www.wikidata.uk-ua.nina.az

3D моделювання У комп ютерній графіці це процес розробки математичного представлення будь якої тривимірної поверхні об є

3D-моделювання

У комп'ютерній графіці 3D-моделювання — це процес розробки математичного представлення будь-якої тривимірної поверхні об'єкта за допомогою спеціалізованого ПЗ. Продукт моделювання є 3D-модель. Вона може бути представлена у вигляді програмного коду або відображена у вюпорті чи вювері, як 3D-модель, а також за допомогою двовимірного зображення, що створюється за допомогою процесу рендерингу. 3D-моделі можуть створюватись вручну або автоматично, у тому числі за допомогою 3D-сканера. Виготовлення моделей вручну є подібним до створення скульптури в пластичному мистецтві.

Приклад тривимірної моделі

Моделі

Приклад використання тривимірного моделювання для реконструкції обличчя мумії за черепом

3D-моделі представляють 3D-об'єкт використовуючи набір точок в 3D-просторі, поєднаних між собою різноманітними геометричними об'єктами, як от трикутниками, лініями тощо.

Алгоритми моделювання

Тут перераховані математичні підходи, що інтегровані в тому чи іншому вигляді у програмне забезпечення і виділяють за своїми можливостями різні алгоритми для створення однієї і тієї ж моделі, кожна із яких має своєрідні властивості. Загалом на сьогодні усі алгоритми можна поділити на чотири категорії:

  • Сплайнове моделювання (термін «сплайн» означає криві, що бувають різних типів):
    • NURBS — поверхні NURBS визначаються кривими, на які впливають «важкі» контрольні точки. Крива слідує за точками (але не обов'язково дотикається до них). Збільшення ваги точки притягне криву ближче до неї. NURBS є насправді гладкими поверхнями, а не їхніми імітаціями за допомогою маленьких плоских поверхонь, тому цей метод часто застосовують для моделювання органічних форм. Часто термін NURBS використовується для позначення усіх методів сплайнового моделювання, перерахованих нижче;
    • Патчі і криві Безьє — простий тип NURBS;
    • Бі-сплайни (англ. Bi-spline) — це спеціальний тип сплайнів, які можуть бути швидко обчислені, як сума базових функцій;
    • Rational;
    • Non-uniform (нерівномірні) — дозволяє можливість нерівномірної параметризації вздовж поверхні;
  • Полігональне моделювання — точки в 3D-просторі, вершини (англ. Vertex), з'єднані між собою лінією — ребром (англ. Edge), утворюють поверхню (англ. Faces) за законами створення геометричних площин. Набір об'єднаних площин називають полігональною сіткою (англ. Polygon mesh). Більша частина 3D-моделей сьогодні будується як текстуровані багатокутні моделі, оскільки вони досить гнучкі і комп'ютер може відрендерити їх досить швидко. Однак, багатокутники є плоскими й можуть тільки приблизно передати вигнуті поверхні, використовуючи багато багатокутників. Процес перетворення гладких поверхонь в багатокутники називається тесселяцією;
  • Моделювання за допомогою сабдивів (англ. Subdivision surfaces) — один із сучасних алгоритмів, який прогресивно розвивається і все більш нарощує конкуренцію двом попереднім.
  • Процедурне моделювання — таке моделювання дозволяє оперувати масштабними проектами, вимагає у більшості пайплайну, тому використовується великими студіями комп'ютерної графіки;

Методи підходів до початку моделювання

Сучасне програмне забезпечення дозволяє використовувати незалежно від алгоритму моделювання різноманітні підходи для побудови моделі.

  • Примітиви — моделювання за допомогою простих геометричних фігур (кулі, циліндри, конуси тощо), які використовуються як цеглинки при побудові складніших об'єктів. Перевагою методу є швидка та легка побудова, а також те що моделі є математично визначені і точні. Підходить до технічного моделювання і менше для моделювання органіки. Деякі програми можуть рендерити з примітивів напряму, інші використовують примітиви тільки для моделювання, а пізніше конвертують для подальшої роботи або рендерингу.
  • 3D-сканування та ін.

