История Архитектурной 3D визуализации

27 августа

3D-визуализация - лучший способ представить креативные идеи из разных областей и отраслей. До появления первого программного обеспечения для визуализации люди обычно рисовали 3D-визуализации вручную, используя точки схода, что сложно и требует много времени и знаний. Появление первого программного обеспечения для 3D-моделирования и рендеринга изменило правила игры и постепенно облегчило работу архитекторов и дизайнеров. Кроме того, расширенные возможности доступных программ 3D-рендеринга затронули практически все отрасли по всему миру.

В настоящее время работа в некоторых отраслях невозможна без новейших функций лучших программ для 3D-моделирования и рендеринга. Простое использование, сокращение рабочего процесса, расширенные и улучшенные функции, а также невероятная доступность и доступность - вот лишь некоторые из преимуществ такого программного обеспечения. Поскольку мы ежедневно окружены такими программами, мы почти никогда не замечаем прогресс и инновации в 3D-рендеринге. Короче говоря, мы быстро привыкаем к прекрасным вещам. Помня о том, что разница между первым программным обеспечением для рендеринга и современным программным обеспечением для визуализации огромна, давайте выясним, как программное обеспечение для 3D-визуализации развивалось до того уровня, к которому мы привыкли сегодня.




Родной язык всех народов.

Поскольку визуализация - лучший способ общения между архитекторами и клиентами, она развивается на протяжении тысячелетий. Париетальное искусство, известное как наскальная живопись, является доказательством того, что визуальное общение длится вечно.

Египтяне, греки и римляне были первыми цивилизациями, которые проявили свое творчество, используя текстуры и материалы. Много лет спустя мы все еще общаемся с ними через сохранившиеся остатки их визуализации - архитектуры. Остатки первых перспективных рисунков также происходят из этого периода.

Из истории искусства и архитектуры мы видим, что многие художники использовали перспективу с исчезающими точками, чтобы выразить пространство, текстуры, освещение и материалы.

Да Винчи.

Упоминание истории искусства и перспективы без сосредоточения внимания на пионере визуализации Да Винчи было бы несправедливым. Да Винчи нарисовал 3D-модели нескольких инноваций, в том числе летательный аппарат, шлифовальный станок с выпуклой линзой и гидравлический станок. Это были первые чертежи для строительства с перспективными чертежами, из которых впоследствии были изготовлены упомянутые машины.

На картинках ниже некоторые визуализации Да Винчи


Ниже один из древних рисунков Да Винчи и современная 3Д модель его идеи.

Разработка архитектурных визуализаций перед аксонометрическими чертежами.

Философия Протагораса звучала так: «Человек - это мера усовершенствованного искусства, архитектуры и науки». Эта теория возникла во времена Ренессанса в Италии. Трехмерное человеческое тело как мера всех вещей по-прежнему является основной мерой в архитектуре. Некоторые современные программы 3D-визуализации используют модифицированную версию перспективы эпохи Возрождения.

После эпохи Возрождения архитектурная визуализация обрела свое истинное значение. Акварельная живопись Банка Англии Джона Соуна, выполненная Джозефом Майклом Гэнди в 1830 году, является революционным произведением искусства с аксонометрическим вырезом.

Индустриализация - художественная школа, которая вызвала революцию.

Следующие сто лет были периодом выполнения аксонометрических чертежей и перспектив. В начале двадцатого века трехмерная визуализация стала неотъемлемой частью архитектуры благодаря Баухаузу.

Уменьшенный дизайн интерьера с использованием только основных цветов, геометрической мебели и первое появление витринного дизайна позволили архитекторам немецкой школы Баухауз создавать визуализации с использованием точек схода. После этого визуализация становится фундаментальным инструментом для представления архитектурных идей и решений.

Помимо архитектуры, во время золотого периода Баухауза и начала массового производства мебели 3D-визуализация затронула еще одну отрасль - промышленный дизайн. Процесс гиперреалистичного рисования и ручного рисования аксонометрии и перспективы может длиться пару лет, поэтому разработчики первого программного обеспечения решили сократить этот период и создать 3D-модель с использованием персонального компьютера.

На картинках ниже первые архитектурные визуализации от Bauhaus


70-е годы - появление первого программного обеспечения для 3D-моделирования и рендеринга

А. Сазерленд изобрел и разработал первое программное обеспечение для 3D-моделирования. Sketchpad был первой программой для трехмерного моделирования простых объектов, таких как кубы или призмы, доступных для персонального компьютера. Хотя компьютер был слишком дорогим и недоступным для обычного человека в 70-х годах, появилось первое программное обеспечение для 3D-моделирования, которое привело к революции среди художников и архитекторов.

