Obraz artykułu

Wizualizacja 3D rewolucjonizuje branże szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. Od branży motoryzacyjnej i ochrony zdrowia po architekturę i handel detaliczny, profesjonaliści mogą teraz niemal natychmiast tworzyć interaktywne modele. Ta nowa funkcja przewyższa tradycyjne narzędzia do tworzenia treści i zmienia sposób, w jaki profesjonaliści dzielą się swoimi pomysłami i projektami.

Rynek pracy dla wykwalifikowanych specjalistów zajmujących się wizualizacją 3D stale się powiększa w najróżniejszych dziedzinach. Eksperci z branży twierdzą, że artyści zajmujący się wizualizacjami, którzy znają zaawansowane oprogramowanie, takie jak Autodesk 3ds Max i Unreal Engine, są bardzo poszukiwani, szczególnie w architekturze, filmie, grach i projektowaniu produktów.

Archiviz.io – o co w tym wszystkim chodzi?

Wizualizacja 3D stała się potężnym narzędziem marketingowym, które zwiększa zaangażowanie użytkowników i wskaźniki konwersji, co czyni tę umiejętność niezwykle cenną dla firm. Ponadto poprawia to komunikację między klientami a twórcami, dzięki czemu wszyscy wyraźnie rozumieją cele i rezultaty projektu.

W tym artykule omówiono 10 podstawowych umiejętności wizualizacji 3D, które będą Ci potrzebne do 2025 r., aby utrzymać konkurencyjność w obliczu rozwoju tej branży. Przyjrzymy się wszystkiemu, począwszy od podstawowych technik modelowania, aż po innowacyjne renderowanie w czasie rzeczywistym – umiejętności, które zdecydują o Twoim sukcesie w branży wizualizacji.

Artykuł odpowiada na następujące pytania:

Modelowanie 3D – Podstawy wizualizacji 3D

Modelowanie 3D jest podstawą wszystkich projektów wizualizacyjnych. Tworzy cyfrowy szkielet obsługujący tekstury, oświetlenie i animacje. Najbardziej fotorealistyczna wizualizacja 3D zaczyna się od prostych kształtów geometrycznych, które artyści przekształcają w szczegółowe modele. Musisz opanować techniki modelowania, aby wcielić w życie swoją kreatywną wizję, niezależnie od tego, czy projektujesz przestrzenie architektoniczne, prototypy produktów czy animowane postacie.

Interesuje Cię projektowanie 3D?

Narzędzia i techniki modelowania 3D

Modelowanie 3D pozwala na tworzenie trójwymiarowych reprezentacji obiektów lub przestrzeni w środowiskach cyfrowych. Oryginalne obliczenia z lat 60. były prymitywne, lecz dzisiejsza technologia modelowania zapewnia niezwykłą precyzję i szczegółowość. Technika ta dzieli się na dwa główne podejścia: modelowanie twardych powierzchni i rzeźbienie cyfrowe.

Modelowanie twardych powierzchni pozwala na tworzenie precyzyjnie zdefiniowanych obiektów geometrycznych, takich jak budynki, pojazdy i projekty produktów. Rzeźbienie cyfrowe działa podobnie jak tradycyjne rzeźbienie w glinie i pozwala na tworzenie wyjątkowych, organicznych kształtów, takich jak postacie i elementy naturalne.

W branży wykorzystuje się wiele zaawansowanych rozwiązań programowych o wyjątkowych zaletach:

Wybierając oprogramowanie do modelowania, należy wziąć pod uwagę konkretny przypadek użycia, poziom umiejętności, ograniczenia budżetowe, możliwości sprzętowe i zgodność z przepływem pracy.

Interesuje Cię wycena renderowania i wizualizacji 3D?

Typowe procesy modelowania w studiu wizualizacji 3D

Profesjonalne studia, takie jak Archiviz.io, zaczynają od rozwoju koncepcji, a dopiero potem tworzą model. Proces rozpoczyna się od określenia zakresu projektu, ustalenia harmonogramu i zebrania materiałów referencyjnych.

Faza modelowania przebiega w następujących krokach:

  1. Modelowanie pierwotne: zacznij od prostych kształtów (sześcianów, kul, cylindrów)
  2. Udoskonalenie: Dodawanie szczegółów i złożoności za pomocą różnych technik modelowania
  3. Optymalizacja: zachowaj odpowiednią liczbę wielokątów do renderowania
  4. Przygotowanie do teksturowania: Ustaw współrzędne UV do nałożenia tekstury

Studia takie jak ZenitVisuals łączą różne oprogramowania — 3ds Max do modelowania i specjalistyczne programy do teksturowania i renderowania. Ten połączony kanał umożliwia płynne przesyłanie zasobów przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości obrazu.

