Для чего используется 3D моделирование?

3D-моделирование повсеместно внедряется почти во все сферы современного общества, охватывая не только потребительский сегмент, но и промышленность. Оно позволяет представить или презентовать будущий продукт в объемном формате.

В дальнейшем это позволяет более точно описать будущие изделия и не допустить ошибок в производстве.

Что такое 3D-моделирование

3D-моделирование — это создание объемной модели объекта в трехмерном пространстве с помощью специального программного пакета. Впервые подобная визуализация предметов была представлена в 1960-х годах. Тогда в процессе участвовали специалисты в области компьютерной инженерии и автоматизации. Современные технологии позволяют создавать модели различной сложности и размеров, тестировать созданные прототипы и вносить в нее как технические, так и конструкторские изменения.

Несмотря на то, что сложные математические формулы лежат в основе программного обеспечения для 3D-моделирования, программы автоматизируют все вычисления для пользователей, предоставляя удобный интерфейс. Создание качественного 3D достаточно сложно и трудоемко — это, по сути, своеобразное искусство. Чтобы добиться реализма, необходимо знать все особенности моделирования и уделять особое внимание проведению расчетов на каждом этапе проекта.

Сам процесс может занимать от нескольких часов до нескольких дней и недель в зависимости от требований. В построении часто используются 3D-сканеры, которые сканируют объект и преобразуют его в цифровой вид. Это значительно упрощает моделирование, предоставляя готовую базу для специалиста.

 

Экспорт модели и генерирование G-кода

Основная масса современных 3D-принтеров работают с форматом STL. При выводе трехмерной модели учитывается значение ее детализация. Высококачественные поверхности дольше обрабатываются и занимают больше места на диске.

Сам файл обрабатывается слайсером. Это специальная программа, которая нарезает объект на ряд 2D-слов. Она преобразует его в специальный G-код, позволяя принтеру распознавать и создавать изделие. Задается траектория движения, по которой движется печатающая головка, послойно накладывая материал.

Этапы создания фотореалистичного 3D изображения

На первом этапе происходит создание геометрии объекта по заданным параметрам. Для этого существует множество программ и инструментов как платной, так и бесплатной основе.

Чтобы добавить реализма, воссоздаются физические свойства модели и текстуры. Все материалы имеют различные цвета и поверхности. Они также могут отражать или поглощать свет. Например, блеск металла, текстурированная поверхность или сложные формы.


 


На третьем этапе подбирается освещение. Оно может быть искусственным или естественным, что сильно влияет на внешний вид моделируемого объекта. Важно определить яркость и глубину, а также добавить тени.

Для выделения всех важных деталей специальным образом размещается виртуальная камера. И уже после этого изображение проецируется на двухмерную поверхность. На финальном этапе часто используются графические редакторы для корректировки или добавления незначительных деталей.

Сферы применения

3D-моделирование подразумевает использование программных инструментов, таких как средства автоматизированного проектирования (CAD), для создания трехмерных цифровых моделей объектов. Виртуальный объект может быть создан автоматически (с помощью 3D-сканера) или специалистом вручную, используя необходимый пакет программ. Профессии, использующие подобные технологии, подразумевают разработку потребительских товаров, автомобильный дизайн, производство промышленного оборудования, архитектуру, дизайн, проектирование, развлечения и игры, а также здравоохранение.

Помимо основных сфер список включает в себя:

  • рекламу и маркетинг — создание рекламных макетов и наружной рекламы, разработка дизайна упаковки, выставочных стендов, POS-материалов и др;
  • градостроительное проектирование — создание макета городской архитектуры и ландшафта;
  • архитектуру — внутренний и внешний дизайн;
  • промышленность — изготовление прототипов деталей, запчастей, машин, зданий и так далее;
  • литейное производство — создание обратных форм;
  • компьютерные игры и анимация — трехмерные персонажи и анимационное видео;
  • кинематографию — создание реалистичных изображений и сцен, которые невозможно отобразить с помощью обычной камеры или несуществующие объекты;
  • Интернет — 3D модели товаров для интернет-магазинов;
  • ювелирные изделия — моделирование существующих и новых ювелирных изделий, а также деталей из драгоценных металлов и камней;
  • Услуги в области недвижимости, когда клиент сам не может посетить объект недвижимости.

С каждым годом появляется все больше сфер для использования подобных способов представления товар. Виртуальные трехмерные объекты могут быть преобразованы в физические объекты с помощью 3D-печати или других традиционных производственных процессов.

Преимущества

Главным преимуществом трехмерного представления является возможность увидеть объект до его создания, а также упростить сам процесс работы. Также становится легко понять его структуру в контексте окружающего пространства. Использование подобных технологий позволяет детальнее подходить к проектированию и подбору материалов.

Еще одним достоинством 3D-моделирования является возможность анимировать требуемый объект. Например текстура и блеск драгоценных металлов, имитация эксплуатации изделия или анализ внешних и внутренних воздействий на предмет.

Моделирование и 3D-печать в ювелирной промышленности

Ювелирная промышленность одна из самых знаковых сфер, которая активно использует современные технологии для производства украшений. Специфика этой области подразумевает творческое мышление и скрупулезность к работе. Подобные изделия требуют высочайшей точности и детализации при небольших размерах.

Сперва создается трехмерная модель, которая отправляется на проверку для подготовки к печати. В ювелирной отрасли используется не только ручное построение, но и 3D-сканирование. Оно применяется в основном при восстановлении поврежденных украшений.

Подготовленный трехмерный объект отправляется на печать. 3D-принтер полностью воссоздает требуемый объект с высокой скоростью, благодаря чему специалист сэкономит много времени на получении мастер-моделей. Больше не требуется использование фрезерных станков для изготовления каждой детали вручную. Готовые модели можно производить из воска и пластика с помощью аддитивного метода. При этом дизайнер-ювелир не ограничен в своей фантазии, что позволяет работать с геометрией любой сложности. И самое главное преимущество использования современных технологий в ювелирной промышленности — снижение расходов и потерь драгоценных металлов.

3D-моделирование — процесс трудоемкий и довольно затратный. Особенно при использовании на производстве, где требуется высокая детализация и точность. Современные программные пакеты позволяют отчасти автоматизировать этот процесс, но по мере совершенствования технологии растут и требования к трехмерным конструкциям.

Написать комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.