㈠ 製作3D游戲,需要哪寫步驟
3D游戲製作步驟2008-04-13 12:16它用的編程語言是C++.
如果是要做出比較正規的3D游戲.還需要會應用很多軟體
一款3D游戲需要這幾個大致的步驟.
首先你需要有個企劃案...就是大致什麼樣的游戲.內容等等
然後需要進行游戲的2D和3D美術 又需要會Maya.3DS-Max等美術軟體做效果.
你還要需要懂游戲程式語言,C語言,JAVA等等......設置引擎.
"引擎"是程序員把游戲的渲染方式,模型數量骨骼綁定等等統一編程而做出來的一套程序,因為"引擎"本身就是相當與一套軟體了 做游戲要設定面數,渲染量等等,一套引擎直接把規格設定好了
3D就是三維立體的意思,在現實生活中我們看見的東西都有長、寬、高,這三個量就叫做三維,如果能看到一個物體的長寬高,這個物體就是立體的。一般的畫都是二維的,也就是說只有其中兩個量,可能只有長與寬,可能只有長與高,也可能只有及寬與高。比如一些畫中的人,我們能看見他的身高,身寬,但是看不到他的厚度,就是人的肚皮到背脊的距離,這樣這個人就沒有立體感了。現在許多的網路游戲都是2D的,沒有很逼真的如身臨其境的感覺,還有電影也是2D的。現在3D網路游戲興起了,《魔獸世界》就是一個很好的3D游戲,3D電影也興起了,給人身臨其境的感覺。所以,無論是3D畫,3D動漫,3D游戲,3D電影都比2D更勝一籌,但製作起來也比2D困難。
引擎3是一個面向下一代游戲機和DirectX 9個人電腦的完整的游戲開發平台,提供了游戲開發者需要的大量的核心技術、數據生成工具和基礎支持。
虛幻引擎3的設計目的非常明確,每一個方面都具有比較高的易用性,尤其側重於數據生成和程序編寫的方面,這樣的話,美工只需要程序員的很少量的協助,就能夠盡可能多地開發游戲的數據資源,並且這個過程是在完全的可視化環境中完成的,實際操作非常便利;
與此同時,虛幻引擎3還能夠為程序員提供一個具有先進功能的,並且具有可擴展性的應用程序框架(Framework),這個框架可以用於建立、測試和發布各種類型的游戲。
◎ 64位色高精度動態渲染管道。
Gamma校正和線性顏色空間渲染器提供了完美的顏色精度,同時支持了各種後期特效例如光暈,鏡頭光環和景深等效果。
在最新的一代顯示晶元發布的過程中,我們注意到了一個非常明顯的特點,就是新一代的顯示晶元已經不再滿足於傳統的32位色深,轉而需要更加高精度的顏色范圍,這一點在NV40和R420身上都能非常明顯的看出來。在NV40上,這種技術被稱為HPDR技術,而在R420身上,這種技術也有所體現。
◎ 支持當前所有的基於像素的光照和渲染技術,包括使用法線貼圖技術的參數化的Phong光照;虛擬位移貼圖;光線衰減函數;採用預計算的陰影遮罩技術以及使用球形harmonic貼圖的預計算的凹凸自陰影
◎ 高級的動態陰影。
虛幻引擎3提供對下列3種陰影技術的完全支持:
· 採用動態模板緩沖的陰影體積技術,能夠完整支持動態光源,這樣就能在場景中所有物體上精確地投射陰影。
· 能夠讓動態的角色在場景中投射出動態的、柔和的模糊陰影,這個過程是通過使用16X超級取樣的陰影緩沖實現的
· 採用了擁有極高質量和極高性能的預先計算出的陰影遮罩,從而可以將靜態光源的交互現象離線處理,同時保留了完整的動態高光和反射效果。
◎ 所有支持的陰影技術都是可視化的,並且可以按照美工的意願自由混合。另外,同時可以與有顏色的衰減函數結合,從而實現具有合適陰影的平行光、聚光燈效果,以及投射光效果
角色能夠在虛幻引擎3中使用陰影技術產生動態的軟陰影
◎ 強大的材質系統,使得美工可以在實時圖形化界面中建立任意復雜的實時Shader,而這個界面的友好度可與Maya的非實時Shader圖形編輯界面媲美
◎ 材質框架是模塊化的,所以程序員不僅可以加入新的Shader程序,還可以加入能夠讓美工隨意與其他組件連接的Shader組件,從而可以實現Shader代碼的動態合成。
◎ 完全支持室內和室外環境的無縫連接,在任何地方都支持的動態每象素光照和陰影。
◎ 美工可以通過一個可動態變形的基本高度圖來建立地形,並使用多層混合材質,這其中包括位移貼圖,法線貼圖和任意復雜的材質,動態的基於LOD的細分,以及植被。
另外,地形系統還支持美工控制的自然效果,如平地上的植被,陡坡上的岩石和山頂上的雪
◎ 體積環境效果,包括高度霧和物理上精確的距離霧
◎ 剛體物理系統,支持游戲者和游戲中的物體,布娃娃角色動畫以及復雜碰撞等物體交互方式。
布娃娃(Ragdoll)系統,是目前最為流行的一種非常高級的物理引擎,能夠付給物體以一定的質量,形狀等特性,從而獲得非常逼真的力學動態效果。Half Life 2、Pain Killer等著名游戲均採用了這個物理引擎。
