Создание 3d моделей: Создание 3D-моделей из фото с Object Capture API / Хабр

Содержание

Создание 3D моделей для игр — как это происходит? — Gamedev на DTF

Я понимаю что это не первая подобная статья на данном ресурсе, просто захотелось попробовать написать статью самому, узнать каково это. Если вас что то не устроило, прошу оставить фидбэк в комментариях.

21 498 просмотров

Введение

Компьютерные игры — неотъемлемая часть нашей культуры, они дарят эмоции, объединяют людей и создают различные инфоповоды.

Разработчики дают нам интересные или не очень тайтлы, игроки решают, хорошая ли это игра, или не очень. Одно ясно всегда, на эту игру, какой бы она не была, ушло время и силы самих разработчиков.

Первое впечатление от игры складывается, когда мы видим её графику, сегодня мы разберём 3D модели в них, как они делаются и какие хитрости используются, для получения лучшей картинки.

Процесс

Некоторые моменты из процесса могут меняться местами т.к. для создания персонажа и, например, танка пайплайн(т.

е. процесс разработки) будет отличаться.

1. Концепт-арт

Концепт-арт — это идея воплощенная художником, по краткому её описанию.

Назначением концепт-арта является создание наброска объекта, который будет запущен в производство. За короткий срок необходимо подобрать наилучшую концепцию, иначе можно допустить ошибки на поздних этапах создания модели.

2. Скульптинг

Для начала художнику предстоит сделать скульпт модели. На этом этапе можно окунуться в творчество и лепить не задумываясь о полигонах.

После всего процесса скульптинга модель уже должна выглядеть максимально законченно, так как именно её мы и будем использовать для дальнейших этапов производства.

Такую модель нельзя будет запихать в игру, да что уж там, скорее всего сделать последующие этапы выполнить будет проблематично, так как на ней слишком много полигонов.

3. Ретопология

На этом этапе нам как раз таки и придётся уменьшить количество этих самых полигонов.

Ретопология — это перестроение полигональной сетки, создание новой геометрии поверх старой для дальнейшего его использования.

Низкополигональная сетка нам пригодится в первую очередь для оптимизации, так же для создания чистой сетки при дальнейшей анимации и создания UV карт.

Правда после этапа ретопологии, модель может показаться чересчур простой, плоской, но в дальнейшем мы это исправим.

4. UV-развертка

Данный этап нам нужен для того, чтобы наше запекание и текстуры вели себя корректным образом.

Если вы собирали кубик из бумаги, то тут вы тоже поймёте как это работает.

UV карта создаётся путем разрезания граней на модели, так например на этой гифке, мы чётко можем заметить где проходит разрез геометрии.

5. Запекание карт

Запекание карт необходимо для переноса детализации с высокополигональной модели(high poly) на низкополигональную(low poly).

В первую очередь это нужно для того, чтобы наша модель выглядела не плоско и корректно отображала находящееся в сцене освещение. Сейчас я расскажу о некоторых наиболее «популярных» картах.

Normal Map — как раз таки эта карта нам и позволяет добавить детализацию, не тратя на это лишние полигоны.

Это работает так: векторы, которые используются для определения того, как свет отражается от поверхности. Их можно использовать для контроля над переходом между гранями, но также их направление можно изменять, чтобы lowpoly-модель отражала свет так же, как более сложная модель.

Если вкратце, то низкополигональная модель начинает отражать поверхность так же как и высокополигональная. За счёт этого нам и кажется что модель стала более детализированной.

Модель без карты нормалей/Модель с запеченной картой нормалей

Ambient Occlusion — С этой картой намного проще, она добавляет тени на модели, где это необходимо. Тем самым модель становится более реалистичной.

Слева Ambient occlusion отсутствует/Справа присутствует

Curvature — это карта просчитывает неровности на поверхности модели, так же выделяет все грани, после чего эти неровности можно будет использовать при текстурировании.

Белые линии и являются картой Curvature

6. Текстурирование

Вот мы и добрались до практически последнего этапа в нашем процессе разработки. Этап текстурирования довольно важен, так как именно текстуры сильно влияют на восприятие модели.

Текстура — это массив цветовых точек, образующих изображение. Это не только раскраска объекта. Фактически, термин текстура означает шероховатость или гладкость поверхности объекта. Это те свойства поверхности, которые можно осязать.

