3D-моделирование и визуализация

3D-модели и рендеры для обучения моделей зрения и не только: от отдельных изделий до процедурно генерируемых сцен с тысячами вариантов.

Что это и кому нужно

3D-моделирование — это создание цифровых копий объектов и сред: геометрии, материалов, освещения. 3D-визуализация превращает эти модели в изображения и видео. Для нас это инструмент производства синтетических датасетов, но услугу можно заказать и отдельно: многие компании используют модели для каталогов, презентаций, обучающих материалов и проверки решений до запуска производства.

Кому подходит:

• командам, которые собираются обучать модели компьютерного зрения и хотят подготовить библиотеку объектов заранее;
• производителям, которым нужны реалистичные изображения изделий до выпуска первой партии;
• интеграторам, которым нужны сцены для имитации работы камер на объекте;
• маркетинговым и продуктовым отделам, которым нужны изображения упаковки, оборудования и интерьеров без съёмки.

Как 3D-модели превращаются в данные для обучения, описано на странице Технология, а полный процесс производства датасета — в разделе синтетические датасеты.

Задачи, которые решаем

• Моделирование по чертежам. Точные модели деталей и узлов по размерам из чертежей и спецификаций.
• Моделирование по фотографиям. Восстановление формы и текстур предмета по снимкам с разных ракурсов, включая фотограмметрию.
• Моделирование по описанию. Объекты, которых ещё нет: концепты, прототипы, редкие дефекты, нестандартные упаковки.
• Создание материалов. Металл, пластик, стекло, ткань, дерево, бумага, загрязнения, потёртости. Настраиваем физически корректные материалы, от которых зависит реализм: PBR-материалы.
• Сборка сцен. Склад, цех, полка магазина, дорога, помещение, рабочее место. Расстановка объектов с учётом реальных пропорций.
• Освещение и камеры. Имитация естественного и искусственного света, HDRI, тени, а также характеристик конкретной камеры: объектив, шум, искажения. См. статьи про освещение в рендере и виртуальную камеру.
• Оптимизация для массового рендера. Упрощение геометрии, текстур и сцен, чтобы десятки тысяч кадров считались быстро. Подробнее: оптимизация 3D-моделей.
• Анимация и видео. Движение объектов и камеры, последовательности кадров для обучения на видео.

Что входит в работу

• Анализ исходных материалов: чертежи, фотографии, образцы, описания, референсы.
• Построение геометрии с нужным уровнем детализации.
• Разработка материалов и текстур, подбор параметров поверхности.
• Подготовка вариативности: цвета, состояния, износ, загрязнения, дефекты.
• Сборка сцен и настройка параметров рендера.
• Тестовые рендеры и согласование внешнего вида.
• Финальный рендеринг изображений и видео в нужном разрешении и формате.
• Передача моделей в согласованных форматах, если они входят в поставку.

Как проходит работа

1. Сбор исходных данных. Вы присылаете чертежи, фото, образцы или описание. Мы уточняем, что важно передать точно, а что можно упростить.
2. Определение уровня детализации. Обсуждаем, где нужна точность до миллиметра, а где достаточно общей формы. Это определяет и сроки, и стоимость.
3. Черновая модель. Показываем геометрию без материалов. Здесь легче всего исправлять пропорции.
4. Материалы и текстуры. Добавляем поверхность, проверяем при разном освещении.
5. Тестовые кадры. Рендерим несколько ракурсов, сравниваем с референсами, вносим правки.
6. Сцены и вариативность. Собираем окружение, добавляем варианты объектов, настраиваем процедурную генерацию (процедурные сцены).
7. Финальный рендер и приёмка. Запускаем полный объём, выборочно проверяем, передаём результат.

Что получает клиент

• Изображения в PNG, JPEG или EXR, видео в стандартных контейнерах.
• 3D-модели в распространённых форматах (например, FBX, OBJ, glTF, USD) по договорённости.
• Текстуры и материалы в виде отдельных карт: цвет, шероховатость, металличность, нормали.
• Сцены и конфигурации рендера, если нужно воспроизводить результат самостоятельно.
• Дополнительные каналы: маски объектов, карты глубины и нормалей, которые превращают рендер в готовый размеченный датасет (разметка данных).
• Краткое описание: что модель включает, какие допущения сделаны, как использовать.

Объём и сроки

Сроки определяются сложностью объектов и требованиями к реализму. Ниже ориентиры для типовых случаев.

Подробный расчёт мы делаем после знакомства с материалами. Общие ориентиры собраны на странице Цены.

На что обратить внимание

Избыточная детализация. Модель с миллионами полигонов красиво выглядит, но замедляет массовый рендер в десятки раз. Для датасета важнее скорость и вариативность, чем идеальная глянцевость.