◎ 所有可渲染的材質都含有物理特性,例如摩擦系數等參數。
在虛幻引擎3提供的編輯工具UnrealEd中,能夠對物體的屬性進行實時修改
◎ 符合物理原理的聲音效果
◎ 完全整合的基於物理原理的交通工具支持,包括游戲者控制,人工智慧和網路
◎ UnrealEd內建的可視化物理建模工具,支持對於模型和骨骼動畫網格的用於優化碰撞檢測的圖元的建立;約束編輯;在編輯器內可交互的物理模擬和調整
● 動畫系統
◎ 骨骼動畫系統;支持每頂點可達4骨骼同時影響的效果以及復雜的骨骼結構。
◎ 動畫由一棵動畫物體樹驅動,包括:
· 混合控制器,進行對嵌套的動畫物體之間的多路混合。
· 數據驅動的控制器,封裝動作捕捉或手動製作的動畫數據。
· 物理控制器,連接到剛體動態引擎,用來實現布娃娃系統的游戲者和NPC動畫和對力的物理響應。
· 過程動畫控制器,以C++或UnrealScript實現,為了實現一些如使一個NPC的頭部和眼睛跟蹤一個在關卡中行走的游戲者,或使一個角色根據健康情況和疲勞度作出不同動作等特性。
◎ 為3D Studio Max和Maya製作的導出工具,用於向引擎中導出賦予蒙皮權重的網格,骨骼和動畫序列。
● 游戲框架以及人工智慧
◎ 提供了一個支持普通游戲對象(如游戲者,NPC,物品,武器和觸發器)的面向對象的游戲框架。
◎ 豐富的多級別AI系統,支持尋路、復雜關卡游歷、單獨決策和組隊AI
· 對如觸發器,門和升降機等普通游戲對象敏感的尋路框架,允許復雜的游歷設定,使得NPC可以按下開關,打開門,並繞過障礙物。
· 游歷框架帶有短期戰術戰斗、掩護和撤退的路線網。
· 基於小隊的AI框架,適合第一人稱射擊、第三人稱射擊和戰術戰斗游戲。
◎ AI路徑在UnrealEd中可見並可由關卡編輯者編輯,允許自定義和提示
◎可見的AI腳本工具,使設計者可以創建復雜的交互性游戲設定,例如游戲者目標,通用的游戲事件觸發器和互動式過場動畫
◎ UnrealMatinee,一個基於時間線的可視化序列、動畫和曲線路徑工具。設計者可以使用此工具建立游戲中的過場動畫,可以是交互的或非交互的,通過動畫序列化、移動包括攝像機在內的對象,控制聲音和視覺特效,並觸發游戲和AI事件。
UnrealEd中的「Matinee」工具,能夠編輯基於時間軸的事件序列
◎ 支持各種平台的輸出格式,包含5.1環繞立體聲和高品質杜比數碼音效。
◎ 3維聲源位置設置,多普勒效應。
多普勒效應:是指當發聲物體在運動時,聲音的音調會隨著物體移動速度而改變其高低——聲音頻率的變化,這個原理也被運用在音效卡3D發聲原理之中。
◎ 在UnrealEd中的可視化音效工具可以為聲音設計者提供對音效的全面的控制,聲音強度,順序,循環,過濾,調制,變調和隨機化。聲音參數被從代碼中分離開,使設計者可以控制所有的與游戲、過場動畫和動畫序列相關的聲音。
◎ 支持所有平台的主要聲音格式,包括PCM,ADPCM,游戲機對應的聲音壓縮格式和Ogg Vorbis。
◎ 支持游戲機上的聲音流。
◎ Internet和區域網游戲已經成為Epic的競賽游戲如Unreal Tournament 2004的一大特徵。虛幻引擎長時間以來一直提供靈活的高級網路架構,適合於各種類型的游戲。
◎ Internet和區域網游戲在PC和所有游戲機平台上都被完全支持
Unreal Tournament 2004的游戲中帶的伺服器瀏覽器
◎ 虛幻引擎的網路游戲部分編程是高層的和數據驅動的,允許由Unreal腳本代碼指定在客戶端和伺服器之間聯系的變數和函數,來保留一個同步的對游戲狀態的近似。底層游戲網路傳輸是基於UDP的並能夠將可靠和不可靠傳輸方式結合,來對游戲感進行優化,即使在低帶寬和高延遲的環境下。
◎ 客戶端-伺服器模式下最多支持64個游戲者同時游戲。同時支持非伺服器模式(點對點模式)下的16游戲者同時游戲。
◎ 支持不同平台間的網路互連(例如PC伺服器和游戲機客戶端;Windows, MacOS和Linux客戶端共同進行游戲)。
◎ 所有游戲特性在網路游戲模式下都被支持,包括基於交通工具的多人游戲,帶有NPC和機器人的組隊競技,單人模式下的協同游戲等等。支持自動下載,包括跨平台的一致的Unreal腳本代碼。這項特性使得從用戶自己創建的地圖到獎勵包,到完整的游戲mod都可以隨意獲得。
◎ 提供了一個"主伺服器"組件來跟蹤世界范圍內的伺服器,提供給游戲者過濾的伺服器列表,等等。世界范圍內的游戲統計跟蹤系統
