ПРЕИМУЩЕСТВА 3D-ТЕХНОЛОГИЙ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ

ADVANTAGES OF 3D TECHNOLOGIES IN THE MODERN WORLD

Galiya Galieva

Lead Librarian of the Electronic Resources Department, Akhmet-Zaki Validi National Library of the Republic of Bashkortostan,

Russia, Ufa

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрена практическая значимость трёхмерных технологий, приведены конкретные примеры их успешного внедрения в различные отрасли современного мира.

ABSTRACT

The article examines the practical importance of three-dimensional technologies, provides specific examples of their successful implementation in various sectors of the modern world.

Ключевые слова: трёхмерная графика; трёхмерные технологии; 3D.

Keywords: three-dimensional technologies; three-dimensional graphics.

3D-графика в наши дни является одним из самых востребованных направлений в графическом дизайне и не только. Трёхмерные модели используются в играх, кинематографе, рекламе, архитектуре, археологии и даже медицине. В наше время можно свободно изучать 3D-моделирование, пример тому программа “Blender” — профессиональное свободное и открытое программное обеспечение для создания трёхмерной компьютерной графики, включающее в себя средства моделирования, скульптинга, анимации, симуляции, рендеринга, постобработки и монтажа видео со звуком, и даже создания 2D-анимаций. Аналогичных по популярности и доступности широкого набора функций программ, но только по работе с двухмерной графикой, находящихся при этом в открытом доступе, я не встречала. Что, на мой взгляд, в наше время является значительным преимуществом для любого человека в доступности изучения 3D-моделерования, в отличие от 2D. Но из плюсов вытекают и минусы, для работы с трёхмерной графикой необходимо иметь более мощный компьютер, ключевые роли здесь сыграют процессор нового поколения (больше ядер и потоков), видеокарта (не менее 8 гигабайтов) и оперативная память (не менее 16 гигабайтов). А, следовательно, не имея компьютера отвечающего требованиям современных программ для работы с 3D, люди отдают своё предпочтение двухмерной графике. Или даже имея всё необходимое железо, изучение 3D оказывается слишком сложным в техническом плане в отличие от 2D.

Но современные реалии показывают, что 3D-визуализации всё же пользуются большей востребованностью в мире игр и кинематографа. 3D-графика красивее, реалистичнее и динамичнее, а особенно – это важно в кинематографе, где трёхмерный объект должен идеально вписаться в кадр и выглядеть как часть общей картины, не выдавая своего истинного компьютерного происхождения. Примеры тому многие современные фильмы и сериалы, где больше нет необходимости в создании традиционных декораций, занимающих место и требующих транспортировки. Воссозданные с помощью трёхмерной графики миры легко могут перенести героя в любую локацию, сокращая время и бюджет на создание картины. То же самое можно отнести и к миру игр, где 3D-игры всегда будут пользоваться большей популярностью в отличие от 2D, думаю объяснять, почему не нужно. Но если затрагивать мир мультипликации, то здесь трёхмерная графика вполне может уступить своё место двухмерной, в мультфильмах не так важен реализм и красота, как яркие и интересные герои, поэтому здесь многое зависит от вкусов зрителя. В отличие от игр, мы не играем в мультфильме ни за одного из персонажей, а наблюдаем какую-то историю с экрана. В отличие от фильма, нам не нужен здесь реализм, мы просто наблюдаем яркую анимированную историю. Поэтому говорить о преимуществах трехмерной графики над двухмерной в мультипликации не имеет смысла, так как большой популярностью пользуется здесь и та и другая. Есть даже неудачные примеры перехода от 2D к 3D-графике в мультипликации, например, российский анимационный сериал «Смешарики», который изначально выходил в двухмерной графике, а спустя какое-то время перешёл на трёхмерную, что в свою очередь вызвало волну негодования у многих его поклонников.

В плане художественного искусства тоже нельзя выделить преимущества 3D над 2D, где дело вкуса решает свою роль. Но если затрагивать тему ИИ (искусственного интеллекта), то нейросети пока очень плохо продвигаются в области 3D-визуализации, в отличие от 2D, где их популярность и востребованность в наше время занимает преимущественные позиции, создавая огромную конкуренцию 2D-художникам. А, следовательно, нейросети пока не заменят 3D-художников и это ещё одно преимущество отдать свой голос в пользу изучения трёхмерной графики, а лучше даже совмещать работу с 3D и нейросетями.

