Ievads 3D modelēšanas metodēs
Šajā vietnē mēs esam spējuši segt gan virsmas pārklājumu, gan arī relatīvā dziļumā, un mēs nesen apsprieda 3D modeļa anatomiju . Bet diemžēl līdz šim mēs esam ignorējuši sniegt jebkāda veida detalizētu informāciju par 3D modelēšanas procesu.
Lai pareizi noteiktu, mēs esam grūti strādājuši, gatavojot virkni rakstu, kas koncentrējas gan uz 3D modelēšanas mākslas, gan tehniskajām pusēm. Lai arī mēs diskutējām par modeli, mēs to piedāvājām vispārīgi? datorgrafikas cauruļvads , tas nebija visaptverošs. Modelēšana ir plašs temats, un neliela rinda var tikko saskrāpēt virsmu un padarīt subjektu taisnīgumu.
Tuvākajās dienās mēs sniegsim informāciju par dažām kopīgām metodēm un apsvērumiem, kas jāveic modelētājiem, kuri strādā ar jūsu mīļākajām filmām un spēlēm.
Attiecībā uz pārējo šo rakstu mēs sāksim, ieviešot septiņus kopīgus paņēmienus, ko izmanto, lai izveidotu 3D aktīvus datorgrafikas nozarei:
Kopīgas modelēšanas metodes
Box / Subdivision Modeling
Kastes modelēšana ir daudzstūra modelēšanas tehnika, kurā mākslinieks sākas ar ģeometrisku primitīvu (kubs, sfēra, cilindrs utt.) Un pēc tam pilnveido tā formu, līdz tiek sasniegts vēlamais izskats.
Kastes modelētāji bieži strādā pakāpeniski, sākot ar zemas izšķirtspējas acīm , uzlabojot formu, un pēc tam dalot acu, lai izlīdzinātu cietās malas un pievienotu detaļu. Sadalīšanās un attīrīšanas process tiek atkārtots, kamēr acīs ir pietiekami daudz daudzstūru detaļu, lai pareizi norādītu paredzēto koncepciju.
Kastes modelēšana, iespējams, ir visizplatītākā daudzstūra modelēšana, un to bieži izmanto kopā ar malu modelēšanas metodēm (par kurām mēs diskutēsim tikai brīdi). Šeit mēs detalizētāk analizējam kastes / malu modelēšanas procesu.
Malu / kontūru modelēšana
Edge modelēšana ir vēl viena daudzstūra metode, taču tā pamatā atšķiras no tās kastes modelēšanas ekvivalenta. Mēstuļu modelēšanā, nevis sākot ar primitīvu formu un rafinēšanu, modelis būtībā tiek būvēts gabalā gabalā, ievietojot cilpas daudzstūru sejas gar svarīgus kontūras, un pēc tam aizpildot visus atstarpes starp tām.
Tas var likties nevajadzīgi sarežģīti, bet dažas acis ir grūti pabeigt, izmantojot lodziņu modelēšanu vien, cilvēka seja ir labs piemērs. Lai pareizi modelētu seju, ir nepieciešama ļoti stingra malu plūsmas un topoloģijas pārvaldība , un kontūru modelēšanas sniegtais precizitāte var būt nenovērtējama. Tā vietā, lai veidotu precīzi definētu acu kontaktligzdu no cieta daudzstūra kubiņa (kas ir mulsinoša un pret intuitīva), ir daudz vieglāk izveidot acs kontūru un pēc tam modelēt pārējo no turienes. Kad tiek modelēti galvenie orientieri (acis, lūpas, lūpu līnija, deguns, griezuma līnija), pārējā tendence nokļūt gandrīz automātiski.
NURBS / spline modelēšana
NURBS ir modelēšanas paņēmiens, kas visvairāk tiek izmantots automobiļu un rūpniecības modelēšanai. Atšķirībā no daudzstūru ģeometrijas, NURBS acīm nav seju, malu vai virsotņu. Tā vietā NURBS modeļi sastāv no vienmērīgi interpretētām virsmām, kas izveidotas, veidojot "acis" starp divām vai vairākām Bezjē līknes (sauktas arī par splīnēm).
NURBS līknes tiek veidotas ar rīku, kas darbojas ļoti līdzīgi pildspalvas rīkam MS krāsā vai Adobe Illustrator. Līme tiek ievilkta 3D telpā un rediģēta, pārvietojot virkni roktura, ko sauc par CV (kontroles virsotnes). Lai modelētu NURBS virsmu, mākslinieks novieto līknes gar ievērojamām kontūrām, un programmatūra automātiski interpolē atstarpi starp.
Kā alternatīvu, NURBS virsmu var izveidot, pagriežot profila līkni ap centrālo asi. Šī ir izplatīta (un ļoti ātra) modelēšanas metode objektiem, kas ir radiali dabā - vīna glāzes, vāzes, plāksnes utt.