Obecnie procesy wizualizacji często dzielą się na dwie ścieżki: wizualizację (Viz) dla jakości wizualnej oraz konstrukcję i produkcję (C&M) dla precyzji. Artyści zajmujący się wizualizacjami skupiają się na estetyce, podczas gdy architekci i inżynierowie oczekują matematycznej dokładności. Stwarza to wyzwania, gdy projekty wymagają stosowania obu podejść.

Archiviz.io - modelowanie 3D jest podstawą wszystkich projektów wizualizacyjnych.

Interesują Cię najlepsze firmy archiwizacyjne?

Modelowanie szkieletowe pozwala na tworzenie szkieletu dowolnego obiektu 3D. Artyści łączą linie i wierzchołki, aby określić krawędzie, w których stykają się powierzchnie. Technika ta oferuje kilka kluczowych korzyści:

Modele szkieletowe działają jak trójwymiarowe plany. Dokładne wymiary określają rozmiar, krawędzie i głębokość obiektu. To podejście sprawdza się najlepiej na wczesnych etapach projektowania, gdy szybkie zmiany mają większe znaczenie niż dopracowanie wizualne.

Jeśli dopiero zaczynasz przygodę z modelowaniem 3D w celu wizualizacji, zacznij od prostych projektów. Poznawanie standardowego oprogramowania branżowego za pośrednictwem samouczków buduje solidne podstawy zaawansowanych umiejętności wizualizacyjnych.

Teksturowanie i cieniowanie – dodawanie realizmu do modeli

Obraz

Źródło obrazu: Yelzkizi

Teksturowanie zamienia proste modele 3D w realistyczne dzieła. Proces ten dodaje atrybuty powierzchni, które odzwierciedlają materiały gruntowe. Artyści zaczynają od fazy modelowania, a następnie zajmują się teksturowaniem i cieniowaniem. Techniki te ożywiają płaskie, pozbawione cech charakterystycznych formy, nadając im wizualną złożoność i przyjemne w dotyku właściwości. Aby model 3D wyglądał autentycznie i przekonująco podczas wizualizacji, konieczne jest zastosowanie odpowiedniej tekstury.

Archiviz.io — teksturowanie zmienia proste modele 3D w realistyczne dzieła.

Czy jesteś zainteresowany renderowaniem? Czytaj więcej:

Przepływy pracy teksturowania w Substance 3D i Blenderze

Mapowanie UV rozpoczyna proces teksturowania. Siatka 3D zostaje rozwinięta do projekcji 2D. Ten istotny krok zamienia trójwymiarową powierzchnię w płaskie płótno, na którym można umieścić szczegółowe informacje o fakturze. Następnie artysta stosuje różne mapy tekstur, aby określić cechy powierzchni, takie jak kolor, współczynnik odbicia i chropowatość.

Adobe Substance 3D Malarz jest liderem branży jako narzędzie do teksturowania zbudowane wokół procesów renderowania opartego na fizyce (PBR). Artyści mogą malować bezpośrednio na modelach 3D i od razu widzieć efekty. Dodatki pozwalają teraz artystom uzyskiwać dostęp do materiałów Substance bezpośrednio w interfejsie Blendera, dzięki czemu oba programy lepiej ze sobą współpracują.

Takie podejście oferuje szereg korzyści:

Jak cieniowanie wpływa na realizm w wizualizacji 3D

Interakcja światła z powierzchniami zależy od cieniowania, które decyduje o tym, jak realistycznie wygląda końcowy efekt. PBR zmieniło sposób, w jaki materiały reagują na światło w nowoczesnej wizualizacji 3D. Dzięki temu można uzyskać spójne rezultaty bez względu na warunki oświetleniowe.

Dobre cieniowanie opiera się na kilku kluczowych mapach tekstur:

Tekstury metalu wyglądają realistycznie, ponieważ odbijają otoczenie w oparciu o właściwości fizyczne, takie jak gładkość i współczynnik odbicia. Światło oddziałuje na te powierzchnie w różnych scenariuszach oświetleniowych. Dzieje się tak, ponieważ światło odpowiednio rozprasza lub koncentruje odbicia.

Rozpraszanie podpowierzchniowe (ang. SSS) zwiększa realizm, pokazując jak światło przemieszcza się przez materiały przezroczyste, takie jak skóra, wosk czy liście. Niewielkie niedoskonałości, takie jak zarysowania, odciski palców czy kurz, sprawiają, że materiały wyglądają bardziej autentycznie. Dzięki tym detalom pomieszczenia wydają się „zamieszkane”, zamiast wyglądać sztucznie perfekcyjnie.

