אנטומיה של מודל 3D
מודלים 3D הם אחד אבני הבניין החיוניים של גרפיקה ממוחשבת 3D. בלעדיהם, לא תהיה שום אנימציה ממוחשבת - שום סיפור צעצוע , שום וול-אי , שום מפלצת ירוקה גדולה.
לא יהיו משחקים תלת-ממדיים, ופירושו שלעולם לא הצלחנו לחקור את היירולה באוקרינה של זמן , ומאסטר צ'יף מעולם לא היה בהלו. לא יהיו סרטים של רובוטריקים (לפחות כפי שאנחנו מכירים אותם היום), ופרסומות של מכוניות לא יכולות להיראות כמו משהו כזה.
כל אובייקט, אופי וסביבה, בכל סרט אנימציה במחשב או משחק וידאו 3D, מורכב מודלים 3D. אז כן, הם די חשובים בעולם של CG.
מהו מודל תלת-ממדי?
מודל תלת מימדי הוא ייצוג מתמטי של כל אובייקט תלת ממדי (אמיתי או מדומה) בסביבת תוכנה תלת ממדית. בניגוד לתמונה דו-ממדית, ניתן להציג מודלים תלת-ממדיים בחבילות תוכנה מיוחדות מכל זווית, וניתן לשנות אותם, לסובב אותם או לשנות אותם באופן חופשי. תהליך היצירה והעיצוב של מודל תלת-ממד ידוע כמודל תלת ממדי.
סוגי מודלים תלת-ממדיים
ישנם שני סוגים עיקריים של מודלים 3D המשמשים את תעשיית הקולנוע & משחקים, ההבדלים הבולטים ביותר להיות בדרך שבה הם נוצרו ו מניפולציה (ישנם הבדלים במתמטיקה הבסיסית גם כן, אבל זה פחות חשוב לסוף -מִשׁתַמֵשׁ).
- משטח NURBS: משטח לא רציף של B-spline, או משטח NURBS הוא מודל משטח חלק שנוצר באמצעות שימוש בעקומות Bezier (כמו גרסה תלת-ממדית של הכלי עט צייר MS). כדי ליצור משטח NURBS, האמן מצייר שני עקומות או יותר בחלל תלת-ממדי, אשר ניתן לטפל בהן על ידי העברת ידיות הנקראות בקרת קודקודים (CV) לאורך ציר x, y או z.
- יישום התוכנה interpolates את החלל בין הקימורים ויוצר רשת חלקה ביניהם. משטחי NURBS יש את הרמה הגבוהה ביותר של דיוק מתמטי ולכן הם הנפוצים ביותר עבור מודלים של הנדסה ועיצוב הרכב. ???
- דגם מצולע: מודלים פוליגונליים או "meshes" כפי שהם נקראים לעתים קרובות, הם הצורה הנפוצה ביותר של מודל 3D נמצא בתעשיית האנימציה, הסרט והמשחקים, והם יהיו מהסוג שבו נתמקד שאר המאמר.?
מרכיבי מודל מצולע
- פנים: המאפיין המגדיר של מודל מצולע הוא כי (בניגוד למשטחי NURBS) משטחים פוליגונליים הם פנים , כלומר את פני השטח של מודל 3D מורכב מאות או אלפי פרצופים גיאומטריים.
במודל טוב, פולגונים הם גם ארבעה צדדים (quads- הנורמה אופי / מודלים אורגניים) או שלושה צדדית ( tris -used יותר נפוץ מודלים המשחק). מודלים טובים שואפים יעילות וארגון, מנסה לשמור על מצולע ספירות נמוך ככל האפשר עבור הצורה המיועדת.?
מספר המצולעים ברשת, נקרא poly-count , בעוד צפיפות פוליגון נקרא רזולוציה . מודלים 3D הטוב ביותר יש רזולוציה גבוהה? שבו נדרש פירוט נוסף - כמו הידיים של הידיים או הפנים, ברזולוציה נמוכה באזורים בפירוט נמוך של הרשת. בדרך כלל, ככל שהרזולוציה הכוללת של המודל גבוהה יותר, כך הוא יופיע בצורה חלקה יותר. ברזולוציה נמוכה משתלב נראה Boxy (זוכר מריו 64 ?).
