Wat is een polygoon in 3D-modellering?

We zullen je een eenvoudig voorbeeld van polygonen en volledige 3D-modellen geven. Stel je daarbij een simpele kubus voor. Een kubus heeft zes vlakken, 12 zijden en 8 hoekpunten die samen één object vormen. Aan de hand van deze basisprincipes kunnen CG-kunstenaars met behulp van polygonen elke gewenste vorm maken.

Als je naar de mesh of het wireframe van een 3D-object kijkt, zie je de vele polygonen die met elkaar zijn verwoven om die vorm te maken, van een menselijk gezicht tot iets dat helemaal uit iemands verbeelding is ontstaan.

Een high-poly model heeft een mesh die is gemaakt met extreem veel detail en meestal zonder dat rekening is gehouden met het uiteindelijke aantal polygonen. Vaak zijn high-poly modellen helemaal niet ontworpen met polygonen. Meestal worden ze gemaakt met behulp van op voxels gebaseerde 3D-methoden.

Je kunt een voxel zien als een pixel in 2D-kunst. In elke pixel wordt kleurinformatie opgeslagen. Bij een voxel is dat net zo. Het is één punt waarin relevante 3D-informatie wordt opgeslagen, en elk punt heeft een plek in een driedimensionaal raster.

Met deze methoden kunnen kunstenaars 3D-objecten in real-time modelleren. Wanneer het 3D-model klaar is, kunnen ze het exporteren als een mesh, waarbij computeralgoritmen de polygonale modellering voor hun rekening nemen. De resultaten zijn vaak indrukwekkend, maar hebben vaak overdreven veel polygonen. Vandaar de naam 'high-poly'.

Dit brengt ons bij retopologie: het omzetten van een high-poly model in een low-poly model. Dit kan op verschillende manieren en sommige softwareprogramma's hebben zelfs speciale retopologietools. Voor veel kunstenaars is dit een onmisbare stap in hun workflow.

Meestal vereenvoudigen kunstenaars de topologie, maar passen ze de complexere, high-poly versie toe op de oppervlaktexturen van het object. Zo gaan er heel weinig details verloren, ondanks dat de prestaties van het model sterk worden geoptimaliseerd.

Onderverdeling is handig om vloeiende 3D-modellen te maken van polygonen. Neem ons eerdere voorbeeld van een eenvoudige kubus met slechts zes vlakken. Je zou elk vlak van de kubus kunnen onderverdelen in kleinere kwadranten. Een kunstenaar zou de kubus bijvoorbeeld één keer verticaal en één keer horizontaal kunnen onderverdelen, waardoor elk vlak in vier kleinere vlakken wordt verdeeld.

Onderverdeling is een geweldige manier om het aantal polygonen te verhogen terwijl een basisvorm het startpunt voor de modellering wordt gebruikt. Over het algemeen zijn er twee typen onderverdeling.

• Uniforme onderverdeling. Hierbij wordt het hele object gelijkmatig onderverdeeld. Deze bewerking is van invloed op de hele mesh.
• Selectieve onderverdeling. Bij deze manier van onderverdelen selecteert de kunstenaar slechts één kwadrant, bijvoorbeeld één vlak, en geeft hij het gewenste aantal onderverdelingen op. De rest van de mesh blijft ongewijzigd.

Op zichzelf zijn de zijden van een model perfect scherp. Denk weer aan het voorbeeld van de kubus, waarbij twee vlakken één zijde delen. Je zou de hoek tussen twee vlakken kunnen manipuleren door die vierkant, stomp of scherp te maken, maar de zijde zelf zou scherp blijven.

Met een afschuiningstool kunnen kunstenaars een zijde selecteren en vervolgens een aantal schuine kanten kunnen toevoegen om een zijde zachter te maken. Dit is een handige tool, maar moet wel met zorg worden gebruikt, omdat het al snel tot ongewenste extra polygonen of conflicten met de topologie kan leiden als aan één schuine kant te veel detail wordt toegevoegd.

Voor veel 3D-workflows kan polygonale modellering onvermijdelijk lijken. Het beheren van de topologie kan een lastige klus zijn, vooral als je geen perfect gestroomlijnde mesh nodig hebt. Dit is met name het geval in productgerichte sectoren die van 3D willen profiteren.

In die situaties kan software waarmee je niet alleen snel en efficiënt basisvormen kunt maken, maar waarmee je ook hoogwaardige harde én organische oppervlakken kunt genereren, het verschil maken voor je succes met 3D.

Adobe Substance 3D Modeler is voxelgebaseerde modelleringssoftware die 3D-modellering zo natuurlijk mogelijk maakt, alsof je met echte klei werkt. Kunstenaars hoeven zich helemaal geen zorgen te maken over polygonen, topologie of UV-toewijzing. Al deze stappen worden tijdens de export door de software afgehandeld, terwijl de kunstenaar dit proces kan sturen.

Ontdek Modeler en de andere Substance 3D-apps voor meer informatie.

Hartelijk dank voor je bezoek aan de wereld van Adobe. We zijn benieuwd wat jij gaat maken.