Что такое 3D-графика

3D-графика: что это и чем отличается от 2D

Аббревиатура «‎3D»‎ дословно расшифровывается как 3-dimensional или три измерения. Первое и самое явное отличие трёхмерного изображения от двухмерного — это наличие объёма. Когда вы смотрите на картинку и чувствуете глубину — это 3D.

Эффект достигается за счёт работы с тенью и светом. Пример двухмерной графики — это иконки на рабочем столе и уличные указатели: вы видите длину и ширину, но без объёма. Чтобы изображение считалось трёхмерным необходимо ощущение пространства.

Если нарисовать обычный квадрат из четырёх линий — это будет 2D-изображение. А если его немного развернуть, добавить грани, вершины и выделить цветом — получится куб, который можно рассматривать как 3D-модель.

3D-модель — это объёмное цифровое изображение объекта в пространстве. 3D-графика — раздел компьютерной графики, который позволяет создавать такие модели.

Как появилась 3D-графика

Первую компьютерную анимацию с использованием 3D-графики мир увидел в 1963 году — программист Эдвард Зейджек создал демонстрацию движения спутника вокруг земли. Простенькая для современного человека анимация в то время получила название «‎первый компьютерный фильм»‎.

А в 1968 году группа из МГУ, под руководством советского математика Николая Николаевича Константинова, создаёт первый анимационный ролик «‎Кошечка»‎ с помощью БСЭМ-4. Объёмная кошечка из множества квадратов оживает и демонстрирует убедительную походку. Правда назвать ролик полностью компьютерным сложно: учёные распечатывали отдельно каждый кадр и затем отсняли всё на плёнку.

Уже в 1972 году была создана первая 3D-модель человеческой руки. Её разработал Эд Катмулл, в последствии ставший президентом компании Pixar. Вместе с сокурсником он продемонстрировал короткометражный фильм «A Computer Animated Hand», который стал выпускной работой студентов. Это послужило сильным толчком в развитии анимационных технологий.

В 1976 году выходит фильм «Futureworld», где впервые задействована анимация человеческого лица. После этого трёхмерная графика стала набирать широкую популярность и стремительно развиваться. Разрабатывались специальные программы, специалисты обучались новым возможностям, а кинокомпании стали привлекать их для создания всё более захватывающих эффектов.

Этапы создания 3D-графики

В наше время создавать 3D-графику гораздо проще, чем в 60-70-е годы. Существует множество программ, в которых работают 3D-художники. Однако свои особенности у процесса тоже есть.

Всё начинается с 3D-моделирования. Художник создаёт модель — это может быть любой объект или персонаж. Есть несколько видов 3D-моделирования, которые позволяют создавать реалистичные объекты. Основные два это: полигональное и параметрическое.

В полигональном моделировании основой становится поверхность, в пределах которой строится будущий объект. Она разлиновывается сеткой. Линии — это рёбра, точки пересечения — вершины, а поле между рёбрами — полигоны. Фигура приобретает нужную форму за счёт манипуляций, которые художник проводит с вершинами, рёбрами и полигонами.

В параметрическом моделировании сперва создаётся эскиз, после чего с ним ведут работу. Основой служит математическая модель с нужными параметрами, которые изменяют для получения различных фигур. Объект получает нужную форму за счёт изменения этих параметров.

После того как 3D-модель готова, художник переходит к сценариям и анимации. Модели размещаются на сцене и совершают действия: двигаются, перемещают объекты или ещё что-то. Для разработки анимации и распределения моделей на сцене могут использоваться те же программы, что и для моделирования. Иногда требуются более сложные софты.

Завершается процесс рендерингом — это обработка цветом, выбор типа поверхностей, освещения и других параметров. Для завершения и отработки деталей требуется мощное оборудование: компьютер должен быстро считывать кадры и отображать желаемый результат.

Где и как используют 3D-графику

Мы настолько привыкли к 3D-графике в повседневной жизни, что практически не замечаем её. Забавные 3D-персонажи и даже огромные 3D-города на экране — перестали удивлять. Но это не делает трёхмерную графику менее значимой для современного человека.

Вот несколько областей, которые основательно задействуют 3D:

• Киноиндустрия и мультипликация — захватывающие спецэффекты, невероятные волшебные миры и их не менее невероятные персонажи — всё это стало возможным при развитии 3D-графики. Художники и аниматоры создают целые вселенные, за которыми мы с удовольствием наблюдаем на экранах.
• Компьютерные игры — отдельная индустрия, которая активно развивается именно благодаря возможностям 3D. Разработчики выпускают всё больше интересных игр, прорисовкой которых занимаются 3D-художники и аниматоры.
• Дизайн интерьеров — прежде чем реализовать дизайн-проект, дизайнер демонстрирует клиенту 3D-макет, который можно рассмотреть с разных сторон и наглядно представить результат работы.
• Маркетинг, реклама, бизнес — модели в каталогах, которые можно разглядеть с любого ракурса, радушные персонажи в рекламных роликах, демонстрация товаров и способов их использования — всё это поднимает продажи и увеличивает прибыль бизнеса.

3D-модели используются для обучения: студенты-медики могут лучше изучить строение человека и работу отдельных органов при использовании моделей. Многие музеи оцифровывают экспонаты и разрабатывают виртуальные выставки. С развитием бизнеса и IT-сферы появляется всё больше областей применения 3D-графики.

Тем, кто хочет построить карьеру в бизнесе или IT-сфере, Академия «‎Сигма»‎ предлагает 10 современных обучающих программ. Вы можете получить профессию тестировщика, разработчика, дизайнера, аналитика и другие — ознакомьтесь с курсами Академии в каталоге образовательных программ и выберите направление для себя. Уже 17 401 студент прошли обучение и 13 122 из них нашли работу в новом, современном направлении или открыли своё дело.

Получите современную, востребованную профессию в Академии «‎Сигма»‎.