3D modelio komponentai – viršūnės, briaunos, daugiakampiai ir kt

3D modeliai yra vienas iš esminių 3D kompiuterinės grafikos elementų. Be jų nebūtų kompiuterinės animacijos – jokios „Žaislų istorijos“, „Wall-E“ ar didelės žalios ogrės. Nebūtų ir 3D žaidimų, ir automobilių reklamos neatrodytų taip puikiai kaip šiandien.

Kiekvienas objektas, personažas ir aplinka kiekviename kompiuteriniame animaciniame filme ar 3D vaizdo žaidime susideda iš 3D modelių. Šiame vadove išskaidome pagrindinius 3D modelio komponentus, paaiškiname veidus, briaunas, viršūnes ir kt.

Kas yra 3D modelis?

3D modelis yra matematinis bet kokio trimačio objekto (realaus ar įsivaizduojamo) atvaizdas 3D programinės įrangos aplinkoje. Skirtingai nuo a 2D vaizdas, 3D modelius galima peržiūrėti specializuotose programinės įrangos rinkiniuose bet kokiu kampu, kur juos galima keisti, pasukti ar laisvai modifikuoti.

3D modelių tipai

Filmų ir žaidimų pramonėje naudojami du pagrindiniai 3D modelių tipai. Akivaizdžiausias skirtumas tarp jų yra jų kūrimo ir manipuliavimo būdas (taip pat skiriasi ir pagrindinė matematika, bet galutiniam vartotojui tai mažiau svarbu).

NURBS paviršius

Nevienodas racionalus B splainas arba NURBS, yra lygaus paviršiaus modelis, sukurtas naudojant Bezier kreives (pagalvokite apie tai kaip apie MS Paint rašiklio įrankio 3D versiją). Norėdamas suformuoti NURBS paviršių, menininkas 3D erdvėje nubrėžia dvi ar daugiau kreivių, kurios yra manipuliuojamos judančiomis rankenomis, vadinamomis valdymo viršūnėmis (CV) išilgai x, y arba z ašių.

Programinė įranga interpoliuoja tarpą tarp kreivių ir sukuria sklandų tinklelį tarp jų. NURBS paviršiai turi aukščiausią matematinio tikslumo lygį ir dažniausiai naudojami modeliuojant inžinerijos ir automobilių projektavimo srityse.

Daugiakampis modelis

Daugiakampiai modeliai arba „tinkleliai“, kaip jie dažnai vadinami, yra labiausiai paplitusi 3D modelio forma animacijos, filmų ir žaidimų pramonei, o mes sutelksime dėmesį į tai straipsnis.

Daugiakampio modelio komponentai

Gerame modeliavime, daugiakampiai yra keturpusiai (keturračiai- charakterio / organinio modeliavimo norma) arba tripusis (tris— dažniau naudojamas žaidimų modeliavime). Geri modeliuotojai siekia efektyvumo ir organizuotumo, stengiasi, kad daugiakampių skaičius būtų kuo mažesnis pagal numatytą formą.

Daugiakampių skaičius tinkle vadinamas poli-count, o daugiakampio tankis vadinamas rezoliucija. Geriausi 3D modeliai turi didelę skiriamąją gebą, kai reikia daugiau detalių, pvz., veikėjo rankų ar veido, ir mažą skiriamąją gebą mažos detalės tinklelio srityse.

Daugiakampiai modeliai yra labai panašios į geometrines figūras, apie kurias tikriausiai išmokote vidurinėje mokykloje. Kaip ir pagrindinis geometrinis kubas, 3D daugiakampiai modeliai susideda iš veidai, briaunos, ir viršūnių. Tiesą sakant, dauguma sudėtingų 3D modelių prasideda nuo paprastos geometrinės formos, pavyzdžiui, kubo, rutulio ar cilindro. Šios pagrindinės 3D formos vadinamos objektų primityvai. Tada primityvai modeliuojami, formuojami ir manipuliuojami į bet kokį objektą, kurį menininkas bando sukurti.

• Veidai: Daugiakampio modelio charakteristika yra ta, kad (skirtingai nuo NURBS paviršių) daugiakampės tinkleliai yra briaunotas, tai reiškia, kad 3D modelio paviršių sudaro šimtai ar tūkstančiai geometrinių veidų.
• Kraštai: briauna yra bet koks 3D modelio paviršiaus taškas, kuriame susikerta du daugiakampiai paviršiai.
• Viršūnės: Sankirtos taškas tarp trijų ar daugiau briaunų vadinamas viršūne (pl. viršūnių). Manipuliavimas viršūnėmis x, y ir z ašyse (meiliai vadinamos "stūmimo ir traukimo taškais") yra labiausiai paplitęs. įprastas būdas suformuoti daugiakampį tinklelį į galutinę formą tradiciniuose modeliavimo paketuose, tokiuose kaip Maya, 3Ds Max, ir tt

Tekstūros ir šešėliai

Be tekstūros ir šešėliai, 3D modelis nelabai atrodytų. Tiesą sakant, jūs to visiškai negalėtumėte pamatyti. Nors tekstūros ir šešėliai neturi nieko bendra su bendra 3D modelio forma, jie turi viską su jo vizualine išvaizda.

• Shaders: Shader yra 3D modeliui taikomų instrukcijų rinkinys, leidžiantis kompiuteriui žinoti, kaip jis turėtų būti rodomas. Nors šešėlių tinklus galima koduoti rankiniu būdu, dauguma 3D programinės įrangos paketų turi įrankius, leidžiančius menininkui labai lengvai koreguoti šešėlių parametrus. Naudodamas šiuos įrankius menininkas gali valdyti modelio paviršiaus sąveiką su šviesa, įskaitant neskaidrumą, atspindėjimą, ryškumą (blizgesį) ir daugybę kitų.
• Tekstūros: tekstūros taip pat labai prisideda prie modelio vizualinės išvaizdos. Tekstūros yra dvimačiai vaizdo failai, atvaizduojami modelio 3D paviršiuje per procesą, žinomą kaip tekstūros kartografavimas. Tekstūros gali būti įvairios sudėtingos – nuo ​​paprastų plokščių spalvų tekstūrų iki visiškai fotorealistiškų paviršiaus detalių.

Tekstūravimas ir šešėliavimas yra svarbus kompiuterinės grafikos vamzdyno aspektas, o gebėjimas rašyti šešėlių tinklus arba kurti tekstūrų žemėlapius yra atskira ypatybė. Tekstūros ir šešėlių menininkai taip pat prisideda prie bendro filmo ar vaizdo įvaizdžio, kaip ir modeliuotojai ar animatoriai.