрів фільму про гонки, ви побачите, що деякі гоночні автомобілі "розмиваються", тому що вони проїхали з великою швидкістю, поки біля камери відкритий затвор. Ця розмитість речей, що створюється рахунок швидкого руху - те, що ми звикли бачити, і це частина того, що робить зображення реальним для нас, коли ми дивимося на нього на екрані.

Однак, цифрові тривимірні зображення - це не фотографії як не крути, тому ніякого ефекту розмивання не відбувається, коли об'єкт переміщається в кадрі під час зйомки. Щоб зробити зображення більш реалістичними, розмивання має бути явно додане програмістами. Деякі дизайнери вважають, що для «подолання» цієї відсутності природного розмиття потрібно понад 30 кадрів за секунду, тому і підштовхнули ігри вийти на новий рівень – 60 кадрів за секунду. Хоча це і дозволяє кожному окремому зображенню виглядати в найдрібніших подробицях і відображати об'єкти, що рухаються, у менших приростах, воно істотно збільшує кількість кадрів для даної анімаційної послідовності дій. Є й інші шматки зображень, де точний рендеринг на комп'ютері повинен бути принесений в жертву заради реалізму. Це стосується як рухливим, і нерухомим об'єктам, але це зовсім інша історія.

Підійдемо до кінця

Комп'ютерна графіка продовжує дивувати весь світ, створюючи і генеруючи найрізноманітніші об'єкти і сцени, що дійсно реалістично рухаються і не рухаються. З 80 колонок і 25 ліній монохромного тексту графіка значно просунулась, і результат очевидний - мільйони людей грають у ігри та проводять найрізноманітніші симуляції із сьогоднішньою технологією. Нові 3D-процесори також дадуть про себе знати - завдяки їм ми зможемо в буквальному сенсі досліджувати інші світи і відчувати те, чого ми ніколи не наважувалися спробувати реального життя. Насамкінець повернемося наприклад з м'ячем: як створювалася ця сцена? Відповідь проста: зображення має згенерований комп'ютером м'яч. Нелегко сказати, який із двох є справжнім, чи не так? Наш світ є дивним і ми повинні відповідати йому. Сподіваюся, вам було цікаво, і ви дізналися для себе чергову порцію цікавої інформації.

Всі ми щодня спостерігаємо величезну кількість реклами, фільмів, мультфільмів та іншої медіапродукції нашого сучасного світу. Світу технологій, без яких, здається, вже не зможуть прожити мільйони людей у ​​всьому світі.

Багато людей знають, що все більша частина сучасного мистецтва створено за допомогою комп'ютерної графіки. Але мало хто з них розуміє, чим відрізняється растрова графіка від векторної, а фрактальна від 3d-графіки. Ці відмінності ми розберемо сьогодні. А більше докладний описбільшості програм та їх вартості можна знайти на сайті https://www.architect-design.ru. Тож поїхали розбиратися.

Можна сміливо сказати, що це вид (тип) комп'ютерної графіки найпоширеніший. Поклади кадрів із відпусток та мільйони фотографій наймиліших кошенят в інтернеті – все це растрова графіка.

Будуються зображення растрового типу за простому принципу, що схожий, наприклад, на вишивку хрестом. Певний колір поміщається у призначений йому осередок. Якщо сильно наблизити растрову картинку, можна побачити як вона розбивається на однакові за розміром квадратики, нагадуючи мозаїку. Таке збільшення помітно погіршує її якість, оскільки картинка за сильного збільшення ділиться на видимі квадрати. Цей ефект називається пікселізація, а кожен такий квадратик – крапкою, або пікселем.

Растрова графіка

Слово «піксель» походить від скорочення «Picture element». Піксель не ділиться на дрібніші частини, має однорідний колір і є найдрібнішим елементом растрового зображення. Розмір точки, пікселя, з множини яких коштує зображення, приблизно 0,05 міліметра.

