3D-mudeli anatoomia
3D-mudelid on üks 3D-arvutigraafika olulisi ehitusplokke. Ilma nendeta ei oleks arvutianimatsiooni - ei Toy Story , ei Wall-E , ei oleks suur roheline ober.
Ei oleks 3D-mänge, mis tähendab, et meil ei õnnestunud Hyrulat Okaarinas aega uurida ja kapteni juht ei olnud kunagi Halo juures. Transformerite filme poleks (vähemalt seda, kuidas me täna neid teame), ja autode reklaamid ei suutnud sellist pilti vaadata.
Iga arvuti animatsioonfilmi või 3D-videomänguga objekt, märk ja keskkond koosnevad 3D-mudelitest. Nii et jah, nad on CG maailmas üsna olulised.
Mis on 3D-mudel?
3D-mudel on 3D-tarkvarakeskkonna mis tahes kolmemõõtmelise objekti (tegelik või kujutlusvõimeline) matemaatiline esitus. Erinevalt 2-dimensioonilisest pildist saab 3D-mudeleid vaadata mis tahes nurga all spetsiaalsetes tarkvarakomplektides ning neid saab vähendada, pöörata või vabalt muuta. 3D-mudeli loomise ja kujundamise protsess on tuntud 3D mudelina.
3D-mudelite tüübid
Filmide ja mängude tööstuses kasutatakse kahte peamist tüüpi 3D-mudeleid, mille kõige nähtavamad erinevused on nende kujundamisel ja manipuleerimisel (erinevused on ka aluseks olevas matemaatilises mõttes), kuid see on lõpuks vähem oluline -user).
- NURBS Surface: Mitteühtsete ratsionaalsete B-splainide või NURBS-pindade puhul on tegemist Bezieri kõverate abil loodud sileda pinnamudeliga (näiteks MS Paint pen tooli 3D-versiooniga). NURBSi pinna moodustamiseks kasutab kunstnik kahte või enamat kõverat 3D ruumis, mida saab manipuleerida x, y või z teljega liikuvate käepidemete, mida nimetatakse juhtsignaalideks (CV-de).
- Tarkvararakendus interpoleerib ruumi kõverate vahel ja loob nende vahel sujuva võrgusilma. NURBS-i pinnad on matemaatilise täpsusega kõige kõrgemal tasemel ja seetõttu kasutatakse neid enamasti inseneri- ja autotööstuse disaini modelleerimiseks.
- Polygonal Model: hulknurksed mudelid või "võrgusilmad", nagu neid sageli kutsutakse, on animatsiooni, filmi ja mängude tööstuses kõige levinum 3D-mudeli vorm ning need on sellised, mida me keskendume ülejäänud artikkel. ??
Hulknurkse mudeli komponendid
- Näod: hulknurkse mudeli määratlemine on see, et (erinevalt NURBSi pindadest) on hulknurksed võrgusilmad, mis tähendab, et 3D-mudeli pind koosneb sadu või tuhandeid geomeetrilisi nägusid.
Heas modelleerimises on polgoonid kas neljapoolsed (nelikandikud - normi iseloom / orgaaniline modelleerimine) või kolmepoolsed ( tris - mida kasutatakse sagedamini mängude modelleerimisel). Hea modelleerija püüab efektiivsust ja korraldust püüda hoida polügoonide arv võimalikult väikeseks kavandatud kuju jaoks.
Polügoodide arvu silmas peetakse polü-loenduseks , samas kui hulknurga tihedust nimetatakse lahutusvõimeks . Parimad 3D mudelid on suure eraldusvõimega? kus on vaja rohkem üksikasju - nagu tähemärgi käed või nägu ja madala lahutusvõimega võrk väikeses detailpiirkonnas. Tavaliselt, seda suurem on mudeli üldine lahutusvõime, seda sujuvam on see lõplikul kujundamisel . Alamvõimalikud otsad näevad välja boxy (mäleta Mario 64 ?).
- Servad: serv - mis tahes punkt 3D-mudeli pinnal, kus on kokku kaks hulknurkseid nägusid .
- Pealikud: kolme või enama serva ristumispunkti nimetatakse tipuks ( pl tipud ). X, y ja z telgede tippude manipuleerimine (nn "tõukamise ja tõmbamise väärtused") on kõige tavalisem meetod hulknurga võrgusilma kujundamiseks traditsioonilistesse mudelipakenditesse nagu Maya, 3Ds Max jt. (Tehnikad on väga erinevad kujundamise rakendustes nagu ZBrush või Mudbox.)
Polügonaalsed mudelid on väga sarnased geomeetriliste kujutistega, mida te tõenäoliselt õppisite keskkoolis. 3D-hulknurksed mudelid koosnevad nägudest, servadest ja tippudest nagu geomeetriline kuubik.
Tegelikult algavad kõige keerukamad 3D-mudelid lihtsa geomeetrilise kujuga nagu kuubik, sfäär või silinder. Neid põhilisi 3D-kuju nimetatakse objekti primitiivideks . Seejärel saab esmamüümid modelleerida, kujundada ja manipuleerida mis tahes objektiga, mida kunstnik üritab luua (nii palju kui me tahaksime üksikasjadesse minna, käsitleme me 3D-mudeli protsessi eraldi artiklis).
3D-mudeleid on veel üks osa, millega tuleb tegeleda:
Tekstuurid ja varjundid
Ilma tekstuuridest ja varjunditest ei tundu 3D-mudel välja nii palju. Te ei saa seda üldse näha. Kuigi tekstuurid ja varjundid ei ole 3D-mudeli üldise kujuga midagi tegemist, on neil kõik selle visuaalse väljanägemisega seotud.
- Shaderid: Shader on 3D-mudelile rakendatud juhiste kogum, mis võimaldab arvutis teada, kuidas seda kuvada. Kuigi varjutamisvõrke saab kodeerida käsitsi, on enamikul 3D-tarkvarapakettidel tööriistad, mis võimaldavad kunstnikul hõlpsalt varjutada parameetreid. Nende tööriistade abil saab kunstnik kontrollida, kuidas mudeli pind suheneb valgusega, sealhulgas läbipaistmatus, peegelduvus, peegelpilje esiletõst (glossiness) ja kümneid teisi.
- Tekstuurid: tekstuurid aitavad oluliselt kaasa ka mudeli välimusele. Tekstuurid on kahemõõtmelised kujutisfailid, mida saab modelleeritud 3D pinnale kaardistada tekstuuride kaardistamise teel tuntud protsessi abil . Tekstuurid võivad ulatuda keerukusest alates lihtsatest lamedatest värvitoonidest kuni täiesti fotorealistlikeni.
Tekstujundamine ja varjutamine on arvutigraafiku torujuhtme oluline aspekt, aga ka tekstide kaartide kirjutamisel on hea, kui kirjutada shader-võrgustikke või kujundada kaarte. Tekstuuri- ja varjutus kunstnikud on sama tähtis kui filmi või pildi üldmulje kujundajatena või animaatorina.
Sa tegid seda!
Loodetavasti teate sellest hetkest veidi rohkem 3D-mudelite ja nende peamistest omadustest. Põhimõtteliselt on 3D-mudelid vaid keerulised geomeetrilised kujundid koos sadade väikeste hulknurksete nägudega. Kuigi on kahtlemata lõbus lugeda 3D-mudeleid, on veelgi põnevam teha neid ise.