Co oznacza pojęcie wielokąta w dziedzinie modelowania 3D?

Aby zilustrować prostą metodę łączenia wielokątów w kompletne modele 3D, rozważmy konstrukcję zwykłego sześcianu. Sześcian ma sześć powierzchni, 12 krawędzi i 8 wierzchołków, których połączenie daje jeden obiekt. Dzięki tym zasadom graficy komputerowi uzyskują dowolne kształty za pomocą wielokątów.

Jeśli przyjrzymy się siatce dowolnego obiektu 3D, zauważymy wielokąty scalone w celu utworzenia tego kształtu — od twarzy ludzkiej po coś powstałego w całości w czyjejś wyobraźni.

Model o wysokiej liczbie wielokątów ma siatkę opracowaną w najdrobniejszych szczegółach, zazwyczaj bez zważania na to, ile będzie wielokątów. Modele tego typu często nie powstają przy użyciu wielokątów. Częściej są rzeźbione przy użyciu metod obróbki grafiki 3D opartych na wokselach.

Woksele można w tym przypadku traktować podobnie jak piksele kompozycji 2D. Każdy piksel zawiera informacje o kolorze. Podobnie działają woksele. Są to pojedyncze punkty zawierające informacje o przestrzeni 3D i mające swoje miejsca w siatce trójwymiarowej.

Dzięki tym metodom artyści mogą rzeźbić obiekty 3D w czasie rzeczywistym. Po ukończeniu pracy nad modelem 3D można wyeksportować go jako siatkę. Dane są wtedy przeliczane na modele oparte na wielokątach. Pozwala to często osiągać spektakularne wyniki, ale powoduje powstawanie ogromnej liczby wielokątów. Dlatego mówimy o dużej liczbie wielokątów.

Z tej praktyki wzięło się pojęcie przeliczania topologii. W tym procesie model o dużej liczbie wierzchołków jest przekształcany tak, aby uzyskać model o niskiej liczbie wierzchołków. Istnieje szereg metod osiągania takiego skutku. Poszczególne programy mogą zawierać specjalistyczne narzędzia wspierające proces przeliczania topologii. Wielu artystów musi wykonywać ten krok w swoim obiegu pracy.

Najczęściej upraszcza się topologię, zachowując bardziej złożone wersje o dużej liczbie wierzchołków w formie tekstur na powierzchniach obiektów. Umożliwia to utrzymanie wysokiego poziomu szczegółowości, a jednocześnie optymalizację wydajności modelu.

Technika dzielenia umożliwia uzyskiwanie płaskich modeli 3D utworzonych z wielokątów. Załóżmy, że pracujemy z przykładowym sześcianem o sześciu powierzchniach. Każdą jego powierzchnię można podzielić na mniejsze czworokąty. Podział sześcianu w pionie i w poziomie pozwoliłby na przykład podzielić każdą powierzchnię na cztery mniejsze.

Umożliwia to zwiększanie liczby wielokątów i powoduje, że początkowy kształt staje się podstawą bardziej złożonego modelu. Ogólnie rzecz biorąc, są stosowane dwa sposoby dzielenia.

• Podział równomierny. Cały obiekt jest dzielony po równo. Ta operacja wpływa na całą siatkę.
• Podział selektywny. W przypadku tej metody artysta zaznacza tylko jeden czworokąt, na przykład jedną powierzchnię, i określa oczekiwaną liczbę podziałów. Reszta siatki pozostaje niezmieniona.

Krawędzie modelu są zasadniczo idealnie ostre. Wróćmy do przykładu sześcianu, w którym dwie powierzchnie mają tę samą krawędź. Modyfikując kąt między dwiema powierzchniami, możemy uzyskać kąt prosty, rozwarty lub ostry, jednak sama krawędź pozostanie ostra.

Narzędzia do fazowania umożliwiają artystom zaznaczenie krawędzi i dodanie określonej fazy w celu wygładzenia krawędzi. Tego przydatnego narzędzia trzeba używać z rozwagą, gdyż może ono wprowadzić dodatkowe wielokąty albo wygenerować konflikty z topologią, gdy jedna faza stanie się zbyt szczegółowa.

W przypadku wielu obiegów pracy z grafiką 3D modelowanie wielokątów wydaje się być nieuniknione. Obróbka topologii brzmi jak zawracanie głowy, szczególnie w sytuacjach, gdy nie jest wymagane doskonałe uproszczenie siatki. Rzeczywiście może tak być w przypadku stosowania grafiki 3D w branży związanej z produkcją.

W takich sytuacjach warto dysponować programami, które nie tylko umożliwiają szybkie, efektywne przygotowanie kształtów z „klocków”, ale także generują wyniki o wysokiej jakości podczas modelowania za pomocą twardych powierzchni lub metod organicznych. Od tych narzędzi zależy udane używanie kompozycji 3D.

Moduł Adobe Substance 3D Modeler to program do rzeźbienia przy użyciu woksele, w którym praca nad modelami 3D przypomina używanie gestów, jakie wykonują rzeźbiarze w świecie rzeczywistym. Dzięki niemu artyści nigdy nie muszą się przejmować wielokątami, topologią czy odwzorowaniami UV. Wszystkie te etapy realizuje program podczas eksportowania. Pomocne opcje usprawniają cały proces.

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji, poznaj moduł Modeler i pozostałe elementy kolekcji Substance 3D.

Dziękujemy za zapoznanie się ze światem produktów firmy Adobe. Pokaż, co potrafisz stworzyć.