3D моделирование: словарь терминов для начинающих от эксперта

Для кого эта статья:

• Новички в 3D моделировании
• Студенты и люди, стремящиеся освоить графический дизайн

• Любители 3D графики, заинтересованные в профессиональном развитии

  Погружение в мир 3D моделирования часто начинается со столкновения с загадочной терминологией: полигоны, UV-развёртки, нормали, шейдеры... 🧩 Если вы когда-нибудь чувствовали себя потерянным в этом лабиринте непонятных слов и концепций, не отчаивайтесь! Даже опытные 3D художники когда-то были новичками, стоявшими перед тем же словарным барьером. Наш словарь новичка расшифрует этот "секретный язык" и поможет вам сделать первые уверенные шаги в увлекательном мире трёхмерной графики.

Хотите превратить своё увлечение 3D моделированием в профессиональный навык? Профессия графический дизайнер от Skypro предлагает глубокое погружение в мир визуального творчества, включая основы работы с 3D. Опытные наставники проведут вас от базовых понятий к реальным проектам для портфолио, а гибкий формат обучения позволит совмещать учёбу с работой. Инвестируйте в своё будущее уже сегодня! 🚀

Что такое 3D моделирование: ключевые определения

3D моделирование — это процесс создания трёхмерного цифрового представления любого объекта или поверхности с помощью специализированного программного обеспечения. В отличие от 2D графики, трёхмерные модели существуют в пространственной системе координат, определяемой осями X, Y и Z. Это позволяет рассматривать объект с любой точки и под любым углом, что открывает безграничные возможности для визуализации.

Прежде чем углубиться в детали, давайте разберем фундаментальные концепции, которые составляют основу 3D моделирования:

Александр Петров, 3D моделлер и преподаватель Когда я только начинал осваивать 3D, меня поразила история моего первого ученика, Михаила. Он пришел ко мне после двух неудачных попыток освоить программы самостоятельно. "Я открывал Blender, видел все эти кнопки и термины, и просто закрывал программу", – признавался он. Мы начали с простого: создали словарь базовых терминов, который Михаил держал рядом с компьютером. Через три месяца он уже создавал свои первые полноценные модели для игр. "Самым сложным оказалось не программное обеспечение, а преодоление языкового барьера между мной и 3D", – сказал он позже, демонстрируя свой первый коммерческий проект. Это убедило меня, что знание терминологии — не просто формальность, а ключ, открывающий дверь в мир трёхмерной графики.

В зависимости от метода создания 3D моделей выделяют несколько основных типов моделирования:

• Полигональное моделирование — создание объектов из множества соединенных многоугольников (полигонов). Наиболее распространенный метод.
• NURBS-моделирование — использование математически определенных кривых для создания гладких поверхностей. Идеально для автомобильного дизайна и органических форм.
• Скульптинг — "лепка" цифрового объекта, напоминающая работу с глиной. Отлично подходит для создания высокодетализированных моделей персонажей.
• Процедурное моделирование — автоматическое создание моделей на основе набора правил или алгоритмов.

Базовые термины геометрии и моделирования объектов

Трёхмерное моделирование неотделимо от понимания геометрических концепций и терминов. Овладение этим словарем — ваш первый шаг к созданию профессиональных 3D моделей. 🧊

Ключевые элементы геометрии в 3D пространстве включают:

• Ребро (Edge) — линия, соединяющая две вершины (вертекса).
• Грань (Face) — плоская поверхность, ограниченная рёбрами.
• Полигональная сетка (Mesh) — совокупность всех полигонов, составляющих 3D модель.
• Нормаль (Normal) — вектор, перпендикулярный к поверхности полигона, определяющий его "лицевую" сторону.
• Тесселяция (Tessellation) — процесс разделения поверхности на меньшие полигоны для увеличения детализации.

При моделировании объектов используются различные техники и операции:

• Extrude (Выдавливание) — создание новых элементов путем вытягивания существующей геометрии.
• Bevel (Фаска) — скашивание острых углов для создания плавных переходов между гранями.
• Subdivision (Подразделение) — увеличение количества полигонов для сглаживания модели.
• Boolean (Булевы операции) — комбинирование двух объектов для создания нового (объединение, вычитание, пересечение).
• Loop Cut (Кольцевое сечение) — добавление новой линии рёбер вокруг модели.