◎ 請注意我們不會提供一個適合大量玩家在線網路游戲的伺服器或網路框架。盡管這項工作是一個需要多人多年工作的工程,仍然有很多小隊已經使用Unreal引擎做了這件事(包括NCSoft的《天堂2》和EA的《創世紀X》),這表明了使用Unreal引擎作為MMORPG游戲客戶端和工具的可能性。
● UnrealEd內容創建工具
◎ Uneral編輯器(UnrealEd)是一個純粹的"所見即所得"的數據生成工具,用來填充3D Studio Max, Maya和可發行游戲之間的空隙。
◎ 對游戲對象如游戲者,NPC,物品,AI路點和光源的可視化放置與編輯-帶有完全的實時預覽,包括100%的動態陰影。包含一個數據驅動的編輯框架,允許關卡設計者容易地自定義任何游戲對象,以及允許程序員通過腳本向設計者能夠使用新的可自定義的屬性。
可視化的材質瀏覽器,並能提供搜索和管理的功能
◎ 美工可以通過實時地形編輯工具來提高地面,向地面繪制Alpha層來控制各層的混合並組裝各層,碰撞檢測數據和位移貼圖
◎ 可視化材質編輯器。通過可視化的連接顏色、alpha和貼圖坐標系統和程序員定義的材質組件,美工可以建立從簡單的多層混合材質到極為復雜的材質,並且這些材質可以動態地與場景中的光源交互
◎ 一個強大的瀏覽框架,可以用來尋找、預覽和組織各種類型的游戲資源
◎ 美工可以使用動畫工具來引入模型、骨骼和動畫,並將它們連接到游戲中的事件如聲音和腳本事件。
可視化的材質編輯器讓美工能夠輕易的創建能夠在Shader程序中應用的素材
◎ 在編輯器中的"Play Here"按鈕使得在編輯器中只要點擊一下滑鼠即可進行游戲。這樣,你可以在編輯器中一邊測試游戲,一邊進行編輯。
◎ 每份Unreal引擎授權都包含了重新組合分配UnrealEd的權利,使得游戲製作組可以將他們的數據創建工具與游戲一起發布給mod製作團體。Mod提供者已經成為當今很多卓越的PC游戲成功的一個重要因素,而且我們可以預見在將來,對基於PC的mod開發的支持也可能成為游戲機游戲的重要因素。
◎ 我們提供了3D Studio Max和Maya來將模型帶到虛幻引擎中,帶有網格拓撲信息,貼圖坐標,平滑組,材質名稱,骨骼結構和骨骼動畫數據。
可視化的地形編輯器能夠實時體現出地形的變化
◎ 所有您所希望從一個現代數據編輯工具中得到的東西:多層撤銷/重復功能,托拽,拷貝粘貼,自定義快捷鍵和顏色配置,視圖管理。
在虛幻引擎3中我們的大多數角色都是由兩個網格模型建立的:一個具有幾千多邊形的實時網格,和一個數百萬多邊形的細節網格。我們提供了一個分布式計算的程序,對細節網格進行光線跟蹤,並且從高多邊形幾何結構生成一張法線貼圖,在游戲中賦予實時網格。結果是在游戲中的網格帶有高多邊形網格的所有光影細節信息,但是仍然可以十分容易的實時渲染。
使用法線貼圖實現的超過1億個三角形效果,實際上只有50萬個三角形
虛幻引擎3包含了常式部分和100%的源代碼,包括引擎本身、編輯器、Max/Maya導出插件和所有該公司內部開發的游戲的游戲代碼。
◎ 可擴展的、面向對象的C++引擎,帶有用於靜態和動態載入代碼和資源的軟體架構,可移植性,易於調試。
虛幻引擎3提供的腳本編輯器
◎ Unreal腳本語言提供了對元數據的自動支持;支持十分靈活的文件格式向下兼容性;支持讓關卡編輯者使用腳本屬性;基於GUI的腳本調試器;對多種重要游戲編程概念的本地語言支持,例如動態有限狀態機和基於時間的代碼執行。
◎ 模塊化材質組件介面來擴展可視化工具,並且在可視化Shader GUI中加入新的美工可用的Shader組件。
◎ 源代碼控制友好的軟體架構,對大型工作組和多平台工程的可擴展性。
◎ Unreal引擎3被作為一個可以在PC和任何下一代家用游戲主機上編譯的統一的代碼基礎。所有游戲組件和數據文件都可以在各種平台上兼容,為了PC上代碼和資源的快速周轉,和家用機和PC上的游戲測試。
◎ 針對家用游戲機的可自由定址的DVD讀取優化過程,能夠用大於80%的DVD物理傳輸率上讀取關卡。
虛幻引擎3還可以方便的支持多種語言
◎ 虛幻引擎3數據資源和代碼是可地方化的,能夠通過一個簡單的框架來擴展游戲中全部的文字、聲音、圖像和視頻。虛幻引擎3是基於Unicode字元級的,並且完全支持16位Unicode字體和文字輸入,包括引入TrueType字體到可渲染的點陣圖字體。我們的游戲已經使用9種語言發布,包括中文、日文和韓文。
注重細節,其他特殊規格一覽
這里是一些我們在建立下一個基於虛幻引擎3游戲的指導方針。不同類型的游戲將會有十分不同的游戲者數目,場景大小和表現。所以這些規范只能作為對一個項目而不是對所有項目的指導。
● 角色