Вскоре после этого, используя примитивное программное обеспечение для трехмерного моделирования, Эд Кэтмалл создал изогнутую реалистичную модель своего запястья, которая привнесла некоторую реалистичность в визуализацию. Catmull также разработал Z Buffering - алгоритмы наложения текстур, критически важные для отображения бикубических поверхностей и форм.


Еще одним важным человеком в разработке 3D визуализации и рендеринга, был Мартин Ньюэлл. Создавая простые трехмерные формы, он создал чайник - чайник Юты теперь является символом рендеринга. Почти все программы 3D-рендеринга имеют значок для запуска процесса рендеринга, который выглядит как изображение чайника Ньюэлла.

Подробно про чайник Юты, можно почитать тут



Используя алгоритмы для наложения текстур Catmull, Джим Блинн был первым человеком, который применил наложение текстур и рельеф в трехмерную модель. Простые трехмерные модели неожиданно стали реальностью. Они не были гиперреалистичными, как последние визуализации, но достаточно реалистичными, чтобы начать революцию и кардинально изменить мир визуализаций. Основываясь на методах Catmull, Блинн добавил алгоритм отражения и сканирования для бикубических патчей. После того, как все стало более доступным и улучшенным, Блинн начал создавать 3D-анимацию. Таким образом, помимо архитектуры и промышленного дизайна, 3D-визуализация также повлияла на индустрию анимации.


Надпись на картинке: По мере развития технологий время рендеринга остается постоянным. Джим Блин был одним из первых кто это заметил :)

Момент, когда 3D визуализация изменила подход к архитектуре.

Поскольку в 80-е годы Джим Блинн включал в себя блобби-модели и концепции наложения текстур, в том числе модели двоичного разделения пространства (BSP), архитекторы начали использовать фракталы в компьютерной графике. Когда они поняли, насколько полезна трехмерная визуализация, многие из них заинтересовались курсами компьютерного проектирования. 3D-анимация была более привлекательной, чем классический рендеринг, но некоторые архитекторы и художники отметили важность 3D-рендеринга.

В течение 80-х годов программы трехмерной визуализации стали более доступными. Лучшие архитекторы и художники мира, такие как Заха Хадид и Питер Эйзенман, перешли от ручного рисования к процедурному дизайну. '' The Peak '', 1983 Заха Хадид, является одной из ее первых визуализаций, выполненных с помощью компьютерной графики. Заха Хадид описала значительный и неожиданно изменившийся подход к архитектурным визуализациям как «Отход от определенных догм о том, что такое архитектура».

Ниже изображена одна из первых архитектурных 3D визуализаций от Заха Хадид. Датирована четвертым июня 1985 года.


90-е годы - разработка программного обеспечения для 3D-визуализации, которое мы все еще используем.

Программы визуализации и моделирования Autodesk 3D для визуализации, как и многие другие программы визуализации, основаны на трассировке лучей. Программное обеспечение SynthaVision было первой программой рендеринга, применившей этот принцип.

Хотя в конце восьмидесятых годов Том Хадсон создал приложение THUD для 3D-моделирования, в 1990 году Autodesk выпустила первую 3d studio под DOS. Основываясь на пяти модулях - шейпере, лофтье, редакторе, редакторе материалов и подборе ключей, Хадсон и Дэн Сильва выпустили первую Autodesk 3ds max. При этом Autodesk выступал только издателем, а права на программный пакет были выкуплены только в 2001 году. Первая версия была удобна для рисования сплайновых линий, лофтовых поверхностей, геометрических примитивов и базового редактирования сетки, что также является фундаментальной особенностью последней версии Autodesk 3ds Max.

Как всего за 50 лет устаревший метод визуализации стал футуристическим решением.

Используя лучшие возможности первых программ визуализации и устаревшие методы визуализации, мы можем использовать последние версии программного обеспечения для 3D-визуализации для выполнения многочисленных задач. Все изобретения, доступные на протяжении тысячелетий, по-прежнему полезны и имеют фундаментальное значение для изучения программ трехмерной визуализации для различных отраслей промышленности.

В отличие от этого, современное программное обеспечение для визуализации намного быстрее и мощнее. Основываясь на имеющихся знаниях, разработчики программного обеспечения 3D создали мощные и полезные функции и дали нам лучшие программы моделирования. Рассматривая всю ситуацию с этой точки зрения, можно предположить, что каждый шаг развития происходил по определенной причине. Новейшие инструменты и гаджеты для визуализации обеспечили еще лучший пользовательский опыт. Пятьдесят лет назад, когда появилось первое программное обеспечение для 3D-моделирования, никто не мог сказать, что оно превратится в нечто такое же большое и впечатляющее, как сейчас. Основной целью технологического развития является удовлетворение пользователей.