Работая с 3D моделями, вы также столкнетесь с понятиями, связанными с оптимизацией и управлением сложностью:

• LOD (Level of Detail) — уровни детализации модели для оптимизации производительности.
• High-poly и Low-poly модели — версии с высоким и низким количеством полигонов соответственно.
• Retopology (Ретопология) — пересоздание топологии модели, обычно для оптимизации.

Материалы и текстуры: словарь важных понятий

Создание реалистичных 3D объектов не ограничивается моделированием формы — не менее важно правильно настроить их внешний вид. Материалы и текстуры определяют, как поверхность объекта взаимодействует со светом и какие визуальные детали на ней отображаются. 🎨

Мария Соколова, текстурный художник Я всегда привожу студентам пример своего проекта для архитектурной визуализации. Клиент был недоволен первым вариантом рендера жилого комплекса — здание выглядело искусственным, "пластиковым". Проблема крылась не в геометрии модели, а в неправильно настроенных материалах. "Я не понимаю, что не так. Ведь я выставил нужный цвет кирпича?" — недоумевал мой коллега-архитектор. Я показала ему, как настроить шероховатость поверхности, добавить карту нормалей для имитации неровностей кирпичной кладки и использовать карту смещения для добавления глубины швам между кирпичами. Результат поразил всех — та же модель ожила и стала неотличима от фотографии. Клиент был в восторге. Этот случай прекрасно демонстрирует, насколько важно понимать, как правильно использовать материалы и текстуры в 3D моделировании.

Основные понятия о материалах:

• Материал (Material) — набор свойств, определяющих внешний вид поверхности объекта.
• Шейдер (Shader) — программа, определяющая, как объект будет взаимодействовать со светом.
• PBR (Physically Based Rendering) — подход к созданию материалов, основанный на физических свойствах реальных материалов.
• Альбедо (Albedo) — базовый цвет поверхности без учета освещения.
• Металличность (Metalness) — параметр, определяющий, насколько поверхность похожа на металл.
• Шероховатость (Roughness) — параметр, определяющий гладкость поверхности и характер отражений.
• Прозрачность (Transparency/Opacity) — свойство, определяющее, сколько света проходит сквозь материал.

Ключевые понятия о текстурах:

Для работы с текстурами также важно понимать:

• UV-развертка (UV mapping) — процесс проецирования 2D текстуры на 3D объект, подобно разворачиванию коробки на плоскость.
• Текстурные координаты (UV координаты) — 2D координаты, определяющие, как текстура накладывается на модель.
• Тайлинг (Tiling) — повторение текстуры для покрытия большой поверхности.
• Симинг (Seaming) — создание швов для UV-развертки сложных объектов.
• Текстурный атлас (Texture atlas) — объединение нескольких текстур в один файл для оптимизации.

Освещение и рендеринг: термины для начинающих

Даже самая детальная модель с идеальными текстурами не будет выглядеть реалистично без правильного освещения и качественного рендеринга. Эти аспекты 3D графики превращают цифровые модели в изображения, поражающие своей реалистичностью. 💡

Основные типы источников света в 3D среде:

• Точечный свет (Point light) — излучает свет во всех направлениях из одной точки, как лампочка.
• Направленный свет (Directional light) — испускает параллельные лучи в одном направлении, имитируя солнечный свет.
• Прожектор (Spotlight) — направленный конус света с возможностью настройки угла и интенсивности, как театральный прожектор.
• Площадной свет (Area light) — испускает свет с определенной поверхности, создавая мягкие реалистичные тени.
• HDRI-освещение — использование панорамных изображений для создания реалистичного окружающего освещения.

Ключевые концепции освещения:

• Глобальное освещение (Global Illumination) — симуляция непрямого освещения, когда свет отражается от поверхностей и освещает другие области сцены.
• Ambient Occlusion — техника затенения, делающая углубления и стыки темнее, что добавляет реализма и глубины.
• Каустика (Caustics) — световые эффекты, создаваемые отражением или преломлением света через прозрачные объекты.
• Падающие тени (Cast Shadows) — тени, отбрасываемые объектами при освещении.
• Отражения (Reflections) — отражение окружающей среды от поверхностей объектов.

