Cyflwyniad i Ddechnegau Modelu 3D
Ar y wefan hon, cawsom gyfle i gwmpasu arwyneb a rendro mewn dyfnder cymharol, ac yr ydym yn ddiweddar yn trafod anatomeg model 3D . Ond yn anffodus, rydym wedi esgeuluso mor bell i ddarparu unrhyw fath o wybodaeth fanwl ar y broses fodelu 3D.
Er mwyn gosod pethau'n iawn, buom yn gweithio'n galed wrth baratoi dyrnaid o erthyglau sy'n canolbwyntio ar yr ochr artistig a thechnegol o fodelu 3D. Er ein bod ni wedi cyflwyno cyflwyniad cyffredinol i fodelu yn ein trafodaeth ar y? bibell graffeg cyfrifiadurol , roedd yn bell o gynhwysfawr. Mae modelu yn bwnc eang, ac ni all paragraff fechan prin sgriwio'r wyneb a gwneud cyfiawnder pwnc.
Yn y dyddiau nesaf, byddwn yn darparu gwybodaeth am rai o'r technegau a'r ystyriaethau cyffredin y mae'n rhaid i'r modelau sy'n gweithio ar eich hoff ffilmiau a gemau eu gwneud.
Am weddill yr erthygl hon, byddwn yn dechrau trwy gyflwyno saith techneg gyffredin a ddefnyddir i greu asedau 3D ar gyfer y diwydiant graffeg cyfrifiadurol:
Technegau Modelu Cyffredin
Blwch / Modelu Isrannu
Mae modelu bocsys yn dechneg fodelu polygonaidd lle mae'r arlunydd yn dechrau gyda chititig geometrig (ciwb, sffêr, silindr, ac ati) ac yna'n torri ei siâp nes bod yr ymddangosiad a ddymunir yn cael ei gyflawni.
Mae modelau blwch yn aml yn gweithio mewn camau, gan ddechrau gyda rhwyll datrys isel, mireinio'r siâp, ac yna is-rannu'r rhwyll i esmwyth ymylon caled ac ychwanegu manylion. Mae'r broses o rannu a mireinio'n cael ei ailadrodd nes bod y rhwyll yn cynnwys digon o fanylion polygonaidd i gyfleu'r cysyniad bwriadedig yn iawn.
Mae'n debyg mai modelu bocs yw'r ffurf fwyaf cyffredin o fodelu cyfatebol ac fe'i defnyddir yn aml ar y cyd â thechnegau modelu ymyl (y byddwn yn eu trafod mewn dim ond un funud). Rydym yn archwilio'r broses fodelu bocs / ymyl yn fanylach yma.
Modelu Edge / Contour
Mae modelu Edge yn dechneg arall polygonal, er ei fod yn sylfaenol wahanol i'w gymharu â modelu blwch. Mewn modelu ymyl, yn hytrach na dechrau gyda siâp a mireinio cyntefig, caiff y model ei adeiladu yn ei hanfod yn ddarn trwy ddarn drwy osod dolenni o wynebau pell-droed ar hyd cyfuchliniau amlwg, ac yna llenwi unrhyw fylchau rhyngddynt.
Gall hyn swnio'n ddiangen gymhleth, ond mae'n anodd cwblhau meshes penodol trwy fodelu blychau yn unig, mae'r wyneb dynol yn enghraifft dda. Er mwyn modelu wyneb yn briodol, mae angen rheoli llygredd a topoleg yn llym iawn, a gall y manwldeb a roddir gan fodelu trawst fod yn amhrisiadwy. Yn hytrach na cheisio llunio soced llygaid wedi'i ddiffinio'n dda o giwb polonaidd cadarn (sy'n ddryslyd ac yn wrth-reddfol), mae'n haws i chi amlinellu llygad ac yna modelu'r gweddill ohono. Unwaith y caiff y prif dirnodau (llygaid, gwefusau, pori, trwyn, jawlin) eu modelu, mae'r gweddill yn tueddu i ddisgyn i mewn bron yn awtomatig.
NURBS / Modelu Spline
Mae NURBS yn dechneg fodelu a ddefnyddir fwyaf drwm ar gyfer modelu modurol a diwydiannol. Mewn cyferbyniad â geometreg polygonal, nid oes gan rwyll NURBS unrhyw wynebau, ymylon na fertigau. Yn lle hynny, mae modelau NURBS yn cynnwys arwynebau wedi'u dehongli'n esmwyth, a grëwyd gan "lofting" rhwyll rhwng dau neu rastr Bezier neu fwy (a elwir hefyd yn splines).
Crëir cromliniau NURBS gydag offeryn sy'n gweithio'n debyg iawn i'r offeryn pen mewn paent MS neu Adobe Illustrator. Tynnir y gromlin yn lle 3D a'i olygu trwy symud cyfres o daflenni o'r enw CVs (fertigau rheoli). I fodelu arwyneb NURBS, mae'r arlunydd yn gosod cromliniau ar hyd cyfuchliniau amlwg, ac mae'r meddalwedd yn interpolatio'r gofod rhyngddynt.
Fel arall, gellir creu arwyneb NURBS trwy gromlin proffil cylchdroi o gwmpas echel ganolog. Mae hwn yn dechneg fodel gyffredin (ac yn gyflym iawn) ar gyfer gwrthrychau sy'n radial mewn sbectol, gwasys, platiau gwin, natur ac ati.