Інструменти — професійні програми для 3D-моделювання

  • SolidWorks (SolidWorks Corporation) застосовується для дизайну, деталізації та візуалізації продуктів, систем, машин та оснащення. Всі версії включають моделювання, збірки, малювання, sheetmetal, зварювані деталі та freeform surfacing functionality. Він також підтримує Visual Basic та C.
  • ProEngineering — система автоматизованого проектування, інженерного аналізу та підготовки виготовлення виробів будь-якої складності і призначення. ProEngineeringє ядром інтегрованого комплексу автоматизації підприємства, за допомогою якого здійснюється підтримка життєвого циклу виробу відповідно до концепції CALS-технологій(Continuous Acquisition and Life cycle Support), включаючи двонаправлений обмін даними з іншими Windows-додатками і створення інтерактивної документації. ProEngineering Enterprise SE (Standard Edition) — повний інструментальний пакет, що забезпечує комплексне рішення задач розробки виробу і точно відповідає сучасним вимогам глобально розподілених виробничо-конструкторських груп.
  • 3DMAX у своєму розпорядженні має засоби для створення різноманітних за формою і складністю тривимірних комп'ютерних моделей, реальних чи фантастичних об'єктів навколишнього світу, з використанням різноманітних технік і механізмів, включаючи полігональне моделювання, в яке входять Editable mesh (редагована поверхня) і Editable poly (редагований полігон). Це поширений метод моделювання, який використовується для створення складних моделей і низькополігональних моделей для ігор.
  • SketchUp Pro (Trimble) — програма для моделювання, що підтримує 2D та 3D моделі. Безкоштовна версія також доступна та інтегрована в Google Earth. SketchUp — програма для моделювання відносно простих трьох-вимірних об'єктів — будівель, меблів, інтер'єру. Основною особливістю цієї програми є майже повна відсутність вікон попередніх налаштувань. Всі геометричні характеристики під час або зразу після закінчення дії інструменту задаються з клавіатури в поле Value Control Box (поле контролю параметрів), яке знаходиться в правому нижньому кутку робочої області, справа від напису Measurements (панель вимірів). Ще одною ключовою особливістю є інструмент Push/Pull («Тягни/Штовхай»), завдяки якому будь-яку площину можна «витягнути» в сторону, створивши по мірі її руху нові бокові стінки. Рухати площину можна в притик до наперед заданої кривої, для цього служить спеціальний інструмент Follow Me («Ведення»).
  • AutoCAD — дво- і тривимірна система автоматизованого проектування і креслення, що включає в себе повний набір інструментів для комплексного тривимірного моделювання (підтримується твердотільне, поверхневе і полігональне моделювання). AutoCAD дозволяє отримати високоякісну візуалізацію моделей за допомогою рендеринга mental ray. Також в програмі реалізовано управління тривимірним друком (результат моделювання можна відправити на 3D-принтер) і підтримка хмар точок (дозволяє працювати з результатами 3D-сканування). Тим не менш, слід зазначити, що відсутність тривимірної параметризації не дозволяє AutoCAD безпосередньо конкурувати з машинобудівними САПР, такими як Inventor, SolidWorks та іншими.
  • Inventor (Autodesk) 3D САПР для створення і вивчення поведінки цифрових прототипів виробів і деталей. Розробник компанія Autodesk. Створений для 3D дизайну механіки, емуляції продукту, створення інструментаріїв.
  • КОМПАС-3D — інтерактивний графічний редактор з сучасним інтерфейсом, оснащений інструментальними засобами, які дозволяють створювати твердотілі об'єкти з використанням набору елементарних параметричних тіл (паралелепіпед, циліндр та ін.). Основні компоненти КОМПАС-3D — власне система тривимірного моделювання, універсальна система автоматизованого 2D-проектування КОМПАС-Графік, модуль проектування специфікацій і текстовий редактор. Він легкий в освоєнні та має довідкову систему.

Базові можливості системи передбачають функціонал, який дозволяє спроектувати виріб будь-якого ступеня складності в 3D, а потім оформити на цей виріб комплект документації, необхідний для його виготовлення відповідно до чинних стандартів.