Рендеринг — это процесс создания окончательного изображения из 3D сцены. Вот основные термины, связанные с рендерингом:

• Рендер (Render) — итоговое изображение или анимация, полученные путем обработки 3D сцены.
• Рендер-движок (Render engine) — программное обеспечение, выполняющее расчеты для создания изображения.
• Ray Tracing (Трассировка лучей) — метод рендеринга, отслеживающий путь световых лучей для создания реалистичных эффектов.
• Path Tracing — более продвинутая форма трассировки лучей, обеспечивающая физически корректные результаты.
• Сэмплы (Samples) — количество вычислений для каждого пикселя; большее число сэмплов обычно означает более качественное изображение, но требует больше времени на рендер.
• Пост-обработка (Post-processing) — эффекты, применяемые после завершения основного рендеринга (bloom, depth of field, color correction).

Программное обеспечение и рабочие процессы: справочник

Современная индустрия 3D моделирования предлагает множество инструментов для воплощения ваших творческих идей. Выбор подходящего программного обеспечения и понимание рабочих процессов критически важны для успешного создания 3D проектов. 🖥️

Популярные программы для 3D моделирования:

• Blender — бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом, предлагающее полный набор инструментов для моделирования, анимации, рендеринга и даже монтажа видео.
• Autodesk 3ds Max — профессиональное ПО для моделирования, анимации и рендеринга, широко используемое в индустрии игр и архитектурной визуализации.
• Autodesk Maya — мощное решение для создания анимации, моделирования и рендеринга, стандарт в киноиндустрии и при создании визуальных эффектов.
• ZBrush — специализированное ПО для цифрового скульптинга, позволяющее создавать модели с миллионами полигонов.
• Cinema 4D — интуитивно понятное ПО для 3D моделирования, анимации и рендеринга, популярное среди графических дизайнеров.
• Houdini — продвинутое ПО для процедурного моделирования и создания визуальных эффектов.

Основные этапы рабочего процесса в 3D производстве:

1. Концепт и планирование — разработка идеи, создание эскизов, определение масштабов и требований проекта.
2. Моделирование — создание базовой геометрии и детализация 3D модели.
3. UV-развертка — подготовка модели для наложения текстур.
4. Текстурирование — создание и применение текстур для определения внешнего вида поверхности.
5. Риггинг — создание "скелета" для анимируемых моделей.
6. Анимация — придание движения моделям и объектам.
7. Освещение — настройка источников света для создания желаемого настроения и атмосферы.
8. Рендеринг — обработка сцены для получения финального изображения или анимации.
9. Композитинг — объединение отрендеренных элементов и добавление постэффектов.

Специализированная терминология рабочих процессов:

• Pipeline — последовательность процессов и инструментов, используемых для создания 3D проекта от концепции до завершения.
• Asset — любой элемент проекта (модель, текстура, анимация), который может быть повторно использован.
• Viewport — окно просмотра в программе 3D моделирования, показывающее текущую сцену.
• Wireframe — режим отображения, показывающий только рёбра модели без заливки полигонов.
• Keyframe (Ключевой кадр) — отмеченная точка на временной шкале анимации, где определено положение или состояние объекта.
• Scene — виртуальное пространство, содержащее все элементы 3D проекта.

3D моделирование — это удивительный сплав технологии и искусства, открывающий безграничные возможности для творчества. Овладение базовой терминологией — это ваш пропуск в этот увлекательный мир. Не пугайтесь сложности и обилия новых терминов. Практика, постоянное обучение и эксперименты помогут вам превратить непонятные слова в инструменты для воплощения самых смелых идей. Помните: каждый мастер когда-то был новичком, а каждое путешествие начинается с первого шага.

Читайте также

• Blender для начинающих: освоение интерфейса и основных инструментов
• Как создать первую 3D-модель в Blender: простое руководство
• Как выбрать программу для 3D моделирования: от простого к сложному
• Освойте физические симуляции в Blender: от жидкостей до взрывов
• Оживляем персонажей в Blender: техники анимации от основ до мастерства
• Топ-10 книг по 3D моделированию: от основ к мастерству
• Секреты создания виртуальных миров: мастер-классы от 3D-профи
• Материалы и текстуры в Blender: от основ к UV-развертке
• Риггинг в Blender: пошаговое руководство для создания персонажа
• 10 лучших онлайн-сообществ для 3D-моделлеров: рост и нетворкинг