3D МАЛЮНОК І ЙОГО ПЕРСПЕКТИВУ
"3D малюнок" - право терміну на існування
Анаморфози — звані потворні зображення предметів, намальовані в такий спосіб, що з розгляді їх із певного місця чи з допомогою відомого оптичного пристосування, вони здаються правильними і не викривленими.[1] Тобто. Анаморфози являють собою ціле сімейство різних оптичних ілюзій, кожна з яких заслуговує на окрему увагу. У цьому сімействі виділяються і так звані у сучасному ненауковому суспільстві 3D малюнки.
На питання місця та часу винаходу анаморфозу немає єдиної думки. Одні вважають, що анаморфоз був винайдений у Китаї та пізніше завезений до Європи, інші – що його батьківщиною є Європа. При цьому не виключено, що аналогічні винаходи могли бути вигадані незалежно один від одного у будь-який час [2]. Найбільш раннім відомим анаморфозом в Європі вважається робота Леонардо да Вінчі (1452 - 1519) в Атлантичному кодексі (Codex atlanticus), що є спотвореною особою дитини, яка сприймається правильно тільки з певної точки зору [3]. Можливо, саме Леонардо винайшов анаморфоз [4]. За своєю сутністю цей витвір є не чим іншим, як 3D малюнком. Іншим раннім європейським анаморфозом, що є 3D малюнок, є робота художника Ганса Гольбейна молодшого «Посланники», створена в 1533 році і виставлене в даний час в Лондоні. (Малюнок 1) [5]
3D малюнок – це новий термін, введений в обіг у ХХ столітті.Першу його згадку в мережі інтернет Росії ми виявили в 2008 [6] «Синонімами терміна можна вважати 3d street painting, Madonnari [7], chalk art [8], 3D drawing (дослівно «3D малюнок») [9], 3D зображення [10], тривимірні та об'ємні малюнки [11, 12].
На наш погляд, «3D малюнок» - це зображення об'єкта, побудоване із застосуванням центрального проектування, на одній або декількох площинах, яке тільки з єдиної заданої точки зору здається неспотвореним, що створює оптичну ілюзію тривимірності»[13].
Під час обговорення торішньої доповіді «3D малюнок як спосіб побудови наочного зображення» ключовим питанням стало питання використання самого терміну «3D малюнок». Були висловлені різні погляди, але питання залишилося відкритим. У цій статті ми поділимося думкою з приводу терміну і сферою застосування 3D малюнків.
Очевидно, цей термін прийшов із народу, а не з наукової спільноти. Незважаючи на те, що подібні зображення мають наукову назву «анаморфізм», такий вид малюнку потребує уточнення.
На наш погляд термін має право на існування, і ось чому. На відміну від традиційних видів побудови наочного зображення, таких як аксонометричні проекції та перспективи за рідкісним винятком, площина, на якій, зображений об'єкт, є деяким екраном, що демонструє зовсім інший простір, на кшталт вікна в інший світ. Наприклад, людина, що працює в програмі 3D max, все, що відбувається на моніторі, чудово відокремлює від реального простору, т.к. він візуальний, скажімо так, не є частиною реального простору, незважаючи на те, що самі об'єкти в програмі є 3D моделями.
Більшість 3D малюнків візуально є частиною реального простору, через що виникає ілюзія присутності зображеного об'єкта в просторі.
Сам по собі термін 3D (англ. 3-dimensional) має на увазі, що якийсь об'єкт має 3 просторові виміри. Будь-який малюнок сам по собі – 2D, але якщо він сприймається людиною як об'ємним просторовим об'єктом, то, я думаю, такий малюнок, як мінімум, сміливо можна назвати псевдо 3D малюнком.
Безумовно, не можна трактувати 3D малюнок буквально, так само, як і буквально трактувати такі терміни, як 3D-звук, 3D-окуляри, 3D-фільми, 3D-модель (комп'ютерна), та й загалом усі терміни з використанням «3D» , які мають на увазі фактичну об'ємність. Але такі припущення мають місце для спрощення термінології, а часом – і розуміння явищ, зберігаючи у своїй і справжнє значення терміна.