Недостаточный реализм материалов. Пластик, который выглядит как резина, или металл без бликов приводят к разрыву между рендером и реальностью. Этот эффект подробно разобран в статье про domain gap.

Неверный масштаб. Если модель сделана в других единицах, чем сцена, пропорции и тени будут неправдоподобными. Масштаб фиксируется в начале.

Отсутствие вариативности. Один идеальный экземпляр объекта хуже десяти слегка отличающихся: с царапинами, разными оттенками, допусками на форму.

Лицензии и права. Готовые модели из открытых библиотек могут иметь ограничения на коммерческое использование. Мы заранее проверяем происхождение ассетов и сообщаем, что создано с нуля.

Нереалистичная камера. Рендер без шума, виньетирования и искажений слишком чистый. Добавление свойств реальной оптики заметно повышает полезность данных.

Частые вопросы

Можно ли заказать только модели без датасета?

Да. Мы передаём модели и материалы в согласованных форматах, а использовать их можно в любых целях, которые прописаны в договоре.

Что нужно, чтобы вы построили модель?

Лучше всего чертежи и размеры. Если их нет, подойдут фотографии с нескольких сторон и габариты. Для несуществующих объектов достаточно описания и референсов: мы уточним детали на этапе черновой модели.

Насколько реалистичными получаются изображения?

Достаточно, чтобы обучать модели зрения и использовать в каталогах. Уровень реализма настраивается: для датасета он ограничивается скоростью рендера, для рекламной визуализации можно тратить больше времени на кадр.

Вы делаете модели людей и животных?

Мы работаем в первую очередь с предметами, оборудованием, упаковкой и средами. Сложные органические модели возможны, но оцениваются индивидуально.

Можно ли использовать модели в игровых движках или AR?

Да, при оптимизации под нужную платформу. Укажите целевое использование в брифе, и мы подготовим подходящие форматы и уровень детализации.

Как быстро можно получить первые изображения?

Тестовые рендеры по простому объекту появляются в течение нескольких рабочих дней. Подробнее о ходе проекта на странице Как мы работаем.

Как защищаются ваши и наши материалы?

Исходные чертежи и фотографии используются только в рамках проекта, доступ ограничен участниками, условия хранения и удаления фиксируются в договоре.

Какие форматы и программы вы используете?

Работаем в распространённых пакетах трёхмерной графики и отдаём результат в открытых форматах, которые читают почти все программы и движки. Если у вас уже есть конвейер, мы подстроимся под его требования к именованию, единицам измерения и системе координат.

Как вы передаёте идею, если объекта ещё нет?

Начинаем с эскизов и референсов, затем показываем простую форму в нейтральном освещении. Только после согласования пропорций добавляем материалы. Такой порядок позволяет менять идею дёшево, пока она остаётся геометрией, а не готовым рендером.

Сколько вариантов одного объекта стоит делать для датасета?

Чем больше вариативности в форме, цвете и состоянии поверхности, тем лучше модель обобщает. Для типового изделия достаточно 5–20 вариантов с разными допусками, износом и загрязнением. Остальное добирается случайными параметрами в сцене.

Пример типового проекта

Производитель бытовой техники хочет находить на конвейере царапины и сколы на корпусе. Реальный брак встречается редко, а образцов для съёмки мало. Мы строим точную модель корпуса по чертежу, настраиваем материал пластика с правильной шероховатостью, добавляем библиотеку дефектов разных размеров и форм, собираем сцену с освещением, повторяющим цех, и подключаем виртуальную камеру с теми же параметрами, что у промышленной. Результат — десятки тысяч кадров с масками дефектов, где каждый дефект размечен идеально. Этот набор затем смешивается с небольшим числом реальных снимков, как описано в статье про смешивание синтетики и реальных данных.

Такой проект легко масштабировать: когда выходит новая модификация изделия, достаточно обновить модель, а сцены, камеры и конвейер рендера остаются прежними. Это главное преимущество библиотеки 3D-активов перед съёмкой, которую приходится повторять каждый раз.

Как мы проверяем результат

Перед сдачей мы сравниваем рендеры с фотографиями реальных объектов по нескольким признакам: форма и пропорции, поведение бликов, глубина теней, шум и резкость. Это проверка не на красоту, а на пригодность для обучения. Дополнительно запускаем небольшую тестовую модель на рендерах и реальных снимках и смотрим, насколько расходятся результаты. Если разрыв заметен, возвращаемся к материалам и свету, а не просто увеличиваем число кадров. Все найденные расхождения и принятые решения попадают в итоговое описание, чтобы вы понимали, на что можно полагаться.