Див. також


Це незавершена стаття про комп'ютерну графіку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
U komp yuternij grafici 3D modelyuvannya ce proces rozrobki matematichnogo predstavlennya bud yakoyi trivimirnoyi poverhni ob yekta za dopomogoyu specializovanogo PZ Produkt modelyuvannya ye 3D model Vona mozhe buti predstavlena u viglyadi programnogo kodu abo vidobrazhena u vyuporti chi vyuveri yak 3D model a takozh za dopomogoyu dvovimirnogo zobrazhennya sho stvoryuyetsya za dopomogoyu procesu renderingu 3D modeli mozhut stvoryuvatis vruchnu abo avtomatichno u tomu chisli za dopomogoyu 3D skanera Vigotovlennya modelej vruchnu ye podibnim do stvorennya skulpturi v plastichnomu mistectvi Priklad trivimirnoyi modeli Zmist 1 Modeli 2 Algoritmi modelyuvannya 3 Metodi pidhodiv do pochatku modelyuvannya 4 Instrumenti profesijni programi dlya 3D modelyuvannya 5 Div takozhModeli Redaguvati Priklad vikoristannya trivimirnogo modelyuvannya dlya rekonstrukciyi oblichchya mumiyi za cherepom3D modeli predstavlyayut 3D ob yekt vikoristovuyuchi nabir tochok v 3D prostori poyednanih mizh soboyu riznomanitnimi geometrichnimi ob yektami yak ot trikutnikami liniyami tosho Algoritmi modelyuvannya RedaguvatiTut pererahovani matematichni pidhodi sho integrovani v tomu chi inshomu viglyadi u programne zabezpechennya i vidilyayut za svoyimi mozhlivostyami rizni algoritmi dlya stvorennya odniyeyi i tiyeyi zh modeli kozhna iz yakih maye svoyeridni vlastivosti Zagalom na sogodni usi algoritmi mozhna podiliti na chotiri kategoriyi Splajnove modelyuvannya termin splajn oznachaye krivi sho buvayut riznih tipiv NURBS poverhni NURBS viznachayutsya krivimi na yaki vplivayut vazhki kontrolni tochki Kriva sliduye za tochkami ale ne obov yazkovo dotikayetsya do nih Zbilshennya vagi tochki prityagne krivu blizhche do neyi NURBS ye naspravdi gladkimi poverhnyami a ne yihnimi imitaciyami za dopomogoyu malenkih ploskih poverhon tomu cej metod chasto zastosovuyut dlya modelyuvannya organichnih form Chasto termin NURBS vikoristovuyetsya dlya poznachennya usih metodiv splajnovogo modelyuvannya pererahovanih nizhche Patchi i krivi Bezye prostij tip NURBS Bi splajni angl Bi spline ce specialnij tip splajniv yaki mozhut buti shvidko obchisleni yak suma bazovih funkcij Rational Non uniform nerivnomirni dozvolyaye mozhlivist nerivnomirnoyi parametrizaciyi vzdovzh poverhni Poligonalne modelyuvannya tochki v 3D prostori vershini angl Vertex z yednani mizh soboyu liniyeyu rebrom angl Edge utvoryuyut poverhnyu angl Faces za zakonami stvorennya geometrichnih ploshin Nabir ob yednanih ploshin nazivayut poligonalnoyu sitkoyu angl Polygon mesh Bilsha chastina 3D modelej sogodni buduyetsya yak teksturovani bagatokutni modeli oskilki voni dosit gnuchki i komp yuter mozhe vidrenderiti yih dosit shvidko Odnak bagatokutniki ye ploskimi j mozhut tilki priblizno peredati vignuti poverhni vikoristovuyuchi bagato bagatokutnikiv Proces peretvorennya gladkih poverhon v bagatokutniki nazivayetsya tesselyaciyeyu Modelyuvannya za dopomogoyu sabdiviv angl Subdivision surfaces odin iz suchasnih algoritmiv yakij progresivno rozvivayetsya i vse bilsh naroshuye konkurenciyu dvom poperednim Procedurne modelyuvannya take modelyuvannya dozvolyaye operuvati masshtabnimi proektami vimagaye u bilshosti pajplajnu tomu vikoristovuyetsya velikimi studiyami komp yuternoyi grafiki Metodi pidhodiv do pochatku modelyuvannya RedaguvatiSuchasne programne zabezpechennya dozvolyaye vikoristovuvati nezalezhno vid algoritmu modelyuvannya riznomanitni pidhodi dlya pobudovi modeli Primitivi modelyuvannya za dopomogoyu prostih geometrichnih figur kuli cilindri konusi tosho yaki vikoristovuyutsya yak ceglinki pri pobudovi skladnishih ob yektiv Perevagoyu metodu ye shvidka ta legka pobudova a takozh te sho modeli ye matematichno viznacheni i tochni Pidhodit do tehnichnogo modelyuvannya i menshe dlya modelyuvannya organiki Deyaki programi mozhut renderiti z primitiviv napryamu inshi vikoristovuyut primitivi tilki dlya modelyuvannya a piznishe konvertuyut dlya podalshoyi roboti abo renderingu 3D skanuvannya ta in Instrumenti profesijni programi dlya 3D modelyuvannya RedaguvatiSolidWorks SolidWorks Corporation zastosovuyetsya dlya dizajnu detalizaciyi ta vizualizaciyi produktiv sistem mashin ta osnashennya Vsi versiyi