Творчество

7 общих методов моделирования для фильмов и игр

На этом сайте у нас была возможность рассказать о поверхности и рендеринге в относительной глубине, и мы недавно обсуждали анатомию 3D-модели . Но, к сожалению, мы до сих пор не предоставили какой-либо подробной информации о процессе 3D-моделирования.

Чтобы исправить ситуацию, мы усердно работали над подготовкой нескольких статей, посвященных как художественным, так и техническим аспектам трехмерного моделирования. Хотя мы и представили общее введение в моделирование в нашем обсуждении конвейера компьютерной графики , оно было далеко не полным. Моделирование — это обширная тема, и маленький абзац едва может поцарапать поверхность и сделать предмет справедливым.

Мы предоставим информацию о некоторых общих приемах и соображениях, которые должны учитывать разработчики моделей, работающие над вашими любимыми фильмами и играми.

В оставшейся части этой статьи мы начнем с представления семи общих методов, используемых для создания 3D-ресурсов для индустрии компьютерной графики:

Box / подразделение моделирования

Блочное моделирование — это техника полигонального моделирования, при которой художник начинает с геометрического примитива (куб, сфера, цилиндр и т. Д.), А затем уточняет его форму, пока не будет достигнут желаемый внешний вид.
Боксовые моделировщики часто работают поэтапно, начиная с сетки с низким разрешением , уточняя форму, а затем подразделяя сетку, чтобы сгладить твердые края и добавить детали. Процесс разделения и уточнения повторяется до тех пор, пока сетка не содержит достаточно многоугольных деталей, чтобы должным образом передать задуманную концепцию.
Блочное моделирование , вероятно, является наиболее распространенной формой полигонального моделирования  и часто используется в сочетании с методами моделирования ребер (которые мы обсудим чуть позже).

Edge / Contour Моделирование

Edge моделирование — это еще один полигональный метод, хотя и принципиально отличающийся от его аналога блочного моделирования. В моделировании краев, вместо того, чтобы начинать с примитивной формы и уточнения, модель по существу строится по частям, размещая петли многоугольных граней вдоль выдающихся контуров, а затем заполняя любые промежутки между ними.
Это может показаться излишне сложным, но некоторые сетки сложно завершить только с помощью блочного моделирования, хорошим примером является человеческое лицо. Для правильного моделирования лица требуется очень строгое управление краевым потоком и
топологиейи точность, обеспечиваемая контурным моделированием, может быть неоценимой. Вместо того, чтобы пытаться сформировать четко очерченную глазницу из сплошного многоугольного куба (что запутанно и нелогично), гораздо проще построить контур глаза, а затем смоделировать остальное. Как только основные ориентиры (глаза, губы, брови, нос, челюсть) смоделированы, остальные имеют тенденцию становиться на место почти автоматически.

NURBS / Сплайн-моделирование

NURBS — это метод моделирования, наиболее активно используемый для автомобильного и промышленного моделирования. В отличие от полигональной геометрии, сетка NURBS не имеет граней, ребер или вершин. Вместо этого, NURBS-модели состоят из гладко интерпретируемых поверхностей, созданных путем «перемещения» сетки между двумя или более кривыми Безье (также известными как сплайны).
Кривые NURBS создаются с помощью инструмента, который очень похож на инструмент пера в MS Paint или Adobe Illustrator. Кривая рисуется в трехмерном пространстве и редактируется путем перемещения ряда маркеров, называемых CV (контрольные вершины). Чтобы смоделировать поверхность NURBS, художник размещает кривые вдоль выступающих контуров, и программное обеспечение автоматически интерполирует пространство между ними.
Альтернативно, поверхность NURBS может быть создана вращением кривой профиля вокруг центральной оси. Это обычная (и очень быстрая) методика моделирования радиальных объектов — бокалов, ваз, тарелок и т. Д.

