你知道什么是3D模型吗？本文将带你了解这项技术进步——3D模型的历史、功能和重要特征。探索这项数字艺术的无限可能。
什么是 3D 模型？
它是通过技术程序对任何三维材料（无生命的或有生命的）进行技术表示的过程。 这就是我们所说的 3D 模型，它可以通过称为 3D 渲染的过程将其视为二维图像，或者用于物理现象的计算机模拟，模型也可以使用 3D 打印设备进行物理创建。
这些形状可以手动生成，创作的进步与制作雕塑（在数字世界中）非常相似，或者它们可以使用 3D 扫描仪自动生成。
模型
这种类型的图形使用 3D 空间中的一系列点来执行具有三个维度的原理，然后它们又由多个几何实体（例如三角形、线、面等）连接起来。 作为数据（点和其他信息）的集合，可以使用算法或扫描手动制作 3D 模型。
3D模型广泛应用于3D图形领域。事实上，它们早期作为数据的用途就延伸到了计算机上的3D图形应用；在计算机能够实时渲染之前，一些视频游戏就使用这些矩阵的预渲染图像作为精灵图。
目前，3D模型目前应用于各个领域。 医疗行业使用详细的器官模型； 来自 MRI 或 CT 扫描仪的 2-D 图像的各个部分可用于创建此图像，电影业将它们视为动画或真实电影中的角色和对象。
科学部门将它们用作非常详细的化学成分模型。 建筑行业通过软件架构模型让他们展示关于建筑和景观的建议。
工程界利用三维模型设计新型产品、车辆、建筑结构，以及用于其他用途的航空母舰。近几十年来，地球科学界已开始将三维地质模型确立为标准做法；三维模型还可以作为使用三维打印机或数控机床制造的物理设备的基础。
表示
当我们谈论这些 3D 形状时，我们也会在这里谈论其中的 2 个类别：
实体：
这些模型定义了它们所代表的物体（如岩石）的体积，它们更逼真，但更难构建，物理模型主要用于非视觉模拟，如医学和工程。 它用于 CAD 和专业视觉应用，例如； 图形光线追踪、光线追踪和实体几何构造。
外壳或轮廓：
这些模型代表表面，如物体的轮廓，而不是它的体积（如无限壳）。 它们比物理模型更易于使用，并且游戏和电影中使用的几乎所有视觉模型都是保护模型。
身体的外观很大程度上取决于它的结构外观，这在计算机图形学中一般用边界表示； 对于图形中使用的实体，二维曲面是一个很好的类比，尽管这些实体通常不是多重的。
由于表面不受限制，因此需要离散数字方法：多边形网格（在较小程度上细分表面）是最常见的表示，尽管近年来基于点的表示变得更加流行。 水平集是经历各种类型变化（例如流体）的曲面的有用表示。
用于转换对象表示（例如，球体表示中球体坐标的中点和多边形圆周上的点）的协议称为镶嵌。 在渲染多边形的基础上使用此步骤，其中对象与抽象（“原始”）表示（例如，球体、圆锥体等）分离。 它们被称为“网格”，是相互连接的三角形网络。
三角形（而不是正方形）网格很受欢迎，因为它们被证明易于用于渲染扫描线。 并非所有渲染技术都使用多边形渲染，在这种情况下，从抽象表示到渲染场景的过渡中不包括曲面细分步骤。
建模过程
有3种方法可以进行建模：
多边形建模：将三维空间中的点（称为顶点）连接起来，形成多边形网格。如今，大多数三维模型都使用多边形纹理模型构建，因为它们非常灵活，计算机可以快速渲染；然而，多边形是平面的，只能用少量多边形来近似曲面。
曲线建模：曲面由曲率定义，这受控制点权重的影响。 曲率遵循（但不一定插入）这些点。 增加点的权重将使曲率更接近该点。 曲率类型包括非均匀有理 B 样条 (NURBS)、关键点、面片和几何图元。
这是对马丁·纽厄尔（Martin Newell，1975）设计的标志性犹他茶壶模型的现代演绎。犹他茶壶是图形教育、3D建模和数字雕刻领域应用最广泛的模型之一。尽管3D数字雕刻仍是一种相对较新的建模方法，但它在早期就已非常流行。
目前，数字雕塑有3种类型：位移，这是数字应用中使用最多的。 目前，“体积和数字马赛克”，“滚动”使用密集模型（有时从细分曲面生成网格多边形），并通过存储调整位置的32位图存储位置以查看顶点的位置。
基于体素的松散体积具有与偏移类似的功能，但是当区域中没有足够的多边形来实现变形时，它不会受到强制多边形的影响。 动态细分类似于体素，但使用三角剖分来划分表面以保持光滑的表面并允许更精细的细节。
这些系统促进了更具艺术性的探索，因为不仅需要雕刻模型的形状和可能的细节，还需要为模型创建新的拓扑结构。 如果在游戏引擎中使用，新的网格通常会将原始高分辨率网格信息转换为偏移数据或法线贴图数据。
有许多建模技术，包括：
- 构造实体几何。
- 隐式曲面。
- 细分曲面。
模型可以通过特定程序（例如 Cinema 4D、Form • Z、Maya、3DS Max、Blender、Lightwave、Modo、solidThinking）或应用程序组件（3D Max 雕刻机、Lofter）制作。 场景描述语言（如 POV-Ray）； 在某些情况下，这些阶段之间没有严格的区别； 在这种情况下，建模只是场景创建过程的一部分（例如，Caligari trueSpace 和 Realsoft 3D 就是这种情况）。
复杂的材料（例如沙尘暴、云和液体气溶胶）使用粒子系统进行建模，并且是 3D 质量坐标，其中已为它们分配了点、多边形、纹理散点图或精灵。
