Вероятно, каждый читатель статьи имеет хотя бы примерное представление о том, что такое 3D графика и 3D моделирование.

Но на всякий случай уточним:

• 3D графика – это направление компьютерной графики, имитирующее трёхмерное пространство и объекты внутри него;
• 3D моделирование – это сам процесс создания трёхмерных объектов.

Трёхмерные модели востребованы в огромном количестве сфер и областей. Они могут использоваться как самостоятельный вид творчества – множество художников работают с цифровой скульптурой, создавая интересные композиции, живописные сцены и характерных персонажей. Результатом работы художника может быть как картинка, так и 3D модель, загруженная на Sketchfab. На этом сайте огромное количество завершенных 3D работ, которые увлекательно рассматривать.

Художники, создающие цифровые изображения в 2D, нередко используют 3D модели как вспомогательный инструмент: в этом случае модель служит подспорьем для дальнейшей работы.

Модели помогают построить сложную перспективу и тени, настроить многомерное освещение с использованием большого количества источников света.

Также с помощью 3D модели можно экспериментировать: перемещаться по сцене, смотреть на неё с разных сторон и находить неожиданные ракурсы. Подобные инструменты использовали в своей работе и художники-классики, создавая макеты из живых материалов. Цифровые художники же имеют возможность экономить время и использовать цифровые инструменты.

Трёхмерное моделирование используется и для изготовления предметов реального мира: например, для трёхмерной печати. С помощью 3D принтера можно распечатать цифровую модель и воплотить ее в реальном мире. Можно использовать 3D печать как промежуточный этап работы: например, для изготовления форм под литье при изготовлении ювелирных изделий. Трёхмерные модели также используются для изготовления сложных технических объектов на станках с ЧПУ.

Одна из самых популярных областей применения 3D моделей – индустрия развлечений: игры и видео, где с помощью моделирования создаются красочные виртуальные миры.

Модели для таких миров всегда создаются с нуля: зачастую (для экономии времени и затрат на проект) для однотипных объектов используются готовые трехмерные модели. Это, кстати, еще один способ заработка на моделировании – можно делать модели для продажи на специализированных сайтах.

При разработке нового проекта, перед дизайнером или архитектором часто стоит задача продемонстрировать заказчику, как будет выглядеть результат его работы. В этом также помогает компьютерная графика – можно увидеть дизайнерское решение или проект здания до того, как оно будет реализовано, внести коррективы и выбрать лучший вариант.

Существует два способа описать поверхность трехмерного объекта:

1. С помощью математических параметров, описывающих форму объекта. В этом способе моделирование можно сравнить с работой в векторной программе, только в трёхмерном пространстве.
2. С помощью координат расположения вершин и соединяющих их ребер, образующих грани.

Для работы с объектом, описанным с помощью вершин существуют различные подходы:

Подход, при котором 3D художник перемещает, вращает, масштабирует вершины, ребра и грани объекта, а также добавляет новые вершины, добиваясь необходимой формы объекта.

Пожалуй, самый художественный способ работы в 3D.

С помощью инструментов скульптинга, художник также производит манипуляции с вершинами, но сам процесс похож на лепку из пластилина.

Такой подход может быть как самостоятельной художественной работой, результатом которой будет цифровая скульптура, так и промежуточным этапом при создании модели для использования в 3D сценах, играх, или видео – в этом случае, следующим этапом после скульптинга, будет полигональное моделирование.

После скульптинга, сетка модели (совокупность вершин, ребер и граней, которые формируют поверхность объекта) получается очень детализированной, не пригодной для переноса в игровой движок, анимации и наложения текстур. Поэтому инструментами полигонального моделирования эта сетка перестраивается поверх готовой модели с учётом всех технических тонкостей.

Создание цифровой копии реального объекта с помощью фотографий. При этом подходе, объект фотографируют с разных сторон, а затем, с помощью специализированных программ, поверхность объекта воссоздается в 3д.

Такие модели модели используют в современных играх. Так же, как и при скульптинге, модель редактируется для переноса в игровой движок.