До переваг растрової графіки можна віднести її високу реалістичність. Мінусом може бути те, що якщо картинка дуже маленька, то збільшити її без втрати якості просто не вдасться. Найпопулярніша програма створення та редагування растрової графіки – Adobe Photoshop.

Векторна графіка

Якщо у растрової графіці точка – це основний елемент, то у векторі таким можна назвати лінію. Звичайно, в растрі теж є лінії, але їх самих можна розбити на дрібніші деталі, пікселі, а от спростити векторну лінію вже не можна.

Лінії перетинаються, згинаються, замикаються між собою, утворюють форми. Наприклад, три замкнуті під кутом прямі утворюють примітив – трикутник. Цей трикутник можна залити певним кольором або текстурою, розтягнути одну з сторін або вигнути. Але векторна графіка це не лише геометричні примітиви: зображення може складатися з химерних клякс, ліній різної товщини та будь-яких інших форм. Чим більше таких форм використано, тим краще виглядає векторне зображення. Чим це схоже на аплікацію з паперу, яка складається з комбінацій форм, вирізаних з різних листів кольорового паперу.

Векторна графіка

Головна перевага такого виду графіки в тому, що якість картинки не змінюється при масштабуванні, та й розмір такого файлу менший, адже кожен об'єкт, який використовується у створенні зображення, програма сприймає як формулу. Така формула займає лише один осередок інформації.

Допустимо, лінія позначається програмою літерою «Л» і записується в одну клітинку зошита. А якщо лінія набуває червоного кольору, то до літери «Л» ще додається літера «К», як позначення кольору, але це також вміщується в одну клітинку пам'яті.

Така система чимось спрощують роботу із зображенням під час редагування. Адже кожен об'єкт можна згинати, збільшувати та масштабувати, не торкаючись інших. Мінус швидше один: ваш вихованець, намальований у векторі, швидше буде схожим на героя коміксів, ніж живого кота. Векторна графіка створюється найчастіше у програмах: Corel Draw, Adobe Illustrator.

Фрактальна графіка

З латинської мови слово «фрактал» можна перекласти як «що складається з частин, фрагментів». Для створення фрактального зображення використовується об'єкт, який нескінченно помножений і повторюється, частини якого знову і знову діляться, а їх частини... загалом, ви зрозуміли. Це нагадує сніжинку або дерево, якби кожна його гілка ділилася на дві, а ті, у свою чергу, ще на дві і так далі.

Характер такого поділу та множення визначається заданою математичною формулою. Модифікацій собі подібних об'єктів безліч, але вони закладається в одно-єдине математичне обчислення, змінюючи яке можна отримувати нові варіації фрактального зображення. Apophysis - це одна з програм, що генерують фрактальні зображення.

Фрактальна графіка

3D графіка

Тривимірне зображення, створене на комп'ютері, може бути максимально реалістичним. Його можна обертати, розглядаючи з усіх боків, наближати чи віддаляти. Таким чином, 3D об'єкти схожі на об'єкти реального життя, так мають об'єм, текстуру і існують як би в трьох вимірах, але тільки на екрані.

3D графіка може бути простою, як наприклад створений в обсязі квадрат, або складною, наповненою деталями. Об'єктам можна надати ефекту руху, переміщення у просторі або взаємодії з предметами, якщо так побажає той, хто їх створив. 3D графіку ми бачимо у відео іграх та мультиках - саме там вона оживає та дає оцінити її обсяги та реалістичність. Найпопулярніші програми для створення 3d-графіки: 3ds Max, Maya, Cinema 4D, Blender. Саме програмі 3ds Max і присвячений сайт, на якому ви зараз перебуваєте.

3ds max - програма створення 3d-графіки

Для створення комп'ютерної графіки використовують багато різних програм. Умовно їх можна поділити на такі групи:

• Програми цифрового скульптингу (Pixologic ZBrush, Autodesk Mudbox).
• Ігрові двигуни (Unreal Engine 4, Unity 5, CryEngine 3).
• Вузькоспеціалізовані додатки, «заточені» під конкретні завдання (анімація рідин – RealFlow, створення текстур – Mari та ін.).
• Універсальні 3D редактори (Cinema 4D, 3Ds Max, Maya, Houidini тощо).

