การแนะนำเทคนิคการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ
ในไซต์นี้เรามีโอกาสที่จะครอบคลุมทั้งการ ท่อง และ การแสดงผล ในเชิงลึกและเมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้กล่าวถึงการ วิเคราะห์รูปแบบ 3 มิติ แต่น่าเศร้าที่เราได้ละเลยเพื่อให้ห่างไกลเพื่อให้การเรียงลำดับใด ๆ ของข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลอง 3D
เพื่อที่จะกำหนดสิ่งที่ถูกต้องเราได้ทำงานอย่างหนักในการจัดทำบทความที่เน้นทั้งด้านศิลปะและด้านเทคนิคของการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ แม้ว่าเราจะได้ให้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองในการอภิปรายเรื่อง " คอมพิวเตอร์กราฟิกท่อ มันก็ไกลจากที่ครอบคลุม การสร้างแบบจำลองเป็นหัวข้อที่กว้างขวางและย่อหน้าเล็ก ๆ แทบจะไม่สามารถขูดขีดพื้นผิวและทำตามความยุติธรรมได้
ในวันข้างหน้าเราจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับเทคนิคและข้อพิจารณาทั่วไปที่ผู้สร้างแบบจำลองจะใช้ในภาพยนตร์และเกมที่คุณชื่นชอบ
ในส่วนที่เหลือของบทความนี้เราจะเริ่มต้นด้วยการแนะนำเทคนิคทั่วไป 7 ข้อที่ใช้เพื่อสร้างเนื้อหา 3D สำหรับอุตสาหกรรมกราฟิกคอมพิวเตอร์:
เทคนิคการสร้างแบบจำลองทั่วไป
แบบจำลองกล่อง / การแบ่งประเภท
การสร้างแบบจำลองของกล่อง เป็นเทคนิคการสร้างแบบจำลองเหลี่ยมซึ่งศิลปินเริ่มต้นด้วยรูปทรงเรขาคณิต (ทรงกลมทรงกลมทรงกระบอก ฯลฯ ) แล้วปรับรูปร่างให้เหมาะสมจนกว่ารูปลักษณ์ที่ต้องการจะทำได้
นักออกแบบกล่องมักจะทำงานในขั้นตอนโดยเริ่มจาก ตาข่ายที่ มีความละเอียดต่ำปรับแต่งรูปร่างและแบ่งย่อยตาข่ายเพื่อให้ขอบเรียบและเพิ่มรายละเอียด ขั้นตอนการแบ่งย่อยและการกลั่นซ้ำจนกว่าตาข่ายมีรายละเอียดของรูปหลายเหลี่ยมพอที่จะนำแนวคิดที่ต้องการมาใช้ได้อย่างถูกต้อง
การสร้างโมเดลกล่องอาจเป็นรูปแบบส่วนใหญ่ของ การสร้างแบบจำลองหลายเหลี่ยม และมักใช้ร่วมกับเทคนิคการสร้างแบบจำลองขอบ (ซึ่งเราจะพูดถึงในเวลาเพียงชั่วครู่) เราศึกษากระบวนการสร้างแบบจำลองกล่อง / ขอบโดยละเอียดที่นี่
การจำลองแบบ Edge / Contour
การสร้างแบบจำลองของขอบเป็นอีกเทคนิคหนึ่งที่เหลี่ยมแม้ว่าพื้นฐานจะแตกต่างจากโมเดลแบบจำลองของกล่อง ในแบบจำลองขอบแทนที่จะเริ่มต้นด้วยรูปแบบดั้งเดิมและการปรับแต่งรูปแบบจะถูกสร้างขึ้นโดยหลักชิ้นโดยชิ้นโดยการวางลูปของใบหน้าเหลี่ยมตามรูปทรงที่โดดเด่นแล้วกรอกช่องว่างใด ๆ ระหว่างพวกเขา
