مقدمه ای بر تکنیک های مدل سازی 3D
در این سایت ما فرصتی برای پوشش دادن هر دو ظاهر و ارائه در عمق نسبی داشتیم و اخیرا درباره آناتومی مدل سه بعدی صحبت کردیم . اما متاسفانه، ما تا کنون نادیده گرفته شده است برای ارائه هر گونه اطلاعات دقیق در روند مدل سازی 3D.
به منظور تنظیم درستی از موارد، ما در حال کار سخت در حال آماده سازی تعدادی از مقالات است که تمرکز بر دو بعد هنری و فنی از مدل 3D است. اگر چه ما در معرفی ما در مورد مدل سازی مقدماتی ارائه کردیم. خط لوله گرافیکی کامپیوتری ، آن را دور از جامع بود. مدل سازی یک موضوع گسترده است، و یک پاراگراف کوچک می تواند به شدت سطح خراشیده و عدالت موضوع.
در روزهای آینده، ما اطلاعاتی در مورد برخی از تکنیک ها و ملاحظات رایج ارائه می دهیم که باید توسط مدلسازان کار بر روی فیلم و بازی های مورد علاقه خود انجام شود.
برای بقیه این مقاله، ما با معرفی هفت روش معمول برای ایجاد دارایی های 3D برای صنعت گرافیک کامپیوتری شروع می کنیم:
تکنیک های مدل سازی مشترک
مدل جعبه / زیربخش
مدل سازی جعبه تکنیک مدل سازی چند ضلعی است که در آن هنرمند با ابتدای هندسی (مکعب، کره، سیلندر و غیره) شروع می شود و سپس شکل آن را تا زمانی که ظاهر مورد نظر به دست می آید تصحیح شود.
طراحان جعبه اغلب در مراحل کار می کنند، با شروع از یک مش کم با وضوح، تصفیه شکل، و سپس تقسیم مش را برای صاف کردن لبه های سخت و اضافه کردن جزئیات. فرآیند تقسیم کردن و پالایش، تکرار می شود تا زمانی که مش حاوی جزئیات چند ضلعی کافی باشد تا مفهوم در نظر گرفته شده را به درستی انتقال دهد.
مدل سازی جعبه احتمالا شایع ترین شکل مدل سازی چند ضلعی است و اغلب در ارتباط با تکنیک های مدل سازی لبه (که در یک لحظه مورد بحث قرار می گیرد) استفاده می شود. ما فرایند مدل سازی جعبه / لبه را بیشتر در اینجا بررسی می کنیم.
مدل سازی لبه / کانتور
مدل سازی لبه یکی دیگر از تکنیک های چند ضلعی است، اگر چه اساسا از همتای مدل سازی جعبه آن متفاوت است. در مدل سازی لبه، به جای اینکه شروع با شکل اولیه و پالایش، مدل اساسا قطعه قطعه شده با قرار دادن حلقه های چهره چند ضلعی در امتداد خطوط برجسته، و سپس پر کردن هر شکاف بین آنها.
این ممکن است ضرورتا پیچیده باشد، اما مشكلات خاصی را به تنهایی می توان از طریق مدل سازی جعبه انجام داد، چهره انسان نمونه خوبی است. برای به درستی مدل چهره نیاز به مدیریت بسیار دقیقی از جریان لبه و توپولوژی دارد ، و دقت ارائه شده توسط مدل سازی کانتور می تواند ارزشمند باشد. به جای تلاش برای ساختن یک سوکت چشمی مشخص از یک مکعب چند ضلعی جامد (که گیج کننده و ضد بصیرت است)، ساختن یک طرح کلی از چشم بسیار ساده تر است و سپس بقیه را از آنجا مدل می کند. هنگامی که نشانه های اصلی (چشم ها، لب ها، بینی، بینی، فک و صورت) مدل سازی می شوند، بقیه تمایل دارند تا تقریبا به طور اتوماتیک به محل برسد.
NURBS / مدل سازی اسپلین
NURBS یک روش مدل سازی است که برای مدلسازی خودرو و صنعت به شدت مورد استفاده قرار می گیرد. در مقابل هندسه چند ضلعی، مش NURBS هیچ چهره، لبه یا رأس ندارد. در عوض، مدل NURBS از سطوح هموار تفسیری تشکیل شده است که توسط "lofting" یک مش بین دو یا چند منحنی Bezier (همچنین به عنوان splines شناخته می شود) ایجاد می شود.
منحنی NURBS با یک ابزار ساخته شده است که بسیار مشابه با قلم ابزار در MS Paint یا Adobe Illustrator کار می کند. منحنی در فضای سه بعدی کشیده شده و با حرکت یک سری از دسته های نامیده می شود CV (شاهد). برای مدل سازی سطح NURBS، هنرمند منحنی را در امتداد خطوط برجسته قرار می دهد و نرم افزار به طور خودکار فاصله بین فاصله ها را می گیرد.