Способи побудови 3D малюнків
3D малюнки створюються в основному художниками та молоддю. Спостерігаючи їх можна виділити кілька способів створення.
- Побудувати зображення у окомірному масштабі без застосування креслярських інструментів.
- Побудувати зображення, встановивши камеру для фіксації точки зору, щоб спостерігати за отримуваним зображенням.
- Побудувати зображення, використовуючи фотографію та лист, з накресленою на ньому сіткою.
- Побудувати зображення за допомогою файлу (мультифори) та аркуша, з накресленою на ньому сіткою.
Кожен із цих способів побудови дозволяє отримати наочне зображення об'єктів, причому об'єктів, що у перспективі. Але у випадку з побудовою в окомірному масштабі зображення зазвичай сильно спотворене: це схоже на побудову перспективи “від руки”.Зрозуміло, що великої точності від цього зображення не варто очікувати: воно годиться тільки для малюнків.
Зробити розрахунок 3D малюнка на комп'ютері набагато простіше, ніж його намалювати, якщо переслідувати мета отримання наочного зображення, такий метод нерентабелен, т.к. Перш ніж робити розрахунок, потрібно отримати саме наочне зображення, отже, сам розрахунок – надмірна дія.
Креслення ж 3D малюнків дозволяє точно побудувати 3D малюнок бажаного об'єкта. В даний час, в інтернеті є відмінність уроки про те, як креслити 3D малюнки, але весь матеріал, що підноситься, помилковий, т.к. вчать молоді люди некомпетентні у цій галузі.
Принцип побудови 3D малюнків
Побудова 3D малюнка зводиться до знаходження центральних проекцій характерних точок об'єкта, як точок перетину проекцій, що проектують, з відповідними площинами проекцій.
Будувати наочне зображення 3D малюнка об'єкта можна і з допомогою традиційного побудови перспективи методом архітектора, але у разі доведеться будувати зображення нестандартним шляхом. Це тим, що у методі архітектора об'єкти розташовуються за картинною площиною (малюнок 2а), і навіть вибирається такий кут зору, щоб зображення було реалістичним. При кресленні 3D малюнка найчастіше об'єкт розташовується перед Картинною площиною, і кут огляду не відіграє ніякої ролі (рисунок 2б). Працюючи з 3D малюнками, зручніше розглядати цю ситуацію, помінявши місцями площини α і β (рисунок 2в).
Зробивши таке перетворення, ситуація помітно змінилася. Незважаючи на те, що всі закони перспективи збереглися, метод архітектора перестав бути очевидним, поступаючись своїм місцем, іншим методам.
У ході розробки методів було виділено ряд правил, знання яких є необхідним для ефективного раціонального викреслення об'єктів.
- 3D малюнки всіх паралельних прямих сходяться у відповідних точках сходу на основній площині (площина, на якій зображується 3D малюнок), крім прямих, що належать площинам, паралельним основній площині.
- 3D малюнки всіх вертикальних прямих сходяться на проекції погляду на основну площину.
- 3D малюнки прямолінійних відрізків у просторі є прямолінійними відрізками
- 3D малюнки прямолінійних відрізків, що у площинах, паралельних основний площині, у просторі паралельні самим прямолінійним відрізкам у просторі.
- 3D малюнки геометричних фігур, що належать площинам, паралельним основній площині, подібні до самих геометричних фігур.
- 3D малюнки геометричних фігур, що належать основній площині, не змінюються щодо свого розміру та положення. [13]
Розрахунковий метод побудови 3D малюнків
Для побудови 3D малюнків характерних точок об'єкта використовуються 3D малюнки вертикальних відрізків. Основа такого відрізка знаходиться на проекції точки, що шукається на площину, задаючи при цьому координати х і у шуканої точки, в той час як, висота вертикального відрізка - координату z. Таким чином, вертикальний відрізок визначає та фіксує розташування характерної точки у просторі. (Малюнок 3а)
Довжина b 3D малюнка вертикального відрізка, а дорівнює b=aL/(h-a), де h – висота погляду, а L – відстань від погляду до вертикального відрізка.
