Bevezetés a 3D modellezési technikákhoz
Ezen a weboldalon esélyünk volt arra, hogy viszonylagos mélységben fedezzük a felszínt és a renderelést , és nemrégiben tárgyaltuk a 3D modell anatómiáját . De sajnálatos módon eddig elhanyagoltuk, hogy bármilyen részletes információt nyújtsunk a 3D-s modellezési folyamatról.
Annak érdekében, hogy a dolgokat helyesen állítsuk be, keményen dolgoztunk, és készítünk olyan cikkeket, amelyek a 3D-s modellezés művészi és technikai oldalaira összpontosítanak. Bár általános bemutatást adtunk a modellezéshez a " számítógépes grafikai csővezeték , messze nem volt átfogó. A modellezés egy kiterjedt téma, és egy kis bekezdés alig képes karcolni a felületet, és tenné a témát igazságossággal.
Az elkövetkező napokban információt nyújtunk azokról a közös technikákról és megfontolásokról, amelyeket a kedvenc filmjein és játékain dolgozó modellezőknek kell elvégezniük.
A cikk többi részében elkezdjük a hét különböző technikát bevezetni a 3D-s eszközök számítógépes grafikai ipar létrehozásához:
Közös modellezési technikák
Doboz / részegységmodellezés
A doboz modellezés egy sokszögű modellező technika, amelyben a művész egy geometrikus primitível (kocka, gömb, henger, stb.) Kezdődik, majd finomítja az alakját, amíg a kívánt megjelenést el nem éri.
A boxmodellezők gyakran szakaszokban dolgoznak, kezdve egy alacsony felbontású hálóval , finomítják az alakot, majd a hálót osztják fel a kemény élek simítására, és részleteket adnak hozzá. A felosztás és a finomítás folyamata megismétlődik, amíg a háló elég sokszögű részleteket tartalmaz, hogy a tervezett fogalmat megfelelően közvetítse.
A boxmodellezés valószínűleg a poligonális modellezés legelterjedtebb formája, és gyakran használják az élmodellezési technikákkal (amelyekről egy pillanat alatt beszélünk). A box / edge modellezési folyamatot részletesebben itt ismertetjük.
Edge / Contour Modeling
A szegélymodellezés egy másik poligonális technika, bár alapvetően különbözik a dobozmodellező partnerétől. Az élmodellezésnél, a primitív alak és a finomítás helyett kezdve, a modell lényegében egy darabból épül fel, úgy, hogy a poligonális arcokat kiemelkedő kontúrok mentén helyezi el, majd feltölti a köztük lévő réseket.
Ez szükségtelenül bonyolultnak tűnhet, de egyes hálószemeket egyszerűen csak boxmodellezéssel lehet teljesíteni, az emberi arc pedig jó példa. Az arc megfelelő modellezéséhez rendkívül szigorúan kezelni kell az éláramlást és a topológiát , és a kontúrmodellezés precíze felbecsülhetetlen értékű lehet. Ahelyett, hogy egy szilárd, sokszögű kockából álló, jól megfogalmazott szemgödröt próbálna kialakítani (ami zavaró és ellen-intuitív), sokkal könnyebb a szem körvonalait felépíteni, majd a többiet modellelni. Miután a fő tereptárgyak (szemek, ajkak, homlokvonal, orr, állkapocs) modellezték, a többi hajlamos szinte automatikusan bekebelezni.
NURBS / Spline modellezés
Az NURBS a modellezési módszer, amelyet leginkább az autóipari és ipari modellezésre használnak. A poligonális geometriával ellentétben az NURBS hálónak nincsenek arcai, élei vagy csúcsai. Ehelyett az NURBS modellek simán értelmezett felületekből állnak, amelyeket két vagy több Bezier-görbe (más néven spline) között "lofting" létrehoz.
Az NURBS görbéket olyan eszközzel hozza létre, amely nagyon hasonlít az MS paint vagy az Adobe Illustrator tollszerszámához. A görbét 3D-s térben rajzolják, és egy sor fogantyúval (CV-k) irányítják át. Az NURBS felületének modellezéséhez a művész kiemelkedő kontúrok mentén helyezi el a görbéket, és a szoftver automatikusan interpolálja a helyet.
Alternatívaként egy NURBS felületet létrehozhat úgy, hogy egy profil-görbét egy központi tengely körül forgatja. Ez egy közös (és nagyon gyors) modellezési technika tárgyak számára, amelyek radiálisak a természetben - borospoharak, vázák, lemezek stb.