Перші три групи розберемо у наступних статтях. Сьогодні пропонуємо огляд універсальних 3D редакторів (Full 3D Suites).

Універсальні 3D редактори,як правило, містять все необхідне для CG: інструменти моделювання, анімації та візуалізації.

На запитання: «Який із пакетів найкращий? Що вибрати?" немає правильних відповідей. Вибір інструменту залежить від багатьох факторів: особистих переваг CG-художника, поставлених цілей, фінансових можливостей тощо.

• функціонал програми;
• зручність користування (інтуїтивний інтерфейс тощо);
• доступність, ціна.

Більшість фахівців у своїй роботі використовують відразу кілька програм: деякі речі простіше і швидше робити сторонніх додатках(Деталізація, постобробка, симуляція та ін.). Тому не обмежуйте себе рамками лише одного пакета. Тим більше, вибір інструментів сьогодні просто величезний.

Найпопулярніші 3D пакети:

3 Ds Max

3Ds Max- «піонер» серед 3D редакторів, дуже популярний інструмент, №1 у виборі багатьох початківців та професіоналів. Займає провідні позиції у сфері дизайну та архітектурної візуалізації. Часто використовується в ігровій промисловості.

Можливості:

• моделювання на основі полігонів, сплайнів та NURBS,
• потужна система частинок,
• модуль волосся/шерсть,
• розширені шейдери Shader FX,
• підтримка нових та вдосконалених механізмів Iray та mental ray.
• анімація натовпу,
• імпорт з Revit та SketchUp,
• інтеграція композитингу

І багато іншого.

Плюси:величезний функціонал, безліч плагінів та навчальної інформації.

Мінуси:не так простий у освоєнні, «старожилу» потрібні серйозні оновлення.

Autodesk Maya

Maya- промисловий стандарт 3D графіки в кіно та телебаченні. Maya популярна серед великих студій та масштабних проектів у рекламі, кіно, ігровій індустрії. Пакет ідеальний для створення анімації.

Можливості:

• повний набір інструментів для NURBS- та полігонального моделювання;
• потужні засоби загальної та персонажної анімації;
• розвинена система часток;
• технологія Maya Fur (створення хутра, волосся, трави);
• технологія Maya Fluid Effects (моделювання рідин, атмосфери);
• широкий набір засобів створення динамічних спецефектів;
• UV-текстури, нормалі та колірне кодування;
• багатопроцесорний гнучкий рендеринг.

Плюси:величезний функціонал та можливості.

Мінуси:тривале та складне навчання, високі вимоги до системи, висока ціна.

Cinema 4 D

Cinema 4 D- один із найкращих та зручних 3D пакетів на сьогоднішній день. Величезний функціонал: від моделювання, анімації, ефектів до «ліплення» та модуля BodyPaint 3D. У більш зрозумілий і зручний інтерфейс, ніж у 3Ds Max і Maya. Широко використовується в моушен-дизайні, кіноіндустрії та рекламі.

Можливості:

• полігональне та NURBS-моделювання;
• BodyPaint 3D (модуль для створення розгорток UV та текстурних карт);
• генерація та анімація об'єктів;
• персонажна анімація;
• динаміка м'яких та твердих тіл;
• модуль для створення реалістичного волосся;
• система частинок Thinking Particles;
• непоганий вбудований візуалізатор.

Плюси:легкість в освоєнні, інтуїтивний інтерфейс, відмінний функціонал, безліч навчальних матеріалів, тісний зв'язок з Adobe After Effects, Houdini і т.д.

Мінуси:неналагоджена система переходу між версіями.

Modo

Modo- повноцінний продукт для моделювання, малювання, анімації та візуалізації. Включає також інструменти скульптингу та текстурного фарбування. Завдяки зручності користування та високої продуктивності, Modo має репутацію одного з найшвидших інструментів моделювання. Modo популярний у сфері реклами, розробки ігор, спецефектів та архітектурної візуалізації.

