آناتومی یک مدل سه بعدی
مدل های 3D یکی از اجزای اصلی ساخت گرافیک کامپیوتری 3D هستند. بدون آنها، هیچ انیمیشن کامپیوتری وجود ندارد - هیچ داستان اسباب بازی ، هیچ Wall-E ، هیچ غول سبز بزرگ وجود ندارد.
هیچ بازی 3D وجود نخواهد داشت، به این معنی که ما هرگز نباید Hyrule را در Ocarina of Time بررسی کنیم ، و Master Chief هرگز در Halo نبود. فیلم های ترانسفورماتور وجود ندارد (حداقل تا آنجایی که امروز آنها را می شناسیم)، و آگهی های خودرو نمی توانند چیزی شبیه این را ببینند.
هر شی، شخصیت و محیط، در هر انیمیشن متحرک کامپیوتری یا بازی ویدیویی 3D، شامل مدل های 3D می شود. پس بله، آنها در جهان CG بسیار مهم هستند.
یک مدل سه بعدی چیست؟
یک مدل 3D نمایشی ریاضی از هر شی سه بعدی (واقعی یا تصور) در یک محیط نرم افزار 3D است. بر خلاف یک تصویر 2D، مدل های 3D را می توان در سوئیت های نرم افزار تخصصی از هر زاویه مشاهده کرد، و می توان آن را مقیاس پذیر، چرخش یا آزادانه تغییر داد. روند ایجاد و شکل دادن یک مدل سه بعدی به عنوان مدل سازی سه بعدی شناخته می شود.
انواع مدل های سه بعدی
دو نوع اصلی از مدل های سه بعدی وجود دارد که در صنعت فیلم و بازی استفاده می شوند، تفاوت های ظاهری آن در نحوه ایجاد و دستکاری آن ها است (تفاوت های ریاضی نیز وجود دارد، اما برای پایان دادن به آن کمتر اهمیت دارد -کاربر).
- NURBS Surface: یک B-spline منطقی یکنواخت یا سطح NURBS یک مدل سطح صاف است که از طریق استفاده از منحنی های Bezier ایجاد شده است (مانند یک نسخه 3D از قلم MS Paint). برای تشکیل یک سطح NURBS، هنرمند دو یا چند منحنی را در فضای سه بعدی منحرف می کند، که می تواند با حرکت دادن دستها به نام چرخ های کنترل (CV ها) در امتداد محور x، y یا z دستکاری شود.
- نرم افزار کاربردی فضای بین منحنی interpolates و ایجاد یک مش صاف بین آنها. سطوح NURBS دارای بالاترین سطح دقت ریاضی هستند و به همین دلیل بیشتر در مدل سازی برای طراحی مهندسی و خودرو مورد استفاده قرار می گیرند. ؟؟؟
- مدل چند ضلعی: مدل های چند ضلعی یا "مش" به عنوان آنها اغلب نامیده می شوند، شایع ترین شکل از مدل 3D در صنعت انیمیشن، فیلم و بازی است، و آنها خواهد بود نوعی که ما برای تمرکز بر بقیه مقاله. ؟؟
اجزاء یک مدل چند ضلعی
- چهره ها: مشخصه تعریف یک مدل چند ضلعی این است که (به غیر از سطوح NURBS) مش های چند ضلعی فرسایش دارند، به این معنی که سطح مدل 3D شامل صدها یا هزاران چهره هندسی است.
در مدل سازی خوب، polgons یا چهار طرفه ( quads - عنصر در مدل سازی شخصیت / ارگانیک) و یا سه طرفه ( tris استفاده معمول در مدل سازی بازی). مدلسازهای خوب برای بهره وری و سازمان تلاش می کنند تا شمارش چند ضلعی را تا حد امکان برای شکل مورد نظر حفظ کنند.
تعداد چند ضلعی ها در یک مش، به نام poly-count نامیده می شود، در حالی که تراکم چند ضلعی نامیده می شود. بهترین مدل های 3D دارای وضوح بالا هستند؟ جایی که جزئیات بیشتر مورد نیاز است - مثل دست یا چهره شخصیت و وضوح کم در نقاط کم جزئیات مش. به طور معمول، وضوح کلی یک مدل بالاتر است، نرمتر آن را در رندر نهایی ظاهر می شود . مش های تیز پایین تر به نظر می رسد (به یاد داشته باشید ماریو 64 ؟).
