Существует несколько способов 3Д моделирования, которые использует 3Д моделлер: полигональное, сплайновое и NURBS моделирование. Они могут применяться как отдельно, так и комплексно.
Полигональное моделирование
Полигональное моделирование – это вид 3Д моделирования, который появился в то время, когда для определения местонахождения точки необходимо было вручную вводить ее координаты по осям X, Y, Z. Если три точки координат задать как вершины и соединить их ребрами, то получится треугольник, который в 3Д моделировании называют полигоном.
Полигон с тремя вершинами называется триангулированным полигоном, с четырьмя вершинами – квадриангулированным полигоном. Если посмотреть на модели, созданные с помощью полигонов, то можно заметить, что большинство из них созданы именно полигонами с четырьмя и тремя вершинами. Каждый полигон может иметь собственную текстуру и цвет, а объединив несколько полигонов можно получить модель любого объекта. Соединенные между собой полигоны образуют полигональную сетку или полигональный объект.
Для того, чтобы края модели не имели граненого вида, необходимо, чтобы полигоны были малого размера, а поверхность объекта состояла из маленьких плоскостей.
Если предполагается точное моделирование объекта (высокополигональное моделирование), либо в дальнейшем увеличение его изображения, то необходимо строить модель с большим количеством полигонов, хотя, если на модель объекта смотреть издали без приближения, достаточно будет небольшого количества полигонов. Такие модели будут называться высокополигональными и низкополигональными соответственно.
Несмотря на то, что полигональное моделирование используется довольно таки часто, особенно в создании трехмерных компьютерных игр реального времени, в последнее время наблюдается переход от моделирования полигонов к работе со сплайнами (сплайновое моделирование).
Сплайновое моделирование
Сплайновое моделирование – это вид 3Д моделирования, при котором модель создается при помощи сплайнов (Сплайн − от англ. spline – гибкое лекало, в 3D – это трехмерная кривая). Линии сплайнов задаются трехмерным набором контрольных точек в пространстве, которые и определяют гладкость кривой. Все сплайны сводятся к сплайновому каркасу, на основе которого уже будет создаваться огибающая трехмерная геометрическая поверхность.
Кроме того, в сплайновом моделировании используются сплайновые примитивы (параметрические объекты, используемые для моделирования объекта). Базовыми сплайновыми примитивами являются:
- Линия (Line);
- Дуга (Arc);
- Спираль (Helix).
- Окружность Circle (Circle);
- Кольцо (Donut);
- Эллипс (Ellipse);
- Прямоугольник (Rectangle);
- Многоугольник (NGon);
- Многоугольник в виде звезды (Star);
- Сечение (Section);
- Сплайновый текст (Text).
В различных программах, позволяющих работать со сплайнами, есть и другие более сложные сплайновые объекты. Преимущество сплайновых объектов в том, что они обладают гибкими настройками и всегда можно вернуться к изменению их формы.
Сплайновое или полигональное моделирование?
Сплайновое моделирование – более точное, и при масштабировании (приближении) качество объекта не меняется. При сплайновом моделировании форма кувшина описывается множеством кривых по экватору шара. Поверхность, построенную с помощью сплайнов можно масштабировать и изготавливать с такой точностью, которая необходима и которую можно задать на этапе прототипирования.
Формы кувшина, созданные с помощью полигонов, имеют различную степень детализации между плоскостями. Изделие с 260 полигонами имеет степень детализации 35 градусов, с 520 полигонами – 25 градусов, с 1280 полигонами – 10 градусов между гранями. Несмотря на то, что издалека изделие кажется гладким, а количество полигонов более 1000, при изготовлении такого объекта будут небольшие шероховатости, поскольку даже на маленьком объекте заметен угол в 10 градусов между плоскостями.
Полигональное и сплайновое моделирование можно сравнить с помощью растрового и векторного изображений: векторное изображение можно масштабировать в любых пределах и его качество не будет теряться, а при увеличении растрового изображения будет теряться качество линий. Более наглядно на картинке:
3Д модели, созданные с помощью сплайнового или полигонального моделирования, сохраняются, как правило, в двух форматах: форматы IGES и STL соответственно. Чаще всего на установках прототипирования используются форматы STL, но с помощью специальных программ формат IGES можно перевести в STL. Обратите внимание, что обратное преобразование невозможно.
Частным случаем сплайнового моделирования, который уже стал отдельным видом 3Д моделирования, является NURBS моделирование.
NURBS моделирование
NURBS моделирование или технология Non-Uniform Rational B-Spline – это технология неоднородных рациональных В-сплайнов, создание плавных форм и моделей, у которых нет острых краев, как у полигональных моделей. Именно из-за этой отличительной черты технологию NURBS применяют для построения органических моделей и объектов (растений, животных, людей).
NURBS-кривые, используемые в данном моделировании, бывают двух видов: Р (Point) кривые и CV (Control Vertex) кривые. Point кривые управляются вершинами, находящимися непосредственно на самой линии или объекте, а Control Vertex кривые управляются точками, лежащими за пределами линии или объекта. Разницу наглядно видно на иллюстрации:
Программы для 3Д моделирования
- Autodesk 3d max (с помощью данной программы были созданы некоторые сцены таких фильмов, как «Матрица», «Парк юрского периода», «Лара Крофт» и другие);
- Autodesk Maya (очень популярная программа в кинематографе. С помощью нее были созданы персонажи Голлум («Властелин колец»), мышонок Литтл Стюарт и даже Шрек);
- Autodesk Softimage (с помощью данной программы создавались рекламные ролики M&M's и Coca-Cola, фильмы «Город грехов», «Аватар», «Братья Гримм»);
- Autodesk Mudbox – программа, специализирующаяся на высокополигональном моделировании;
- ZBrush от Pixologic – программа специально созданная для высокополигонального моделирования и 3Д скульптинга;
- Houdini от компании Side Effects Software;
- Lightwave 3D от компании NewTek;
- Modo от компании Luxology;
- Rhinoceros 3D – программа, специализирующаяся на NURBS моделировании;
- Cinema 4d от компании Maxon;
- прочие.
Команда 3Д дизайнеров и моделлеров KOLORO обладает большим опытом в создании 3Д моделей, мы используем различные виды моделирования и различные программы для моделирования объектов. К каждому заказчику у нас индивидуальный подход, и в процессе работы с ним, мы оказываем необходимую поддержку, консультируем по спорным и сопутствующим вопросам. Мы гарантируем высокое качество выполненных нами работ и четкое соблюдение условий и требований клиента.
Свяжитесь с нами по телефону или заполните форму обратной связи для того, чтобы мы могли предложить Вам оптимальную схему выполнения вашего проекта. Отправьте нам свою 3Д модель для просчета стоимости. Консультации и просчет стоимости - бесплатно!
Наши контакты: +38(057)-760-26-05; +38(057)-760-26-06; +38(099)-618-87-50; info@koloro.com.ua.
