2D и 3D-графика: Введение и их роль в мире дизайна 

---

2D и 3D-графика — два принципиально разных направления в графическом дизайне. Они имеют отношение не только к искусству. Также двухмерные и трёхмерные изображения помогают делать интерфейсы более дружелюбными и визуализировать научные данные. 

С их помощью оформляют сайты, соцсети и делают сложный грим для фильмов. Если вы только начинаете погружение в эту сферу или выбираете стиль для проекта, статья поможет разобраться в основных понятиях и технологиях создания обоих видов.

Основы 2D и 3D-графики

В аббревиатурах 2D и 3D буква D обозначает «dimensional», то есть количество измерений, в которых находится изображение и которые показывает изображение. Здесь мы разберём основные различия в устройстве этих видов рисования.

Что такое 2D-графика 

2D — это двухмерная картинка, которая определяется только высотой и шириной. Это минимум, который нужен, чтобы создать изображение, подобное реальности. В одном измерении существуют только линии и отрезки.

2D-графика имеет свои особенности и характеристики, которые определяются ограничением на два измерения (горизонтальное и вертикальное). Вот некоторые из них:

— Плоскость. 2D-графика представляет изображения в двухмерной плоскости, не учитывая их глубину. Это означает, что объекты изображаются на одной плоскости, и их удалённость от зрителя не важны.

— Координаты. Всё пространство двухмерного изображения можно измерить плоской сеткой квадратов и отобразить на математическом графике. Каждая точка на изображении определяется координатами высоты и длины (x, y). При соединении этих точек и получается изображение.

— Простые формы. 2D-графика часто использует простые формы, такие как линии, кривые, круги и прямоугольники. Это делает её более подходящей для статичных изображений.

Чаще всего 2D-графика используется в следующих типах изображений:

— Иконки и логотипы. Множество иконок и логотипов создаются в 2D-формате для лёгкости восприятия и символьной простоты.

— Рисунки и комиксы. Традиционные рисунки, комиксы и иллюстрации часто выполняют в 2D-формате, потому что построение анатомически верного объёма требует временных затрат и добавляет ненужную детализацию.

— Мультипликация. Первый, традиционный вид анимации — это быстрая смена бумажных рисунков, выполненных в технике 2D вручную. Благодаря этому мультфильмы появлялись быстрее, чем при наличии третьего измерения.

Что такое 3D-графика 

3D — это трёхмерная картинка, в которой кроме высоты и ширины измеряется ещё и глубина, то есть появляется перспектива. Благодаря этому в 3D возможно показать объём объекта и сделать его более реальным, чем в 2D. Вот некоторые особенности и характеристики 3D графики:

— Глубина и объем. 3D-графика использует третье измерение (z-координату в добавление к x и y), что добавляет глубину и объём к объектам. Благодаря нему художники моделируют реалистичные сцены с глубиной и перспективой, показывать детальнее текстуры и соотношение между объектами.

— Большая степень реализма. 3D-изображения более реалистичные благодаря сложному математическому моделированию трёхмерных форм, текстур, теней и освещения.

— Сложные формы и движение. Только с помощью 3D-графика становятся возможны сложные многограные объекты, такие как трёхмерные модели, а также сложные анимации, в которых объекты могут двигаться в трехмерном пространстве.

Чаще всего 3D-графику можно встретить в этих областях применения:

— 3D-модели в играх. В игровой индустрии 3D используется для создания моделей персонажей, объектов и их окружения, что придает игровым мирам более реалистичный вид.

— Спецэффекты в кино и анимации. В кино и анимации 3D -графика используется для создания грима, эффектов, персонажей и сцен, которые трудно или невозможно реализовать в реальном мире.

— Архитектурное моделирование. В архитектурной индустрии 3D графика используется для создания трёхмерных моделей зданий, ландшафтов и интерьеров, что помогает визуализировать проекты перед их реальным выполнением.

Основные принципы и методы 

Принципы создания 2D-графики 

Инструменты для создания 2D-графики варьируются от ручных методов до цифровых приложений. Если вы планируете развиваться в этом направлении, вам стоит изучить как традиционные, так и диджитал-техники. 

Ручные техники 2D-графики — это маркеры, карандаши, акварель, гуашь и тушь. Традиционное рисование делится на два направления: чёрно-белую и цветную графику. У каждой из них свои законы, а цвет в классической теории считается добавлением к чёрно-белому каркасу. Попробуйте эти материалы на бумаге, чтобы лучше понимать, как работает их имитация в диджитал-формате.

В этом списке мы собрали цифровые инструменты и программы для двухмерного графического дизайна. Вся работа выполняется не на ноутбуке или компьютере, а стилусом прямо на экране графического планшета.

Графические редакторы. 

— Adobe Photoshop — базовый инструмент дизайнера. Мощный редактор для рисования, ретуши, цветокоррекции и добавления эффектов. 

— Corel Painter — инструмент для рисования. Редактор предоставляет большой выбор кистей и правдоподобно имитирует традиционные художественные техники.

