3D-модели являются одним из важнейших строительных блоков 3D-компьютерной графики. Без них не было бы компьютерной анимации - нет Игрушечная история , нет Wall-E , нет большого зеленого людоеда.
Не было бы 3D-игр, а это значит, что нам никогда не приходилось исследовать Hyrule в окарина времени , а главный мастер никогда не был на гало. Не было бы трансформеры фильмы (по крайней мере так, как мы их знаем сегодня), и рекламные ролики не могут выглядеть так же хорошо, как сегодня.
Каждый объект, персонаж и среда, в каждом компьютерном анимированном фильме или 3D-видеоигре, состоят из трехмерных моделей. Так что да, они очень важны в мире CG.
Что такое 3D-модель?
3D-модель представляет собой математическое представление любого трехмерного объекта (реального или воображаемого) в трехмерной программной среде. В отличие от 2D-изображения, 3D-модели можно просматривать в специализированных пакетах программного обеспечения под любым углом и масштабировать, поворачивать или свободно изменять. Процесс создания и формирования 3D-модели известен как 3D-моделирование.
Типы 3D-моделей
Существует два основных типа 3D-моделей, которые используются в индустрии фильмов и игр, причем наиболее очевидные различия заключаются в том, как они создаются и манипулируются (различия в базовой математике также существуют, но это менее важно до конца -user).
- Поверхность NURBS: Неравномерный рациональный B-сплайн или поверхность NURBS - это модель гладкой поверхности, созданная с использованием кривых Безье (например, 3D-версия инструмента Pen Paint MS). Чтобы сформировать поверхность NURBS, художник рисует две или более кривых в трехмерном пространстве, к которым можно манипулировать, перемещая рукоятки, называемые управляющими вершинами (CV) вдоль оси x, y или z.
- Программное приложение интерполирует пространство между кривыми и создает гладкую сетку между ними. Поверхности NURBS имеют наивысший уровень математической точности и поэтому наиболее часто используются при моделировании для проектирования и автомобильной конструкции.
- Многоугольная модель: Полигональные модели или «сетки», как их часто называют, являются наиболее распространенной формой 3D-модели, найденной в индустрии анимации, кино и игр, и они будут такими, на которых мы сосредоточимся на остальной части статья.
Компоненты многоугольной модели
- Лица: Определяющей характеристикой многоугольной модели является то, что (в отличие от NURBS Surfaces) многоугольные сетки граненый , что означает, что поверхность 3D-модели состоит из сотен или тысяч геометрических граней.
- Ребра: Ребро - любая точка на поверхности 3D-модели, где встречаются две многоугольные грани.
- Вершины: Точка пересечения трех или более ребер называется вершиной ( пл. вершины ). Манипулирование вершинами по осям x, y и z (ласково называемое «нажатием и вытягиванием верт») является наиболее распространенным методом формирования полигональной сетки в ее окончательной форме в традиционных пакетах моделирования, таких как Maya, 3Ds Max и т. Д. (Методы очень, очень разные в скульптурных приложениях, таких как ZBrush или Mudbox.)
Есть еще один компонент 3D-моделей, который необходимо решить:
Текстуры и шейдеры
Без текстур и шейдеров трехмерная модель не будет выглядеть много. Фактически, вы не сможете его увидеть. Хотя текстуры и шейдеры не имеют ничего общего с общей формой 3D-модели, они имеют все, что связано с ее визуальным внешним видом.
- шейдеры: Шейдер представляет собой набор инструкций, применяемых к 3D-модели, которая позволяет компьютеру знать, как его следует отображать. Хотя штриховые сети могут быть закодированы вручную, большинство программных пакетов 3D имеют инструменты, которые позволяют художнику с легкостью изменять параметры шейдера. Используя эти инструменты, художник может контролировать, как поверхность модели взаимодействует со светом, в том числе непрозрачность, отражательная способность, зеркальная подсветка (глянцевость) и десятки других.
- текстуры: Текстуры также в значительной степени способствуют визуальному внешнему виду модели. Текстуры представляют собой двумерные файлы изображений, которые могут быть отображены на трехмерную поверхность модели с помощью процесса, известного как отображение текстур , Текстуры могут варьироваться по сложности от простых плоских цветных текстур до полностью фотореалистичных деталей поверхности.
Текстурирование и затенение являются важным аспектом конвейера компьютерной графики, а также хорош при написании шейдерных сетей или разработке текстурных карт - это специальность в своем собственном праве. Текстуры и художники-шейдеры так же полезны в общем облике фильма или изображения, как моделисты или аниматоры.
Заключить
Надеюсь, на данный момент вы знаете немного больше о 3D-моделях и их основных характеристиках. По своей сути 3D-модели представляют собой просто сложные геометрические фигуры с сотнями маленьких полигональных граней. Хотя, несомненно, интересно читать о 3D-моделях, еще более интересно сделать их самостоятельно.
