3D моделирование для дополненной реальности, анимация, стоимость

От студии Black VR (Часть 4)

Сегодня, технологии дополненной реальности (augmented reality) доступны уже всем, у кого есть смартфон, или планшет с доступом в интернет. Взаимодействовать с AR-контентом очень просто. В повседневной жизни мы с легкостью примеряем в Instagram или Snapchat AR бьюти-маски, или изучаем животных, с помощью различных сервисов AR, например, от google; в Ikea приобретаем новую мебель, предварительно примерив новый диван у себя в комнате с помощью AR, вращая, изучаем фурнитуру или обивку задней стенки дивана в реальном времени.

Но откуда появляется контент дополненной реальности? Из чего складывается стоимость создания 3D? Сегодня поговорим о важной части его создания: 3D моделирование и анимация.

Благодаря дополненной реальности стало возможным визуализировать 3D объекты, копии цифровых людей, персонажей и животных, рассматривая их со всех сторон и в любом размере. Это может быть AR-логотип на упаковке, или здоровый полноразмерный AR-самолет, который можно с легкостью вращать.

Для достижения эффекта реалистичности модели должны быть качественными, точными, с достаточным числом полигонов и иметь хорошо проработанные текстуры.

Для визуализации трехмерного изображения обычно требуются следующие шаги:

• моделирование — создание трёхмерной модели сцены и объектов в ней;
• текстурирование — назначение поверхностям моделей растровых или процедурных текстур (подразумевает также настройку свойств материалов — прозрачность, отражения, шероховатость и пр.). Эти параметры влияют на то как будет отображаться модель;
• освещение — установка и настройка источников света;
• анимация (в некоторых случаях) — придание движения объектам;
• динамическая симуляция (в некоторых случаях) — автоматический расчёт взаимодействия частиц, твёрдых/мягких тел и пр. с моделируемыми силами гравитации, ветра, выталкивания и др., а также друг с другом;
• рендеринг (визуализация) — построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью;
• композитинг (компоновка) — доработка изображения;
• вывод полученного изображения на устройство вывода — дисплей и многое другое.

Первое, это правообладание интеллектуальной собственностью.

Второе — сроки. Они определяются исходя из сложности и качества 3D модели. На практике, обычно дольше по времени идет согласование проекта 3D модели, чем ее создание. Если нужно быстрее, то цена, соответственно, увеличивается за оперативность.

Функциональность — анимация или статика. При обсуждении этого момента стоит подумать, нужна ли на самом деле анимация для вашей 3D модели, так как это дополнительное время и цена, которая довольно хорошо увеличивается. Анимация нужна для красивых презентаций, простых механизмов и оживления персонажей.

Постпроектное сопровождение производства — означает, что исполнитель обязуется вносить изменения и коррективы после утверждения, и принятия 3D модели, за отдельную плату (предусмотрено договором или в дополнительном соглашении).

Уровень и число привлекаемых специалистов. Работа 3D моделлера происходит в тесной связи с художниками по текстурам, 3D аниматорами и прочими профессиями, связанными с трехмерной графикой. У них имеется 3 градации Junior, Middle, Senior.

За время или объем. В основном компании-разработчики оценивают свою работу в часах. Есть среднестатистическое время на проектирование 3D модели базового элемента, есть объем часов на проект — цена.

Метод моделирования. Программное моделирование с нуля, либо одна оптимизация уже готовой или стоковой модели, либо 3D сканирование реальных объектов. И тут уже стоит учитывать виды моделей.

Предназначено для создания объектов с небольшим числом полигонов, обычно, для экономии ресурсов, когда не требуется высокая детализация, а также для создания низкополигональных иллюстраций, которые набирают большую популярность в последнее время.

Ориентировано, обычно, только на необходимый результат при рендеринге, то есть при моделировании нужной геометрии, например, с применением булевых операций; над полигональной сеткой никакие работы по её оптимизации не производят, или они минимальны.

Представляет собой создание объекта с большим числом полигонов, обычно, точной его копии.

Стоимость моделирования с нуля начинается в районе 600$ — 1200$.

Также можно использовать уже готовые ассеты из сторонних библиотек — от реалистичных до мультфильмов, от фэнтези до научной фантастики — найдутся 3D объекты для любых целей.

Чаще, такие объекты уже полностью текстурированы и настроены, поэтому их можно сразу использовать в своих творческих проектах. Это позволяет сэкономить бюджет и сократить время на разработку, так как ассеты продают уже в готовом виде, но стоит учитывать, что такие объекты являются не уникальной разработкой, ведь продажа доступна абсолютно всем.