เรื่องนี้อาจจะซับซ้อน แต่ไม่มีความจำเป็น แต่บางตาข่ายทำได้ยากโดยการทำแบบจำลองกล่องเพียงอย่างเดียวใบหน้าของมนุษย์เป็นตัวอย่างที่ดี การออกแบบใบหน้าอย่างถูกต้องต้องมีการจัดการที่เข้มงวดมากขึ้นของ การไหล ของ ขอบ และ โครงสร้าง และความแม่นยำโดยการสร้างแบบจำลอง contour สามารถล้ำค่า แทนที่จะพยายามกำหนดซ็อกเก็ตตาที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนจากลูกบาศก์เหลี่ยมที่มั่นคง (ซึ่งทำให้เกิดความสับสนและใช้งานง่าย) ง่ายกว่าในการสร้างโครงร่างของดวงตาแล้วจึงจำลองส่วนที่เหลือจากที่นั่น เมื่อสถานที่สำคัญ (ตา, ริมฝีปาก, เส้นขอบจมูก, จมูก, กราม) เป็นแบบจำลองส่วนที่เหลือมีแนวโน้มที่จะตกลงไปในสถานที่เกือบจะโดยอัตโนมัติ
การสร้างแบบจำลอง NURBS / Spline
NURBS เป็นเทคนิคการสร้างแบบจำลองที่ใช้มากที่สุดสำหรับการสร้างโมเดลยานยนต์และอุตสาหกรรม ตรงกันข้ามกับเรขาคณิตเหลี่ยมตาข่าย NURBS ไม่มีใบหน้าขอบหรือจุดยอด แต่รูปแบบของ NURBS ประกอบด้วยพื้นผิวที่มีการตีความได้อย่างราบรื่นสร้างขึ้นโดยการ "lofting" ตาข่ายระหว่างเส้นโค้ง Bezier สองเส้นหรือมากกว่า (เรียกอีกอย่างว่า Splines)
เส้นโค้งของ NURBS สร้างด้วยเครื่องมือที่ทำงานคล้ายกับเครื่องมือปากกาใน MS paint หรือ Adobe Illustrator เส้นโค้งจะวาดในพื้นที่ 3 มิติและแก้ไขโดยการย้ายชุดที่เรียกว่า CVs (จุดควบคุม) เมื่อต้องการสร้างพื้นผิว NURBS ศิลปินจะวางเส้นโค้งตามแนวเส้นที่โดดเด่นและซอฟต์แวร์จะสอดแทรกช่องว่างระหว่างกันโดยอัตโนมัติ
อีกวิธีหนึ่งคือผิว NURBS สามารถสร้างขึ้นได้โดยการหมุนเส้นโค้งรายละเอียดรอบแกนกลาง นี่เป็นเทคนิคการสร้างแบบจำลอง (และเร็วมาก) สำหรับวัตถุที่มีลักษณะเป็นแนวรัศมีในแก้วไวน์, แจกัน, จานเป็นต้น
การแกะสลักดิจิทัล
อุตสาหกรรมด้านเทคโนโลยีชอบที่จะพูดถึงนวัตกรรมใหม่ ๆ ที่พวกเขาเรียกว่า เทคโนโลยีก่อกวน นวัตกรรมด้านเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับการบรรลุงานบางอย่าง รถยนต์เปลี่ยนวิธีที่เราได้รับรอบ อินเทอร์เน็ตเปลี่ยนวิธีที่เราเข้าถึงข้อมูลและสื่อสารกัน การแกะสลักแบบดิจิทัลเป็นเทคโนโลยีก่อกวน ในแง่ที่ว่ามันช่วยให้ผู้สร้างโมเดลอิสระได้รับข้อ จำกัด ในการทอพอโลยีและการไหลเวียนของขอบและช่วยให้พวกเขาสร้างโมเดล 3 มิติอย่างสังหรณ์ใจในรูปแบบคล้ายคลึงกับการแกะสลักดินดิจิทัล
ในการแกะสลักดิจิทัลตาข่ายถูกสร้างขึ้นโดยใช้อุปกรณ์แท็บเล็ต (Wacom) เพื่อทำแม่พิมพ์และปรับรูปแบบให้ใกล้เคียงกับรูปแกะสลักที่ใช้แปรงขัดบนดินจริง ๆ การแกะสลักดิจิทัลได้สร้างโมเดลตัวละครและสัตว์ขึ้นในระดับใหม่ซึ่งทำให้กระบวนการนี้ทำงานเร็วขึ้นมีประสิทธิภาพมากขึ้นและช่วยให้ศิลปินสามารถทำงานร่วมกับตาข่ายที่มีความละเอียดสูงซึ่งมีหลายเหลี่ยมนับล้าน ตาข่ายที่แกะสลักเป็นที่รู้จักกันในระดับที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้ก่อนหน้าของรายละเอียดพื้นผิวและธรรมชาติ (แม้กระทั่งธรรมชาติ) ความงาม
