O introducere în tehnicile 3D de modelare
Pe acest site am avut șansa să acoperi atât suprafata, cât și randarea în profunzime relativă, și am discutat recent despre anatomia unui model 3D . Dar, cu regret, am neglijat până acum să oferim informații detaliate despre procesul de modelare 3D.
Pentru a face lucrurile bine, am fost greu la locul de muncă pregătindu-ne o mână de articole care se concentrează pe ambele părți artistice și tehnice ale modelării 3D. Deși am oferit o introducere generală în modelarea în discuția noastră despre? computere de grafică pe calculator , era departe de a fi cuprinzătoare. Modelarea este un subiect expansiv, iar un mic paragraf poate să zgârie abia suprafața și să facă dreptatea subiectului.
În zilele următoare, vom oferi informații despre unele dintre tehnicile și considerațiile comune pe care trebuie să le facă modelele care lucrează la filmele și jocurile dvs. preferate.
Pentru restul acestui articol, vom începe prin introducerea a șapte tehnici comune utilizate pentru crearea de active 3D pentru industria grafică a computerului:
Tehnici comune de modelare
Modelarea cutiilor / subdiviziunilor
Modelarea cutiei este o tehnică de modelare poligonală în care artistul pornește de la un geometric primitiv (cub, sferă, cilindru etc.) și apoi își perfecționează forma până când se obține aspectul dorit.
Modelele de boxe funcționează adesea în etape, începând cu o plasă cu rezoluție mică, perfecționând forma și apoi împărțind rețeaua pentru a netezi marginile dure și a adăuga detalii. Procesul de subdivizare și rafinare se repetă până când plasa conține suficient detaliu poligonal pentru a transmite în mod corespunzător conceptul dorit.
Modelarea cutiei este probabil cea mai obișnuită formă de modelare poligonală și este adesea folosită în combinație cu tehnicile de modelare a marginilor (pe care o vom discuta într-un moment). Examinați procesul de modelare cutie / margine mai detaliat aici.
Modelarea muchiei / conturului
Modelarea marginilor este o altă tehnică poligonală, deși este fundamental diferită de cea a modelului de modelare a cutiei. În modelarea muchiilor, mai degrabă decât pornind de la o formă primitivă și de rafinare, modelul este construit în esență bucată cu bucăți prin plasarea de bucle de fețe poligonale de-a lungul unor contururi proeminente și apoi umplerea oricărui decalaj între ele.
Acest lucru poate suna complicat inutil, dar anumite ochiuri sunt dificil de completat doar prin modelarea cutiei, fata umana fiind un bun exemplu. Pentru a modela corect o față, este nevoie de o gestionare foarte strictă a fluxului marginal și a topologiei , iar precizia oferită de modelarea conturului poate fi de neprețuit. În loc să încercați să formați o priză de ochi bine definită dintr-un cub poligonal solid (care este confuză și contra-intuitivă), este mult mai ușor să construiți o conturură a ochiului și apoi să modelați restul de acolo. Odată ce modelele majore (ochii, buzele, periferia, nasul, maxilarul) sunt modelate, restul tinde să cadă aproape automat.
Modelare NURBS / Spline
NURBS este o tehnică de modelare utilizată cel mai mult pentru modelarea automobilelor și industriale. Spre deosebire de geometria poligonală, o plasă NURBS nu are fețe, muchii sau vârfuri. În schimb, modelele NURBS sunt compuse din suprafețe bine interpretate, create prin "lofting" o plasă între două sau mai multe curbe Bezier (cunoscute și sub denumirea de spline).
Curbele NURBS sunt create cu un instrument care funcționează foarte asemănător cu instrumentul stilou din vopseaua MS sau Adobe Illustrator. Curba este trasată în spațiul 3D și editată prin mutarea unei serii de mânere denumite CV-uri (vârfuri de control). Pentru a modela o suprafață NURBS, artistul plasează curbe de-a lungul contururilor proeminente, iar software-ul interpolează automat spațiul dintre.
Alternativ, o suprafață NURBS poate fi creată prin revolvarea unei curbe de profil în jurul unei axe centrale. Aceasta este o tehnică comună (și foarte rapidă) de modelare a obiectelor radiale în natură - ochelari de vin, vase, plăci etc.