Розглянемо рисунок 2. Послідовність дій побудови 3D малюнка вертикального відрізка така:
- Задається висота погляду h, і відзначається її проекція S1 на площину листа
- Зазначається точка А1 - Проекція шуканої точки на площину листа.
- Вимірюється відстань L між проекцією шуканої точки А1 до проекції погляду на площину листа S1.
- Задається висота вертикального відрізка і підставляється у формулу b=aL/(h-a)
- Через S1 та А1 проводиться пряма і від точки А1 відкладається обчислену відстань b. Точка А, що вийшла, – 3D малюнок шуканої точки А.
- Точки А та А` з'єднуються
Гідність методу полягає в його точності та в мінімальній кількості допоміжних ліній побудови.
Недоліком ж є необхідність у математичних обчисленнях.
Різниця між розрахунковим та геометричним методом полягає у способі побудови 3D малюнка вертикального відрізка.
Геометричний метод креслення 3D малюнків
У цьому методі 3D малюнок вертикального відрізка перебуває з допомогою тіней. Т.к. площина листа ОП виступає у ролі землі, вертикальний відрізок, а й висота погляду h відкидатимуть на лист тінь. (Малюнок 3б). Якщо взяти кут падіння сонячних променів дорівнює 45 градусів, то тінь буде натуральною величиною відповідних вертикальних відрізків. Відповідно до законів перспективи, точкою сходу всіх сонячних променів буде точка S2. Тоді, якщо провести 2 прямі PA1 і PA2 через точки S1 A1 та S2 A2, то вони будуть 3D малюнками прямих у просторі, що проходять через точки A2 A та A1 A, а їх перетин - шуканим 3D малюнком А точки А.
Послідовність процесів побудови 3D малюнка вертикального відрізка така:
- Задається висота погляду h, і відзначається її проекція S1 на площину листа
- Зазначається точка А1 - Проекція шуканої точки на площину листа.
- Вибирається довільний напрямок і вздовж цього напряму будується натуральна величина шуканого вертикального відрізка та висоти точки зору з відповідних проекцій.
- Проводиться 2 прямі. Перша через проекції відрізків на площину листа, друга через вершини тіней. Їх перетин - 3D малюнок шуканої точки A'
- Точки А та А` з'єднуються
Приклад малюнка, побудованого геометричним способом представлений малюнку 4.
Переваги методу: простота та швидкість роботи, відсутність математичних обчислень.
Недоліки методу: велика кількість допоміжних ліній, що згодом ускладнюють роботу з кресленням. Нижча точність проти розрахунковим методом.
Застосування
Практика показала, що швидкість побудови 3D малюнків конкурує зі швидкістю побудови аксонометричних зображень, що в свою чергу демонструє великий потенціал напряму, оскільки наочне зображення об'єктів у перспективі набагато легше побудувати саме представленими вище способами.
Застосування 3D малюнків ми здебільшого бачимо у 2 напрямках. Перше – це мистецтво, яке вже давно розпочало розвиток. Друге – в освіті.
Ми думаємо, що як окремий напрямок творчості 3D малюнки могли б зацікавити підростаюче покоління, яке зараз навчається в загальноосвітніх школах і різних школах мистецтв. Одночасно з отриманням знань про об'ємні малюнки, учні зможуть досконало зрозуміти закони тривимірного простору, в якому вони живуть, та розвинути чудове просторове мислення, тим самим підготувавши себе до вступу до ВНЗ. Ми віримо, що цей напрямок може зробити хороший внесок у підростаюче покоління, звернувши увагу дітей від комп'ютерних ігор до цікавого творчого процесу.
