مدل سه بعدی چیست؟
در گرافیک کامپیوتری سه بعدی، مدل سازی سه بعدی فرآیند توسعه یک نمایش مبتنی بر مختصات ریاضی از هر سطح یک جسم (بی جان یا زنده) به صورت سه بعدی از طریق نرم افزارهای تخصصی با دستکاری لبه ها، راس ها و چند ضلعی ها در یک فضای سه بعدی شبیه سازی شده است.
مدل‌های سه‌بعدی (3D) یک جسم فیزیکی را با استفاده از مجموعه‌ای از نقاط در فضای سه بعدی نشان می‌دهند که توسط موجودات هندسی مختلف مانند مثلث، خطوط، سطوح منحنی و غیره به هم متصل می‌شوند. به عنوان مجموعه ای از داده ها (نقاط و سایر اطلاعات)، مدل های سه بعدی می توانند به صورت دستی، الگوریتمی (مدل سازی رویه ای)، یا با اسکن ایجاد شوند. سطوح آنها ممکن است بیشتر با نقشه بافت تعریف شود.
تاریخچه مدل سازی سه بعدی: از EUCLID تا چاپ سه بعدی
تاریخچه مدلسازی سه‌بعدی پیشرفت‌های زیادی را در مسیر خود به سوی زندگی روزمره ما پشت سر گذاشت. این پیشرفت‌ها از تئوری‌های مبهم تا تجربیات کاربر بهتر در نرم‌افزارهای بسیار قابل شخصی‌سازی را شامل می‌شود، اما هر یک از آنها کمک زیادی به فناوری آن‌گونه که امروزه می‌بینیم، داشتند.
دانستن این موارد به درک بهتری از ارزش مدلسازی سه بعدی، آنچه که قبلاً به دست آورده و آینده را درک می‌کند. زیرا به راحتی می توان فهمید که چرا مدل سازی و رندر سه بعدی امروزه جهان را فرا گرفته است. تأثیر آن بسیار زیاد و ممکن است اتفاق بیفتد که ندانید مدل سازی سه بعدی زندگی حرفه ای و روزمره شما را شکل می دهد. بنابراین، بیایید به نقاط زمانی نگاه کنیم که کل صنعت را راه اندازی کرد و گردش کار و تبلیغات ما را افزایش داد.
#1. پیش تاریخچه مدلسازی سه بعدی
به طرز متناقضی، تاریخچه مدل سازی سه بعدی بسیار قبل از ظهور اولین رایانه شخصی آغاز شد. همه چیز با ایده های ریاضی که پشت تجسم سه بعدی هستند شروع شد. در واقع، برخی از ایده های اساسی از اقلیدس، که گاهی اوقات به عنوان “بنیانگذار هندسه” شناخته می شوند، آمده است، که در قرن 3 قبل از میلاد زندگی می کرد.
سپس، رنه دکارت در دهه 1600 هندسه تحلیلی را به جهان داد که به هندسه مختصات نیز معروف است، که امکان ردیابی دقیق فواصل و مکان‌ها را فراهم می‌کرد. بعداً در اواسط قرن هجدهم، ریاضیدان انگلیسی جیمز جوزف سیلوستر ریاضیات ماتریسی را اختراع کرد که اکنون برای هر تصویر تولید شده توسط رایانه که در آن می توان انعکاس یا اعوجاج نور را دید، کار می کند.
در دهه 1950، کامپیوترها توسعه یافتند و برای کاربردهای ریاضی زیادی مورد استفاده قرار گرفتند – عمدتاً نظامی و علمی، اما نه چیزهای دیگر. خوشبختانه، این به روزی در تاریخ منجر شد که به فکر قرار دادن یک عضو برای شبیه‌سازی واقعی محصولات و طرح‌ها بیافتند.
#2. دهه 1960 – طراح ربات
اولین پیشرفت‌ها در تاریخ مدلسازی سه‌بعدی زمانی اتفاق افتاد که اولین سیستم‌های CAD یا طراحی به کمک کامپیوتر در دسترس تجاری در دهه 1960 شروع به کار کردند. بزرگ‌ترین پیشرفت از سوی ایوان ساترلند حاصل شد که Sketchpad را که با نام «طرف‌نویس ربات» نیز شناخته می‌شود، در سال 1963 با رابط انقلابی‌اش معرفی کرد. Sketchpad ثابت کرد که رایانه‌ها را می‌توان نه تنها برای مهندسی یا طراحی مکرر، بلکه به صورت تعاملی توسط طراحان و هنرمندان بالقوه استفاده کرد.
در همان سال، مشارکت جنرال موتورز و IBM DAC-1، طراحی تقویت شده توسط کامپیوتر را ایجاد کردند که در سال 1964 به طور عمومی ارائه شد و توسط جنرال موتورز تا پایان دهه برای سرعت بخشیدن به روند تولید خودروی خود استفاده شد. این نشان داد که تجسم طراحی کامپیوتری می‌تواند بار کاری را که در صورت استفاده از تابلوهای طراحی برای همیشه طول می‌کشد، می تواند کاهش دهد.
