Τι είναι ένα πολύγωνο στη μοντελοποίηση 3D;

Για να δούμε ένα απλό παράδειγμα πολυγώνων και ολοκληρωμένων μοντέλων 3D, ας σκεφτούμε την κατασκευή ενός βασικού κύβου. Ένας κύβος έχει έξι όψεις, 12 ακμές και 8 σημεία τομής που συνδέονται μεταξύ τους, για να δημιουργήσουν ένα αντικείμενο. Με αυτές τις βασικές αρχές, οι καλλιτέχνες CG μπορούν να χρησιμοποιούν πολύγωνα, για να δημιουργήσουν οποιοδήποτε σχήμα θέλουν.

Αν κοιτάξετε το πλέγμα οποιουδήποτε αντικειμένου 3D, θα δείτε τα πολλά πολύγωνα που περιπλέκονται για να δημιουργηθεί εκείνο το σχήμα, είτε πρόκειται για ένα ανθρώπινο πρόσωπο ή για μια εξ ολοκλήρου φανταστική δημιουργία.

Ένα μοντέλο μεγάλου αριθμού πολυγώνων (high-poly) αναφέρεται σε ένα πλέγμα που δημιουργήθηκε με εξαιρετικά υψηλό επίπεδο λεπτομέρειας και συνήθως χωρίς να λαμβάνεται υπόψη ο τελικός αριθμός των πολυγώνων. Συχνά, τα μοντέλα μεγάλου αριθμού πολυγώνων δεν σχεδιάζονται καν με πολύγωνα. Τυπικά, δημιουργούνται με τη χρήση μεθόδων 3D που βασίζονται σε ογκοστοιχεία (voxel).

Μπορείτε να φανταστείτε ένα ογκοστοιχείο σαν ένα πίξελ στη δισδιάστατη τέχνη. Κάθε πίξελ αποθηκεύει μέσα του πληροφορίες χρώματος. Το ίδιο ισχύει και για το ογκοστοιχείο. Είναι ένα μοναδικό σημείο που αποθηκεύει σχετικές πληροφορίες 3D, και καθένα έχει μια θέση σε ένα τρισδιάστατο πλέγμα.

Χρησιμοποιώντας αυτές τις μεθόδους, οι καλλιτέχνες μπορούν να δημιουργήσουν αντικείμενα 3D σε πραγματικό χρόνο. Όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία, μπορούν να εξαγάγουν το μοντέλο 3D ως πλέγμα, στην οποία περίπτωση οι υπολογιστικοί αλγόριθμοι αναλαμβάνουν να εκτελέσουν τη μοντελοποίηση με πολύγωνα. Τα αποτελέσματα συχνά είναι εντυπωσιακά, αλλά είναι «βαριά» όσον αφορά τον αριθμό των πολυγώνων. Έτσι έχει προκύψει η ονομασία «Μοντέλο μεγάλου αριθμού πολυγώνων (high-poly)».

Φτάσαμε, λοιπόν, στην αναθεώρηση τοπολογίας: τη διαδικασία μετατροπής ενός μοντέλου μεγάλου αριθμού πολυγώνων (high-poly) σε μοντέλο μικρού αριθμού πολυγώνων (low-poly). Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι, ενώ τα διάφορα προγράμματα λογισμικού μπορεί ακόμα και να έχουν διαθέσιμα ειδικευμένα εργαλεία, για να βοηθήσουν στη διαδικασία αναθεώρησης της τοποθεσίας. Για πολλούς καλλιτέχνες, πρόκειται για αναγκαίο βήμα στη ροή εργασιών τους.

Πολύ συχνά, οι καλλιτέχνες απλοποιούν την τοπολογία, αλλά οριστικοποιούν την πιο πολύπλοκη εκδοχή του μοντέλου μεγάλου αριθμού πολυγώνων (high-poly) στις υφές επιφάνειας των αντικειμένων. Με τον τρόπο αυτό, η απώλεια λεπτομερειών είναι πολύ μικρή, παρά την υψηλή βελτιστοποίηση της απόδοσης ενός μοντέλου.

Η υποδιαίρεση είναι χρήσιμη ως εργαλείο και τεχνική για τη δημιουργία ομαλών μοντέλων 3D από πολύγωνα. Ας δούμε το προηγούμενο παράδειγμα του απλού κύβου που έχει μόνο έξι όψεις. Κάποιος θα μπορούσε να υποδιαιρέσει κάθε όψη του κύβου, διαιρώντας την σε μικρότερα τετράπλευρα. Για παράδειγμα, ένας καλλιτέχνης θα μπορούσε να υποδιαιρέσει τον κύβο μία φορά κατακόρυφα, και μία φορά οριζόντια, χωρίζοντας έτσι κάθε όψη σε τέσσερις μικρότερες.

