Componentele 3D ale modelului - vârfuri, muchii, poligoane și altele

Anatomia unui model 3D

Modelele 3D sunt unul dintre elementele esențiale de grafică 3D a computerului. Fără ei, nu ar exista animație pe computer - nici o poveste de jucărie , nici un perete-e , nici un mare verde.

Nu ar exista jocuri 3D, ceea ce înseamnă că nu am fost nevoiți să-l explorăm pe Hyrule în Ocarina de Timp , iar Maestrul Șef nu a fost niciodată pe Halo. Nu ar exista filme Transformers (cel puțin cum le cunoaștem astăzi), iar reclamele auto nu ar putea să arate așa ceva.

Fiecare obiect, caracter și mediu, în fiecare film animat de calculator sau joc video 3D, este alcătuit din modele 3D. Deci da, sunt destul de importante în lumea CG.

Ce este un model 3D?

Un model 3D este o reprezentare matematică a oricărui obiect tridimensional (real sau imaginat) într-un mediu software 3D. Spre deosebire de o imagine 2D, modelele 3D pot fi vizualizate în suite software specializate din orice unghi și pot fi scalate, rotite sau modificate în mod liber. Procesul de creare și modelare a unui model 3D este cunoscut sub numele de modelare 3D.

Tipuri de modele 3D

Există două tipuri principale de modele 3D care sunt folosite în industria cinematografică și jocuri, cele mai aparente diferențe fiind în modul în care sunt create și manipulate (există diferențe și în matematica de bază, dar acest lucru este mai puțin important până la sfârșit -utilizator).

1. Suprafața NURBS: o B-spline rațională neuniformă sau suprafața NURBS este un model de suprafață netedă creat prin utilizarea curbelor Bezier (ca o versiune 3D a sculei MS Paint pen). Pentru a forma o suprafață NURBS, artistul desenează două sau mai multe curbe în spațiul 3D, care pot fi manipulate de mânerele în mișcare denumite vârfuri de control (CV) de-a lungul axelor x, y sau z.
   1. Aplicația software interpolează spațiul dintre curbe și creează o plasă netedă între ele. Suprafețele NURBS au cel mai înalt nivel de precizie matematică și, prin urmare, sunt cele mai frecvent utilizate în modelarea pentru proiectarea ingineriei și a automobilelor.
2. Modelul poligonal: modelele poligonale sau "ochiurile" așa cum sunt numite adesea, sunt cea mai comună formă de model 3D găsită în industria de animație, film și jocuri, și vor fi acelea pe care le vom concentra pentru restul articolului.

Componentele unui model poligonal

• Fațe: Caracteristica definitorie a unui model poligonal este aceea că (spre deosebire de suprafețele NURBS) ochiurile poligonale sunt fațete , adică suprafața modelului 3D este compusă din sute sau mii de fețe geometrice.

În modelarea bună, poligoanele sunt fie patru fețe ( quad- norma în caracter / modelarea organică) sau trei părți ( tris- utilizate mai frecvent în modelarea jocurilor). Modelatorii buni se străduiesc pentru eficiență și organizare, încercând să păstreze numărul de poligoane cât mai scăzut posibil pentru forma dorită.

Numărul de poligoane dintr-o plasă, se numește poli-număr , în timp ce densitatea poligonului se numește rezoluție . Cele mai bune modele 3D au rezoluție înaltă? unde sunt necesare mai multe detalii - cum ar fi mâinile sau chipul unui personaj, și o rezoluție scăzută în regiunile cu detalii mici ale ochiului de plasă. În mod obișnuit, cu cât este mai mare rezoluția generală a unui model, cu atât mai ușor va apărea într-o scenă finală. Siturile de rezoluție mai mici arată ca fiind nepotrivite (amintiți-vă de Mario 64 ?).

• Edges: O muchie este orice punct de pe suprafața unui model 3D unde se întâlnesc două fețe poligonale .
• Vertex: Punctul de intersecție între trei sau mai multe margini se numește vertex ( pl. Vertices ). Manipularea vârfurilor pe axele x, y și z (afecțiune denumită "împingerea și tragerea vertelor") este cea mai obișnuită tehnică pentru modelarea unei rețele poligonale în forma finală a acesteia în pachete de modelare tradiționale precum Maya, 3Ds Max etc. (Tehnicile sunt foarte, foarte diferite în aplicațiile de sculptură precum ZBrush sau Mudbox.)

Modelele poligonale sunt foarte asemănătoare cu formele geometrice pe care le-ați învățat probabil în școala de mijloc. La fel ca un cub geometric de bază, modelele poligonale 3D sunt compuse din fețe, muchii și vârfuri .

De fapt, cele mai complexe modele 3D încep ca o formă geometrică simplă, ca un cub, o sferă sau un cilindru. Aceste forme de bază 3D se numesc primitive de obiecte . Primitivele pot fi apoi modelate, modelate și manipulate în orice obiect pe care artistul încearcă să-l creeze (la fel de mult cum ne-ar plăcea să intrăm în detalii, vom acoperi procesul de modelare 3D într-un articol separat).

Există încă o componentă a modelelor 3D care trebuie abordate:

Texturi și Shaders

Fără texturi și shadere, un model 3D nu ar arăta prea mult. De fapt, nu ai putea să-l vezi deloc. Deși texturile și shaderele nu au nimic de-a face cu forma generală a unui model 3D, ele au tot ceea ce face cu aspectul său vizual.

• Shaders: Un shader este un set de instrucțiuni aplicate unui model 3D care permite computerului să știe cum ar trebui să fie afișat. Deși rețelele de umbrire pot fi codificate manual, majoritatea pachetelor software 3D au instrumente care permit artistului să optimizeze cu ușurință parametrii de shader. Folosind aceste instrumente, artistul poate controla modul în care suprafața modelului interacționează cu lumina, incluzând opacitatea, reflexia, evidențierea speculară (glossiness) și zeci de alții.
• Texturi: Texturile contribuie, de asemenea, foarte mult la aspectul vizual al unui model. Texturile sunt fișiere imagine bidimensionale care pot fi cartografiate pe suprafața 3D a modelului printr-un proces cunoscut sub numele de cartografierea texturii . Texturile pot varia în complexitate, de la texturi simple de culoare plată, până la detalii de suprafață complet fotorealiste.

Texturarea și umbrirea sunt un aspect important al conductei de grafică computerizată , iar dobândirea unui bun nivel de scriere a rețelelor de shader-uri sau de elaborare a hărților de texturi este o specialitate în sine. Textura și artiștii shader sunt la fel de instrumentali în aspectul general al unui film sau al unei imagini ca modele sau animatori.

Ai făcut!

Sperăm că în acest moment cunoașteți mai mult despre modelele 3D și caracteristicile lor principale. La baza lor, modelele 3D sunt doar forme geometrice complexe cu sute de fețe poligonale mici. În timp ce, fără îndoială, este distractiv să citiți despre modelele 3D, este chiar mai interesant să le faceți singuri.