Karl Gorman
14
Dezember
2021
3D-Modellierung und -Design

Was ist 3D-Modellierung und -Design? Eine 3D komplette Anleitung

 

Die 3D-Modellierung verbindet erfolgreich die Realität und die künstliche Welt. Sie hat nahtlos in die Bereiche wie Unterhaltung, Gaming, Gesundheit, Mode und andere eingegliedert. Die beeindruckende Leistung dieser Technik macht sie zu einer der bemerkenswerten Technologien der Welt. 3D-Design ist keine einfache Aufgabe, aber das Ergebnis lohnt die Mühe. Die Schaffung lebendiger Farben binnen wundervoller Welten, wer freut sich nicht darauf?

Von den beliebten Animationsfilmen wie Toy Story, Shrek, Cars und andere bis hin zu Videospielen, ist bei allen 3D-Modellierung und -Design eingesetzt. Nun fragt man sich, was wissen wir wirklich über diese phänomenale Technologie? Was bedeutet 3D-Modellierung?

3D-Modellierung auf einen Blick

Man kann 3D Modellierung als Mittel zum Erstellen einer dreidimensionalen Darstellung eines Objekts anhand spezieller Designsoftware definieren, die bei der Entwicklung dieses Objektes hilft. 3D modellierte Objekte vermitteln Größe, Form und Textur mit x-, y- und z-Koordinaten im Gegensatz zu 2D, wo nur zwei Koordinaten verwendet werden und weniger realistisch aussehen. Diese 3D Objekte basieren auf realen Objekten, die in der Realität vorhanden sind, oder das sind die Entwürfe, die in der Realität fehlen. Designs werden in einem virtuellen Raum mithilfe drei Dimensionen – Höhe, Breite und Tiefe erstellt.

Lernen Sie die Bestandteile der 3D-Modellierung und des Designs

Einige wichtige Begriffe zu kennen, bevor Sie sich entscheiden, sich in diesen Bereichen aktiv zu beteiligen, sind:

  • Vertex – das ist der kleinste Bestandteil eines Modells, ein Punkt alleine oder im Schnittpunkt von zwei oder mehr Kanten.
  • Kanten – diese geraden Linien geben dem Design die richtige Form und verbinden zwei Vertices miteinander.
  • Face – das ist ein Raum zwischen 2 oder mehr Kanten in einem Modellpolygon, der eine Fläche bildet.
  • Polygone – das sind die Formen mit 3 oder mehr Seiten, die durch Verbinden von Vertices (3D-Punkte) mit Kanten (gerade Linien) entstehen. So ein Polygon wird als „Face“ bezeichnet.

Das sind komplexe Formen, die aus Rechtecken, Dreiecken, Kreisen und anderen Formen bestehen, die bei komplexen Designs verwendet werden. Diese Formen werden aus der Verbindung von Kanten, Scheitelpunkten und Flächen hergestellt, die die verschiedenen Arten von Polygonen bilden.

  • Mesh- das sind die Objekte, die aus mehreren Polygonen bestehen, die durch das Verbinden von Vertices, Kanten und Faces gebildet werden. Es hilft, einem Objekt eine Form zu geben. Die Komplexität eines Meshes hängt von der Anzahl der Polygone ab. Viele Polygone führen zu einem besser definierten Mesh, insbesondere beim Sculpting.

Nachdem wir nun die Grundlagen der 3D-Modellierung und der 3D-Designtechnologie durchlaufen sind, betrachten wir die verschiedenen Design-Arten und sehen wir uns detaillierter an, wie jede einzelne Art funktioniert.

Funktionsweise verschiedener Modellierungen

Weiter finden wir heraus, wie man 3D-Design anhand verschiedener Modellierungstechniken erstellt.

1. Körpermodellierung

Wie der Name bereits verrät, entscheidet sich diese Art von Design für Grundkörper. Mit dieser Modellierungstechnik kann man die richtige Geometrie für jedes Objekt erreichen und sowohl das Innere als auch das Äußere des zu modellierenden Objekts zu simulieren. Deshalb wird diese Technik der 3D-Modellierung im Vergleich zu anderen Arten als komplex angesehen.