Techniki oświetlenia – ożywianie scen

Obraz

Źródło obrazu: Chaos

Archiwum artykułów ABC:

Światło ożywia wizualizacje 3D i zamienia proste modele i tekstury w żywe, realistyczne sceny. Światło pełni funkcję wizualnego narratora w środowiskach 3D, wywołując emocje i podkreślając cechy, które w przeciwnym razie mógłbyś przeoczyć. Artyści, którzy opanują różne techniki oświetleniowe, mogą tworzyć atmosferę i głębię, zwiększając jednocześnie realizm swoich prac.

Archiviz.io - Light ożywia wizualizacje 3D i zamienia proste modele i tekstury w żywe, realistyczne sceny.

Rodzaje oświetlenia w wizualizacji 3D

W profesjonalnej wizualizacji 3D stosuje się kilka głównych typów oświetlenia, które służą różnym celom:

Profesjonalne studia wizualizacji 3D stosują zaawansowane techniki oświetleniowe, np. oświetlenie globalne. Oblicza, w jaki sposób światło odbija się między powierzchniami, tworząc naturalne oświetlenie otoczenia w całej scenie.

Konfiguracje oświetlenia do wizualizacji architektonicznych i produktowych

Oświetlenie trzypunktowe tworzy podstawę większości profesjonalnych konfiguracji oświetleniowych, szczególnie w przypadku wizualizacji produktów:

  1. Światło kluczowe:Główne źródło światła zapewnia dominujące oświetlenie pod kątem 45 stopni od obiektu.
  2. Wypełnij światłem:W przeciwieństwie do światła kluczowego zmiękcza i wypełnia cienie, kontrolując kontrast bez przytłaczania sceny.
  3. Podświetlenie tylne:Za obiektem tworzy subtelny kontur, który oddziela go od tła i dodaje mu trójwymiarowości.

Wizualizacja architektoniczna wygląda najbardziej realistycznie, gdy naturalne i sztuczne oświetlenie współdziałają ze sobą. Naturalne światło wpadające przez okna i otwory dodaje łagodności, natomiast sztuczne światło ociepla i podkreśla konkretne elementy architektoniczne.

Rendering – od modelu do arcydzieła

Ostateczne obrazy, animacje i interaktywne doświadczenia, które widzą klienci i odbiorcy, powstają w wyniku renderowania. Proces ten obejmuje całą wcześniejszą pracę nad wizualizacją 3D i oblicza, w jaki sposób elementy modelowania, teksturowania i oświetlenia współdziałają, aby stworzyć ostateczny obraz wizualny.

Fotorealistyczne kontra renderowanie w czasie rzeczywistym

Fotorealistyczny rendering i rendering w czasie rzeczywistym to dwa różne sposoby tworzenia wizualizacji 3D. Każdy z nich ma swoje zalety:

Fotorealistyczne renderowanieRenderowanie w czasie rzeczywistym
Wstępnie obliczony proces offlineGeneruje obrazy natychmiastowo
Najwyższy poziom szczegółowości i realizmuPriorytetem jest szybkość i interaktywność
Wykorzystuje zaawansowane globalne oświetlenieOpiera się na technikach optymalizacji
Czas obliczeń: od minut do godzinRenderuje z szybkością 30-60+ klatek na sekundę
Idealny do: materiałów marketingowych, obrazów statycznychIdealny do: interaktywnych spacerów, VR/AR

Fotorealistyczne renderowanie pozwala na tworzenie wyjątkowo dokładnych przedstawień materiałów, cieni i odbić poprzez staranne obliczenia światła. Renderowanie w czasie rzeczywistym pozwala użytkownikom na natychmiastową interakcję ze środowiskiem. Mogą poruszać się w przestrzeniach i wyzwalać efekty, nie czekając na zakończenie renderowania.

Kiedyś renderowanie w czasie rzeczywistym wiązało się z poświęceniem jakości obrazu na rzecz szybkości. Obecnie ta luka ulega zmniejszeniu dzięki zaawansowanym technologiom, takim jak Produkty RTX firmy NVIDIA. Produkty te są wyposażone w dedykowane rdzenie ray tracingu, które przyspieszają proces renderowania.

Silniki renderujące używane w studiu wizualizacji 3D

Studia wizualizacji 3D korzystają z różnych silników renderujących w zależności od potrzeb danego projektu:

V-Ray jest liderem branży w dziedzinie fotorealistycznego renderowania, zwłaszcza w wizualizacjach architektonicznych. Wykorzystuje technologię NVIDIA OptiX umożliwiającą skalowanie na wielu procesorach graficznych i wspomagane sztuczną inteligencją odszumianie, które usuwa szumy obrazu.