Можливості:

• полігональне та моделювання SDS;
• сучасні інструменти анімації;
• динаміка твердих та м'яких тіл;
• система малювання;
• матеріал Fur (хутро) для створення волосся, трави та хутра;
• інструменти ліплення;
• швидка та якісна візуалізація.

Плюси:потужний та зрозумілий інструментарій, висока продуктивність.

Мінуси:мало інформації.

Side Effects Houdini

Houdini- потужний професійний пакет для роботи з 3D графікою, в основі процедурна, нодова система. Houdini ідеально підходить для створення складної динаміки, симуляції: частинок, рідини, диму, вогню, імітації природних явищ тощо. А також це чудовий інструмент для створення вражаючих візуальних ефектів. Основна сфера застосування Houdini - кіноіндустрія.

Можливості:

• полігональне та NURBS-моделювання,
• анімація (ключова, процедурна),
• персонажна анімація,
• система частинок,
• динаміка твердих і м'яких тіл, тканин, шерсті/волосся, газів та рідин,
• робота з об'ємним звуком,
• потужний рендер двигун Mantra,
• убудований інструмент композитингу.

Плюси:висококласні спецефекти та анімація.

Мінуси:мало інформації висока ціна.

Softimage

Softimage(Autodesk Softimage, раніше Softimage/XSI) - програма для 3D анімації та створення візуальних ефектів у game-індустрії, кіно та телебаченні.

У Softimage була одна з самих найкращих системанімації. Завдяки унікальній системі ICE (Interactive Creative Environment — платформі візуального програмування, що базується на нодах) пакет пропонував широку функціональність, гнучкість, високу продуктивність та якість.

Можливості:

• потужне полігональне, а також процедурне моделювання серед ICE;
• фізика та динаміка частинок та геометрії;
• нелінійна анімація;
• інструменти лицьової анімації Autodesk Face Robot;
• вбудований MentalRay.

У 2008 році компанія Autodesk викупила Softimage у Avid за 35 млн доларів. У 2015 Autodesk оголосила про припинення продажів ліцензій на Softimage і фактично позбавилася одного з найсильніших гравців на ринку. На офіційному сайті пропонується перейти на 3Ds Max або Maya.

LightWave

Lightwave 3D- інструмент для 3D анімації та візуальних ефектів від компанії NewNek. З давніх-давен є промисловим стандартом у кіно та телебаченні.

Новий удосконалений пакет LightWave 2015 пропонує великі можливості: від динамічного моделювання, персонажної анімації, візуальних ефектів до розробки ігор та архітектурної візуалізації.

Можливості:

• інтуїтивний подвійний інтерфейс (modeler та layout);
• потужне полігональне моделювання;
• розвинена система анімації;
• система частинок;
• система спорядження персонажа Genoma 2;
• удосконалений рендеринг;
• інтерактивне динамічне успадкування (Interactive Dynamic Parenting);
• гнучка система Bullet Dynamics;

Плюси:Великий функціонал, зручний подвійний інтерфейс.

Мінуси:не такий популярний у нашій країні та країнах СНД, мало інформації.

Blender

Єдиний у списку безкоштовний 3D пакет, який практично не поступається за функціоналом платним додаткам. Blender включає засоби для 3D моделювання, анімації, а також набір опцій для створення ігор, візуальних ефектів і скульптингу. Відмінна альтернатива "монстрам" 3D анімації. Завдяки підтримці Blender Foundation, програма дуже швидко та стабільно розвивається.

Можливості:

• полігональне моделювання, сплайни, NURBS-криві та поверхні;
• режим ліплення;
• система частинок;
• динаміка твердих та м'яких тіл: рідина, шерсть/волосся тощо;
• скелетна анімація;
• вбудовані механізми рендерингу та інтеграція зі сторонніми візуалізаторами;
• редактор відео;
• функції створення ігор та програм (Game Blender).

Плюси:доступність, відкритий код, кросплатформеність, невеликий розмір (близько 50 мегабайт), широкий функціонал, можливість створення ігор.