Векторные редакторы. 

— Adobe Illustrator. Редактор масштабируемых векторных изображений, отлично подходит для логотипов и иллюстраций.

— Inkscape. Бесплатный и открытый векторный редактор с множеством функций, мало чем уступающий линейке продуктов от Adobe. Подходит для обучения.

Анимационные программы.

— Adobe Animate (ранее Flash). Нужен для 2D-анимации и интерактивных элементов, например, на сайтах и в приложениях.

— Toon Boom Harmony. Профессиональная анимационная программа с множеством инструментов для 2D-анимации и видеоработ.

Принципы создания 3D-графики 

Рисовать трёхмерные объекты и анимации технически сложнее, чем двухмерную статичную графику и моушн-дизайн. Идеально точный  расчёт перспективы требует постоянных математических вычислений для z-координаты. Именно эту часть берут на себя технологии профессиональные программы для дизайнеров. 

Программы для 3D-моделирования:

— Autodesk Maya. Профессиональная программа для построения 3D-моделей, анимации и визуальных эффектов. Широко используется в индустрии кино и игр.

— Blender. Бесплатная и открытая программа для 3D-моделирования, анимации и рендеринга. Обладает множеством функций и поддерживает различные платформы.

— Autodesk 3ds Max. Программа для моделирования, анимации и визуализации 3D-сцен. Часто используется в архитектурном проектировании и игровой индустрии.

— Cinema 4D. Программа, ориентированная на дизайнеров и художников, предоставляет широкий спектр инструментов для 3D-моделирования, анимации и визуализации.

— ZBrush. Специализированная программа для создания цифровых скульптур. С её помощью рисуют персонажей и органические структуры для фильмов и игр.

— Rhino (Rhinoceros). Программа для моделирования NURBS (нерациональные базисные сплайны), часто применяется в промышленном дизайне и архитектуре.

Технологии для 3D-моделирования:

— Virtual Reality (VR) и Augmented Reality (AR). Используются для взаимодействия с 3D-моделями в виртуальном или дополненном пространстве. Технологии активно применяют в VR-очках, таких как Oculus Rift.

— Photogrammetry. Технология, использующая фотографии для воссоздания высокоточных 3D-моделей объектов и сцен. Например, программы RealityCapture и Agisoft Metashape.

— Procedural Modeling. Техника программирования 3D-моделей с использованием алгоритмов и правил, автоматически генерирующая сложные структуры. Например, программа Houdini.

— Game Engines (игровые движки). Unity и Unreal Engine позволяют отрисовывать многосоставные интерактивные 3D-сцены и игры, предоставляя инструменты для моделирования, анимации и программирования.

— Cloud-Based 3D Modeling. Облачные сервисы, такие как Tinkercad и Fusion 360 от Autodesk, позволяют хранить и проектировать 3D-модели непосредственно в веб-браузере, не тратя место на компьютере.

Применение 2D и 3D-графики в различных областях 

Использование 2D-графики 

Двухмерные изображения с первого взгляда кажутся примитивными и устаревшими по сравнению с трёхмерными. Это не совсем так, просто она нужна для других целей. Это во многом более символическое изображение, которое направлено в первую очередь на выражение стиля, а не чёткую передачу реальных объектов. Сегодня эта техника активно используется во многих сферах дизайна.

— Иллюстрации для книг и журналов. Художники рисуют 2D-иллюстрации для книг, журналов и комиксов, стильных авторских зинов.

— Детская литература. Яркие и понятные 2D-иллюстрации художники рисуют для детских книг. Здесь они помогают детям проще опознавать предметы из реального мира и запоминать их.

— Графический дизайн для брендов. Дизайнеры используют 2D-графику для дизайна логотипов, брендов и других элементов корпоративного стиля. Упаковки продуктов, этикетки, баннеры и рекламные материалы тоже включают двухмерные элементы.

— Веб-дизайн и мобильная разработка. Большинство иконок, кнопок, линий и других графических элементов на веб-сайтах именно двухмерные. Таким образом получаются иллюстрации, фоны и анимированные части для приложения.

— Видеоигры. В 2D-видеоиграх двухмерные персонажи, фоны, анимации и другие игровые элементы. Есть отдельный стиль инди-ретро игр: они используют пиксельную графику.

— Оформление контента. Элементы графики нужны для оформления ленты в соцсетях, оформления постов и презентация в индивидуальном стиле.

Использование 3D-графики 

3D-графика постоянно развивалась с конца 1990-х годов и сегодня стала невероятно реалистичной. Хотя раньше её считали только инструментом для развлечения, сегодня она используется во многих профессиональных областях.

— Архитектурное моделирование. Фотореалистичные подробные изображения позволяют визуализировать проекты перед началом строительства, оптимизировать распределение пространства в зданиях и анализировать структуры и инженерные системы. Виртуальные прогулки по трехмерным моделям помогают лучше представить окончательный результат и сделать общение с клиентами более наглядным.