對於每個主要角色和靜態網格資源,我們建立兩個版本的網格模型:一個可選然的帶有唯一UV坐標的網格模型,和一個只帶有幾何信息的細節網格模型我們通過虛幻引擎3來處理這兩個模型,基於細節模型的所有幾何信息來為可渲染模型生成一個高解析度的法線貼圖。
可渲染模型:我們在建立可渲染模型時使用3000到12000個三角形,在場景中同時可見的角色有5到20個左右。
◎ 細節網格:我們使用一百萬到八百萬三角形來為標準的角色建立細節網格模型。這對於為每個角色建立一到兩個2048乘2048大小的法線貼圖已經足夠了。
◎ 骨骼:我們的每個標准角色都有100到200塊骨頭,包括了有關節的臉部、手部和手指。
● 法線貼圖和材質貼圖
我們在建立大部分角色和場景的普通貼圖和法線貼圖時都使用2048乘2048解析度的貼圖。我們感覺這是一個對於2006年左右的運行於中檔PC上的游戲來說的一個十分合理的目標。下一代的游戲主機可能需要將貼圖大小減少2倍,而低端PC則需要減少4倍,取決於貼圖數量和場景復雜度。
● 環境
典型的場景環境包括1000到5000可渲染的對象,包括靜態網格和具有骨骼的網格。對於當前3D加速卡的合理性能,我們打算將在任何場景中出現的可視物體數量保持在300到1000左右。我們的典型的更大的場景中最多有20萬到120萬的可見三角形。
● 光照
沒有對光源數量的硬編碼限制,但是為了性能考慮,我們試圖將大范圍的光源數量限制到2到5個,因為每個光源/物體的交互都是基於引擎中比較耗時的高精度每象素光照和陰影渲染管道。用於高光和細節光照的小范圍的光源明顯的要比影響整個場景的大范圍光省時。
游戲這類非常特殊的軟體在人們的實際工作中並不能夠創造任何實際的價值,但是卻能夠讓人們在使用電腦的過程中得到放鬆。一個游戲能否給消費者帶來盡可能完美的感官上的享受就成為了一個游戲能否獲得成功的最基本的因素。
而對於游戲中最為流行的3D游戲來講,開發的難度隨著游戲容量不斷攀升,如何能夠迅速的開發出一個個高質量的游戲就成了關鍵,採用游戲引擎和游戲內容分離的方式自然是目前最好的一種解決方案。
於是作為游戲中的靈魂,游戲引擎的成功與否將決定一系列游戲的最終效果。今天我們介紹了目前最為先進的游戲引擎之一虛幻引擎的最新版本,讓大家對游戲引擎有了一定的概念上的理解,也知道了在一個游戲幕後的一些事情。
總的來說,虛幻引擎3的確是一個非常先進的引擎,它提供的功能非常先進,幾乎融合了目前頂級顯卡中提供的所有功能,在這樣的技術背景下,這款引擎帶來了非常絢麗的效果,其演示的畫面已經足以震憾每一位觀眾了。
㈡ 3D建模軟體有推薦的嗎
1、3DS Max
3D Studio Max,簡稱3DS MAX,是當今世界上銷售量最大的三維建模、動畫及渲染軟體。可以說3DSMAX是最容易上手的3D軟體,其最早應用於計算機游戲中的動畫製作,後開始參與影視片的特效製作,例如《X戰警》、《最後的武士》等。
2、Maya
Maya是世界頂級的三維動畫軟體,應用對象是專業的影視廣告,角色動畫,電影特技等。Maya功能完善,工作靈活,易學易用,製作效率極高,渲染真實感極強,是電影級別的高端製作軟體。
Maya售價高昂,聲名顯赫,是製作者夢寐以求的製作工具,掌握了Maya,會極大的提高製作效率和品質,調節出模擬的角色動畫,渲染出電影一般的真實效果,向世界頂級動畫師邁進。
3、Rhino
Rhinocero,簡稱Rhino,又叫犀牛,是一款三維建模工具。不過不要小瞧它,它的基本操作和AutoCAD有相似之處,擁有AutoCAD基礎的初學者更易於掌握犀牛。目前廣泛應用於工業設計、建築、傢具、鞋模設計,擅長產品外觀造型建模。
4、Zbrush
ZBrush是一個數字雕刻和繪畫軟體,它以強大的功能和直觀的工作流程著稱。它界面簡潔,操作流暢,以實用的思路開發出的功能組合,激發了藝術家的創作力,讓藝術家無約束地自由創作。它的出現完全顛覆了過去傳統三維設計工具的工作模式,解放了藝術家們的雙手和思維,告別過去那種依靠滑鼠和參數來笨拙創作的模式,完全尊重設計師的創作靈感和傳統工作習慣。
5、Google Sketchup
Sketchup是一套直接面向設計方案創作過程的設計工具,其創作過程不僅能夠充分表達設計師的思想而且完全滿足與客戶即時交流的需要,它使得設計師可以直接在電腦上進行十分直觀的構思,是三維建築設計方案創作的優秀工具。
SketchUp是一個極受歡迎並且易於使用的3D設計軟體,官方網站將它比喻作電子設計中的「鉛筆」。它的主要賣點就是使用簡便,人人都可以快速上手。並且用戶可以將使用SketchUp創建的3D模型直接輸出至GoogleEarth里,非常的酷!