Мінуси:відсутність документації у базовій поставці.

Отже, якщо коротко:

• 3Ds Max- комп'ютерні ігри, інтер'єри, візуалізація.
• Maya- анімація, кіноіндустрія, телебачення, кліпи.
• Cinema 4D- спецефекти в кіно та телебаченні, моушен-дизайн, реклама.
• Modo- реклама, ігри, спецефекти у кіно.
• Houdini- візуальне програмування, спецефекти у кіно.
• Softimage- анімація та спецефекти у кіно, телебаченні, іграх.
• LightWave- Спецефекти в кіно, телебаченні.
• Blender- Персональна анімація, створення ігор.

На закінчення хочеться відзначити: 3D редактор - лише інструмент, розкрити потенціал якого може тільки сам дизайнер, CG художник. Освоївши повною мірою один пакет, вивчити інші не складе труднощів.

Успіхів Вам у навчанні та роботі!

Цей вид комп'ютерної графіки увібрав у собі дуже багато векторної, а також з растрової комп'ютерної графіки. Застосовується вона при розробці дизайн-проектів інтер'єру, архітектурних об'єктів у рекламі, при створенні навчальних комп'ютерних програм, відео-роликів, наочних зображень деталей та виробів у машинобудуванні та ін.

Тривимірна комп'ютерна графікадозволяє створювати об'ємні тривимірні сцени з моделюванням умов освітлення та встановленням точок зору.

Для вивчення прийомів і засобів композиції, таких як передача простору, середовища, світлотіні, законів лінійної, повітряної та колірної перспективи, тут очевидні переваги цього виду комп'ютерної графіки над векторною та растровою графікою. У тривимірній графіці зображення (або персонажі) моделюються і переміщуються у віртуальному просторі, в природному середовищі або в інтер'єрі, а їх анімація дозволяє побачити об'єкт з будь-якої точки зору, перемістити в штучно створеному середовищі та просторі, зрозуміло, при супроводі спеціальних ефектів.

Тривимірна комп'ютерна графіка, як і векторна, є об'єктно-орієнтованою, що дозволяє змінювати всі елементи тривимірної сцени, так і кожен об'єкт окремо. Цей вид комп'ютерної графіки має великі можливості для підтримки технічного креслення. За допомогою графічних редакторів тривимірної комп'ютерної графіки, наприклад Autodesk 3D Studio, можна виконувати наочні зображення деталей та виробів машинобудування, а також виконувати макетування будівель та архітектурних об'єктів, що вивчаються у відповідному розділі архітектурно-будівельного креслення. Поруч із може бути здійснено графічна підтримка таких розділів накреслювальної геометрії, як, аксонометрические і ортогональні проекції, т.к. принципи побудови зображень у тривимірній комп'ютерній графіці частково запозичені із них.

Для декоративно-ужиткового мистецтва тривимірна комп'ютерна графіка надає можливість макетування майбутніх виробів з передачею фактури та текстури матеріалів, з яких ці вироби будуть виконані. Можливість побачити з будь-яких точок зору макет виробу до його втілення в матеріалі дозволяє внести зміни та виправлення у його форму або пропорції, які можуть бути неможливі після початку роботи (наприклад, ювелірні вироби, декоративне лиття з металу та ін.). У тому ж напрямі тривимірна комп'ютерна графіка може бути використана для підтримки скульптури, дизайну, художньої графіки та ін. Об'ємна тривимірна анімація та спецефекти також створюються засобами тривимірної графіки. Створення навчальних роликів для навчальних програм може бути основним застосуванням цих можливостей тривимірної комп'ютерної графіки.

До засобів роботи з тривимірною графікою відносять такий графічний редактор як 3D Studio MAX. Це один із найвідоміших тривимірних редакторів, він часто використовується при створенні фільмів. Розробка програми 3D Studio МАХбула розпочата у 1993 році. Версія 3D Studio МАХ 1.0вийшла у 1995 році на платформі Windows NT.

