Ce este, de fapt, 3D modeling?

Modelarea 3D este o tehnica in grafica computerizata pentru producerea unei reprezentari digitale 3D a oricarui obiect sau suprafete.

Un artist foloseste un software special pentru a manipula punctele din spatiul virtual (numite varfuri) pentru a forma o retea: o colectie de varfuri care formeaza un obiect.

Aceste obiecte 3D pot fi generate automat sau create manual printr-o tehnica numita “ deforming the mesh” sau prin manipularea varfurilor.

Modelele 3D sunt utilizate pentru o varietate de medii, inclusiv jocuri video, filme, arhitectura, ilustratie, inginerie si 3D advertising.

Procesul de modelare 3D produce un obiect digital capabil sa fie complet animat, facandu-l un proces esential pentru animatia personajelor – cum sunt figurinele 3D – si efectele speciale.

Nucleul unui model este reteaua, cel mai bine descrisă ca fiind o colectie de puncte în spatiu.

Aceste puncte sunt mapate intr-o grila 3D si unite intre ele ca forme poligonale, de obicei triunghiuri sau quad-uri. Fiecare punct sau varf are propria pozitie pe grila si prin combinarea acestor puncte in forme, se creeaza suprafata unui obiect.

Modelele sunt adesea exportate catre alte programe software pentru utilizare în jocuri sau filme. Dar unele programe de 3D modeling permit crearea de imagini 2D folosind un proces numit redare 3D. Aceasta tehnica este fantastica pentru a crea scene hiper-realiste folosind algoritmi sofisticati de iluminare.

3D modeling in actiune

3D modeling este o parte integranta a multor cariere creative. Inginerii si arhitectii il folosesc pentru a-si planifica si proiecta munca. Animatorii si designerii de jocuri se bazeaza pe modelarea 3D pentru a-si aduce ideile la viata.

Si aproape fiecare blockbuster de la Hollywood foloseste 3D modeling pentru efecte speciale, pentru a reduce costurile si pentru a accelera productia.

De exemplu, seria HBO Game of Thrones s-a folosit de 3D modeling + animatie pentru a face machete 3D la fiecare episod inainte de filmare.

Cum functioneaza 3D modeling?

Un artist începe de obicei prin generarea unui tip “primitiv” – o forma de baza -, cum ar fi un cub, o sfera sau un plan. “Primitivul” este doar o forma de pornire pentru a incepe modelarea.

Artistul se va baza pe această forma de baza si o va manipula folosind diverse instrumente de modelare. Pentru 3D modeling este aproape intotdeauna o idee buna sa incepi simplu si sa te indrepti usor catre complexitate.

3D modeling este un flux de lucru precis care implica adesea plasarea minutioasa a varfurilor individuale pentru a atinge contururile corecte ale obiectului dorit.

Exteriorul machetei 3D este compus din poligoane care pot fi impartite in forme mai mici pentru a crea mai multe detalii. Aceste subdiviziuni sunt necesare mai ales daca modelul 3D trebuie animat.

Orice articulatii care trebuie sa se indoaie – cum ar fi genunchiul sau cotul unui personaj – vor avea nevoie de aceste poligoane suplimentare pentru a asigura o miscare lina.

Exista mai multe instrumente pentru a accelera procesul de modeling 3D. Majoritatea programelor includ o tehnica de oglindire care ii permite artistului sa construiasca un model simetric lucrand doar la jumatate – sau chiar la un sfert – din obiect.

Acest lucru este util în special în proiectarea figurinelor 3D, deoarece un artist trebuie să modeleze doar o parte a personajului, iar software-ul isi va reflecta munca de-a lungul axei dorite, creand un obiect perfect simetric.

Odata ce modelul este complet, suprafata poate fi vopsita si texturata.

Tipuri de 3D modeling

1. Modelarea solida

Modelarea 3D solida functioneaza cu forme tridimensionale. Formele pot varia, dar actioneaza impreuna ca blocuri de constructie.

Unele dintre aceste blocuri adauga material în timp ce altele scad, in functie de intrare. Unele programe pot utiliza modificatori, lucrand cu solidele ca si cum ar fi modelate fizic intr-un atelier.

Modelarea solida este destul de simpla atat pentru utilizatori, cat si in ceea ce priveste puterea computerului.

Avantaje:

• Instrumentele sunt usor de inteles si de utilizat; utilizatorul nu necesita o pregatire extinsa.
• Cerintele de calcul sunt mai mici, deoarece computerul nu functioneaza cu mii de triunghiuri.
• Piesele finale sunt întotdeauna corecte matematic în sensul ca modelul este posibil de realizat in lumea reala.

Dezavantaje:

• Realismul ridicat in reprezentarea formelor organice este aproape imposibil de realizat.

2. Modelarea wireframe

3D modeling wireframe poate ajuta in cazurile in care suprafata este complexa si curbata.

In cele din urma, vei gasi ca elementele de baza ale modelarii solide sunt prea obtuze pentru unele aplicatii, iar modelarea wireframe ofera finetea pentru forme mai complexe.

Cu toate acestea, pe masura ce complexitatea creste, apar unele dezavantaje.

Avantaje:

• Este posibil sa se realizeze suprafete si curbe mai complexe in comparatie cu modelarea solida.

Dezavantaje:

• Utilizatorii necesita mai multa experienta.
• Rezolutia inalta va necesita milioane de poligoane, iar nevoile de calcul vor fi mai mari.

3. Modelarea suprafetei

Modelarea 3D a suprafetei este la urmatorul nivel din punct de vedere al complexitatii.

Aplicatiile extrem de profesionale necesita suprafete netede si integrare perfecta, iar acest lucru poate fi gestionat de programe mai avansate care necesita mai multa munca si putere de calcul.

Totusi, prin aceasta metoda putem obtine forme care ar fi aproape de neatins cu celelalte doua metode.

Avantaje:

• Este posibil sa se realizeze suprafete complexe. Acest lucru este convenabil acolo unde aspectul este important, cum ar fi in industria auto, sau in cazul în care sunt implicate fluide, cum ar fi în aeronave sau termodinamica.

Dezavantaje:

• Această tehnica este mai complexa si necesita programe mai avansate.
• Programele mai avansate vor necesita mult mai multa pregatire si experienta.