Lekcja 3: Modelowanie 2D i 3D - projektowanie modeli

Czym jest modelowanie 3D?

Modelowanie 3D to proces tworzenia matematycznej reprezentacji trojwymiarowego obiektu za pomoca specjalistycznego oprogramowania. Model 3D opisuje ksztalt obiektu w trzech osiach: X (szerokosc), Y (wysokosc) i Z (glebokosc).

Podstawowe pojecia modelowania 3D

• Wierzcholek (vertex) - punkt w przestrzeni 3D okreslony wspolrzednymi (x, y, z)
• Krawedz (edge) - linia laczaca dwa wierzcholki
• Sciana (face) - plaszczyzna ograniczona krawedziami (trojkat lub wielokat)
• Siatka (mesh) - zbior wierzcholkow, krawedzi i scian tworzacych model
• Tekstura - obraz 2D naloony na powierzchnie modelu 3D
• Material - opis wlasciwosci powierzchni (kolor, polskliwosc, przezroczystosc)
• Renderowanie - proces generowania realistycznego obrazu 2D z modelu 3D

Techniki modelowania 3D

1. Modelowanie poligonalne - budowanie modelu z wielokatow (trojkatow, czworokatow). Najbardziej popularna technika w grach i filmach.
2. Modelowanie za pomoca prymitywow (CSG) - laczenie prostych bryl (szescian, kula, walec) operacjami sumy, roznicy i przeciecia. Typowe dla Tinkercad.
3. Modelowanie NURBS - uzywa krzywych matematycznych do tworzenia gladkich powierzchni (przemysl motoryzacyjny, wzornictwo).
4. Rzezba cyfrowa (sculpting) - modelowanie jak z glina, deformowanie siatki pedzlami (ZBrush, Blender Sculpt).
5. Modelowanie parametryczne (CAD) - definiowanie modelu za pomoca wymiarow i relacji geometrycznych (FreeCAD, Fusion 360).

Popularne programy do modelowania 3D

• Tinkercad - darmowe narzedzie online, idealne dla poczatkujacych. Modelowanie przez laczenie prymitywow. Swietne do nauki i druku 3D.
• Blender - darmowy, profesjonalny program open source. Modelowanie, animacja, rendering, symulacje fizyczne. Uzywany w filmach i grach.
• SketchUp - intuicyjny program do modelowania architektonicznego (darmowa wersja webowa).
• Fusion 360 - profesjonalne narzedzie CAD od Autodesk (darmowe dla edukacji).
• ZBrush - standard branżowy w rzezbie cyfrowej (postacie, stworzenia).

Zastosowania modelowania 3D

• Gry komputerowe - tworzenie postaci, srodowisk, przedmiotow
• Film i animacja - efekty specjalne, filmy animowane (Pixar, Disney)
• Architektura - wizualizacje budynkow i wnetrz
• Medycyna - modele organow, planowanie operacji, protezy
• Druk 3D - projektowanie obiektow do wydrukowania
• Przemysl - projektowanie produktow, prototypowanie
• Rzeczywistosc wirtualna (VR) i rozszerzona (AR)

Formaty plikow 3D

• STL - standard do druku 3D (tylko geometria, bez kolorow)
• OBJ - popularny format z obsluga materialow i tekstur
• FBX - format do wymiany miedzy programami (z animacjami)
• GLTF/GLB - nowoczesny format dla grafiki webowej 3D
• BLEND - natywny format Blendera