3D მოდელის კომპონენტები - წვეროები, კიდეები, პოლიგონები და სხვა
3D მოდელები 3D კომპიუტერული გრაფიკის ერთ-ერთი აუცილებელი სამშენებლო ბლოკია. მათ გარეშე არ იარსებებდა კომპიუტერული ანიმაცია - არც "სათამაშოების ისტორია", არც "Wall-E", არც დიდი მწვანე ოგრე. არც 3D თამაში იქნებოდა და მანქანის რეკლამა არ გამოიყურებოდა ისე მშვენივრად, როგორც დღეს.
ყველა კომპიუტერის ანიმაციური ფილმის ან 3D ვიდეო თამაშის ყველა ობიექტი, პერსონაჟი და გარემო შედგება 3D მოდელებისგან. ამ სახელმძღვანელოში ჩვენ ვანაწილებთ 3D მოდელის ძირითად კომპონენტებს, ავხსნით სახეებს, კიდეებს, წვეროებს და სხვა.
რა არის 3D მოდელი?
3D მოდელი არის ნებისმიერი სამგანზომილებიანი ობიექტის (რეალური ან წარმოსახვითი) მათემატიკური წარმოდგენა 3D პროგრამულ გარემოში. განსხვავებით ა 2D გამოსახულება, 3D მოდელების ნახვა შესაძლებელია სპეციალიზებულ პროგრამულ კომპლექტებში ნებისმიერი კუთხიდან, სადაც მათი მასშტაბირება, როტაცია ან თავისუფლად შეცვლაა შესაძლებელი.
3D მოდელის შექმნისა და ჩამოყალიბების პროცესი ცნობილია როგორც 3D მოდელირება.
3D მოდელების სახეები
3D მოდელების ორი ძირითადი ტიპი გამოიყენება კინოსა და თამაშების ინდუსტრიაში. მათ შორის ყველაზე აშკარა განსხვავებაა მათი შექმნისა და მანიპულირების გზა (არსებობს განსხვავებები მათემატიკაშიც, მაგრამ ეს ნაკლებად მნიშვნელოვანია საბოლოო მომხმარებლისთვის).
NURBS ზედაპირი
არაერთგვაროვანი რაციონალური B-სპლინი, ან NURBS, არის გლუვი ზედაპირის მოდელი, რომელიც შექმნილია Bezier მოსახვევების გამოყენებით (იფიქრეთ, როგორც MS Paint კალმის ინსტრუმენტის 3D ვერსია). NURBS ზედაპირის ფორმირებისთვის, მხატვარი ხაზავს ორ ან მეტ მოსახვევს 3D სივრცეში, რომელთა მანიპულირება ხდება მოძრავი სახელურებით, რომელსაც ეწოდება კონტროლის წვეროები (CV) x-, y- ან z-ღერძის გასწვრივ.
პროგრამული აპლიკაციის ინტერპოლაცია ხდება მოსახვევებს შორის და ქმნის გლუვ ბადეს მათ შორის. NURBS ზედაპირებს აქვთ მათემატიკური სიზუსტის უმაღლესი დონე და ყველაზე ხშირად გამოიყენება მოდელირებაში საინჟინრო და საავტომობილო დიზაინისთვის.
პოლიგონური მოდელი
პოლიგონური მოდელები, ან "ბადეები", როგორც მათ ხშირად უწოდებენ, არის 3D მოდელის ყველაზე გავრცელებული ფორმა, რომელიც გვხვდება ანიმაციის, კინოსა და თამაშების ინდუსტრია და ისინი ისეთია, რომელზეც ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ დანარჩენზე სტატია.
პოლიგონური მოდელის კომპონენტები
კარგ მოდელობაში, მრავალკუთხედები ან ოთხმხრივია (ოთხკუთხედები- ნორმა ხასიათის/ორგანულ მოდელირებაში) ან სამმხრივი (ტრის— უფრო ხშირად გამოიყენება თამაშის მოდელირებაში). კარგი მოდელიერები ისწრაფვიან ეფექტურობისა და ორგანიზებისკენ, ცდილობენ პოლიგონების რაოდენობა რაც შეიძლება დაბალი იყოს დანიშნულ ფორმაზე.
ბადეში მრავალკუთხედების რაოდენობას ეწოდება პოლი-თვლა, ხოლო მრავალკუთხედის სიმკვრივე ეწოდება რეზოლუცია. საუკეთესო 3D მოდელებს აქვთ მაღალი გარჩევადობა, სადაც მეტი დეტალია საჭირო, მაგალითად, პერსონაჟის ხელები ან სახე, და დაბალი გარჩევადობა ბადის დაბალ დეტალებში.
როგორც წესი, რაც უფრო მაღალია მოდელის საერთო გარჩევადობა, მით უფრო გლუვი გამოჩნდება ფინალში გაწევა. დაბალი გარჩევადობის ბადეები გამოიყურება ყუთში (გახსოვდეთ მარიო 64?).