Cerfluniau Digidol
Mae'r diwydiant technoleg yn hoffi siarad am rai datblygolion maen nhw wedi galw am dechnolegau aflonyddgar . Arloesedd technolegol sy'n newid y ffordd yr ydym yn meddwl am gyflawni tasg benodol. Mae'r automobile wedi newid y ffordd yr ydym yn ei gwmpasu. Newidiodd y rhyngrwyd y ffordd yr ydym yn cael gafael ar wybodaeth a chyfathrebu. Mae cerflunio digidol yn dechnoleg aflonyddgar yn yr ystyr ei bod wedi helpu modelau rhydd o gyfyngiadau poenus topology a llif ymyl, ac yn eu galluogi i greu modelau 3D yn reddfol mewn ffasiwn sy'n debyg iawn i gerfluniau clai digidol.
Mewn cerflunio digidol, creir rhwylloedd yn organig, gan ddefnyddio dyfais tabled (Wacom) i lwydni a siâp y model bron yn union fel y byddai cerflunydd yn defnyddio brwsys rac ar ddarn go iawn o glai. Mae cerflunio digidol wedi cymryd modelau cymeriad a chreaduriaid i lefel newydd, gan wneud y broses yn gyflymach, yn fwy effeithlon, a chaniatáu i artistiaid weithio gyda meshes datrysiad uchel sy'n cynnwys miliynau o polygonau. Mae mesurau wedi'u torri'n hysbys am lefelau anadferadwy o fanylion arwynebau blaenorol, ac esthetig naturiol (hyd yn oed yn ddigymell).
Modelu Gweithdrefnol
Mae'r gair weithdrefnol mewn graffeg cyfrifiadurol yn cyfeirio at unrhyw beth a gynhyrchir yn algorithmig, yn hytrach na chael ei greu â llaw gan law artist. Mewn modelu gweithdrefnol, golygfeydd neu wrthrychau yn cael eu creu yn seiliedig ar reolau neu baramedrau sy'n diffinio'r defnyddiwr.
Yn y pecynnau modelu amgylchedd poblogaidd, gellir creu Vue, Bryce a Terragen, tirluniau cyfan trwy osod a newid paramedrau amgylcheddol fel dwysedd dail ac amrediad drychiad, neu trwy ddewis o anrhegion tirwedd fel yr anialwch, alpaidd, arfordirol, ac ati.
Defnyddir modelu gweithdrefnol yn aml ar gyfer ffurfiau organig fel coed a dail, lle mae amrywiaeth a chymhlethdod bron yn anferth a fyddai'n cymryd llawer o amser (neu amhosib yn gyfan gwbl) i artist gael ei gipio â llaw. Mae'r cais SpeedTree yn defnyddio algorithm recursive / fractal i greu coed a llwyni unigryw y gellir eu tweaked trwy leoliadau editable ar gyfer uchder cefnffyrdd, dwysedd cangen, ongl, cyrl a dwsinau os nad cannoedd o opsiynau eraill. Mae CityEngine yn defnyddio technegau tebyg i gynhyrchu dinasoedd gweithdrefnol.
Modelu Seiliedig ar Ddelwedd
Mae modelu yn seiliedig ar ddelwedd yn broses lle mae gwrthrychau 3D trawsnewidiol yn deillio o gyfres o ddelweddau dau ddimensiwn sefydlog yn algorithmig. Defnyddir modelu seiliedig ar ddelweddau yn aml mewn sefyllfaoedd lle nad yw cyfyngiadau amser neu gyllideb yn caniatáu i ased 3D llawn sylweddoli gael ei greu â llaw.
Efallai mai'r enghraifft fwyaf enwog o fodelu delwedd oedd yn The Matrix , lle nad oedd gan y tîm yr amser na'r adnoddau i fodelu setiau 3D cyflawn. Maent yn ffilmio dilyniannau gweithredu gyda chararaon camera 360-gradd ac yna'n defnyddio algorithm dehongli i ganiatáu symudiad camera "rhithwir" trwy setiau byd-eang traddodiadol.
Sganio 3D
Mae Sganio 3D yn ddull o ddigido gwrthrychau'r byd go iawn pan fo angen lefel uchel o ffotograffiaeth. Caiff gwrthrych y byd go iawn (neu hyd yn oed actor) ei sganio, ei ddadansoddi, a'r data amrwd (yn nodweddiadol x, y, cwmwl pwynt z) yn cael ei ddefnyddio i gynhyrchu rhwyll polygonal neu NURBS cywir. Mae sganio yn cael ei ddefnyddio'n aml pan fydd angen cynrychiolaeth ddigidol o actor byd-eang, fel yn The Curious Case of Benjamin Button lle mae'r cymeriad arweiniol (Brad Pitt) yn hen wrth gefn trwy'r ffilm.
Cyn i chi fynd yn poeni am sganwyr 3D yn lle modelau traddodiadol, ystyriwch am eiliad nad oes gan y rhan fwyaf o'r gwrthrychau sydd wedi'u modelu ar gyfer y diwydiant adloniant gyfwerth â byd real. Hyd nes ein bod yn dechrau gweld llongau bysiau, estroniaid a chymeriadau cartŵn yn rhedeg o gwmpas, mae'n ddiogel tybio bod sefyllfa'r peiriannydd yn y diwydiant CG yn ôl pob tebyg yn ddiogel.