Введение в 3D-скульптинг и моделирование

В самом начале нам нужно разделить такие понятия как 3D-моделирование и скульптинг. Так как эти понятия часто путают. Скульптинг является одним из подразделов 3D-моделирования. И хотя эти оба метода относятся к созданию 3D-объектов, они различаются по подходу и техникам.

Основные различия:

3D-моделирование в общем и целом включает в себя все способы создания и редактирования 3D-объектов. В него входят, как точные и структурированные методы (например, полигональное моделирование и NURBS), так и более творческие подходы (например, 3D-скульптинг).

3D-скульптинг — это более специализированный подход внутри 3D-моделирования, который фокусируется на создании органических форм с высокой детализацией. Это позволяет художнику создавать объемные 3D-модели - до сотен миллионов полигонов. Такой метод близок к лепке из глины, потому что процесс имитирует: сжатие, растяжение, разглаживание и другие аналогичные действия. Что делает его идеальным для создания сложных текстур, морщин, складок кожи и реалистичных объектов, которые при моделировании могут быть сложными.

Но не стоит сильно разграничивать эти понятия. Так как в некоторых случаях лучшим подходом может быть сочетание моделирования и скульптинга. Например, при моделирование персонажей, можно использовать скульптинг для создания общей формы этого персонажа, а затем моделировать одежду, аксессуары и другие детали. И наоборот использовать скульптинг для создания органичной формы, прежде чем добавлять точные детали и размеры с помощью моделирования.

Также стоит упомянуть про воксельный скульптинг — это метод моделирования, использующий воксели — маленькие кубические элементы, аналогичные пикселям, но в 3D-пространстве. В отличие от полигональных моделей, которые строятся на основе вершин и рёбер, воксели создают объёмную структуру, что позволяет легко работать с органическими формами и мелкими деталями.

Главным преимуществом воксельного скульптинга является высокая точность при работе с деталями и плавными переходами между элементами модели. Это идеально подходит для создания сложных текстур и органичных форм. Однако, из-за того, что каждый воксель требует значительных вычислительных ресурсов, такие модели могут быть тяжёлыми для обработки, особенно с высокими уровнями детализации. И все же этот метод не так широко используется в индустрии, как традиционный полигональный скульптинг, из-за сложности в оптимизации и ретопологии моделей для дальнейшего использования.

Подведем итог. Моделирование — это точный и систематический подход, при котором 3D-модель создаётся с нуля с помощью полигонов, в то время как скульптинг — это более органичный и гибкий подход.

Изучение скульптинга параллельно с классическим моделированием значительно расширит ваши возможности и поможет быстрее создавать более детализированные и творческие модели, сочетая преимущества обоих методов. Но, если вы решите сосредоточиться на одном, важно выбрать тот, который будет наиболее подходящим для ваших целей и направлений в 3D-графике.

Скульптинг предоставляет органичный и плавный подход к созданию 3D-объектов, что особенно привлекает художников, стремящихся к творческому самовыражению. Этот процесс, основанный на свободной форме, активно используется при создании моделей для кино, игр и других сфер. Все этапы создания модели, которые мы рассмотрим ниже, в профессиональной сфере называются пайплайном. Это последовательность шагов, которая позволяет эффективно и системно создавать 3D-модели, начиная с первоначальной идеи и заканчивая готовым объектом для использования в проекте. Конечно, в зависимости от студии могут быть свои нюансы, но в целом процесс остаётся схожим, и порядок этапов практически всегда одинаков. Итак, давайте коротко пройдемся по основным шагам создания 3D-моделей с использованием метода скульптинга:

–Создание базовой формы. сё начинается с создания грубой формы — основного представления желаемой модели, которое затем уточняется с добавлением деталей.

–Детализация. Когда базовая форма готова, используются инструменты скульптинга для добавления мелких деталей, таких как черты лица или текстуры кожи.

–Ретопология. После скульптинга модель часто имеет большое количество полигонов. Чтобы сделать её пригодной для использования в реальном времени, например, в играх, выполняется ретопология — процесс упрощения геометрии модели, при этом все её основные формы и детали сохраняются.

–Запекание. На этом этапе создаются карты нормалей, освещенности и других данных, которые «запекаются» на упрощённую модель, чтобы сохранить все детали и текстуры, но при этом уменьшить нагрузку на систему.

