Увод у технике 3Д моделовања
На овој страници смо имали прилику да покријемо и површину и рендеринг у релативној дубини, а недавно смо разговарали о анатомији 3Д модела . Али, нажалост, до сада смо занемарили да пружимо било какве детаљне информације о 3Д моделирању.
Да бисмо исправно поставили ствари, били смо тешки на послу припреме неколико чланака који се фокусирају на уметничку и техничку страну 3Д модела. Иако смо пружили општи увод у моделирање у нашој дискусији о? рачунарска графика , био је далеко од свеобухватног. Моделирање је експанзивна тема, а мали параграф једва може гребати површину и учинити предмету правичности.
У наредним данима ћемо пружити информације о неким од уобичајених техника и разматрања које морају израдити моделери који раде на вашим омиљеним филмовима и игрицама.
За остатак овог чланка, започети ћемо са уводом седам заједничких техника које се користе за креирање 3Д средстава за индустрију рачунарске графике:
Заједничке технике моделовања
Моделирање поља / подјела
Моделирање поља је полигонална техника моделирања у којој уметник почиње са геометријским примитивом (коцка, сфера, цилиндар, итд.), А затим побољшава свој облик док се не постигне жељени изглед.
Моделери боксова често раде у фазама, почевши од мреже са ниском резолуцијом, пречишћавајући облик, а затим подељују мрежу како би спријечили тешке ивице и додали детаље. Процес подјеле и рафинирања се понавља све док мрежа не садржи довољно полигоналних детаља како би правилно пренијела предложени концепт.
Моделирање кутије је вероватно најчешћи облик полигоналног моделирања и често се користи у комбинацији са техникама моделирања ивица (о чему ћемо разговарати за тренутак). Овде детаљније истражујемо процес моделирања кутије / ивица.
Едге / Цонтоур Моделинг
Моделирање ивице је још једна полигонална техника, мада фундаментално другачија од његове кутије за моделирање кутија. У моделу ивица, умјесто да се започиње са примитивним обликом и рафинирањем, модел је у суштини изграђен комад по комаду постављањем петљи полигоналних лица дуж истакнутих контура и затим попуњавањем празнина између њих.
Ово може звучати непотребно компликовано, али извесне мреже је тешко завршити само моделирањем кутија, људско лице је добар пример. За правилно моделирање лица потребно је строго управљање робним протоком и топологијом , а прецизност која се пружа контурним моделирањем може бити непроцењива. Уместо да покушате обликовати добро дефинисану ушну утичницу из чврсте полигоналне коцке (што је збуњујуће и контра-интуитивно), много је лакше направити контекст очију, а затим моделирати остало одавде. Након што се моделирају главне оријентире (очи, усне, брадавица, нос, јајна линија), остатак има тенденцију да падне на своје место скоро аутоматски.
Моделирање НУРБС / Сплине
НУРБС је техника моделовања која се највише користи за аутомобилско и индустријско моделирање. За разлику од полигоналне геометрије, мрежа НУРБС нема лица, ивице или вертикале. Умјесто тога, модели НУРБС се састоје од глатко тумачених површина, створених "лофтинг" мрежом између двије или више Безиерових кривина (познатих и као сплине).
НУРБС кривуље се креирају помоћу алата који ради врло слично са алатом за оловке у МС бојама или Адобе Иллустратор. Криве су нацртане у 3Д простору и уређене померањем серије ручица званих ЦВс (контролне вертикале). Да би моделирао површину НУРБС, уметник поставља кривине дуж истакнутих контура, а софтвер аутоматски интерполира простор између.
Осим тога, површина НУРБС се може креирати окретањем кривуље профила око централне осе. Ово је уобичајена (и врло брза) техника моделирања објеката који су радијални у природним ватреним чашама, вазе, плоче итд.
Дигитал Сцулптинг
Техничка индустрија воли да говори о одређеним пробама које су називале неугодним технологијама . Технолошке иновације које мењају начин размишљања о постизању одређеног задатка. Аутомобил је променио начин на који се приближавамо. Интернет је променио начин на који приступамо информацијама и комуницирамо. Дигитално скулптирање је маскирана технологија у смислу да је бесплатним моделерима помогао од тешких ограничења топологије и ивичног тока, и омогућава им интуитивно креирање 3Д модела у сличном облику сјајне дигиталне глине.
У дигиталном скулптовању, мрежице се стварају органски, користећи (Вацом) таблични уређај за обликовање и обликовање модела скоро управо као што би скулптор користио гумене четке на стварном дијелу глине. Дигитално скулптовање узима моделирање створења и карактера на нови ниво, чинећи процес бржим, ефикаснијим и омогућавајући уметницима да раде са очима високе резолуције са милионима полигона. Скулптурне мреже су познате по претходно незамисливим нивоима површинских детаља, а природна (чак и спонтана) естетика.
Процедурално моделирање
Реч процедурално у рачунарској графици односи се на било шта произведено алгоритмично, а не ручно уметање руке уметника. Код процедуралног моделирања, сцене или предмети се креирају на основу правила и параметара који се могу дефинисати корисницима.
У популарним пакетима за моделирање околине Вуе, Брице и Терраген, целокупни пејзажи могу се генерисати постављањем и модификацијом параметара околине, као што су густоћа листова и надморска висина, или бирањем из пејзажних презентација као што су пустиња, алпска, обална и др.
Процедурално моделирање се често користи за органске конструкције као што су дрвеће и лишће, где постоји скоро бесконачна варијација и сложеност која би била веома дуго времена (или немогућа) за уметника да ручно хвата. Апликација СпеедТрее користи алгоритам заснован на рекурзивном / фрацтал-у за генерисање јединствених стабала и грмља који се могу подесити помоћу едитабилних поставки за висину трупа, густоћу грана, угао, увртање и десетине, ако не и стотине других опција. ЦитиЕнгине користи сличне технике да генерише процедуралне градске сцене.
Моделирање засновано на сликама
Моделирање засновано на сликама је процес помоћу којег трансформисани 3Д објекти алгоритамски изведу из скупа статичких дводимензионалних слика. Моделирање засновано на сликама се често користи у ситуацијама када временско или буџетско ограничење не дозвољава да се ручно створи потпуно реализована 3Д средства.
Можда је најпознатији пример моделирања заснован на сликама био у Матриксу , где тим није имао времена нити ресурса за моделирање комплетних 3Д сетова. Снимили су акционе секвенце са низовима фото-апарата од 360 степени, а затим су користили алгоритам интерпретације како би омогућили "виртуелни" 3Д кретање кроз традиционалне скупове стварног света.
3Д скенирање
3Д скенирање је метода за дигитализацију објеката стварног света када је потребан невероватно висок ниво фотореализма. Реални објекат (или чак глумац) скенира се, анализира, а необрађени подаци (обично облак к, и, з тачка) се користе за стварање прецизне полигоналне или НУРБС мреже. Скенирање се често користи када се тражи дигитална репрезентација глумца из стварног света, као у Тхе Цуриоус Цасе оф Бењамин Буттон, где главни лик (Брад Питт) стари у режиму током целог филма.
Пре него што се бринете о 3Д скенерима који замењују традиционалне моделере, размислите на тренутак да већина објеката моделованих за индустрију забаве нема еквивалент из стварног света. Док не почнемо да видимо свемирске бродове, ванземаљце и ликове цртаних филмова, сигурно је претпоставити да је позиционер модела у индустрији ЦГ вероватно сигуран.