На сегодняшний момент разработано множество компьютерных программ, позволяющих работать с 3D графикой. Люди разных профессий: дизайнеры, конструкторы, визуализаторы, применяют их в проектировании. Самый первый метод, используемый в конструировании 3D объектов – полигональное моделирование, оно же самое распространённое при проектировании интерьеров, зданий, среды обитания человека.

Полигональное моделирование

Программы полигонального моделирования часто используется в архитектуре, проектировании предметов интерьера, в дизайне среды и конструировании малых объёмных форм.

Что собой представляет эта технология?

Специфика метода заключается в построении 3D объектов, с помощью специальных плоскостей (полигонов). С его помощью в 3D Max, можно создавать ряд объектов, без которых любой интерьер был бы пустым. В 3D Max полигональное моделирование, выполняет основную функцию, без этого способа построение объектов становится не возможным.

Любые полигональные фигуры, состоят из граней плоскостей (полигонов), объединённых в один элемент с помощью вершин:

  • Ребро – представляет собой линию, выступающую за границу грани;
  • Грань (полигон) – плоскость, состоящая из треугольных или четырёхугольных ячеек, образующих сетку. Количество ячеек неограниченное;
  • Вершина – точка, соединяющая рёбра.

Все объёмные тела имеют свой каркас, который составляет основу модели: с его помощью можно редактировать изделие, менять форму, вытягивать, передвигать и т. п.

В проектировании архитектурных сооружений, дизайне малых форм и т. п, там, где требуется передать точное сходство с прототипом, часто применяется метод полигонального моделирования.

В зависимости от поставленных задач, 3D объекты могут иметь различное количество полигонов.

На начальном этапе конструирования, создаются низкополигональные модели, что даёт возможность сократить время на обработку данных. При этом уровень детализации будет невысоким.

Что бы создать модель с более проработанной детализацией, необходимо увеличить число полигонов, такое изделие будет называться высокополигональным. Метод применяется, когда необходимо создать точную копию объекта.

Конструирование происходит в несколько уровней, по стандартной схеме, путём постепенного увеличения полигонов.

  • Сначала, создаётся базовая форма изделия.
  • После этого, добавляются фаски для уточнения формы.
  • И в завершении, прорабатываются все детали, поверхность сглаживают.

Несмотря на то, что полигональное моделирование считается самым распространённым способом построения 3D объектов, но это не единственный метод, используемый в создании трёхмерных изображений. Так, например: при проектировании объектов животного мира или растений, лучше всего использовать сплайновое моделирование.

Сплайновое и полигональное моделирование, основные отличия

Сплайновое моделирование – создание объёмных фигур, с применением специального лекала (сплайнов). Сплайнами могут быть кривые, имеющие любую геометрическую форму: дуги, окружности, прямоугольники и т.п.  Каркас, служит основой для создания огибающей поверхности. Метод позволяет создавать модели, с высокой степенью детализации, при этом, поверхность становится боле гладкой. В отличие от полигонов, сплайновое моделирование не требует больших затрат энергии, необходимой для обработки информации. Поэтому, этот способ, часто используют при создании, сложных объектов. Всегда есть возможность вернуться к исходному состоянию.

Сплайновое моделирование

Нередко, эти виды сравнивают с векторной и растровой графикой. В первом случае, фигуры создаются из точек и направляющих, такое изображение получается плоским, но зато при изменении масштаба, качество картинки не изменяется. Графика на основе растров кажется объёмной, но при увеличении масштаба, качество картинки ухудшается, детали становятся размытыми.

То же самое можно сказать и о моделировании с помощью лекал. Точно так же, как и векторная графика, сплайны способны передавать точность объекта, так как форма создаётся с помощью кривых, неоднократно описывающих экватор. Для точной проработки деталей, поверхность увеличивают в масштабе.

Объекты, созданные на основе полигонов, имеют разную степень детализации.

Чтобы добиться максимального сходства с прототипом, изделие должно иметь как можно больше полигонов, к примеру: объект, состоящий из 250 полигонов, будет иметь степень детализации в 35 градусов, кода аналогичный образец, но уже с 1500 полигонами, 10 градусов.

Хоть расстояние между гранями будет небольшим, и поверхность объекта будет казаться сглаженной, при увеличении масштаба на плоскости появятся шероховатости.

Методики построения полигональных моделей

В 3D Max полигональное моделирование – применяется при проектировании трёхмерных изображений. Способ позволяет создавать реалистичные модели с высокой степенью детализации, что даёт преимущество перед другими редакторами.

Создать полигональную модель можно разными способами:

  • Путём соединения примитивов, когда за основу берётся простое геометрическое тело: шар, куб тор, т.п. При необходимости, можно изменить количество граней, таким образом можно задавать любые размеры примитива.
  • Когда другие методы не подходят, объекты создаются путём прорисовывания, ручным способом.
  • Объекты можно создавать путём вытягивания новых граней из исходного полигона.

3D max

Полигональное моделирование так же предусматривает и другие способы построения объектов.