6、Poser
Poser是Metacreations公司推出的一款三維動物、人體造型和三維人體動畫製作的極品軟體。Poser更能為你的三維人體造型增添發型、衣服、飾品等裝飾,讓人們的設計與創意輕松展現。
7、Blender
Blender是一款開源的跨平台全能三維動畫製作軟體,提供從建模、動畫、材質、渲染、到音頻處理、視頻剪輯等一系列動畫短片製作解決方案。Blender為全世界的媒體工作者和藝術家而設計,可以被用來進行3D 可視化,同時也可以創作廣播和電影級品質的視頻,另外內置的實時3D 游戲引擎,讓製作獨立回放的3D 互動內容成為可能。
有了Blender,喜歡3D繪圖的玩家們不用花大錢,也可以製作出自己喜愛的3D模型了。它不僅支持各種多邊形建模,也能做出動畫!
8、FormZ
FormZ是一個備受贊賞、具有很多廣泛而獨特的2D/3D形狀處理和凋塑功能的多用途實體和平面建模軟體。
對於需要經常處理有關3D空間和形狀的專業人士(例如建築師、景觀建築師、城市規劃師、工程師、動畫和插畫師、工業和室內設計師)來說是一個有效率的設計工具。
9、LightWave 3D
美國NewTek公司開發的LightWave3D是一款高性價比的三維動畫製作軟體,它的功能非常強大,是業界為數不多的幾款重量級三維動畫軟體之一。被廣泛應用在電影、電視、游戲、網頁、廣告、印刷、動畫等各領域。它的操作簡便,易學易用,在生物建模和角色動畫方面功能異常強大;基於光線跟蹤、光能傳遞等技術的渲染模塊,令它的渲染品質幾盡完美。
10、C4D
C4D全名CINEMA 4D,德國MAXON出的3D動畫軟體。Cinema4D是一個老牌的三維軟體。能夠進行頂級的建模、動畫和渲染的3D工具包。
C4D是一款容易學習、容易使用、非常高效,並且享有電影級視覺表達能力的3D製作軟體,C4D由於其出色的視覺表達能力已成為視覺設計師首選的三維軟體。這個始於德國1989年的軟體,至今已歷時30年,現在功能越來越強大完善。
C4D是集萬千寵愛於一身的設計界網紅,C4D技術現在流行於電商設計,在平面設計、UI設計、工業設計、影視製作方面也是廣泛運用,很多電影大片的人物建模也都是用C4D來完成。
二、行業性的3D設計軟體
1、AutoCAD
AutoCAD是Autodesk公司的主導產品,用於二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計,現已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面,通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設計環境,讓非計算機專業人員也能很快地學會使用。
2、CATIA
CATIA屬於法國達索(DassaultSystemesS.A)公司,是高端的CAD/CAE/CAM一體化軟體。在20世紀70年代,CATIA第一個用戶就是世界著名的航空航天企業DassaultAviation。目前,CATIA其強大的功能已得到各行業的認可,其用戶包括波音、寶馬、賓士等知名企業。
3、UG
UG(UnigraphicsNX)是Siemens公司出品的一款高端軟體,它為用戶的產品設計及加工過程提供了數字化造型和驗證手段。UG最早應用於美國麥道飛機公司,目前已經成為模具行業三維設計的主流應用之一。
4、Solidworks
Solidworks屬於法國達索(DassaultSystemesS.A)公司,專門負責研發與銷售機械設計軟體的視窗產品。Solidworks幫助設計師減少設計時間,增加精確性,提高設計的創新性,並將產品更快推向市場。Solidwords是世界上第一個基於Windows開發的三維CAD系統。該軟體功能強大,組件繁多,使得Solidworks成為領先的、主流的三維CAD解決方案。
5、Pro/E
Pro/Engineer(簡稱Pro/E)是美國PTC公司研製的一套由設計至生產的機械自動化軟體,廣泛應用於汽車、航空航天、消費電子、模具、玩具、工業設計和機械製造等行業。
6、Cimatron
Cimatron是以色列Cimatron公司(現已被美國3DSystems收購)開發的軟體。該系統提供了靈活的用戶界面,主要用於模具設計、模型加工,在國際上模具製造業備受歡迎。
Cimatron公司團隊基於Cimatron軟體開發了金屬3D列印軟3DXpert。這是全球第一款覆蓋了整個設計流程的金屬3D列印軟體,從設計直到最終列印成型,甚至是在後處理的CNC處理階段,3DXpert軟體也能夠發揮它的作用。
