3D modeļa anatomija
3D modeļi ir viens no būtiskākajiem 3D datorgrafikas elementiem. Bez tiem, nebūtu datora animācijas - ne Toy Story , ne Wall-E , nav liels zaļā ogre.
Nebūtu 3D spēļu, kas nozīmē, ka mums nekad nav bijis jāzina Hīrls laika Ocarina , un kapteiņa vadītājs nekad nav bijis Halo. Nebūtu Transformeru filmu (vismaz tā, kā mūs tos šodien pazīstam), un automobiļu reklāmas nevarēja izskatīties kā šis.
Katrs objekts, raksturs un vide katrā datora animētajā filmā vai 3D video spēlē sastāv no 3D modeļiem. Tātad, jā, tie ir diezgan svarīgi CG pasaulē.
Kas ir 3D modelis?
3D modelis ir jebkura trīsdimensiju objekta matemātiskais attēlojums (reāls vai iedomāts) 3D programmatūras vidē. Atšķirībā no 2D attēla, 3D modeļus var aplūkot specializētos programmatūras komplektos no jebkura leņķa, un tos var samazināt, pagriezt vai brīvi modificēt. 3D modeļa izveidošanas un formēšanas process ir pazīstams kā 3D modelēšana.
3D modeļu veidi
Filmu un spēļu industrijā tiek izmantoti divi galvenie 3D modeļu veidi, kas visredzamākās atšķirības ir tādā veidā, kā tās tiek veidotas un manipulētas (atšķirības pamatā ir arī matemātikā), bet tas ir mazāk svarīgi -user)
- NURBS virsma: Neviendabīgā racionālā B-spline vai NURBS virsma ir gludas virsmas modelis, kas izveidots, izmantojot Bezier līknes (piemēram, MS Paint pildspalvas rīka 3D versija). Lai izveidotu NURBS virsmu, mākslinieks piesaista divas vai vairāk līknes 3D telpā, ko var manipulēt, pārvietojot rokturus, ko sauc par vadības virsotnēm (CV) gar x, y vai z asi.
- Programmatūras lietojums interpolē atstarpi starp līknēm un izveido netraucētu acu starp tām. NURBS virsmām ir visaugstākā matemātiskā precizitāte, un tādēļ tās visbiežāk tiek izmantotas inženierijas un automobiļu dizaina modelēšanā.
- Daudzstūra modelis: daudzstūra modeļi vai "acis", kā tie bieži tiek saukti, ir visizplatītākā 3D modeļa forma, kas atrodama animācijas, filmu un spēļu industrijā, un tie būs tādi, kādus mēs koncentrēsimies uz pārējā raksta.
Daudznozariskā modeļa komponenti
- Sejas: daudzstūra parauga definējošā iezīme ir tā, ka (atšķirībā no NURBS virsmām) daudzstūra acis ir grieztas , tas nozīmē, ka 3D modeļa virsma sastāv no simtiem vai tūkstošiem ģeometrisko seju.
Labā modelēšanā poligoni ir vai nu četrpusīgi ( kvadrocikli - normālas / bioloģiskās modelēšanas) vai trīspusējas ( tris - lietojamas biežāk spēļu modelēšanā). Labi modelētāji cenšas panākt efektivitāti un organizāciju, cenšoties saglabāt pēc iespējas mazāku daudzstūri pēc paredzētās formas.
Poligonu skaits acīs tiek saukts par poli-skaitli , bet daudzstūra blīvumu sauc par izšķirtspēju . Labākajiem 3D modeļiem ir augsta izšķirtspēja? kur nepieciešami precīzāki dati - piemēram, rakstzīmes rokās vai sejā, kā arī zemas izšķirtspējas zema detalizēta acs apvidu. Parasti, jo lielāka ir kopējā modeļa izšķirtspēja, jo vienmērīgāka tā parādīsies pēdējā renderēšanā . Zemākas izšķirtspējas acis izskatās lodveida (atcerieties Mario 64 ?).
- Mala : mala ir jebkurš punkts uz 3D modeļa virsmas, kur atbilst divas daudzstukļu sejas .
- Virzieni: punktu krustošanās starp trim vai vairākām malām sauc par virsotni ( pl virsotnes ). Virsu manipulācija x, y un z asīm (sirsnīgi saukta par "stumšanas un vilkšanas vērtībām") ir visizplatītākais paņēmiens, lai veidotu daudzstūra acis tā galīgajā formā tradicionālajos modelēšanas paketēs, piemēram, Maya, 3Ds Max, uc (Tehnikas ir ļoti, ļoti atšķirīgas skulptūru lietojumos, piemēram, ZBrush vai Mudbox.)
Daudzstūra modeļi ir ļoti līdzīgi ģeometriskām formām, kuras jūs, iespējams, uzzinājāt vidusskolā. Tāpat kā pamata ģeometriskais kubs, 3D daudzstūru modeļi sastāv no sejām, malām un virsotnēm .
Faktiski vissarežģītākie 3D modeļi sākas kā vienkārša ģeometriskā forma, piemēram, kubs, sfēra vai cilindrs. Šīs pamata 3D formas sauc par objektu primitīviem . Pēc tam primitīvus var modelēt, veidot un manipulēt ar jebkuru objektu, ko mākslinieks mēģina radīt (tik daudz, kā mēs gribētu sīkāk aplūkot, mēs apskatīsim 3D modelēšanas procesu atsevišķā rakstā).
Ir vēl viens 3D modeļu komponents, kas jārisina:
Textures un shaders
Bez tekstūrām un shaderiem 3D modelis neizskatās tik daudz. Patiesībā jūs to vispār nevarētu redzēt. Kaut gan tekstūrām un shaderiem nav nekā kopīga ar kopējo 3D modeļa formu, viņiem ir viss, kas saistīts ar tā vizuālo izskatu.
- Shaders: Shader ir instrukciju kopums, kas tiek lietots 3D modelim, kas ļauj datoram uzzināt, kā tas jāparāda. Lai gan ēnojošus tīklus var kodēt manuāli, lielākajā daļā 3D programmatūras pakotņu ir instrumenti, kas ļauj māksliniekam ļoti viegli pielāgot shadera parametrus. Izmantojot šos rīkus, mākslinieks var kontrolēt veidu, kā modeļa virsma mijiedarbojas ar gaismu, ieskaitot neskaidrību, atstarojamību, spilgtumu (spīdumu) un pāris desmitiem.
- Textures: tekstūras arī ievērojami veicina modeļa vizuālo izskatu. Textures ir divdimensiju attēlu faili, kurus var veidot uz 3D modeļa virsmas, izmantojot procesu, kas pazīstams kā tekstūras kartēšana . Faktori var būt sarežģīti, sākot no vienkāršām plakanas krāsas faktūrām līdz pilnībā fotoreālistiskām virsmas detaļām.
Teksturaizēšana un ēnojums ir svarīgs datorgrafikas cauruļvada aspekts, un, veidojot shadera tīklus vai veidojot tekstūras kartes, ir īpaša īpašība. Mākslinieki ar tekstūru un šūteni ir tikpat nozīmīgi filmas vai tēlu kopējā izskata veidā kā modelētāji vai animatori.
Tu to izdarīji!
Cerams, ka šajā brīdī jūs zināt mazliet vairāk par 3D modeļiem un to galvenajiem raksturlielumiem. 3D modeļi pēc būtības ir tikai sarežģītas ģeometriskas formas ar simtiem mazu daudzstūru sejas. Kaut arī, bez šaubām, ir jautri lasīt par 3D modeļiem, tas ir pat aizraujoši, lai padarītu tos par sevi.