Введення 3D малюнків у такому форматі дозволило б у Росії активно розвивати художню вуличну творчість, проводячи при цьому різні фестивалі 3D малюнків, як це робиться в інших країнах.
Список литературы
- Енциклопедичний Словник Ф.А.Брокгауза та І.А.Ефрона (У 86 томах з ілюстраціями та додатковими матеріалами) [Електронний ресурс]// – режим доступу: http://www.vehi.net/brokgauz/ (дата звернення 13.03 .2017)
- Masterok. Як малюють анаморфні малюнки? [Електронний ресурс]/Masterok// LIVEJOURNAL. – режим доступу: http://masterok.livejournal.com/2855042.html (дата звернення 13.03.2017)
- Paolo Di Lazzaro, Daniele Murra. Figurative art, perception and hidden images in inverse perspective [Електронний ресурс] / Energia, Ambiente e Innovazione. – 2013. – anno 59. – С.42-43
- Matthew Ancell. Leonardo's Annunciation in perspective [Електронний ресурс] / Matthew Ancell // Leonardo da Vinci Between Art and Science. – режим доступу: http://faculty.virginia.edu/Fiorani/NEH-Institute/essays/ancell (дата звернення 13.03.2017)
- The Ambassadors [Електронний ресурс] // THE NATIONAL GALLERY. – режим доступу: https://www.nationalgallery.org.uk/paintings/hans-holbein-the-younger-the-ambassadors (дата звернення 13.03.2017)
- Ларіна, Юлія. Художник з вулиці [Електронний ресурс]/Ю. Ларіна / / Комерсант., Вогник. – режим доступу: http://www.kommersant.ru/doc/1966740 (дата звернення 13.03.2017)
- Alex Maksiov. 3d малюнки на асфальті чи 3d street painting [Електронний ресурс] / Alex Maksiov // . – режим доступу: http://maksiov.livejournal.com ( дата звернення 13.03.2017)
- Мадоннарі [Електронний ресурс] / / Вікіпедія: вільна енциклопедія. – режим доступу: https://ua.wikipedia.org/wiki/Мадоннарі#cite_note.D0..B8.D0.BA_.D1.81_.D1.83.D0.BB.D0.B8.D1.86.D1.8B-1 (дата звернення 13.03.2017)
- 30 Beautiful 3D Drawings - 3D Pencil Drawings and Art works [Електронний ресурс] // Wedneel. – режим доступу: http://webneel.com/3d-drawings-pencil-art (дата звернення 13.03.2017)
- Як творить моданнарі. [Електронний ресурс] // MOSKAUER DEUTSCHE ZEITUNG, Московська Німецька газета: незалежна газета про політику, економіку та культуру. Заснована в 1870 році. – режим доступу: http://www.ru.mdz-moskau.eu/kak-tvorit-madonnari/(дата звернення 13.03.2017)
- Карантін, Інеса. Тривимірні малюнки на асфальті [Електронний ресурс]/І. Карантін// Netlore, Антологія світлового фольклору. – режим доступу: http://www.netlore.ru/trexmernye-risunki-na-asfalte (Дата звернення 13.03.2017)
- Розпис обманка [Електронний ресурс]/Арт-Ультра. – режим доступу: http://artultra.ru/rospis-sten/rospis-obmanka.php (дата звернення 13.03.2017)
- Сальников, Є.М. 3D малюнок як спосіб побудови наочного зображення [Текст]/Є.М. Сальников //Проблеми якості графічної підготовки студентів у технічному виші: традиції та інновації (КДП-2016) Матеріали VI міжнародної науково-практичної інтернет-конференції (лютий-березень 2016 р.). - Перм.: ПНІПУ, 2016. - 443 с. С.124-129
Малюнки до доповіді
Картина «Посланці» (The Ambassadors) https://www.nationalgallery.org.uk/paintings/hans-holbein-the-younger-the-ambassadors
Розташування об'єктів щодо картинної площини
Наочне зображення 2 методів побудови 3D малюнків вертикальних відрізків
Приклад 3D малюнка, побудованого геометричним методом
Запитання та коментарі до виступу:
Шановний Євгене Михайловичу! Нам було цікаво читати Вашу доповідь та проектувати її на дисципліну "Теорія тіней та перспектива" для наших магістрів. Будь ласка поясніть, на прикладі 3D малюнку наведено Вашу розробку?