3D принтеры.

Технология 3D-печати просто поразила нас, когда она впервые стала широко доступной несколько лет назад. После 50 лет 3D-визуализации разработчики представили машину, способную печатать визуализированные объекты. Сначала 3D-принтеры были предназначены для некоторых отраслей архитектуры, дизайна и 3D-искусства, но наиболее быстро растущее открытие охватило все вертикали нашего общества. Благодаря этим интеллектуальным машинам 3D визуализация стала ощутимой и более полезной, чем когда-либо. Визуализированные текстуры, благодаря 3D-принтеру, теперь можно трогать и чувствовать. Модернизированные версии 3D-принтеров могут производить практически все, используя различные материалы, даже продукты питания. Существует идея, что 3D-принтеры полностью изменят лекарство, используя органические вещества для печати функциональных 3D-органов. Таким образом, 3D-визуализация может стать чем-то большим, чем искусство, и даже снизить уровень смертности.

На фото ниже первый 3D принтер:



VR-оборудование как инструмент для визуализации

Первое появление VR-оборудования полностью изменило наш подход к 3D-визуализации. Хотя программы для визуализации были пригодны для создания 3D-анимации в течение почти 40 лет, появление гарнитур VR добавило еще одно измерение в 3D-визуализацию. Например, гарнитура HTC VR совместима с последней версией Autodesk 3ds Max, что означает, что архитекторы, 3D-художники и дизайнеры могут почувствовать визуализированное пространство. Помимо этих отраслей, такое оборудование затронуло игровую индустрию и многие другие креативные компании. Известно, что трехмерная визуализация связана с творческими областями и отраслями, но после появления оборудования для виртуальной реальности использование этого вида визуализации распространилось на многие другие отрасли.

Голографические образы. Голограммы.

Когда мы подумали, что трехмерная визуализация развивается в полную силу, компания Zebra Imaging Inc. доказала, что мы неправы. То, что можно увидеть только в научно-фантастических фильмах, стало нашей реальностью в 2017 году. Начиная с монохромного 2D-рисунка, простых 3D-рисунков с использованием некачественных программ, всего за 50 лет мечта многих детей по всему миру осуществилась за одну ночь - передовые голографические образы наконец-то стали реальны!

Новейшая среда для отображения 3D-визуализаций с использованием голографических изображений полезна в различных отраслях, помимо архитектуры, включая военные, розничную торговлю, медицину и другие коммерческие проекты.

VR-оборудование помогает архитекторам привлечь инвесторов и клиентов, поскольку с помощью такого устройства они могут исследовать воображаемое пространство и влиять на дальнейшее развитие идеи. Кроме того, оборудование VR облегчает сотрудничество на расстоянии и позволяет компаниям из развивающихся стран присоединяться к ведущим мировым компаниям. Поскольку новейшие технологии развиваются довольно быстро, мы можем только представить, что произойдет через несколько лет. Голограммы могут стать нашим основным инструментом для визуализации, точно так же, как ПК с программой для 3D-визуализаций, которая была недоступна 50 лет назад и сейчас распространена, и никто не мог представить, в каком направлении она будет развиваться.

На фото ниже одна из первых галаграмм от Zebra Imaging Inc.






Итог.

Много веков назад строители создавали потрясающие конструкции как способ общения. Это был единственный метод для визуализации их идеи. Люди рисуют свои чувства и пытаются отразить свои впечатления с момента первого свидетельства человечества, и это никогда не прекращалось.

Сегодня у нас есть передовые методы для выражения нашего воображения, широкий спектр программ трехмерного моделирования и рендеринга для визуализации, включая дополнительное оборудование, доступное каждому. Бесплатные версии программного обеспечения для визуализации доступны по всему миру. Кроме того, упрощенные интерфейсы таких программ позволяют нам использовать эти сложные инструменты без многолетнего опыта и предварительных знаний. Кроме того, вы можете найти онлайн-учебник практически для каждой программы 3D-визуализации и получить некоторые навыки из своего дома.

Никто не мог предположить, что все это произойдет с технологиями, поэтому мы даже не можем представить, что будет дальше! Если вы часто думаете о будущем и технологиях завтрашнего дня, поделитесь своими идеями в комментариях! Кто знает, вы могли бы на самом деле предсказать будущее.


Комментарии
27.08.2019 16:03
Кто бы мог подумать что у нашей профессии такая долгая история. :)) Даже сам Да Винчи! Теперь можно гордиться собой только потому я арх визер :)
Войтичтобы проголосовать или оставить комментарий
Подпишитесь на нашу рассылку новостей. Введите свой e-mail.
Ваш голос учтен