K čemu slouží mnohoúhelníky při 3D modelování?

Jako jednoduchý příklad mnohoúhelníků a komplexních 3D modelů si můžeme uvést konstrukci základní krychle. Krychle má šest stěn, 12 hran a 8 vrcholů spojených do jednoho objektu. Díky těmto základním principům můžou tvůrci počítačové grafiky pomocí mnohoúhelníků vytvořit libovolný tvar.

Když se podíváte na mřížku nebo drátový model jakéhokoli 3D objektu, uvidíte spoustu mnohoúhelníků, které spojeny dohromady tvoří příslušný tvar, od lidské tváře až po objekty zcela zrozené z představivosti jejich tvůrců.

Modelem s vysokým počtem mnohoúhelníků se myslí mřížka, která byla vytvořena s extrémními detaily, obvykle bez ohledu na konečný počet mnohoúhelníků. Tyto modely často nejsou vůbec vytvořeny pomocí mnohoúhelníků. Obvykle jsou vymodelovány pomocí 3D metod založených na voxelech.

Představte si jeden voxel jako obrazový bod u 2D kresby. Každý obrazový bod uchovává informace o barvě. Voxel dělá v podstatě to samé. Je to jeden bod, který uchovává příslušné 3D informace, přičemž každý má své místo v trojrozměrné mřížce.

Pomocí těchto metod můžou tvůrci modelovat 3D objekty v reálném čase. Hotový 3D model můžou exportovat jako mřížku a o polygonální modelování se postarají počítačové algoritmy. Výsledky jsou často působivé, ale obsahují velké množství mnohoúhelníků. Odtud název model s vysokým počtem mnohoúhelníků (high poly).

To nás přivádí k retopologii: procesu přeměny modelu s vysokým počtem mnohoúhelníků na model s nízkým počtem mnohoúhelníků. Existuje několik metod, jak toho dosáhnout, a různé aplikace mohou obsahovat specifické nástroje, které proces retopologie usnadňují. Pro mnoho umělců je to nezbytný krok v jejich pracovním postupu.

Tvůrci často zjednoduší topologii, ale na povrchové textury objektů použijí složitější verzi s velkým počtem mnohoúhelníků. Tímto způsobem se ztratí jen velmi málo detailů, přestože se výrazně optimalizuje výkon modelu.

Dělení je užitečná technika umožňující tvorbu hladkých 3D modelů z mnohoúhelníků. Podívejme se na náš předchozí příklad jednoduché krychle, která má pouze šest ploch. Každou plochu krychle lze rozdělit na menší kvadranty. Tvůrce by například mohl krychli rozdělit jednou vertikálně a jednou horizontálně, čímž by každou plochu rozdělil na čtyři menší plochy.

Dělení je skvělý způsob, jak zvýšit počet mnohoúhelníků a zároveň použít základní tvar jako výchozí bod pro modelování. Obecně lze dělení rozdělit na dva typy.

• Rovnoměrné dělení. V tomto případě je rovnoměrně rozdělen celý objekt, což ovlivní celou mřížku.
• Selektivní dělení. Při tomto způsobu dělení si tvůrce vybere pouze jeden kvadrant, například jednu plochu, a aplikuje požadovaný počet dělení. Zbytek mřížky touto akcí není ovlivněn.

Hrany modelu jsou dokonale ostré. Uvažujme opět příklad krychle, kde dvě plochy sdílejí společnou hranu. Úhel mezi dvěma plochami můžete upravit tak, aby byl pravý, tupý nebo ostrý, ale samotná hrana zůstane ostrá.

Pomocí nástrojů pro zkosení můžou tvůrci vybrat hranu a poté přidat libovolný počet zkosení, čímž hranu zaoblí. Jedná se o užitečný nástroj, který je však třeba používat opatrně, protože může snadno přidat nežádoucí mnohoúhelníky nebo způsobit konflikt s topologií, pokud se do jednoho zkosení přidá příliš mnoho detailů.

U mnoha 3D projektů se může použití polygonálního modelování jevit jako nevyhnutelné. Práce s topologií se ale někdy může zdát zbytečná, zejména v situacích, kdy není potřeba dokonalá mřížka. To platí zejména pro výrobní odvětví, která chtějí využít výhod 3D.

V těchto situacích může mít pro úspěch vaší 3D tvorby zásadní význam software, který vám nejen umožní rychle a efektivně modelovat tvary, ale také dokáže poskytovat vysoce kvalitní výsledky pro hard-surface modelování i modelování organických povrchů.

Adobe Substance 3D Modeler je software pro modelování založené na voxelech, jehož cílem je, aby 3D modelování bylo stejně snadné a přirozené jako práce se skutečnou hlínou. Od začátku až do konce se tvůrci nemusí starat o mnohoúhelníky, topologii ani UV mapování. Všechny tyto kroky zvládne software při exportu, přičemž tvůrce má k dispozici možnosti, které mu proces exportu usnadní.

Přečtěte si další informace o Modeleru a dalších aplikacích Substance 3D.

Děkujeme, že se zajímáte o svět aplikací Adobe. Nemůžeme se dočkat, až uvidíme, co vytvoříte.