3D-візуалізація застосовується всюди, від простої реклами до захопливої віртуальної реальності. Архітектори, дизайнери виробів, промислові дизайнери та брендингові компанії за допомогою 3D-рендерингу створюють красиві реалістичні зображення, ніби з реального життя. Дізнайтеся, що таке 3D-рендеринг, які принципи його роботи та яке програмне забезпечення Adobe можна використовувати для створення власних 3D-об’єктів і середовищ.
3D-рендеринг – це процес створення фотореалістичного 2D-зображення з 3D-моделей. 3D-рендеринг – це завершальний крок у процесі 3D-візуалізації, що передбачає створення моделей об’єктів, текстурування цих об’єктів і додавання освітлення до сцени.
Програмне забезпечення для 3D-рендерингу збирає всі дані, пов’язані з 3D-моделлю, і передає їх до 2D-зображення. Завдяки новим можливостям текстурування й освітлення 2D-зображення неможливо буде відрізнити від справжньої фотографії, або ж воно може мати навмисно стилізований вигляд – це залежить від задуму художника та мети візуалізації.
Є кілька способів створення 3D-моделі або цілої сцени. Деякі програми для скульптурного моделювання дозволяють створювати багатогранники та надавати їм потрібної форми, зрештою формуючи 3D-об’єкт. Цей тип моделювання може, зокрема, підійти для створення об’єктів живої природи, таких як рослини або люди, і добре підходить для художнього осмислення всього, що має неправильну форму.
Однак існують і альтернативні підходи. Принцип роботи інших інструментів полягає не у створенні багатогранників, а у формуванні країв і поверхонь у тривимірному просторі. Цей спосіб створення 3D-ресурсів передбачає високу математичну точність, і такі інструменти часто використовуються для розробки моделей спеціалістами з промислового дизайну чи комп’ютерного проектування.
Або ж можна за допомогою спеціального інструмента «сканувати» об’єкт із реального життя – дані, отримані з такого сканованого зображення, дозволять вам відтворити цей об’єкт у 3D-просторі. Можна також віддати перевагу такому способу, як процедурна генерація: у цьому випадку програмне забезпечення на основі встановленого заздалегідь набору математичних правил створює скульптурну модель замість вас.
Незалежно від способу створення 3D-моделі, наступним кроком є текстурування.
Багатогранники визначають форму 3D-об’єктів, але самі по собі вони не мають кольору чи деталей на поверхні. Художники мають змогу присвоїти певну текстуру кожному багатограннику в 3D-об’єкті. Кольори текстур можуть бути простими монохромними або імітувати зовнішній вигляд фактично будь-якої поверхні – від натуральних матеріалів, як-от камінь чи дерево, до створених промисловим шляхом, як-от метал чи пластик.
Один 3D-об’єкт може складатися з тисяч, якщо не мільйонів, багатогранників. Зовні об’єкт може мати вигляд гладенького, виготовленого промисловим шляхом кухонного блендера чи мати грубу шкіру слона, але по суті цей об’єкт усе одно складається з багатогранників і місцями порожніх поверхонь. Однак, маючи потрібні 3D-матеріали, можна створити ілюзію 3D-глибини. Такі текстури – це не лише просте додавання до об’єкта кольору чи здатності відбивати світло: за допомогою текстур можна додати дрібні деталі, як-от шви на тканині одягу чи ряди заклепок на краях промислової металевої поверхні. На такі деталі витрачається особливо багато часу, якщо додавати їх до геометрії об’єкта вручну.
3D-об’єкти повинні мати такий самий вигляд, як і у реальному житті. Це особливо актуально під час виконання типових процесів, як-от рендеринг або візуалізація архітектурних проєктів, за допомогою яких, узявши за основу звичайний план певного поверху, можна чітко продемонструвати, що має вийти в результаті.
Додавання реалістичних джерел освітлення відіграє вирішальну роль у перетворенні набору багатогранних об’єктів на простір, що має вигляд справжнього. Але 3D-художники зазвичай не малюють освітлені ділянки та тіні власноруч. Натомість 3D-сцена включає в себе параметри напрямку, інтенсивності освітлення та типу джерела світла, що підсвічує різні предмети.
Текстури, створені за допомогою набору інструментів Adobe Substance 3D, за замовчуванням відповідають принципам фізично коректного рендерингу (PBR), завдяки чому вони матимуть реалістичний вигляд за будь-яких умов освітлення. Тож дерев’яний стіл матиме вигляд дерев’яного, незалежно від того, де його розташувати: на сонячній терасі, у приміщенні чи навіть у глибоких катакомбах.
Слід зауважити, що деякі поверхні та матеріали вигинають світло або характерним чином взаємодіють із ним. Склу та кризі притаманна певна прозорість, тому вони відбивають світло й заломлюють його. Світло грає на поверхні води й інших рідин, а проходячи крізь призми, перетворюється на крихітні веселки. Точно текстурована та майстерно освітлена сцена може мати переконливий і драматичний вигляд.
Після створення й текстурування 3D-об’єктів і освітлення середовища розпочинається процес 3D-рендерингу. Цей процес виконується комп’ютером, і фактично це знімок вашої сцени з визначеного вами ракурсу. У результаті створюється 2D-зображення вашої 3D-сцени.
Програмне забезпечення для рендерингу може створити одне зображення або багато зображень, що послідовно змінюються, створюючи ілюзію руху в реальному часі.
Процес рендерингу може виконуватися по-різному: можна використовувати численні способи, як-от рендеринг у реальному часі, трасування променів тощо, і від цього залежить якість рендерингу. Щоб дізнатися більше про можливості графічного та центрального процесорів, відвідайте сторінку вимог Adobe до обладнання для роботи з 3D.