Digitális szobrászat
A technológiai iparág olyan apró áttörésekről beszél, amelyeket bomlasztó technológiáknak neveztek. Olyan technológiai újítások, amelyek megváltoztatják azt a módot, ahogy egy bizonyos feladat megvalósulását gondoljuk. Az autó megváltoztatta az útját. Az internet megváltoztatta az információhoz való hozzáférést és a kommunikációt. A digitális szobrászat egy bomlasztó technológia abban az értelemben, hogy segítette a szabad modellezőket a topológia és az élfolyás gondoskodó korlátairól, és lehetővé teszi számukra, hogy intuitív módon 3D modelleket hozzanak létre olyan formában, amely nagyon hasonlít a szobrászati digitális agyaghoz.
A digitális szobrászat során a hálószemeket organikusan hozták létre, egy (Wacom) tabletta eszközzel, hogy a modellt majdnem pontosan úgy formálják és formázzák, mint egy szobrász. A digitális szobrászat a karakterek és a kreativitás modellezését egy új szintre emelte, gyorsabbá és hatékonyabbá tette a folyamatot, és lehetővé tette a művészek számára, hogy nagy felbontású hálószemekkel dolgozzanak, amelyek több millió sokszöget tartalmaznak. A szobrászati hálót a korábban elképzelhetetlen felületfelület-szintek és a természetes (még spontán) esztétika ismerte.
Eljárási modellezés
A számítógépes grafika procedurális jelentése minden algoritmikusan generált dolgot jelent, nem pedig egy művész kézzel történő létrehozása. Az eljárási modellezés során a jelenetek vagy objektumok a felhasználó által definiálható szabályok vagy paraméterek alapján kerülnek létrehozásra.
A Vue, a Bryce és a Terragen népszerű környezeti modellezési csomagjaiban az egész tájképek létrehozhatók a környezeti paraméterek beállításával és módosításával, mint a lombozat sűrűsége és magassági tartománya, vagy a tájképek, például a sivatag, az alpesi, a part menti stb.
Az eljárási modellezést gyakran olyan ökológiai konstrukciókhoz használják, mint a fák és a lombok, ahol majdnem végtelen variáció és összetettség van, ami nagyon időigényes (vagy lehetetlen teljesen) ahhoz, hogy egy művész kézzel foghasson. Az alkalmazás SpeedTree rekurzív / fraktál alapú algoritmust használ egyedi egyedi fák és bokrok létrehozásához, amelyek szerkeszthető beállítások segítségével módosíthatók a csomagtartó magasságához, az ág sűrűségéhez, a szöghez, a hajlításhoz és több tucat, ha nem több száz egyéb lehetőség. A CityEngine hasonló technikákat alkalmaz az eljárásvárosi városképek előállításához.
Képalapú modellezés
A kép alapú modellezés egy olyan folyamat, amellyel a transzformálható 3D objektumok algoritmikusan származnak statikus kétdimenziós képekből. A képalapú modellezést gyakran olyan helyzetekben használják, ahol az idő vagy a költségvetési megszorítások nem teszik lehetővé a teljesen megvalósított 3D eszköz manuális létrehozását.
Talán a képmásolás leghíresebb példája a The Matrix- ban volt, ahol a csapatnak sem volt ideje, sem erőforrásai a teljes 3D-s készletek modellezésére. 360 fokos kameragörbékkel foglalkoztak, majd egy interpretációs algoritmust alkalmaztak, hogy lehetővé tegyék a "virtuális" 3D-s kamerák mozgását a hagyományos valóságos készleteken keresztül.
3D szkennelés
A 3D-s szkennelés a valós objektumok digitalizálására szolgáló módszer, amikor hihetetlenül magas szintű fotorealizmusra van szükség. Egy valós objektumot (vagy akár színészet) szkennelnek, elemeznek és a nyers adatokat (jellemzően egy x, y, z pontfelhő) használják egy pontos sokszög vagy NURBS háló előállításához. A szkennelést gyakran akkor használják, amikor egy valóságos színész digitális ábrázolására van szükség, mint a Benjamin Button kíváncsi esete, ahol a vezető karakter (Brad Pitt) a film egészében fordított.
Mielőtt aggódna a hagyományos modellek helyettesítésére szolgáló 3D-s szkennerek miatt, fontolja meg egy pillanatra, hogy a szórakoztatóiparra modellezett tárgyak nagy része nem rendelkezik valósággal egyenértékű eszközökkel. Amíg nem látjuk az űrhajókat, az idegent és a rajzfilmeket, biztos lehet abban, hogy a modellelő helyzete a CG-iparban valószínűleg biztonságos.