Вже тоді деякі експерти обережно висловлювали думку, що МАХможе конкурувати коїться з іншими пакетами тривимірної графіки. Восени 2003 року discreetвипускає ЗD MAX 6. Нові інструменти анімації частинок у зв'язці з модулями дозволяють створювати фотореалістичні атмосферні ефекти. З'явилися вбудована підтримка крапельно-сітчастих об'єктів, повноцінна мережева візуалізація, імпорт даних з САD-Додатків, нові можливості для моделювання. Але крім 3D Studio MAXє й інші не менш популярні програми тривимірного моделювання, наприклад Maya. Maya- це програма-аналог 3D Studio MAXАле вона призначена, в першу чергу, для анімації та для передачі міміки на особі тривимірного актора. Крім того, в Mayaзручніше малювати. 3D Studio MAXспрямований насамперед якісну візуалізацію предметів, ще ньому можна виконувати примітивні креслення.

Взагалі, для креслення існують свої програми тривимірного моделювання, найвідоміші з них AutoCAD, ArhiCAD. AutoCADпризначений, насамперед, для машинобудівного креслення, а ArhiCADдля архітектурного моделювання.

Що ж потребує тривимірна графіка від людини?

Звичайно ж, вміння моделювати різні форми та конструкції за допомогою різних програмних засобів, а також знання ортогонального (прямокутного) та центрального проектування. Остання - називається перспективою. Дуже гарна якістьмоделювання досягається за допомогою ретельного підбору текстур та матеріалів у поєднанні з правильним розміщенням у сцені джерел освітлення та камер. Основою для побудови будь-якої просторової форми є площина та грань об'єкта. Площина в тривимірній графіці визначається за допомогою трьох точок, з'єднаних відрізками прямих ліній.

Саме ця умова дає можливість описати за допомогою одержуваних площин. «просторову сітку», Яка є модель об'єкта. Потім об'єкт додатково привласнюються характеристики поверхні об'єкта - матеріал. У свою чергу, матеріал характеризує якість поверхні, наприклад, полірована, шорстка, блискуча та ін. Описується та його текстура (камінь, тканина, скло та ін.). Задаються оптичні властивості, наприклад, прозорість, відображення або заломлення світлових променів і т.д.
Поряд із цим, тривимірному об'єкту можна задати умови освітлення та вибрати точку огляду (камеру) для отримання найцікавішого наочного зображення. Постановка, що складається з тривимірного об'єкта, умов освітлення та обраної точки зору, називається «тривимірною сценою». А ось для опису тривимірного простору та об'єкта, що знаходиться всередині, використовується добре вже знайомий Вам координатний метод.

Існують різні методимоделювання тривимірних об'єктів. Наприклад, метод текстового опису моделі за допомогою спеціальних мов програмування "Скрипт".

Програми для 3D-моделювання можуть допомогти перетворити деякі ідеї на красиві моделі та прототипи, які згодом можна буде використовувати в різних цілях. Ці інструменти дозволяють створювати моделі з нуля незалежно від рівня підготовки. Деякі 3D редактори досить прості, так що їх у стислі терміниопанує навіть новачок. Сьогодні 3D-моделі використовуються в різних сферах: це кіно, комп'ютерні ігри, дизайн інтер'єру, архітектура та багато іншого.

Вибір оптимального програмного забезпечення для моделювання часто буває важким, тому що непросто знайти програму, в якій був би весь необхідний функціонал. FreelanceToday пропонує вашій увазі 20 безкоштовних програмдля 3D-моделювання.

Daz Studio – це потужне і абсолютно безкоштовне програмне забезпечення для тривимірного моделювання. Не можна сказати, що це легкий для освоєння інструмент – новачкам доведеться довго вивчати можливості програми. Творці програми подбали про досвід користувача, але зручність Daz Studio вдасться оцінити далеко не відразу. Однією з фішок програми є створення 3D-зображень з GPU прискоренням під час рендерингу, що дозволяє створювати дуже реалістичні моделі. Також у Daz Studio є підтримка створення сцен та функціонал для анімації моделей.

