Как создать 3D модель: практическое руководство для новичков

Знаете, что общего между последним блокбастером Marvel, который вы смотрели, игрой Cyberpunk 2077 и визуализацией того самого ЖК, в котором вы планируете купить квартиру? Правильно – за всем этим великолепием стоит 3D моделирование и анимация (ну, и толпа замученных дедлайнами специалистов, конечно же).

Как человек, который провел немало времени, копаясь в недрах различных 3D-редакторов (и периодически проклиная их создателей за не самый дружелюбный интерфейс), могу сказать – эта область находится на удивительном перекрестке технологий, искусства и чистой магии. И да, последнее – не преувеличение, особенно когда речь заходит о создании реалистичной анимации волос или ткани (спойлер: это настоящий кошмар даже для опытных специалистов).

3D моделирование и анимация сегодня – это не просто создание красивых картинок. Это мощнейший инструмент, который используется везде: от проектирования медицинских имплантов до создания виртуальных примерочных (да-да, теперь можно примерить джинсы, не выходя из дома – будущее наступило!). А с приходом технологий виртуальной реальности и появлением смешанной реальности (привет, Apple Vision Pro), эта сфера становится еще более востребованной.

Забавно, но еще каких-то 20 лет назад 3D художники считались чем-то вроде шаманов, владеющих тайными знаниями. Сегодня же – это одна из самых востребованных специальностей в креативной индустрии. И, что особенно радует, порог входа в профессию стал значительно ниже благодаря появлению бесплатных инструментов и обучающих материалов (хотя само обучение все еще требует упорства человека, решившего пройти Dark Souls на банановом контроллере).

Примеры успешных проектов на основе 3D моделирования

Знаете, что может быть лучше теории? Правильно, реальные примеры! Давайте посмотрим на несколько впечатляющих проектов, которые показывают, насколько разнообразным может быть применение 3D графики (и заодно вдохновимся на собственные эксперименты).

Начнем с того, что у вас прямо перед глазами — архитектурные визуализации. Помните те глянцевые буклеты жилых комплексов с потрясающими видами квартир? За каждой такой картинкой стоят часы кропотливой работы 3D-художников. И знаете что? Современные визуализации настолько реалистичны, что порой даже профессионалы не могут отличить рендер от фотографии. Особенно впечатляют проекты от компании Tomorrow, где каждая визуализация — это не просто картинка, а целая история о будущем доме (хотя лично я до сих пор задаюсь вопросом, почему на всех архитектурных визуализациях всегда идеальная погода).

А вот игровая индустрия — это вообще отдельная вселенная. Взять, например, The Last of Us Part II — там каждый персонаж настолько детализирован, что можно разглядеть даже поры на коже и отдельные волоски. Или взгляните на Cyberpunk 2077 — при всех его запускных сложностях, визуально это настоящий шедевр. Каждый закоулок Найт-Сити буквально дышит атмосферой мрачного будущего (и да, я всё еще нахожу там новые детали даже после сотни часов игры).

Но 3D — это не только про развлечения. Медицинская визуализация, например, совершила настоящий прорыв благодаря 3D-моделированию. Хирурги теперь могут спланировать сложную операцию, создав точную 3D-модель органов пациента. А стоматологи используют 3D-сканирование и моделирование для создания идеальных коронок и имплантов (помните времена гипсовых слепков? Я тоже стараюсь забыть).

Мобильные приложения тоже не отстают. Возьмём, например, IKEA Place — приложение, которое позволяет «примерить» мебель в вашей комнате через дополненную реальность. Или посмотрите на Instagram с его 3D-фильтрами — кто бы мог подумать, что однажды мы будем накладывать на себя виртуальные маски и короны в реальном времени? (Хотя некоторые фильтры, честно говоря, заставляют задуматься о том, куда катится этот мир).

А образование? 3D-визуализации делают изучение анатомии, химии, физики не только более понятным, но и действительно увлекательным. Когда вы можете рассмотреть молекулу ДНК со всех сторон или «разобрать» двигатель внутреннего сгорания на составные части — это совсем другой уровень понимания материала.

И это только верхушка айсберга! 3D-моделирование используется в промышленном дизайне, создании спецэффектов для кино (кстати, знаете, что в современных фильмах даже многие «обычные» сцены содержат 3D-графику?), производстве рекламных роликов и даже в модной индустрии для создания виртуальных примерочных.

Самое интересное, что мы находимся только в начале пути. С развитием технологий виртуальной и дополненной реальности, появлением всё более мощных инструментов для 3D-моделирования, границы возможного постоянно расширяются. Кто знает, может быть, через пару лет мы будем создавать 3D-модели силой мысли (хотя, признаться, иногда кажется, что даже с обычной мышкой справиться непросто).

