Op deze site hebben we de kans gehad om zowel de oppervlakte als de rendering in relatieve diepte te behandelen, en we hebben onlangs de anatomie van een 3D-model besproken. Maar tot onze spijt hebben we tot nu toe nagelaten om enige vorm van gedetailleerde informatie over het 3D-modelleringsproces te verstrekken.
Om dingen recht te zetten, hebben we hard gewerkt aan het voorbereiden van een handvol artikelen die zich richten op zowel de artistieke als de technische kanten van 3D-modellering. Hoewel we wel een algemene inleiding tot modellering hebben gegeven in onze discussie over de? Computer graphics pipeline, was het verre van volledig. Modelleren is een uitgebreid onderwerp en een kleine paragraaf kan nauwelijks de oppervlakte bedekken en het onderwerp recht doen.
In de komende dagen zullen we informatie verschaffen over enkele van de gebruikelijke technieken en overwegingen die moeten worden gemaakt door de modelleden die aan uw favoriete films en games werken.
Voor de rest van dit artikel zullen we beginnen met de introductie van zeven algemene technieken die worden gebruikt om 3D-middelen te creëren voor de grafische industrie van computers:
Veel voorkomende modelleringstechnieken
Box / Subdivision Modeling
Boxmodellering is een polygonale modelleertechniek waarbij de kunstenaar begint met een geometrische primitieve (kubus, bol, cilinder, enz.) En vervolgens zijn vorm verfijnt totdat het gewenste uiterlijk is bereikt.Boxmodelmakers werken vaak in fasen, beginnend met een gaas met lage resolutie, waarbij de vorm wordt verfijnd en vervolgens het net wordt onderverdeeld om harde randen glad te strijken en details toe te voegen. Het proces van onderverdelen en verfijnen wordt herhaald totdat het gaas voldoende veelhoekige details bevat om het bedoelde concept correct over te brengen.Boxmodellering is waarschijnlijk de meest voorkomende vorm van polygonale modellering en wordt vaak gebruikt in combinatie met edge-modelleringstechnieken (die we in een ogenblik zullen bespreken). We verkennen het proces van het modelleren van vakjes / randen hier gedetailleerder. Rand- / contourmodellering Randmodellering is een andere veelhoekige techniek, hoewel fundamenteel verschillend van de tegenhanger van de doosmodellering. Bij randmodellering wordt het model, in plaats van te beginnen met een primitieve vorm en verfijning, in wezen stuk voor stuk opgebouwd door lussen van veelhoekige vlakken langs prominente contouren te plaatsen en dan eventuele openingen daartussen op te vullen.Dit klinkt misschien onnodig gecompliceerd, maar bepaalde mazen zijn moeilijk te voltooien door alleen doosmodellering, waarbij het menselijke gezicht een goed voorbeeld is. Het goed modelleren van een gezicht vereist een strikt beheer van randstroom en topologie, en de precisie die geboden wordt door contourmodellering kan van onschatbare waarde zijn. In plaats van te proberen een goed gedefinieerde oogkoker vorm te geven vanuit een massieve veelhoekige kubus (wat verwarrend en contra-intuïtief is), is het veel gemakkelijker om een contour van het oog te maken en vervolgens de rest van daaruit te modelleren. Zodra de belangrijkste oriëntatiepunten (ogen, lippen, browline, neus, kaaklijn) zijn gemodelleerd, neigt de rest bijna automatisch op zijn plaats te vallen. NURBS is een modelleringstechniek die het meest wordt gebruikt voor auto- en industriële modellering. In tegenstelling tot polygonale geometrie heeft een NURBS-mesh geen vlakken, randen of hoekpunten. In plaats daarvan bestaan NURBS-modellen uit soepel geïnterpreteerde oppervlakken, gemaakt door een mesh tussen twee of meer Bezier-curven (ook wel splines genoemd) te "loften".NURBS-curven worden gemaakt met een hulpmiddel dat erg vergelijkbaar is met het pengereedschap in MS paint of Adobe Illustrator. De curve wordt getekend in 3D-ruimte en bewerkt door een reeks handvatten te verplaatsen, CV's genaamd (control-vertices). Om een NURBS-oppervlak te modelleren, plaatst de kunstenaar bochten langs prominente contouren en interpoleert de software automatisch de ruimte ertussen.Als alternatief kan een NURBS-oppervlak worden gemaakt door een profielcurve rond een centrale as te draaien. Dit is een veelgebruikte (en zeer snelle) modelleringstechniek voor objecten die radiaal van aard zijn: wijnglazen, vazen, borden, enz. De tech-industrie praat graag over bepaalde doorbraken die ze hebben genoemd storende technologieën . Technologische innovaties die de manier waarop we denken over het bereiken van een bepaalde taak veranderen. De auto veranderde de manier waarop we ons verplaatsen. Het internet veranderde de manier waarop we informatie benaderen en communiceren. Digitaal beeldhouwen is een ontwrichtende technologie in de zin dat het gratis modelbouwers heeft geholpen om de moeizame beperkingen van topologie en edge-flow te doorstaan, en stelt ze in staat om intuïtief 3D-modellen te maken op een manier die sterk lijkt op het modelleren van digitale klei.Bij digitaal beeldhouwen worden de mazen organisch gemaakt, met behulp van een (Wacom) tablet om het model bijna precies te vormen en vorm te geven zoals een beeldhouwer harkborstels op een echt stuk klei zou gebruiken. Digitaal beeldhouwen heeft karakter- en schepselmodellering naar een nieuw niveau getild, het proces sneller en efficiënter gemaakt en kunstenaars in staat gesteld te werken met mazen met hoge resolutie die miljoenen polygonen bevatten. Gebeeldhouwde mazen staan bekend om de voorheen ondenkbare niveaus van oppervlaktedetail en een natuurlijke (zelfs spontane) esthetiek. Het woord procedureel in computergrafiek verwijst naar alles dat algoritmisch is gegenereerd, in plaats van handmatig door de hand van een kunstenaar te worden gemaakt. Bij procedurele modellering worden scènes of objecten gemaakt op basis van door de gebruiker te definiëren regels of parameters.In de populaire omgevingsmodellen Vue, Bryce en Terragen kunnen hele landschappen worden gegenereerd door het instellen en wijzigen van omgevingsparameters zoals de dichtheid van het gebladerte en het hoogtebereik, of door te kiezen uit landschapscadeaus zoals de woestijn, alpine, kust, enz.Proceduremodellering wordt vaak gebruikt voor organische constructies zoals bomen en bladeren, waar er bijna oneindige variatie en complexiteit is die zeer tijdrovend (of onmogelijk geheel) zou zijn voor een kunstenaar om met de hand vast te leggen. De applicatie SpeedTree maakt gebruik van een recursief / fractal-gebaseerd algoritme om unieke bomen en struiken te genereren die kunnen worden aangepast via bewerkbare instellingen voor stamhoogte, vertakkingsdichtheid, hoek, krul en tientallen, zo niet honderden andere opties. CityEngine gebruikt vergelijkbare technieken om procedurele stadsbeelden te genereren. Beeldgebaseerde modellering is een proces waarbij transformeerbare 3D-objecten algoritmisch worden afgeleid van een set statische tweedimensionale afbeeldingen. Beeldgebaseerde modellering wordt vaak gebruikt in situaties waarin tijd- of budgettaire beperkingen het niet mogelijk maken om een volledig gerealiseerd 3D-item handmatig te maken.Misschien was het bekendste voorbeeld van op afbeeldingen gebaseerde modellering The Matrix , waar het team noch de tijd noch de middelen had om 3D-sets te modelleren. Ze filmden actiereeksen met 360-graden camera-arrays en gebruikten vervolgens een interpretatief algoritme om "virtuele" bewegingen van 3D-camera's door traditionele reeksen van echte werelden mogelijk te maken. 3D-scannen is een methode om objecten uit de echte wereld te digitaliseren wanneer een ongelooflijk hoog niveau van foto-realisme vereist is. Een real-world object (of zelfs actor) wordt gescand, geanalyseerd en de onbewerkte gegevens (meestal een x, y, z puntwolk) worden gebruikt om een nauwkeurig veelhoekig of NURBS-net te genereren. Scannen wordt vaak gebruikt wanneer een digitale representatie van een echte acteur vereist is, zoals in The Curious Case van Benjamin Button, waar het hoofdpersonage (Brad Pitt) in de film in omgekeerde volgorde verouderde.Voordat u zich zorgen gaat maken over 3D-scanners die traditionele modelbouwers vervangen, moet u even bedenken dat het grootste deel van de objecten die zijn gemodelleerd voor de amusementsindustrie geen equivalent in de praktijk hebben. Totdat we beginnen met het zien van ruimteschepen, buitenaardse wezens en stripfiguren die rondrennen, is het veilig om te veronderstellen dat de positie van de modelman in de CG-industrie waarschijnlijk veilig is. NURBS / Spline-modellering
Digitaal beeldhouwen
Procedurele modellering
Beeldgebaseerde modellering
3D-scannen
