I dette stykket fokuserer vi på noen av de spesifikke verktøyene og prosessene som brukes i polygonal 3D-modellering.
I polygonal modellering, skaper en kunstner en digital representasjon av et 3D-objekt med et geometrisk nett som består av ansikter, kanter og hjørner. Ansikter er vanligvis firkantede eller trekantede, og fyller overflaten av 3D-modellen. Gjennom bruk av følgende teknikker, forvandler en modellfører metodisk et primitivt 3D-nett (vanligvis en kube, sylinder eller kule) til en komplett 3D-modell:
Extrusion
Ekstrudering er en metode for å legge geometri til et polygon primitivt og et av de primære verktøyene en modell bruker for å begynne å forme et nett.
Gjennom ekstrudering manipulerer en modellerer 3D-nettverket ved å enten kollapse et ansikt i seg selv (for å skape en innrykk) eller ved å ekstrudere ansiktet utover langs dens overflate normal -Vektorvektoren vinkelrett på polygonale flate.
Ekstrudering av et firkantet ansikt skaper fire nye polygoner for å bygge bro over gapet mellom start og sluttposisjon. Ekstrudering kan være vanskelig å visualisere uten et konkret eksempel:
- Tenk på en enkel pyramideform, med en firkantet (4-kantet) base. En modellør kan forvandle denne primitive pyramiden til en huslignende form ved å velge pyramidens base og ekstrudere den i negativ Y-retning. Pyramidens base er forskjøvet nedover, og fire nye vertikale ansikter er opprettet i mellomrommet mellom hylsen og hatten. Et lignende eksempel kan ses i modellering av benene på et bord eller en stol.
- Kanter kan også ekstruderes. Ved ekstrudering av en kant blir den i hovedsak duplisert - den dobbelte kanten kan deretter bli trukket eller rotert bort fra originalen i hvilken som helst retning, med et nytt polygonalt ansikt som automatisk opprettet forbindelsen mellom de to. Dette er den primære måten å forme geometri i konturmodellering prosess.
oppdeling
Inndeling er en måte for modellere å legge til polygonal oppløsning til en modell, enten ensartet eller selektivt. Fordi en polygonal modell vanligvis starter fra en lavoppløselig primitiv med svært få ansikter, er det nesten umulig å produsere en ferdig modell uten i det minste noe underdelingsnivå.
- EN ensartet underavdeling deler hele overflaten på en modell jevnt. Ensartede underavdelinger blir vanligvis fullført i lineær skala, noe som betyr at hvert polygonalt ansikt er delt inn i fire. Enhetlig underdeling bidrar til å eliminere "blokkhet", og kan brukes til jevnt å glatte overflaten på en modell.
- Edge Loops - Oppløsning kan også legges ved å selektivt plassere flere kantsløkker. En kantsløyfe kan legges på tvers av alle sammenhengende sett med polygonale ansikter, som deler de valgte ansikter uten unødvendig å legge opp oppløsning til resten av nettverket. Kantsløyfer brukes vanligvis til å legge til oppløsning i regioner av en modell som krever et detaljeringsnivå som er uforholdsmessig til nærliggende geometri (knær og albueforbindelser i en tegnmodell er et godt eksempel, som er lepper og øyne).Kantsløyfer kan også brukes til å forberede en overflate for ekstrudering eller ensartet underdeling. Når en overflate er jevnt fordelt, er eventuelle harde kanter avrundet og glatt - hvis en underoppdeling er nødvendig, men modelleren vil gjerne beholde visse harde kanter, kan de opprettholdes ved å plassere en kantsløyfe på hver side av kanten. Den samme effekten kan oppnås ved bruk av a koniske , diskutert nedenfor.
Bevels eller Chamfers
Hvis du har vært i engineering, industriell design, eller trebearbeiding felt i det hele tatt, ordet koniske kan allerede holde litt vekt for deg.
Som standard er kantene på en 3D-modell uendelig skarp, en tilstand som nesten aldri skjer i den virkelige verden. Se rundt deg. Inspisert tett nok, nesten hver kant du møter, vil ha en form for taper eller rundhet til den.
En skråning eller avfasning tar dette fenomenet i betraktning, og brukes til å redusere hardheten på kantene på en 3D-modell:
- For eksempel skjer hver kant på en terning ved en 90 graders konvergens mellom to polygonale flater. Ved å skape disse kantene oppstår et smalt 45 graders ansikt mellom de konvergerende planene for å myke kantens utseende og hjelper kuben å samhandle med lys mer realistisk. Lengden (eller offset ) av skråningen, så vel kan dens rundhet bestemmes av modelleren.
Raffinering / Shaping
Også kalt "pushing og pulling vertices", krever de fleste modeller noe manuell forfining. Når du raffinerer en modell, beveger kunstneren individuelle hjørner langs x-, y- eller z-aksen for å finjustere overflatenes konturer.
En tilstrekkelig analogi for forfining kan ses i en tradisjonell skulptørs arbeid: Når en skulptør jobber, blokkerer han først de store skjemaformene, med fokus på den overordnede formen på hans stykke. Deretter går han tilbake til hver region av skulpturen med en "rake pensel" for å finjustere overflaten og skille ut de nødvendige detaljene.
Raffinering av en 3D-modell er svært lik. Hver ekstrudering, kantlinje, kantsløyfe eller underoppdeling er vanligvis ledsaget av minst en liten vertex-by-vertex-forfining.
Forfiningstrinnet kan være omhyggelig og bruker sannsynligvis 90 prosent av den totale tiden en modellgiver bruker på et stykke.Det kan bare ta 30 sekunder å sette en kantsløyfe eller trekke ut en ekstrudering, men det ville ikke være uhøflig for en modellfører å tilbringe timer med å raffinere den nærliggende overflatetopologien (spesielt i organisk modellering, hvor overflateendringer er glatte og subtile ).
Forfining er i siste instans et skritt som tar en modell fra et pågående arbeid til en ferdig eiendel.
