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Polígonos são fundamentais para a modelagem 3D.

Cada polígono é formado por pelo menos três vértices e arestas que se unem para criar uma forma fechada. Um triângulo é formado por três vértices ou pontos; quatro deles formam um quadrado. No setor, é comum utilizar apenas triângulos e quadrados em uma malha sempre que possível. Existe um termo para polígonos que têm mais arestas do que quadrados: N-Gons. No entanto, é recomendável evitá-los, pois têm maior probabilidade de causar artefatos em texturas e materiais.

Fragmentos de um polígono.

Entender os elementos que compõem um polígono facilita a manipulação e a edição durante o processo de modelagem. Vamos dar uma olhada mais detalhada nos componentes de um polígono e como eles se encaixam na malha de um modelo 3D.

Vértice

Vértice é o ponto de encontro e conexão de duas arestas. Quando você move a posição de um vértice, isso também afeta a posição das duas arestas conectadas a ele simultaneamente.

Aresta

Uma aresta aparece em programas de modelagem como uma linha. Uma aresta tem dois vértices, um em cada extremidade. Quando pelo menos três arestas se encontram em seus vértices, um polígono é formado, mais especificamente, um triângulo.

Face

Face é a superfície plana 2D criada quando um polígono é formado. Em vários softwares de modelagem poligonal, é possível selecionar uma face específica e modificar sua posição editando sua malha. Naturalmente, ao mover uma face, as arestas e os vértices que a compõem também serão deslocados simultaneamente.

Crie qualquer forma imaginável usando polígonos.

Vamos usar a criação de um cubo básico como um exemplo simples para entender polígonos e modelos 3D completos. Um cubo tem seis faces, doze arestas e oito vértices interligados para criar um objeto. Com esses princípios fundamentais, os artistas de computação gráfica podem utilizar polígonos para criar qualquer forma desejada.

Ao examinar a malha de qualquer objeto 3D, você verá inúmeros polígonos entrelaçados que formam a figura, seja um rosto humano ou algo criado pela imaginação.

A diferença entre high poly, low poly e retopologia.

Quando se trata de modelagem poligonal, existem alguns termos importantes do setor que você deve conhecer.

High poly

Modelo high poly refere-se a uma malha que foi criada com inúmeros detalhes e geralmente sem preocupação com a contagem final de polígonos. No geral, os modelos high poly não são projetados com polígonos, sendo normalmente esculpidos usando métodos 3D baseados em voxel.

Pense em um único voxel como um pixel na arte 2D. Cada pixel armazena informações de cores. Um voxel não é diferente. É um ponto único que armazena informações 3D relevantes, e cada um tem um lugar em uma grade tridimensional.

O uso desses métodos permite aos artistas esculpir objetos 3D em tempo real. Quando concluído, eles podem exportar o modelo 3D como uma malha, e, nesse ponto, algoritmos computacionais cuidam da modelagem poligonal. Os resultados são geralmente impressionantes, mas excessivos em termos de polígonos. Daí o nome high poly.

Low poly

Em muitos setores, é desejável ter modelos 3D com baixo número de polígonos. O termo low poly é frequentemente utilizado para descrever um modelo que não só tem um número reduzido de polígonos, mas também uma malha que foi reestruturada ou otimizada para diminuir a contagem de polígonos.

Retopologia

Isso nos leva à retopologia: o processo de transformar um modelo high poly em um modelo low poly. Há diversos métodos disponíveis, e muitos softwares podem até ter ferramentas específicas disponíveis para auxiliar o processo de retopologia. Para muitos artistas, essa é uma etapa necessária no fluxo de trabalho.

É bastante comum que os artistas simplifiquem a topologia, mas incorporem a versão mais complexa e high poly nas texturas da superfície dos objetos. Dessa forma, perdem-se muito poucos detalhes e o desempenho do modelo é bastante otimizado.

Hyper-realistic 3D rendering of bird using 3D polygon modeling
Imagem de Olivier Beaugrand.

Técnicas simples de modelagem poligonal que você pode usar.

Veja as técnicas básicas que os artistas podem usar ao criar polígonos para modelagem 3D.

Extrusão

Extrusão é uma ferramenta básica de modelagem que permite aos artistas selecionar uma seção da malha, como uma face ou aresta, e estendê-la para dentro ou para fora do modelo. Isso pode ampliar a forma original ou criar um túnel dentro dela.