Но прежде чем мы начнем погружаться в технические детали и разбираться с инструментами (да-да, скоро дойдем и до этого), давайте помнить главное: каждый из этих впечатляющих проектов начинался с простых форм и базового понимания принципов 3D-моделирования. Так что не пугайтесь, если ваши первые работы будут больше похожи на кубистические эксперименты — у всех нас когда-то был свой первый проект.

Выбор инструментов для 3D работы

О, этот священный момент выбора первого 3D-редактора! Помню, как сам пытался определиться между десятком программ, каждая из которых обещала стать именно тем самым «единственным правильным выбором». Спойлер: единственного правильного выбора нет, но есть несколько проверенных временем вариантов.

Давайте начнем с настоящей жемчужины опен-сорса – Blender. Помню времена, когда его интерфейс выглядел так, будто его проектировали марсиане для марсиан (кажется, это было в далеком 2.7…). Сегодня же это мощный комбайн, который умеет буквально всё – от базового моделирования до создания полноценных анимационных фильмов. И что особенно приятно – он абсолютно бесплатный. Да-да, совершенно бесплатный, и нет, это не шутка и не развод (хотя многие до сих пор не верят).

Для тех, кто готов инвестировать в свое будущее суммы, сравнимые с первым взносом по ипотеке, есть Maya от Autodesk. Это своего рода Rolls-Royce в мире 3D — дорого, престижно, и каждый уважающий себя крупный студий имеет как минимум несколько лицензий. Maya особенно хороша для анимации персонажей – её используют многие крупные анимационные студии для создания впечатляющих анимационных фильмов. Хотя некоторые студии, такие как Pixar, разрабатывают собственные решения – например, их фирменный программный пакет Presto, который позволяет создавать их фирменный стиль анимации.

3ds Max – ещё один продукт от Autodesk, который особенно полюбился архитекторам и геймдевелоперам. Если вы когда-нибудь рассматривали красивые визуализации квартир в новостройках – с большой вероятностью они были сделаны именно в Max’е. Программа отлично заточена под архитектурную визуализацию и создание игровых ассетов (хотя, признаюсь, её интерфейс местами выглядит так, будто застрял где-то в начале 2000-х).

И наконец, Cinema 4D – любимый инструмент моушн-дизайнеров и рекламщиков. Знаете эти красивые заставки на ТВ или эффектную анимацию логотипов? Большая часть из них сделана именно в Cinema 4D. Её главное преимущество – относительно пологая кривая обучения (по сравнению с той же Maya, где порой кажется, что ты пытаешься освоить панель управления космическим кораблем).

Важный момент (и тут я надеваю свою самую серьезную мину): не стоит гнаться за всеми программами сразу. Выберите одну и копайте вглубь. Поверьте моему опыту – лучше быть профи в одном инструменте, чем знать «чуть-чуть» обо всех. Хотя, конечно, если вы мазохист и хотите выучить их все – кто я такой, чтобы вас останавливать?

Начало работы с 3D моделями

А теперь давайте поговорим о том, с чего начинается путь в мир 3D моделирования. И нет, не с покупки мощного компьютера (хотя, признаться, без него будет сложновато) – всё начинается с понимания базовых принципов работы с 3D-примитивами.

Помните детский конструктор, где из простых кубиков и цилиндров можно было собрать что угодно? Так вот, в 3D моделировании всё примерно так же, только вместо физических кубиков у нас виртуальные примитивы – те самые базовые геометрические формы, которые становятся строительными блоками для более сложных моделей. И да, я до сих пор помню свой первый восторг, когда из простого куба путём нехитрых манипуляций получился вполне узнаваемый предмет мебели (правда, больше похожий на творчество сюрреалистов, но это уже детали).

Следующий этап – знакомство с полигональным моделированием. Звучит пугающе, не правда ли? На самом деле, это просто fancy-название для процесса создания 3D-объектов путём манипуляции с вершинами, рёбрами и гранями. Представьте, что вы скульптор, только вместо глины работаете с виртуальной сеткой из многоугольников. И поверьте моему опыту – топология (то есть правильное расположение этих самых многоугольников) важна так же, как правильная осанка при работе за компьютером. Проигнорируете – потом намучаетесь с анимацией и текстурированием (и да, это голос опыта говорит).

Отдельного упоминания заслуживают модификаторы – настоящие волшебные палочки в мире 3D. Хотите сделать объект более гладким? Есть модификатор. Нужно создать множество одинаковых элементов? Есть модификатор. Хотите придать объекту физические свойства? Опять же – есть модификатор. Это как швейцарский нож, только для 3D-художника (и, к счастью, намного безопаснее).

