面向开发人员的3D建模基础知识
面向开发人员的3D建模基础知识
3D建模是一项强大的技能，允许开发人员创建逼真的视觉效果、设计产品和探索虚拟空间。无论你对游戏开发、动画还是产品设计感兴趣，了解3D建模的基础知识都是至关重要的。
1. 关键术语
当你开始3D建模时，应该了解一些基本概念和术语：
- 多边形网格：这就像一个包裹3D模型的网。它由塑造模型的点（顶点）、线（边）和平面（面）组成。
- 顶点：将它们视为空间中的点，标记模型的角或交叉点。
- 边：这些是连接点的线。
- 面：这些是组合在一起覆盖模型表面的扁平部件。
- UV贴图：这是将平面图片包裹在3D模型周围的方法，就像礼品包装一样。
- 低多边形：具有较少扁平部件的简单模型，这意味着它不是超级详细，但非常适合快速项目。
- 高多边形：具有大量扁平部件的复杂模型，使其非常详细。
- NURBS：一种在模型上制作平滑曲线和曲面的奇特方法。
- 线框：模型的骨架视图，仅显示线条，不显示任何曲面。
2. 3D建模文件格式
以下是你在3D建模中将使用的一些常见文件类型：
- STL：非常适合3D打印，该文件仅跟踪模型的表面。
- OBJ：一种灵活的文件，可以保存模型的形状以及纹理和颜色。
- FBX：动画和视频游戏的最爱，让一切保持互联。
- COLLADA（DAE）：非常适合在不同的动画程序之间移动你的作品。
- 3DS：3D Studio软件中的一种文件类型，可用于与其他图形应用程序共享场景。
了解这些基础知识并了解要使用的文件类型将帮助你开始制作自己的3D模型。
3. 选择3D建模软件
当开始3D建模时，Blender和SketchUp是许多人使用的两种适合初学者的工具。
Blender
Blender是一款免费工具，可让你对3D模型执行许多操作，例如塑造模型、添加运动以及通过颜色和纹理使它们看起来真实。它适用于不同类型的计算机，并拥有一大群分享技巧并互相帮助的用户。
Blender的优点：
- 你所需的一切都集中在一处。
- 很多人都使用它，因此很容易找到帮助或教程。
- 它经常更新新内容。
但是，Blender一开始可能很难学习，因为它有很多选项。不过，如果你愿意花一些时间，它是一个强大的工具。
SketchUp
SketchUp（草图大师）非常容易上手，特别是如果你对制作建筑物或简单形状感兴趣的话。它不像Blender那么复杂，这使得初学者不那么害怕。
为什么SketchUp很棒：
- 对于初学者来说很容易。
- 适合构建模型和基本形状。
- 可以找到许多可以使用的免费模型。
- 与其他设计软件配合良好。
SketchUp不太适合制作移动图像或超详细模型。但如果你想轻松地进行基本的3D设计，那么它是一个不错的选择。
因此，如果你正在寻找一款功能强大且可以接受学习曲线的工具，那么Blender就适合你。如果你想要更简单且更专注于设计的东西，SketchUp会更好。两者都是学习3D建模的良好起点。
4. 学习3D建模工作流程
概念化
在开始制作3D模型之前，你需要一个计划。想想你要创造什么，比如一个人、一个地方或一件东西。问你自己：
- 它是什么样子的？
- 它需要什么特殊功能？
- 它应该有多大或多小？
- 应该是简单的、没有太多细节的还是非常详细的？
尽早做出这些决定可以帮助你避免以后出现问题。在没有明确想法的情况下介入可能会让事情变得更加困难。
造型
准备好计划后，就可以开始在3D软件中构建基本形状了。这意味着将简单的形状（如块和球）放在一起来制作模型的粗略版本。在这里，你将：
- 添加和更改基本形状
- 使用工具使形状更加细致
- 移动点和线以获得正确的形状
- 确保模型的结构从一开始就良好
慢慢来，从不同的角度检查你的工作，并确保一切看起来都正确。
雕刻
现在，你可以完善模型，添加细节和纹理。在这里，你可以通过添加凹凸、凹槽和其他纹理等内容来使模型看起来更真实。此步骤可以让你：
- 添加小而详细的功能
- 制作仅用块和球难以完成的形状
- 显示磨损情况
- 快速尝试不同的外观
使用不同的工具添加纹理，并确保从各个侧面观察你的模型。
纹理和材料
雕刻完成后，是时候给模型上色并使其看起来更真实了。这涉及：
- 将模型平放以在其上放置图片
- 使用图片添加颜色和图案等细节
- 添加效果使零件闪亮或暗淡
- 贴上贴纸或标记，使其看起来像是用过的
可以在网上找到大量现成的图片，使你的模型看起来很棒，而无需自己绘制所有内容。
灯光与渲染
最后一步是照亮模型并拍摄看起来真实的照片（渲染）。这意味着设置灯光和摄像机以最好的方式展示你的模型。重要的照明提示：
- 使用基本的三灯设置
- 更改灯光颜色、强度及其褪色方式