vklyuchayut modelyuvannya zbirki malyuvannya sheetmetal zvaryuvani detali ta freeform surfacing functionality Vin takozh pidtrimuye Visual Basic ta C ProEngineering sistema avtomatizovanogo proektuvannya inzhenernogo analizu ta pidgotovki vigotovlennya virobiv bud yakoyi skladnosti i priznachennya ProEngineeringye yadrom integrovanogo kompleksu avtomatizaciyi pidpriyemstva za dopomogoyu yakogo zdijsnyuyetsya pidtrimka zhittyevogo ciklu virobu vidpovidno do koncepciyi CALS tehnologij Continuous Acquisition and Life cycle Support vklyuchayuchi dvonapravlenij obmin danimi z inshimi Windows dodatkami i stvorennya interaktivnoyi dokumentaciyi ProEngineering Enterprise SE Standard Edition povnij instrumentalnij paket sho zabezpechuye kompleksne rishennya zadach rozrobki virobu i tochno vidpovidaye suchasnim vimogam globalno rozpodilenih virobnicho konstruktorskih grup 3DMAX u svoyemu rozporyadzhenni maye zasobi dlya stvorennya riznomanitnih za formoyu i skladnistyu trivimirnih komp yuternih modelej realnih chi fantastichnih ob yektiv navkolishnogo svitu z vikoristannyam riznomanitnih tehnik i mehanizmiv vklyuchayuchi poligonalne modelyuvannya v yake vhodyat Editable mesh redagovana poverhnya i Editable poly redagovanij poligon Ce poshirenij metod modelyuvannya yakij vikoristovuyetsya dlya stvorennya skladnih modelej i nizkopoligonalnih modelej dlya igor SketchUp Pro Trimble programa dlya modelyuvannya sho pidtrimuye 2D ta 3D modeli Bezkoshtovna versiya takozh dostupna ta integrovana v Google Earth SketchUp programa dlya modelyuvannya vidnosno prostih troh vimirnih ob yektiv budivel mebliv inter yeru Osnovnoyu osoblivistyu ciyeyi programi ye majzhe povna vidsutnist vikon poperednih nalashtuvan Vsi geometrichni harakteristiki pid chas abo zrazu pislya zakinchennya diyi instrumentu zadayutsya z klaviaturi v pole Value Control Box pole kontrolyu parametriv yake znahoditsya v pravomu nizhnomu kutku robochoyi oblasti sprava vid napisu Measurements panel vimiriv She odnoyu klyuchovoyu osoblivistyu ye instrument Push Pull Tyagni Shtovhaj zavdyaki yakomu bud yaku ploshinu mozhna vityagnuti v storonu stvorivshi po miri yiyi ruhu novi bokovi stinki Ruhati ploshinu mozhna v pritik do napered zadanoyi krivoyi dlya cogo sluzhit specialnij instrument Follow Me Vedennya AutoCAD dvo i trivimirna sistema avtomatizovanogo proektuvannya i kreslennya sho vklyuchaye v sebe povnij nabir instrumentiv dlya kompleksnogo trivimirnogo modelyuvannya pidtrimuyetsya tverdotilne poverhneve i poligonalne modelyuvannya AutoCAD dozvolyaye otrimati visokoyakisnu vizualizaciyu modelej za dopomogoyu renderinga mental ray Takozh v programi realizovano upravlinnya trivimirnim drukom rezultat modelyuvannya mozhna vidpraviti na 3D printer i pidtrimka hmar tochok dozvolyaye pracyuvati z rezultatami 3D skanuvannya Tim ne mensh slid zaznachiti sho vidsutnist trivimirnoyi parametrizaciyi ne dozvolyaye AutoCAD bezposeredno konkuruvati z mashinobudivnimi SAPR takimi yak Inventor SolidWorks ta inshimi Inventor Autodesk 3D SAPR dlya stvorennya i vivchennya povedinki cifrovih prototipiv virobiv i detalej Rozrobnik kompaniya Autodesk Stvorenij dlya 3D dizajnu mehaniki emulyaciyi produktu stvorennya instrumentariyiv KOMPAS 3D interaktivnij grafichnij redaktor z suchasnim interfejsom osnashenij instrumentalnimi zasobami yaki dozvolyayut stvoryuvati tverdotili ob yekti z vikoristannyam naboru elementarnih parametrichnih til paralelepiped cilindr ta in Osnovni komponenti KOMPAS 3D vlasne sistema trivimirnogo modelyuvannya universalna sistema avtomatizovanogo 2D proektuvannya KOMPAS Grafik modul proektuvannya specifikacij i tekstovij redaktor Vin legkij v osvoyenni ta maye dovidkovu sistemu Bazovi mozhlivosti sistemi peredbachayut funkcional yakij dozvolyaye sproektuvati virib bud yakogo stupenya skladnosti v 3D a potim oformiti na cej virib komplekt dokumentaciyi neobhidnij dlya jogo vigotovlennya vidpovidno do chinnih standartiv Div takozh RedaguvatiPoverhnya angl Surfaces Karkasna model angl Wire frame model Splajn Komp yuterna skulptura Programne zabezpechennya dlya komp yuternoyi 3D grafiki Dvoh z polovinoyu vimirnij opis ob yekta Rendering Ce nezavershena stattya pro komp yuternu grafiku Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title 3D modelyuvannya amp oldid 39964603