På denna sida har vi haft en chans att täcka både ytbehandling och rendering i relativ djup, och vi diskuterade nyligen anatomin för en 3D-modell. Men tyvärr har vi hittills försummat att ge någon form av detaljerad information om 3D-modelleringsprocessen.
För att ställa saker rätt har vi jobbat hårt för att förbereda en handfull artiklar som fokuserar på både de konstnärliga och tekniska sidorna av 3D-modellering. Även om vi tillhandahöll en generell introduktion till modellering i vår diskussion av "datorgrafiken", var den långt ifrån omfattande. Modellering är ett expansivt ämne, och ett litet stycke kan knappt skrapa ytan och göra ämnesrätten.
Under de närmaste dagarna kommer vi att ge information om några av de vanliga tekniker och överväganden som måste göras av modellerna som arbetar med dina favoritfilmer och spel.
För resten av den här artikeln börjar vi genom att införa sju vanliga tekniker som används för att skapa 3D-tillgångar för datorgrafikindustrin:
Gemensamma modelleringstekniker
Box / Subdivision Modeling
Boxmodellering är en polygonal modelleringsteknik där artisten börjar med en geometrisk primitiv (kub, sfär, cylinder, etc.) och fördjupar sedan sin form tills det önskade utseendet uppnås.Boxmodellers arbetar ofta i etapper, som börjar med ett nät med låg upplösning, raffinera formen och sedan dela upp nätet för att släta ut hårda kanter och lägga till detaljer. Processen för delning och raffinering upprepas tills nätet innehåller tillräckligt polygonal detalj för att korrekt förmedla det avsedda konceptet.Boxmodellering är förmodligen den vanligaste formen av polygonal modellering och används ofta i samband med kantmodelleringstekniker (som vi diskuterar på ett ögonblick). Vi utforskar rutan / kantmodellprocessen i större detalj här. Kant / konturmodellering Kantmodellering är en annan polygonal teknik, dock fundamentalt annorlunda än dess modellmodellering. I kantmodellering, i stället för att börja med en primitiv form och raffinering, är modellen väsentligen byggd bit för bit genom att placera slingor av polygonala ytor längs framstående konturer och sedan fylla eventuella luckor mellan dem.Det här kan låta oundvikligt komplicerat, men vissa maskor är svåra att slutföra genom boxmodellering ensam, det mänskliga ansiktet är ett bra exempel. Att korrekt modellera ett ansikte kräver mycket strikt förvaltning av kantflöde och topologi, och precisionen som erhålls genom konturmodellering kan vara ovärderlig. I stället för att försöka forma ett väldefinierat ögonuttag från en solid polygonal kub (som är förvirrande och kontraintuitiv), är det mycket lättare att bygga en kontur av ögat och sedan modellera resten därifrån. När de stora landmärkenna (ögon, läppar, bröstkorg, näsa, käft) modelleras, tenderar resten att falla på plats nästan automatiskt. NURBS är en modelleringsteknik som används mest för fordons- och industriell modellering. I motsats till polygonal geometri har ett NURBS-nät inga ansikten, kanter eller vinklar. Istället består NURBS-modeller av smidigt tolkade ytor, skapade genom att "lyfta" ett nät mellan två eller flera Bezierkurvor (även kända som splines).NURBS-kurvor skapas med ett verktyg som fungerar väldigt lik pennaverktyget i MS-färg eller Adobe Illustrator. Kurvan ritas i 3D-utrymme och redigeras genom att flytta en serie handtag som heter CV-skivor (kontrollpunkter). För att modellera en NURBS-yta placerar konstnären kurvor längs framstående konturer, och mjukvaran interpolerar automatiskt mellanslaget mellan.Alternativt kan en NURBS-yta skapas genom att rotera en profilkurva kring en central axel. Detta är en vanlig (och mycket snabb) modelleringsteknik för objekt som är radiella i naturen - vinglas, vaser, tallrikar etc. Teknikindustrin gillar att prata om vissa genombrott de har kallat störande teknik . Tekniska innovationer som förändrar hur vi tänker på att uppnå en viss uppgift. Bilen förändrade sättet vi kommer runt. Internet har förändrat hur vi får tillgång till information och kommunicerar. Digital skulptur är en störande teknik i den meningen att det har hjälpt fria modeller från de noggranna begränsningarna av topologi och kantflöde och gör det möjligt för dem att intuitivt skapa 3D-modeller på ett sätt som liknar sculpting digital lera.I digital skulptering skapas masker organiskt genom att använda en (Wacom) tablettanordning för att forma och forma modellen nästan som en skulptör skulle använda rakeborstar på en riktig bit av lera. Digital skulptur har tagit karaktär och skapande modellering till en ny nivå, vilket gör processen snabbare, effektivare och låter konstnärer arbeta med högupplösta nät som innehåller miljontals polygoner. Skulpterade maskor är kända för tidigare otänkbara nivåer av ytdetalj och en naturlig (även spontan) estetik. Ordet procedur i datorgrafik avser allt som genereras algoritmiskt, istället för att man skapar manuellt av en konstnärs hand. I procedurmodellering skapas scener eller objekt baserat på användardefinierbara regler eller parametrar.I de populära miljömodelleringspaketen Vue, Bryce och Terragen kan hela landskapet genereras genom att man ställer in och ändrar miljöparametrar som lövtäthet och höjdintervall, eller genom att välja från landskapspresenter som öknen, alpina, kusten etc.Procedural modellering används ofta för organiska konstruktioner som träd och lövverk, där det finns nästan oändlig variation och komplexitet som skulle vara mycket tidskrävande (eller omöjligt helt) för en konstnär att fånga för hand. Programmet SpeedTree använder en rekursiv / fraktalbaserad algoritm för att generera unika träd och buskar som kan tweaked genom redigerbara inställningar för stamhöjd, filtäthet, vinkel, krullning och dussintals om inte hundratals andra alternativ. CityEngine använder liknande tekniker för att skapa processuella stadsbilder. Bildbaserad modellering är en process genom vilken transformerbara 3D-objekt algoritmiskt härleds från en uppsättning statiska tvådimensionella bilder. Bildbaserad modellering används ofta i situationer där tids- eller budgetrestriktioner inte tillåter en fullt realiserad 3D-tillgång som man skapar manuellt.Kanske var det mest kända exemplet på bildbaserad modellering Matrisen , där laget inte hade tid eller resurser att modellera kompletta 3D-uppsättningar. De filmade åtgärdssekvenser med 360-graders kamerafelar och använde sedan en tolkningsalgoritm för att möjliggöra "virtuell" 3D-kameraförflyttning genom traditionella real-world-uppsättningar. 3D-skanning är ett sätt att digitalisera verkliga objekt när en otroligt hög nivå av foto-realism krävs. Ett verkligt objekt (eller till och med skådespelare) skannas, analyseras och rådata (vanligtvis ett x, y, z punkt moln) används för att generera ett exakt polygonalt eller NURBS-nät. Skanning används ofta när en digital representation av en verklig skådespelare är nödvändig, liksom i Benjamin Button's nyfikna fall där huvudpersonen (Brad Pitt) åldras i omvända genom hela filmen.Innan du börjar oroa dig för 3D-skannrar som ersätter traditionella modeller, överväga ett ögonblick att huvuddelen av objekten modellerade för underhållningsindustrin inte har någon verklig ekvivalent. Innan vi börjar se rymdskepp, utlänningar och tecknade tecken runt omkring, är det säkert att anta att modellerarens position i CG-industrin är förmodligen säker. NURBS / Spline Modeling
Digital skulptur
Procedurell modellering
Bildbaserad modellering
3D-skanning
