Mikä polygoni on 3D-mallinnuksessa?

Tämän havainnollistamiseksi yksinkertaisella esimerkillä polygoneista ja valmiista 3D-malleista voit miettiä peruskuution rakennetta. Kuutiossa on kuusi sivua, 12 reunaa ja 8 kärkipistettä, jotka liittyvät yhteen objektin luomiseksi. Näiden perusperiaatteiden mukaan CG-taiteilijat voivat luoda polygonien avulla minkä tahansa haluamansa muodon.

Jos katsot jonkin 3D-objektin verkkoa tai kehystä, näet monien polygonien muodostavan kyseisen muodon yhdessä. Se voi olla ihmisen kasvot tai peräisin kokonaan mielikuvituksesta.

High-poly-mallilla tarkoitetaan verkkoa, joka on luotu äärimmäisen yksityiskohtaisesti ja yleensä huomioimatta lopullista polygonien määrää. High-poly-malleja ei usein ole suunniteltu lainkaan polygonien avulla. Tavallisesti ne muotoillaan käyttämällä voxel-pohjaisia 3D-menetelmiä.

Ajattele yhtä voxelia kuin 2D-taiteen pikseliä. Kuhunkin pikseliin on tallennettu väritietoja. Voxel on samanlainen. Se on yksittäinen piste, johon on tallennettu tarvittavia 3D-tietoja, ja kullakin pisteellä on paikka kolmiulotteisessa ruudukossa.

Näiden menetelmien avulla taiteilijat voivat muotoilla 3D-objekteja tosiaikaisesti. Kun 3D-malli on valmis, se voidaan viedä mesh-objektina, jolloin tietokoneen algoritmit huolehtivat polygonimallinnuksesta. Tulokset ovat usein vaikuttavia, mutta ylirunsaita polygonien osalta. Siitä tulee nimi high-poly.

Tästä siirrymmekin retopologiaan eli prosessiin, jossa high-poly-malli muutetaan low-poly-malliksi. Menetelmiä on useita, ja eri ohjelmistoissa voi olla saatavana jopa erityisiä työkaluja retopologiaprosessia varten. Monille taiteilijoille tämä on tarpeellinen vaihe työnkulussa.

Useimmiten taiteilijat yksinkertaistavat topologiaa, mutta sisällyttävät monimutkaisemman high-poly-version objektien pintakuvioihin. Tällä tavoin menetetään vain vähän yksityiskohtia, vaikka mallin suorituskykyä optimoidaan huomattavasti.

Alijako on hyödyllinen työkalu ja tekniikka luotaessa sileitä 3D-malleja polygoneista. Käytetään aiempaa esimerkkiämme yksinkertaisesta kuutiosta, jossa on vain kuusi sivua. Kuution jokaisen sivun voisi jakaa osiin, kuten pienempiin neliöihin. Taiteilija voisi esimerkiksi jakaa kuution kerran pystysuuntaan ja kerran vaakasuuntaan, jolloin jokaiselle sivulle tulisi neljä pienempää sivua.

Alijako on hieno tapa lisätä polygonien määrää tuomalla perusmuoto samalla mallinnuksen lähtökohdaksi. Yleisesti ottaen alijako voidaan suorittaa kahden tyyppisenä.

• Yhtenäinen alijako Tässä koko objekti jaetaan tasaisesti. Tämä vaikuttaa koko verkkoon.
• Valikoiva alijako Tässä alijakomenetelmässä taiteilija valitsee vain yhden neliön, esimerkiksi yhden sivun, ja soveltaa siihen haluttua määrää alijakoja. Muu osa verkosta säilyy ennallaan.

Yksinään mallin reunat ovat täydellisen terävät. Palataan jälleen kuutioesimerkkiin, jossa kahden sivun välissä on reuna. Voit käsitellä kahden sivun välistä kulmaa ja tehdä siitä suorakulmaisen, kaksikärkisen tai suipon, mutta itse reuna pysyy terävänä.

Viistotyökalujen avulla taiteilijat voivat valita reunan ja lisätä sitten halutun määrän viistoutta reunan pehmentämiseksi. Tämä on hyödyllinen työkalu, mutta sitä tulisi käyttää varovasti, koska se voi helposti tuottaa ei-toivottuja polygoneja tai aiheuttaa ristiriitoja topologian kanssa, jos yhteen viisteeseen lisätään liikaa yksityiskohtia.

Monissa 3D-työnkuluissa polygonimallinnus voi tuntua väistämättömältä. Topologian hallinta voi tuntua hankalalta, erityisesti tilanteissa, joissa ei ehkä tarvita täydellisen virtaviivaista verkkoa. Tämä koskee etenkin tuotepainotteisia toimialoja, joilla halutaan hyödyntää 3D:tä.

Näissä tilanteissa onnistumisen 3D:ssä voi ratkaista ohjelmisto, jonka avulla voidaan paitsi rajata muotoja nopeasti ja tehokkaasti, myös tuottaa korkealaatuisia tuloksia sekä kovien että orgaanisten pintojen mallinnuksessa.

Adobe Substance 3D Modeler on voxel-pohjainen muotoiluohjelmisto, jonka tarkoituksena on tehdä 3D-mallinnuksesta yhtä lailla eleisiin perustuvaa ja luontevaa kuin todellisen saven käsittely. Alusta loppuun asti taiteilijat voivat olla huoletta polygonien, topologian ja UV-osoituksen osalta. Ohjelmisto käsittelee kaikki nämä vaiheet viennin yhteydessä, ja taiteilija voi käyttää vientivalintoja apuna tämän prosessin ohjauksessa.

Tutustu Modeleriin ja muihin Substance 3D -sovelluksiin saadaksesi lisätietoja.

Kiitos siitä, että tutkit Adoben maailmaa. Odotamme kiinnostuksella, että voimme nähdä luovia töitäsi.