Здрастуйте, шановна Людмило Олегівно! Дякую за увагу до моєї роботи!
Представлений у доповіді 3D малюнок неможливого замку було створено мною.
З повагою, Сальніков Є.М.
Що таке 3D-графіка, навіщо вона потрібна і чому актуальна
Навчіться створювати моушн-графіку для брендів, реклами, телебачення, IT-продуктів, кіно та відеоігор за 12 місяців.
Подивіться ці зображення. Перед вами фотографії чи комп'ютерна графіка?
Це 3D-графіка – робота студентки річної програми «Моушн-дизайнер».
Розбираємось, де сьогодні використовується 3D-графіка, як вона з'явилася і як створюються 3D-об'єкти.
Підпишіться на телеграм-канали BBE, щоб першими дізнаватися про нові матеріали школи – про статті, добірки та гіди!
Що таке тривимірна графіка, 3D-моделювання та CGI
3D-графіка — один із напрямків CGI (Computer Generated Imagery), створених комп'ютером зображень. До CGI відносять будь-які зображення, створені комп'ютером: 2D- та 3D-моделі, і моушн-дизайн, і статичні зображення.
3D-моделі - те, що створили у трьох вимірах. Якщо у 2D-зображення два виміри (довжина та висота), то для появи об'єму потрібно додати третій – глибину.
Наша здатність бачити і відчувати світ у трьох вимірах називається сприйняттям глибини. Усі предмети, які оточують нас, — від чашки до смартфона — об'ємні: із шириною, висотою та довжиною. Але якщо нам природно сприймати простір, то комп'ютер треба цьому навчити.Тому й з'явилося 3D-моделювання – створення тривимірних об'єктів за допомогою спеціальних комп'ютерних програм.
Завдання 3D-дизайнера: промалювати об'єкт, персонажа або простір, продумати композицію кадру, освітлення, перенесення кольорів так, щоб створити повноцінне об'ємне зображення.
Якщо ви створюєте такі 3D-моделі, то ви 3D-дизайнер, а якщо приводите їх у дію, то 3D-аніматор. Це окрема область CGI. І 3D-дизайнери, і 3D-аніматори можуть займатися створенням ігор, брендингом, рекламою, працювати з IT-продуктами або у кінематографі.
Професія «Моушн-дизайнер»
Навчіться створювати тривимірні моделі, анімацію та візуальні ефекти для фільмів, відеоігор, рекламних кампаній та цифрових продуктів. Освойте інструменти для роботи з 2D та 3D.
Еволюція 3D-графіки
Створювати тривимірні зображення та передавати відчуття об'ємного простору на площині людство навчилося давно. А ось робити це за допомогою комп'ютера вчиться досі.
Бум персональних комп'ютерів, поява потужних ноутбуків та широка доступність інтернету дали поштовх до розвитку та популярності 3D-графіки у наші дні. Порівняйте графіку 1994 та 2023 років.
Гра Ecstatica (1994) Шоуріл Анастасії Юркової, випускниці річної програми «Моушн-дизайнер» MS-DOS PC Game Playthrough
Тривимірна графіка настільки увійшла у повсякденне життя, що ми бачимо її всюди щодня і вже не дивуємось їй.
Області застосування
3D-дизайнер може працювати з:
- комп'ютерними іграми та анімацією;
- кінематографом;
- дизайн інтер'єрів;
- архітектурою та будівництвом;
- рекламою та брендингом;
- розробкою інтерфейсів додатків;
- промисловий дизайн.
У рекламі важлива наочність, і 3D графіка добре підходить для цих цілей: ілюзію реальності можна і створити, і зруйнувати.