PBR материалы — это материалы которые корректно отображают все текстуры, то есть шереховатости, отражения, затенения.

Заключение

Вот настолько много этапов и проходит 3D-художник, чтобы добиться желаемого результата, но это мы ещё не затрагивали риг и анимацию самой модели.

Если вас заинтересовала эта тема, то творите, создавайте, и возможно совсем скоро вы сможете попасть на работу мечты! 🙂

3D-моделирование: создание модели с нуля

3D-моделирование или CAD (автоматизированное проектирование) относится к творческому процессу построения трехмерной модели (известной как x, y, z) с использованием специального программного пакета , такого как Maya, Houdini, Blender, Cinema 4D или многие другие.

CAD в течение многих лет используется во многих отраслях промышленности для создания базы данных для производства, для улучшения качества проектирования и коммуникации посредством документации. В результате большинство брендов обнаруживают, что 3D-контент уже присутствует в их производственном процессе.

Мы рекомендуем вам вернуться к производственному конвейеру для поиска существующего 3D-контента. Затем мы можем помочь вам оптимизировать ваши 3D-ресурсы, чтобы они были готовы к использованию в Интернете.

Например, компания Zodiac Nautic недавно запустила 3D-конфигуратор лодок с использованием API Sketchfab. Перед тем, как дать зеленый свет новой конструкции лодки в Zodiac Nautic, она моделируется в 3D с использованием материалов, чтобы они могли получить представление о том, как будет выглядеть лодка в реальном мире.

Вместо того, чтобы создавать все 3D-модели с нуля, Клаас Ниенхуис, разработавший 3D-конфигуратор, повторно использовал эти существующие 3D-модели из конвейера проектирования и оптимизировал их для использования в браузере. Это здорово сэкономило время и деньги. Для получения дополнительной информации вы можете прочитать наш кейс здесь.

Еще один отличный пример оптимизации модели был предпринят компанией Schneider Electric для демонстрации своей технической продукции в 3D и создания интерактивного 3D-каталога продукции. Вы можете попробовать аннотированную и анимированную версию одного из их продуктов здесь.

Schneider объясняет, как сложные продукты работают с 3D-моделями с комментариями

3D-сканирование, достоверное воспроизведение реального объекта

3D-сканирование иногда называют «захватом реальности» , потому что он не основан на интерпретации 3D-художника, а является аутентичным исполнением. Это процесс анализа реального объекта с помощью специального программного или аппаратного обеспечения для сбора данных о его форме и внешнем виде и использования этих собранных данных для создания 3D-модели.

Различные методы сканирования подходят для разных предметов, но иногда их можно использовать в комбинированном рабочем процессе для создания окончательной 3D-модели.

Фотограмметрия

Фотограмметрия — это метод захвата объекта или пространства в 3D путем получения его цифровых фотографий с разных ракурсов и обработки этого набора изображений в единый ресурс с использованием специального программного обеспечения.

Это становится все более распространенным способом создания 3D-моделей, особенно потому, что вы можете делать необходимые снимки с помощью простого смартфона. Фотограмметрия создает наиболее точное представление объектов реального мира.

Отлично подходит для: одежды, обуви, произведений искусства, скульптуры
Плохие кандидаты: объекты, отражающие или фильтрующие свет (прозрачные, блестящие, металлические…)

Сканирование структурированным светом портативный, чтобы проецировать различные узоры света на объект и одновременно измерять деформации узора, когда он падает на поверхности под разными углами, с помощью синхронизированных камер.

Отлично подходит для обратного проектирования, высокоточных работ, объектов малого и среднего размера, людей, компонентов, продуктов питания, одежды, артефактов

TetraVision оцифровала этот небольшой блок Lego, чтобы проверить некоторые важные параметры качества

Лазерное сканирование и LiDAR

Наиболее часто используется при геодезическом моделировании и информационном моделировании зданий (BIM). Лазерное сканирование или обнаружение света и дальность (LiDAR) — это метод 3D-сканирования, который работает, запуская тысячи лазерных лучей с центральной станции, а затем измеряя время, необходимое каждому лучу, чтобы отразиться от окружающей среды в пределах досягаемости.

