ส่วนประกอบโมเดล 3 มิติ - จุดยอดขอบเหลี่ยมและอื่น ๆ

กายวิภาคของโมเดล 3 มิติ

โมเดล 3 มิติเป็นส่วนสำคัญของกราฟิกคอมพิวเตอร์ 3D หากไม่มีพวกเขาจะไม่มีคอมพิวเตอร์แอนนิเมชั่นไม่มี Toy Story ไม่มี กำแพง E ไม่มีการ์เร้นสีเขียวตัวใหญ่

ไม่มีเกมแบบ 3D ซึ่งหมายความว่าเราไม่เคยไปสำรวจ Hyorle ใน Ocarina of Time และ Master Chief ไม่เคยอยู่ใน Halo จะไม่มี Transformers movies (อย่างน้อยก็ในแบบที่เรารู้จักพวกเขาในวันนี้) และโฆษณารถยนต์อาจไม่ได้มีลักษณะเช่นนี้

ทุกออบเจ็กต์อักขระและสภาพแวดล้อมในคอมพิวเตอร์ภาพเคลื่อนไหวหรือเกมวิดีโอ 3D ทุกชิ้นประกอบด้วยโมเดล 3 มิติ ใช่แล้วพวกเขาก็มีความสำคัญในโลกของ CG

โมเดล 3D คืออะไร?

โมเดล 3 มิติคือการแสดงทางคณิตศาสตร์ของวัตถุสามมิติ (จริงหรือจินตนาการ) ในสภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์ 3D แตกต่างจากภาพ 2D สามารถดูโมเดล 3 มิติในชุดซอฟต์แวร์เฉพาะได้จากทุกมุมและสามารถปรับขนาดหมุนหรือปรับแต่งได้อย่างอิสระ ขั้นตอนการสร้างและการสร้างแบบจำลอง 3 มิติเป็นที่รู้จักกันในชื่อโมเดล 3 มิติ

ประเภทของโมเดล 3 มิติ

มีสองประเภทหลักของโมเดล 3 มิติที่ใช้ในอุตสาหกรรมภาพยนตร์และเกมความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือวิธีที่พวกเขากำลังสร้างและจัดการ (มีความแตกต่างในคณิตศาสตร์พื้นฐานเช่นกัน แต่ที่สำคัญน้อยกว่าการสิ้นสุด ของผู้ใช้)

1. พื้นผิวของ NURBS: B-spline ที่ไม่เหมือนกันหรือผิว NURBS เป็นแบบพื้นผิวเรียบที่สร้างขึ้นโดยใช้เส้นโค้ง Bezier (เช่นเครื่องมือปากกา MS Paint รุ่น 3D) เมื่อต้องการสร้างพื้นผิว NURBS ศิลปินวาดเส้นโค้งสองเส้นขึ้นไปในพื้นที่ 3D ซึ่งสามารถจัดการโดยการจับที่จับเรียกว่าจุดควบคุม (CVs) ตามแนวแกน x, y หรือ z
   1. แอพพลิเคชันซอฟต์แวร์ interpolates ช่องว่างระหว่างเส้นโค้งและสร้างตาข่ายราบรื่นระหว่างพวกเขา พื้นผิวของ NURBS มีความแม่นยำทางคณิตศาสตร์สูงสุดและเป็นที่นิยมใช้มากที่สุดในการออกแบบทางวิศวกรรมและการออกแบบยานยนต์?
2. รูปหลายเหลี่ยม: แบบหลายเหลี่ยมหรือ "ตาข่าย" ตามที่พวกเขามักเรียก กันคือรูปแบบ 3 มิติที่ พบมากที่สุดในอุตสาหกรรมภาพยนตร์แอนิเมชั่นและเกมและพวกเขาจะเป็นแบบที่เราจะมุ่งเน้นไปที่ ส่วนที่เหลือของบทความ ??

ส่วนประกอบของรูปหลายเหลี่ยม

• ใบหน้า: ลักษณะเฉพาะของรูปหลายเหลี่ยมคือ (ต่างจาก NURBS Surfaces) ตาข่ายเหลี่ยมเป็น เหลี่ยมเพชรพลอย ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวของแบบจำลอง 3D ประกอบด้วยรูปทรงเรขาคณิตหลายร้อยหรือหลายพันใบหน้า

ในการสร้างแบบจำลองที่ดี polgons มีทั้งสี่ด้าน ( quads - norm ในตัวอักษร / แบบจำลองอินทรีย์) หรือสามด้าน ( tris - ใช้มากขึ้นในการสร้างแบบจำลองเกม) ผู้สร้างโมเดลที่ดีพยายามหาประสิทธิภาพและการจัดระเบียบพยายามที่จะรักษารูปหลายเหลี่ยมให้เหลือน้อยที่สุดสำหรับรูปร่างที่ตั้งใจไว้

จำนวนรูปหลายเหลี่ยมในตาข่ายเรียกว่า poly-count ในขณะที่ความหนาแน่นของรูปหลายเหลี่ยมเรียกว่า resolution โมเดล 3 มิติที่ดีที่สุดมีความละเอียดสูงหรือไม่? ต้องมีรายละเอียดมากขึ้นเช่นหน้าปัดหรือใบหน้าของตัวละครและความละเอียดต่ำในบริเวณรายละเอียดต่ำของตาข่าย โดยปกติแล้วความละเอียดโดยรวมของรูปแบบจะยิ่งทำให้ภาพมีความนุ่มนวลขึ้นเรื่อย ๆ ตาข่ายที่มีความละเอียดต่ำมีลักษณะเป็นกล่อง (โปรดจำไว้ว่า Mario 64 ?)

