ما هو المضلع في تصميم النماذج ثلاثية الأبعاد؟

لتوضيح مثال بسيط عن المضلعات والنماذج ثلاثية الأبعاد الكاملة، فكر في بناء مكعب بسيط. يحتوي المكعب على ستة وجوه و12 حافةً و8 رؤوس مرتبطة ببعضها البعض لتكوين عنصر واحد. باستخدام هذه المبادئ الأساسية، يمكن لفناني الرسومات الحاسوبية استخدام المضلعات لتصميم أي شكل يريدونه.

إذا نظرت إلى الشبكة، أو الإطار السلكي لأي عنصر ثلاثي الأبعاد، فسوف ترى العديد من المضلعات المنسوجة معًا لتصميم هذا الشكل، بدءًا من وجه الإنسان إلى عمل تم تصميمه بالكامل من خيالهم.

يشير النموذج عالي التعدد إلى شبكة تم إنشاؤها بتفاصيل دقيقة للغاية، وعادةً دون مراعاة للعدد النهائي للمضلعات. في كثير من الأحيان، لا يتم تصميم النماذج عالية التعدد باستخدام المضلعات على الإطلاق. فعادةً ما يتم نحتها باستخدام أساليب ثلاثية الأبعاد تستند إلى فوكسل.

يشبه الفوكسل (Voxel) الواحد البكسل في الأعمال الفنية ثنائية الأبعاد. يخزن كل بكسل معلومات اللون. ولا يختلف الفوكسل (Voxel) عن ذلك. إنه نقطة واحدة يتم بها تخزين المعلومات ثلاثية الأبعاد ذات الصلة، ولكل منها مكان على الشبكة ثلاثية الأبعاد.

يتيح استخدام هذه الأساليب للفنانين نحت عناصر ثلاثية الأبعاد بشكل فوري. عند الانتهاء، يمكنهم تصدير النموذج ثلاثي الأبعاد كشبكة، وفي هذه الحالة، يتم من خلال خوارزميات الكمبيوتر تصميم نماذج المضلعات. غالبًا ما تكون النتائج مثيرة للإعجاب، ولكنها تتضخم عندما يتعلق الأمر بالمضلعات. ومن هنا جاء الاسم، نماذج عالية التعدد (high poly).

يقودنا هذا إلى إعادة التشكيل الطوبولوجي (Retopology): عملية تحويل النموذج عالي التعدد (high poly) إلى نموذج منخفض التعدد (Low-Poly). هناك طرق عدة، وقد تحتوي البرامج المختلفة على أدوات محددة متاحة للمساعدة في عملية إعادة التشكيل الطوبولوجي (Retopology). بالنسبة للعديد من الفنانين، تُعد هذه خطوة ضرورية في سير عملهم.

في أغلب الأحيان، يعمل الفنانون على تبسيط الطوبولوجيا، إلا أنهم يدمجون النسخة الأكثر تعقيدًا وعالية التعدد في الملمس السطحي للعناصر. بهذه الطريقة لا يتم فقد إلا القليل من التفاصيل، على الرغم من تحسين أداء النموذج بشكل كبير.

يُعد التقسيم الفرعي (Subdivision) أداة وتقنية مفيدة لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد سلسة من المضلعات. بالرجوع إلى مثالنا السابق حول مكعب بسيط له ستة وجوه فقط. يمكن تقسيم كل وجه من وجوه المكعب إلى أجزاء رباعية أصغر. على سبيل المثال، يمكن للفنان أن يقسم المكعب مرة رأسيًا، ومرة أفقيًا، وبالتالي تقسيم كل وجه إلى أربعة وجوه أصغر.

يُعد التقسيم الفرعي (Subdivision) طريقة رائعة لزيادة عدد الأشكال المتعددة مع السماح للشكل الأساسي بأن يصبح نقطة البداية لتصميم النماذج. بشكل عام، يمكن إتمام عملية التقسيم الفرعي بطريقتين.

• التقسيم الفرعي الموحد (Uniform subdivision). يحدث هذا عندما يتم تقسيم العنصر بأكمله بالتساوي. سيؤثر هذا على الشبكة بأكملها.
• التقسيم الفرعي الانتقائي (Selective subdivision). في طريقة التقسيم الفرعي هذه، يختار الفنان ربعًا واحدًا فقط، على سبيل المثال وجهًا واحدًا، ويفرض العدد المطلوب من التقسيمات الفرعية. أما ما تبقى من الشبكة فلا يتأثر.

حواف النموذج بحد ذاتها حادة تمامًا. فكر مرة أخرى في مثال المكعب، حيث يتشارك وجهان في حافة. يمكنك التحكم في الزاوية بين وجهين لجعلها مربعة أو منفرجة أو حادة، لكن الحافة نفسها ستبقى حادة.

تتيح أدوات التشذيب للفنانين تحديد حافة ثم إضافة أي عدد من الزوايا المنحنية لتليين حافة. هذه أداة مفيدة ولكن يجب استخدامها بحذر لأنه يمكن أن تضيف بسهولة مضلعات غير مرغوب فيها أو تتسبب في تعارض مع الطوبولوجيا إذا تمت إضافة تفاصيل كثيرة جدًا إلى زاوية منحنية واحدة.

بالنسبة للعديد من مهام سير العمل ثلاثية الأبعاد، قد تبدو عملية تصميم المضلعات أمرًا لا مفر منه. يمكن أن تبدو إدارة الطوبولوجيا أمرًا صعبًا، خاصة في المواقف التي قد لا تكون هناك حاجة إلى وجود شبكة انسيابية تمامًا. وهذا هو الحال بشكل خاص في الصناعات التي تركز على المنتجات والتي ترغب في الاستفادة من التقنية ثلاثية الأبعاد.

في هذه المواقف، فإن توفر برنامج لا يسمح لك بتحديد الأشكال بسرعة وكفاءة فحسب، بل يمكنه أيضًا إنتاج نتائج عالية الجودة لكل من تصميم الأسطح الصلبة والأسطح العضوية، يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا في نجاحك في التصميم ثلاثي الأبعاد.

Adobe Substance 3D Modeler هو برنامج تصميم يعتمد على الفوكسل (Voxel) يهدف إلى جعل تصميم النماذج ثلاثية الأبعاد يبدو بسيطًا وطبيعيًا مثل العمل بالطين الحقيقي. من البداية إلى النهاية، لا يحتاج الفنانون إلى القلق بشأن المضلعات أو الطوبولوجيا أو رسم خرائط ثنائية الأبعاد. يتم التعامل مع كل هذه الخطوات بواسطة البرنامج عند التصدير، ويتوفر لدى الفنان خيارات تصدير متاحة للمساعدة في توجيه هذه العملية.

اكتشف modeler وباقي تطبيقات Substance 3D لمعرفة المزيد.

شكرًا لك على استكشاف عالم Adobe. وإننا ننتظر بفارغ الصبر مشاهدة أعمالك.