Digitālā skulptūra
Tehnoloģiju nozarei patīk runāt par dažiem atklājumiem, ko viņi sauc par traucējošām tehnoloģijām . Tehnoloģiskie jauninājumi, kas mainīs veidu, kādā mēs domājam par konkrēta uzdevuma sasniegšanu. Automobiļi mainīja ceļu, kādā mēs nokļūstam. Internets mainīja veidu, kā mums piekļūt informācijai un sazināties. Digitālā skulptūra ir graujoša tehnoloģija tādā ziņā, ka tas palīdz bezmaksas modelētājiem no rūpīgām topoloģijas un malu plūsmas ierobežojumiem un ļauj tiem intuitīvi veidot 3D modeļus tādā veidā, kas ir ļoti līdzīgs ciparu māla veidošanai.
Ciparu skulptūrās acis tiek veidotas organiski, izmantojot (Wacom) tablešu ierīci, lai modelētu un izveidotu modeli gandrīz tieši tādā pašā veidā, kā tēlnieks izmantotu grābekļa sukas reālai māla daļai. Digitālā skulptūra ir ieņēmusi raksturu un radības modelēšanu uz jaunu līmeni, padarot procesu ātrāku un efektīvāku un ļaujot māksliniekiem strādāt ar augstas izšķirtspējas acīm, kurās ir vairāki daudzstūri. Apstrādātas acis ir pazīstamas ar iepriekš neiedomājamiem virsmas detaļu līmeņiem un dabisku (pat spontānu) estētisku.
Procesuālā modelēšana
Vārds "process" datorgrafikā attiecas uz jebko, kas radīts algoritmiski, nevis par mākslinieka roku izveidošanu manuāli. Procedurālajā modelēšanā ainas vai objekti tiek veidoti, pamatojoties uz lietotāja definējamiem noteikumiem vai parametriem.
Populārās vides modelēšanas paketēs Vue, Bryce un Terragen var izveidot visas ainavas, iestatot un modificējot vides parametrus, piemēram, zaļumu blīvumu un augstuma diapazonu, vai arī izvēloties ainavas dāvanas, piemēram, tuksnesi, kalnu, piekrastes utt.
Procedurālo modelēšanu bieži izmanto bioloģiskiem būvēm, piemēram, kokiem un zaļumiem, kur māksliniekam ir ļoti daudz laika (vai vispār neiespējami) mainīt un sarežģīt. Lietojumprogramma SpeedTree izmanto rekursīvu / fraktālas bāzes algoritmu, lai radītu unikālus kokus un krūmus, kurus var pielāgot rediģējamiem iestatījumiem attiecībā uz stumbra augstumu, zaru blīvumu, leņķi, čokurošanos un desmitiem, ja ne simtiem citu iespēju. CityEngine izmanto līdzīgas metodes, lai radītu procesuālās pilsētas ainavas.
Uz attēlu balstīta modelēšana
Attēlu modelēšana ir process, kurā transformējami 3D objekti tiek algoritmiski atvasināti no statisku divdimensiju attēlu kopuma. Attēlu modelēšana bieži tiek izmantota situācijās, kad laika vai budžeta ierobežojumi neļauj pilnībā realizētu 3D objektu izveidot manuāli.
Varbūt slavenākais piemērs attēlu balstītajai modelēšanai bija The Matrix , kur komandai nebija ne laika, ne resursu, lai modelētu pilnīgas 3D komplektus. Tās filmēja darbību sekvences ar 360 grādu kameru blokiem un pēc tam izmantoja interpretācijas algoritmu, lai nodrošinātu "virtuālo" 3D kameru kustību, izmantojot tradicionālās reālās pasaules komplektus.
3D skenēšana
3D skenēšana ir reālos objektu pārveidošanas ciparu formāts, kad ir vajadzīgs neticami augsts foto reālisms. Skenē, analizē reāllaika objektu (vai pat aktieri), un neapstrādātus datus (parasti x, y, z punktu mākoņu) izmanto, lai iegūtu precīzu daudzstūru vai NURBS sietu. Skenēšana bieži tiek izmantota, ja ir nepieciešams reālās pasaules aktiera ciparu attēlojums, kā Benjamin Button ziņkārīgs lietā, kur galvenais varonis (Brads Pits), kurš visu filmu pārcēlās otrādi.
Pirms sākat satraukties par 3D skeneriem, kas aizstāj tradicionālos modelētājus, pagaidām apsveriet, ka lielākajai daļai izklaides industrijai modelēto objektu nav reāla ekvivalenta. Līdz brīdim, kad mēs sākam redzēt spaceships, ārvalstnieku un animācijas filmu varoņi, kas ir ap to, droši var uzskatīt, ka modeļa pozīcija CG nozarē, iespējams, ir droša.