–Текстурирование и UV-развёртка. Завершающий этап — текстурирование, когда модель получает реалистичный вид. Но перед этим необходима UV-развёртка — процесс, при котором трёхмерная модель «распаковывается» в двухмерное пространство, чтобы текстуры могли быть правильно наложены на поверхность. Хорошим примером этого процесса может служить бумажный кубик, который многие из вас клеили в школе. Сначала рисуется 2D-проекция всех сторон куба на листе бумаги, затем вырезается и склеивается в 3D-объект. В UV-развёртке процесс происходит наоборот: из 3D-модели мы создаём 2D-проекцию, разрезая модель по специальным швам. Это позволяет развернуть её поверхность на плоскости и точно наложить текстуры, чтобы они идеально ложились на все элементы. текстур.

Раз мы коснулись полигональности модели, важно понимать, что плотность сетки может сильно варьироваться в зависимости от целей и возможностей оборудования. Сетка обычно классифицируются по количеству полигонов, выделяя несколько типов:

–Hi-Poly – это модели с максимально возможным уровнем детализации, которые могут содержать от миллиона до десятков миллионов полигонов. Такие модели используются в кино, визуализациях, высококачественных рендерах и 3D-печати, где требуется максимальная детализация. Они требуют значительных вычислительных мощностей и часто не предназначены для реального времени

–Mid-Poly – модели средней сложности, которые балансируют между детализацией и вычислительными требованиями. Количество полигонов варьируется от десятков тысяч до нескольких сотен тысяч. Эти модели обычно используются в кино и для создания игровых персонажей или объектов, где нужно найти компромисс между качеством и производительностью.

–Low-Poly – то модели с минимальной детализацией, которые содержат от нескольких тысяч до десятков тысяч полигонов. Они оптимизированы для использования в играх и других приложениях, где важна производительность, например, на мобильных устройствах

–

Чем больше полигонов в модели, тем выше её детализация и реализм, но также больше вычислительных ресурсов требуется для её обработки. Однако важно понимать, что на этапе Hi-Poly художники используют более сложные модели для создания высокой детализации, но это не значит, что такие модели идут в финальный продукт, например, в игры. На практике, в играх или других реальных приложениях, Hi-Poly модели часто запекаются в текстуры, которые потом накладываются на более низкополигональную модель — Low-Poly. Это позволяет получить эффект высокой детализации без значительных нагрузок на оборудование конечного пользователя.

Таким образом, при создании моделей для игр или приложений нужно балансировать между детализацией и производительностью с учётом возможностей целевой платформы, но ключевым фактором становится мастерство художника. От его умения правильно запекать Hi-Poly на Low-Poly зависит, насколько детализированной будет конечная модель, и какой стиль будет выбран для проекта. Например, в случае реалистичных игр или фильмов требования к деталям могут быть значительно выше, что потребует от конечного пользователя более мощного железа для корректного воспроизведения модели. В то же время, в случае стилизованных проектов, акцент может быть сделан на передаче настроения и характера через гиперболизированные формы, где детали могут быть менее важны, а значит, оптимизация модели будет более эффективной, и оборудование конечного потребителя может быть менее требовательным.

В каких сферах применяется скульптинг?

– В сфере кино

В кино 3D-скульптинг помогает создавать фантастические персонажи, города, драконов и другие сложные объекты, которые должны выглядеть максимально реалистично. Это подходит как для реальных, так и для вымышленных существ.

– В игровой индустрии

Скульптинг активно используется для создания высокодетализированных моделей персонажей, существ, оружия и других объектов, где важна максимальная детализация и реалистичность. Однако в некоторых случаях, например, для машин или роботов, скульптинг не применяется, потому что такие объекты можно создать более простыми и быстрыми методами. Также в играх с хорошей графикой на ПК, где есть больше возможностей для работы с деталями, можно использовать другие методы создания моделей, такие как сабдивизия (сабдив-метод). Этот метод позволяет создавать детализированные объекты, постепенно добавляя полигоны на уже созданную форму, что помогает получить гладкие и реалистичные модели без необходимости в скульптинге.

– Индустрия 3D-печати

В 3D-печати точность имеет ключевое значение, особенно для создания сложных объектов, таких как детали машин или медицинские модели. Скульптинг отлично подходит для этого, так как позволяет создавать модели с высокой детализацией, точно соответствующие требованиям. Однако стоит учитывать, что 3D-печать имеет свои особенности. Например, если печать будет производиться с использованием филаментного принтера, модель должна быть создана так, чтобы сопло принтера могло точно воспроизвести все нюансы модели — складки, трещины, углубления и выпуклости. Если модель слишком детализирована, принтер может не справиться с качеством печати. Для таких целей достаточно использовать только хайполи модели, без необходимости оптимизации.

