Полігональне 3D-моделювання: робочі процеси Common Box і Edge Modeling

У цій частині ми зосередимося на деяких спеціальних інструментах і процесах, що використовуються в полігональному тривимірному моделюванні.

У полігональному моделюванні художник створює цифрове представлення тривимірного об'єкта з геометричною сіткою, що складається з граней, ребер і вершин. Особи, як правило, чотирикутні або трикутні, і складають поверхню 3D-моделі. За допомогою наступних методів розробник методики перетворює примітивну тривимірну сітку (зазвичай куб, циліндр або сферу) на повну тривимірну модель:

01

з 04

екструзія

Вичавлювання - це метод додавання геометрії до примітиву багатокутника і один з основних інструментів, які моделер використовує для початку формування сітки.

За допомогою видавлювання розробник моделі управляє тривимірною сіткою, або згортаючи межу на себе (щоб створити порожнечу), або видавлюючи межу назовні вздовж її нормалі поверхні - вектор напрямку, перпендикулярний багатокутної межі.

Вичавлювання чотирикутної межі створює чотири нових багатокутники, щоб подолати розрив між його початковою і кінцевою позицією. Екструзія може бути важко візуалізувати без конкретного прикладу:

• Розгляньмо просту форму піраміди з чотирикутною (чотиригранною) основою. Розробник моделі може перетворити цю примітивну піраміду на форму, схожу на будинок, вибравши основу піраміди і видавивши її в негативному напрямку Y. Основа піраміди зміщена вниз, і в просторі між основою і кришкою створюються чотири нові вертикальні грані. Подібний приклад можна побачити при моделюванні ніжок столу або стільця.
• Краї також можуть бути видавлені. При витисканні краю він по суті дублюється - дублюючий край потім можна витягнути або повернути від оригіналу в будь-якому напрямку, при цьому автоматично створюється нова багатокутна межа, що з'єднує два. Це основний засіб для формування геометрії в процесі моделювання контуру.

02

з 04

Маючи на увазі

Підрозділ - це спосіб для розробників моделей додавати полігональну роздільну здатність до моделі, як рівномірно, так і вибірково. Оскільки полігональна модель зазвичай починається з примітиву низького дозволу з дуже невеликим числом граней, практично неможливо створити закінчену модель без хоча б деякого рівня підрозділу.

• Рівномірне розбиття ділить всю поверхню моделі рівномірно. Рівномірний підрозділ зазвичай виконується в лінійному масштабі, тобто кожна багатокутна межа підрозділюється на чотири. Єдиний підрозділ допомагає усунути «блочність» і може використовуватися для рівномірного вирівнювання поверхні моделі.
• Граничні петлі - Дозвіл також може бути додано шляхом вибіркового розміщення додаткових крайових петель. Крайовий цикл може бути доданий до будь-якого суміжного набору багатокутних граней, підрозділюючи вибрані грані без непотрібного додавання дозволу до решти частини сітки. Крайові петлі зазвичай використовуються для додавання дозволу в областях моделі, для яких потрібен рівень деталізації, непропорційний сусідній геометрії (основний приклад - колінні і ліктьові суглоби моделі персонажа, як губи і очі).
  Крайові петлі також можна використовувати для підготовки поверхні до витискування або рівномірного поділу. Коли поверхня рівномірна, будь-які жорсткі краї округлюються і згладжуються - якщо потрібен поділ, але розробник моделі хотів би підтримувати певні жорсткі краї, їх можна зберегти, помістивши контур краю по обидві сторони від розглянутого краю. Цей же ефект може бути досягнутий за рахунок використання скоса, який обговорюється нижче.

03

з 04

Скоси або фаски

Якщо ви коли-небудь були в області машинобудування, промислового дизайну або деревообробки, слово «скос» вже може мати для вас вагу.

За замовчуванням краї 3D-моделі нескінченно гострі - це умова, яка практично ніколи не зустрічається в реальному світі. Озирнися. При уважному розгляді майже кожен край, з яким ви зіткнетеся, буде мати деяку конусність або округлість.

Скос або фаска враховує це явище і використовується для зменшення різкості кромок в 3D-моделі:

• Наприклад, кожне ребро куба відбувається при схожості 90 градусів між двома багатокутними гранями. Схилення цих країв створює вузьку межу в 45 градусів між площинами, що сходяться, щоб пом'якшити зовнішній вигляд краю і допомогти кубу більш реалістично взаємодіяти зі світлом. Довжина (або зсув) скосу, а також округлість можуть бути визначені розробником моделі.

04

з 04

Refining / Shaping

Також званий «штовханням і витягуванням вершин», більшість моделей вимагають деякого рівня ручного уточнення. При уточненні моделі художник переміщує окремі вершини вздовж осі x, y або z, щоб точно налаштувати контури поверхні.

Достатня аналогія для витонченості може бути помічена в роботі традиційного скульптора: коли скульптор працює, він спочатку блокує великі форми скульптури, зосереджуючись на загальній формі його частини. Потім він повторно відвідує кожну область скульптури за допомогою «граблі пензля», щоб точно налаштувати поверхню і вирізати необхідні деталі.

Доопрацювання 3D моделі дуже схоже. Кожне видавлювання, скос, ребро-петля або підрозділ зазвичай супроводжується хоча б невеликим уточненням по вершинах.

Стадія уточнення може бути копіткою і, ймовірно, забирає 90 відсотків загального часу, який моделер витрачає на твір. Для розміщення крайового контуру або витягування видавлювання може знадобитися всього 30 секунд, але для розробника моделей було б нечувано витратити години на уточнення топології прилеглої поверхні (особливо в органічному моделюванні, де поверхневі зміни є гладкими і тонкими).

Уточнення - це, в кінцевому рахунку, крок, який перетворює модель з незавершеного виробництва на готовий актив.