УДК 004

СПОСОБЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ 3Д МОДЕЛЕЙ

Луканихин А.С.
студент
Уральский государственный университет путей сообщения
(г. Екатеринбург, Россия)

Аннотация

в статье рассматриваются подходы к оптимизации процесса создания 3D-моделей, раскрываются основные принципы и преимущества различных методов. Также обсуждаются ключевые трудности, с которыми сталкиваются специалисты. В заключение представлены рекомендации по эффективной организации процесса 3D-моделирования с использованием современных технологий и подходов.

Ключевые слова: 3D моделирование, оптимизация, 3D модель.

Основной текст

Создание 3D-моделей является неотъемлемой частью многих современных индустрий: от игровой и киноиндустрии до архитектурного проектирования, промышленного дизайна и дополненной реальности. Оптимизация процесса моделирования позволяет сократить сроки производства, снизить издержки и улучшить конечное качество продукта.

В данной статье рассматриваются ключевые способы оптимизации создания 3D-моделей, охватывающие технические аспекты.

Этапы создания 3д модели, которые можно оптимизировать:
1. Этап планирования.
2. Этап выбора ПО.
3. Этап созданий детализированной модели.
4. Этап ретопологии.
5. Этап текстурирования.
6. Этап риггинга.

1. Планирование и референсы

Одним из самых эффективных способов оптимизации любого творческого процесса является тщательное планирование. Перед началом моделирования важно собрать качественные референсы – изображения, чертежи, видео или 3D-сканы, которые послужат визуальной основой. Это позволяет:
уменьшить количество исправлений,
избежать неоднозначностей в форме и пропорциях,
повысить реалистичность и достоверность модели.

2. Выбор подходящего инструмента и софта

Оптимизация начинается с правильного выбора инструментов. Различные задачи требуют разного ПО:
Blender – бесплатное и мощное решение, особенно актуально для фрилансеров и небольших студий.
Maya и 3ds Max – стандарт индустрии для анимации и архитектурной визуализации.
ZBrush – незаменим при работе с высокополигональными моделями и органикой.
Substance Painter – ускоряет процесс текстурирования за счёт процедурных масок и слоёв.
Marvelous Designer – оптимизирует создание одежды для персонажей.

Использование специализированного ПО под конкретные задачи позволяет автоматизировать рутинные процессы, а также избежать перегрузки основной сцены лишними данными.

3. Оптимизация на этапе создания детализированной модели

На данном этапе есть несколько вариантов оптимизации:

1. Вместо того чтобы каждый раз моделировать объекты с нуля, можно использовать модульный подход:
Разделение сложных объектов на повторяющиеся элементы.
Использование готовых библиотек ассетов: двери, окна, колонны, мебель и т.д.
Создание собственной библиотеки часто используемых моделей.

Такой подход особенно эффективен при создании архитектурных сцен или уровней для игр. Помимо ускорения процесса, он также упрощает последующее редактирование и масштабирование сцены.

2. При создании модели персонажа нужно сразу создавать объекты с правильной полигональной сеткой, которая будет использоваться в дальнейшем на этапе ретопологии и потом с помощью функции subdivide, которая увеличивает плотность полигональной сетки благодаря разделению каждого полигона на 4, можно добавлять детализацию на этот объект.

Благодаря этому, можно сэкономить большое количество времени в дальнейшем, потому что в дальнейшей работе для правильной работы 3д модели понадобится правильно сделанная полигональная сетка, которая поможет избежать неправильной деформации модели при ее движении.

4. Оптимизация на этапе ретопологии

На этапе ретопологии – то есть создании модели с малым количеством полигонов, на которую затем переносится вся детализация с высокой полигональной версии в целях повышения производительности – существует несколько вариантов оптимизации.

1. Как было сказано выше, можно использовать заранее подготовленные низкополигональные объекты, это может сильно ускорить процесс ретопологии.

2. Для повышения эффективности создания ретопологии можно использовать плагины или программы, такие как Wrap4d, для переноса уже существующей сетки полигонов на новую модель, такой метод может помочь, например при ретопологии тела человека, можно использовать уже готовую топологию с прошлой модели или заранее подготовленную, благодаря этому не придется тратить время на создание низкополигональной модели с нуля.

5. Оптимизация на этапе текстурирования

В зависимости от разных стилей, это может быть реализм или стилизация под мультфильмы, используются разные способы оптимизации создания текстур, но есть некоторые методы, которые подойдут под любой стиль.

Использование готовых текстур или материалов. Материал – это несколько текстур, которые наслаиваются друг на друга, их можно настраивать под разные нужды, например в материале может быть текстура ткани, несколько текстур грязи для нее с разным расположением, различные текстуры металла или пластика, сколы и царапины.

В программах для текстурирования существуют уже готовые материалы, которые остается только настроить под свою модель, но ничего не мешает добавить что-то новое от себя при необходимости.

6. Оптимизация на этапе риггинга

Риггинг – это создание скелета для модели и его настройка в целях управления моделью и создания анимаций для нее.

Для оптимизации процесса риггинга нужно определиться с задачей и ПО, в котором будет использоваться модель. В различных игровых движках таких как Unity или Unreal Engine 5 есть свой собственный скелет, настроенный специально под данное ПО, его можно просто перенести на существующую модель с последующей доработкой и настройкой, что позволит сэкономить время на создании собственного скелета с нуля, а также позволит использовать готовые анимации, которые уже созданы под этот скелет.

Если делается модель под анимацию, то в программах для 3д моделирования таких как Maya или Blender имеются специальные плагины, например Auto Rig pro для Blender, со своим скелетом и его легкой настройкой, данный плагин тоже позволяет переносить различные анимации с других скелетов на нужный, что может сильно облегчить работу если нужны простые анимации для небольшого проекта.

Важно учитывать специфику проекта и выбирать наиболее подходящие методы оптимизации, адаптируя рабочий процесс под конкретные задачи.

Благодаря современным технологиям и правильно выстроенному pipeline, 3D- художники и студии могут не только повысить продуктивность, но и добиться более стабильных, предсказуемых и качественных результатов при создании моделей любой сложности.

Список литературы

1. Как создать 3D-персонажа с нуля: подробный пайплайн работы // Сергей Куракин. URL: https://smirnov.school/blog/3d-and-ue/kak-sozdat-3d-personazha/ (дата обращения 25.05.2025г.)
2. Пошаговая инструкция: как создать 3D-персонажа для игры. URL: https://media.contented.ru/opyt/instrukcii/instruktsiya-kak-sozdat-3d-personazha/ (дата обращения 15.05.2025г.)
3. 3D-модели персонажей: этапы создания // Редакция сайта GeekBrains. URL: https://gb.ru/blog/3d-modeli-personazhej/ (дата обращения 12.05.2025г.)

Abstract

Lukanikhin A.S.
Ural State University of Railway Transport
(Ekaterinburg, Russia)

WAYS TO OPTIMIZE THE PROCESS OF CREATING 3D MODELS
Abstract: the article discusses approaches to optimizing the process of creating 3D models, reveals the basic principles and advantages of various methods. The key difficulties faced by specialists are also discussed. In conclusion, recommendations on the effective organization of the 3D modeling process using modern technologies and approaches are presented.

Keywords: 3D modeling, optimization, 3D model.