การสร้างแบบจำลองขั้นตอน
คำว่ากระบวนการในกราฟิกคอมพิวเตอร์หมายถึงสิ่งที่สร้างขึ้นตามขั้นตอนวิธีแทนที่จะสร้างด้วยมือของศิลปิน ในขั้นตอนการสร้างแบบจำลองภาพหรือวัตถุจะถูกสร้างขึ้นตามกฎหรือพารามิเตอร์ที่ผู้ใช้กำหนดได้
Vue, Bryce และ Terragen สามารถสร้างภูมิประเทศโดยการตั้งค่าและปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมเช่นความหนาแน่นของใบและช่วงความสูงหรือเลือกจากภูมิทัศน์ที่มีลักษณะเหมือนทะเลทรายเทือกเขาแอลป์ชายฝั่ง ฯลฯ
การสร้างแบบจำลองขั้นตอนมักใช้สำหรับโครงสร้างอินทรีย์เช่นต้นไม้และใบไม้ซึ่งมีความแปรผันและความซับซ้อนที่เกือบจะไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งจะทำให้ศิลปินต้องจับภาพด้วยมือเป็นเวลานาน โปรแกรม SpeedTree ใช้อัลกอริธึมที่ใช้ recursive / fractal เพื่อสร้างต้นไม้และไม้พุ่มที่ไม่เหมือนใครซึ่งสามารถปรับแต่งได้ด้วยการตั้งค่าที่สามารถแก้ไขได้สำหรับความสูงลำต้นความหนาแน่นของสาขามุมม้วนและหลายสิบถ้าไม่ใช่ตัวเลือกอื่น ๆ CityEngine ใช้เทคนิคแบบเดียวกันเพื่อสร้าง cityscapes ตามกระบวนการ
การสร้างแบบจำลองตามภาพ
การสร้างแบบจำลองภาพเป็นกระบวนการที่วัตถุ 3D ที่แปลงได้ได้มาจากชุดภาพสองมิติแบบสถิต การสร้างแบบจำลองภาพมักใช้ในสถานการณ์ที่ข้อ จำกัด ด้านเวลาหรืองบประมาณไม่อนุญาตให้มีการสร้างเนื้อหา 3D ที่สร้างขึ้นเองด้วยตนเอง
บางทีตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดของการสร้างแบบจำลองภาพคือใน เดอะเมทริกซ์ ซึ่งทีมงานไม่มีเวลาและทรัพยากรในการสร้างชุด 3D ที่สมบูรณ์แบบ พวกเขาถ่ายทำซีเควนซ์แอ็คชันกับอาร์เรย์ของกล้องถ่ายรูป 360 องศาแล้วใช้อัลกอริธึมการตีความเพื่อให้สามารถเคลื่อนที่ผ่านกล้องเสมือนจริงแบบเสมือนจริงผ่านชุดจริงในโลกแห่งความจริงได้
การสแกน 3D
การสแกน 3D เป็นวิธีการแปลงภาพวัตถุในโลกแห่งความจริงเมื่อต้องใช้ภาพจริงสมจริงอย่างเหลือเชื่อ ใช้วัตถุที่มีชีวิตจริง (หรือแม้แต่นักแสดง) ในการสแกนวิเคราะห์และข้อมูลดิบ (โดยทั่วไปคือ x เมฆจุด x, y, z) ถูกใช้เพื่อสร้างตาข่ายที่ถูกต้องหรือ NURBS การสแกนมักจะถูกใช้เมื่อจำเป็นต้องแสดงภาพดิจิทัลของนักแสดงในโลกแห่งความเป็นจริงเช่นในกรณีที่อยากรู้อยากเห็นของเบนจามินคีย์ซึ่งเป็นตัวละครนำ (Brad Pitt) ที่มีอายุย้อนกลับไปทั่วภาพยนตร์
ก่อนที่คุณจะกังวลเกี่ยวกับเครื่องสแกน 3D ที่เปลี่ยนโมเดลแบบดั้งเดิมให้พิจารณาสักครู่ว่ากลุ่มวัตถุที่จำลองมาเพื่ออุตสาหกรรมบันเทิงไม่มีเทียบเท่าในโลกแห่งความเป็นจริง จนกว่าเราจะเริ่มเห็นยานอวกาศคนต่างด้าวและตัวการ์ตูนที่วิ่งไปรอบ ๆ ก็ปลอดภัยที่จะสมมติว่าตำแหน่ง modeler ในอุตสาหกรรม CG น่าจะปลอดภัย