Corona Renderer doskonale nadaje się do tworzenia zaawansowanych wizualizacji architektonicznych, wymagających minimalnej konfiguracji. Zapewnia fizycznie wiarygodne rezultaty dzięki realistycznemu oświetleniu i materiałom. Większość osób uczy się korzystać z Corony w ciągu jednego dnia.

Unreal Engine tworzy niesamowite, fotorealistyczne wrażenia w czasie rzeczywistym dzięki zaawansowanemu śledzeniu promieni. Jako pierwsi stworzyli go twórcy gier, ale teraz architekci wykorzystują go do wizualizacji i interaktywnych demonstracji produktów.

Unity oferuje te możliwości renderowania w czasie rzeczywistym i doskonale działa na różnych platformach. Architekci i artyści 3D mogą jednym kliknięciem przekształcić modele Revit w wciągające doświadczenia dzięki płynnej integracji Unity z produktami Autodesk.

Kompozycja kamery – kadrowanie idealnego ujęcia

Obraz

Źródło obrazu: Chaos

Kompozycja kamery działa jak Twoje okno na świat 3D. Sposób ustawienia i użycia kamery wpływa na sposób, w jaki widzowie nawiązują kontakt z wizualizowanymi przestrzeniami i obiektami. Twoje najlepsze modele 3D z idealnymi teksturami, oświetleniem i renderowaniem nie zabłysną bez właściwej pracy kamery. Zdobycie umiejętności kompozycji kadru podczas wizualizacji 3D pozwala na kadrowanie kreacji w celu opowiadania wciągających historii wizualnych.

Kąty kamery i obiektywy w wizualizacji 3D

Inteligentne rozmieszczenie kamery ożywia renderowane projekty i rewolucjonizuje perspektywę w wizualizacjach 3D. Ujęcia z poziomu oczu, zwane również ujęciami bohaterskimi, pozwalają widzom na bezpośredni kontakt z przestrzenią. Tego typu ujęcia świetnie sprawdzają się w scenach zwiedzania wnętrz i scenach dialogowych.

Dzięki ujęciami z wyższej perspektywy widzowie mogą zobaczyć zarówno nieruchomość, jak i jej otoczenie, zachowując przy tym wyrazistość szczegółów. Ujęcia z niskiego kąta sprawiają, że obiekty wydają się większe i potężniejsze, co pasuje do zewnętrznych obiektów architektonicznych, które muszą pokazywać majestat.

Wybór soczewek ma wpływ na odbiór wizualny:

Większość profesjonalnych studiów wizualizacji 3D umieszcza kamery wewnętrzne na wysokości 4'6″-5'0″ z szerszymi obiektywami. Taka konfiguracja uwzględnia perspektywę człowieka i potrzeby dostępności ujęte w 32% projektów.

Jak kompozycja wpływa na opowiadanie historii

Reguły kompozycji prowadzą widzów przez narrację wizualną i tworzą reakcje emocjonalne, które skupiają uwagę na kluczowych elementach. Ten zasada trójpodziału dzieli ramkę na siatkę 3×3. Umieszczenie ważnych elementów wzdłuż tych linii lub na ich skrzyżowaniach pozwala na stworzenie zrównoważonych, dynamicznych kompozycji. Technika ta sprawia, że rendery są bardziej angażujące i przyjemne dla oka.

Widoki narożne pokazują dwie ściany jednocześnie, co zapewnia lepsze postrzeganie głębi i poczucie przestrzeni, jakiego nie można uzyskać patrząc z przodu. Trzy czwarte kątów widoku zewnętrznego sprawia, że 27% jest bardziej angażujący niż widok z przodu. Kompozycje diagonalne przyciągają uwagę widza 18% dłużej niż aranżacje centralne.

Twój aparat staje się kolejną postacią w scenie. Waha się, zbliża się do szczegółów badania lub wycofuje, aby pokazać skalę. Ustawienie kamery powinno być dostosowane do tego, co chcesz podkreślić, i do uczuć, które chcesz przekazać.

Doskonała wizualizacja 3D równoważy trzy elementy: dokładność architektoniczną z właściwymi proporcjami, emocjonalny przekaz dzięki perspektywie człowieka oraz komercyjny wpływ dzięki strategicznemu podkreślaniu cech.