- קצוות: קצה הוא כל נקודה על פני השטח של מודל 3D שבו שני פנים מצולמים להיפגש.
- ורידים: נקודת החיתוך בין שלושה קצוות או יותר נקראת קודקוד ( קודקודים ). מניפולציה של קודקודים על x, y, z- צירים (המכונה בחיבה "דחיפה ומושך verts") היא הטכניקה הנפוצה ביותר בעיצוב רשת polygonal לתוך זה צורה סופית של חבילות דוגמנות מסורתית כמו מאיה, 3Ds מקס, וכו ' (טכניקות שונות מאוד, ביישומי פיסול כמו ZBrush או Mudbox).
מודלים פוליגונליים דומים מאוד לצורות הגיאומטריות שכנראה למדתם על בית הספר התיכון. בדיוק כמו קובייה גיאומטרית בסיסית, מודלים תלת-ממדיים תלת-ממדיים מורכבים מפנים, קצוות וקדקים .
למעשה, מודלים 3D המורכבים ביותר להתחיל כמו צורה גיאומטרית פשוטה, כמו קוביה, כדור, או צילינדר. אלה צורות בסיסיות 3D נקראים פרימיטיבים אובייקט . פרימיטיבים אז יכול להיות מעוצב, מעוצב, ו manipulated לתוך כל אובייקט האמן מנסה ליצור (כמו שאנחנו רוצים להיכנס לפרטים, נוכל לכסות את התהליך של מודלים 3D במאמר נפרד).
יש עוד רכיב אחד של מודלים תלת-ממדיים שיש לטפל בו:
טקסטורות וצללים
ללא מרקמים ו shaders, 3D מודל לא ייראה הרבה. למעשה, אתה לא תוכל לראות את זה בכלל. למרות textures ו shaders אין שום דבר לעשות עם הצורה הכללית של מודל 3D, יש להם כל מה לעשות עם המראה החזותי שלה.
- Shaders: Shader הוא אוסף של הוראות החלות על מודל תלת-ממד שמאפשר למחשב לדעת כיצד להציג אותו. למרות רשתות הצללה ניתן קידוד באופן ידני, רוב חבילות התוכנה 3D יש כלים המאפשרים האמן לצבוט פרמטרים Shader בקלות רבה. באמצעות כלים אלה, האמן יכול לשלוט על האופן שבו פני השטח של המודל אינטראקציה עם אור, כולל אטימות, רפלקטיביות, הדגשת specular (ברק), ועשרות אחרים.
- טקסטורות: גם מרקמים תורמים רבות למראה החזותי של הדגם. מרקמים הם קובצי תמונה דו מימדיים שניתן למפותם על פני השטח התלת-ממדי של המודל באמצעות תהליך המכונה מיפוי מרקמים . מרקמים יכולים לנוע במורכבות מרקמים צבעוניים פשוטים עד לפרטי משטח פוטוריאליסטיים לחלוטין.
Texturing ו הצללה הם היבט חשוב של המחשב גרפיקה צינור , ולהיות טובים בשעה בכתב Shader רשתות או מפות מרקם מפתחת היא המומחיות של זה משלו. מרקם ו Shader אמנים הם פשוט אינסטרומנטלי במבט הכללי של סרט או תמונה כמו modelers או animators.
עשית זאת!
יש לקוות, בשלב זה, אתה יודע קצת יותר על מודלים 3D המאפיינים העיקריים שלהם. בליבתם, מודלים 3D הם רק צורות גיאומטריות מורכבות עם מאות פרצופים מצולעים קטנים. אמנם, זה ללא ספק כיף לקרוא על מודלים 3D, זה אפילו יותר מרגש לעשות אותם בעצמך.