И все равно так или иначе, даже самые качественные 3D модели нужно специально адаптировать под AR среду, или они требуют дополнительной настройки под клиента — бывает необходимость писать свои решения, например, кодить уникальные продукты, выполняющие действия необходимые Заказчику. Все это занимает львиную долю времени от 10-20 часов на одну модель. Такая оптимизация моделей может обойтись вам в среднем 500-700$ за модель.

В некоторых случаях изделия обладают сложной формой, что затрудняет создание модели вручную, например, моделирование рекламируемой продукции и создание каталогов, или это должна быть точная копия человека и создана в сжатые сроки. В таких случаях мы предлагаем Заказчику метод моделирования — 3D сканирования.

3D сканирование – это создание цифровой поверхностной копии объекта, путем сканирования оптическим измерительным прибором.

Технология 3D сканирования одна – отбрасывается маска (шаблон) на поверхность объекта. По искривлению маски на поверхности программное обеспечение определяет его геометрию.

3D сканер фиксирует (захватывает) объект или человека. Затем, он передает полученные данные в специальное программное обеспечение для 3D моделирования, где полученную 3D модель можно редактировать или изменять ее размер в CAD приложениях.

Это означает, что все что мы видим в повседневной жизни, можно отсканировать и напечатать, будь то небольшой предмет, например украшение, или большой предмет, например автомобиль.

Структурированный свет сам по себе точнее, но есть ограничения по цвету поверхности. Черные или блестящие объекты сканировать с его помощью сложно.

В лазерном 3D сканировании можно работать с любыми поверхностями с любой текстурой, но точность при этом уступает точности структурированного света и не подходит для сканирования людей и животных, поскольку это может привести к повреждению глаз.

Фотограмметрия может быть хорошим выбором, но эта технология требует, чтобы объект оставался совершенно неподвижным. Результатом работы 3D становится либо облако точек, либо полигональная модель.

Стоимость зависит от сложности геометрии, степени точности отображения, габаритов конкретного изделия и составляется индивидуально для каждого проекта.

3D-анимация — это процесс создания движущихся изображений в трехмерной цифровой среде. Путем тщательного манипулирования объектами (3D-моделями) в 3D программном обеспечении можно экспортировать последовательности изображений, которые создают иллюзию движения (анимацию) в зависимости от того, как манипулируют объектами.

Необходимо учитывать, что стоимость трехмерной графики существенно дороже двухмерной. Но если найти правильное соотношение между эффектностью, удобством использования и ценой, она становится впечатляющим инструментом в создании рекламы.

Вместо рисования персонажа или создания его из глины в 3D анимации объект создается в цифровой форме, при этом предполагает характерное поведение объектов.

Например, чтобы оживить персонажа сперва в движение приводится скелет, потом задействуется мимика, речь, волосы и ткань. Герои в кадре ведут себя естественно, если комбинировать эти виды анимации, таким образом персонажи летают, бегают, прыгают, стреляют и могут делать всё, что только заказчик может себе представить.

Допустим, что герой по сценарию совершает действие, которое в реальной жизни он не в состоянии выполнить по физическим законам, но при этом требуется, чтобы зритель поверил в происходящее на экране и прочувствовал, также как и человек создавший это. Человеческий глаз в состоянии уловить каждую мелочь и микродвижение в кадре, но часть полученной информации идет на уровне подсознания.

На анимацию 2D графики не требуется много времени, по сравнению с графикой в 3D, на нее может уйти в среднем от 8 часов на разработку (с готовыми исходными данными), соответственно и ценовая категория намного ниже.

В 3D, помимо анимации персонажей бывают динамические симуляции, это любые жидкости, ткани, частицы и др., а также деформация объектов и их технические процессы — перемещение, вращение, масштабирование и анимация камер. В каждой из вышеперечисленных областей существуют разные способы создания (получения) трехмерной анимации. Мы можем свести их к следующим:

Требует, помимо объекта, который будет анимироваться, обязательно задать и его траекторию (путь движения). Анимация по траектории очень часто идеально подходит для анимации движущихся технических объектов, анимации камер и анимация технических процессов. Достаточно кропотливый труд, который оценивается от 500$.

Процесс просчета поведения объекта в условиях физически реальной окружающей среды. Например, все мы знаем, что если стеклянный бокал упадет на пол, то скорее всего он разобьется на множество осколков. Это для нас привычно и все мы это понимаем. Но трехмерная среда не знает какой объект должен обладать теми или иными свойствами. Для того, чтобы каждый объект вел себя так, как это происходит в нашем мире используются динамические симуляции, которые очень часто используются для просчета поведения жидкостей, тканей, твердых и мягких объектов. Средняя стоимость начинается от 600$.