Рассмотрим более серьёзные области применения трёхмерной графики. Медицина - преимущество трёхмерной графики над двухмерной здесь очевидно и неоспоримо. Обычная рентгенограмма охватывает большой участок тела. При этом различные органы и ткани затеняют друг друга. Например, в обычной рентгенограмме объекты с небольшой контрастностью могут быть скрыты из-за возникающего шума, когда трехмерная анатомическая структура проецируется на плоскость двухмерного рентгенографического изображения. Прогресс компьютерных технологий привёл к усовершенствованию классической рентгенографии до создания компьютерной рентгеновской томографии. При этом стало возможным охватывать исследуемую область тела послойно в трёх проекциях и в виде объемной ЗD-модели вместо суммарного наложения всех слоёв исследуемой области на рентгенограмме.

При обращении к стоматологу, например, многим из нас необходимо сделать предварительный снимок своих зубов в 3D-проекции (компьютерная томография), который покажет все скрытые недостатки зубов, чего не сможет сделать обычный рентген с его двухмерным изображением.  Или другой пример - обращаясь к ортодонту,  доктор может спроектировать с помощью 3D, как в будущем после лечения будет выглядеть наша челюсть, что позволит нам заранее знать результат. Таким образом, мы видим, что в медицине трёхмерная графика играет одну из важных ролей. Конечно, мы не будем рассматривать для этого большое количество примеров, всё уже становится, очевидно, из описания выше.

Другое не менее важное направление – это 3D-печать, выполняемая с помощью специального 3D-принтера, благодаря чему созданные виртуально трёхмерные объекты становятся материальными. И здесь мы вновь вернёмся к медицине, где используются так называемые биопринтеры, способные печатать человеческие органы. Заправляют такие принтеры биологическим материалом с клетками, а вместо бумаги используют электроподдон с гидрогелем. Так, в 2022 году ученые впервые смогли пересадить человеку орган, напечатанный на 3D-принтере. Врачи компании 3DBio Therapeutics, используя клетки и ткани самой пациентки, напечатали не просто 3D-модель, а при помощи трёхмерных технологий изготовили полноценный имплантат уха, который к тому же по своей форме точно соответствовал левому уху пациентки.

Трёхмерная графика помогает нам заглянуть и в прошлое, воссоздавая внешность первобытных людей при помощи сканера и 3D-принтера. Так бразильский исследователь и 3D-дизайнер Сисеро Мораис, отсканировал древнейший череп человека разумного, найденный в 2017 году в Марокко. После создал его цифровую модель, к которой добавил мягкие ткани, реконструировав, таким образом, лицо одного из первых представителей Homo sapiens.

Трёхмерному сканированию подлежат не только кости, но и места раскопок для археологов, а также пещеры для спелеологов. Так например, команда ученых из ЮАР под руководством Ли Бергера создала трехмерную карту системы пещер «Восходящая звезда», в которых были обнаружены останки гоминидов Homo Naledi. Что помогло ученым в принятии решений относительно последующих этапов исследования.

Подводя итог, можно прийти к выводу, что трёхмерная графика в наше время – это не просто инструмент визуализации объектов, а нечто большее, несущее новые знания и возможности в различных научных областях. В статье тема преподнесена лишь поверхностно, и она ещё подлежит более глубокому изучению, однако приведённые примеры уже помогают сложить какую-то обобщенную картину о трёхмерных технологиях и их пользе. Потенциал всех возможностей ещё не до конца раскрыт, но как мы видим, человечество уже далеко продвинулось и продолжает развивать и внедрять 3D-технологии в разных отраслях. Препятствовать этому могут только технические и материальные ограничения, которые, к сожалению и затормаживают развитие новых открытий в рассматриваемой области.

Список литературы:

1. Прахов А. 3D-моделирование. Blender. Заморим низкополигонального червячка. А от него и до человека недалеко // Linux Format : главное в мире Linux. 2013. №8. С. 92-95
2. Васильев Ю.А. Сравнительная оценка точности объема корневого канала зубов с помощью томографических методик исследования в экмперименте» // Медицинская визуализация. 2014. №6. С. 8-13.
3. Федорова В. Н., Мещеряков А. И. , Силин А. Ю. Физические основы методов лучевой диагностики: учебное пособие. Москва: Физматлит, 2023. 229 с.
4. Апазиди Е. Ученые научились печатать органы на принтере. Почему эта технология спасет сотни тысяч людей по всему миру? [Электронный ресурс] // Lenta.ru: российское новостное интернет-издание. - URL: https://lenta.ru/articles/2023/03/17/3d/ (дата обращения: 03.05.2024)
5. Чеботарь М. Исследователь показал, как выглядел один из первых Homo sapiens [Электронный ресурс] // Naked Science: российское научно-популярное издание. - URL: https://naked-science.ru/community/967409 (дата обращения: 07.05.2024)
6. Создана 3D-карта пещер, в которых обитали Homo Naledi [Электронный ресурс] // Дилетант: российский познавательный исторический журнал. - URL: https://diletant.media/news/29158535/ (дата обращения: 12.05.2024).