Нейросети развиваются и в области 3D: с их помощью уже можно создавать 3D модели по описанию и изображениям. Но, пока что, результат требует ручной доработки и не подходит для задач, требующих точности и конкретики.

• Любительский интерес

Возможно, вы не имеете определенной цели и просто следуете за своим любопытством. 3D графика – это очень увлекательная и глубокая сфера, поэтому построить свой путь развития можно даже на любопытстве, не имея глобальных целей, а корректировать его в процессе погружения в интересующую область.

• Добавить новые инструменты в работу

Возможно, вы уже занимаетесь 2D графикой. В этом случае, 3D может стать новым инструментом, который поможет усовершенствовать навыки, ускорить работу, поможет найти более сложные и неожиданные решения.

Например, поставить интересный свет для вашего изображения и сформировать корректные тени, не затрачивая при этом время на сложное построение. В этом случае можно изучить основные возможности программы не акцентируя внимание на технических тонкостях и добавить в свой арсенал новый инструмент.

• Профессиональная карьера

Целью изучения 3D может стать профессиональное развитие в этой области.

Например, вы хотите заниматься созданием моделей для игр и видео – такая цель требует более углубленного изучения программ и технических нюансов.

• Комбинация разных навыков

Существуют задачи на стыке художественных и технических навыков.

Например, создание изображений в 3D – часто возникают задачи, связанные с демонстрацией интерьера или внешнего вида здания до начала стройки, либо презентации продукта на сайте. В этом случае, 3D графика позволяет продемонстрировать не существующий предмет или окружение до того, как он будет реализован в реальности.

Работа в этой области является отдельной специализацией в области компьютерной графики.

• Освоение 3D печати

Можно заняться самостоятельным изготовлением реальных предметов – в этом случае областью применения 3D моделирования будет 3D печать. Данная технология сильно продвинулась в развитии в последние годы и сейчас по доступной цене можно приобрести домашний 3D принтер.

Например, с помощью него можно распечатать из пластика вашу модель для продажи: это может быть самостоятельная скульптура или модель для настольной игры. 3D печать также может быть промежуточным этапом при изготовлении форм для отливки ювелирных изделий.

3D моделирование применяется и в более технически сложных задачах. Существуют специализированные программы для создания моделей, по которым будут изготавливаться детали на станках с ЧПУ (числовым программным управлением).

После того, как вы определились с целями изучения 3D, можно выбрать программу для изучения. Важно понимать, что основная задача изучения 3D моделирования – освоение базовых навыков, которые являются общими для любой 3D программы.

Изучить инструменты программы – это совсем не тоже самое, что научиться моделированию. При необходимости, софт можно сменить и использовать наработанный опыт в новой программе. Изучение инструментов в этом случае займет гораздо меньше времени, чем освоение навыков моделирования с нуля.

В области полигонального моделирования возможности программ пересекаются друг с другом. Подход и принципы моделирования одинаковы для различного софта, поэтому определить единственно правильное решение достаточно трудно.

Но можно выделить некоторую устоявшуюся специализацию, которая может служить ориентиром в выборе:

• Для создании анимации чаще всего используется Maya;
• Для моушн графики отлично подходит Cinema 4D;
• В области архитектурной визуализации стандартом стал 3Ds Max – для него существует огромное количество библиотек готовых моделей и материалов, которые можно использовать в своих проектах.

Но любую из перечисленных задач можно выполнить в каждой из этих программ. Если вы нацелены на работу в определенной компании, в качестве программы для изучения можно выбрать софт, который используется в их рабочем процессе.