Брендам потрібні креативні відео, які розлітатимуться по соцмережах. У дизайні інтер'єрів для презентації елементів часто використовують моделі, а чи не фотографії реальних предметів. У промисловій сфері перед створенням готового об'єкта спочатку виготовляють його 3D-модель.
VFX спільно з Oskelly та BEEGZ від студії Pont
Види комп'ютерної графіки
Щоб комп'ютер побачив простір, його потрібно описати. Розвиток технологій та поява нових видів графіки сприяло появі 3D-моделювання. Графіка буває:
- Растрова. У ній зображення складаються з точок пікселів. Картинки на сайтах, у додатках та в цій статті – приклади растрової графіки. Вони зручні та прості у створенні та використанні, однак при масштабуванні зображення його якість втрачається.
- Векторні. У ньому зображення складається з точок, кожна з яких описана формулою. Це дозволяє змінювати формат зображення без втрати якості, що зручно для дизайну логотипів.
- Тривимірний. Вона теж визначає положення у просторі формулою, але додає третій вимір, тобто третю вісь координат. Задавши координати точок, можна описати будь-яку фігуру у просторі.
Розглянемо професії в дизайні та розберемо, які навички та програми потрібні дизайнерам різних напрямків та які плюси та мінуси є у різних спеціалізацій
Основні компоненти 3D-графіки
Полігони
Фігури, з яких тривимірною графіці будується 3D-зображення, називаються полігони. Вони складаються з вершин, граней та ребер:
- Вершини - Це точки.
- Ребра - Лінії, які їх з'єднують.
- Грані - площини, що з'являються, коли ми з'єднуємо вершини ребрами.
Щоб збудувати 3D-картинку, необхідно скласти з полігонів потрібну фігуру.
При створенні предметів у 3D-графіці використовують полігони з трьома та чотирма вершинами. Полігони з великою кількістю кутів складно згладжувати (усувати ефект зубчастості та мерехтіння), текстурувати (накладати текстури на об'єкт) та шиїти (Додавати світла, тіні та відблиски).
Полігональна сітка
Подивіться на цю повітряну кулю, вона здається гладкою.
Насправді він гладкий лише для нашого ока. Для комп'ютера він складається з граней, ребер та вершин, тобто з полігонів.
Такий етап малювання предмета називається полігональної сіткою. На професійному сленгу – міш.
Змінюючи положення полігонів, можна створювати об'єкти різної форми. Щоб точно задавати форму моделі, у процесі роботи використовується режим відображення сітки (Wire frame). Всі об'єкти до рендерингу сітчасті.
Чим складніший об'єкт, тим точніше деталізація і більше вершин. Але об'єкти з великою кількістю вершин складно обробляти та зберігати, тому часто кількість полігонів задано стандартом. Процес вибору відповідного числа полігонів називається оптимізацією, а сам процес організації сітки. топологія.
Програми
Основні програми, в яких можна спробувати зробити тривимірне зображення вже зараз.
Autodesk 3ds Max – професійна програма для створення тривимірної графіки, візуалізації та анімації. Спробувати можна безкоштовно, а для повноцінної роботи необхідно оформити передплату.
Autodesk Maya - включає всі сучасні функції, необхідні для роботи з 3D-графікою. Є безкоштовна версія, яка дозволяє навчатися та робити некомерційні проекти.
Cinema 4D – універсальна програма. Дозволяє моделювати, робити рендеринг, текстурування та анімацію. Є безкоштовний пробний період.
ZBrush – програма з широким набором інструментів. Найбільш зручна для роботи зі скульптингом – технологією, що дозволяє виліплювати модель.
Які програми потрібні для роботи моушн-дизайнера, чим вони відрізняються одна від одної і який у них функціонал
Скульптинг як метод роботи з комп'ютерною графікою
Якщо тверді предмети зручно створювати з граней - тієї технології, що ми описали вище, - то для малювання персонажів частіше застосовують скульптинг. Це популярна при створенні ігор та кіно технологія. Процес схожий на ліплення з пластиліну: художник має спочатку задану форму, яку він витягує, стискає, додає або прибирає обсяг, йдучи від загального до приватного.