به همین ترتیب، یک سطح NURBS می تواند بوسیله چرخش یک منحنی مشخصات اطراف محور مرکزی ایجاد شود. این یک روش معمول (و بسیار سریع) مدل سازی برای اشیاء است که در شیشه های شراب طبیعت، گلدان، صفحات و غیره شعاعی هستند
مجسمه سازی دیجیتال
صنعت تکنولوژی دوست دارد در مورد پیشرفت های خاصی که آنها فناوری های مخرب نامیده اند صحبت کنند . نوآوری های تکنولوژیک که راه ما را در مورد دستیابی به یک کار خاص تغییر می دهند. خودرو تغییر مسیر ما را تغییر داد. اینترنت راه دسترسی به اطلاعات و برقراری ارتباط را تغییر داد. مجسمه سازی دیجیتال یک تکنولوژی مخرب است به این معنی که به کمک مدل سازان آزاد از محدودیت های دشوار توپولوژی و جریان لبه کمک می کند و به طور مستقیم به ایجاد مدل های 3D می پردازد که بسیار شبیه به مجسمه سازی دیجیتال است.
در مجسمه سازی دیجیتال، مش ها به صورت ارگانیک ایجاد می شوند، با استفاده از یک دستگاه قرص (Wacom) برای قالب سازی و شکل دادن مدل تقریبا دقیقا مانند یک مجسمه ساز، از برس های خاکستری بر روی یک تکه ای از خاک رس استفاده می کنند. مجسمه سازی دیجیتال مدل سازی شخصیت و موجودات را به یک سطح جدید تبدیل می کند، فرایند را سریع تر و کارآمد تر می کند و هنرمندان اجازه می دهند با مش های با وضوح بالا حاوی میلیون ها چند ضلعی کار کنند. مش های مجسمه برای سطوح غیر قابل قبول سطح جزئیات و زیبایی شناسی طبیعی (حتی خود به خود) شناخته شده است.
مدل سازی رویه ای
واژه پردازشی در گرافیک کامپیوتری، به معنای چیزی است که به صورت الگوریتمی تولید شده است، به جای ایجاد دستی توسط دست هنرمند. در مدل سازی رویه ای، صحنه ها یا اشیاء بر اساس قوانین یا پارامترهای تعریف شده توسط کاربر ایجاد می شوند.
در محیط های محبوب بسته بندی Vue، Bryce و Terragen، می توان تمام مناظر را با تنظیم و تغییر پارامترهای زیست محیطی مانند تراکم گل ها و محدوده ارتفاع، یا انتخاب از آثار منظره مانند بیابان، آلپ، ساحلی و غیره تولید کرد.
مدل سازی رویه ای اغلب برای سازه های آلی مانند درختان و شاخ و برگ استفاده می شود، جایی که تنوع و پیچیدگی تقریبا بی حد و حصر است که برای هنرمند به دست دستگیر می شود (و یا غیرممکن است). برنامه SpeedTree با استفاده از یک الگوریتم مبتنی بر بازگشتی / فراکتال برای تولید درختان و درختچه های منحصر به فرد است که می توان از طریق تنظیمات قابل ویرایش برای ارتفاع تنه، چگالی شاخه، زاویه، پیچ و ده ها یا صدها گزینه دیگر استفاده کرد. CityEngine با استفاده از تکنیک های مشابه برای تولید نقشه های شهرستان رویه ای.
مدل سازی مبتنی بر تصویر
مدل سازی تصویر مبتنی بر فرایندی است که از طریق آن اشیاء قابل تبدیل سه بعدی الگوریتمی از مجموعه ای از تصاویر دو بعدی استاتیک استخراج می شوند. مدل سازی مبتنی بر تصویر اغلب در شرایطی استفاده می شود که زمان یا محدودیت های بودجه اجازه نمی دهد که یک آژانس 3D به طور کامل متوجه شود که دستی ایجاد شود.
شاید معروف ترین نمونه از مدل سازی مبتنی بر تصویر در «ماتریکس» بود ، جایی که تیم هیچ وقت و نه منابع برای مدل سازی مجموعه های 3D کامل نداشت. آنها توالی های عمل را با آرایه های دوربین 360 درجه فیلم برداری کردند و سپس با استفاده از یک الگوریتم تفسیری برای جابجایی "مجازی" 3D دوربین از طریق مجموعه های سنتی دنیای واقعی استفاده می شود.
اسکن 3D
3D Scanning یک روش دیجیتالی کردن اشیاء دنیای واقعی است که نیاز به یک سطح فوق العاده عالی عکسبرداری دارد. یک شیء واقعی دنیای (یا حتی بازیگر) اسکن می شود، تجزیه و تحلیل می شود، و داده های خام (معمولا یک ابر X، y، z نقطه) برای تولید مش های چند ضلعی یا NURBS استفاده می شود. اسکن اغلب هنگامی استفاده می شود که نمایندگی دیجیتال یک بازیگر دنیای واقعی مورد نیاز است، همانطور که در مورد کنجکاوی بنجامین Button که در آن شخصیت سرب (براد پیت) در سراسر فیلم در معرض دید قرار دارد.
قبل از اینکه شما نگرانی در مورد اسکنرهای 3D را جایگزین مدل سازان سنتی کنید، لحظه ای فکر کنید که اکثر اشیائی که برای صنعت سرگرمی طراحی شده اند هیچ معادل دنیای واقعی ندارند. تا زمانی که ما شروع به دیدن سفینه های فضایی، بیگانگان و شخصیت های کارتونی در حال اجرا در اطراف، ایمن فرض کنیم که موقعیت مدلساز در صنعت CG احتمالا امن است.