Subdivisão

A subdivisão é uma técnica valiosa para criar modelos 3D com superfícies suaves usando polígonos. Por exemplo, em um cubo simples com seis faces, podemos subdividir cada face em quadrantes menores. Subdividindo uma vez na vertical e uma vez na horizontal, cada face se transforma em quatro faces menores.

A subdivisão aumenta a contagem de polígonos e permite que uma forma básica evolua para servir como ponto de partida na modelagem. No geral, a subdivisão pode ser realizada em dois tipos.

  • Subdivisão uniforme. É quando todo o objeto é subdividido uniformemente, afetando toda a malha.
  • Subdivisão seletiva. Nesse método de subdivisão, o artista seleciona apenas um quadrante, como uma face, e aplica o número desejado de subdivisões. O restante da malha não é afetado.

Chanfros

Por si só, as arestas de um modelo são perfeitamente afiadas. Pense novamente no exemplo do cubo, onde duas faces compartilham uma aresta. Você pode alterar o ângulo entre as faces para ser reto, obtuso ou agudo, mas a aresta permanecerá afiada.

Com ferramentas de chanfro, os artistas podem selecionar uma aresta e aplicar múltiplos chanfros para suavizá-la. Embora seja útil, é importante usar com cautela para evitar adicionar polígonos indesejados ou criar problemas de topologia com detalhes excessivos.

Use o Adobe Substance 3D para criar arte inspiradora sem se preocupar com polígonos.

Em muitos fluxos de trabalho 3D, a modelagem poligonal pode parecer inevitável. Lidar com a topologia pode parecer uma tarefa tediosa, especialmente em casos em que uma malha perfeitamente simplificada pode não ser essencial. Isso é particularmente relevante em setores voltados para produtos que desejam aproveitar as vantagens do 3D.

Em cenários assim, ter um software que esculpe formas rapidamente e com alta qualidade, tanto para superfícies duras quanto orgânicas, pode ser crucial para o sucesso dos projetos 3D

O Adobe Substance 3D Modeler é um software de escultura baseado em voxel que torna a modelagem 3D tão intuitiva quanto esculpir argila real. Do início ao fim, os artistas não precisam se preocupar com polígonos, topologia ou mapeamento UV, pois o software cuida de tudo isso na exportação, oferecendo opções para auxiliar no processo.

Descubra o Modeler e o restante dos aplicativos do Substance 3D para saber mais.

Agradecemos por explorar o mundo da Adobe. Mal podemos esperar para ver suas criações.

Perguntas frequentes

POR QUE OS MODELOS 3D SÃO FEITOS DE POLÍGONOS?

Os modelos 3D normalmente começam com a criação de uma malha. Na maioria dos softwares 3D, é possível visualizar uma malha no modo wireframe, possibilitando ao usuário ver as linhas e os vértices que compõem a forma 3D. A malha contém dados importantes que os computadores usam para renderizar o modelo 3D. Assim, os polígonos são essenciais devido à forma como as malhas são criadas e usadas em tempo real. Isso é uma vantagem do 3D sobre as formas de arte tradicionais, pois uma malha pode ser animada e modificada em tempo real de forma não destrutiva.

O QUE SÃO POLÍGONOS NA RENDERIZAÇÃO?

Uma malha 3D é uma rede de polígonos, conectados por linhas e vértices. Um polígono, por si só, é uma figura 2D composta por pelo menos três vértices conectados por linhas, também conhecidas como arestas. Esses pontos unidos formam faces, geralmente chamadas de triângulos, quadrados ou N-Gons, dependendo de quantos vértices e arestas as compõem. Na modelagem 3D, N-Gons referem-se a qualquer polígono que tenha mais de quatro vértices e arestas e deve ser considerado indesejável. No contexto de modelagem 3D, boas práticas de topologia recomendam o uso de triângulos e quadrados para garantir resultados mais limpos e consistentes.

PARA QUE É UTILIZADA A MODELAGEM POLIGONAL?

A modelagem poligonal é o padrão para modelagem 3D, adotada pela maioria dos softwares 3D comerciais. Ela permite criar malhas 3D com topologia precisa e é a modelagem preferida para uso em efeitos visuais e jogos. Nos jogos, que exigem a renderização de vários ativos em tempo real, é crucial controlar a contagem de polígonos devido às limitações de hardware. Diferentes consoles e computadores têm restrições variadas em relação a capacidade de suporte. Por isso, artistas 3D preferem a modelagem poligonal, pois oferece maior controle sobre cada modelo.

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