Зображення, створене таким чином, складніше влаштовано, ніж при класичному моделюванні, оскільки має більшу кількість вершин. Щоб їх спростити, існує процес ретопології або оптимізації, коли зайві полігони прибирають, і модель високополігональної (high poly) стає низькополігональної (low poly).
Приклад ретопології персонажа
Якщо ви мрієте працювати з персонажами та застосовувати свої навички в ігровій та кіноіндустрії, можете спробувати створити свого першого персонажа за допомогою однієї з цих програм:
Можна використовувати і стандартні програми - 3ds Max, Maya, SketchUp, Cinema 4D - але в них зручно працювати тільки з моделями з мінімальною кількістю полігонів.
Технічна сцена без рендеру Варі Щуки Фінальний вид проекту
Етапи створення 3D-зображення
Моделювання у 3D-графіці
Перший етап, у якому створюється форма 3D-объекта. Принцип створення моделей із полігонів ми докладно розписали вище.Він влаштований трохи складніше, включає baking (запікання текстур), складання текстурних карт, карт нормалей та інші аспекти. Після етапу моделювання ваш предмет буде схожим на каркас.
Анімація та композиція
Чи готові об'єкти? Тепер треба продумати їхню взаємодію між собою та з простором.
Простір, на якому представлені 3D-об'єкти, називається сценою. Щоб комп'ютер показав глядачеві, що відбувається на цій сцені, потрібно вибрати точку зору. Це схоже на процес зйомки камерою.
Комп'ютер по-різному висвітлює сцену, аналізує світло, колір та текстуру кожного полігону та видає нам видимий об'єкт на площині проекції - Тієї області монітора, яку ми з вами бачимо.
На цьому етапі створюється композиція. Якщо тривимірні зображення повинні рухатися, додається анімація. Для цього можна використовувати техніку кадрування, зворотної кінематики, захоплення руху та їх комбінації.
Робота Георгія Єрмакова та Вікторії Самусєвої з брифу від ювелірного бренду Avgvst, зроблені на річній програмі «Моушн-дизайнер»
Рендеринг: від моделі до зображення
На цьому етапі відбувається перехід із середовища програми в кінцевий формат, який бачитимуть користувачі, — із тривимірної сцени у двовимірне зображення. Тут же працюють із текстурами, типами поверхонь та освітленням сцени. Це – фінальна частина. Зображення готове, його можна використовувати, додавати в макети, передавати замовнику - все залежить від ваших цілей.
Процес роботи цілком виглядає так:
Препродакшн:
- спілкування із замовником та робота з брифом;
- визначення завдання проекту;
- створення концепції проекту;
- збір референсів та мудборду.
Продакшн:
Постпродакшн:
- монтаж та робота зі звуком, якщо це 3D-ролик;
- доопрацювання проекту;
- фінальний рендер.
Що таке 3D-графіка
Під поняття 3D-графіки можна віднести двовимірні зображення з елементами об'єму, що надається за рахунок роботи з освітленням та іншими елементами, що створюють візуальну ілюзію на екрані. Ще до 3D-графіки відносяться повноцінні тривимірні моделі, що створюються в спеціальних програмах і використовуються в іграх, кінематографі та мультиплікації.
Далі я пропоную детальніше зупинитись на цьому типі графіки, розібратися у всіх її тонкощах, характеристиках та принципах створення за допомогою сучасних технологій.
