Анатомия на 3D модел
3D модели са един от основните градивни елементи на 3D компютърна графика. Без тях нямаше да има компютърна анимация - нито една история за играчките , нито една стена-Е , нито едно голямо зелено чудовище.
Няма да има 3D игри, което означава, че никога не трябва да изследваме Хируле в " Окарина на времето" , а майстор-началникът никога не е бил на "Хало". Няма да има филми на Трансформърс (поне по начина, по който ги познаваме днес), а рекламите на автомобили не биха могли да изглеждат така.
Всеки обект, характер и среда, във всеки компютър, анимиран филм или 3D видео игра, се състои от 3D модели. Така че, да, те са много важни в света на CG.
Какво представлява моделът 3D?
Триизмерният модел е математическо представяне на всеки триизмерен обект (реален или въображаем) в 3D софтуерна среда. За разлика от 2D изображение, 3D модели могат да бъдат разглеждани в специализирани софтуерни пакети от всеки ъгъл и могат да бъдат мащабирани, завъртани или свободно модифицирани. Процесът на създаване и оформяне на 3D модел е известен като 3D моделиране.
Видове 3D модели
Има два основни вида 3D модели, които се използват в индустрията за филми и игри, като най-очевидните разлики са в начина, по който те са създадени и манипулирани (има и различия в основната математика, но това е по-малко важно до края -user).
- NURBS Повърхност: Неравномерна рационална B-spline или NURBS повърхност е гладка повърхностна модел, създадена чрез използването на Bezier криви (подобно на 3D версия на инструмента MS Paint pen). За да се формира повърхност NURBS, художникът рисува две или повече криви в 3D пространство, които могат да бъдат манипулирани от движещи се дръжки, наречени контролни върхове (CVs) по оста x, y или z.
- Софтуерното приложение интерполира пространството между кривите и създава гладка мрежа между тях. NURBS повърхности имат най-високо ниво на математическа точност и следователно най-често се използват в моделирането за инженерство и автомобилен дизайн. ???
- Полигонален модел: Полигоналните модели или "окото", както често се наричат, са най- често срещаната форма на 3D модел, намиращ се в анимационната, филмовата и игровата индустрия, и те ще бъдат такива, които ще се съсредоточим върху останалата част от статията.
Компонентите на полигоналния модел
- Лица: Дефиниращата характеристика на полигоналния модел е, че (за разлика от NURBS повърхности) многоъгълните отвори са лицеви , което означава, че повърхността на 3D модела се състои от стотици или хиляди геометрични лица.
В доброто моделиране полигоните са или четиристранни ( квадрати - норма в характера / органично моделиране) или тристранни ( трис - използвани по-често в моделирането на игрите). Добрите модератори се стремят към ефективност и организация, като се опитват да запазят броя на полигони възможно най-ниски за предвидената форма.
Броят на полигоните в мрежата се нарича poly-count , докато полигонната плътност се нарича резолюция . Най-добрите 3D модели имат висока разделителна способност? където са необходими повече детайли - като ръцете или лицето на героя и ниска резолюция в ниско детайлните области на окото. Обикновено, колкото по-висока е цялостната разделителна способност на модела, толкова по-гладка ще се появи в окончателното оформление . Мрежата с по-ниска разделителна способност изглежда бокс (запомнете Марио 64 ?).
- Краища: Един край е всяка точка на повърхността на 3D модел, където се срещат две полигонални лица .
- Вертове: Точката на пресичане между три или повече ръба се нарича връх ( pl. Vertices ). Манипулацията на върховете на осите x, y и z (най-често наричана "бутане и издърпване на вериги") е най-разпространената техника за оформяне на полигонална мрежа в нейната крайна форма в традиционните моделиращи пакети като Maya, 3Ds Max и т.н. (Техниките са много, много различни при скулптурирането като ZBrush или Mudbox.)
Многоъгълните модели са много подобни на геометричните фигури, които вероятно сте научили в средното училище. Точно като основен геометричен куб, 3D полигонални модели се състоят от лица, ръбове и върхове .
Всъщност, най-сложните 3D модели започват като проста геометрична форма, като куб, сфера или цилиндър. Тези основни 3D форми се наричат обектни примитиви . Тогава примитивите могат да бъдат моделирани, оформени и манипулирани в какъвто и да е обект, който художникът се опитва да създаде (колкото бихме искали да разгледаме подробно, ние ще покрием процеса на 3D моделиране в отделна статия).
Има още един компонент на 3D модели, който трябва да бъде разгледан:
Текстури и шейдъри
Без текстури и шейдъри, 3D моделът няма да изглежда много. Всъщност изобщо няма да можете да го видите. Въпреки че текстурите и шейдърите нямат нищо общо с цялостната форма на 3D модел, те имат всичко общо с визуалния си вид.
- Shaders: Шайдер е набор от инструкции, приложени към 3D модел, който позволява на компютъра да знае как трябва да се показва. Въпреки че мрежите за засенчване могат да бъдат кодирани ръчно, повечето 3D софтуерни пакети имат инструменти, които позволяват на художника да ощипва параметрите на shader с голяма лекота. Използвайки тези инструменти, художникът може да контролира начина, по който повърхността на модела взаимодейства със светлината, включително непрозрачност, отразяване, огледално открояване (glossiness) и десетки други.
- Текстури: Текстурите също допринасят значително за визуалния външен вид на модела. Текстурите са двуизмерни графични файлове, които могат да бъдат картирани върху 3D повърхността на модела чрез процес, известен като картографиране на текстури . Текстурите могат да варират в сложност от прости плоски цветови структури до напълно фотореалистични повърхностни детайли.
Текстурирането и засенчването са важен аспект на тръбопровода за компютърна графика , и да станем добри в писането на шахматни мрежи или разработването на карти на текстури, е специалност в това отношение. Изкуството на текстури и ширини са също толкова важни за цялостния външен вид на филма или изображението като моделири или аниматори.
Ти успя!
Надяваме се, че в този момент знаете малко повече за 3D модели и техните основни характеристики. В основата си, 3D модели са просто сложни геометрични фигури със стотици малки полигонални лица. Въпреки че е несъмнено забавно да прочетете за 3D модели, това е още по-вълнуващо да ги направите сами.