- لبه ها: لبه هر نقطه ای از سطح یک مدل 3D است که در آن دو چهره چند ضلعی ملاقات می کنند.
- Vertices: نقطه تقاطع بین سه یا چند لبه، یک رشته ( pl. vertices ) نامیده می شود. دستکاری رأس ها در x، y و z محور (به عبارتی "ستون کشیدن و کشیدن") رایج ترین روش برای شکل دادن به مش های چند ضلعی به شکل نهایی آن در بسته های مدل سازی سنتی مانند مایا، 3Ds Max و غیره است . (تکنیک های بسیار زیادی در برنامه های مجسمه سازی مانند ZBrush یا Mudbox وجود دارد.)
مدل های چند ضلعی بسیار شبیه به شکل های هندسی است که شما احتمالا در مدرسه راهنمایی می آموزید. درست مانند یک مکعب اساسی هندسی، مدلهای چندبعدی 3D از چهره ها، لبه ها و رأس ها تشکیل شده است .
در واقع، بیشتر پیچیده ترین مدل های 3D به عنوان یک شکل هندسی ساده، مانند یک مکعب، کره یا سیلندر شروع می شود. این اشکال 3D پایه ابتدائی شیء نامیده می شود . پس از آن می توان ابتدایی ها را مدل سازی، شکل گیری و دستکاری در هر جایی که هنرمند سعی در ایجاد آن دارد (به همان اندازه که ما می خواهیم جزئیات بیشتری را در بر بگیریم، ما روند پردازش 3D را در یک مقاله جداگانه پوشش خواهیم داد).
یک جزء دیگر از مدل های 3D وجود دارد که باید مورد توجه قرار گیرد:
بافت ها و سایه ها
بدون بافت و شیدر، یک مدل 3D به نظر نمی آید. در واقع، شما نمیتوانید آن را ببینید. اگر چه بافت ها و سایهزرها هیچ ارتباطی با شکل کلی یک مدل سه بعدی ندارند، اما همه چیز را با ظاهر بصری آن ها می سازند.
- سایهزرها: یک سایهدر مجموعه ای از دستورالعمل هایی است که به یک مدل 3D اعمال می شود که به کامپیوتر اجازه می دهد چگونگی نمایش آن را داشته باشد. اگر چه شبکه های سایه زنی را می توان به صورت دستی کد گذاری کرد، بیشتر بسته های نرم افزاری 3D دارای ابزارهایی هستند که به هنرمند اجازه می دهد تنظیمات شیدر را با سهولت بهینه سازی کنید. با استفاده از این ابزار، هنرمند می تواند نحوه سطح مدل را با نور درگیر کند، از جمله کدورت، بازتابی، برجسته ی درخشان (براق بودن) و ده ها تن دیگر.
- بافت ها: بافت ها نیز تا حد زیادی به ظاهر بصری مدل کمک می کنند. بافت ها، فایل های تصویر دو بعدی هستند که می توانند بر روی سطح 3D مدل مدل سازی شوند، از طریق فرایندی که به عنوان نقشه برداری بافت شناخته می شود. چهره ها می توانند از پیچیدگی های متنوعی از رنگ های ساده تا جزئیات کامل سطح فتوترالیستی فاصله بگیرند.
بافتن و سایه سازی یکی از جنبه های مهم خط لوله گرافیک کامپیوتری است و تبدیل شدن به خواندن نوشتن صفحات شیدر و یا ساختن نقشه بافت خاصی است که در حق خود دارد. هنرمندان بافت و سایهدار در تصویر کلی از یک فیلم یا تصویر به عنوان مدلسازان یا انیماتورها نیز نقش مهمی دارند.
شما آن را ساخته اید!
امیدوارم در این مرحله شما کمی بیشتر درباره مدل های 3D و ویژگی های اولیه خود بدانید. در هسته خود، مدل های 3D فقط اشکال هندسی پیچیده با صدها چهره چند ضلعی کوچک است. در حالی که، بدون شک سرگرم کننده است که در مورد مدل های 3D بخوانید، حتی بیشتر هیجان انگیز است که آنها را به خودتان بسپارید.