Що таке 3D-зображення
Для початку зупинимося на 3D-зображеннях і зрозуміємо, що робить їх тривимірними і які типи картинок можна віднести до цієї категорії. Якщо при перегляді зображення ви можете описати ширину і висоту, але не спостерігаєте глибини, це двомірна графіка. Значки на робочому столі та покажчики на вулицях – все це стосується 2D-графіки (за деяким винятком, коли художник використовує тінь або інші прийоми, щоб зробити картинку об'ємною). 3D-зображення обов'язково має глибину, тобто є об'ємним. Простий приклад такої графіки ви бачите на наступному зображенні:
Якщо намалювати квадрат, представивши лише основні його чотири лінії, це буде двовимірна модель. Але якщо трохи повернути квадрат, домалювати грані та вершини, вийде куб, який є об'ємним елементом, а отже, до нього відноситься характеристика 3D-моделі.
Історія розвитку 3D
Повноцінне представлення 3D-елементів на екрані світ побачив у короткометражному фільмі "A Computer Animated Hand", що вийшов 1972 року. На скріншоті нижче ви бачите, як аніматори змогли спроектувати людську руку та анімувати її на екрані.
Це дало сильний поштовх у розвитку анімаційних технологій та застосуванні подібних ефектів у кінематографі. Одним з перших фільмів, в якому глядач міг побачити анімацію людського обличчя, вважається Futureworld, що вийшов у 1976 році. Відразу після цього тривимірна графіка почала прогресувати дуже швидко. З'явилися спеціальні програми, кінокомпанії стали набирати співробітників відповідних посад і реалізовували різні ефекти у своїх проектах. Власники персональних комп'ютерів вже на початку 80-х могли скачати програму під назвою 3D Art Graphics, яка включала в себе набір різних тривимірних об'єктів і ефектів.
Створення тривимірної графіки
Як працює тривимірна графіка на комп'ютерах і які етапи ділиться її створення?
- 3D-моделювання. На комп'ютері створюється модель, яка точно передає форму об'єкта, який потрібно уявити. Це може бути будь-який предмет, тварина чи людина. Загалом усе, що нас оточує. Існує кілька видів тривимірного моделювання, кожен з яких має свої особливості та принципи, але зараз не вдаватимемося в цю тему. Якщо хочете, можете ознайомитися з такими програмами як Blender або 3Ds Max, щоб дізнатися, як тривимірні об'єкти малюються за допомогою програм.
- Сценарій та анімація. Моделі завжди розміщені на сцені та необхідні для виконання певної дії: переміщення, руйнування або передачі будь-якого іншого ефекту. Для розташування об'єктів на сцені та їх анімування може використовуватися та ж програма, яка застосовувалася і для моделювання, але інколи розробники звертаються до іншого софту.Анімації теж бувають різними, наприклад, зараз особливо популярним є захоплення руху (коли програма зчитує рухи людини і передає їх на тривимірну фігуру).
- Рендеринг. Завершальний процес роботи над проектом. Має на увазі обробку кольорів, типів поверхні, освітлення та всіх інших параметрів сцени. Для обробки необхідний потужний комп'ютер, здатний швидко прочитувати кадри і видавати на екран необхідний результат.
3D-моделювання
У рамках цієї статті зупинимося лише на 3D-моделюванні, оскільки саме цей процес і є основною тривимірною графікою. Ви вже знаєте, що для виконання цієї операції використовується спеціальний софт. Аніматор може взаємодіяти як з окремими геометричними фігурами та точками, перетворюючи їх у необхідний об'єкт, так і з однією болванкою, доводячи її до необхідної форми (як скульптор у реальному житті).
Спочатку модель має сірий колір, тому обов'язковим етапом є накладання текстур та матеріалів. У великих компаніях цим займається спеціально навчена людина, яка отримала заготівлю від 3D-моделювальника. Він за ескізами або спеціальними шаблонами накладає на модель різні елементи, що імітують волосся, тканину або типи поверхонь. Це робить 3D-модель схожою на справжню.
Тему можна розвивати нескінченно, оскільки 3D-графіка має безліч цікавих особливостей, які роблять індустрію такою складною і високооплачуваною. Кінокомпанії витрачають мільйони доларів на створення моделей та ефектів, які в реальному житті повторити проблематично та ще витратніше. Зараз за допомогою 3D-графіки створюються практично всі сучасні ігри та мультфільми.
