Hình ảnh hóa 3D là gì?

Mô phỏng 3D là một quy trình nhiều bước, bao gồm cả yếu tố kỹ thuật và nghệ thuật, để tạo ra các thiết kế 3D của các đối tượng hiện có (hoặc sẽ sớm tồn tại) trong đời thực. Được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất, kiến ​​trúc và đa phương tiện, hình ảnh hóa 3D cho phép thể hiện đồ họa với hình dạng và chiều sâu — giúp các dự án trở nên sống động hơn đối với kỹ sư hoặc nghệ sĩ.

Một nghiên cứu do Unity ủy thác đã phát hiện ra rằng đây là một trong những hình thức trực quan hóa phổ biến nhất:

Hiển thị 3D thời gian thực

Mặc dù là phương pháp mới nhất, trực quan hóa 3D thời gian thực đang phát triển rất nhanh. Với phần mềm 3D thời gian thực, các mô hình 3D tương tác đầy đủ, môi trường, bản sao kỹ thuật số và toàn bộ thế giới ảo có thể được dựng hình kỹ thuật số chỉ trong nháy mắt – một lợi thế đáng kể so với các công cụ tạo nội dung truyền thống.

Mô hình vật lý

Bao gồm các mô hình in 3D , mô hình đất sét cho ô tô, bản vẽ và bản sao bằng tấm xốp, mô hình vật lý là loại phương pháp trực quan hóa phổ biến nhất. Mặc dù được những người theo chủ nghĩa truyền thống ưa chuộng, các mô hình vật lý không mang lại độ chính xác cao hoặc bất kỳ tính tương tác nào, và việc thử nghiệm nhiều ý tưởng hoặc phiên bản khác nhau rất tốn kém và mất thời gian.

Hình ảnh hóa 2D

Nhanh hơn và tiết kiệm hơn so với mô hình vật lý, trực quan hóa 2D hoạt động bằng cách hiển thị các hình ảnh hai chiều tĩnh như bản vẽ kỹ thuật số, hình ảnh do máy tính tạo ra (CGI) và ảnh chụp. Mặc dù là phương pháp trực quan hóa phổ biến thứ hai, trực quan hóa 2D lại kém hiệu quả trong việc thể hiện tỷ lệ và kích thước – các nhà thiết kế thường cần chuẩn bị nhiều bản dựng hình để mô phỏng phối cảnh và độ sâu trường ảnh (DoF) cần thiết nhằm tạo cảm giác chân thực như ngoài đời thực.

Các định dạng dữ liệu công nghiệp như dữ liệu thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) hoặc dữ liệu mô hình thông tin xây dựng (BIM) thường được các kỹ sư, nhà thiết kế và kiến ​​trúc sư sử dụng để tạo các mô hình 2D và 3D chi tiết của các sản phẩm chế tạo, tòa nhà, v.v.

Dữ liệu CAD và BIM được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng cải thiện sự hợp tác và đẩy nhanh thời gian từ khâu lên ý tưởng đến sản xuất. Tuy nhiên, mật độ, độ phức tạp và kích thước tệp của những dữ liệu này khiến việc trực quan hóa tương tác trở nên khó khăn.

Vì trực quan hóa là một công cụ thiết yếu được sử dụng ở tất cả các giai đoạn của vòng đời sản phẩm , các ngành công nghiệp hiện đang chuyển sang sử dụng các công cụ 3D thời gian thực để cho phép trực quan hóa 3D tương tác, chân thực, nhằm cải thiện sự hợp tác giữa nhiều người dùng và việc ra quyết định. Tuy nhiên, họ vẫn còn một trở ngại cần vượt qua – đó là chuyển đổi các định dạng dữ liệu công nghiệp sang định dạng tương thích với công cụ đồ họa 3D thời gian thực.

Vậy, các công ty vượt qua trở ngại này như thế nào? Họ sử dụng giải pháp tối ưu hóa dữ liệu để thu hẹp khoảng cách đó.