• Самой популярной программой для цифрового скульптинга является ZBrush. Он обладает огромным арсеналом инструментов для цифровой лепки и позволяет создавать детализированные модели, прекрасно справляются со сложной геометрией и позволяет углубляться в самые мелкие детали, такие как поры на коже персонажа.
• Альтернативой ZBrush может служить 3DCoat. В нём используется альтернативный подход к построению геометрии, основанный на вокселях (аналог пикселей, только в 3D) и требует минимум технических навыков работы с сеткой модели.
• Ещё один замечательный инструмент для скульптинга - Nomad Sculpt. Его основное отличие от предыдущих программ в том, что он создан специально для работы на планшете и позволяет заниматься цифровой лепкой даже в дороге.
• Самым универсальным решением как для новичков, так и для продвинутых пользователей будет Blender. Это бесплатная программа, которая активно развивается и представляет из себя огромный комбайн, который позволяет выполнять практически любые задачи в области компьютерной графики.

Не покидая Blender можно выполнить весь цикл работ по созданию полноценного анимационного ролика, от создания первой модели до финального монтажа видео. В нём есть инструменты, позволяющие создавать сложные процедурные сцены, огромные города и природные ландшафты, внешний вид которых определяется изменением различных параметров.

Blender также содержит инструменты скульптинга, поэтому может служить альтернативой ZBrush и 3DCoat. В то же время он может решить те же задачи по моделированию и анимации, что и 3ds Max, Maya и Cinema 4D.

Если вы пришли в 3D из любопытства или вы 2D художник, который хочет встроить 3D в свой рабочий процесс - Blender однозначно ваш выбор. Для всех остальных он может служить отличной бесплатной альтернативой другому 3D софту.

• Для параметрического моделирования под изготовление деталей используют такие программы, как solidworks, rhinoceros 3D, T- spline, Fusion 360 и другие.

Подобные программы позволяют не только готовить модели для производства деталей, но и производить технические расчёты нагрузок на определенные узлы конструкции, поведение потоков воздуха и т.п. Но кроме технических задач, эти программы нашли применение у 3D художников в качестве инструмента моделирования различных технических объектов.

• Для создания моделей с помощью фотограмметрии можно использовать ReCap Pro от Autodesk (разработчик 3DsMax), или Magiscan, позволяющую создавать трехмерные сканы объектов реального мира с помощью мобильного телефона. Кроме этого, для мобильных платформ существует бесплатный инструмент от Epick Games - RealityScan.
• Опробовать искусственный интеллект для создания 3d моделей можно с помощью нейросетей например kaedim3d, PIFuHD, Tripo3D, Luma AI, TripoSR.

Теперь, когда мы понимаем, для чего хотим изучить 3D, какой инструмент необходим для решения наших задач, остается определиться с обучающими материалами.

У новоиспеченного ученика есть два пути:

1. Обучение на курсе. Можно пойти по самому быстрому пути и записаться на онлайн курс. Информация будет подаваться последовательно, а обучение проходит под присмотром кураторов, которые сразу исправят ошибки и ответят на возникающие вопросы.
2. Самостоятельное обучение. Можно пойти по пути самостоятельного обучения. В интернете и на youtube есть огромное количество уроков практически по любой программе.

Но у многих из них есть огромный недостаток - они не систематизированы, не объясняют принципы работы и показывают решение для отдельных задач. Они прекрасно подходят для изучения интерфейса программы, но после прохождения таких уроков часто возникают проблемы при самостоятельной практике.

На этом этапе нам важно почувствовать себя комфортно в этой незнакомой среде, переполненной новыми инструментами. Поэтому первые модели можно сделать, просто повторяя за уроком из интернета, но было бы ошибкой строить на этом всё своё обучение.
Что же делать после того, как интерфейс программы перестал казаться пугающим и непонятным? Об этом мы поговорим дальше.

Современный ПК

Если ваш компьютер справляется с современными играми на средних настройках, можете смело приступать к изучению 3D программ. Некоторые задачи в 3d требуют мощной видеокарты, для других задач не так критична видеокарта, как важен мощный процессор.

Для комфортной работы можно ориентироваться на следующие характеристики:

• Процессор от 8-ми ядер частотой не меньше 4,5Ггц;
• Видеокарта Nvidia GeForce RTX с объёмом видеопамяти от 8Гб Оперативная память не меньше 32Гб;
• Для скульптинга на мобильных устройствах потребуется планшет уровня iPad Air 4-го поколения.