  • Производя манипуляции с вершинами, перемещая, удаляя, вращая в разные стороны, можно менять геометрию поверхности.
  • Что бы придать изделию нужную форму, можно работать с рёбрами, изменяя или перемещая их.
  • Иногда, необходимо изменить геометрию модели, сгладить поверхность или наоборот, сделать шероховатой, в этом случае, моделирование осуществляется с помощью полигонов.

Редактирование полигональных моделей осуществляется в окне одного меню Polygons Edit, с помощью этих окон, можно осуществлять другие команды. Они составляют основу любого 3D редактора. Кроме базовых окон, существуют дополнительные панели, без которых получить качественную модель невозможно, к ним относятся:

  • Инструмент Edit Polygons – предназначен перемещать рёбра, грани или вершины, таким образом, меняется форма изделия.
  • Extrude Face – обеспечивает выдавливание граней или вершин;
  • Split Polygon Tool – разбивает грани, путём создания дополнительных рёбер;

Для достижения удачного процесса моделирования следует помнить основное правило построения:

  • Лишние подобъекты не нужные для создания формы, желательно удалить, так как это замедляет процесс обработки. К примеру, некоторые вершины могут оказаться лишними от них избавляются, переключив режим редактирования, что бы удалить не нужные;
  • Симметричные модели желательно создавать из одной половины, после генерируется зеркальная копия. Далее объекты сливаются в одно целое, получившееся изделие сглаживается.
  • Чтобы добиться гладкой поверхности, используют инструмент (Smooth), однако метод заключается в увеличении числа полигонов, по этому, злоупотреблять этим не желательно. В противном случае на обработку детали уйдёт много времени, что затруднит процесс проектирования.

Приемы моделирования объектов

Конструирование с помощью вершин

Основу сетки составляют прямоугольные ячейки, каждая имеет свои вершины, с их помощью происходит редактирование. Что бы создать другой объект, необходимо произвести манипуляции с точками вершин.

Конструирование с помощью вершин

В качестве наглядного примера, используется куб, затем, активировав F9, не снимая выделения, переходят в режим редактирования вершин. Задействовав инструмент Move Tool, верхние точки перемещаются, так, что бы примитив принял другую форму. При необходимости сохранить симметрию, удобней всего воспользоваться инструментом Scale Tool.  Воспользовавшись различными инструментами можно добиться совершенно уникальных результатов, например, при вращении, вершинах приобретут спиралевидную форму.

Кроме всего прочего, для вершин существует уникальный метод стёсывания, позволяющий создавать множество граней из одной.

Использование рёбер в проектировании

Этот метод схож с предыдущим, редактирование рёбер осуществляется по тому же принципу, что и с вершинами. На практике это работает следующим образом: в качестве базового элемента создаётся куб, при нажатии клавиш F10 активизируется редактор рёбер. Далее, в качестве примера вытягивается одна и противоположных граней ребра. После чего, появится дополнительная плоскость, такую же операцию можно повторить и с соседними рёбрами.

Проектирование моделей с помощью полигонов

Сразу стоит отметить, это наиболее распространённый метод создания сложных объёмных конструкций. В этом случае работа проводится с полигонами, производя различные манипуляции можно менять форму, размер, создавать более сложные объекты. Как и в предыдущих примерах, редактирование происходит по аналогичному сценарию. Активизировав клавишу F11, запускается редактирование полигонов, предварительно выделив один из примитивов, можно работать с гранями, меняя их положение.

Дополнительно доступно множество приёмов по преобразованию граней.

Проектирование моделей с помощью полигонов

При разбивании грани на две части, создаётся ещё одно ребро. После активации команды правка, курсор мыши изменится, после этого стоит выделить вершины нового ребра и выйти из режима правки, кликнув на пустом поле. После этого можно совершать любые действия относительно новых рёбер.

Применение полигонального моделирования

Область применения полигонального моделирования весьма обширная, от проектирования фигур человека, растений, животных, до создания сложных архитектурных форм, хотя могут применяться и сплайны, в зависимости от конкретных целей.

Недостатки метода

Несмотря на массу положительных качеств метода, недостатки всё же присутствуют.

  • Сложность построения объектов требует определённой квалификации от специалиста, наличие знаний по компьютерному моделированию;
  • Объекты с большим количеством полигонов требуют дополнительного времени на обработку;
  • В отличие от сплайнов, полигональные модели нельзя масштабировать без потери качества.

Применяемые программы

На сегодняшний день, существует множество зd редакторов, трудно найти более популярный, чем Autodesk 3D Max. Программа подходит для создания трёхмерной  графики, с её помощью были созданы спецэффекты ко многим фильмам. Сюда же можно добавить не менее известную программу Autodesk Maya, Autodesk Softimage и множество похожих редакторов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 
Порекомендуйте эту статью:
Оцените статью:
Очень плохоПлохоСреднеХорошоотлично (голосов: 6, в среднем: 4,50 из 5)
Загрузка...
 
 

Наверх!

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Подпишитесь РЅР° нашу рассылку! Р‘удьте РІ РєСѓСЂСЃРµ РЅРѕРІРёРЅРѕРє, современных трендов, технологий!