I detta stycke ska vi fokusera på några specifika verktyg och processer som används i polygonal 3D-modellering.
I polygonal modellering, skapar en konstnär en digital representation av ett 3D-objekt med ett geometriskt nät bestående av ytor, kanter och hörn. Ansikten är vanligtvis fyrkantiga eller triangulära och utgör ytan av 3D-modellen. Genom att använda följande tekniker, omvandlar en modellare metodiskt ett primitivt 3D-nät (vanligtvis en kub, cylinder eller sfär) till en komplett 3D-modell:
extrusion
Extrudering är en metod för att lägga geometri till ett primärt polygon och ett av de primära verktyg som en modellare använder för att börja forma ett nät.
Genom extrusion manipulerar en modellerare 3D-nätet genom att antingen kollapsa ett ansikte i sig (för att skapa en inryckning) eller genom att extrudera ansiktet utåt längs dess ytan normal -Riktningsvektorn vinkelrätt mot polygonalytan.
Extrudering ett fyrsidigt ansikte skapar fyra nya polygoner för att överbrygga klyftan mellan start- och slutpositionen. Extrudering kan vara svår att visualisera utan ett konkret exempel:
- Tänk på en enkel pyramidform, med en fyrkantig (4-kanad) bas. En modellare kan omvandla denna primitiva pyramiden till en husliknande form genom att välja pyramidens bas och extrudera den i den negativa Y-riktningen. Pyramidens bas flyttas nedåt, och fyra nya vertikala ansikten skapas i utrymmet mellan basen och locket. Ett liknande exempel kan ses när man modellerar benen på ett bord eller en stol.
- Kanter kan också extruderas. Vid extrudering av en kant är den i huvudsak duplicerad. Dubbelkanten kan sedan dras eller vridas bort från originalet i vilken riktning som helst, med ett nytt polygonalt ansikte som automatiskt skapat koppling av de två. Detta är det primära sättet att forma geometrin i konturmodellering bearbeta.
uppdelning
Subdivision är ett sätt för modellerare att lägga till polygonal upplösning till en modell, antingen likformigt eller selektivt. Eftersom en polygonal modell vanligtvis startar från en lågupplösande primitiv med väldigt få ansikten är det nästan omöjligt att producera en färdig modell utan åtminstone någon nivå av indelningen.
- en enhetlig underavdelning delar hela ytan på en modell jämnt. Uniforma indelningar görs vanligen i linjär skala, vilket innebär att varje polygonalt ansikte är indelat i fyra. Enhetlig underavdelning bidrar till att eliminera "blockiness" och kan användas för jämnt jämn yta på en modell.
- Edge Loops - Upplösning kan också läggas till genom att selektivt placera ytterligare kantband. En kantslinga kan läggas över någon sammanhängande uppsättning polygonala ansikten, dela upp de valda ansikten utan att behöva lägga upp upplösning till resten av nätet. Kantslingor används vanligtvis för att lägga till upplösning i regioner av en modell som kräver en detaljeringsgrad som är oproportionerlig mot närliggande geometri (knä och armbågsskikt i en karaktärsmodell är ett utmärkt exempel, liksom läppar och ögon).Kantslingor kan också användas för att förbereda en yta för strängsprutning eller enhetlig indelning. När en yta är likformigt indelad, är alla hårda kanter avrundade och släta - om en underavdelning är nödvändig men modellern vill behålla vissa hårda kanter, kan de bibehållas genom att placera en kantslinga på vardera sidan av kanten i fråga. Samma effekt kan uppnås genom användning av a fasa , diskuteras nedan.
Bevels eller Chamfers
Om du har varit i teknik, industriell design eller träbearbetningsfält alls, ordet fasa kanske redan håller lite vikt för dig.
Som standard är kanterna på en 3D-modell oändligt skarp - ett tillstånd som nästan aldrig förekommer i den verkliga världen. Titta omkring dig. Inspekterad tillräckligt nära, nästan varje kant du möter kommer att ha någon form av konisk eller rundhet till den.
En avfasning eller avfasning tar hänsyn till detta fenomen och används för att minska skärmens hårdhet på en 3D-modell:
- Till exempel sker varje kant på en kub vid 90 graders konvergens mellan två polygonala ytor. Att beställa dessa kanter skapar ett smalt 45 graders ansikte mellan de konvergerande planen för att mildra kantens utseende och hjälper kuben att interagera med ljus mer realistiskt. Längden (eller offset ), och dess rundhet kan bestämmas av modellern.
Raffinering / Shaping
Också kallad "pushing och pulling vertices", kräver de flesta modellerna någon grad av manuell förfining. När man raffinerar en modell flyttar konstnären enskilda spetsar längs x-, y- eller z-axeln för att finjustera ytans konturer.
En tillräcklig analogi för förfining kan ses i en traditionell skulptörs arbete: När en skulptör arbetar, blockerar han först de stora formerna av skulpturen med fokus på den övergripande formen på hans stycke. Sedan återkommer han varje skulpturregion med en "rakeborste" för att finjustera ytan och skära ut de nödvändiga detaljerna.
Raffinering av en 3D-modell är mycket lika. Varje strängsprutning, avfasning, kantlinje eller underavdelning åtföljs typiskt av åtminstone en liten bit av vertex-by-vertex-förfining.
Förädlingsfasen kan vara noggrann och förmodligen förbrukar 90 procent av den totala tiden en modellare spenderar på en bit.Det kan bara ta 30 sekunder att placera en kantslinga eller dra ut en extrudering, men det skulle inte vara obekvämt för en modellare att spendera timmar för att raffinera den närliggande yttopologin (speciellt i organisk modellering, där ytförändringar är släta och subtila ).
Förfining är i sista hand det steg som tar en modell från ett pågående arbete till en färdig tillgång.