三、3D雕刻建模軟體:筆刷式高精度建模軟體
1、ZBrush
美國Pixologic公司開發的ZBrush軟體是世界上第一個讓藝術家感到無約束自由創作的 3D設計工具。 ZBrush 能夠雕刻高達 10 億多邊形的模型,所以說限制只取決於的藝術家自 身的想像力。
2、 MudBox
MudBox是Autodesk公司的3D雕刻建模軟體,它和ZBrush相比各有千秋。在某些人看 來,MudBox的功能甚至超過了ZBrush,可謂ZBrush的超級殺手。
3、MeshMixer
Autodesk公司又開發出一款筆刷式3D建模工具MeshMixer,它能讓用戶通過筆刷 式的交互來融合現有的模型來創建3D模型(似乎是類似與Poisson融合或Laplacian融合的技 術),比如類似「牛頭馬面」的混合3D模型。值得注意的是,最新版本的MeshMixer還添加3D列印支撐優化新演算法。
4、3DCoat
3d-coat 這是由烏克蘭開發的數字雕塑軟體,我們可以先看看官方的介紹:3D -Coat是專為游戲美工設計的軟體,它專注於游戲模型的細節設計,集三維模型實時紋理繪制和細節雕刻功能為一身,可以加速細節設計流程,在更短的時間內創造出更多的內容。只需導入一個低精度模型,3D-Coat便可為其自動創建UV,一次性繪製法線貼圖、置換貼圖、顏色貼圖、透明貼圖、高光貼圖。
5、Sculptris
Sculptris是一款虛擬建模軟體,其核心重點在於建模粘土的概念,如果用戶像創建小雕像,那麼這款軟體十分適合使用。
6、Modo
modo是一款高級多邊形細分曲面,建模、雕刻、3D繪畫、動畫與渲染的綜合性3D軟體。由Luxology, LLC設計並維護。該軟體具備許多高級技術,諸如N-gons(允許存在邊數為4以上的多邊形),多層次的3D繪畫與邊權重工具,可以運行在蘋果的Mac OS X與微軟的Microsoft Windows操作平台。
四、基於照片的3D建模軟體
1、Autodesk 123D
Autodesk 123D Catch是建模軟體的重點,用戶使用相機或手機來從不同角度拍攝物體、人物或場景,然後上傳到雲,然後該軟體利用雲計算的強大計算能力,可將 數碼照片中幾分鍾的時間內轉換為3D模型,而且還自動帶上紋理信息。我們試用 過幾次,感覺它的使用還是很方便的。但是其生成的3D幾何的細節不多,主要是 通過紋理信息來表現真實感的。有時軟體也會失敗,生成的幾何是不正確的。
2、3DSOM Pro
3DSOM Pro是一款從高質量的照片來生成3D建模的軟體,它可以通過一個真實物體的 照片來進行3D建模,並且製作的模型可以在網路上以交互的方式呈現。
3、PhotoSynth
微軟開發了一款產品PhotoSynth,可將大量的照片做3D處理,但是它不是真正創建3D 模型,而是根據照片之間的相機參數及空間對應關系,建構一個虛擬的3D場景,使得用戶 能夠在從不同角度和位置來查看該場景,而顯示的場景圖像是由給定的照片所合成的。
五、基於掃描(逆向設計)的3D建模軟體
1、Geomagic
Geomagic (俗稱「傑魔」) 包括系列軟體Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。其中Geomagic Studio是被廣泛使用的逆向工程軟體,具有下述所有特點:確保完美 無缺的多邊形和 NURBS 模型處理復雜形狀或自由曲面形狀時,生產效率比傳統 CAD軟體提高數倍;可與主要的三維掃描設備和CAD/CAM軟體進行集成;能夠作為一個獨立的應 用程序運用於快速製造,或者作為對CAD軟體的補充。是我們學生科研的必備軟體之一。
2、ImageWare
Imageware 由美國 EDS 公司出品,後被德國Siemens PLM Software所收購,現在並入旗下的NX產品線,是最著名的逆向工程軟體,Imageware因其強大的點雲處理能力、曲面編輯能力和A級曲面的構建能力而被廣泛應用於汽車、航空、航天、消費家電、模具、計算機零部件等設計與製造領域。
3、RapidForm
RapidForm是韓國INUS公司出品的逆向工程軟體,提供了新一代運算模式,可實時將點 雲數據運算出無接縫的多邊形曲面,使它成為 3D掃描數據的最佳化的介面,是很多3D掃 描儀的OEM軟體。我們購買的Konica Minolta 的激光掃描儀Range 7就是用RapidForm來進 行逆向設計。
4、ReconstructMe