Пара часов свободного времени для ежедневной практики

Здесь важна регулярность. Лучше заниматься, выделяя немного времени каждый день, чем устраивая многочасовые марафоны раз в месяц.

3D программа, совместимая с вашей системой

Здесь важно заранее убедиться, что софт будет работать на вашем ПК, сделать это можно на сайте разработчиков программы. Например, не все программы работают на Mac OS.

Для того, чтобы грамотно применить 3D, нужно понимать специфику той области, для которой вы будете использовать моделирование.

Например, можно освоить инструменты программы для параметрического моделирования, но испытывать трудности в поиске работы без инженерных знаний и без понимания специфики работы станков.

В художественной среде знания 3D программы не заменят навыков работы с цветом, композицией и дизайном объектов. Ученики, изучающие 3D с нуля, но имеющие за спиной художественный багаж, показывают лучшие результаты чем те, кто таких знаний не имеет.

Нередко приходилось видеть сложные модели, на которые было потрачено много времени, загубленные избыточной детализацией, добавленной не к месту и плохой подачей.
Поэтому развиваться нужно комплексно и в той области, для которой будут использоваться 3D инструменты.

К необходимым художественным навыкам относятся:

• Понимание композиции;
• Умение работать с цветом и освещением;
• Базовые навыки дизайна;
• Понимание анатомии для моделирования и скульптинга персонажей;

Поэтому курсы, на которых покажут не только кнопки в программе, имеют огромное преимущество перед самостоятельным обучением. В противном случае можно долго повторять и закреплять одни и те же ошибки.

Работа над 3D сценой проходит так же, как и работа над рисунком – от крупных форм к деталям.

Одна из самых распространенных ошибок новичков на начальных этапах работы – это быстро переходить к проработке мелочей и зарываться в них с головой. Результатом такой работы становится трудно редактируемая, тяжелая для просчета модель с избыточной детализацией и не выразительным силуэтом.

Важно при этом оценить и необходимость степени детализации, чтобы, например, не погрузиться в долгое моделирование шурупа, который на финальной картинке будет меньше пикселя в изображении.

Поэтому очень важно соблюдать правильную последовательность в работе:

1. Размечаем всю сцену грубыми формами. Зачастую достаточно использовать базовые примитивы.
2. Определившись с композицией и пропорциям, приступаем к работе над силуэтами. На этом этапе игнорируем детали, не влияющие на силуэт и не передающие масштаб объекта. В качестве элементов, которые показывают размеры объекта, могут служить узнаваемые элементы реального мира, масштаб которых нам известен: например, лестницы, двери и т.п. Если целью вашей работы является лайн в 2D, а 3D — это вспомогательный инструмент, можно остановиться на этом этапе и переходить к отрисовке.
3. После этого можно приступать к работе над деталями. Необходимо сформировать корректные стыки между элементами модели (швы, переходные элементы в местах стыков и т.п.). Добавляем элементы конструкции, а также интересные детали, повреждения (если это уместно), сколы, которые покажут характер материала и историю объекта. Обязательно оставляем свободные от детализации области. Каждый последующий этап работы должен дополнять предыдущие и не нарушать всю проделанную работу. Если целью моделирования является картинка, полностью сделанная в 3D, или промежуточный этап для 2D рендера, можно продолжить работу в 3D.
4. Настраиваем цвета объектов. На этом этапе важно добиться читаемых силуэтов отдельных объектов, которые не слипаются в тонах на фоне друг друга.
5. Ставим освещение, передающее объём предметов и создающее эмоциональную атмосферу сцены. После этого этапа можно переходить к прорисовке текстур и финализации изображения в 2D.
6. Добавляем текстуры и настраиваем материалы объектов. Материалы передают самую мелкую детализацию, поэтому нужно внимательно следить за тем, чтобы текстуры не мешали объёму и не разрушали проделанную на предыдущих этапах работу избыточными деталями.
7. Производим финальную настройку сцены, исправляем ошибки, добавляем акценты с помощью дополнительных источников света.