А для тех, кто думает, что всё это слишком сложно – помните: даже самые впечатляющие 3D-модели начинались с простого куба или сферы. Главное – не пытаться сразу создать фотореалистичного персонажа или целый научно-фантастический город (хотя, признаюсь, соблазн велик). Начните с простого, и постепенно усложняйте задачи. Как говорится, путь в тысячу полигонов начинается с одного примитива (окей, я только что это придумал, но звучит неплохо, правда?).

И да, будьте готовы к тому, что ваши первые модели будут выглядеть… скажем так, своеобразно. Это нормально! Мы все через это проходили. Главное – не сдаваться и продолжать практиковаться. В конце концов, даже Пикассо не сразу начал рисовать свои знаменитые абстракции (хотя некоторые мои первые 3D-модели вполне могли бы посоперничать с ними в плане авангардности).

Базовые принципы текстурирования и упрощённые методы

Прежде чем мы нырнем в глубокие воды профессионального текстурирования (спойлер: там действительно глубоко), давайте разберемся с основами. Знаете, это как учиться готовить – сначала осваиваем яичницу, а уже потом беремся за суфле с трюфелями.

Начнем с самого простого – что такое текстура в мире 3D? Представьте, что ваша 3D-модель – это манекен, а текстура – его одежда. Только вместо ткани мы используем изображения, которые «наклеиваем» на поверхность модели. И да, иногда этот процесс напоминает попытки завернуть подарок неправильной формы – забавно, но не всегда получается с первого раза.

Для начинающих существует несколько спасительных методов, которые я называю «текстурирование для чайников» (сам когда-то начинал с них):

1. Простое наложение цвета Самый базовый способ – просто задать цвет вашей модели. Никаких сложностей, никаких разверток – выбираете цвет и готово! Конечно, это не сделает вашу модель фотореалистичной, но для начала вполне сойдет (особенно если вы делаете, например, простую мебель или абстрактные объекты).
2. Готовые текстуры В интернете есть целые библиотеки бесплатных текстур – дерево, металл, кирпич, ткань. Это как конструктор LEGO – берете готовые кусочки и собираете из них что-то свое. Сайты вроде textures.com или ambientCG.com станут вашими лучшими друзьями на первых порах (только не увлекайтесь и не скачивайте все подряд – поверьте моему опыту с забитым текстурами жестким диском).
3. Плиточные текстуры Это текстуры, которые можно повторять бесконечно, как обои на стене. Идеально подходят для больших поверхностей вроде стен, пола или ландшафта. Главное – найти качественную текстуру без видимых швов, иначе ваша стена будет выглядеть как неудачный ремонт в хрущевке.

А теперь несколько простых, но действенных советов:

• Начинайте с маленьких текстур. Большие файлы могут заставить ваш компьютер задуматься о жизни (и не факт, что он придет к оптимистичным выводам).
• Используйте референсы. Хотите сделать реалистичное дерево? Сфотографируйте настоящее или найдите фото в интернете. Природа – лучший учитель (и к тому же бесплатный).
• Не бойтесь экспериментировать с настройками яркости и контраста. Иногда небольшая корректировка может превратить скучную текстуру в нечто интересное.

Отдельный лайфхак для новичков – начните с черно-белых текстур. Это как учиться рисовать карандашом перед тем, как браться за краски. Когда вы поймете, как работать с оттенками серого, добавить цвет будет гораздо проще.

И помните – даже самые простые текстуры могут создать впечатляющий результат, если их правильно использовать. Взгляните на игру Monument Valley – там минималистичные текстуры создают потрясающую атмосферу. Или вспомните первый Minecraft – текстуры простейшие, а игра стала легендой.

Визуализация показывает процесс UV-развертки на примере куба

Когда вы освоитесь с этими базовыми принципами, можно будет двигаться дальше – к более сложным техникам и материалам. Но об этом мы поговорим в следующем разделе, где нас ждут PBR-материалы, нормал-мапы и прочие страшные слова (не пугайтесь, я объясню все на пальцах… то есть на полигонах).

А пока – экспериментируйте! В конце концов, самые интересные открытия часто случаются, когда мы просто пробуем что-то новое. И да, если ваша первая текстурированная модель будет выглядеть немного странно – это нормально. У меня первая текстурированная чашка выглядела так, будто её обклеили обоями из советской квартиры. Но мы же учимся, верно?