Körpermodellierung ermöglicht die Darstellung von Objekten im Ausschnitt, wie zum Beispiel das Teil eines Modellmotors oder eines Wagens. So kann man sich die Details eines Modells einfacher und klarer anschauen.

Die Körpermodellierung hat viel mit der Mathe zu tun, da die Geometrie der Formen, die bei der Erstellung, Hinzufügen oder Subtraktion eines Modells eingesetzt werden, besonders präzis und genau sein sollte.

Diese Modellierungstechnik basiert auf Daten wie Gewicht, Größe, richtige Verbindung zwischen den Kanten, Vertices und Faces. Da das Design mit genauen Dimensionen erstellt wird, ist das Ergebnis auch eindeutig. Da sowohl die inneren als auch die äußeren Merkmale eines Objektes berücksichtigt worden sind, ist das Modell äußerst genau zusammengestellt.

2. Oberflächenmodellierung & Sculpting

Diese Technik ist einfacher als die Körpermodellierung, da nur der äußere Teil eines Modells dabei beteiligt ist. Die Oberflächenmodellierung ist eine Methode, die dreidimensionale Objekte anzeigt, wodurch die Oberfläche aus jedem Winkel sichtbar wird.

Da die Oberflächenmodellierung deutlich einfacher ist als die Körpermodellierung, wird es vorwiegend dank seiner Manövrierfähigkeit bei der Oberflächenkonturierung gewählt, denn die Dimensionen wie Masse und Dicke müssen nicht genau sein, was das Entwerfen und Modifizieren des Objekts vereinfacht. Dies bedeutet jedoch auch, dass Modelle nicht im Ausschnitt gezeigt werden können, da das Objekt drinnen nicht entworfen wurde.

Das Objekt im Kopf kann gleich wie in der Realität gestaltet werden, denn anhand Software man kann die Blöcke oder Polygone von Grund auf erstellen oder mit einer breiten Grundstruktur mit den Pinseln und Hilfsmitteln formen.

3. Wireframe Modellierung

Die Wireframe Modellierung ist vielleicht die einfachste aller Arten dreidimensionaler Modellierungstechnologien, die existieren. Dabei werden die Vertices und Kanten verwendet, also mehrheitlich Linien (daher der Begriff Wireframe, wie Biegedrähte) und Punkte im Objektdesign. Diese Technik stellt die inneren Merkmale des Objekts dar, die nicht verdeckt sind, was sich vom Körpermodellierung unterscheidet.

Ein Wireframe Modell ist kein Körpermodell weil, viele Flächen nicht ausgeblendet sind. Seine Kanten und Vertices machen den größten Teil des Designs in Form von nicht bedeckten Dreiecken aus. Eine große Anzahl von Dreiecken weist auf eine realistische Modellierung des Objekts hin.

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Grundlagen

Jede Branche hat ihre eigenen Grundlagen und Prinzipien. Hier sind einige der wichtigsten Grundsätzen, die Sie beim Erstellen von Modellen beachten sollten:

  1. Es ist sehr wahrscheinlich dass bei der Konstruktion des Objekts viele Hindernisse auftreten. Man kann es aber korrigieren und daher lassen Sie sich nicht entmutigen.Stattdessen setzen Sie fort mit dem Entwerfen bis das richtige Design erstellt ist, während Sie das ursprüngliche Design modifiziert beibehalten.
  2. Manipulation ist die Kunst, und setzen Sie sie bei Bedarf ein, da sie ermöglicht, bereits vorhandene Modelle nach eigenen Vorstellungen umzuformen.
  3. Die polygonale Modellierungsmethode verwendet man, um ein neues Mesh zu erstellen oder mehrere Meshes miteinander zu kombinieren.
  4. Die Abmessungen sind ein wesentlicher Baustein der Modellierung; richtige Abmessungen helfen, ein Objekt genau zu entwerfen.
  5. Jeder der Dateitypen, die bei 3D-Modellierung verwendet werden, hat seine Relevanz und seine Eigenschaften. Außerdem enthalten die Dateierweiterungen auch alle Informationen zu dem bestimmten Modell. Zu den verschiedenen Dateitypen gehören STL, FBX, 3DS, OBJ und STEP, die dazu dienen, Dateien einfacher zu übertragen. Sie gewährleisten auch die darstellungsbezogene Dateiunterstützung, die Informationsspeicherung, Drucken und Beschreibung von Produktdaten.