Освоившись с инструментами программы, нужно отложить в сторону уроки, предполагающие повторение действий за автором и обязательно переходить к самостоятельной практике.

В качестве своих первых моделей можно выбрать предметы из своего окружения, то, что находится под рукой и что можно рассмотреть с разных сторон: чайник, кофеварку, наушники, мышку и т.п.

Здесь важно сосредоточиться на силуэте, не забегать вперёд, не вдаваться в моделирование мелких деталей. Силуэт может быть угловатым, главное, чтобы читалась пластика объекта и по силуэту было понятно, что это за предмет. При этом лучше не злоупотреблять различными модификаторами и добиваться выразительного силуэта основными инструментами моделирования или скульптинга. Такую практику можно сравнить с зарисовками в классическом рисунке.

Хорошей идеей будет делать такие модели регулярно – это отлично тренирует глазомер и закрепляет работу с инструментами программы.

При этом, работа над одной моделью должна занимать от 30 до 60 минут – такое ограничение научит выделять главное, избегая лишних деталей.

При создании собственных работ может возникнуть вопрос: где же найти текстуры для создания качественных материалов или готовые модели для наполнения сцен?

Конечно, все это можно сделать вручную, но не всегда такой подход целесообразен. Тогда на помощь приходят готовые библиотеки:

• polyhaven.com - бесплатная библиотека, содержащая большое количество моделей и текстур, удобно упорядоченных по категориям;
• quixel.com/bridge - огромная библиотека ресурсов от Epick Games

Содержит огромное количество объектов реального мира, отсканированных с помощью фотограмметрии, ориентирована, в первую очередь, на работу с Unreal Engine, но работающая и во множестве других 3д программ;

• textures.com - библиотека, содержащая как платные, так и бесплатные модели и текстуры;
• 3ddd.ru - сайт популярен в среде архитектурных визуализаторов

Здесь есть большое количество моделей реальных предметов и мебели. Есть как бесплатные модели, так и модели, которые можно приобрести по доступной цене. Кроме этого это так же площадка для продажи собственных работ;

• sketchfab.com - сайт, позволяющий разместить свою 3D модель для просмотра прямо в браузере или для встраивания на сайт. Некоторые из размещенных на сайте моделей доступны для свободного скачивания.

Время на обучение 3D моделированию зависит от ваших целей.

• Если модель нужна для 2D рисунка, то достаточно будет освоиться в интерфейсе и изучить базовые инструменты. Технические тонкости при этом не важны, огрехи и артефакты легко исправляются на обрисовке. Обучение в этом случае займет от двух недель до месяца при ежедневной практике.
• Моделирование для специализированных задач требует технических навыков.
• Для моделирования под 3D печать нужно будет разобраться с тонкостями оборудования и специфическими требованиями к печати. Такое моделирование требует определенной аккуратности и займет до полугода.
• Моделирование для игр и фильмов требует большего числа навыков и понимания тонкостей каждого этапа работы, нюансов экспорта в игровые движки. В этом случае нужно ориентироваться на срок от года.
• Примерно такое же время занимает изучение моделирования для продажи 3D моделей, потому что модели требуют аккуратности, правильной топологии и соблюдения технических требований.
• Изучение моделирования для станков ЧПУ может потребовать большего количество времени, потому что здесь важны инженерные знания, понимание тонкостей конструкции и возможностей производства.

Важно учитывать подход к обучению, от этого значительно зависит время и эффективность: можно долго топтаться на месте, повторяя чужие действия без понимания сути. В этом случае есть риск бросить занятия, так и не разобравшись в программе.

Гораздо эффективнее обучение проходит на курсах, когда информация подается последовательно от простого к сложному. При таком подходе, первых результатов можно добиться в кратчайшие сроки.

Изучить основы 3D и анимации в Blender можно на нашем курсе Основы 3D Blender.