'N Inleiding tot 3D-modelleringstegnieke
Op hierdie webwerf het ons die geleentheid gehad om beide oppervlakkige en verbeeldingryke dekking te dek, en ons het onlangs die anatomie van 'n 3D-model bespreek . Ongelukkig het ons tot dusver nalaat om enige soort gedetailleerde inligting oor die 3D-modelleringsproses te verskaf.
Om dinge reg te stel, het ons hard gewerk aan die voorbereiding van 'n handjievol artikels wat fokus op beide die artistieke en tegniese aspekte van 3D-modellering. Alhoewel ons 'n algemene inleiding tot modellering gegee het in ons bespreking van die? rekenaar grafiese pyplyn , dit was ver van omvattende. Modellering is 'n uitgebreide onderwerp, en 'n klein paragraaf kan skaars die oppervlak krap en die vakgeregtigheid doen.
In die komende dae sal ons inligting verskaf oor sommige van die algemene tegnieke en oorwegings wat gemaak moet word deur die modelers wat op jou gunsteling films en speletjies werk.
Vir die res van hierdie artikel begin ons sewe algemene tegnieke wat gebruik word om 3D-bates te skep vir die rekenaargrafika-industrie:
Algemene Modelleringstegnieke
Box / Onderverdelingsmodellering
Box modellering is 'n veelhoekige modelleringstegniek waarin die kunstenaar begin met 'n geometriese primitiewe (kubus, bol, silinder, ens.) En dan sy vorm verfyn totdat die gewenste voorkoms bereik word.
Box modelers werk dikwels in fases, begin met 'n lae resolusie gaas , verfyn die vorm, en dan die maas verdeel om harde kante uit te glad en detail te voeg. Die proses van onderverdeling en verfyning word herhaal totdat die gaas genoeg poligonale besonderhede bevat om die beoogde konsep behoorlik oor te dra.
Box modellering is waarskynlik die mees algemene vorm van veelhoekige modellering en word dikwels gebruik in kombinasie met randmodelleringstegnieke (wat ons in 'n oomblik sal bespreek). Ons ondersoek die boks / randmodelleringsproses hier in meer detail.
Edge / Contour Modeling
Edge modellering is nog 'n veelhoekige tegniek, maar fundamenteel anders as sy modelle van modelle. In randmodellering, eerder as om met 'n primitiewe vorm en verfyning te begin, word die model wesenlik stuk vir stuk gebou deur lusse van veelhoekige gesigte langs prominente kontoere te plaas en dan gapings tussen hulle te vul.
Dit mag onnodig ingewikkeld klink, maar sekere maskers is moeilik om deur middel van bokmodellering alleen te voltooi, die menslike gesig is 'n goeie voorbeeld. Om 'n gesig behoorlik te modelleer, vereis baie streng beheer van randvloei en topologie , en die akkuraatheid wat deur kontoermodellering gebied word, kan van onskatbare waarde wees. Eerder as om 'n goed gedefinieerde oogcontact van 'n soliede veelhoekige kubus te maak (wat verwarrend en teenintuïtief is), is dit baie makliker om 'n oorsig van die oog te bou en dan die res van die res te modellereer. Sodra die groot landmerke (oë, lippe, voorkop, neus, kaaklyn) gemodelleer is, is die res geneig om feitlik outomaties in plek te val.
NURBS / Spline Modeling
NURBS is 'n modelleringstegniek wat die meeste gebruik word vir motor- en industriële modellering. In teenstelling met veelhoekige meetkunde het 'n NURBS-gaas geen gesigte, kante of hoekpunte nie. In plaas daarvan bestaan NURBS-modelle uit gladde geïnterpreteerde oppervlaktes, geskep deur 'n gaas tussen twee of meer Bezier-kurwes (ook bekend as splines) te "verlig".
NURBS-krommes word geskep met 'n instrument wat baie ooreenstem met die pengereedskap in MS-verf of Adobe Illustrator. Die kromme word in 3D-ruimte geteken en geredigeer deur 'n reeks handvatsels, genaamd CV's (beheerpunte) te skuif. Om 'n NURBS-oppervlak te model, plaas die kunstenaar krommes langs prominente kontoere, en die sagteware interpoleer outomaties die spasie tussen.
Alternatiewelik kan 'n NURBS-oppervlak geskep word deur 'n profielkromme om 'n sentrale as om te draai. Dit is 'n algemene (en baie vinnige) modelleringstegniek vir voorwerpe wat radiaal van aard is - wynglas, vase, borde, ens.