ProFactor公司開發的ReconstructMe是一個功能強大且易於使用的三維重建軟體,能夠 使用微軟的Kinect或華碩的Xtion進行實時3D場景掃描(核心演算法是Kinect Fusion),幾分 鍾就可以完成一張全彩3D場景。我們嘗試過,效果還可以。ReconstructMeQt提供了一個實 時三維重建利用ReconstructMe SDK(開源)的圖形用戶界面。
註:法國ManCTL公司開發的Skanect為Mac平台的第一款3D 掃描軟體,也支持者華碩的 Xtion或者微軟的Kinect進行實時3D 掃描
5、Artec Studio
Artec公司出品的Artec Eva, Artec Spider等手持式的結構光3D掃描儀,重量輕且易於使 用,成為許多3D體驗館掃描物體的首選產品。我試用過Artec Eva後感覺還是需要較多的技 巧才能掃描好物體,而且後期需要用軟體進行較多的處理,比如數據的去噪、修復、光 滑、補洞等。同時,Artec公司還開發了一款軟體Artec Studio,可以和微軟的Kinect或華碩的 Xtion以 及其他廠商的體感周邊外設配合使用,使其成為三維掃描儀。Kinect通過Artec Studio可以 完成模型掃描,然後進行後期處理,填補漏洞、清理數據、進行測量、導出數據等。不確 定它是否也使用了Kinect Fusion演算法。
6、PolyWorks
PolyWorks是加拿大InnovMetric公司開發的點雲處理軟體,提供工程和製造業3D測量解 決方案,包含點雲掃描、尺寸分析與比較、CAD和逆向工程等功能。
7、CopyCAD
CopyCAD 是由英國 DELCAM 公司出品的功能強大的逆向工程系統軟體,它能允許從已存在的零件或實體模型中產生三維CAD模型。該軟體為來自數字化數據的 CAD 曲面的產生提供了復雜的工具。CopyCAD 能夠接受來自坐標測量機床的數據,同時跟蹤機床和激光掃描器。
六、基於草圖的3D建模軟體
1、SketchUp
SketchUp是一套面向普通用戶的易於使用的3D建模軟體。使用SketchUp,創建3D模型就像我們使用鉛筆在圖紙上作圖一般,軟體能 自動識別你畫的這些線條,加以自動捕捉。它的建模流程簡單明了,就是畫線成面,而後 拉伸成體,這也是建築或室內場景建模最常用的方法。
2、Teddy
Teddy是一款基於草圖的3D建模軟體,可以通過繪制自由形狀筆畫來製作有趣的3D模型。Teddy需要在您的機器上安裝Java,主要是為Windows設計的。
3、EasyToy
EasyToy是一款3D建模軟體。它使用基於草圖的建模方法和3D繪畫方法。用戶界面非常友好,操作非常簡單。通過組合幾個簡單的操作,可以快速創建復雜的3D模型。與現有的3D系統相比,EasyToy易於學習且易於使用。EasyToy具有廣泛的應用,包括玩具設計,圖形,動畫和教育。
4、Magic Canvas
Magic Canvas一款可以從手繪草圖中交互設計三維場景原型的軟體,它將場景中模型的簡單2D草圖作為3D場景構造的輸入。然後,系統自動識別資料庫中的相應模型與用戶輸入的草圖相匹配。
5、FiberMesh
FiberMesh是一款專門的網格生成工具。它可以動態創建真實幾何體,也可以作為新的SubTool添加到現有模型中。在FiberMesh子調色板中的設置,可以為纖維,頭發,毛發甚至植被生成完全不同的形狀。
七、其他3D建模軟體
1、人體建模軟體
關於構建人體模型及動畫,首推Metacreations公司的Poser軟體(俗稱「人物造型大 師」)和開源的MakeHuman軟體。這兩款軟體都是基於大量人類學形態特徵數據,可以快速形成不同年齡段的男女臉部及肢體模型,並對局部體形進行調整。可以輕鬆快捷地設計 人體造型、動作和動畫。我讀博期間用過Poser構建人體模型來做morphing,還是蠻方便的。
2、城市建模軟體
加拿大Esri公司的CityEngine是三維城市建模的首選軟體,可以利用二維數據快速創建三維場景,並能高效的進行規劃設計。應用於數字城市、城市規劃、軌道交通、管線、建 築、游戲開發和電影製作等領域。另外,CityEngine對ArcGIS的完美支持,使很多已有的 基礎GIS數據不需轉換即可迅速實現三維建模,縮短了三維GIS系統的建設周期。該軟體早期是 ETH Zurich大學的Pascal Mueller研究小組創辦的Proceral公司開發的,後被Esri公司收購。
3、網頁3D (Web3D)建模工具
一些基於網頁(web)開發的3D模型設計軟體,即基於WebGL,可以在瀏覽 器中完成3D建模的工具。比如3DTin,TinkerCAD(被Autodesk收購)等,它們的界面 簡單直觀,有Chrome等瀏覽器插件插件,可以在線生成3D模型,直接存在雲端,並在社區分享模型。