Для получения анимации данным способом нужна специально оборудованная студия с оборудованием для захвата движения, актер, с которого анимация будет захватываться и специальное ПО.

Система захвата движения работает следующим образом: на актера надеваются специальные датчики, после чего он выполняет нужные анимационные движения; камеры вокруг актера фиксируют перемещение датчиков; ПО анализируя движения датчиков создает скелет с точно такой же анимацией, как и у реального актера и сохраняет результат в виде ключевых кадров. Полученную анимацию, теперь можно использовать в пакетах трехмерной графики.

Данная технология дорогая, но позволяет получать очень реалистичную анимацию. В основном, она применяется для анимации персонажей и ее цена начинается в среднем от 810$.

Создается для мультяшных персонажей, для съёмки рисованной мультипликации изготовляется последовательный ряд картинок, изображающих очередную фазу движения снимаемых объектов. Такую анимацию делают, рисуя на прозрачной пленке (или кальке) каждый отдельный кадр. Затем эти кадры собирают в специальной программе монтажа. Такая анимация очень живая, плавная, пространственная, но дорогая. Стоимость от 690$.

Лицо состоит из двух костей и 21 мышцы, которые связаны между собой. Каждая эмоция — это комбинация разных состояний всех мышц, которые не просто сокращаются, но и расширяются во время движения. Чтобы сделать хорошую анимацию, нужно поработать подробно вручную, и такая анимация стоит также недешево. Стоимость начинается от 530$.

В чем заключается искусство аниматора. Создание 3D анимации на заказ это кропотливый труд. Кроме чисто технических навыков и знаний также важно восприятие аниматора. Невозможно сделать качественную 3D графику, если не прочувствовать движение. Тут требуется образное мышление и воображение.

А кроме того, моделеры очень сильно делятся на персонажников и на hard surface, на художников по окружению, и художников по оружию, в отдельных случаях художники по окружению делятся на тех, кто занимается растениями и всех остальных.

А чтобы сэкономить время и бюджет можно подобрать подходящую готовую анимацию из сторонних библиотек. Стоимость оптимизации начинается от 490$.

В эпоху новых технологий вместо того, чтобы платить за изготовление физического образца продукции, только для того, чтобы получить представление о том, как он будет выглядеть со всех сторон и как он будет работать вы можете использовать дополненную реальность — создать модель продукта и внести необходимые изменения, прежде чем платить за его производство. Создание модели в AR может экономить время и деньги, так как эти типы моделей позволяют детально изучить продукт и внести любые изменения.

Виртуальные туры повысят эффективность работы агентов недвижимости. Продавцу и потенциальному покупателю не нужно тратить время на реальный осмотр, теперь можно посетить определенное место без необходимости оказываться в нем физически.

Когда вы пускаете продукт в продажу, необходимо продемонстрировать все его преимущества. Теперь клиентам, заказчикам и партнерам то, что сложно, или долго рассказывать — стало намного проще. Дополненная реальность за пару секунд сделает это за вас, а также поможет подкрепить ваши слова наглядными характеристиками в реальном времени.

Дополненная реальность также эффективна в таком вопросе, как обучение сотрудников. С помощью виртуальных моделей вы можете наглядно продемонстрировать им как работает определенное оборудование перед его использованием, тем самым сводя к минимуму шансы на то, что-то пойдет не так.

AR технология может помочь инженерам, архитекторам и другим специалистам, чья работа включает в себя строительство или проектирование крупных структур. Вместо двухмерной визуализации или макетов можно использовать 3D технологию.

Хотим отметить, что дополненная реальность — это проще, чем вы думаете. Любой владелец смартфона может соприкоснуться с вашим продуктом и его ценностями, а для производственных компаний — это повышение эффективности, сокращение расходов и раскрытие новых возможностей получения выгоды. Но стоит учесть, что ключевой показатель качества любого приложения с дополненной реальностью — хорошая анимация и 3D модели, которые должны выглядеть реалистично, и вызывать симпатию.

Стоимость разработки приложения сильно зависит от функций, которые вы хотите включить в свое приложение, выбранной вами платформы и уровня привлекаемой вами компании по разработке приложений дополненной реальности.

Если вы решите разработать приложение с некоторыми из доступных платных SDK, не забудьте включить эту цену в окончательную стоимость разработки приложения с дополненной реальностью. О том, как выбрать SDK и их стоимость мы писали в этой статье:

В следующей статье мы продолжим говорить о факторах, влияющих на цену разработки дополненной реальности. Вы узнаете подробнее о этапах тестирования ваших приложений и почему без этого фактора ваше приложение не станет успешным.

#разработкаприложений #дополненнаяреальность