V predchádzajúcom článku sme uviedli sedem základných techník 3D modelovania používaných v dnešnom priemysle počítačovej grafiky. Pri písaní tohto článku sme si všimli, že sekcie na modelovaní boxov a obrysov sa dostali o niečo dlhšie, než sme zamýšľali.
Nakoniec sme sa rozhodli, že by bolo najlepšie rozdeliť väčšinu týchto informácií do samostatného článku. V tomto diele sa zameriame na niektoré špecifické nástroje a procesy používané pri polygonálnom 3D modelovaní.
Pri polygonálnom modelovaní umelca vytvorí digitálne zobrazenie 3D objektu s geometrickým okom, ktorý sa skladá z tvárí, okrajov a vrcholov . Tváre sú zvyčajne štvorstranné alebo trojuholníkové a vytvárajú povrch 3D modelu. Použitím nasledujúcich techník modelár metodicky transformuje primitívne 3D sieťovanie (obvykle kocku, valca alebo sféru) do kompletného 3D modelu:
01 z 04
vytlačovanie
Extruzia je metóda pridania geometrie k polygónovému primitivu a jeden z hlavných nástrojov, ktoré modelár používa na začatie tvarovania oka.
Pomocou vytláčania modelár manipuluje s rozmermi 3D tak, že zbalí tvár na seba (aby vytvorila vtlačenie), alebo vytlačením tváre smerom von pozdĺž jej povrchu normálny - smerový vektor kolmo na polygonálnu plochu.
Vytlačenie štvorstrannej tváre vytvára štyri nové polygóny na preklenutie medzery medzi východiskovou a koncovou polohou. Extrúzia môže byť ťažké vizualizovať bez konkrétneho príkladu:
- Zvážte jednoduchý tvar pyramídy so štvorhrannou (4-hranou) základňou. Modelár by mohol transformovať túto primitívnu pyramídu do tvaru podobného domu tým, že vyberie základňu pyramídy a vytlačí ju v negatívnom smere Y. Základňa pyramídy je posunutá smerom nadol a v priestore medzi základňou a viečkom sú vytvorené štyri nové vertikálne plochy. Podobný príklad možno pozorovať pri modelovaní noh stoličky alebo kresla.
- Hrany môžu byť tiež pretláčané. Pri vytláčaní okraja je v podstate duplicitná - duplicitná hrana môže byť potom vytiahnutá alebo otočená od originálu v ľubovoľnom smere, s novou polygonálnou plochou automaticky vytvorenou spojením oboch. Toto je primárny prostriedok na tvarovanie geometrie v procese modelovania obrysov .
02 z 04
rozdeľovanie
Rozdelenie je spôsob, akým modelári pridávajú k modelu polygonálne rozlíšenie buď jednotne alebo selektívne. Vzhľadom k tomu, že polygonálny model zvyčajne vychádza z primitivu s nízkym rozlíšením s veľmi malým počtom tvárí, je takmer nemožné vytvoriť hotový model bez aspoň nejakej úrovne rozdelenia.
- Rovnomerné rozdelenie rovnomerne rozdeľuje celý povrch modelu. Jednotné rozdelenia sa zvyčajne vykonávajú v lineárnej mierke, čo znamená, že každá mnohouholníková plocha je rozdelená na štyri. Jednotná delenie pomáha eliminovať "blokovosť" a môže sa použiť na rovnomerné vyhladenie povrchu modelu.
- Okrajové slučky - rozlíšenie sa dá pridať aj selektívnym umiestnením ďalších okrajových slučiek. Okrajovú slučku možno pridať na ľubovoľnú súvislú sadu mnohouholníkových tvárí a rozdeliť vybrané plochy bez zbytočného pridania rozlíšenia k zvyšku oka. Okrajové okruhy sa zvyčajne používajú na pridanie rozlíšenia v oblastiach modelu, ktoré vyžadujú úroveň detailu neprimeranú k blízkej geometrii (kolenné a lakované kĺby modelu postavy sú hlavným príkladom, ako sú pery a oči).
Okrajové slučky môžu byť tiež použité na prípravu povrchu na extrúziu alebo rovnomerné rozdelenie. Ak je povrch rovnomerne rozdelený, akékoľvek tvrdé okraje sú zaoblené a uhladené - ak je požadované rozdelenie, ale modelár by chcel zachovať určité tvrdé okraje, môže byť udržiavaný umiestnením okrajovej slučky na obidve strany príslušného okraja. Rovnaký účinok možno dosiahnuť použitím skosenia , ktoré je uvedené nižšie.
03 z 04
Úkosy alebo úkosy
Ak ste sa už v oblasti strojárstva, priemyslu alebo drevárskeho priemyslu nachádzali, slovo " Bevel" už môže mať určitú váhu pre vás.
Štandardne sú okraje na 3D modeli nekonečne ostré - podmienka, ktorá sa prakticky nikdy nevyskytuje v reálnom svete. Pozrite sa okolo vás. Dôkladne skontrolované, takmer každá hranica, ktorú narazíte, bude mať nejaký druh kužeľa alebo kruhovitosti.
Skosenie alebo skosenie berie tento jav do úvahy a používa sa na zníženie tvrdosti okrajov na 3D modeli:
- Napríklad každý okraj na kocke nastane pri 90 stupňovej konvergencii medzi dvoma polygonálnymi plochami. Zosadenie týchto okrajov vytvára úzku 45-stupňovú tvár medzi zbiehajúcimi sa rovinami, aby zmäkčovala vzhľad okraja a pomáha kocke komunikovať so svetlom realistickejšie. Dĺžku (alebo posunutie ) skosenia, ako aj jeho zaoblenosť môže určiť modelár.
04 z 04
Rafinácie / Shaping
Tiež označované ako "tlačenie a ťahanie vrcholov", väčšina modelov vyžaduje určitú úroveň manuálneho zladenia. Pri vylepšovaní modelu umelca presunie jednotlivé vrcholy pozdĺž osi x, y alebo z na jemné naladenie obrysov povrchu.
Dostatočná analógia pre zdokonalenie možno vidieť v diele tradičného sochára: Keď sochár pracuje, najprv zablokuje veľké formy sochy a zameriava sa na celkový tvar jeho dielu. Potom prehliadne každú oblasť sochy pomocou "hrebenej kefy", aby jemne vyladil povrch a vyrezal potrebné detaily.
Vylepšenie 3D modelu je veľmi podobné. Každá extrúzia, skosenie, okrajová slučka alebo rozdelenie je typicky sprevádzané aspoň troškou zdokonalenia vertexu po vrchole.
Rafinérske štádium môže byť ťažké a pravdepodobne spotrebuje 90 percent celkovej doby, ktorú modelár trávi na kus. Môže trvať iba 30 sekúnd, kým sa umiestni okrajová slučka alebo vytiahnete extrúziu, ale nebolo by to neslýchané, keby modelár strávil hodiny vylepšovaním okolitej povrchovej topológie (najmä v organickom modelovaní, kde povrchové zmeny sú hladké a jemné ).
Zlepšenie je v konečnom dôsledku krok, ktorý zohľadňuje model z prebiehajúcej práce na hotové aktíva.