4、其他小巧的3D建模軟體
這些軟體大部分都非常小巧,而且是開源且完全免費的。有很多媒體工作者和藝術家用這些小軟體來製作3D作品,其中Blender, K-3D, Art of Illusion, Seamless3d, Wings3D等軟體的使用面稍微廣泛些。
Blender
K-3D
Art of Illusion
SOFTIMAGE|XSI Mod Tool
Zmodeler
TopMod3d
Google SketchUp 6
AutoQ3D Community - 3D Editor
Anim8or
Seamless3d
BRL-CAD
3DPlus
3D Canvas
eDrawings
link 3D
Minos
freeCAD
Bishop3D
K3DSurf
DesignWorkshop Lite
GDesign 2.0
Sweet Home 3D
trueSpace
Alibre Design Xpress
3DVia Shape
八、虛擬現實軟體和平台
虛擬現實軟體本質上不是用於3D建模的,而是用來對生成好的3D模型和場景提供關於 視覺、聽覺、觸覺等虛擬的模擬,讓用戶如同身歷其境一般。相關軟體也有很多,只大致提及幾個比較常見的。
1、 VirTools和Quest3D
法國VirTools公司的VirTools和美國Act-3D公司的Quest3D都是元老級的虛擬現實製作軟 件,簡單來說,就是工業或游戲用的實時圖形渲染引擎,是3D虛擬和互動技術的集成工 具。可以讓沒有程序基礎的美術人員利用內置的行為模塊快速製作出許多不同用途的3D產 品,如網際網路、計算機游戲、多媒體、建築設計、互動式電視、教育訓練、模擬與產品 展示等 。網上的學習資料比較多。
2、Unity3D (U3D)
Unity Technologies開發的Unity3D (U3D)是最近幾年冒出來的新秀,是一個全面整合的 專業虛擬3D和游戲引擎。它在製作虛擬現實及3D游戲方面上手非常容易,操作簡單,互 動性好,有強大的地形渲染器。我們的學生使用U3D可以很快地製作一個3D游戲,因此也 強烈推薦大家學習使用。
3、Vega
Vega是MultiGen-Paradigm公司開發的用於實時視覺模擬和虛擬現實應用的開發引擎, 提供很多的C/C++語言的應用程序介面API,結合其應用程序的圖形用戶GUI界面軟體LynX,可以迅速創建各種實時交互的3D環境。對於開發3D游戲和3D場景漫遊的項目非常 方便。
4、OSG (Open Scene Graph)
OSG (Open Scene Graph)是一套開源的基於C++平台的應用程序介面API,能夠讓開發者 快速、便捷地創建高性能、跨平台的互動式圖形程序。它將3D場景定義為空間中一系列連 續的對象,能夠對3D場景進行有效的管理。由於OSG是開源和完全免費的,很多3D應用 的軟體都選用OSG作為基礎架構。幾年前,我們與一個公司合作開發的義齒軟體就選用 OSG作為管理3D數據的框架,使得開發非常方便。
對於沒有設計基礎的朋友來說相當不容易。下面介紹幾款面向學校教育以及個人愛好者的簡單三維軟體。
1、Tinkercad
Tinkercad是一款基於網頁的3D建模工具,設計界面色彩鮮艷可愛,如搭積木般簡單易用,適合青少年兒童使用並進行建模。
國外一名叫Emily的3D列印愛好者使用Tinkercad建模然後列印出釀酒屋。從圖中可以看到,利用Tinkercad同樣可以完成漂亮的細節和優質的外觀表現。
2、123D Design
123D Design通過簡單圖形的堆砌和編輯生成復雜形狀。這種「傻瓜式」的建模方式,即使你不是一個CAD建模工程師,也能隨心所欲地在123D Design里建模。
3、123D Sculpt
123D Sculpt是一款運行在ipad上的應用程序,它可以讓每一個喜歡創作的人輕松創作出屬於自己的雕塑模型。
4、123D Creature
123D Creature可根據用戶的想像來創造各種生物模型。無論是現實生活中存在的,還是只存在於想像中的,都可以創造出來。
5、123D Make
123D Make將三維模型,轉換為二維圖案利用硬紙板、木料再現模型。它可創作美術、傢具、雕塑或其他簡單的物體。
6、123D Catch
利用雲計算的強大能力,可將數碼照片迅速轉換為逼真的三維模型。只要使用傻瓜相機、手機或高級數碼單反相機抓拍物體、人物或場景,人人都能利用123D Catch將照片轉換成生動鮮活的三維模型。除PC外,現已推出手機APP,手機也能當三維掃描儀。