Nachdem wir verschiedene Arten der Modellierung, ihre Bestandteile und Funktionen betrachtet haben, werfen wir einen Blick darauf, wie man die 3D-Modellierungstechnik in der realen Welt einsetzt!

Praktischer Einsatz der Anwendungen

  • 3D-Druck:

3D-Druck ist einer der am häufigsten verwendeten Bereiche, in denen Modellierung in der Realität tatsächlich verwendet wird. 3D-Druck wird mit leistungsstarker CAD-Software (Computer-Aided Design) wie OnShape, OpenSCAD, Solid Edge usw. erstellt. Die Grundprinzipien der 3D-Modellierung bleiben mehr oder weniger gleich, aber der Prozess variiert je nach Drucktechnologie und Stoff. 3D-Druck wird im Gesundheitswesen verwendet für die Herstellung von Geräten, bei der Herstellung von Prototypen, in der Ausbildung für das Erlernen von Modellen und vielen anderen Bereichen.

  • Unterhaltung

3D-Modellierung wird heutzutage sehr häufig im Unterhaltungsbereich verwendet, von Animationsfilmen und Serien bis hin zu CGI-Effekten für nicht animierte Filme. Die Zeiten der 2D-Animationen sind längstens vorbei, Heute werden sogar die alten Klassiker modernisiert und umgestaltet, beispielsweise, Bob der Baumeister oder Tom und Jerry!

Die Drachen von Game of Thrones sind vielleicht die wundervollsten CGI-Effekte, die jemals durch 3D Modellierung erstellt wurden. Generell verwendet man Software wie SelfCAD oder Sculptris für diese Zwecke.

  • Gaming

Die modernen Videospiele sind größtenteils aus dem Entwerfen oder Modellieren durch Oberflächenmodellierung oder Formung zusammengestellt. Zusammen mit Animationen verleiht das den Spielen ein realistisches Gefühl und reißt die Spieler weiter hin.

  • Die Architektur

Im Architekturbereich werden die Gebäude und die Pläne vor ihrem Bau visualisiert. Der Einsatz von 3D-Technologien auf diesem Gebiet hilft dabei, die Kosten zu senken und Sicherheit der Konstruktion zu gewährleisten. AutoCAD und ArchiCAD sind einige der populärsten Software für Design in der Architektur.

  • Medizin

Prothesen sind dank der 3D-Modellierung viel besser gestaltet. Sie sind realistischer und stromlinienförmiger gebaut. Bildhauerei ist die bestpassende Technik in diesem Bereich.

  • Mode

Modellieren wird oft im Modedesign verwendet, um den Stil und das Aussehen eines bestimmten Kleidungsstückdesigns besser zu entwerfen, bevor es genäht wird. Dies dient dazu, Materialkosten zu sparen. Dabei werden hauptsächlich Bildhauerei und Oberflächenmodellierung verwendet.

Mögliche Schwierigkeiten

3D-Modellierung und -Design ist ein Bereich, wo viele Fehler auftreten können und einiges zu verbessern gibt. Das heißt, der Benutzer sollte bereit sein zu lernen, sich anzupassen und die Fehler zu korrigieren, um die perfekte Erfahrung zu kriegen. Wir listen nun einige der häufigsten Fehler, Lösungen und Tipps auf:

  • Vorbereitung für selbstverständlich halten

Anfängerglück sollte man hier lieber vergesse. Nehmen Sie sich also Zeit, um sich für ein richtiges Design zu entscheiden, planen Sie es voraus und klären Sie die Anforderungen des Projekts gründlich auf.

