作者:嫵媚怎抽屜
發(fā)布時間: 2025-05-30 08:39:47
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現在,三維模型已用于各種領域。在醫(yī)療行業(yè)中我們用它們制作器官的精確模型;電影行業(yè)將它們用于活動的人物、物體;視頻游戲產業(yè)將它們作為計算機與視頻游戲中的資源;在科學領域將它們作為化合物的精確模型;建筑業(yè)將它們用來展示方案中的建筑物或風景表現;工程界將它們用于設計新設備、交通工具、結構、樣件……那這些模型是怎么制成的呢?
在計算機圖形學(簡稱CG)中,3D模型是在專用軟件中為某個表面或物體所創(chuàng)建的數字形象。三維空間中的一系列點,由各種幾何體連接(如三角形、線、弧面等),以此來代表一個物理實體。有些情況下,3D模型可以體現物體的大小、形狀和紋理,而構建這種形象的過程,一般被稱為3D建模。
3D模型是許多創(chuàng)意型職業(yè)的一部分。3D模型是工程師或設計師設計流程中的一部分,用于新品研發(fā)或產品改造。建筑師將3D模型用于建筑物、景觀和室內的視覺展示,可以代替?zhèn)鹘y建筑模型,也能作為有益補充。
游戲設計師廣泛采用3D建模法,為游戲機游戲、電腦游戲和移動游戲制作3D資產和角色。
電影制作者將3D模型用于角色特效,也能為動畫和真人動畫制作各類物體。
醫(yī)療行業(yè)也借助3D模型完成身體解剖結構數字化,定制醫(yī)療解決方案,如假體、矯形器、種植牙,展示整形手術效果等等。
科教部門的應用方式同樣多種多樣,包括遺跡與文物保護、化合物可視模型、地質模型等等。
實現3D建模的方法有很多,主要有兩種:在3D建模軟件中構建模型;
將現實世界中的某個物體通過三維掃描儀制作成數字模型。
創(chuàng)建3D模型的第一種方法是使用專門的3D建模軟件,從零開始。各行各業(yè)的專業(yè)人士都在廣泛使用這種方式,包括工程師、工業(yè)設計師、建筑師、CGI藝術家等等。現在有很多種不同的3D建模技術和建模軟件,支持從零開始設計模型。這取決于你想要創(chuàng)建何種對象,以及預期應用是什么。
尤其當你設計全新的內容,比如汽車新部件或者視頻游戲中的奇幻生物;又或者是無法被掃描的內容時,比如需要一座位于地球另一側的歷史建筑模型。這時,3D建模軟件可以幫助你將其制作出來,且成本效益比更高。
以下是一些常見的軟件建模方式。
參數化建模:使用CAD等工具進行參數化建模,是工程師和設計師設計全新零件和組件的首選方法,幾乎所有現代產品,都會用三維CAD建模法設計。
多邊形建模:多邊形模型是構建3D網格的基礎技術,用于視頻游戲和科幻電影。藝術家通過改變多邊形來塑造物體,與CAD建模不同,它更側重于概念而非測量。動畫和游戲工作室廣泛運用多邊形建模來完成各種設計,如人物、武器、盔甲、車輛和整個虛擬世界。
數字雕塑:數字雕塑常用于游戲和動畫電影,創(chuàng)建自然圓潤的超現實物體。也用于設計、草圖和3D打印原型。過程類似真實材料雕刻,使用雕刻工具處理多邊形網格,改變幾何形狀,增加額外的幾何模仿自然結構。數字雕塑需要更高的藝術技巧和細心,耗時更長,因此常與多邊形建模結合使用。物體先建模,再發(fā)送給3D雕塑家進行細節(jié)處理完成造型。
在火星我們會根據模型的使用場景,在不同專業(yè)班級中教授不同的建模方式。
對初學者來說,下面這些模型軟件你得知道:
首先是免費開源的建模軟件Blender,可以用來完成包括視覺特效、3D模型打印、交互式應用、視頻游戲等等在內的模型制作。
Maya和3ds Max都是專業(yè)級別的建模軟件,支持用戶界面自定義設置,能為每一步后期處理提供相應操作工具,可用于角色建模、動畫和物品超現實渲染等等,被廣泛應用于視頻游戲開發(fā)、3D建模、3D動畫行業(yè)等。也是火星3D模型專業(yè)的授課重點之一。
ZBrush也是模型師的心頭好。它能處理大量多邊形構成的高聚合模型,做出的模型精度更高。
另外,如果你需要完成一些工業(yè)標準級別的零件或裝配建模,可以下載AutoCAD、Fusion 360或Rhinoceros等。
創(chuàng)建3D模型的第二種方法是掃描。你可以為現實中的物體、人、環(huán)境等制作精確的數字副本。
這種方法可以獨立使用,也可以作為已有建模工藝的補充。比如將掃描結果導出至數字模型軟件,再進行改造設計,對其進行進一步的潤色修改。
三維掃描技術因采用的技術不同而有所差異,但最終目的是生成真實物體的三維模型,可用于多種場景,如從CAD到逆向工程、質量檢測到遺產保護、CGI等?,F在一些智能手機和平板電腦也具備作為掃描儀使用的條件。
這里也有一些三維掃描與傳統3D建模結合使用的案例:
三維掃描+CAD:三維掃描用于采集物體幾何信息,可用于分析、逆向工程或檢查缺陷與CAD模型的偏差。當找不到CAD文件時,此方法非常有用,無需從頭建模,只需掃描即可。與傳統建模和接觸式測量相比,它更快更精準。
除了三維復制能力,三維掃描儀還支持定制化解決方案,比如醫(yī)療專業(yè)人員可以通過三維掃描,為病人設計貼合身材的解決方案,如根據病人的脊柱掃描定制輪椅、定制鞋底或定制假肢。
三維掃描與多邊形建模:三維掃描儀常被用于追求高逼真度的場合,如體育游戲工作室掃描運動員臉部,電影公司設計超現實3D資產。使用三維掃描儀可以節(jié)省從頭開始設計的時間,上傳模型后在3D設計軟件中進一步編輯。
要知道,ZBrush能夠雕刻10億以上多邊形的模型,所以說限制只取決于的藝術家自身的想象力。
攝影測量法:在某些情況下,專業(yè)人員會使用攝影測量法創(chuàng)建3D模型,該方法與三維掃描類似,通過拍攝多張現實物體的照片,然后拼接成3D模型。與三維掃描相比,其主要優(yōu)點是物體紋理質量高,超過大多數三維掃描儀;不過該過程因為需要從不同角度拍攝數百張照片,一方面更耗時,另一方面不能實時構建模型,無法及時發(fā)現問題和及時修復。
一句話,藝術家和設計師現在有多種方法來創(chuàng)建3D模型。比如使用3D建模軟件為不存在或全新的物體建模,或使用三維掃描為現有物體建模。選擇多種建模方式可以節(jié)省時間和精力,并獲得更精準的效果,這是單一工具無法實現的。
如果你不清楚自己是否適合成為一名模型師,你還可以走一條“捷徑”,就是找懂行的人帶你“彎道超車”。比如,你可以掃二維碼碼,按提示添加老師,選個合適的專業(yè):
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