Это направление продолжает развиваться, и на рынке уже появились студии, которые ищут специалистов, специализирующихся именно на создании моделей для 3D-печати.

– Ювелирный и промышленный дизайн

Скульптинг играет важную роль в ювелирном дизайне, позволяя создавать уникальные, сложные и высокодетализированные формы украшений. В этом случае важна не только точность, но и возможность передать сложные текстуры и элементы дизайна, которые невозможно достичь традиционными методами моделирования.

Кроме того, скульптинг активно применяется в промышленном дизайне, особенно при разработке прототипов для различных продуктов. Это могут быть элементы мебели, автомобильные детали, приборы, устройства и другие сложные изделия, требующие нестандартных форм и высокой точности. Благодаря скульптингу можно легко подобрать оптимальную форму и внешний вид продукта, протестировать его в виртуальной среде и при необходимости внести коррективы еще до начала производства.

–Медицинская сфера

3D-скульптинг в медицине активно используется для создания индивидуальных протезов, имплантатов и вспомогательных медицинских устройств. Каждый человек имеет уникальные анатомические особенности, и для обеспечения комфортного и эффективного использования протезов, они должны идеально соответствовать форме и размерам тела пациента. 3D-скульптинг позволяет с высокой точностью воссоздать недостающие части тела, будь то зубной протез, слуховой аппарат или ортопедический имплантат.

Этот процесс особенно полезен для создания протезов, которые подходят пациентам с особыми или редкими анатомическими особенностями. В отличие от традиционных методов, когда протезы часто изготавливались по шаблонам или стандартам, 3D-скульптинг предоставляет возможность сделать каждое изделие персонализированным и точно соответствующим индивидуальным характеристикам.

В целом, скульптинг — это мощный инструмент для создания сложных и детализированных моделей, будь то для кино, игр, 3D-печати или дизайна. Это позволяет художникам воплощать самые разные идеи, от фантастических миров до точных медицинских моделей.

Рассмотрим преимущества и особенности скульптинга как метода моделирования:

- Высокая детализация и точность. Скульптинг позволяет создавать детализированные и точные модели, что идеально подходит как для высококачественных визуализаций, так и для 3D-печати. Такой подход дает возможность проработать мельчайшие детали и сложные формы.

– Гибкость в создании сложных форм. Скульптинг открывает художникам широкие возможности для работы с различными типами объектов: от простых геометрических форм до самых сложных и абстрактных структур, будь то персонажи, окружение или элементы для игр.

– Креативный процесс. Процесс скульптинга близок к традиционному искусству, что позволяет художникам быстро и интуитивно воплощать идеи, не ограничиваясь жесткими рамками. Это делает работу творческим, а не просто техническим процессом.

– Быстрое создание прототипов. Скульптинг ускоряет создание первых версий моделей, позволяя быстро перейти от идеи к прототипу, что значительно сокращает время разработки.

– Подходит для множества сфер. Скульптинг востребован не только в кино и игровой индустрии, но и в таких областях, как медицина, архитектура, реклама, а также в производстве прототипов и 3D-печати. Это делает его универсальным инструментом для разных задач.

Минусы:

–Скульптинг не всегда подходит для создания моделей с точной геометрией и строгими формами, такими как архитектурные объекты или механические детали, где важна симметрия и высокая точность. Для таких задач используется другое направление — сплайновое моделирование (NURBS) или CAD-системы. В отличие от скульптинга, эти системы строят модели с помощью математических формул, а не полигонов. Они используют кривые, которые задаются этими формулами, и по ним создается объект, что позволяет достичь нужной точности и четкости формы.

– Необходимость в высоких навыках. Скульптинг — это метод, который подходит как для новичков, так и для опытных пользователей. Начинающие могут работать с простыми формами и моделировать базовые объекты, что позволяет быстро увидеть результат и освоить основы. Однако, по мере роста сложности проектов, важность навыков увеличивается. Скульптинг требует не только технического понимания инструментов, но и творческого подхода, поскольку необходимо учитывать пропорции, детали и эстетику модели. Развитие художественного чутья и умения детализировать объекты приходит с опытом, и чем больше практики, тем более качественные и сложные модели можно создавать.

– Трудность освоения кисти. Работа с кистью в 3D-скульптинге может быть сложной для начинающих. Нужно привыкнуть к управлению и чувствительности инструментов, что может занять некоторое время.

