На этом сайте у нас была возможность охватить как наплавку, так и рендеринг в относительной глубине, и мы недавно обсудили анатомию 3D-модели. Но, к сожалению, до сих пор мы пренебрегали предоставлением какой-либо подробной информации о процессе 3D-моделирования.
Для того, чтобы установить все правильно, мы усердно работали готовит несколько статей, которые сосредоточены на обеих художественных и технических сторон 3D моделирования. Хотя мы и сделали общее введение в моделирование в нашем обсуждении «конвейера компьютерной графики», оно было далеко не полным. Моделирование - это обширная тема, и небольшой параграф едва может поцарапать поверхность и сделать предмет правосудия.
В ближайшие дни мы предоставим информацию о некоторых общих методах и соображениях, которые должны быть сделаны модельерами, работающими над вашими любимыми фильмами и играми.
В остальной части этой статьи мы начнем с введения семи общих методов, используемых для создания 3D-активов для индустрии компьютерной графики:
Общие методы моделирования
Моделирование Box / Subdivision
Коробчатое моделирование - это метод полигонального моделирования, в котором художник начинает с геометрического примитива (куб, сфера, цилиндр и т. Д.), А затем уточняет его форму до тех пор, пока не будет достигнут желаемый внешний вид.Коробчатые моделисты часто работают поэтапно, начиная с сетки с низким разрешением, улучшая форму и затем разделяя сетку, чтобы сгладить жесткие края и добавить детали. Процесс разделения и рафинирования повторяется до тех пор, пока сетка не будет содержать достаточно многоугольных деталей, чтобы правильно передать предполагаемую концепцию.Моделирование полей, вероятно, является наиболее распространенной формой многоугольного моделирования и часто используется в сочетании с методами моделирования границ (об этом мы поговорим всего за минуту). Здесь мы подробно рассмотрим процесс моделирования коробки / края. Моделирование контуров / контуров Моделирование границ - это еще один многоугольный метод, хотя и принципиально отличный от его параллельной модели. В краевом моделировании вместо того, чтобы начинать с примитивной формы и рафинирования, модель по существу строится по частям путем размещения петель полигональных граней вдоль выдающихся контуров и затем заполнения любых промежутков между ними.Это может казаться излишне сложным, но некоторые сетки трудно завершить только с помощью моделирования коробки, а человеческое лицо является хорошим примером. Для правильной модели лица необходимо очень строгое управление краевой поток и топология, и точность, получаемая при моделировании контуров, может оказаться неоценимой. Вместо того, чтобы пытаться сформировать четко определенную глазную розетку из сплошного многоугольного куба (что путает и противоречит интуиции), гораздо проще построить контур глаза, а затем смоделировать остальное оттуда. После того, как основные ориентиры (глаза, губы, брови, нос, челюсть) моделируются, остальные, как правило, автоматически встают на свои места. NURBS - это метод моделирования, который наиболее часто используется для автомобильного и промышленного моделирования. В отличие от полигональной геометрии, сетка NURBS не имеет граней, ребер или вершин. Вместо этого модели NURBS состоят из плавно интерпретируемых поверхностей, созданных путем «lofting» сетки между двумя или более кривыми Безье (также называемыми сплайнами).Кривые NURBS создаются с помощью инструмента, который очень похож на инструмент пера в маске MS или Adobe Illustrator. Кривая рисуется в трехмерном пространстве и редактируется путем перемещения ряда ручек, называемых CV (управляющие вершины). Чтобы смоделировать поверхность NURBS, художник накладывает кривые вдоль выдающихся контуров, и программное обеспечение автоматически интерполирует пространство между ними.В качестве альтернативы поверхность NURBS может быть создана путем поворота кривой профиля вокруг центральной оси. Это общий (и очень быстрый) метод моделирования для объектов, которые являются радиальными в природе - бокалы для вина, вазы, пластины и т. Д. Техническая индустрия любит говорить о некоторых прорывах, которые они назвали разрушительные технологии , Технологические инновации, которые меняют то, как мы думаем о достижении определенной задачи. Автомобиль изменил способ, которым мы обходим. Интернет изменил способ доступа к информации и общения. Цифровая скульптура - это разрушительная технология в том смысле, что она помогла освободить модельеров от кропотливых ограничений топологии и краевого потока и позволяет им интуитивно создавать 3D-модели в моде, очень похожие на скульптуру цифровой глины.В цифровой скульптуре сетки создаются органически, используя (Wacom) планшетное устройство для формирования и формирования модели почти точно так же, как скульптор будет использовать граблей на реальном куске глины. Цифровая скульптура приобрела характер и моделирование существ на новый уровень, что делает процесс более быстрым, эффективным и позволяет художникам работать с сетками высокого разрешения, содержащими миллионы полигонов. Скульптурные сетки известны ранее немыслимыми уровнями поверхностных деталей и естественной (даже спонтанной) эстетикой. Слово процедурное в компьютерной графике относится к чему-либо, генерируемому алгоритмически, а не к созданию вручную вручную художника. При процедурном моделировании сцены или объекты создаются на основе определяемых пользователем правил или параметров.В популярных пакетах моделирования среды Vue, Bryce и Terragen можно создавать целые ландшафты, настраивая и изменяя параметры окружающей среды, такие как плотность листвы и диапазон высоты, или путем выбора из ландшафтных представлений, таких как пустыня, альпийский, прибрежный и т. Д.Процедурное моделирование часто используется для органических конструкций, таких как деревья и листва, где почти бесконечные вариации и сложность, которые были бы очень трудоемкими (или вообще невозможными) для художника, чтобы захватить вручную. Приложение SpeedTree использует рекурсивный / фрактальный алгоритм для генерации уникальных деревьев и кустарников, которые можно настроить с помощью редактируемых настроек высоты багажника, плотности ветвей, угла, завитка и десятков, если не сотни других параметров. CityEngine использует аналогичные методы для создания процедурных городских ландшафтов. Моделирование на основе изображений - это процесс, посредством которого преобразуемые трехмерные объекты алгоритмически производятся из набора статических двумерных изображений. Моделирование на основе изображений часто используется в ситуациях, когда временные или бюджетные ограничения не позволяют создать полностью реализованный 3D-ресурс вручную.Возможно, самым известным примером моделирования на основе изображений было Матрица , где у команды не было ни времени, ни ресурсов для моделирования полных 3D-наборов. Они снимали последовательности действий с 360-градусными камерами, а затем использовали алгоритм интерпретации, позволяющий «виртуальное» перемещение 3D-камеры через традиционные комплекты реального мира. 3D-сканирование - это метод оцифровки объектов реального мира, когда требуется невероятно высокий уровень фотореализма. Объект реального мира (или даже актер) сканируется, анализируется, и необработанные данные (как правило, облако точек x, y, z) используются для создания точной полигональной или NURBS-сетки. Сканирование часто используется, когда требуется цифровое представление реального актера, как в «Любопытном случае Бенджамина Баттона», где ведущий персонаж (Брэд Питт) постарел в обратном направлении по всему фильму.Прежде чем вы начнете беспокоиться о том, что 3D-сканеры заменяют традиционных модельеров, подумайте, что большая часть объектов, смоделированных для индустрии развлечений, не имеет реального эквивалента. Пока мы не начнем наблюдать за космическими кораблями, инопланетянами и персонажами мультфильмов, можно с уверенностью предположить, что позиция модельера в индустрии CG, вероятно, безопасна. Моделирование NURBS / сплайнов
Цифровая скульптура
Процедурное моделирование
Моделирование на основе изображений
3D-сканирование
