I dette stykke vil vi fokusere på nogle af de specifikke værktøjer og processer, der anvendes i polygonal 3D modellering.
I polygonal modellering, skaber en kunstner en digital repræsentation af et 3D-objekt med et geometrisk net sammensat af ansigter, kanter og hjørner. Faces er som regel firkantede eller trekantede og udgør overfladen af 3D-modellen. Gennem brug af følgende teknikker transformerer en modeler metodisk et primitivt 3D-netværk (sædvanligvis en terning, cylinder eller kugle) til en komplet 3D-model:
Ekstrudering
Ekstrudering er en metode til at tilføje geometri til et polygon primitive og et af de primære værktøjer, som en modeler bruger til at begynde at forme et net.
Gennem ekstrudering manipulerer en modeler 3D-meshet ved enten at kollapse et ansigt i sig selv (for at skabe et indrykk) eller ved at ekstrudere ansigtet udad langs dets overflade normal Retningsvektor vinkelret på polygonalfladen.
Ekstrudering af et firkantet ansigt skaber fire nye polygoner for at broere kløften mellem dens start- og slutposition. Ekstrudering kan være svært at visualisere uden et konkret eksempel:
- Overvej en simpel pyramide form, med en firkantet (4-kantet) base. En modeler kan omdanne denne primitive pyramide til en huslignende form ved at vælge pyramidens base og ekstrudere den i den negative Y-retning. Pyramidens base forskydes nedad, og der skabes fire nye vertikale ansigter i rummet mellem bunden og hætten. Et lignende eksempel kan ses ved modellering af benene på et bord eller en stol.
- Kant kan også ekstruderes. Ved ekstrudering af en kant bliver den i det væsentlige dupliceret. Den dobbelte kant kan derefter trækkes eller roteres væk fra originalen i en hvilken som helst retning, med et nyt polygonalt ansigt, der automatisk oprettes at forbinde de to. Dette er det primære middel til formgivning af geometri i kontur modellering behandle.
underinddele
Underopdeling er en måde for modelere at tilføje polygonal opløsning til en model, enten ensartet eller selektivt. Fordi en polygonal model typisk starter fra en lavopløsnings primitiv med meget få ansigter, er det næsten umuligt at producere en færdig model uden i det mindste noget niveau af underopdeling.
- EN ensartet underopdeling deler hele overfladen af en model jævnt. Ensartede underopdelinger udføres normalt lineært, hvilket betyder, at hvert polygonalt ansigt er opdelt i fire. Ensartet underopdeling hjælper med at eliminere "blokhed" og kan bruges til jævnt at glatte overfladen af en model.
- Edge Loops - Opløsning kan også tilføjes ved selektivt at placere yderligere kantløjfer. En kantsløjfe kan tilføjes på tværs af alle sammenhængende sæt polygonale ansigter, der opdeler de valgte ansigter uden unødigt at tilføje opløsning til resten af masken. Kantsløjfer bruges typisk til at tilføje opløsning i regioner af en model, der kræver et detaljeringsniveau, der er uforholdsmæssigt stort for nærliggende geometri (knæ og albuefuger i en tegnemodel er et glimrende eksempel, ligesom læber og øjne).Kantsløjfer kan også bruges til at forberede en overflade til ekstrudering eller ensartet underopdeling. Når en overflade er ensartet opdelt, afrundes alle hårde kanter og glattes - hvis en underopdeling er påkrævet, men modeleren gerne vil bevare visse hårde kanter, kan de opretholdes ved at placere en kantløjfe på hver side af den pågældende kant. Den samme effekt kan opnås ved brug af a bevel , diskuteret nedenfor.
Bevels eller Chamfers
Hvis du har været omkring ingeniør-, industrielle design- eller træbearbejdningsområder overhovedet, ordet bevel kan allerede have lidt vægt for dig.
Som standard er kantene på en 3D-model uendeligt skarpe - en tilstand, der næsten aldrig forekommer i den virkelige verden. Kig rundt omkring dig. Inspiceret tæt nok, vil næsten alle kanten du møder have en form for konjunktur eller rundhed til det.
En skråning eller afskærmning tager højde for dette fænomen og bruges til at reducere kantens hårdhed på en 3D-model:
- For eksempel sker hver kant på en terning ved en 90 graders konvergens mellem to polygonale flader. Bevægelse af disse kanter skaber et smalt 45 graders ansigt mellem de konvergerende fly for at blødgøre kantens udseende og hjælper terningen med at interagere med lys mere realistisk. Længden (eller offset ), og dens runde kan bestemmes af modeleren.
Raffinering / Shaping
Også omtalt som "skubbe og trække hjørner", kræver de fleste modeller en grad af manuel forbedring. Ved raffinering af en model bevæger kunstneren individuelle hjørner langs x, y eller z-aksen for at finjustere overfladernes konturer.
En tilstrækkelig analogi til forfining kan ses i en traditionel billedhugger: Når en billedhugger arbejder, blokerer han først de store former for skulpturen med fokus på den samlede form af hans stykke. Derefter vender han tilbage til hver region af skulpturen med en "rake brush" for at finjustere overfladen og skære ud de nødvendige detaljer.
Raffinering af en 3D-model er meget ens. Enhver ekstrudering, skråning, kantløjfe eller underinddeling er typisk ledsaget af mindst en lille smule vertex-by-vertex-raffinement.
Forfinningstrinnet kan være omhyggeligt og bruger formentlig 90 procent af den samlede tid, en modelproducent bruger på et stykke.Det kan kun tage 30 sekunder at placere en kantsløjfe eller trække en ekstrudering ud, men det ville ikke være uhørt for en modeler at tilbringe timer med at forfinne den nærliggende overfladetopologi (især i organisk modellering, hvor overfladeændringer er glatte og subtile ).
Forfining er i sidste ende det trin, der tager en model fra et igangværende arbejde til et færdigt aktiv.