პოლიგონური მოდელები ძალიან ჰგავს გეომეტრიულ ფორმებს, რომლებიც ალბათ საშუალო სკოლაში ისწავლეთ. ისევე, როგორც ძირითადი გეომეტრიული კუბი, 3D პოლიგონური მოდელები შედგება სახეები, კიდეები, და წვეროები. სინამდვილეში, ყველაზე რთული 3D მოდელები იწყება როგორც მარტივი გეომეტრიული ფორმა, როგორიცაა კუბი, სფერო ან ცილინდრი. ამ ძირითად 3D ფორმებს ე.წ ობიექტის პრიმიტივები. შემდეგ პრიმიტივები მოდელირებულია, ყალიბდება და მანიპულირებს ნებისმიერ ობიექტად, რასაც მხატვარი ცდილობს შექმნას.
- სახეები: პოლიგონური მოდელის განმსაზღვრელი მახასიათებელია ის, რომ (განსხვავებით NURBS ზედაპირისგან) მრავალკუთხა ბადეებია. სახიანი, რაც ნიშნავს, რომ 3D მოდელის ზედაპირი შედგება ასობით ან ათასობით გეომეტრიული სახისგან.
- კიდეები: კიდე არის ნებისმიერი წერტილი 3D მოდელის ზედაპირზე, სადაც ხვდება ორი მრავალკუთხა სახე.
- ვერტიკებისამ ან მეტ კიდეს შორის გადაკვეთის წერტილს ეწოდება წვერო (pl. წვეროები). წვეროების მანიპულირება x-, y- და z-ღერძებზე (მოყვარეობით მოიხსენიება, როგორც "დაძვრა და აზიდავს წვეროებს") ყველაზე მეტად მრავალკუთხა ქსელის საბოლოო ფორმაში გადაქცევის საერთო ტექნიკა ტრადიციულ სამოდელო პაკეტებში, როგორიცაა Maya, 3Ds Max, და ა.შ.
ტექნიკა ძალიან, ძალიან განსხვავებულია ქანდაკების აპლიკაციებში, როგორიცაა ZBrush ან Mudbox.
ტექსტურები და შადერები
გარეშე ტექსტურები და შაიდერები, 3D მოდელი არ გამოიყურება ბევრი. სინამდვილეში, თქვენ ვერ შეძლებთ ამის ნახვას. მიუხედავად იმისა, რომ ტექსტურებს და ჩრდილებს საერთო არაფერი აქვთ 3D მოდელის საერთო ფორმასთან, მათ ყველაფერი აქვთ მის ვიზუალურ გარეგნობასთან.
- შადერები: Shader არის ინსტრუქციების ნაკრები, რომელიც გამოიყენება 3D მოდელზე, რომელიც აცნობებს კომპიუტერს, თუ როგორ უნდა იყოს ნაჩვენები. მიუხედავად იმისა, რომ დაჩრდილვის ქსელები შეიძლება ხელით იყოს კოდირებული, 3D პროგრამული პაკეტების უმეტესობას აქვს ინსტრუმენტები, რომლებიც საშუალებას აძლევს მხატვარს შეცვალოს შადერის პარამეტრები ძალიან მარტივად. ამ ხელსაწყოების გამოყენებით, მხატვარს შეუძლია გააკონტროლოს მოდელის ზედაპირის ურთიერთქმედება სინათლესთან, მათ შორის გამჭვირვალობა, არეკვლა, სპეკულარული ხაზგასმა (სიპრიალის) და ათობით სხვა.
- ტექსტურები: ტექსტურები ასევე დიდად უწყობს ხელს მოდელის ვიზუალურ გარეგნობას. ტექსტურები არის ორგანზომილებიანი გამოსახულების ფაილები, რომლებიც აისახება მოდელის 3D ზედაპირზე, პროცესის მეშვეობით, რომელიც ცნობილია როგორც ტექსტურის რუქა. ტექსტურები შეიძლება განსხვავდებოდეს სირთულის მიხედვით, მარტივი ბრტყელი ფერის ტექსტურებიდან დაწყებული ზედაპირის მთლიანად ფოტორეალისტურ დეტალებამდე.
ტექსტურირება და დაჩრდილვა კომპიუტერული გრაფიკის მილსადენის მნიშვნელოვანი ასპექტია და ჩრდილების ქსელების წერაში ან ტექსტურული რუქების შემუშავებაში კარგად გახდომა თავისთავად სპეციალობაა. ტექსტურის და შადერის შემსრულებლები ისეთივე ინსტრუმენტულ როლს ასრულებენ ფილმის ან გამოსახულების საერთო იერსახეში, როგორც მოდელიერები ან ანიმატორები.