Η υποδιαίρεση αποτελεί ιδανικό τρόπο για αύξηση του πλήθους των πολυγώνων, ενώ ταυτόχρονα ένα βασικό σχήμα γίνεται σημείο έναρξης για μοντελοποίηση. Γενικά, η υποδιαίρεση μπορεί να ολοκληρωθεί σε δύο τύπους.

• Ομοιόμορφη υποδιαίρεση. Είναι η περίπτωση κατά την οποία ολόκληρο το αντικείμενο υποδιαιρείται ομοιόμορφα. Θα επηρεαστεί ολόκληρο το πλέγμα.
• Επιλεκτική υποδιαίρεση. Σε αυτή τη μέθοδο υποδιαίρεσης, ο καλλιτέχνης επιλέγει ένα μόνο τετράπλευρο, για παράδειγμα, μία όψη, και ορίζει τον επιθυμητό αριθμό υποδιαιρέσεων. Το υπόλοιπο πλέγμα δεν επηρεάζεται.

Από μόνες τους, οι ακμές ενός μοντέλου είναι εντελώς απότομες. Σκεφτείτε και πάλι το παράδειγμα με τον κύβο, εκεί όπου δύο όψεις συναντώνται και ορίζουν μια ακμή. Μπορείτε να χειριστείτε τη γωνία μεταξύ των δύο όψεων κάνοντάς την ορθή, αμβλεία ή οξεία, αλλά η ίδια η ακμή θα παραμείνει απότομη.

Τα εργαλεία λοξότμησης επιτρέπουν στους καλλιτέχνες να επιλέξουν μια ακμή και στη συνέχεια να προσθέσουν οποιονδήποτε αριθμό λοξοτμήσεων, για να απαλύνουν μια ακμή. Πρόκειται για ένα χρήσιμο εργαλείο, που όμως πρέπει να χρησιμοποιείται προσεκτικά επειδή μπορεί εύκολα να προσθέσει μη επιθυμητά πολύγωνα ή να προκαλέσει διενέξεις με την τοπολογία αν προστεθεί υπερβολικά πολλή λεπτομέρεια σε μία ακμή.

Για πολλές ροές εργασιών 3D, η μοντελοποίηση με πολύγωνα μπορεί να μοιάζει αναπόφευκτη. Η διαχείριση της τοπολογίας μπορεί να μοιάζει ταλαιπωρία, ειδικά σε περιπτώσεις στις οποίες δεν είναι απαραίτητο να υπάρχει ένα απόλυτα βελτιστοποιημένο πλέγμα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα στην περίπτωση κλάδων που είναι εστιασμένοι στο προϊόν, οι οποίοι θέλουν να αξιοποιήσουν το 3D.

Σε αυτές τις περιπτώσεις, το να έχετε ένα λογισμικό που όχι μόνο σας επιτρέπει να οριοθετήσετε σχήματα γρήγορα και αποτελεσματικά, αλλά έχει επίσης τη δυνατότητα να παράγει υψηλής ποιότητας αποτελέσματα στη μοντελοποίηση σκληρών και οργανικών επιφανειών, μπορεί να κάνει μεγάλη διαφορά όσον αφορά την επιτυχία των προσπαθειών σας στο 3D.

Το Adobe Substance 3D Modeler είναι ένα λογισμικό σμίλευσης που βασίζεται σε ογκοστοιχεία (voxel) και αποσκοπεί στο να κάνει τη μοντελοποίηση 3D να έχει την ίδια αίσθηση κίνησης και φυσικότητας με την εργασία με πραγματικό πηλό. Από την αρχή μέχρι το τέλος, οι καλλιτέχνες δεν χρειάζεται να ανησυχούν σχετικά με τα πολύγωνα, την τοπολογία ή τη χαρτογράφηση UV. Το λογισμικό διαχειρίζεται όλα αυτά τα βήματα κατά την εξαγωγή, και ο καλλιτέχνης έχει στη διάθεσή του επιλογές εξαγωγής που τον βοηθούν να καθοδηγήσει αυτή τη διαδικασία.

Ανακαλύψτε το εργαλείο μοντελοποίησης και τις υπόλοιπες εφαρμογές του Substance 3D, για να μάθετε περισσότερα.

Σας ευχαριστούμε για την περιήγησή σας στον κόσμο της Adobe. Ανυπομονούμε να δούμε τι θα δημιουργήσετε.