W tym artykule skupimy się na niektórych konkretnych narzędziach i procesach stosowanych w wielokątnym modelowaniu 3D.
W modelowanie wielokątneartysta tworzy cyfrową reprezentację obiektu 3D z siatką geometryczną złożoną z powierzchni, krawędzi i wierzchołków. Twarze są zwykle czworoboczne lub trójkątne i stanowią powierzchnię modelu 3D. Dzięki zastosowaniu następujących technik, modelarz metodycznie przekształca prymitywną siatkę 3D (zazwyczaj kostkę, cylinder lub kulę) w kompletny model 3D:
Wyrzucenie
Wyciskanie to metoda dodawania geometrii do prymitywu wielokąta i jednego z podstawowych narzędzi używanych przez programistę do tworzenia siatki.
Poprzez wytłaczanie, modelarz manipuluje siatką 3D poprzez zapadanie się w twarz (w celu utworzenia wcięcia) lub przez wytłoczenie twarzy na zewnątrz powierzchnia normalna -Wektor kierunkowy prostopadły do powierzchni wielokątnej.
Wyciągnięcie czworobocznej powierzchni tworzy cztery nowe wielokąty, aby wypełnić lukę między początkową i końcową pozycją. Wytłaczanie może być trudne do wizualizacji bez konkretnego przykładu:
- Rozważ prosty kształt piramidy, z czworokątną (4-brzegową) podstawą. Modelarz może przekształcić tę prymitywną piramidę w kształt przypominający dom, wybierając podstawę piramidy i wytłaczając ją w ujemnym kierunku Y. Podstawa piramidy jest przesunięta w dół, a cztery nowe pionowe powierzchnie są tworzone w przestrzeni między podstawą a czapką. Podobny przykład można zobaczyć w modelowaniu nóg stołu lub krzesła.
- Krawędzie mogą być również wytłaczane. Podczas wytłaczania krawędzi jest ona zasadniczo powielana - zduplikowana krawędź może następnie zostać pociągnięta lub obrócona w kierunku przeciwnym do oryginału w dowolnym kierunku, z automatycznie utworzoną nową powierzchnią wielokątną łączącą te dwie. Jest to podstawowy sposób kształtowania geometrii w modelowanie konturu proces.
Dzielenie
Dzielenie jest sposobem, w którym modelarze mogą dodawać wielokątne rozdzielczości do modelu, zarówno jednorodnie, jak i selektywnie. Ponieważ model wielokątny zwykle rozpoczyna się od prymitywu niskiej rozdzielczości z bardzo małą liczbą twarzy, prawie niemożliwe jest wyprodukowanie gotowego modelu bez przynajmniej pewnego poziomu podziału.
- ZA jednolity podział dzieli równomiernie całą powierzchnię modelu. Jednorodne podziały są zwykle wykonywane w skali liniowej, co oznacza, że każda wieloboczna powierzchnia jest podzielona na cztery. Jednolita podziałka pomaga wyeliminować "blokadę" i może być używana do równomiernego wygładzania powierzchni modelu.
- Pętle Edge - Rozdzielczość można również dodać, selektywnie umieszczając dodatkowe pętle krawędzi. Pętlę krawędziową można dodać do każdego ciągłego zestawu wielokątów, dzieląc wybrane ściany bez niepotrzebnego dodawania rozdzielczości do reszty siatki. Pętle krawędziowe są zwykle używane w celu dodania rozdzielczości w obszarach modelu, które wymagają nieproporcjonalnego poziomu szczegółowości względem geometrii w pobliżu (najlepszym przykładem są kolana i łokcie modelu postaci, podobnie jak usta i oczy).Pętle krawędzi mogą być również użyte do przygotowania powierzchni do wytłaczania lub jednolitego podziału. Gdy powierzchnia jest równomiernie podzielona, wszelkie ostre krawędzie są zaokrąglone i wygładzone - jeśli wymagany jest podział, ale modelarz chciałby zachować pewne twarde krawędzie, można je utrzymać, umieszczając pętlę krawędziową po każdej stronie danej krawędzi. Ten sam efekt można osiągnąć poprzez użycie a ukos , omówione poniżej.
Skosy lub fazki
Jeśli w ogóle zajmujesz się inżynierią, wzornictwem przemysłowym lub obróbką drewna, słowo ukos może już mieć dla ciebie wagę.
Domyślnie krawędzie w modelu 3D są nieskończenie ostre - stan, który praktycznie nigdy nie występuje w rzeczywistym świecie. Rozejrzyj się. Dokładnie zbadana, prawie każda krawędź, z jaką się stykasz, będzie miała do niej pewien stopień zwężenia lub okrągłości.
Skos lub fazowanie uwzględnia to zjawisko i jest używane do zmniejszenia szorstkości krawędzi na modelu 3D:
- Na przykład każda krawędź sześcianu występuje przy zbieżności 90 stopni między dwiema wielobocznymi ścianami. Ukosowanie tych krawędzi tworzy wąską płaszczyznę 45 stopni pomiędzy zbieżnymi płaszczyznami, aby zmiękczyć wygląd krawędzi i pomaga interakcji kostki ze światłem bardziej realistycznie. Długość (lub offsetowy ) skosu, a także jego okrągłość może być określona przez modelarza.
Rafinacja / Kształtowanie
Określane również jako "wypychanie i wyciąganie wierzchołków", większość modeli wymaga pewnego poziomu ręcznej precyzji. Podczas dopracowywania modelu artysta przesuwa poszczególne wierzchołki wzdłuż osi X, Y lub Z, aby dopracować kontury powierzchni.
Wystarczającą analogię do wyrafinowania można zobaczyć w pracy tradycyjnego rzeźbiarza: Kiedy rzeźbiarz działa, najpierw blokuje duże formy rzeźby, koncentrując się na ogólnym kształcie jego dzieła. Następnie ponownie odwiedza każdy region rzeźby za pomocą "pędzla do grabi", aby dopracować powierzchnię i wykroić niezbędne szczegóły.
Rafinacja modelu 3D jest bardzo podobna. Każdemu wytłaczaniu, fazowaniu, pętli krawędzi lub poddziałowi zwykle towarzyszy co najmniej niewielka poprawa werteksów.
Etap udoskonalania może być żmudny i prawdopodobnie pochłania 90 procent całkowitego czasu, jaki modeler wydaje na sztukę.Umieszczenie pętli krawędziowej lub wyciągnięcie wytłoczenia może zająć 30 sekund, ale modelarz nie będzie mógł spędzić godzin na doskonaleniu topologii w pobliżu powierzchni (szczególnie w modelowaniu organicznym, gdzie zmiany powierzchni są płynne i subtelne ).
Uszczegółowienie jest ostatecznie krokiem, który przenosi model z pracy w toku do gotowego zasobu.