— Игровая индустрия. В игровой индустрии 3D-графика — это основной компонент игровых миров. Она используется для разработки трехмерных окружений, персонажей и визуальных эффектов, таких как анимация движений и имитация реальных физических явлений, например, воды или огня. Таким образом впечатления игроков становятся более острыми.

— Киноиндустрия. В киноиндустрии 3D-графика применяется для добавления визуальных эффектов в сцены с живыми актёрами, интеграции компьютерной графики и анимации цифровых персонажей. Так появились всемирно известные герои — чудовища, домовый эльф Добби, Голлум и другие.

— Обучение. В области образования 3D-графика применяется в проектировании виртуальных сред и обучающих симуляторов, обеспечивая интерактивные учебные материалы и виртуальные лаборатории.

Преимущества и ограничения 2D и 3D-графики 

Двухмерные и трёхмерные изображения нужны в разных контекстах, развлекательных и научных сферах. Выбор техники обычно зависит от приоритетов: это может быть скорость создания, стоимость, реалистичность, техничность и другие.

Преимущества 2D-графики 

— Простота использования. 2D-графика проще в рисовании и использовании в любых контекстах, чем 3D. Это особенно важно для тех, кто только начинает осваивать графический дизайн.

— Высокая скорость и эффективность. В иллюстрациях, комиксах, картах и других визуальных материалах, где третье измерение не является критически важным, 2D-графика более эффективна.

— Анимация и мультипликация. В мире анимации и визуальных эффектов для мультфильмов, рекламы и короткометражек 2D-графика обеспечивает узнаваемый авторский стиль, удешевляет и ускоряет производство контента.

— Низкие требования к ресурсам. В сравнении с 3D-графикой, рисование и редизайн 2D-графики обычно требует меньше вычислительных ресурсов. Это делает её доступной на более старых или менее производительных устройствах.

— Лёгкая интеграция с интерфейсами. 2D-графика часто используется для создания элементов пользовательского интерфейса (UI) в веб-дизайне, приложениях и видеоиграх. Благодаря этому загрузка страниц занимает меньше времени — а этот параметр ключевой для популярности сайтов.

— Стилизация и гибкость. В 2D-графике легко экспериментировать с символикой и стилизацией. Это особенно важно в графическом коммерческом дизайне, логотипах и печатном искусстве, где важны эксперименты с формой и узнаваемость персонального стиля дизайнера или художника. При этом цифровые инструменты идеально точно имитируют традиционные методы.

Преимущества 3D-графики 

Трёхмерные модели полезны в научных и технически сложных областях, связанных с прогнозами и высокой точностью. В целом 3D-графика намного математичнее и гораздо точнее имитирует реальность. Вот какие преимущества есть у этого направления.

— Реалистичность и объем. Это особенно полезно в архитектурном и медицинском моделировании, играх и визуальных эффектах для кино.

— Аналитические возможности. В науке и инженерии 3D-графика используется в симуляциях и анализе сложных систем, таких как аэродинамические характеристики, медицинские модели и длительные физические процессы. Учёные моделируют органы и ткани, что помогает в визуализации и планировании хирургических вмешательств.

— Плавность движения. 3D-графика помогает рассчитать механизмы для плавной анимации объектов и персонажей. Это важно для киноиндустрии, рекламных роликов, анимационных фильмов и игр.

— Эффект погружения. В мире игр и симуляций 3D-графика обеспечивает более интерактивные и правдоподобные визуальные впечатления. Виртуальная реальность (VR) использует 3D-графику для создания сред, где пользователи могут взаимодействовать с трехмерным окружением.

Тренды и будущее 2D и 3D-графики 

В двухмерной веб-графике остаётся популярным и развивается направление flat design — оно фокусируется на минимализме, чистых цветах и не пытается имитировать текстуры реального мира. Именно этот стиль вы встретите в большинстве интерфейсов, сайтов и упаковок товаров. Подробнее о том, как устроен этот стиль и как научиться им пользоваться читайте в нашей статье.

Трёхмерные модели и анимация тоже не стоят на месте. Художники и технические специалисты учатся ещё более правдоподобно копировать реальные текстуры. Набирает популярность многослойная иллюстрация, которая позволяет добиться более живого, похожего на реальность эффекта.

В обоих направлениях художники экспериментируют с абстракцией и футуристичными формами, используют объёмные иллюстрации в дизайне сайтов. Однако нужно помнить, что объёмные объекты утяжеляют сайт и делают загрузку медленнее. Эту проблему постепенно решают облачные хранилища, которые всё больше используются для обмена контентом и хранения массивов данных.

Два направления объединяются в направлении material design, где сочетаются плоскость, объёмные эффекты и текстуры материалов. Этот стиль помогает добиться наиболее приятного пользовательского опыта и сделать интерфейсы более контактными и интуитивно понятными.

На курсе по веб-дизайну в онлайн-институте Vill эксперты учат основам двухмерной и трёхмерной графики и вместе со студентами создают учебные работы. Если вы только начинаете развитие в этой сфере, здесь вы поймёте, как именно хотите работать и какая сфера вам интереснее всего.