Термины «3D-рендеринг» и «3D-визуализация» в некоторых случаях взаимозаменяемы, но 3D-рендеринг фактически является финальной стадией процесса 3D-визуализации. Вот этапы 3D-визуализации, которая завершается 3D-рендерингом.
Общие сведения о 3D-рендеринге
3D-визуализация применяется везде — от простой рекламы до иммерсивной виртуальной реальности. Архитекторы, проектировщики, промышленные дизайнеры и брендинговые агентства используют 3D для создания красивых реалистичных изображений. Узнайте, что такое 3D-рендеринг, как он работает и какое ПО Adobe вы можете использовать для создания собственных 3D-объектов и сред.
Что такое 3D-рендеринг?
3D-рендеринг — это создание фотореалистичного 2D-изображения с помощью 3D-моделей. 3D-рендеринг — это последний этап процесса 3D-визуализации, который включает создание моделей объектов, текстурирование этих объектов и добавление освещения в сцену.
ПО для 3D-рендеринга анализирует все данные, связанные с 3D-моделью, и преобразовывает их в 2D-изображение. Благодаря новым возможностям текстурирования и освещения 2D-изображение может быть неотличимым от реальной фотографии или стилизованным — всё зависит от художника и от цели визуализации.
Как работает 3D-рендеринг
1. Создание 3D-объектов или моделей с помощью ПО для 3D-моделирования
Есть несколько способов создания 3D-модели или всей сцены. Некоторые приложения для скульптинга позволяют создавать и формировать многоугольники, из которых составляется 3D-объект. Этот метод моделирования подходит для создания объектов живой природы (растений, людей и т. д.), поскольку он обеспечивает художественную интерпретацию нестандартных форм.
Существуют и альтернативные подходы. Другие инструменты моделирования ориентированы не на построение многоугольников, а на работу с кромками и поверхностями в трехмерном пространстве. Этот метод создания 3D-объектов обеспечивает высокую математическую точность, и такие инструменты часто используются в промышленном дизайне или в системах автоматизированного проектирования (CAD).
Еще один способ — «сканирование» существующего реального объекта с помощью специального инструмента. На основе данных, полученных в результате такого «сканирования», можно воссоздать объект в трехмерном пространстве. Также можно использовать метод процедурной генерации, когда программа автоматически формирует модель с учетом предварительно заданных математических правил.
Какой бы способ создания 3D-модели вы ни выбрали, следующим этапом будет текстурирование.
2. Наложение материалов на 3D-объекты
Многоугольники определяют форму 3D-объектов, но сами по себе они не окрашены, на их поверхности нет деталей. Художник может назначить текстуру каждому многоугольнику в 3D-объекте. Текстуры могут быть простыми монохромными или могут имитировать внешний вид любой поверхности — от природных материалов, таких как камень или дерево, до промышленных металлических или пластиковых поверхностей.
Один 3D-объект может состоять из тысяч или даже миллионов многоугольников. Это может быть изящный современный кухонный блендер или слон с шероховатой кожей — в основе всё равно будет объект, созданный из многоугольников и бесцветных поверхностей. Чем лучше подобраны 3D-материалы, тем реалистичнее выглядит 3D-объект. С помощью текстур можно не только придать объекту отражательную способность или цвет, но и добавить мелкие детали, такие как швы на ткани или ряды заклепок вдоль края металлической поверхности. Создание таких деталей занимало бы очень много времени, если бы пришлось добавлять их вручную.
3. Добавление освещения в 3D-пространство
3D-объекты должны выглядеть так же, как в реальном мире. Это особенно актуально для таких распространенных сценариев использования, как архитектурный рендеринг и архитектурная визуализация, которые позволяют превратить базовый поэтажный план в четкую концепцию будущего здания.
Реалистичные источники света позволяют превратить набор полигональных объектов в реалистичное пространство. Однако 3D-дизайнеры, как правило, не рисуют свет или тени. Вместо этого они настраивают параметры 3D-сцены, такие как направление и интенсивность света, а также тип источника света, направленного на разные объекты.
Текстуры, созданные с помощью инструментов Adobe Substance 3D, по умолчанию соответствуют принципам физически корректного рендеринга (PBR) и поэтому выглядят реалистичными при любом освещении. Деревянный стол выглядит деревянным независимо от того, где он находится: на солнечной террасе, в помещении или даже в подземелье.
Следует помнить, что некоторые поверхности и материалы отражают свет и определенным образом взаимодействуют с ним. Стекло и лед прозрачны, поэтому они отражают и преломляют свет. Свет играет на поверхности воды и других жидкостей, а призмы при определенном освещении создают маленькие радуги. Сцена с точным текстурированием и тщательно подобранным освещением становится притягательной и выразительной.
4. Рендеринг 3D-изображения
После создания 3D-объектов, добавления текстур и освещения начинается процесс 3D-рендеринга. Его автоматически выполняет компьютерная программа, которая создает «снимок» сцены с заданного ракурса. В результате получается 2D-изображение 3D-сцены.
С помощью ПО для рендеринга можно создать одно изображение или быстро визуализировать несколько изображений, чтобы создать иллюзию движения в реальном времени.
Единого стандарта рендеринга нет. Можно использовать различные методы, которые определяют качество визуализации, например рендеринг в реальном времени, трассировку лучей и другие. Чтобы узнать больше о возможностях графического и центрального процессоров, перейдите на страницу с требованиями к аппаратному обеспечению для работы с 3D-объектами в приложениях Adobe.