Sculptura digitală
Industria tehnologică îi place să vorbească despre anumite descoperiri pe care le-au numit tehnologii perturbatoare . Inovații tehnologice care schimbă modul în care ne gândim la realizarea unei anumite sarcini. Automobilul a schimbat modul în care ne apropiem. Internetul a schimbat modul în care accesăm informațiile și comunicăm. Sculptarea digitală este o tehnologie perturbatoare în sensul că a ajutat modelatorii liberi de constrângerile dureroase ale topologiei și fluxului de margine și le permite să creeze intuitiv modele 3D într-o manieră foarte asemănătoare cu sculptura argilei digitale.
În sculptarea digitală, ochiurile sunt create organic, folosind un dispozitiv de tabletă (Wacom) pentru a modela și modela modelul aproape exact cum un sculptor ar folosi perii de rake pe o bucată reală de lut. Sculptarea digitală a preluat modelul creat și al creației la un nou nivel, făcând procesul mai rapid, mai eficient și care permite artiștilor să lucreze cu ochiuri de înaltă rezoluție care conțin milioane de poligoane. Tablourile sculptate sunt cunoscute pentru nivelele de detaliu ale suprafeței și pentru o naturalitate (chiar spontană).
Modelarea procedurală
Cuvântul procedural în grafica computerizată se referă la ceva generat algoritmic, în loc să fie creat manual de mâna unui artist. În modelarea procedurală, scene sau obiecte sunt create pe baza unor reguli sau parametri definiți de utilizator.
În pachetele de modelare populare, Vue, Bryce și Terragen, peisajele întregi pot fi generate prin setarea și modificarea parametrilor de mediu cum ar fi densitatea frunzelor și a nivelului de înălțime sau prin alegerea peisajelor, cum ar fi deșertul, alpinul, litoralul etc.
Modelarea procesuală este adesea folosită pentru construcții organice cum ar fi copacii și frunzele, unde există o variație și o complexitate aproape infinită, care ar fi foarte consumatoare de timp (sau imposibilă altfel) pentru ca un artist să capteze manual. Aplicația SpeedTree utilizează un algoritm recursiv / fractal pentru a genera copaci și arbusti unici, care pot fi modificați prin setări editabile pentru înălțimea trunchiului, densitatea ramificației, unghiul, curl și zeci, dacă nu sute de alte opțiuni. CityEngine folosește tehnici similare pentru a genera panorame de oraș.
Modelarea bazată pe imagini
Modelarea pe bază de imagine este un proces prin care obiectele 3D transformabile sunt derivate algoritmic dintr-un set de imagini statice bidimensionale. Modelarea pe bază de imagine este adesea utilizată în situațiile în care restricțiile de timp sau bugetare nu permit crearea unui produs 3D complet realizat manual.
Probabil cel mai faimos exemplu de modelare bazat pe imagini a fost în The Matrix , unde echipa nu a avut nici timpul, nici resursele necesare pentru a modela seturi 3D complete. Au filmat secvențe de acțiune cu matrice de camere de 360 de grade și apoi au folosit un algoritm de interpretare pentru a permite mișcării "virtuale" a camerei 3D prin seturi tradiționale din lumea reală.
Scanare 3D
Scanarea 3D este o metodă de digitizare a obiectelor din lumea reală atunci când este necesar un nivel incredibil de ridicat de foto-realism. Un obiect din lumea reală (sau chiar un actor) este scanat, analizat și datele brute (de obicei, un nor de x, y, z) sunt folosite pentru a genera o rețea poligonală sau NURBS exactă. Scanarea este adesea folosită atunci când este necesară o reprezentare digitală a unui actor din lumea reală, ca în cazul Curious of Benjamin Button, unde personajul principal (Brad Pitt) a avut o vârstă de invers în film.
Înainte de a vă îngrijora de scanerele 3D care înlocuiesc modelatorii tradiționali, luați în considerare pentru o clipă că majoritatea obiectelor modelate pentru industria divertismentului nu au un echivalent în lumea reală. Până când vom începe să vedem nave spațiale, extratereștri și personaje de desene animate care rulează în jur, este sigur să presupunem că poziția modelarului în industria CG este probabil sigură.