• ขอบ: ขอบเป็นจุดใด ๆ บนพื้นผิวของโมเดล 3 มิติที่มี ใบหน้า สอง เหลี่ยม ตรงกับ
• Vertices: จุดตัดกันระหว่างสามหรือมากกว่าขอบเรียกว่าจุดยอด ( pl. vertices ) การจัดการจุดบนแกน x, y และ z (เรียกว่า "ผลักดันและดึง verts") เป็นเทคนิคที่ใช้บ่อยที่สุดในการสร้างตาข่ายสามเหลี่ยมเป็นรูปสุดท้ายในแพทเทิร์นแบบดั้งเดิมเช่นมายา 3Ds Max ฯลฯ (เทคนิคมีความแตกต่างกันมากในการ ใช้งาน ประติมากรรมเช่น ZBrush หรือ Mudbox)

แบบเหลี่ยมมีความคล้ายคลึงกับรูปทรงเรขาคณิตที่คุณอาจได้เรียนรู้เกี่ยวกับในโรงเรียนระดับกลาง เช่นเดียวกับรูปทรงเรขาคณิตพื้นฐานรูปสามมิติ 3D ประกอบด้วย ใบหน้าขอบและจุดยอด

ในความเป็นจริงโมเดล 3 มิติที่ซับซ้อนมากที่สุดจะขึ้นต้นด้วยรูปทรงเรขาคณิตง่ายๆเช่นทรงกลมทรงกลมหรือทรงกระบอก รูปร่าง 3D พื้นฐานเหล่านี้เรียกว่า primitives วัตถุ จากนั้นจะสามารถจำลองโมเดลรูปทรงและจัดการกับวัตถุใด ๆ ที่ศิลปินพยายามสร้างได้ (เท่าที่เราต้องการจะดูรายละเอียดเราจะครอบคลุมกระบวนการของการสร้างโมเดล 3 มิติในบทความแยกต่างหาก)

มีส่วนประกอบอีกอย่างหนึ่งของโมเดล 3 มิติที่ต้องระบุ:

Textures and Shaders

หากไม่มีพื้นผิวและตัวแรเงาแบบจำลอง 3 มิติจะมีลักษณะไม่มากนัก ในความเป็นจริงคุณจะไม่สามารถเห็นได้เลย แม้ว่าพื้นผิวและเงาจะไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับรูปร่างโดยรวมของโมเดล 3 มิติ แต่ก็มีทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับรูปลักษณ์ของภาพ

• Shaders: shader คือชุดของคำแนะนำที่ใช้กับโมเดล 3 มิติที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์ทราบว่าควรจะแสดงอย่างไร แม้ว่าเครือข่ายแรเงาสามารถเขียนด้วยตัวเองได้ ซอฟต์แวร์ 3D ส่วนใหญ่จะมีเครื่องมือที่ช่วยให้ศิลปินปรับแต่งพารามิเตอร์ shader ได้อย่างง่ายดาย โดยใช้เครื่องมือเหล่านี้ศิลปินสามารถควบคุมลักษณะพื้นผิวของแบบจำลองที่มีการโต้ตอบกับแสง ได้แก่ ความทึบแสงการสะท้อนความโดดเด่น (glossiness) และอื่น ๆ อีกมากมาย
• พื้นผิว: พื้นผิวยังมีส่วนอย่างมากต่อรูปลักษณ์ของรูปแบบ พื้นผิวเป็นไฟล์ภาพสองมิติที่สามารถแม็ปลงบนพื้นผิว 3 มิติของโมเดลผ่านกระบวนการที่เรียกว่า การแม็พเนื้อ พื้นผิวสามารถมีความซับซ้อนตั้งแต่พื้นผิวเรียบเรียบจนถึงพื้นผิวที่สะท้อนแสงได้อย่างสมบูรณ์

การทำพื้นผิวและการแรเงาเป็นส่วนสำคัญของ ระบบการวางแนวกราฟิกคอมพิวเตอร์ และการเขียนเครือข่าย shader หรือการพัฒนาแผนที่พื้นผิวเป็นสิ่งที่พิเศษในตัวของมันเอง ศิลปินพื้นผิวและ shader เป็นเพียงส่วนสำคัญในรูปลักษณ์โดยรวมของภาพยนตร์หรือภาพที่เป็นผู้สร้างโมเดลหรือนักสร้างภาพเคลื่อนไหว

คุณทำมัน!

หวังว่าเมื่อมาถึงจุดนี้คุณจะรู้ถึงโมเดล 3 มิติและลักษณะเด่นของพวกเขาเล็กน้อย ในแกนของพวกเขาโมเดล 3 มิติเป็นรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนซึ่งมีรูปหลายเหลี่ยมหลายร้อยรูป แม้ว่าจะเป็นเรื่องสนุกที่จะอ่านเกี่ยวกับโมเดล 3 มิติ แต่ก็น่าตื่นเต้นกว่าที่จะทำให้ตัวคุณเอง