Эти отдельные измерения объединяются для создания так называемого «облака точек» — трехмерного представления того, где каждый лазерный луч попадает на поверхность вокруг станции сканирования, которая может существовать сама по себе или может быть легко преобразована в модель поверхности.

Отлично подходит для: зданий, пейзажей, абстрактного искусства, коллекции примеров

Теперь, когда у вас есть 3D-контент, пришло время им поделиться!

Теперь, когда у вас есть 3D-контент, пришло время опубликовать ваши активы. 3D-плеер Sketchfab создан с использованием технологии webGL, что делает его совместимым со всеми устройствами и браузерами без необходимости использования каких-либо плагинов или расширений.

Встраивание очень просто — достаточно загрузить свою модель в Sketchfab, а затем встроить в любое место в Интернете: на веб-сайт вашего бренда, в блог, в статьи в прессе, в рекламные кампании или в социальные сети.

У нас также есть очень надежный API, с помощью которого вы можете управлять программой просмотра Sketchfab с помощью JavaScript (перемещение камеры, создание скриншотов и многое другое). Не стесняйтесь просматривать нашу документацию по API.

3D-моделирование в Unity: полное руководство

6 октября 2022 г.

Любой игровой проект требует надежного стека технологий, чтобы получить безупречный рабочий процесс и выдающийся результат. Для многих компаний игровой движок Unity стал неотъемлемой частью разработки игр и создания 3D-контента. Тем не менее, это программное обеспечение не является волшебной таблеткой, которая подходит для любого проекта или цели.

Итак, вы можете создавать 3D-модели в Unity? Конечно. Тем не менее, лучше знать все тонкости Unity, а также дополнительные способы разработки яркого контента, чтобы не тратить время своей команды на работу с низкой эффективностью.

Тем не менее, можете ли вы создавать 3D-модели в Unity без каких-либо сторонних программ и при этом достигать первоклассного качества? Эта статья прольет свет на этот вопрос и возможности Unity для вашего проекта, а также поделится пайплайном 3D-моделирования от опытной студии разработки игр Unity.

Наше портфолио
Свяжитесь с нами

Как создавать 3D-модели для Unity

Несмотря на то, что Unity считает себя продвинутой программой для создания контента и разработки игр, а также предоставляет руководства по созданию 3D-моделей в Unity, она не так оптимизирован для 3D-моделирования с нуля.

Вот почему многие специалисты в конечном итоге делают 3D-модели для Unity с помощью стороннего программного обеспечения. Кроме того, они используют Unity для управления моделями и анимации.

Итак, если вам интересно, как создать 3D-модель в Unity, изучите окончательный процесс 3D-моделирования, сочетающий Unity и дополнительные возможности.

Моделирование

Трехмерное моделирование — это процесс создания визуального и цифрового представления объекта. Обычно художники создают 3D-модель с помощью стороннего программного обеспечения и различных методов, таких как:

Моделирование коробок — это метод трехмерного моделирования, при котором в качестве отправной точки вы берете простую форму, такую как куб, цилиндр или сфера, и работаете в процессе моделирования, пока модель не будет завершена. Использование простых форм в качестве строительных блоков — хороший способ сделать вашу работу более эффективной и простой.
NURBS-моделирование (неоднородный рациональный базисный сплайн) — это метод математического моделирования, который генерирует и представляет кривые и поверхности. 3D-художник может рисовать резкие линии, а программа автоматически создает плавные формы. Следующий метод можно использовать для быстрого создания прототипов моделей путем создания основных контуров объекта.
Цифровая скульптура — это метод моделирования, при котором 3D-художник использует цифровую кисть для управления 3D-объектом. Процесс похож на использование глины в реальной жизни. Но в этом случае художник использует программный редактор для работы с цифровым объектом. Метод позволяет строить модели очень быстро. Однако это также делает модели очень многополигональными и тяжелыми, поэтому требуется дальнейшая оптимизация.
Процедурное моделирование (симуляция) — это метод моделирования, при котором 3D-художник использует математические формулы, алгоритмы и наборы правил для создания 3D-моделей или сред. Процедурное моделирование используется с рандомизированными деталями объектов, такими как деревья, ландшафты, горы, огонь, вода и другие вещества.
NFT 3D моделирование. Если вам нужно смоделировать некоторые активы NFT для Unity, этот процесс потребует особого отношения, профессиональных навыков и конкретного использования инструментов Unity. Чтобы узнать больше об этом, вы можете изучить информацию и возможности NFT в Unity на официальном форуме. В противном случае вы можете положиться на профессиональные услуги по разработке игр NFT, которые выполнят эту задачу за вас.

