Mit jelent a poligon a 3D modellezésben?
A poligonok 2D alakzatok, amelyeket 3D térháló létrehozására használnak. Talán mindenki fel tudja idézni, hogy amikor az iskolában a háromdimenziós testekről tanult, papírból kivágott alakzatokon mutatták be, hogyan hajtogathatók belőlük különféle testek, például piramisok vagy kockák. A poligonalapú modellezésben a térháló pontosan ugyanezt jelenti.
A poligonok nélkülözhetetlenek a 3D modellezéshez
A poligon alkotóelemei
Csúcspont
Él
Oldal
Poligonokból bármilyen forma felépíthető
A poligonok és a teljes 3D modellek példájaként vizsgáljuk meg egy egyszerű kocka felépítését. Egy kockának hat oldala, 12 éle és 8 csúcspontja van, amelyek egyetlen objektumot alkotnak. Ezen alapelvek ismeretében a modellezők bármilyen alakzatot megformálhatnak poligonok használatával.
Ha megnézzük egy 3D objektum térhálóját vagy drótvázát, látható a sok egymáshoz kapcsolódó poligon, amelyek az adott formát alkotják, legyen szó akár egy emberi arcról, akár bármilyen elképzelt tárgyról.
Nagy poligonszám, kis poligonszám és a topológia egyszerűsítése
Nagy poligonszámú modellek
A nagy poligonszámú modell olyan térhálót jelent, amelyet rendkívüli részletességgel, általában a poligonszámra való tekintet nélkül készítettek. A nagy poligonszámú modelleket gyakran nem is poligonalapú modellezéssel alkotják meg. Ehelyett voxelalapú 3D modellezési módszereket használnak.
A voxelek olyanok a 3D térben, mint a 2D képek képpontjai (pixelek). Minden képpont színinformációkat tárol. A voxel ugyanilyen, csak 3D-ben. Tulajdonképpen egy pontról van szó, amely a releváns 3D információkat tárolja, és minden voxelnek megvan a maga helye a háromdimenziós rácsban.
Ezekkel a módszerekkel a modellezők valós időben készíthetnek 3D objektumokat. Ha a 3D modell elkészült, térháló formájában is exportálható – ilyenkor számítógépes algoritmusok konvertálják poligonalapú modellé. Az eredmények gyakran lenyűgözőek, de nagyon sok poligont tartalmaznak. Ezért hívjuk őket nagy poligonszámú modelleknek.
Kis poligonszámú modellek
A topológia egyszerűsítése
Ezzel elérkeztünk a topológia egyszerűsítéséhez, vagyis ahhoz a folyamathoz, melynek során egy nagy poligonszámú modellt kis poligonszámúvá alakítanak át. Ennek számos módszere létezik, és a különböző szoftverek még speciális eszközöket is kínálhatnak a topológiai egyszerűsítés folyamatának megkönnyítésére. Ez a lépés sok alkotó munkafolyamatának nélkülözhetetlen eleme.
Az alkotók sok esetben leegyszerűsítik a topológiát, de a komplexebb, nagy poligonszámú változatot „beleégetik” az objektumok felületi textúráiba. Így a részletek nagy része nem vész el, miközben jelentősen javul a modell felhasználhatósága.
A képet Olivier Beaugrand készítette.
Egyszerű poligonalapú modellezési technikák
Kihúzás
Felosztás
A felosztás hasznos eszköz, amellyel növelhető a 3D modellek adott területeinek vagy egészének poligonszáma és részletessége. Vegyük korábbi példánkat az egyszerű kockáról, amelynek csak hat oldala van. A kocka minden egyes oldalát feloszthatnánk kisebb kvadránsokra. Feloszthatjuk például a kockát egyszer függőlegesen, egyszer pedig vízszintesen, minden egyes felületet négy kisebb felületre osztva.
A felosztás nagyszerű módja a poligonszám növelésének úgy, hogy meghagyjuk az alapformát a modellezés kiindulópontjának. Általánosságban elmondható, hogy a felosztás kétféleképpen végezhető el.
- Egyenletes felosztás. Ilyenkor a teljes objektumot egyenletesen osztják fel további részekre. A művelet a teljes térhálóra hatással van.
- Szelektív felosztás. Ebben az esetben a modellező csak egyetlen elemet választ ki, például egy oldalt, majd alkalmazza rá a szükséges számú felosztást. A térháló többi részére a művelet nincs hatással.
Élletörés
A modell élei önmagukban teljesen szögletesek. Vegyük ismét a kocka példáját, ahol két oldal osztozik egy élen. A két felület közötti szöget derékszögűvé, tompaszögűvé vagy hegyesszögűvé tehetjük, de maga az él továbbra is szögletes marad.
Az élletörési eszközök lehetővé teszik az alkotó számára, hogy kiválasszon egy élt, majd tetszőleges számú élletörés hozzáadásával lágyabb megjelenésűvé tegye. Ez az eszköz nagyon hasznos lehet, de óvatosan kell vele bánni, mivel könnyen nem kívánt poligonok létrejöttét okozhatja, illetve topológiai problémákhoz vezethet, ha egy élhez túl sok részletet adnak hozzá.
Az Adobe Substance 3D használatával inspiráló alkotásokat hozhat létre anélkül, hogy a poligonokkal kellene bajlódnia.
Sok 3D munkafolyamat esetében a poligonalapú modellezés nélkülözhetetlennek tűnhet. A topológia kezelése bonyolult feladat lehet, különösen olyan esetekben, amikor nem feltétlenül van szükség tökéletesen optimalizált térhálóra. Ez különösen igaz a 3D tervezést használó termékorientált iparágakban.
Ezekben az esetekben egy olyan szoftver, amely nemcsak a formák gyors és hatékony kialakítását teszi lehetővé, hanem a kemény és organikus felületek modellezését is kiváló minőségben képes elvégezni, nagyban hozzájárulhat a 3D tervezés sikeréhez.
Az Adobe Substance 3D Modeler egy voxelalapú formázószoftver, amelyben a 3D modellezés olyan intuitív és természetes módon végezhető, mintha valódi agyaggal dolgoznánk. Az alkotóknak az első lépéstől kezdve az utolsóig egy pillanatig sem kell foglalkozniuk a poligonokkal, a topológiával vagy az UV-térképekkel. A szoftver mindezeket a lépéseket automatikusan kezeli az exportáláskor, és olyan exportálási lehetőségeket biztosít, amelyek segítik ezt a folyamatot.
További információkért ismerje meg a Modelert és a Substance 3D további alkalmazásait.
Köszönjük, hogy érdeklődik az Adobe megoldásai iránt. Alig várjuk, hogy lássuk, mit fog alkotni Ön.