Доступнодля: Windows, | OS X

Безкоштовне програмне забезпечення для 3D-моделювання Open SCAD призначене для серйозного проектування (промдизайн, інтер'єри, архітектура). Художні аспекти творців програми цікавили набагато меншою мірою. На відміну від інших програм такого плану, Open SCAD не є інтерактивним інструментом – це 3D-компілятор, який відображає деталі проекту у тривимірному вигляді.

Доступно для: Windows, | OS X | Linux

Програма AutoDesk 123D – це великий набіррізних інструментів для CAD та 3D-моделювання. За допомогою програми можна проектувати, створювати та візуалізувати практично будь-які 3D-моделі. AutoDesk також підтримує технологію 3D-друку. Основний сайт AutoDesk 123D має кілька сателітів, де можна знайти безліч цікавих безкоштовних 3D-моделей, з якими можна поекспериментувати або просто використовувати їх у особистих цілях.

Доступно для: Windows, | OS X | IOS |

Meshmixer 3.0 дозволяє проектувати та візуалізувати 3D-конструкції шляхом об'єднання двох або декількох моделей всього за кілька простих кроків. У програмі для цього є зручна функція cut and paste, тобто можна вирізати з моделі потрібні частини та вставляти їх в іншу модель. Програма навіть підтримує ліплення – користувач може створювати віртуальну скульптуру, формуючи та уточнюючи поверхню так само, якби він ліпив модель із глини. І все це у режимі реального часу! Програма підтримує 3D-друк, готові моделі повністю оптимізовані для надсилання принтера.

Доступнодля: Windows, | OS X

3DReshaper є доступним та простим у використанні програмним забезпеченням для 3D-моделювання. Програму можна використовувати у різних галузях, таких як мистецтво, гірничодобувна промисловість, цивільне будівництво або суднобудування. 3DReshaper поставляється з підтримкою різних сценаріїв та текстур та має безліч корисних інструментів та функцій, що полегшують процес тривимірного моделювання.

Доступнодля: Windows

Безкоштовна програма 3D Crafter призначена для 3D-моделювання в режимі реального часу та створення анімацій. Основна фішка даного редактора – інтуїтивно зрозумілий підхід "drag-and-drop". Складні моделі можуть бути побудовані за допомогою простих форм, програма підтримує скульптурне моделювання та 3D-друк. Це один із найзручніших інструментів для створення анімації.

Доступнодля: Windows

PTC Creo - це комплексна система, створена спеціально для інженерів, що працюють у сфері машинобудування, а також для конструкторів та технологів. Програма також буде корисною для дизайнерів, які створюють продукти, використовуючи методи автоматизованого проектування. Пряме моделювання дозволяє створювати конструкції з існуючих креслень або використовувати програму візуалізації нових ідей. Зміни в геометрію об'єкта можна внести дуже швидко, що прискорює процес роботи. Програма, на відміну від попередніх, платна, проте є 30-денний тріал та безкоштовна версія для викладачів та студентів.

Доступнодля: Windows

Безкоштовне програмне забезпечення LeoCAD – система автоматизованого проектування віртуальних моделей LEGO. Є версії для Windows, Mac OS та Linux. Програма може стати гарною альтернативою Lego Digital Designer (LDD), тому що має простий інтерфейс, підтримує ключові кадри та працює в режимі анімації. Саме підтримка анімації виділяє LeoCAD на тлі інших програм такого плану.

Доступнодля: Windows, | OS X | Linux

Програма VUE Pioneer допоможе створити тривимірну модель візуалізації ландшафту. Софт може бути корисним для просунутих користувачів, які шукають зручні інструменти для рендерингу. Pioneer дозволяє створювати дивовижні 3D-ландшафти завдяки наявності великої кількості пресетів та забезпечує прямий доступ до Cornucopia 3D-контенту. За допомогою програми можна створити багато ефектів освітлення.

