Įvadas į 3D modeliavimo metodus
Šioje svetainėje mes turėjome galimybę padengti ir paviršių, ir išvaizdą santykiniu gyliu, ir neseniai aptarėme 3D modelio anatomiją . Deja, iki šiol mes neatsižvelgėme pateikti kokios nors išsamios informacijos apie 3D modeliavimo procesą.
Norint teisingai nustatyti, mes sunkiai dirbome rengdami keletą straipsnių, kuriuose daugiausia dėmesio skiriama tiek meniniams, tiek techniniams 3D modeliavimo aspektams. Nors mes diskutuojame apie "modelį", mes pateikėme bendrą modeliavimo įvadą. kompiuterinės grafikos vamzdynas , tai buvo toli gražu ne visapusiška. Modeliavimas yra plati tema, o maža pastraipa vos gali nulenkti paviršių ir padaryti temą teisingumą.
Artimiausiomis dienomis pateiksime informaciją apie kai kurias įprastas technikas ir aplinkybes, kurias turi atlikti modeliuotojai, dirbantys su jūsų mėgstamiausiais filmais ir žaidimais.
Kitame šio straipsnio poskyryje mes pradėsime pristatydami septynias bendromis technologijomis, naudojamomis 3D gaminių kūrimui kompiuterinės grafikos pramonėje:
Bendri modeliavimo metodai
Box / Subdivision Modeling
Dėžutės modeliavimas yra daugiakampio modeliavimo metodas, kurio menininkas prasideda nuo geometrinio primityvio (kubo, sferos, cilindro ir kt.), O tada tobulina savo formą, kol pasiekiama norima išvaizda.
Dėžutės modeliuotojai dažnai dirba etapais, pradedant mažos skiriamosios gebos tinkleliu , tobulinant formą, o po to dalijant tinklelius, kad būtų galima išlyginti sunkius kraštus, ir pridėti detalių. Skirstymas ir rafinavimas vyksta pakartotinai, kol tinkle nėra pakankamai daugiakampių detalių, kad tinkamai perteiktų numatytą koncepciją.
Dėžutės modeliavimas yra turbūt labiausiai paplitusi daugiakampio modeliavimo forma ir dažnai naudojama kartu su krašto modeliavimo technikomis (apie ką mes aptarsime akimirksniu). Čia išsamiau aptariame dėžės / krašto modeliavimo procesą.
Krašto / kontūrų modeliavimas
Krašto modeliavimas yra dar vienas daugiakampis metodas, nors jis iš esmės skiriasi nuo jo dėžutės modeliavimo analogo. Kraštovaizdžio modeliavimas, o ne pradedant primityviomis figūromis ir rafinavimu, modelis iš esmės yra pagamintas iš vieno gabalėlio, įkišdamas kilpų daugiakampius veidus išilgai garsių kontūrų ir užpildydamas tarpus tarp jų.
Tai gali atrodyti be reikalo sudėtinga, tačiau tam tikras akis yra sunku užbaigti vien tik dėžutės modeliavimu, o žmogaus veidas yra geras pavyzdys. Norėdami tinkamai parinkti veidą, reikia labai griežtai valdyti krašto srautą ir topologiją , o tikslumas, kurį suteikia kontūrinis modeliavimas, gali būti neįkainojamas. Užuot bandydami formuoti aiškiai apibrėžtą akių lizdą iš kieto daugiakampio kubo (kuris yra klaidinantis ir nejautras), daug lengviau sukurti akies kontūrus ir tada modeliuotą likusį iš ten. Kai modeliuojami pagrindiniai orientyrai (akys, lūpos, įtvaras, nosis, žandikaulis), likusi dalis paprastai patenka į vietą beveik automatiškai.
NURBS / Spline Modeling
NURBS yra modeliavimo technika, kuri labiausiai naudojama automobilių pramonei ir pramoniniam modeliavimui. Skirtingai nuo daugiakampės geometrijos, NURBS akių neturi veidų, kraštų ar viršūnių. Vietoj to, NURBS modeliai susideda iš sklandžiai interpretuotų paviršių, sukurtų "tinkluose" tarp dviejų ar daugiau Bezier kreivių (taip pat žinomų kaip splainai).
NURBS kreivės sukurtos naudojant įrankį, kuris labai panašus į rašiklio įrankį "MS paint" arba "Adobe Illustrator". Kreivė brėžiama 3D erdvėje ir redaguojama judant rankenų seriją, pavadintą CV (kontrolinės viršūnės). Norint modeliuoti NURBS paviršių, menininkas išdėsto kreivės išilgai žinomų kontūrų, o programinė įranga automatiškai interpoliavo erdvę tarp.
