Într-un articol anterior, am introdus șapte tehnici fundamentale de modelare 3D folosite în industria grafică de astăzi. În timp ce scriem acest articol, am observat că secțiunile privind modelarea cutiei și a conturului au fost destul de mult mai lungi decât am intenționat.
În cele din urmă, am decis că ar fi mai bine să rupă majoritatea acestor informații într-un articol separat. În această piesă, ne vom concentra pe unele instrumente și procese specifice utilizate în modelarea 3D poligonală.
În modelarea poligonală , un artist creează o reprezentare digitală a unui obiect 3D cu o plasă geometrică compusă din fețe, muchii și vârfuri . Fețele sunt de obicei patrulaterale sau triunghiulare și formează suprafața modelului 3D. Prin utilizarea următoarelor tehnici, un modelator transformă metodic o rețea 3D primitivă (de obicei cub, cilindru sau sferă) într-un model 3D complet:
01 din 04
Extrusion
Extruziunea este o metodă de adăugare a geometriei unui primitiv poligon și unul dintre instrumentele primare pe care un modelator îl folosește pentru a începe să formeze o plasă.
Prin extruziune un modelar manipulează plasa 3D fie prin prăbușirea unei fețe pe ea însăși (pentru a crea o indentare), fie prin extrudarea feței spre exterior de-a lungul suprafeței ei normale - vectorul de direcție perpendicular pe fața poligonală.
Extruding o față patrulaterală creează patru poligoane noi pentru a depăși decalajul dintre poziția sa de pornire și de sfârșit. Extrudarea poate fi dificil de vizualizat fără un exemplu concret:
- Luați în considerare o formă simplă piramidă , cu o bază patrulaterală (cu 4 muchii). Un modelar ar putea transforma această piramidă primitivă într-o formă asemănătoare casei, selectând baza piramidei și extrudând-o în direcția negativă Y. Baza piramidei este deplasată în jos și sunt create patru fețe verticale noi în spațiul dintre bază și capac. Un exemplu similar poate fi văzut în modelarea picioarelor unei mese sau a unui scaun.
- Muchiile pot fi, de asemenea, extrudate. La extrudarea unei muchii, este în esență duplicat - marginea duplicată poate fi apoi trasă sau rotită departe de original în orice direcție, cu o nouă față poligonală creată automat conectând cele două. Acesta este principalul mijloc de modelare a geometriei în procesul de modelare a conturului .
02 din 04
subdivizarea
Subdiviziunea este o modalitate pentru modelatori de a adăuga o rezoluție poligonală unui model, fie uniform, fie selectiv. Deoarece un model poligonal începe de obicei dintr-un primitiv cu rezoluție mică, cu foarte puține fețe, este aproape imposibil să se producă un model finit fără cel puțin un nivel de subdiviziune.
- O subdiviziune uniformă împarte întreaga suprafață a unui model în mod egal. Subdiviziunile uniforme sunt de obicei completate pe scară liniară, ceea ce înseamnă că fiecare față poligonală este împărțită în patru. Subdiviziunea uniformă ajută la eliminarea "blocării" și poate fi utilizată pentru a uniformiza suprafața unui model.
- Edge Loops - Rezoluția poate fi adăugată și prin introducerea selectivă a unor bucle de margine suplimentare. O buclă de margine poate fi adăugată pe orice set contiguos de fețe poligonale, împărțind fețele selectate fără a adăuga inutil rezoluția restului ochiului. Buclele de margine sunt de obicei folosite pentru a adăuga rezoluție în regiuni ale unui model care necesită un nivel de detaliu disproporționat față de geometria din apropiere (articulațiile genunchiului și articulațiilor unui model de caracter sunt un prim exemplu, precum buzele și ochii).
Buclele de margine pot fi, de asemenea, folosite pentru a pregăti o suprafață pentru extrudare sau o subdiviziune uniformă. Atunci când o suprafață este împărțită uniform, toate marginile dure sunt rotunjite și netezite - dacă este necesară o subdiviziune, dar modelatorul ar dori să mențină anumite margini dure, acestea pot fi menținute prin plasarea unei bucșe de margine pe fiecare parte a marginii respective. Același efect poate fi obținut prin utilizarea unei conice , discutată mai jos.
03 din 04
Bevels sau Chamfers
Dacă ați fost în jurul valorii de inginerie, design industrial, sau câmpuri de prelucrare a lemnului, la toate, cuvântul Bevel ar putea să dețină deja o anumită greutate pentru tine.
Implicit, marginile unui model 3D sunt infinit de clare - o condiție care nu apare niciodată în lumea reală. Uita-te in jurul tau. Inspectată îndeaproape, aproape fiecare margine pe care o întâlniți va avea un anumit grad de conicitate sau rotunjire.
O teșitură sau șanfrenare ține cont de acest fenomen și se utilizează pentru a reduce duritatea marginilor pe un model 3D:
- De exemplu, fiecare margine de pe un cub are loc la o convergență de 90 de grade între două fețe poligonale. Înclinarea acestor muchii creează o față îngustă de 45 de grade între planurile convergente pentru a înmuia aspectul marginii și pentru a ajuta cubul să interacționeze cu lumina mai realist. Lungimea (sau offsetul ) teșiturii, precum și rotunjimea acesteia pot fi determinate de modelator.
04 din 04
Rafinare / Shaping
De asemenea, denumite "vârfuri împingând și tragând", majoritatea modelelor necesită un anumit nivel de rafinament manual. Atunci când rafinați un model, artistul deplasează vârfuri individuale de-a lungul axei x, y sau z pentru a regla fin conturul suprafeței.
O analogie suficientă pentru rafinament poate fi văzută în lucrarea unui sculptor tradițional: Când un sculptor funcționează, el mai întâi blochează formele mari ale sculpturii, concentrându-se pe forma generală a piesei sale. Apoi revizuiește fiecare regiune a sculpturii cu o "perie de rake" pentru a regla suprafața și pentru a obține detaliile necesare.
Rafinarea unui model 3D este foarte asemănătoare. Fiecare extrudare, teșitură, buclă sau subdiviziune este, de obicei, însoțită de cel puțin un pic de rafinament vertex-cu-vertex.
Etapa de rafinare poate fi dureroasă și probabil consumă 90% din timpul total pe care un modelar îl cheltuiește pe o bucată. S-ar putea să dureze doar 30 de secunde pentru a plasa o buclă de margine sau pentru a scoate o extrudare, dar nu ar fi nemaiauzit ca un modelar să-și petreacă orele de rafinare a topologiei suprafeței din apropiere (mai ales în modelarea organică, unde schimbările de suprafață sunt netede și subtile ).
Rafinarea este, în cele din urmă, pasul care ia un model dintr-o lucrare în desfășurare la un produs finalizat.