در پایان این دهه، در سال 1968، ایوان ساترلند و دیوید ایوانز اولین شرکت گرافیک سه بعدی را به نام «ایوانز و ساترلند» تأسیس کردند. آنها شرکت را برای تولید سخت افزار برای اجرای سیستم هایی که در حال توسعه بودند راه اندازی کردند. ظاهر و موفقیت آنها در بازار، دیگران را برانگیخت تا شرکت های خود را راه اندازی کنند و روی توسعه فناوری کار کنند.
#3. دهه 1970 – ADAM و تحقیق
در این مرحله از تاریخ مدل سازی سه بعدی، شرکت های جدید شروع به ارائه سیستم های طراحی و پیش نویس خودکار کردند. ADAM، یک سیستم CAD که در سال 1971 منتشر شد، یکی از آنها بود. ADAM طوری طراحی شده بود که تا آنجایی که ممکن است بر روی ماشین‌های زیادی کار کند. بنابراین جهش بزرگی در در دسترس بودن CAD ایجاد کرد که با پیچیده‌تر شدن کامپیوترها و نرم‌افزارها ادامه یافت.
در حالی که شرکت‌هایی مانند MAGI که مدلسازی سه‌بعدی جامد را معرفی کردند، در حال ایجاد تقاضای جدید برای CAD بودند، دانشگاه‌ها سخت در تلاش بودند تا تاریخ مدلسازی سه‌بعدی را پیش ببرند و فناوری‌های جدیدتر و کارآمدتر را برای تجسم مدل‌های سه‌بعدی کشف کنند.
گوراود و فونگ در دانشگاه یوتا تکنیک‌هایی را برای سایه‌دهی کشف کردند که با ساده‌سازی الگوریتم‌های اصلی برای رندر کردن، پردازش را سرعت بخشید و نتایج بصری بهتری را در نور، بازتاب و سایه ارائه داد.
یکی از موارد مورد علاقه مدل قوری یوتا بود. پس از اینکه مارتین نیوول از آن برای آزمایش تحقیقات گرافیکی خود استفاده کرد، به عنوان نماد گرافیک های کامپیوتری سه بعدی در تاریخ ظاهر شد. او مدل قوری سه بعدی را به دلیل ساختار، سطوح مختلف و توانایی آن برای ایجاد سایه بر روی خود ایده آل برای آزمایش یافت. او جزئیات را با همکاران محقق خود در میان گذاشت که بلافاصله شروع به استفاده از قوری کردند.
#4. دهه 1980 – گسترش نرم افزار
معرفی اولین رایانه شخصی IBM در سال 1981 باعث استفاده گسترده از CAD نه تنها در صنایع هوافضا و خودرو، بلکه در مشاغل مهندسی تجاری شد. این نیز با معرفی ایستگاه‌های کاری یونیکس که ارزان‌تر، بسیار پربازده و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری داشتند، تقویت شد. سپس مدلسازی سه بعدی جامد با توسعه نرم‌افزارهایی مانند UniSolids CAD توسعه یافت و به جریان اصلی تبدیل شد.
بعداً در سال 1983 سیستم دو بعدی اتوکد منتشر شد. این اولین برنامه مهم CAD در تاریخ مدلسازی سه بعدی برای رایانه شخصی IBM بود. چون تقریباً به همان اندازه سایر برنامه‌های CAD را تا به امروز اما با 20 درصد هزینه آنها ارائه می‌کرد. اما آنها برای مدت طولانی بر بازار تسلط نداشتند زیرا سیستم های CAD تجاری در بقیه دهه در صنایع هوافضا، خودروسازی و سایر صنایع ظاهر شدند. این صنایع همچنین با معرفی IGES، یک فرمت فایل خنثی فروشنده، به کاربران این امکان را داد که طراحی سه بعدی را بین نرم افزارهای مختلف CAD انتقال دهند.
#5. دهه 1990 – مدلسازی مدرن
در این مرحله از تاریخچه مدلسازی سه بعدی، نرم افزار CAD به طور گسترده ای گسترش و تا حد خود در حال آزمایش بود. اکنون دسترسی به برنامه‌ها و سخت‌افزارهای حرفه‌ای آسان‌تر و ارزان‌تر بود که به هر شرکت، فریلنسر و علاقه‌مندی اجازه می‌داد تا مدل‌های سه بعدی بسازد. این نرم افزار اکنون دائماً در حال توسعه و تغییر بود و امکان دسترسی سریعتر و تجربه کاربر پسندتری را فراهم می کرد. تغییراتی مانند جایگزینی IGES با STEP فرمت فایل را قابل اعتمادتر کرد، در حالی که ارتقاء AutoCAD و Solidworks نتایج بالقوه را افزایش داد و قیمت را هزاران دلار کاهش داد.
در همین حال، نرم افزارهای رایگان و متن باز مانند Blender در حال ظهور بودند. بنابراین افرادی که مجذوب سه بعدی شده بودند، مدل سازی را برای خود آموختند و امتحان کردند. پس از آنکه اینترنت توسط علاقه‌مندانی که آثار خود را خلق می‌کردند و حتی آنها را می‌فروشند، عمومیت یافت. همه اینها به جایی منتهی می‌شود که اکنون هستیم.
ثبت ديدگاه