与二维方法的比较
逼真的 3D 效果通常无需线材建模即可获得，有时在最终形状中无法区分。 一些图形艺术程序包括可应用于透明层上的 2D 矢量图形或 2D 光栅图形的过滤器。
与仅使用 2D 方法相比，3D 线框建模的优势包括：
- 灵活性，您可以更快地呈现修改后的角度或动画图像。
- 易于渲染，自动计算和渲染具有逼真的效果，无需可视化或心理估计。
- 精确的照片写实，减少由于人为错误、夸大或忘记包含视觉效果而导致错位的可能性。
两者相辅相成，在时间上，有艺术家将这种形式组合在 3D 中，然后根据 2D 模型查看以 3D 形式呈现的计算机图像。
3D模型市场
无论是用于单个模型还是大型集合，3D 采样器和相关内容（例如纹理、脚本）仍然具有巨大的市场份额。 3D 内容在线商店允许个人艺术家出售他们创建的内容，通常艺术家的目标是为他们之前为项目创建的资产赚取更多价值。
通过这种方式，艺术家可以从他们的旧内容中赚更多的钱，公司可以通过购买预制模型而不是从头开始创建模型来节省资金。 这些市场通常会在他们自己和创作商品的艺术家之间分配利润，根据市场，艺术家设法获得 40% 到 95% 的销售额。
大多数情况下，艺术家保留3D模型的所有权；客户仅购买使用和展示该模型的权利。一些艺术家不通过中间商，直接在其网店以较低的价格销售产品。
近年来，出现了许多3D打印模型的专业市场，一些3D打印市场是交易所网站模型的组合，有或没有内置电子商务功能。
还有其他程序以同样的方式提供这些类型的 XNUMXD 图像打印服务，这些是非常有名的文件共享程序。
打印3D
这种类型的 XNUMXD 压印是一种技术增材制造方法，其中 XNUMXD 对象是由连续的材料层创建的。
近年来，提供定制 3D 打印物体模型的公司数量有所增加，这些物体经过扫描，在计算机程序上进行三维渲染，然后根据客户要求进行打印。
如上所述，可以从在线市场购买 3D 模型，然后由个人或企业使用市售的 3D 打印机进行打印，从而可以在家中生产零件甚至设备。
人体模型
人类虚拟模型的第一个广泛使用的商业应用程序于 1998 年出现在 Lands'End 网站上。虚拟人体模型由 My Virtual Mode Inc 创建，允许用户创建自己的模型并试穿 3D 服装，有几个现代程序可用于创建虚拟人体模型的模型。
使用
3D 建模用于各种行业，例如电影、动画和游戏、室内设计和建筑。 它们还用于医疗行业以交互方式表示解剖结构，在实际制造机械模型或零件的数字表示之前，还使用了广泛的 3D 软件； CAD / CAM 是用于此类领域的软件，使用该软件您不仅可以构建零件，还可以组装零件并观察其功能。
3D建模技术
有几种技术可以完成这种类型的建模工作，这可能有点困难，但是使用多种技术将使这种实践更容易和更有效，因此，我们解释了在这个奇妙的 3d 世界中最常用的技术造型：
边缘建模
边缘建模是另一种创建 3D 资产的多边形方法。 它基于制作一个带有单独循环的初始轮廓来填充或减少模型不同特征之间的差距，这种方法在建模人脸时非常有用，因为它比创建眼窝轮廓更方便从多边形对象开始并从内部填充元素，还允许您创建一个巨大的零件库，例如眼睛、耳朵和嘴唇。
数字雕塑
这是一项相对较新的技术，但它是第一个考虑实际资产的技术。 这种方法基本上模拟了创建物理雕塑的过程，但它有一系列数字工具，一些软件产品（Blender、Zbrush）帮助以非常逼真的方式击打对象，允许创建具有几何形状的资产。基于网格包含数百万个多边形。
纽布斯
Non-uniform Rational Basis NURBS 是一个相对较老的数学模型，经常在建模者需要以简单的方式创建曲面时使用，NURBS 网格不适合边缘等一般建模功能：而是依靠 3D 边缘来提取曲线生成曲面的特殊控制点。 面积由控制点之间的空间和选定的曲线度数决定，该系统是在 3D 中制作图纸和径向对象的一种非常有效和快速的方法。
进行 3D 建模的程序
有大量的程序可以执行建模，我们将提到一些重要的程序：
犀牛
这种类型的3D效果程序是基于另一个程序，是面向计算机的设计，它是由Robert McNel和公司创建的，它基于AutoCAD的Autodesk附加组件。 这些应用基本上普遍用于工业设计、建筑、船舶设计、新时代的很多数字化应用的公司，速度非常快。
融合360
此应用程序主要用于机械或技术设计，它具有记录三个维度的艺术形式的能力，尽管非常有限。 这是一个非常商业化的程序，所以它可以在云端和手机中使用，这样，如果你没有互联网连接，你可以在你的项目中使用它。
混合器
它是一种多平台计算机应用程序，适用于此类草图、照明、渲染、动画和 3D 图形的创建。 这个应用程序最好的工具是制作草图的方法，因为它有一个非常容易理解的工作流程。 如果您想要一个严格用于创建资产的 3D 应用程序，这是一个不错的选择。
因此，此应用程序具有您可以在任何其他设计程序中找到的所有必要功能。
这个程序最初是免费分发的，但当时没有源代码，手册已经可以出售了。 后来它变成了软件。
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