- 添加阴影和柔和的光线以获得更自然的外观
- 选择与你的软件匹配的设置
花时间调整灯光和相机，让你的最终图像或视频看起来令人惊叹。
5. 将3D模型集成到应用程序中
很多情况下，你会需要将手头的3D模型从一种格式转换成另一种格式，以便适应你的图形技术栈的要求。这就是NSDT 3DConvert这个在线服务发挥作用的地方，它可以在线转换IFC、STEP、FBX、OBJ、GLTF等数十种3D格式的模型文件到你选择的目标格式，无需本地安装任何软件：
5.1 游戏引擎
Unity和Unreal等游戏引擎使你可以更轻松地在游戏中使用3D模型。它们附带了有关如何添加3D创作的工具和说明。
要将3D模型添加到Unity：
- 它支持多种文件类型，例如FBX、OBJ、DAE和3DS。
- 只需将模型文件拖到项目区域即可。
- 将在层次结构区域中看到你的模型，可以将其放置在游戏场景中。
- 你可以使用不同的材质、颜色和灯光来调整它的外观。
对于虚幻引擎：
- 它不仅可以让你引入模型，还可以引入动画等，并支持FBX和OBJ文件等。
- 虚幻引擎提供了指南来帮助你完成整个过程。
- 它使用强大的工具处理光线从表面反射或物体移动的方式，使你的模型在游戏中看起来不错。
使用这些游戏引擎，你可以花更多的时间让游戏变得有趣，而减少显示3D模型的技术问题。
5.2 定制解决方案
如果你正在构建一些独特的东西，可能会超越游戏引擎。
- OpenGL/DirectX：这些是在计算机上绘制2D和3D内容的工具，非常先进。他们给你很大的控制权，但希望你处理更多的技术方面的事情。
- WebGL：这是为了使用JavaScript在网页上放置3D图形。它非常适合简单的3D模型，并且可以直接在浏览器中运行。
- ReactNative：这是为了制作使用3D图形的移动应用程序，使用react-native-gl等模块。这是一种无需从头开始即可添加3D的方法。
在这些选项之间进行选择取决于你正在制作的内容、需要运行的速度以及知道如何执行的操作。按照自己的方式行事可以让你完全按照自己的意愿行事，但需要付出更多的努力。
6. 在线课程和教程
在线了解有关3D建模的更多信息是明智之举：
- 从简单的课程开始，了解基础知识，然后随着你的进步，解决更难的事情。
- 尝试根据在线指南进行项目，以真正了解事物的工作原理。
- 留意折扣，以更少的钱获得优质课程。
- 按照自己的速度学习可以随时开始和停止的课程。
选择可以为你提供练习文件并在你遇到困难时可以得到老师帮助的课程。
7. 3D建模社区
与其他喜欢3D建模的人交谈可以让你学到很多东西：
- r/3Dmodeling subreddit是一个繁忙的地方，有超过15万成员分享工作和建议。
- BlenderNation为Blender用户提供了一个互相帮助并展示他们所做成果的地方。
- CG Cookie和Polygon Runway设有供3D艺术家交谈的聊天室。
利用这些小组可以更好地制作模型、解决棘手问题并结识该领域的其他人。
8. 实践项目
从事实际工作是提高水平的好方法：
- 从电话、杯子或椅子等简单物品开始。
- 继续处理更棘手的事情，比如植物、衣服或机器零件。
- 尝试制作建筑物、人物或视频游戏的一部分，以迎接真正的挑战。
使用图片来检查你是否做对了。寻求反馈以变得更好。你练习得越多，你就会学得越快。
9. 结束语
对于希望以全新方式将想法变为现实的开发人员来说，进入3D建模领域是迈出的一大步。这是一项需要时间和耐心来学习的技能，但它对你的职业生涯、你的创造力以及做出实用的东西来说确实是有益的。
以下是要记住的事情：
- 3D建模让开发人员可以制作产品的早期版本、可以在计算机上探索的设计空间、创建数字艺术作品以及开发应用程序和游戏。这是作为创作者做更多事情的一种方式。
- 不断练习并从错误中学习非常重要。每个人都是从初学者开始的，但随着时间的推移，你可以变得非常好。别着急。
- 有很多免费帮助，例如软件、在线课程和友好的在线小组。使用这些来帮助你学习。
- 从简单的事情开始。制作3D模型的过程可以分为几个简单的步骤：思考要制作的内容、创建基本形状、添加细节、添加颜色和纹理、设置灯光，最后使其看起来像真实的模型照片。
- 发挥你的想象力来完成项目。寻找与你想做的事情相匹配的在线指南，无论是制作独特的物体、探索建筑设计还是为游戏创建零件。享受将你的想法变为现实的乐趣。
最重要的是开始。下载一些软件，尝试初学者指南，或加入讨论组。在实践中学习、从他人那里获取建议以及分享你的成果将帮助你变得更好、更自信。很快，你将能够对你能想到的任何东西进行建模。当你知道如何使用3D时，可以做很多事情。