  • Unterteilungen in frühen Stadien vornehmen

Es ist einfacher die Arbeit zu verwalten indem man ein Modell für Schritt erstellt statt alles auf einmal. Eine frühzeitige Unterteilung der Designs kann dennoch zu Problemen im Design führen, wie Verformung des Designs. Das kann man durch Perfektionierung der Formen und mit dem Auflösungstool korrigieren.

  • Gleich mit komplexen Projekten beginnen

Es ist empfehlenswert, mit einfachen Projekten zu beginnen und dann allmählich komplexere Projekte zu übernehmen. Referenzbilder tragen auch viel dazu bei, als Anfänger das Endziel zu erkennen und zu erreichen.

  • Keine Recherche machen

Es gibt viele Modellierungstechnologien und jeder Designer hat sein Geschmack. Es ist jedoch wichtig, die richtige Software auszuwählen, vorzugsweise eine, die für Anfänger geeignet ist, und dem Tutorial zu folgen. Das gründliche Erlernen der Grundlagen hilft Ihnen, eine solide Basis zu schaffen und in der Zukunft mehr Erfolg zu erreichen.

Hinweis: Geduld ist tatsächlich sehr wichtig! Übung und Geduld machen den Meister, heißt es. Um Talent und Fähigkeiten im Modellieren aufzubauen, sollte man beides haben. Seien Sie geduldig mit dem Fortschritt, und üben Sie lange genug, bis Sie Exzellenz erreicht haben!

3D-Modellierung vs. 3D-Design

Der Designprozess besteht aus dem Entwerfen von Projekten basierend auf Plänen, Ideen, Dokumentationen, Skizzen und Zeichnungen. Dabei geht es um die Visualisierung eines Modells und die Umsetzung von Ideen in dreidimensionale Strukturen. Designer sollen volumen-räumliche Denkweise haben, mit den neuesten Designtrends vertraut sein und dem Modell Stilbewusstsein verleihen.

Die Modellierung unterscheidet sich vom Design und ist eher auf die Erstellung visueller Modelle fokussiert. Beispielsweise kann ein Designer einem Modellierer mit einem Framework und kreativen Gestaltungsideen helfen. Dann geht ein Modellierer voran mit den feinen Details wie Abmessungen, Rauheit usw., um die Skizzen in tatsächliche Modelle zu verwandeln.

Häufig gestellte Fragen

  • Was ist 3D-Modellierung?

3D-Modellierung steht für eine Technik, die drei Dimensionen, – Höhe, Breite und Tiefe – nutzt, um Objekte anhand spezieller Software zu erstellen oder zu entwerfen. Diese Technologie ermöglicht, die Eigenschaften von Objekten wie Größe, Form und Textur zu vermitteln.

  • Wozu dient 3D-Design?

3D-Design ist dazu da, um lebensechte Modelle von Objekten wie Motoren und andere zu erstellen, um ihre Eigenschaften günstig zu erlernen. Es spielt auch in der Unterhaltungs-, Gaming- und Gesundheitsbranche eine große Rolle, da es die Umsetzung von Produktionen oder künstlerischen Effekten erleichtert.

  • Was ist der Unterschied zwischen 3D-Modellierung und 3D-Design?

Es sind Begriffe, die oft als Synonyme auftreten, aber der Unterschied spürt man in den Wörtern selbst. Modellierung bezieht sich auf die Erstellung eines Bildes von realem Objekt mit der Software (d.h. Erstellen eines Modells), wobei beim 3D-Design wird ein Design von Grund auf neu entwickelt oder einige Änderungen werden vorgenommen.

  • Was sind die 2 Schritte zur 3D-Modellierung?

Die 2 Schritte zum Modellieren sind Blockieren und Detaillieren. Das Blockieren heißt das Festlegen der Form vom Design mit Hülle und Grenzen. Bei der Detaillierung werden dem Modell feinere Details hinzugefügt, die seine Form besser definieren.

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