Các giải pháp này lấy dữ liệu công nghiệp, chẳng hạn như các tệp CAD, dựa trên các bề mặt tham số chính xác (gọi là BREP hoặc NURBS) và chuyển đổi dữ liệu này thành biểu diễn dạng tam giác của các đối tượng 3D (gọi là dữ liệu lưới) có thể hỗ trợ tương tác một cách chính xác trên các thiết bị như điện thoại, máy tính bảng và các thiết bị thực tế tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR). Điều này cho phép các nhóm khám phá các mô hình từ bất kỳ góc nhìn nào, cùng nhau xem xét các thiết kế một cách toàn diện và cuối cùng đưa ra các quyết định tốt hơn trước khi thực hiện trong thực tế.

Các công ty sản xuất tài sản vật chất (ô tô, robot, tòa nhà, v.v.) có vô số yêu cầu về trực quan hóa. Để đáp ứng những nhu cầu này, nhiều người hiện đang sử dụng một mảng các công cụ và trải nghiệm, chẳng hạn như hình ảnh và video. Nhưng nếu một bức ảnh đáng giá ngàn lời nói, thì việc có được thông tin tương tự dưới 3D sẽ có ý nghĩa như thế nào?

Sức mạnh của hình ảnh 3D nằm ở khả năng tái tạo hiện thực song song – mang lại nhiều lợi ích, bao gồm:

• Tiết kiệm chi phí nhờ giảm sự phụ thuộc vào các nguyên mẫu vật lý đắt tiền và phát hiện sớm các lỗi thiết kế và kỹ thuật.
• Rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường nhờ tạo điều kiện thuận lợi cho sự hợp tác và giao tiếp giữa các nhóm.
• Tăng doanh số bán hàng bằng cách giới thiệu sản phẩm theo những cách hấp dẫn hơn, vượt ra ngoài các định dạng đa phương tiện truyền thống.

Giành được nhiều dự án hơn bằng cách trình bày các thiết kế tương lai một cách chân thực và sát với thực tế.

Công nghệ hình ảnh 3D được sử dụng để tạo nội dung kỹ thuật số trong nhiều ngành công nghiệp như thiết kế sản phẩm, sản xuất, kiến ​​trúc, thiết kế nội thất, bán hàng và tiếp thị , giáo dục và đa phương tiện.

Thiết kế và sản xuất sản phẩm

Công nghệ trực quan hóa 3D tạo ra hiệu quả trong quy trình sản xuất và thiết kế sản phẩm bằng cách cung cấp khả năng hỗ trợ bằng thực tế tăng cường (AR) trong quá trình sản xuất, xác thực quy trình lắp ráp ảo, đào tạo kỹ thuật viên và mô phỏng nhà máy kỹ thuật số.

2. Kiến trúc và thiết kế nội thất

Công nghệ trực quan hóa 3D cho phép các kiến ​​trúc sư và nhà thiết kế nội thất tạo trải nghiệm BIM thời gian thực để thúc đẩy hiệu quả dự án, tiến hành đánh giá thiết kế chi tiết và kết nối thiết kế với thi công.

3. Bán hàng và tiếp thị

Bằng cách sử dụng hình ảnh 3D , các nhà tiếp thị có thể thúc đẩy sự tương tác và tăng tỷ lệ chuyển đổi bằng cách tạo ra các công cụ cấu hình sản phẩm tương tác , trải nghiệm mua sắm AR/VR, sự kiện ảo và hình ảnh hiển thị chân thực.

4. Đào tạo

Hình ảnh hóa 3D giúp cải thiện quá trình đào tạo bằng cách đáp ứng nhiều phong cách học tập khác nhau thông qua trải nghiệm thực tế ảo, cung cấp cho sinh viên khả năng truy cập lớp học từ xa sống động và nhiều hơn nữa.

Với phần mềm 3D thời gian thực, các mô hình 3D tương tác hoàn toàn, môi trường và toàn bộ thế giới ảo có thể được dựng hình kỹ thuật số nhanh hơn cả chớp mắt - một lợi thế đáng kể so với các công cụ tạo nội dung truyền thống.