Цифровая скульптура

Техническая индустрия любит говорить об определенных прорывах, которые они назвали прорывными технологиями . Технологические инновации, которые меняют способ решения определенной задачи. Автомобиль изменил способ, которым мы обходим. Интернет изменил способ доступа к информации и общения. Цифровое моделирование — это прорывная технология в том смысле, что она помогает освободить моделистов от кропотливых ограничений топологии и краевого потока и позволяет им интуитивно создавать трехмерные модели способом, очень похожим на моделирование цифровой глины.
В цифровой скульптуре сетки создаются органически, с помощью планшетного устройства (Wacom), чтобы лепить и придавать форму модели почти так же, как скульптор использовал бы грабли на реальном кусочке глины. Цифровая скульптура вывела моделирование персонажей и существ на новый уровень, делая процесс более быстрым, более эффективным и позволяя художникам работать с сетками высокого разрешения, содержащими миллионы полигонов. Скульптурные сетки известны ранее немыслимыми уровнями детализации поверхности и естественной (даже спонтанной) эстетикой.

Процедурное моделирование

Слово процедурный в компьютерной графике относится к чему-либо, сгенерированному алгоритмически, а не созданному вручную рукой художника. В процедурном моделировании сцены или объекты создаются на основе определяемых пользователем правил или параметров.
В популярных пакетах моделирования окружающей среды Vue, Bryce и Terragen можно создавать целые ландшафты, устанавливая и изменяя параметры окружающей среды, такие как плотность листвы и диапазон высот, или выбирая из предустановок ландшафта, таких как пустыня, альпийский, прибрежный и т. Д.
Процедурное моделирование часто используется для органических конструкций, таких как деревья и листва, где есть почти бесконечные вариации и сложность, которые могут быть очень трудоемкими (или вообще невозможными) для художника, чтобы запечатлеть вручную. Приложение
SpeedTreeиспользует рекурсивный / фрактальный алгоритм для генерации уникальных деревьев и кустарников, которые можно настроить с помощью редактируемых настроек высоты ствола, плотности ветвей, угла, скручивания и десятков, если не сотен других опций. CityEngine использует аналогичные методы для создания процедурных городских пейзажей.

Основанное на изображении моделирование

Моделирование на основе изображений — это процесс, с помощью которого трансформируемые трехмерные объекты алгоритмически выводятся из набора статических двумерных изображений. Моделирование на основе изображений часто используется в ситуациях, когда временные или бюджетные ограничения не позволяют создавать полностью реализованный трехмерный актив вручную.
Возможно, самый известный пример моделирования на основе изображений был в «Матрице» , где у команды не было ни времени, ни ресурсов для моделирования полных 3D-наборов. Они снимали последовательности действий с массивами камер на 360 градусов, а затем использовали интерпретирующий алгоритм, чтобы позволить «виртуальной» 3D-камере перемещаться по традиционным реальным сетам.

3D сканирование

3D-сканирование — это метод оцифровки объектов реального мира, когда требуется невероятно высокий уровень фотореализма. Реальный объект (или даже субъект) сканируется, анализируется, и необработанные данные (обычно облако точек x, y, z) используются для создания точной полигональной сетки или сетки NURBS. Сканирование часто используется, когда требуется цифровое представление действующего актера, как, например, в «Загадочной истории Бенджамина Баттона», где главный герой (Брэд Питт) старел в обратном направлении на протяжении всего фильма.
Прежде чем беспокоиться о том, что 3D-сканеры заменят традиционные модели, задумайтесь на минуту, что основная масса объектов, смоделированных для индустрии развлечений, не имеет аналогов в реальном мире. Пока мы не начнем видеть космические корабли, инопланетян и героев мультфильмов, можно с уверенностью предположить, что позиция моделиста в индустрии компьютерной графики, вероятно, безопасна.

Похожие посты
Творчество

Добавьте комические речевые воздушные шары и текстовые пузыри к своим фотографиям

Творчество

Определение растрового и растрового изображения

Творчество

Использование GIMP Rotate Tool

Творчество

Интернет-принтеры для проектов графического дизайна