Digitale beeldhouwerk
Die tegnologie-industrie hou daarvan om te praat oor sekere deurbrake wat hulle ontwrigtende tegnologieë genoem het . Tegnologiese innovasies wat die manier verander waarop ons dink oor die bereiking van 'n sekere taak. Die motor het die manier waarop ons rondkom, verander. Die internet het die manier verander waarop ons toegang verkry tot inligting en kommunikeer. Digitale beeldhouwerk is 'n ontwrigtende tegnologie in die sin dat dit gratis modelers gehelp het van die moeilike beperkinge van topologie en randvloei, en laat hulle intuïtief 3D-modelle in 'n mode wat soortgelyk aan beeldhoubare digitale klei is, skep.
In digitale beeldhouwerk word maas organies geskep, met behulp van 'n (Wacom) tablet toestel om die model amper te vorm en vorm, amper soos 'n beeldhouer 'n borselkwas op 'n ware klomp klei sal gebruik. Digitale beeldhouwerk het karakter- en wesensmodellering op 'n nuwe vlak geneem, wat die proses vinniger, meer doeltreffend maak en kunstenaars toelaat om met hoë resolusie-maasse te werk wat miljoene poligone bevat. Gegoten mazen is bekend vir voorheen ondenkbare vlakke van oppervlak detail, en 'n natuurlike (selfs spontane) estetiese.
Prosesmodellering
Die woord prosedure in rekenaargrafika verwys na enigiets wat algoritmies gegenereer word, eerder as om handmatig deur die hand van 'n kunstenaar geskep te word. In prosedurele modellering word skerms of voorwerpe geskep gebaseer op gebruikersdefinieerbare reëls of parameters.
In die gewilde omgewing modelleringspakkette Vue, Bryce en Terragen, kan hele landskappe gegenereer word deur omgewing-parameters soos blomdigtheid en -hoogtes te bepaal en te verander, of deur te kies uit landskapspesies soos die woestyn, alpiene, kus, ens.
Prosedurele modellering word dikwels gebruik vir organiese konstrukte soos bome en blare, waar daar amper oneindige variasie en kompleksiteit is wat baie tydrowend sal wees (of onmoontlik) vir 'n kunstenaar wat met die hand kan vang. Die aansoek SpeedTree gebruik 'n rekursiewe / fraktale-gebaseerde algoritme om unieke bome en struikgewasse te genereer wat deur middel van redigeerbare instellings vir stamhoogte, takdigtheid, hoek, krul en dosyne aangepas kan word, tensy honderde ander opsies. CityEngine gebruik soortgelyke tegnieke om prosedurele stadsgewoontes te genereer.
Beeldgebaseerde modellering
Beeld gebaseerde modellering is 'n proses waardeur transformeerbare 3D-voorwerpe algoritmies afgelei word van 'n stel statiese tweedimensionele beelde. Beeldgebaseerde modellering word dikwels gebruik in situasies waar tyds- of begrotingsbeperkings nie toelaat dat 'n ten volle besefde 3D-bate manueel geskep word nie.
Miskien is die beroemdste voorbeeld van beeldgebaseerde modellering in The Matrix , waar die span nie die tyd gehad het of die hulpbronne om volledige 3D-stelle te model nie. Hulle het aksie sekwense verfilm met 360-grade kamera skikkings en dan 'n interpretatiewe algoritme gebruik om 'n "virtuele" 3D-kamera beweging deur middel van tradisionele real-world-stelle toe te laat.
3D skandering
3D-skandering is 'n metode om real-world voorwerpe te digitaliseer wanneer 'n ongelooflike hoë vlak van foto-realisme vereis word. 'N Werklike objek (of selfs akteur) word geskandeer, ontleed en die rou data (tipies 'n x, y, z puntwolk) word gebruik om 'n akkurate veelhoekige of NURBS-maas te genereer. Skandering word dikwels gebruik wanneer 'n digitale voorstelling van 'n werklike wêreld-akteur nodig is, soos in die Benjamin Button, waar die hoofkarakter (Brad Pitt) in die omgekeerde deur die film verouder is.
Voordat jy bekommerd raak oor 3D-skandeerders wat tradisionele modelers vervang, dink vir 'n oomblik dat die grootste deel van die voorwerpe wat gemodelleer is vir die vermaaklikheidsbedryf, geen werklike ekwivalent het nie. Totdat ons ruimteskepe, vreemdelinge en spotprentkarakters sien rondloop, is dit veilig om te aanvaar dat die model se posisie in die CG-industrie waarskynlik veilig is.