Trải nghiệm 3D thời gian thực về cơ bản bao gồm cả hai yếu tố sau:

• Mang tính nhập vai , bởi vì sự thể hiện thực tế kỹ thuật số rất sống động và gần giống với trải nghiệm thực tế tương tự của chúng ta, và
• Mang tính tương tác , bởi vì người dùng có quyền kiểm soát chính xác trải nghiệm của mình, tương tự như một trò chơi điện tử.

Trong quá trình sáng tạo, 3D thời gian thực cho phép người dùng nhanh chóng chỉnh sửa và thay đổi các thành phần như hoạt hình, âm thanh và video, phim điện ảnh, môi trường, ánh sáng, giao diện người dùng, hiệu ứng hình ảnh, v.v. Ở bất kỳ giai đoạn nào trong quá trình phát triển, người dùng đều có thể xem trước kết quả công việc của mình theo thời gian thực – hình ảnh hiển thị tức thì, vì vậy không cần phải chờ đợi kết quả được hiển thị.

Sau khi nội dung 3D thời gian thực được tạo ra, nó có thể được triển khai lên các thiết bị di động, máy tính, thiết bị AR và VR, và các nền tảng khác. Người dùng có thể tương tác trong thời gian thực với các ứng dụng "trực tiếp" này, mang lại trải nghiệm hấp dẫn và sống động hơn nhiều so với nội dung tĩnh, không tương tác.

Thế giới của chúng ta tồn tại trong không gian ba chiều; chúng ta di chuyển, suy nghĩ và trải nghiệm trong 3D. Sự hiện diện không gian mở rộng mà môi trường ảo tái tạo mang lại nhiều lợi ích, chẳng hạn như khả năng giải quyết vấn đề được nâng cao , khả năng ghi nhớ kiến ​​thức tốt hơn , và mức độ tham gia và hiểu biết cao hơn .

Kết xuất 3D là một bước trong quy trình trực quan hóa 3D sử dụng ánh sáng để tạo ra hình ảnh dựa trên dữ liệu ba chiều được lưu trữ trên máy tính của bạn.

Liên quan đến dựng hình 3D , dựng hình thời gian thực thường được sử dụng nhiều nhất trong trò chơi điện tử hoặc đồ họa tương tác. Kết xuất thời gian thực cũng sử dụng ánh sáng để tạo ra hình ảnh nhưng với tốc độ nhanh hơn nhiều, do đó các cảnh dường như diễn ra trong thời gian thực và người dùng có thể tương tác với hình ảnh được kết xuất trong khi nó vẫn đang được xử lý.

Tại sao dựng hình 3D lại quan trọng?

Việc dựng hình 3D rất quan trọng vì nó giúp cho việc trực quan hóa 3D trở nên khả thi. Đây là bước trong quy trình cho phép chuyển đổi mô hình 3D thành hình ảnh 2D của sản phẩm, tòa nhà, v.v. với hiệu ứng chân thực như ảnh chụp.

Công nghệ dựng 3D cho phép các kiến ​​trúc sư, nhà thiết kế và kỹ sư dễ dàng cộng tác với các bên liên quan, hình dung ý tưởng và xác định lỗi trước khi bắt đầu dự án.

Với các xu hướng mới nổi như cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (4IR) và metaverse, việc dựng hình dữ liệu 3D ngày càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Hình ảnh 3D so với kết xuất 3D

Mặc dù thường được giải thích là hai quy trình khác nhau, trực quan hóa 3D và dựng hình 3D có mối liên hệ với nhau.

Mô phỏng 3D là quá trình tạo ra các mô hình 3D để thể hiện thiết kế của sản phẩm, tòa nhà và nhiều thứ khác. Kết xuất 3D là một bước trong quy trình này, không thể bắt đầu nếu không có mô hình 3D và – vì hình ảnh hóa chồng lên thế giới thực – cần phải có tính không gian (3D).

Sự kết hợp giữa dựng hình 3D và trực quan hóa 3D tạo nội dung sống động và hấp dẫn.