3D建模软件、模型格式及渲染引擎介绍

不同的应用场景,需要使用不同的3D建模软件或渲染引擎。

3D建模软件、模型格式及渲染引擎介绍

最近学习了一些3D应用开发的基础知识,在这分享给大家。

3D技术及应用场景

3D技术,即三维技术(Three-Dimensional Technology),是一种通过计算机模拟生成具有立体感、立体效果的技术。它利用人眼的立体视觉特性,通过左右眼看到的图像差异,让人眼感受到立体的效果。

3D技术是一种集成了计算机图形学、视觉心理学、人机交互等多学科知识的技术,它可以为人们带来更加真实、沉浸式的视觉体验。

3D技术作为一种先进的技术,已经广泛应用于各个领域。以下是一些常见的3D应用场景:

  • 电影与动画:3D电影和动画已经成为了电影行业的重要组成部分。通过3D技术,导演可以创造出更加逼真的场景和角色,为观众带来更加沉浸式的观影体验。
  • 游戏:3D游戏已经成为了游戏市场的主流。通过3D技术,游戏开发者可以创造出更加逼真的游戏世界,提高游戏的沉浸感和趣味性。
  • 广告与宣传:3D技术在广告和宣传领域也有广泛的应用。通过3D模型和动画,广告商可以创造出更加生动、具有吸引力的广告,提高宣传效果。
  • 建筑设计:在建筑设计领域,3D技术可以帮助设计师更好地展示和沟通设计方案。通过3D模型和渲染,设计师可以直观地展示出建筑的外观和内部空间。
  • 产品设计:在产品设计领域,3D技术可以帮助设计师快速创建和修改设计方案。通过3D建模,设计师可以直观地看到产品的形状和外观,以便进行改进和优化。
  • 医学:在医学领域,3D技术可以帮助医生进行诊断和治疗。通过3D扫描和建模,医生可以更加准确地了解患者的病情,制定更加有效的治疗方案。
  • 教育:在教育领域,3D技术可以为学生提供更加生动、直观的学习体验。通过3D模型和动画,学生可以更加清晰地了解知识点,提高学习效果。
  • 制造业:在制造业领域,3D技术可以帮助工程师进行设计和制造。通过3D建模和数控机床编程,工程师可以快速地制造出精确的零件和产品。
  • 航空航天:在航空航天领域,3D技术可以帮助工程师进行设计和模拟。通过3D建模和仿真,工程师可以更加准确地模拟航空航天器的飞行状态和性能。
  • 虚拟现实与增强现实:在虚拟现实和增强现实领域,3D技术可以提供更加真实、沉浸式的体验。通过3D模型和渲染,用户可以感受到仿佛置身于现实世界中的感觉。

总之,3D技术已经广泛应用于各个领域,为人们的生活和工作带来了便利和效率。随着3D技术的不断发展和创新,未来其在各个领域的应用将更加广泛和深入。

3D建模软件

3D建模软件是一类用于创建三维对象或形状的计算机应用程序。这些软件广泛应用于各种行业,如电影、游戏、建筑、产品开发、科学和医疗等。

市面上有许多不同类型的3D建模软件,根据您的需求和技能水平,选择合适的软件非常重要。以下是一些热门的3D建模软件:

  • 3ds Max:3D Studio Max,简称3ds Max,是世界上最畅销的三维建模、动画和渲染软件。它适用于游戏开发、影视制作和建筑可视化等领域。
  • Maya:Maya是一款专业的3D建模、动画和渲染软件,广泛应用于电影、电视、游戏和广告行业。它提供了强大的建模工具和动画功能。
  • Blender:Blender是一款免费且开源的3D建模、动画和渲染软件,适用于设计、动画制作等领域。它具有丰富的功能和易于使用的界面。
  • SU草图大师:SU草图大师是一款专注于室内设计和建筑领域的3D建模软件,适用于快速创建和修改设计方案。
  • Rhino:Rhino是一款适用于工业设计、建筑设计等领域的3D建模软件,特点是精确、灵活且易于学习。
  • Cinema 4D:Cinema 4D是一款适用于电影、游戏等领域的3D建模、动画和渲染软件。它具有强大的渲染引擎和易于使用的界面。
  • ZBrush:ZBrush是一款专业的数字雕刻和3D建模软件,适用于电影、游戏、玩具和艺术品等领域。它具有出色的细节处理能力和高度的定制性。

这些3D建模软件各有特点,选择合适的软件取决于您的需求、行业背景和技能水平。

模型格式

3D 文件的基本功能是以计算机可以理解的格式(纯文本或二进制数据)存储有关 3D 模型的信息。

3D 文件可以存储的四个关键特征包括模型的几何形状、模型的表面纹理、场景细节和模型的动画,但值得注意的是,你可能并不总是在所有项目中利用所有四个功能,而且并非所有文件格式都支持所有四个功能!