Техники текстурирования и материалы

Поговорим о том, что превращает безжизненную геометрию в произведение искусства – о текстурах и материалах. Знаете, это как макияж для 3D-моделей, только гораздо сложнее (и да, иногда результаты бывают столь же неожиданными).

Всё начинается с UV-развертки – процесса, который заставляет седеть даже опытных 3D-художников. Представьте, что вам нужно разрезать и разложить на плоскости кожуру апельсина так, чтобы потом её можно было снова собрать без швов и искажений. Примерно такая же задача стоит перед нами при создании UV-развертки для 3D-модели. И поверьте, когда вы впервые увидите UV-развертку головы человека, вы поймете, почему некоторые 3D-художники предпочитают моделировать исключительно кубы.

Но самое интересное начинается с появлением PBR-материалов (Physically Based Rendering – физически корректная визуализация, если кто не в курсе). Это настоящая революция в мире 3D, сравнимая разве что с изобретением колеса или открытием кофе. PBR позволяет создавать материалы, которые ведут себя как настоящие: металл блестит как металл, пластик выглядит как пластик, а кожа… ну, почти как настоящая кожа (хотя тут ещё есть над чем поработать).

В современном мире текстурирования у нас есть такие мощные инструменты, как Adobe Substance 3D Painter. Это как Photoshop на стероидах, только для 3D-моделей. Вы можете рисовать прямо на модели, добавлять царапины, потертости, грязь — в общем, всё то, что делает объекты реалистичными. Потому что, давайте признаем, в реальном мире идеально чистых поверхностей не существует (если только вы не живете в стерильной лаборатории).

А для тех, кто думает, что текстурирование – это просто «раскраска» 3D-моделей, у меня плохие новости. Современный материал может состоять из множества карт: диффузной (цвет), нормалей (мелкие детали поверхности), металличности, шероховатости, прозрачности… Это как многослойный пирог, только каждый слой отвечает за определенное свойство материала. И да, если вам кажется, что это сложно – вы абсолютно правы!

И помните: реализм в текстурах – это не всегда хорошо. Иногда стилизованные материалы работают гораздо лучше (привет, Borderlands и cel-shading). В конце концов, мы же художники, а не фотографы, верно? Хотя, признаюсь, когда удается создать действительно фотореалистичный материал, чувствуешь себя настоящим волшебником (или очень удачливым экспериментатором – нужное подчеркнуть).

Основы 3D анимации

Если вы думали, что создание 3D моделей – это сложно, то позвольте представить вам мир анимации. Это как шахматы, только фигуры могут двигаться во всех измерениях одновременно, а правила постоянно меняются (причем иногда прямо во время партии).

Начнем с того, что современная 3D анимация – это настоящий технологический коктейль, где смешались физика, математика и чистое искусство. И если вы когда-нибудь задавались вопросом, почему волосы в играх и фильмах выглядят так реалистично – за этим стоят сложнейшие алгоритмы симуляции и часы (а иногда и дни) рендеринга. Кстати, о рендеринге – это отдельный вид медитации, когда вы просто сидите и смотрите на прогресс-бар, молясь всем богам компьютерной графики, чтобы не произошло сбоя на 99%.

Давайте поговорим о скелетной анимации – базовом методе анимации персонажей. Представьте, что внутри вашей 3D модели находится цифровой скелет (риг), и каждая его кость влияет на определенную часть модели. Звучит просто? А теперь попробуйте заставить персонажа естественно поднять чашку кофе – и вы поймете, почему аниматоры часто записывают себя на видео, выполняя эти действия (да, мы все немного актеры).

Отдельный круг ада – это лицевая анимация. Создание реалистичной мимики требует такого внимания к деталям, что порой начинаешь завидовать аниматорам 2D-мультфильмов (у них хотя бы есть оправдание, почему их персонажи двигаются не совсем реалистично). А уж если речь заходит о синхронизации движения губ с речью (липсинк) – тут без хорошей чашки кофе (или чего покрепче) не обойтись.

Но самое «веселое» начинается, когда дело доходит до симуляции физики. Хотите, чтобы плащ вашего персонажа красиво развевался на ветру? Готовьтесь к тому, что он может начать вести себя как одержимый, проходить сквозь тело персонажа или вообще улететь в стратосферу. Физические движки в 3D-редакторах иногда ведут себя как капризные дети – вроде все настройки правильные, а результат… скажем так, неожиданный.

И да, нельзя не упомянуть о временной шкале и ключевых кадрах – основе основ анимации. Это как партитура для музыканта, только вместо нот у нас позиции, повороты и масштаб объектов. И точно так же, как в музыке, важен не только сам «звук», но и переходы между «нотами». Поэтому графики анимации (кривые безье) становятся вашими лучшими друзьями… или злейшими врагами, это как повезет.

