V tomto článku se zaměříme na některé specifické nástroje a procesy používané v polygonálním 3D modelování. v polygonální modelování, umělec vytváří digitální reprezentaci 3D objektu s geometrickou sítí složenou z ploch, hran a vrcholů. Tváře jsou obvykle čtyřúhelníkové nebo trojúhelníkové a tvoří povrch 3D modelu. Pomocí následujících technik modelář metodicky transformuje primitivní 3D síť (obvykle krychli, válec nebo kouli) na kompletní 3D model:
Extruze
Extruze je metoda přidání geometrie k polygonu primitiv a jeden z hlavních nástrojů, které modelář používá k zahájení tvarování sítě. Pomocí vytlačování modelář manipuluje s 3D sítí buď sbalením obličeje na sebe (pro vytvoření odsazení), nebo vytlačením obličeje směrem ven podél povrch normální—Směrový vektor kolmý na polygonální plochu. Vysunutím čtyřúhelníkové plochy vzniknou čtyři nové polygony, které překlenou mezeru mezi její počáteční a koncovou polohou. Vytlačování lze bez konkrétního příkladu obtížně zobrazit:
- Zvažte jednoduchý tvar pyramidy, se čtyřúhelníkovou (4-hranou) základnou. Modelář by mohl tuto primitivní pyramidu přeměnit na tvar podobný domu tím, že vybere základnu pyramidy a vytlačí ji v záporném směru Y. Základna pyramidy je posunuta dolů a v prostoru mezi základnou a víčkem jsou vytvořeny čtyři nové svislé plochy. Podobný příklad lze vidět při modelování nohou stolu nebo židle.
- Hrany lze také vytlačovat. Při extrudování je hrana v podstatě duplikována – duplicitní hranu lze poté vytáhnout nebo otočit od originálu v libovolném směru, přičemž se automaticky vytvoří nová polygonální plocha, která je spojí. Toto je primární prostředek pro tvarování geometrie v modelování obrysů proces.
Rozdělení
Dělení je způsob, jakým mohou modeláři přidat modelu polygonální rozlišení, a to buď jednotně, nebo selektivně. Protože polygonální model obvykle začíná od primitiva s nízkým rozlišením s velmi malým počtem ploch, je téměř nemožné vyrobit hotový model bez alespoň určité úrovně dělení.
- A jednotné dělení rovnoměrně rozděluje celý povrch modelu. Jednotná členění jsou obvykle dokončována v lineárním měřítku, což znamená, že každá polygonální plocha je rozdělena do čtyř. Jednotné dělení pomáhá eliminovat „blokovanost“ a lze jej použít k rovnoměrnému vyhlazení povrchu modelu.
- Okrajové smyčky – Rozlišení lze také přidat selektivním umístěním dalších okrajových smyček. Okrajovou smyčku lze přidat přes jakoukoli souvislou sadu polygonálních ploch a rozdělit vybrané plochy bez zbytečného přidávání rozlišení do zbytku sítě. Okrajové smyčky se obvykle používají k přidání rozlišení v oblastech modelu, které vyžadují úroveň detailů nepřiměřenou blízké geometrii (kolenní a loketní klouby modelu postavy jsou ukázkovým příkladem, stejně jako rty a oči).
Okrajové smyčky lze také použít k přípravě povrchu pro vytlačování nebo rovnoměrné dělení. Když je povrch rovnoměrně rozdělen, všechny tvrdé hrany jsou zaoblené a vyhlazené – pokud je požadováno rozdělení, ale modelář by chtěl zachovat určité tvrdé hrany, lze je zachovat umístěním okrajové smyčky na obě strany dotyčného okraje. Téhož efektu lze dosáhnout použitím a úkos, diskutováno níže.
Zkosení nebo zkosení
Pokud jste se už vůbec pohybovali v oblasti strojírenství, průmyslového designu nebo zpracování dřeva, je to slovo úkos už pro vás může mít nějakou váhu. Ve výchozím nastavení jsou hrany 3D modelu nekonečně ostré – což je podmínka, která se v reálném světě prakticky nevyskytuje. Podívej se kolem sebe. Dostatečně zkontrolováno, téměř každá hrana, se kterou se setkáte, bude mít nějaké zúžení nebo zaoblení. Zkosení nebo zkosení tento jev zohledňuje a používá se ke snížení drsnosti hran na 3D modelu:
- Například každá hrana na krychli se vyskytuje v 90stupňové konvergenci mezi dvěma polygonálními plochami. Zkosením těchto hran vytvoříte úzkou 45stupňovou plochu mezi sbíhajícími se rovinami, abyste změkčili vzhled hrany a pomáhá kostce realističtěji interagovat se světlem. Délka (nebo ofset) úkosu, stejně tak jeho zaoblení může určit modelář.
Rafinace/tvarování
Většina modelů, označovaných také jako „tlačné a tažné vrcholy“, vyžaduje určitou úroveň ručního upřesnění. Při upřesňování modelu umělec posouvá jednotlivé vrcholy podél osy x, y nebo z, aby doladil kontury povrchu. Dostatečnou analogii pro zdokonalení lze vidět v díle tradičního sochaře: Když sochař pracuje, nejprve blokuje velké formy sochy a zaměřuje se na celkový tvar svého díla. Poté se pomocí „hráběcího kartáče“ znovu podívá do každé oblasti sochy, aby doladil povrch a vyřezal potřebné detaily. Upřesnění 3D modelu je velmi podobné. Každá extruze, zkosení, okrajová smyčka nebo dělení je obvykle doprovázena alespoň trochou upřesnění vertex-by-vrchol. Fáze upřesnění může být pečlivá a pravděpodobně spotřebuje 90 procent celkového času, který modelář na díle stráví. Umístění okrajové smyčky nebo vysunutí extrudování může trvat jen 30 sekund, ale nebylo by neslýchané, aby modelář strávil hodiny vylepšováním blízké povrchové topologie (zejména v organickém modelování, kde jsou povrchové změny hladké a jemné ). Upřesnění je nakonec krok, který přenese model z nedokončené výroby do hotového majetku.