In 'n vorige artikel het ons sewe van die basiese 3D modelleringstegnieke wat in vandag se rekenaargrafika-industrie gebruik word, bekendgestel. Terwyl ons die artikel geskryf het, het ons opgemerk dat die afdelings oor boks en kontoermodellering nogal 'n bietjie langer was as wat ons bedoel het.
Uiteindelik het ons besluit dat dit die beste sal wees om die meerderheid van daardie inligting in 'n aparte artikel af te breek. In hierdie stuk sal ons fokus op sommige van die spesifieke gereedskap en prosesse wat gebruik word in poligonale 3D-modellering.
In poligonale modellering skep 'n kunstenaar 'n digitale voorstelling van 'n 3D-voorwerp met 'n geometriese gaas wat bestaan uit gesigte, rande en hoekpunte . Gesigte is gewoonlik vierhoekig of driehoekig en vorm die oppervlak van die 3D-model. Deur die gebruik van die volgende tegnieke, transformeer 'n modeler 'n primitiewe 3D- maas (gewoonlik 'n kubus, silinder of bol) metodies in 'n volledige 3D-model:
01 van 04
extrusie
Ekstrusie is 'n metode om meetkunde by 'n poligoon primitiewe te voeg, en een van die primêre gereedskap wat 'n modelwerker gebruik om 'n gaas te vorm.
Deur middel van ekstrusie manipuleer 'n modelwerker die 3D-maas deur óf 'n gesig op homself in te steek (om 'n indringing te skep) of deur die gesig uitwaarts uit te steek langs sy oppervlak normaal - die rigtingsvektor loodreg op die veelhoekige gesig.
Uitdrukking van 'n vierhoekige gesig skep vier nuwe veelhoeke om die gaping tussen die begin- en eindposisie te oorbrug. Ekstrusie kan moeilik wees om te visualiseer sonder 'n konkrete voorbeeld:
- Oorweeg 'n eenvoudige piramide vorm , met 'n vierhoekige (vierkantige) basis. 'N Modeler kan hierdie primitiewe piramide in 'n huisagtige vorm verander deur die basis van die piramide te kies en dit in die negatiewe Y-rigting uit te druk. Die piramide se basis word afwaarts verskuif, en vier nuwe vertikale gesigte word geskep in die ruimte tussen die basis en die pet. 'N Soortgelyke voorbeeld kan gesien word by die modellering van die bene van 'n tafel of stoel.
- Rande kan ook geëxtrudeer word. Wanneer 'n rand geëxtrudeer word, word dit in wese gedupliseer. Die dubbele rand kan dan in enige rigting van die oorspronklike in enige rigting getrek word, met 'n nuwe veelhoekige gesig wat outomaties die twee verbind. Dit is die primêre middel vir die vorming van meetkunde in die kontoermodelleringsproses .
02 van 04
onderverdeel
Onderverdeling is 'n manier vir modelers om 'n veelhoekige resolusie by 'n model, eenvormig of selektief, by te voeg. Omdat 'n veelhoekige model tipies van 'n lae resolusie primitiewe met baie min gesigte begin, is dit byna onmoontlik om 'n voltooide model te vervaardig sonder ten minste 'n mate van onderverdeling.
- 'N Eenvormige onderverdeling verdeel die hele oppervlak van 'n model eweredig. Eenvormige onderverdelings word gewoonlik op 'n lineêre skaal voltooi, wat beteken dat elke veelhoekige gesig in vier verdeel word. Uniforme onderverdeling help om "blokkigheid" uit te skakel, en kan gebruik word om die oppervlak van 'n model eweredig glad te maak.
- Edge Loops - Resolusie kan ook bygevoeg word deur selektief addisionele randlusse te plaas. 'N rand lus kan bygevoeg word oor enige aangrensende stel veelhoekige gesigte, onderverdeling van die geselekteerde gesigte sonder om onnodig die resolusie aan die res van die gaas te voeg. Rand loops word tipies gebruik om resolusie in streke van 'n model by te voeg wat 'n vlak van detail vereis wat buite verhouding tot die nabygeleë meetkunde is (die knie- en elmbooggewrigte van 'n karaktermodel is 'n uitstekende voorbeeld, soos lippe en oë).
Rand loops kan ook gebruik word om 'n oppervlak vir extrusie of eenvormige onderverdeling voor te berei. Wanneer 'n oppervlak eenvormig onderverdeel word, word enige harde rande afgerond en glad - as 'n onderverdeling vereis word, maar die modelwerker wil graag sekere harde kante handhaaf, kan dit gehandhaaf word deur 'n randlus aan weerskante van die betrokke rand te plaas. Dieselfde effek kan bereik word deur gebruik te maak van 'n bevel , wat hieronder bespreek word.
03 van 04
Bevels of Chamfers
As jy die ingenieurswese, nywerheidsontwerp of houtbewerkingsvelde heeltemal besig was, het die woordskuin dalk al 'n bietjie gewig vir jou.
Standaard is die rande op 'n 3D-model oneindig skerp - 'n toestand wat feitlik nooit in die regte wêreld voorkom nie. Kyk om jou heen. Gekontroleer nou genoeg, bykans elke rand wat jy ervaar, sal 'n soort van taper of ronde daaraan hê.
'N Skuinste of afskrik neem hierdie verskynsel in ag en word gebruik om die rypheid van die rande op 'n 3D-model te verminder:
- Byvoorbeeld, elke rand op 'n kubus kom voor by 'n 90 grade konvergensie tussen twee veelhoekige gesigte. Om daardie rande te bevredig, skep 'n smal 45 grade gesig tussen die konvergerende vlakke om die rand se voorkoms te versag en help die kubus om meer realisties met lig te werk. Die lengte (of offset ) van die bevel, asook sy rondheid kan deur die modeler bepaal word.
04 van 04
Verfyn / Vorming
Ook aangedui as "pushing and pulling vertices", die meeste modelle vereis 'n mate van handverfyning. Wanneer 'n model verfyn word, beweeg die kunstenaar individuele hoekpunte langs die x-, y- of z- as om die kontoere van die oppervlak te verfyn.
'N voldoende analogie vir verfyning kan gesien word in die werk van 'n tradisionele beeldhouer: Wanneer 'n beeldhouer werk, blokkeer hy eers die groot vorms van die beeldhouwerk, met die klem op die algehele vorm van sy stuk. Dan kyk hy weer elke streek van die beeldhouwerk met 'n "harkborsel" om die oppervlak fyn te maak en die nodige besonderhede uit te sny.
Die verfyn van 'n 3D-model is baie soortgelyk. Elke ekstrusie, skuinste, randlyn of onderverdeling word tipies vergesel deur ten minste 'n bietjie vertex-by-vertex-verfyning.
Die verfyningsfase kan pynlik wees en gebruik waarskynlik 90 persent van die totale tyd wat 'n modelwerker op 'n stuk bestee. Dit kan net 30 sekondes neem om 'n randlus te plaas, of 'n ekstrusie uit te trek, maar dit sal nie ongehoord wees vir 'n modeler om ure te spandeer om die nabygeleë oppervlaktopologie te verfyn nie (veral in organiese modellering, waar oppervlakveranderings glad en subtiel is ).
Verfyning is uiteindelik die stap wat 'n model neem van 'n werk wat aan die gang is na 'n voltooide bate.