Ретопология

Ретопология — это процесс преобразования высокополигональных моделей в предпочтительное количество полигонов. Этот шаг — неотъемлемая часть процесса постмоделирования, который упрощает работу с моделями в Unity.

Ретопология помогает уменьшить количество полигонов, чтобы оптимизировать модель для мобильных игр, приложений, компьютерных игр или приложений AR/VR. Художник может либо вручную создать новую сетку поверх существующей модели, либо использовать автоматические, полуавтоматические или ручные инструменты ретопологии, такие как Maya, ZBrush или 3D-Coat.

УФ-отображение

УФ-отображение — это процесс проецирования 2D-изображения на поверхность 3D-модели для текстурирования. Другими словами, художник берет 3D-модель, разворачивает ее и создает 2D-изображение, на котором легче рисовать текстуры.

UV-развертка выполняется перед применением текстуры изображения к модели, чтобы сообщить программному обеспечению положение, поворот и масштаб текстуры. UV-отображение может быть создано вручную или автоматически в зависимости от сложности модели, а также навыков художника.

Наиболее популярными программами для УФ-картирования являются Roadkill, Ultimate Unwrap 3D, Rizom UV и встроенная функция УФ-картирования в Blender или Maya.

Оснастка

Когда дело доходит до трехмерного моделирования персонажей, оснастка используется как метод управления и управления точками для манипулирования костной системой. Риг может иметь зависимости и выражения для автоматизации некоторого движения объекта (персонажа).

Риггинг используется везде, от анимации лица персонажа до открытия дверей автомобиля. Создавая структуру цифрового скелета объекта, вы можете легко манипулировать ею, чтобы создать позу кадра, создать анимационный фильм или сделать анимированный аватар в игре.

Однако цифровой скелет не будет двигаться вместе с мышцей, если вы не привяжете его к созданной вами сетке. Для этого требуется метод, называемый скиннингом.

Скиннинг

Скиннинг связывает 3D-сетку с костями (оснащение), чтобы вы могли перемещать вершины и максимально использовать свою модель в анимации.

Правильный скиннинг важен, потому что он помогает создать плавную анимацию и гарантирует, что ноги вашей модели не будут тянуться назад, когда вы, например, манипулируете глазами персонажа.

Скиннинг обеспечивает правильную деформацию модели. Скиннинг может выполняться вручную или автоматически с использованием различных функций.

Текстурирование

Текстурирование — завершающий этап процесса моделирования. Чтобы достичь наилучших результатов текстурирования с использованием материалов и текстур, художник должен убедиться, что модель была успешно смонтирована, скинирована, ретопологизирована и UV-картирована.

Существуют различные типы методов текстурирования, такие как отображение высоты, отображение рельефа, отображение нормалей, отображение смещения, отображение отражения, отображение бликов и отображение окклюзии, которые можно использовать для создания фотореалистичной или мультяшной графики, которую вы видите в приложениях и играх. Cегодня.

Текстурирование обычно выполняется в Substance Painter, BodyPaint 3D, Zbrush, Mudbox, 3D-Coat или других программах, позволяющих художникам создавать реалистичные и классные текстуры моделей.

2D-изображение Unity в 3D-модель

Если у вас есть соответствующий контент для вашей игры в формате 2D, ваши художники могут использовать Unity для преобразования его в 3D. На самом деле есть несколько способов выполнить эту задачу. Во-первых, художники могут использовать функциональность фотограмметрии в Unity, которая позволяет сканировать реальные объекты, фотографии и видео, а затем преобразовывать их в 3D-модели.

Эксперт делает 360° фотографии объекта, затем загружает их в программу, которая создает модель. Программа создает 3D-модель на основе изображений. Чем чище кадры, тем чище модель. Часто модель требует дополнительных манипуляций и ретопологии, чтобы сделать ее визуально привлекательной, гладкой и удобной для работы.

Кроме того, готовый 2D-контент можно преобразовать в 3D с помощью инструментов Unity. Однако нет специальной кнопки для преобразования 2D-изображения в 3D-форму. Вместо этого вы можете применять эффекты и манипуляции для работы с 2D-изображением, чтобы оно выглядело объемным. Эти трюки подразумевают манипуляции со спрайт-рендером, 3D-сеткой, камерой, тенями, светом и т. д.

Распространенные типы 3D-моделирования в Unity

Есть два самых популярных игровых движка, похожих во многих аспектах — Unity и Unreal Engine. Однако каждый из них лучше всего использовать для разного рода задач и целей. Таким образом, использование Unity для 3D-моделирования позволяет качественно выполнять следующие типы проектов.

Прототипирование. Перед полномасштабной разработкой игры опытные команды создают демо-версию игры. Такой подход помогает визуализировать концепцию игры, просмотреть ее, внести важные правки и более тщательно продумать игровую логику. К счастью, Unity предлагает ProBuilder — встроенный в редактор инструмент для быстрого и простого создания прототипов игр. Таким образом, художники по 3D-моделированию Unity могут создавать уровни и базовые модели за считанные минуты.

Создание базовых виртуальных миров. Несмотря на то, что Unity не так популярен для разработки гиперреалистичных игр VR/AR, как Unreal Engine, он может служить для создания низкополигональных моделей и виртуальных миров. Возможности Unity, такие как инструменты реального времени для разработки 3D, VR и AR, а также готовые материалы, делают этот игровой движок идеальным для иммерсивных проектов от простой до средней сложности.

3D-моделирование для мобильных игр. По сравнению с возможностями UE по созданию гиперреалистичного контента, Unity зарекомендовала себя как первоклассная платформа для разработки мобильных игр. Соответственно, специалисты в Unity создают 3D-персонажей, окружение, реквизит и другие модели, подходящие для мобильных игр по формату и размеру без потери качества. Таким образом, вы получаете самое эффективное создание контента с максимальной эффективностью.

3D-моделирование персонажей. Осваивая способы создания 3D-персонажей в Unity, художники глубоко погружаются в многочисленные документы и материалы платформы, что помогает отточить этот процесс. Помимо руководств и руководств, хранилище ресурсов Unity предлагает различные готовые персонажи, которые можно настроить в соответствии с индивидуальными концепциями и различными типами проектов.

Лучшее программное обеспечение для 3D-моделирования для Unity

Когда дело доходит до сложного 3D-моделирования, Unity нуждается в некоторой поддержке. В приведенном выше руководстве по моделированию Unity 3D мы представили использование инструментов из некоторых программ, прежде чем модель будет готова для дальнейших манипуляций. Итак, какое программное обеспечение для 3D-моделирования лучше всего подходит для Unity?

Ознакомьтесь с тремя лучшими программами на рынке для 3D-моделирования в Unity, которые вы можете выбрать или использовать вместе.

Блендер. Эта часть программного обеспечения является хитом в сообществе художников 3D-моделирования. Это бесплатная программа с несколькими инструментами моделирования, такими как создание сетки и простая функция перетаскивания. Blender позволяет выполнять сложную работу с моделями, а также предоставляет возможности оснастки, текстурирования и анимации.
3D макс. Несмотря на то, что 3Ds Max предоставляет почти такие же мощные инструменты для 3D-моделирования, как и другие популярные программы, художники используют эту программу только для конкретных проектов. Учитывая относительно высокую цену и расширенные возможности, 3Ds Max в первую очередь подходит для разработки игр уровня ААА и фотореалистичного моделирования.
Майя LT. В отличие от традиционной Autodesk Maya, Maya LT предназначена для создания игрового искусства и анимации. Будучи одним из наиболее специализированных программ Unity для 3D-моделирования, оно позволяет напрямую экспортировать модели в игровой движок. Кроме того, имеется множество полезных функций, таких как шейдерные эффекты, интеграция материалов вещества, инструменты редактирования UV и т. д.

Выбирайте профессиональную разработку игр на Unity

Как видите, выбор Unity в качестве ведущей программы в стеке технологий для вашего проекта влечет за собой сложную работу с различным ПО. Следовательно, привлечение профессионального 3D-моделлера Unity сделает создание графики для вашей игры более устойчивым и качественным.

Чтобы сэкономить массу ресурсов без потери качества, вы можете нанять 3D-художников в свою команду из Game-Ace, опытной компании по разработке игр.