50 главных терминов 3D моделирования: словарь для новичков

Для кого эта статья:

• Начинающие 3D-художники и студенты, интересующиеся 3D моделированием
• Профессионалы, желающие обновить свои знания о терминологии и процессах 3D графики

• Люди, рассматривающие возможность обучения в области графического дизайна и 3D моделирования

  Погружение в мир 3D моделирования похоже на изучение нового языка – без понимания базовой терминологии невозможно создавать впечатляющие проекты. Многие начинающие 3D-художники теряются в потоке незнакомых слов: полигоны, UV-развертка, рендеринг, риггинг... 🤔 Эта статья-словарь станет вашим навигатором в трехмерном пространстве и поможет уверенно общаться с коллегами-профессионалами, не чувствуя себя новичком. Давайте разберем ключевые понятия, без которых невозможно полноценное развитие в сфере 3D графики.

Если вы мечтаете не только понимать термины, но и применять их на практике, обратите внимание на программу Профессия графический дизайнер от Skypro. Курс включает блок 3D-моделирования, где под руководством практикующих специалистов вы освоите не только теорию, но и создадите первые профессиональные работы для портфолио. Учитесь у тех, кто ежедневно использует эти термины в реальных проектах!

Фундаментальные термины 3D моделирования для новичков

Первый шаг в освоении любой сферы – изучение базовых определений. Приступая к 3D моделированию, важно понимать фундаментальную терминологию, которая лежит в основе всего процесса создания трехмерных объектов. 📝

• 3D-модель – виртуальное трехмерное представление любого объекта, созданное в специализированном программном обеспечении.
• Полигональное моделирование – метод создания объектов путем манипуляции с многоугольниками (полигонами).
• NURBS-моделирование – метод создания гладких поверхностей с помощью математических кривых, идеален для органических форм.
• Скульптинг – техника моделирования, напоминающая работу с глиной, позволяет создавать высокодетализированные модели.
• Твердотельное моделирование – инженерный подход к созданию моделей с учетом их физических свойств.

Начинающим 3D-художникам часто приходится сталкиваться с различными типами программного обеспечения, каждое из которых имеет свои особенности и преимущества.

Артём Вершинин, 3D-моделер с 8-летним опытом

Помню свой первый опыт столкновения с профессиональной терминологией. Я устроился джуниором в студию, создающую контент для игр, и на первом же брифинге почувствовал себя инопланетянином. "Нужно добавить нормали к низкополигональной модели и запечь карты в отдельном UV-сете" – сказал арт-директор, а я только кивал, не понимая и половины терминов.

Вечером я создал свой первый глоссарий в текстовом файле и начал методично его заполнять. Через месяц я уже свободно общался с командой, через три – сам объяснял новичкам значение терминов. Сейчас я понимаю, что знание терминологии – это не просто "профессиональный жаргон", а необходимый инструмент коммуникации, без которого невозможно полноценное развитие в индустрии.

Геометрические элементы и структура 3D объектов

Понимание структуры 3D объектов критически важно для эффективного моделирования. Каждая трехмерная модель состоит из определенных геометрических элементов, формирующих её каркас. 🧩

• Вершина (Vertex) – точка в трехмерном пространстве, имеющая координаты X, Y, Z. Базовый элемент любой 3D модели.
• Ребро (Edge) – линия, соединяющая две вершины.
• Полигон (Polygon) – плоская геометрическая фигура, образованная замкнутой цепочкой рёбер.
• Сетка (Mesh) – совокупность всех полигонов, составляющих 3D модель.
• Нормаль (Normal) – вектор, перпендикулярный к поверхности полигона, определяющий "лицевую" сторону.

Структура полигональной модели определяет её качество, производительность при рендеринге и возможности для анимации. Важно понимать взаимосвязь между топологией (организацией полигонов) и конечным результатом.

Существуют разные типы полигонов, используемые при моделировании:

• Треугольники (Triangles) – наиболее базовые полигоны, три вершины и три ребра.
• Четырехугольники (Quads) – полигоны с четырьмя вершинами, предпочтительны для анимации.
• N-гоны – полигоны с более чем четырьмя вершинами, обычно избегаются в профессиональном моделировании.

Оптимизация геометрии модели – один из ключевых аспектов профессионального 3D моделирования. Количество полигонов напрямую влияет на производительность и возможности дальнейшего использования модели.

Текстурирование и материалы в трехмерной графике

После создания геометрии модели наступает этап, который буквально вдыхает жизнь в 3D объект – текстурирование. Этот процесс определяет визуальные свойства поверхности объекта, делая его реалистичным или стилизованным. 🎨

• Текстура – изображение, накладываемое на поверхность 3D модели для придания ей цвета, фактуры или других визуальных характеристик.
• UV-развертка – процесс создания двумерной карты координат для трехмерного объекта, определяющей способ наложения текстуры.
• UV-карта – двумерное представление поверхности трехмерной модели, своего рода "выкройка".
• Шов (Seam) – линия на модели, обозначающая место разреза при создании UV-развертки.
• Материал – набор свойств, определяющих взаимодействие поверхности объекта со светом.

Современное текстурирование выходит далеко за рамки простого наложения цветных изображений. Различные типы текстурных карт позволяют достичь фотореалистичности даже при ограниченной геометрии модели:

• Диффузная карта (Diffuse map) – определяет базовый цвет поверхности.
• Карта нормалей (Normal map) – имитирует детали поверхности без усложнения геометрии.
• Карта отражений (Specular map) – контролирует блеск и отражающие свойства.
• Карта шероховатости (Roughness map) – определяет микрорельеф поверхности.
• Карта металличности (Metallic map) – указывает, какие части поверхности являются металлическими.
• Карта смещения (Displacement map) – фактически изменяет геометрию модели при рендеринге.
• Карта окклюзии (Ambient occlusion map) – добавляет реалистичные тени в углублениях модели.

Мария Световидова, текстурный художник

В начале карьеры я делала типичную ошибку новичков – создавала детализированные текстуры, не задумываясь о правильной UV-развертке. На одном из проектов мне поручили текстурирование персонажа для анимационного фильма. Я потратила неделю на создание идеальной текстуры кожи, волос и одежды, но когда аниматор начал двигать модель, текстуры деформировались и "ползли" по поверхности.

Оказалось, что UV-развертка была выполнена некорректно – швы располагались в видимых местах, а некоторые участки были неправильно масштабированы. Пришлось заново разворачивать UV и перерисовывать текстуры, потеряв драгоценное время. С тех пор я всегда уделяю особое внимание качеству UV-развертки перед началом текстурирования и рекомендую начинающим художникам делать то же самое.

Освещение и рендеринг: ключевые аспекты

Создание идеальной 3D модели с продуманными текстурами – только половина пути к впечатляющему результату. Освещение и рендеринг превращают виртуальные объекты в визуально привлекательные изображения, добавляя реализм и атмосферу. 💡

• Рендеринг – процесс преобразования 3D-сцены в двумерное изображение или видеопоследовательность.
• Рендер-движок – программный компонент, отвечающий за визуализацию 3D-сцены.
• Трассировка лучей (Ray tracing) – техника рендеринга, отслеживающая путь света от камеры к источникам.
• Глобальное освещение (Global illumination) – система расчета непрямого освещения, учитывающая отражения света.
• Затенение (Shading) – процесс определения цвета пикселя с учетом освещения, материалов и геометрии.

В 3D графике используются различные типы источников света, каждый из которых имеет свои характеристики и применение:

• Точечный свет (Point light) – испускает свет во всех направлениях из одной точки.
• Направленный свет (Directional light) – имитирует отдаленный источник, например солнце.
• Прожектор (Spotlight) – конусообразный направленный луч с регулируемым углом рассеивания.
• Площадной свет (Area light) – свет, излучаемый с поверхности определенной формы.
• HDRI-освещение – освещение сцены с помощью сферической панорамной фотографии окружающей среды.

Выбор метода рендеринга зависит от требуемого результата, доступного времени и вычислительных ресурсов. Современная 3D графика предлагает различные подходы к визуализации:

Оптимизация сцены для рендеринга – важный аспект работы 3D-художника. Даже небольшие улучшения могут значительно сократить время рендеринга сложных сцен:

• Использование инстансинга для повторяющихся объектов
• Разумное ограничение количества и интенсивности источников света
• Применение прокси-моделей для сложных объектов вне фокуса сцены
• Оптимизация разрешения текстур в зависимости от удаленности и важности объектов
• Использование техники "запекания" освещения для статичных сцен

Анимация и риггинг в 3D моделировании

Статичные модели оживают благодаря анимации – процессу, придающему движение и динамику 3D объектам. Ключевой этап подготовки к анимации – риггинг, создающий "скелет" и контрольные точки для манипуляции моделью. 🏃‍♂️

• Риггинг (Rigging) – процесс создания системы контроля для анимации модели.
• Скелет (Skeleton) – иерархическая структура костей, используемая для деформации модели.
• Скиннинг (Skinning) – привязка вершин модели к костям скелета с определенными весами влияния.
• Вес влияния (Weight) – числовое значение, определяющее степень воздействия кости на вершины.
• Контроллеры (Controllers) – объекты, позволяющие легко манипулировать частями рига.

Основные методы анимации в 3D графике включают:

• Покадровая анимация – создание каждого кадра вручную.
• Ключевая анимация (Keyframing) – определение ключевых поз с автоматическим просчетом промежуточных состояний.
• Процедурная анимация – генерация движения на основе алгоритмов и правил.
• Захват движения (Motion capture) – запись движений реального объекта для применения к 3D модели.
• Физическая симуляция – анимация на основе физических законов (гравитация, столкновения и т.д.).

Для создания убедительной анимации персонажей используются специальные техники и термины:

• Прямая кинематика (Forward Kinematics, FK) – последовательное движение от корневой кости к конечной.
• Обратная кинематика (Inverse Kinematics, IK) – движение от конечной кости, автоматически рассчитывающее положение промежуточных костей.
• Морфы (Blend shapes) – предустановленные деформации модели для создания выражений лица и других изменений формы.
• Привязки (Constraints) – ограничения, определяющие взаимодействие объектов анимации.
• Цикл анимации (Animation cycle) – повторяющаяся последовательность движений (например, ходьба).

Анимация тесно связана с другими аспектами 3D графики. Например, для создания реалистичной анимации ткани, волос или жидкостей используются различные типы симуляций:

• Симуляция ткани – расчет поведения одежды, флагов, занавесок.
• Симуляция волос и меха – анимация множества отдельных волокон с учетом физики.
• Симуляция жидкостей – моделирование поведения воды, лавы, других жидкостей.
• Симуляция частиц – система для создания эффектов дыма, огня, искр, снега.
• Разрушение (Destruction) – симуляция разрушения объектов с расчетом физически корректных обломков.

Погружение в мир 3D моделирования требует постоянного расширения словарного запаса и понимания взаимосвязей между различными аспектами этого искусства. Освоив базовую терминологию, вы открываете путь к более глубоким знаниям и практическим навыкам. Помните, что термины – это не просто слова, а инструменты коммуникации и концептуального мышления, позволяющие трансформировать абстрактные идеи в трехмерные шедевры. Продолжайте изучать, экспериментировать и расширять границы своих возможностей в увлекательном мире 3D графики.

Читайте также

• Как оживить 3D модель: от статичной фигуры к персонажу с эмоциями
• Освещение и рендеринг в 3D: как вдохнуть жизнь в модели
• Основы 3D моделирования: от теории к практическому применению
• Лучшие программы для геймдизайнера: от новичка к профессионалу
• Революционные технологии 3D моделирования: тренды и инновации
• 3D-рендеринг для новичков: что это и как начать визуализацию
• Освоение SketchUp: как создать первую 3D-модель за один вечер
• 7 основных ограничений 3D моделирования: что нужно знать каждому
• ТОП-20 программ для создания фильмов: инструменты профессионалов
• Топ-10 программ для начинающих 3D-моделлеров: от простого к сложному