Anatómia 3D modelu
3D modely sú jedným zo základných stavebných kameňov 3D počítačovej grafiky. Bez nich by nebolo žiadna počítačová animácia - žiadny Toy Story , žiadny Wall-E , žiadny veľký zelený ogre.
Nebudú existovať žiadne 3D hry, čo znamená, že sme nikdy nepoznali Hyrule v Ocarine of Time a Majster bol nikdy na Halo. Neboli by existovať žiadne filmy Transformers (aspoň takým spôsobom, ako ich poznáme dnes) a reklamy na autá by nemohli vyzerať niečo podobné.
Každý objekt, charakter a prostredie v každom počítačovom animovanom filme alebo 3D videohre sa skladá z modelov 3D. Takže áno, sú vo svete CG veľmi dôležité.
Čo je to 3D model?
3D model je matematické znázornenie akéhokoľvek trojrozmerného objektu (skutočného alebo predstaveného) v 3D prostredí softvéru. Na rozdiel od 2D obrazu môžu byť 3D modely prezerané v špecializovaných softvérových balíčkoch z ľubovoľného uhla a môžu byť zmenené, otočené alebo voľne upravené. Proces vytvárania a tvarovania 3D modelu je známy ako 3D modelovanie.
Typy 3D modelov
Existujú dva primárne typy 3D modelov, ktoré sa používajú v priemysle filmov a hier, pričom najdôležitejšie rozdiely spočívajú v spôsobe, akým sú vytvorené a manipulované (existujú aj rozdiely v základnej matematike, ale to je menej dôležité až do konca -user).
- NURBS Povrch: nerovnomerný racionálny B-spline alebo povrch NURBS je hladký model povrchu vytvorený pomocou Bezierových kriviek (ako 3D verzia nástroja MS Paint pen). Na vytvorenie povrchu NURBS umelca kreslí dve alebo viac kriviek do 3D priestoru, ktoré môžu byť manipulované pohyblivými úchytmi nazývanými kontrolné vrcholy (CV) pozdĺž osi x, y alebo z.
- Softvérová aplikácia interpoluje priestor medzi krivkami a vytvára medzi nimi rovnomerné oká. Povrchy NURBS majú najvyššiu úroveň matematickej presnosti a preto sú najčastejšie používané pri modelovaní pre inžiniersky a automobilový dizajn.
- Polygonálny model: Polygonálne modely alebo "oká", ako sa často nazývajú, sú najbežnejšou formou 3D modelu, ktorý sa nachádza v animačnom, filmovom a hernom priemysle, a oni budú taký druh, na ktorý sa zameriame. zvyšok článku.
Komponenty polygonálneho modelu
- Tváre: Definujúcou charakteristikou mnohouholníkového modelu je, že (na rozdiel od NURBSových plôch) sú polygonálne oká tvárou v tvár , čo znamená, že povrch 3D modelu pozostáva zo stoviek alebo tisícov geometrických tvárí.
Pri dobrom modelovaní sú polóny buď štvorstranné ( štvorce - norma v charaktere / organické modelovanie) alebo trojstranné ( tris - používané bežnejšie v hernom modelovaní). Dobrí modeléri sa usilujú o efektívnosť a organizáciu, snažia sa udržať počet polygónov čo najnižšie pre zamýšľaný tvar.
Počet polygónov v sieti sa nazýva polypočet , zatiaľ čo polygónová hustota sa nazýva rozlíšenie . Najlepšie 3D modely majú vysoké rozlíšenie? kde je potrebných podrobnejších podrobností - ako sú ruky alebo tvár postavy a nízke rozlíšenie v oblastiach s nízkym detailom oka. Typicky platí, že čím je vyššia celková rozlišovacia schopnosť modelu, tým je hladšia v konečnej podobe. Mriežky s nižším rozlíšením vyzerajú rozbitne (pamätajte Mario 64 ?).
- Okraje: Okraj je akýkoľvek bod na povrchu 3D modelu, kde sa stretnú dve polygonálne tváre .
- Vertices: Priesečník medzi tromi alebo viacerými okrajmi sa nazýva vrchol ( vertices ). Manipulácia vrcholov na osi x, y a z (bežne označovaná ako "tlačenie a ťahanie vertikov") je najbežnejšou technikou na tvarovanie mnohouholníkovej sito do konečného tvaru v tradičných modelovacích balíčkoch ako Maya, 3Ds Max, atď. . (Techniky sú veľmi, veľmi odlišné v sculpting aplikácií ako ZBrush alebo Mudbox.)
Polygonálne modely sú veľmi podobné geometrickým tvarom, o ktorých ste sa pravdepodobne dozvedeli na strednej škole. Rovnako ako základná geometrická kocka, 3D polygonálne modely pozostávajú z tvárí, okrajov a vrcholov .
V skutočnosti najzložitejšie 3D modely začínajú ako jednoduchý geometrický tvar, ako napríklad kocka, guľa alebo valec. Tieto základné 3D tvary sa nazývajú objektové primitívy . Primitiva môžu byť potom modelované, tvarované a manipulované s akýmkoľvek objektom, ktorý sa umelca snaží vytvoriť (rovnako ako by sme chceli prejsť do detailov, pokryjeme proces 3D modelovania v samostatnom článku).
Je tu ešte jedna súčasť 3D modelov, ktoré je potrebné riešiť:
Textúry a Shadery
Bez textúr a shaderov by 3D model nebol podobný. V skutočnosti by ste to vôbec nemohli vidieť. Hoci textúry a shadery nemajú nič spoločné s celkovým tvarom 3D modelu, majú všetko čo do činenia so svojim vizuálnym vzhľadom.
- Shadery: Shader je sada inštrukcií aplikovaných na 3D model, ktorý umožňuje počítaču vedieť, ako má byť zobrazený. Hoci tieňové siete môžu byť kódované ručne, väčšina 3D softvérových balíkov má nástroje, ktoré umožňujú umelcom veľmi ľahko upraviť parametre shaderu. Pomocou týchto nástrojov môže umelca ovládať spôsob, akým povrch modelu spolupracuje so svetlom, vrátane opacity, odrazivosti, zrkadlového zvýraznenia (lesk) a desiatok ďalších.
- Textury: Texty tiež výrazne prispievajú k vizuálnemu vzhľadu modelu. Textúry sú dvojrozmerné obrazové súbory, ktoré je možné mapovať na 3D povrchu modelu pomocou procesu známeho ako mapovanie textúr . Textúry sa môžu zložito pohybovať od jednoduchých farebných textúr až po úplne fotorealistické detaily povrchu.
Texturing a tieňovanie sú dôležitým aspektom počítačového grafického potrubia a stať sa dobrým v písaní šablónových sietí alebo vytvárania textúrnych máp je špecialitou v jeho vlastnom poriadku. Textúra a umelci sú rovnako inštrumentálne v celkovom vzhľade filmu alebo obrazu ako modelár alebo animátor.
Urobil si to!
Dúfajme, že v tomto momente viete trochu viac o 3D modeloch a ich hlavných charakteristikách. V ich jadre sú 3D modely len zložité geometrické tvary so stovkami malých polygonálnych tvárí. Aj keď je nepochybne zábavné čítať o 3D modeloch, je to ešte viac vzrušujúce, aby ste ich urobili sami.