Animacja i montaż – dodawanie ruchu do wizualizacji

Obraz

Źródło obrazu: YouTube

Statyczne modele 3D ożywają dzięki ruchowi. Animacja i montaż to kluczowe umiejętności pozwalające tworzyć dynamiczne wizualizacje. Opowiadanie historii za pomocą wizualizacji 3D staje się możliwe, gdy wiesz, jak animować obiekty i postacie w sposób, którego nie da się osiągnąć za pomocą statycznych obrazów. Proste ruchy w demonstracjach produktów i immersyjnych spacerach architektonicznych podnoszą efektywność każdego projektu wizualizacyjnego.

Interesuje Cię fotografia dronowa?

Archiviz.io - Jak kompozycja wpływa na opowiadanie historii

Podstawy riggowania i animacji klatek kluczowych

Cyfrowe szkielety kontrolują ruch obiektów i stanowią podstawę animacji 3D. Szkielety te wykorzystują połączone stawy i kości, które wyznaczają punkty ruchu dla modelu. Konstrukcja modelu działa jak łańcuch powiązań między obiektami, który umożliwia animatorom tworzenie realistycznych ruchów modeli.

Ten proces montażu działa poprzez następujące kroki:

  1. Tworzenie struktury szkieletowej z prawidłowo rozmieszczonymi stawami
  2. Skórowanie (przyklejanie modelu 3D do szkieletu)
  3. Malowanie ciężarem (określanie wpływu każdej kości na różne części modelu)
  4. Dodawanie kontrolerów w celu uproszczenia procesu animacji

Keyframing to najprostsza technika animacji, zaraz po riggowaniu. Animatorzy ustawiają pozy w określonych klatkach, a oprogramowanie generuje ruch między tymi punktami. Dzięki temu masz pełną kontrolę nad czasem i jakością ruchu, co sprawdza się najlepiej w przypadku szczegółowej animacji postaci, w której liczy się każdy gest.

Do dwóch ważnych koncepcji animacji zalicza się:

Kinematyka do przodu (FK)Kinematyka odwrotna (IK)
Animator kontroluje każdą kość indywidualnieOprogramowanie automatycznie oblicza pozycje stawów
Lepiej nadaje się do precyzyjnych, kontrolowanych ruchówIdealny do naturalnych, ukierunkowanych na cel ruchów
Podąża za relacjami hierarchicznymiUłatwia animację kończyn i kończyn
Zajmuje więcej czasu w przypadku złożonych ruchówZwiększa wydajność animacji chodzenia

Przykłady zastosowań w demonstracjach produktów i przeglądach architektonicznych

Animacje wzbogacają prezentacje produktów, ukazując ich funkcjonalność, ruchome części i procesy montażu. Studio wizualizacji 3D, takie jak Archiviz.io, może pokazać wewnętrzne mechanizmy produktu w działaniu, podkreślając kluczowe cechy za pomocą skoordynowanych ruchów i kątów kamery.

Wizualizacja architektoniczna staje się wciągającym doświadczeniem dzięki animacji. Elementy takie jak otwierane drzwi, ruchome schody i animowani ludzie sprawiają, że spacery architektoniczne wydają się realistyczne i oddają rzeczywistą skalę. Te animowane elementy pomagają widzom zobaczyć, jak przestrzenie współdziałają i płynnie przechodzą między sobą, ukazując kontekst, którego nie oddają statyczne wizualizacje.

Jesteś zainteresowany usługami 3D?

Wnioski: Zrób kolejny krok w swojej podróży wizualizacji 3D

Opanowanie tych dziesięciu podstawowych umiejętności wizualizacji 3D pozwoli Ci się wyróżnić w konkurencyjnej i szybko rozwijającej się branży. Niezależnie od tego, czy pracujesz w architekturze, projektowaniu produktów, grach czy doświadczeniach wirtualnych, zbudowanie solidnych podstaw w zakresie modelowania, oświetlenia, renderowania i technik czasu rzeczywistego gwarantuje, że Twoja praca będzie zarówno precyzyjna pod względem technicznym, jak i atrakcyjna wizualnie.

Aby dowiedzieć się, w jaki sposób najlepsi profesjonaliści stosują te umiejętności w rzeczywistych projektach klientów, a także poznać narzędzia, przepływy pracy i przyjazne artystom platformy, które mogą podnieść poziom Twojej pracy, odwiedź Archiwiz.io. Nasza platforma łączy utalentowanych artystów 3D z klientami z różnych branż i oferuje cenne zasoby, wizualną inspirację oraz wsparcie projektowe, które pomogą Ci rozwinąć się jako ekspertowi w dziedzinie wizualizacji.

Przeczytaj więcej o tym, dlaczego warto kupić usługi 3D: