В этом разделе мы сосредоточимся на некоторых конкретных инструментах и процессах, используемых в полигональном 3D-моделировании.
В полигональное моделирование, художник создает цифровое представление 3D-объекта с геометрической сеткой, состоящей из граней, ребер и вершин. Лица обычно четырехугольные или треугольные и составляют поверхность 3D-модели. Используя следующие методы, модельер методично трансформирует примитивную трехмерную сетку (обычно куб, цилиндр или сферу) в полную трехмерную модель:
экструзия
Экструзия - это метод добавления геометрии в примитив многоугольника и один из основных инструментов, которые использует модельер, чтобы начать формирование сетки.
Благодаря экструзии модельер манипулирует трехмерной сеткой, либо сворачивая лицо на себя (для создания отступа), либо выдавливая лицо наружу вдоль его поверхностный нормальный Вектор направленности, перпендикулярный к многоугольной грани.
Экструзия четырехсторонней поверхности создает четыре новых многоугольника для преодоления разрыва между его начальным и конечным положениями. Экструзия может быть трудно визуализироваться без конкретного примера:
- Рассмотрим простую форму пирамиды, с четырехсторонней (4-кратной) базой. Модельер может преобразовать эту примитивную пирамиду в домашнюю форму, выбирая основание пирамиды и выдавливая ее в отрицательном направлении Y. Основание пирамиды сдвинуто вниз, а четыре новые вертикальные грани создаются в пространстве между основанием и крышкой. Аналогичный пример можно увидеть при моделировании ног стола или стула.
- Края также можно экструдировать. При экструдировании края он, по существу, дублируется - дублирующий край можно затем вытащить или повернуть от оригинала в любом направлении, при этом автоматически создаётся новая многоугольная грань, соединяющая два. Это основное средство для формирования геометрии в контурное моделирование процесс.
Подразбивая
Подразделение - это способ для модельеров добавить многоугольное разрешение к модели, равномерно или выборочно. Поскольку многоугольная модель обычно начинается с примитива низкого разрешения с очень небольшим количеством лиц, практически невозможно создать законченную модель без хотя бы некоторого уровня деления.
- единое подразделение равномерно делит всю поверхность модели. Унифицированные подразделения обычно завершаются в линейном масштабе, то есть каждая многоугольная грань подразделяется на четыре. Равномерное подразделение помогает устранить «блочность» и может использоваться для равномерного сглаживания поверхности модели.
- Крайние петли - Разрешение также может быть добавлено путем выборочного размещения дополнительных краевых петель. Контур края может быть добавлен через любой смежный набор полигональных граней, разделяя выбранные грани без необходимости добавления разрешения к остальной части сетки. Контуры краев обычно используются для добавления разрешения в областях модели, для которых требуется уровень детализации, непропорциональный соседней геометрии (наилучшим примером являются коленные и локтевые суставы модели персонажа, такие как губы и глаза).Кромки могут также использоваться для подготовки поверхности для экструзии или равномерного разделения. Когда поверхность однородно разделена, любые твердые края округлены и сглажены - если требуется подразделение, но модельер хотел бы поддерживать определенные жесткие края, их можно поддерживать, поместив краевую петлю по обе стороны от рассматриваемого края. Этот же эффект может быть достигнут за счет использования скос , обсуждаемый ниже.
Скосы или фаски
Если вы вообще занимались инженерным, промышленным дизайном или деревообрабатывающими полями, слово скос может уже иметь некоторый вес для вас.
По умолчанию края 3D-модели бесконечно четкие - это условие, которое практически никогда не происходит в реальном мире. Оглянись. Проверяются достаточно близко, почти каждый край, с которым вы сталкиваетесь, будет иметь какой-то конус или округлость к нему.
Скос или фаска учитывает это явление и используется для уменьшения жесткости краев на 3D-модели:
- Например, каждое ребро на кубе происходит с 90-градусной сходимостью между двумя полигональными гранями. Скольжение этих ребер создает узкую 45-градусную грань между сходящимися плоскостями, чтобы смягчить внешний вид края и помогает кубу взаимодействовать со светом более реалистично. Длина (или смещение ) скоса, а также его округлость может быть определена модельером.
Refining / Shaping
Также называемые «толкание и вытягивание вершин», большинство моделей требуют некоторого уровня ручной настройки. При уточнении модели художник перемещает отдельные вершины вдоль оси x, y или z, чтобы очертить контуры поверхности.
Достаточная аналогия для уточнения может быть замечена в работе традиционного скульптора: когда скульптор работает, он сначала блокирует большие формы скульптуры, сосредотачиваясь на общей форме своей фигуры. Затем он пересматривает каждую область скульптуры с помощью «гребенной щетки», чтобы тонко очистить поверхность и вырезать необходимые детали.
Совершенствование 3D-модели очень похоже. Каждая экструзия, скос, краевая петля или подразделение обычно сопровождается, по меньшей мере, небольшим количеством уточнения вершин по вершине.
Стадия уточнения может быть кропотливой и, вероятно, потребляет 90 процентов от общего времени, затрачиваемого модельером на кусок.Может потребоваться только 30 секунд, чтобы поместить краевую петлю или вытащить экструзию, но не было бы неслыханно, чтобы модельер проводил часы, очищающие близлежащую топологию поверхности (особенно в органическом моделировании, где поверхностные изменения были гладкими и тонкими ).
Уточнение - это, в конечном счете, шаг, который берет модель от незавершенного производства до готового актива.