Kita vertus, NURBS paviršius gali būti sukurtas sukant profilio kreivę aplink centrinę ašį. Tai yra įprasta (ir labai greita) modeliavimo technika radialiniams gamtos objektuose - vyno taurės, vazos, plokštės ir tt
Skaitmeninis skulptūras
Technikos pramonė mėgsta kalbėti apie tam tikras pertraukas, kurias jie vadina sutrikdančiomis technologijomis . Technologines naujoves, kurios pakeičia tai, kaip mes galvojame apie tam tikrą užduotį. Automobilis pakeitė kelią. Internetas pakeitė informaciją ir ryšius. Skaitmeninė skulptūra yra griaunanti technologija ta prasme, kad ji padėjo nemokamai modeliuotojams rūpintis topologijos ir krašto srauto apribojimais ir leidžia jiems intuityviai kurti 3D modelius labai panašiai kaip skaitmeninės molio skulptūros.
Skaitmeniniuose skulptūrose akys sukurtos ekologiškai, naudojant "Wacom" tabletės įtaisą, skirtą formuoti ir formuoti modelį beveik taip, kaip skulptorius, naudotų grunto šepetėlį ant tikros riekinės molio dalies. Skaitmeninis skulptūrų kūrimas paverčia savybių ir būtybių modeliavimą į naują lygmenį, kad procesas būtų greitesnis ir efektyvesnis, o menininkai galėtų dirbti su didelės skiriamosios gebos akimis, kuriose yra milijonai poligonų. Apdorotos akys žinomos dėl anksčiau neįsivaizduojamų detalių paviršiaus lygių ir natūralios (net spontaniškos) estetinės.
Procedūrinis modeliavimas
Kompiuterinės grafikos procedūrinis žodis reiškia bet kokį algoritminiu būdu sukurtą, o ne rankiniu būdu sukurtą menininko ranką. Procesiniame modeliavime scenos ar objektai yra sukurti pagal vartotojo apibrėžtas taisykles ar parametrus.
Populiariose aplinkos modeliavimo paketuose Vue, Bryce ir Terragen galima sukurti visą kraštovaizdį, nustatant ir keičiant aplinkos parametrus, pvz., Žalumynų tankį ir aukščio diapazoną, arba pasirinkus kraštovaizdžio dykuma, alpinę, pakrantę ir kt.
Procedūrinis modeliavimas dažnai naudojamas organinėms konstrukcijoms, pvz., Medžiams ir žalumynams, kur beveik begalinis variacija ir sudėtingumas, dėl kurių menininkas galėtų užfiksuoti rankomis, yra labai daug laiko (arba apskritai neįmanoma). Programa SpeedTree naudoja rekursinį / fraktalinį algoritmą, kuris generuoja unikalius medžius ir krūmus, kuriuos galima redaguoti naudojant lango aukščio, šakos tankio, kampo, lanko ir dešimčių, jei net šimtus kitų variantų, redagavimo parametrus. "CityEngine" naudoja panašius metodus, kad generuotų procedūrinius miesto vaizdus.
Vaizdinis modeliavimas
Vaizdo pagrindu modeliavimas yra procesas, kurio metu transformuojami 3D objektai algoritmiškai išvedami iš statinių dvimačių vaizdų rinkinio. Vaizdo pagrindu modeliavimas dažnai naudojamas situacijose, kai laiko ar biudžeto apribojimai neleidžia visiškai realizuotam 3D objektui sukurti rankiniu būdu.
Galbūt labiausiai žinomas pavyzdinis vaizdų modeliavimas buvo " The Matrix" , kur komanda neturėjo nei laiko, nei išteklių, kad galėčiau modelio užbaigti 3D rinkinius. Jie nufilmavo veiksmų seką su 360 laipsnių kamerų masyvais ir tada panaudojo interpretuotą algoritmą, kad "virtualus" 3D kamerų judėjimas per tradicinius realaus pasaulio rinkinius būtų įmanomas.
3D nuskaitymas
3D nuskaitymas - objektų skaitmeninimo būdas, kai reikalingas neįtikėtinai aukštas foto realybės lygis. Realus pasaulio objektas (ar net aktorius) yra nuskaitomas, išanalizuotas ir neapdoroti duomenys (paprastai x, y, z taško debesė) naudojami norint gauti tikslią daugiakampę ar NURBS akį. Skenavimas dažnai naudojamas, kai reikalingas skaitmeninio reprezentavimo realaus pasaulio veikėjas, kaip ir "The Curious Benjamin Button" atvejis, kuriame pagrindinis personažas (Bradas Pittas) per visą filmą reagavo.
Prieš pradėdami rūpintis 3D modelių skaitytuvais, pakeičiančiais tradicinius modeliuotojus, akimirksniu apsvarstykite, ar dauguma pramogų pramonei skirtų objektų neturi realaus pasaulio ekvivalento. Kol mes pradėsime matyti erdvėlaivius, užsieniečius ir animacinių filmų personažus, važiuojančius aplink, galima daryti prielaidą, kad modeliuotojo pozicija CG pramonėje tikriausiai yra saugi.