实际上有数百种不同的 3D 文件格式,每种格式都有其存在和使用的理由! 不过,大多数文件类型可以分为两类:私有格式和中性格式。

私有格式文件类型,例如 AutoCAD 的 DWG 文件或 Blender 的 BLEND 文件,它们是专门为与特定软件一起使用而创建的,由于文件类型是专有的,因此不太可能与其他软件一起使用。

中性文件格式跨平台工作,这意味着你可以在一个程序中创建一个文件,将其发送给使用不同软件的人,他们将能够使用同一文件!

以下是一些常见的3D模型文件格式:

  • 3DS:3D Studio Max(3DMAX)的文件格式,适用于3D建模、动画制作等领域。
  • OBJ:一种通用的3D模型文件格式,广泛应用于各种3D建模软件之间导入导出,支持多边形网格、纹理贴图等。
  • FBX:由Autodesk公司开发的3D模型文件格式,适用于Maya、3ds Max等软件,支持动画、贴图等。
  • STL:一种适用于3D打印的文件格式,主要用于描述三维几何形状。
  • Rhino:Rhino3D软件的文件格式,适用于犀牛建模、渲染等。
  • MAX:3D Studio Max(3DMAX)的文件格式,与3DS类似,但包含更多高级功能。
  • C4D:Cinema 4D的文件格式,一款适用于电影、游戏等领域的3D建模软件。
  • MDL:Mental Ray渲染器的文件格式,适用于Maya、3ds Max等软件。
  • VRML:虚拟现实建模语言,用于创建和渲染三维场景。
  • X3D:基于XML的三维场景描述格式,继承了VRML的特点,支持动画、交互等。
  • GLB:一种用于在虚拟现实和增强现实应用中显示3D模型的文件格式,基于GLTF标准的二进制形式,结合了3D模型的几何数据、纹理和其他相关信息,适用于虚拟现实、游戏开发、建筑可视化等领域,编辑和修改比较困难,需要专业工具进行操作。

这些3D模型格式各有特点,适用于不同的应用场景。在实际操作中,有时需要将模型在不同软件之间进行转换,以满足各种需求。

在进行3D模型文件转换时,需要注意不同格式的转换可能会导致模型数据的丢失或损坏,因此建议在进行转换前先备份原始文件,以免造成不必要的损失。

NSDT 3DConvert3D模型文件预览与转换工具,支持glb、obj、fbx等多种BIM模型文件在线预览和格式之间互相转换,在转换过程中,能够很好的保留模型原有的颜色、材质等信息。

渲染引擎

3D渲染引擎,也称为3D渲染器或3D渲染软件,是一种用于生成和显示3D图像的计算机程序。它利用计算机图形学、视觉特效、数学和物理等知识,将3D模型、纹理、光照、动画等元素综合处理,最终生成具有立体感和真实感的图像。

3D Web渲染引擎或框架是一种将3D模型和场景在Web浏览器中进行渲染和展示的技术或工具。这类技术或工具可以帮助开发者将3D内容嵌入到网页中,为用户提供更加生动、逼真的交互体验。以下是一些常见的3D Web渲染引擎或框架:

  • Three.js:Three.js是一个流行的JavaScript库,用于在Web浏览器中创建和显示3D图形。它使用WebGL API,支持各种3D模型格式,如OBJ、FBX、GLTF等,可以方便地实现3D模型加载、渲染、动画、光照、阴影等效果。
  • Babylon.js:Babylon.js是一个高性能的3D Web渲染引擎,使用WebGL API,支持各种3D模型格式。Babylon.js具有丰富的功能,如物理引擎、动画系统、粒子系统等,可以帮助开发者轻松地实现各种3D效果。
  • A-Frame:A-Frame是一个基于WebVR的3D框架,使用HTML5和WebGL API,提供了一种简单的方法来创建和显示3D场景,它被迪士尼、谷歌、Mozilla、NASA、三星、索尼和丰田等世界顶级公司使用。
  • Sketchfab:Sketchfab是一个基于WebGL的实时3D创作和渲染平台,提供了丰富的3D模型、纹理和动画资源,可以帮助开发者快速创建和展示3D内容。Sketchfab支持各种3D模型格式,并提供了JavaScript API,可以方便地嵌入到网页中。
  • PlayCanvas:PlayCanvas是一个基于WebGL的3D游戏引擎,提供了丰富的3D模型、动画和粒子系统等资源,可以帮助开发者创建高性能的3D游戏和应用。
  • Cesium:一个用于显示三维地球和地图的开源js库,它可以用来显示海量三维模型数据、影像数据、地形高程数据、矢量数据等。

这些3D Web渲染引擎各有特点,开发者可以根据自己的需求和项目类型选择合适的工具进行使用。

总结

想要制作普通的3D应用,比如展示模型等,推荐 Three.js, 它的接入轻量方便,想要制作 Web 的3D编辑器,也建议 Three.js,在开发上它距离 WebGL 底层接口的更近;

想要制作多人社交场景,可以考虑 Babylon.js,因为材质的编辑能力比 Three.js 更强,再就是babylonNative还有对ios、android等跨平台的支持,在考虑一套代码多个平台甚至app开发上,可以考虑babylon。

想要制作Web 3D游戏,可以考虑 Playcanvas,因为各项素材资源的导入,没有可视化的编辑工具,绝对是一场噩梦。

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