Программное обеспечение для 3D-скульптинга

Для творческого скульптинга используют специализированные программы, которые предлагают удобные инструменты для создания детализированных моделей. Хотя существует множество универсальных 3D-редакторов, именно специализированные пакеты для скульптинга предоставляют более мощные возможности. Вот несколько наиболее популярных и мощных программ:

– ZBrush — это не только лидер на рынке 3D-скульптинга, но и стандарт индустрии, используемый в кино и играх для создания существ, персонажей, органических форм, стилизованных ассетов и многого другого. Программа славится своим функционалом и огромным набором инструментов, которые позволяют создавать сложные, высокодетализированные модели и текстуры. ZBrush поддерживает работу с большими объемами данных без потери производительности, а также включает функции полигонального моделирования, текстурирования и рендеринга. Он прекрасно интегрируется с другими 3D- и 2D-пакетами. Интерфейс может показаться сложным для новичков, но, освоив его, вы получите полный контроль над процессом создания 3D-моделей.

В освоении программы и всего процесса скульптинга вам поможет наш курс, где мы подробно обучаем всем тонкостям работы в ZBrush, чтобы вы могли создавать высококачественные модели на профессиональном уровне. Переходите на наш курс и начинайте создавать потрясающие 3D-работы!

–Blender — это очень многофункциональная программа с открытым исходным кодом, что означает, что она бесплатна и доступна для всех. В ней есть инструменты для скульптинга, рендеринга, анимации, ретопологии и видеомонтажа. Blender подходит как для новичков, так и для опытных пользователей, и часто используется для создания анимаций и сложных моделей. Однако, важно отметить, что Blender не является стандартом индустрии, как, например, ZBrush, и для работы с моделями в других программах может понадобиться использование дополнительных плагинов. Несмотря на это, Blender значительно снизил порог вхождения в индустрию, особенно для новичков, и является отличным инструментом для освоения 3D-моделирования.

Blender — это многофункциональная программа с открытым исходным кодом, доступная для всех. Она включает в себя инструменты для скульптинга, рендеринга, анимации и других задач. Однако, когда речь идет непосредственно о скульптинге, Blender имеет свои ограничения по сравнению с ZBrush.

ZBrush является лидером индустрии, особенно в области создания органических форм, таких как персонажи, существа и стилизованные модели. Это связано с его специализированными инструментами, которые позволяют работать с очень высокой детализацией и эффективно управлять миллионами полигонов. В ZBrush также есть удобные функции, такие как динамическое разделение сетки, что позволяет работать с деталями без потери производительности.

В Blender инструменты скульптинга не так специализированы. Несмотря на то что Blender постепенно развивает свои возможности в этой области, для создания очень высокодетализированных моделей и сложных органических форм его инструменты не так удобны и мощны, как в ZBrush. Работа с большим количеством полигонов в Blender может стать менее эффективной, особенно если модель требует высокой детализации и тонких нюансов. В ZBrush, благодаря специализированным инструментам, процесс скульптинга происходит быстрее и более интуитивно понятно, что делает его стандартом в индустрии.

Таким образом, для серьезной работы с деталями и органическими формами ZBrush является лучшим выбором, тогда как Blender подходит для более базовых или универсальных проектов, а также является отличным стартом для новичков.

Существуют также 3D-редакторы, такие как Autodesk 3ds Max, Autodesk Mudbox, Autodesk Maya, 3D-Coat, Google SketchUp, Maxon Cinema 4D и другие, которые включают ограниченные функции для скульптинга. Однако они больше предназначены для других задач, таких как моделирование объектов с точной геометрией и анимация.

Скульптинг требует точности и индивидуального подхода, ведь каждый художник привносит в свою работу уникальный стиль. Если вы творчески одарены и хотите создавать новых персонажей и целые миры, профессия 3D-художника может стать отличным выбором для вас. В современном мире индустрия 3D-графики развивается стремительными темпами, и специалисты в этой области будут востребованы всегда.

Таким образом, если вы хотите не только развиваться в творческом плане, но и иметь стабильную и перспективную карьеру, 3D-скульптинг — это направление, которое стоит изучать. Мы приглашаем вас пройти наш курс, где мы подробно расскажем обо всех аспектах 3D-скульптинга, покажем лучшие практики и поможем достичь результатов. Присоединяйтесь, и мы проведем вас от первых шагов до профессионального уровня!