Доступнодля: Windows, | OS X

Netfabb – це не лише програма для перегляду інтерактивних тривимірних сцен, за його допомогою можна аналізувати, редагувати та змінювати 3D-моделі. Програма підтримує 3D-друк та є найлегшим і найпростішим інструментом з точки зору встановлення та використання.

Доступнодля: Windows, | OS X | Linux

Безкоштовна програма NaroCad – це повноцінна та розширювана система автоматичного проектування, заснована на технології OpenCascade, що працює на платформах Windows та Linux. У програмі є весь необхідний функціонал, є підтримка основних та вдосконалених операцій тривимірного моделювання. Функції програми можуть бути розширені за допомогою плагінів та програмного інтерфейсу.

Доступнодля: Windows, | Linux

LEGO Digital Designer дозволяє будувати тривимірні моделі з використанням віртуальних цеглинок (блоків) конструктора LEGO. Результат можна експортувати у різні формати та продовжити роботу в інших 3D-редакторах.

Доступнодля: Windows, | OS X

Безкоштовну програму ZCAD можна використовувати для створення 2D та 3D-креслень. Редактор підтримує різні платформи та забезпечує великі кути огляду. Наявність безлічі зручних інструментів дозволяє вирішити більшість проблем, пов'язаних з моделюванням тривимірних об'єктів. Інтерфейс програми простий і зрозумілий, що істотно полегшує процес малювання. Готовий проект можна зберегти у форматі AutoCAD та інших популярних 3D-форматах.

Доступнодля: Windows, | Linux

Безкоштовна версія Houdini FX, Houdini Apprentice, стане у нагоді студентам, художникам і любителям, що створюють некомерційні проекти тривимірних моделей. Програма володіє дещо урізаним, але разом з тим досить широким функціоналом і ретельно продуманим інтерфейсом користувача. До недоліків безкоштовної версіїможна віднести водяний знак, який відображається на 3D візуалізації.

Доступнодля: Windows, | OS X | Linux

Програма для створення робочих дизайн-аркушів дозволяє створювати досить докладні 3D-моделі. Творці програми подбали про функції, що дозволяють усувати проблемні місця шляхом змін та доповнень до існуючого дизайну. Також за допомогою DesignSpark можна швидко змінити концепцію 3D продукту. Програма підтримує пряму техніку моделювання та 3D-друк моделей.

Доступнодля: Windows

FreeCAD – це параметричний 3D-моделлер, розроблений для створення реальних об'єктів будь-якого розміру. Користувач може легко змінити дизайн, використовуючи історію моделі та змінюючи окремі параметри. Програма мультиплатформенна, вміє зчитувати та записувати різні формати файлів. FreeCAD дозволяє створювати власні модулі та потім використовувати їх у подальшій роботі.

Доступнодля: Windows, | OS X | Linux

Безкоштовна програма Sculptris відкриє перед користувачами вікно у світ 3D. Особливостями Sculptris є зручна навігація та простота використання. Програму легко освоїть навіть новачок, який не має жодного досвіду в цифровому мистецтві або тривимірному моделюванні. Процес роботи побудований так, що можна забути про геометрію і просто створювати модель, при цьому дбайливо витрачаючи ресурси комп'ютера.

Доступно для: Windows, | Linux

Програму MeshMagic можна використовувати для 3D-рендерингу файлів, а також для створення двовимірних об'єктів або конвертації в 3D. Програмне забезпечення має інтуїтивно зрозумілий інтерфейс і може використовуватися для вирішення різних завдань. В даний час Mesh Magic підтримує лише Windows. Результат зберігається у популярному форматі STL, який можна відкрити та редагувати у більшості онлайн та офлайн інструментів для 3D-моделювання.

Доступнодля: Windows

Open Cascade – це комплект розробника програмного забезпечення, призначений для створення програм, пов'язаних із 3D-CAD. Він включає спеціальні, розроблений спільнотою C++ бібліотеки класів, які можна використовувати для моделювання, візуалізації та обміну даних, а також для швидкої розробки додатків.

Доступнодля: Windows, | OS X | Linux

Провайдери