А знаете, что самое забавное? После всех этих сложностей, когда анимация получается действительно хорошей, зрители этого даже не замечают. Потому что хорошая анимация – она как хороший дворецкий: делает свою работу незаметно, но безупречно. И только когда что-то идет не так, все вдруг начинают обращать внимание (привет, эффект зловещей долины!).

Практические советы

Ну что ж, пришло время поделиться теми секретами, которые обычно познаются методом проб, ошибок и случайных открытий в 3 часа ночи (когда вы уже готовы были сдаться, но вдруг случайно нажали не ту комбинацию клавиш и – о чудо! – всё заработало).

Для начинающих 3D-художников у меня есть несколько золотых правил (которые я сам когда-то получил путем набивания шишек):

1. Начните с Blender. Серьезно. Он бесплатный, у него потрясающее сообщество, и если вы застряли с какой-то проблемой – с вероятностью 99.9% кто-то уже сталкивался с ней и нашел решение. К тому же, есть отличный YouTube-канал Blender Guru – его туториал по созданию пончика стал своего рода «Hello World» в мире 3D (и да, ваш первый пончик будет выглядеть странно, но это нормально).
2. Не пытайтесь сразу создать собственную версию «Аватара». Начните с простых объектов – мебель, посуда, простые предметы. Это как в спорте – сначала нужно научиться ходить, прежде чем пытаться пробежать марафон.
3. Изучите основы композиции и цветовой теории. Поверьте, даже технически совершенная модель может выглядеть ужасно, если вы не знаете, как её правильно представить (это как фотография – даже самая красивая модель может выглядеть не очень при плохом освещении).

Если вы больше доверяете структурированному обучению с обратной связью от преподавателей, стоит присмотреться к специализированным курсам. На KursHub собрана актуальная подборка курсов по 3D-анимации и моделированию от разных школ – от базового уровня до продвинутого. Особенно это актуально, если вы планируете не просто освоить новый навык, а сделать 3D моделирование своей профессией. Кстати, перед выбором курса советую внимательно изучить программы и отзывы – помните, что в нашей сфере важно не только чему учат, но и как учат (поверьте, разница между хорошим и посредственным преподавателем в 3D может быть больше, чем между первой и последней версиями Blender)

И самое главное – найдите свое сообщество. Присоединяйтесь к Discord-серверам по 3D-моделированию, участвуйте в челленджах типа #render_weekly или #3december. Потому что, как говорится, одна голова – хорошо, а целый Discord-сервер единомышленников – еще лучше (особенно когда нужно понять, почему ваша модель вдруг стала розовой и начала мигать).

И помните: каждый великий 3D-художник когда-то начинал с кривых кубиков и нереалистичных материалов. Главное – не останавливаться и продолжать учиться (и периодически делать бэкапы, много бэкапов – поверьте, однажды это спасет вам жизнь).

Заключение

Знаете, что самое удивительное в мире 3D? То, как быстро он меняется. Еще вчера мы восхищались первыми фотореалистичными рендерами, а сегодня нейросети уже генерируют 3D-модели из текстового описания (правда, пока что качество… скажем так, оставляет простор для улучшений).

И если вы думаете, что сейчас не самое лучшее время входить в индустрию 3D из-за развития AI – позвольте с вами не согласиться. Искусственный интеллект не заменит 3D-художников, он станет еще одним инструментом в нашем арсенале. Примерно как фотошоп не убил традиционную живопись, а создал новые возможности для творчества.

С развитием технологий виртуальной и дополненной реальности, появлением метавселенных (да, я тоже закатываю глаза каждый раз, когда слышу это слово) и постоянным ростом игровой индустрии, спрос на специалистов в области 3D только растет. И что особенно приятно – барьер входа в профессию становится все ниже благодаря доступности инструментов и обучающих материалов.

Конечно, путь 3D-художника не усыпан розами (разве что полигональными). Это постоянное обучение, решение сложных технических задач и периодические битвы с софтом, который почему-то решил сегодня работать не так, как вчера. Но поверьте – когда вы создаете что-то своими руками, когда ваши идеи обретают форму в трехмерном пространстве – это чувство стоит всех потраченных усилий.

И если вы все еще сомневаетесь, стоит ли погружаться в мир 3D – просто попробуйте. В конце концов, худшее, что может случиться – вы научитесь чему-то новому. А лучшее? Ну, может быть, через пару лет именно ваше имя будет в титрах следующего блокбастера или AAA-игры. Кто знает? В конце концов, каждый мастер когда-то был новичком.