Komponenty 3D modelov - vrcholy, hrany, polygóny a ďalšie

3D modely sú jedným zo základných stavebných kameňov 3D počítačovej grafiky. Bez nich by nebola žiadna počítačová animácia - nie Príbeh hračiek , č Wall-E , žiadna veľká zelená čierna.

Nebudú existovať žiadne 3D hry, čo znamená, že sme nikdy nemali preskúmať Hyrule Ocarina času , a Majster bol nikdy na Halo. Nebolo by žiadne transformátory filmy (aspoň tak, ako ich poznáme dnes) a reklamy na autá by nemohli vyzerať tak skvelo, ako dnes.

Každý objekt, charakter a prostredie v každom počítačovom animovanom filme alebo 3D videohre sa skladá z modelov 3D. Takže áno, sú vo svete CG veľmi dôležité.

Čo je to 3D model?

3D model je matematické znázornenie akéhokoľvek trojrozmerného objektu (skutočného alebo predstaveného) v 3D prostredí softvéru. Na rozdiel od 2D obrazu môžu byť 3D modely prezerané v špecializovaných softvérových balíčkoch z ľubovoľného uhla a môžu byť zmenené, otočené alebo voľne upravené. Proces vytvárania a tvarovania 3D modelu je známy ako 3D modelovanie.

Typy 3D modelov

Existujú dva primárne typy 3D modelov, ktoré sa používajú vo filmovom a hierarchickom priemysle, pričom najdôležitejšie rozdiely spočívajú v spôsobe, akým sú vytvorené a manipulované (existujú aj rozdiely v základnej matematike, ale to je menej dôležité až do konca -user).

NURBS Povrch: Nehomogénny racionálny B-spline alebo povrch NURBS je hladký model povrchu vytvorený pomocou Bezierových kriviek (ako 3D verzia nástroja MS Paint pen). Na vytvorenie povrchu NURBS umelca kreslí dve alebo viac kriviek do 3D priestoru, ktoré môžu byť manipulované pohyblivými úchytmi nazývanými kontrolné vrcholy (CV) pozdĺž osi x, y alebo z.
1. Softvérová aplikácia interpoluje priestor medzi krivkami a vytvára medzi nimi rovnomerné oká. NURBS povrchy majú najvyššiu úroveň matematickej presnosti a preto sa najčastejšie používajú pri modelovaní pre inžiniersky a automobilový dizajn.
Polygonálny model: Viacjazyčné modely alebo "oká", ako sa často nazývajú, sú najbežnejšou formou 3D modelu, ktorý sa nachádza v animačnom, filmovom a hernom priemysle, a oni budú takí, na ktorých sa zameriame na zvyšok článok.

Komponenty polygonálneho modelu

tváre: Definujúcou charakteristikou polygonálneho modelu je, že (na rozdiel od povrchov NURBS) sú polygonálne oká tvárou , čo znamená, že povrch 3D modelu pozostáva zo stoviek alebo tisícok geometrických tvárí.

V dobrom modelovaní sú polygóny buď štvorstranné ( štvorkolky - norma v charaktere / organické modelovanie) alebo trojstranná ( tris - používa sa bežnejšie v hernom modelovaní). Dobrí modeléri sa usilujú o efektívnosť a organizáciu, snažia sa udržať počet polygónov čo najnižšie pre zamýšľaný tvar. Počet polygónov v sieti sa nazýva poly-count, pričom sa nazýva hustota polygónov rezolúcia, Najlepšie 3D modely majú vysoké rozlíšenie? kde je potrebných podrobnejších podrobností - ako sú ruky alebo tvár postavy a nízke rozlíšenie v oblastiach s nízkym detailom oka. Typicky platí, že čím je vyššia celková rozlišovacia schopnosť modelu, tým je hladšia v konečnej podobe. Mriežky s nižším rozlíšením vyzerajú nepresne Mario 64 ?).

hrany: Okraj je akýkoľvek bod na povrchu 3D modelu, kde sa stretnú dve polygonálne tváre.

vrcholy: Priesečník medzi tromi alebo viacerými okrajmi sa nazýva vrchol ( pl. vrcholy ). Manipulácia vrcholov na osi x, y a z (bežne označovaná ako "tlačenie a ťahanie vertikov") je najbežnejšou technikou na tvarovanie mnohouholníkovej sito do konečného tvaru v tradičných modelovacích balíčkoch ako Maya, 3Ds Max, atď. . (Techniky sú veľmi, veľmi odlišné v sculpting aplikácií ako ZBrush alebo Mudbox.)

Polygonálne modely sú veľmi podobné geometrickým tvarom, o ktorých ste sa pravdepodobne dozvedeli na strednej škole. Rovnako ako základná geometrická kocka tvoria 3D polygonálne modely tváre, okraje a vrcholy. V skutočnosti najzložitejšie 3D modely začínajú ako jednoduchý geometrický tvar, ako napríklad kocka, guľa alebo valec. Tieto základné 3D tvary sú nazývané objektové primitívy, Primitiva môžu byť potom modelované, tvarované a manipulované s akýmkoľvek objektom, ktorý sa umelca snaží vytvoriť (rovnako ako by sme chceli prejsť do detailov, pokryjeme proces 3D modelovania v samostatnom článku).
Je tu ešte jedna súčasť 3D modelov, ktoré je potrebné riešiť:

Textúry a Shadery

Bez textúr a shaderov by 3D model nebol podobný. V skutočnosti by ste to vôbec nemohli vidieť. Hoci textúry a shadery nemajú nič spoločné s celkovým tvarom 3D modelu, majú všetko čo do činenia so svojim vizuálnym vzhľadom.

shadery: Shader je sada inštrukcií aplikovaných na 3D model, ktorý umožňuje počítaču vedieť, ako má byť zobrazený. Hoci tieňové siete môžu byť kódované ručne, väčšina 3D softvérových balíkov má nástroje, ktoré umožňujú umelcom veľmi ľahko upraviť parametre shaderu. Pomocou týchto nástrojov môže umelca ovládať spôsob, akým povrch modelu spolupracuje so svetlom, vrátane opacity, odrazivosti, zrkadlového zvýraznenia (lesk) a desiatok ďalších.

textúry: Textúry tiež výrazne prispievajú k vizuálnemu vzhľadu modelu. Textúry sú dvojrozmerné obrazové súbory, ktoré môžu byť mapované na 3D povrchu modelu procesom známym ako mapovanie textúry , Textúry sa môžu zložito pohybovať od jednoduchých farebných textúr až po úplne fotorealistické detaily povrchu.

Texturing a tieňovanie sú dôležitým aspektom počítačového grafického potrubia a stať sa dobrým v písaní šablónových sietí alebo vytvárania textúrnych máp je špecialitou v jeho vlastnom poriadku. Textúra a umelci sú rovnako inštrumentálne v celkovom vzhľade filmu alebo obrazu ako modelár alebo animátor.

Uzavrieť

Dúfajme, že v tomto momente viete trochu viac o 3D modeloch a ich hlavných charakteristikách. V ich jadre sú 3D modely len zložité geometrické tvary so stovkami malých polygonálnych tvárí. Aj keď je nepochybne zábavné čítať o 3D modeloch, je to ešte viac vzrušujúce, aby ste ich urobili sami.