Đa giác trong mô hình 3D là gì?

Để minh họa một ví dụ đơn giản về đa giác và mô hình 3D hoàn chỉnh, hãy xem xét quy trình xây dựng một khối lập phương cơ bản. Mỗi khối lập phương có sáu mặt, 12 cạnh và 8 đỉnh liên kết với nhau để tạo thành một vật thể. Dựa trên những nguyên tắc cơ bản này, nghệ sĩ CG có thể sử dụng đa giác để tạo ra bất kỳ hình dạng nào theo ý muốn.

Khi nhìn vào lưới hoặc khung của bất kỳ vật thể 3D nào, bạn sẽ thấy nhiều hình đa giác đan xen với nhau để tạo thành hình dạng đó, từ khuôn mặt con người cho đến một hình ảnh được tạo ra hoàn toàn từ trí tưởng tượng của con người.

Mô hình high-poly tức là lưới được tạo ra với độ chi tiết cực cao và thường không quan tâm đến số lượng đa giác cuối cùng. Thông thường, mô hình high poly hoàn toàn không được thiết kế từ các đa giác. Các mô hình này thường được tạo thành nhờ phương pháp 3D dựa trên voxel.

Hãy coi mỗi voxel giống như một pixel trong nghệ thuật 2D. Từng pixel lưu trữ thông tin về màu sắc. Voxel cũng có chức năng tương tự như vậy. Đó là một điểm duy nhất lưu trữ thông tin 3D có liên quan. Mỗi điểm có một vị trí trong lưới ba chiều.

Nhờ sử dụng các phương pháp này, nghệ sĩ có thể tạo hình vật thể 3D theo thời gian thực. Sau khi thực hiện xong, họ có thể xuất mô hình 3D ở dạng lưới. Trong trường hợp đó, thuật toán máy tính sẽ xử lý mô hình đa giác. Bạn thường thu được kết quả vô cùng ấn tượng, nhưng lại rất phức tạp và cồng kềnh vì mô hình có chứa nhiều đa giác. Đó chính là lý do vì sao phương pháp này có tên gọi là high poly (nhiều đa giác).

Chính nhờ điều đó, chúng ta có khái niệm retopology (tái cấu trúc), tức là quy trình biến đổi một mô hình nhiều đa giác thành mô hình ít đa giác. Có một vài phương pháp. Thậm chí, nhiều phần mềm có thể có sẵn các công cụ để hỗ trợ quá trình tái cấu trúc. Đối với nhiều nghệ sĩ, đây là bước cần thiết trong quy trình làm việc của họ.

Trường hợp thường gặp nhất là các nghệ sĩ sẽ đơn giản hóa cấu trúc, nhưng họ sẽ tạo phiên bản phức tạp hơn, có nhiều đa giác hơn trên các kết cấu bề mặt của vật thể. Khi thực hiện theo cách này, họ sẽ mất rất ít chi tiết, nhưng lại tối ưu hóa đáng kể hiệu suất của mô hình.

Chia nhỏ là công cụ và là kỹ thuật hữu ích để tạo mô hình 3D mượt mà từ đa giác. Chúng ta sẽ lấy ví dụ về khối lập phương đơn giản chỉ có sáu mặt đã đề cập lúc trước. Chúng ta có thể chia nhỏ từng mặt của khối lập phương thành các góc phần tư nhỏ hơn. Ví dụ: nghệ sĩ có thể chia nhỏ khối lập phương một lần theo chiều dọc và một lần theo chiều ngang, để từ đó chia mỗi mặt thành bốn mặt nhỏ hơn.

Chia nhỏ là phương pháp tuyệt vời để tăng số lượng đa giác, đồng thời biến đổi hình dạng cơ bản trở thành điểm khởi đầu cho quy trình tạo mô hình. Nhìn chung, bạn có thể thực hiện việc chia nhỏ theo hai loại.

• Chia nhỏ đồng bộ. Đây là hình thức chia nhỏ đồng đều toàn bộ vật thể. Cách này sẽ tác động đến toàn bộ lưới.
• Chia nhỏ chọn lọc. Khi thực hiện phương pháp chia nhỏ này, nghệ sĩ chỉ chọn một góc phần tư duy nhất, chẳng hạn như chọn một mặt và thực hiện số lượt chia nhỏ theo ý muốn. Các phần khác của lưới sẽ không bị ảnh hưởng.

Bản thân các cạnh của mô hình đều hoàn toàn sắc nét. Hãy tìm hiểu lại ví dụ về khối lập phương, trong đó hai mặt có chung một cạnh. Bạn có thể điều chỉnh góc nằm giữa hai mặt để biến góc đó thành góc vuông, góc tù hoặc góc nhọn, nhưng bản thân cạnh vẫn sắc nét.

Nhờ có công cụ cắt vát, nghệ sĩ có thể chọn một cạnh, rồi sau cắt vát thêm với số lượng như ý để làm mềm cạnh đó. Đây là công cụ hữu ích. Tuy nhiên, bạn nên cẩn trọng khi sử dụng vì công cụ này có thể dễ dàng bổ sung thêm các đa giác không mong muốn hoặc gây ra xung đột với cấu trúc nếu bạn thêm quá nhiều chi tiết vào một góc cắt vát.

Trong nhiều quy trình làm việc 3D, bạn dường như không thể tránh khỏi nhiệm vụ tạo mô hình đa giác. Bạn có thể cảm thấy rắc rối khi phải quản lý cấu trúc, đặc biệt là trong những tình huống bạn không cần phải có một lưới được sắp xếp hợp lý hoàn hảo. Đặc biệt, đây là tình huống phổ biến trong các lĩnh vực chú trọng vào sản phẩm và mong muốn khai thác lợi thế của công nghệ 3D.

Trong những trường hợp này, việc sở hữu một phần mềm không những hỗ trợ bạn nhanh chóng tạo khối cho hình dạng một cách hiệu quả, mà còn có thể tạo ra kết quả có chất lượng cao cho cả mô hình bề mặt cứng và mô hình bề mặt tự nhiên, có thể đem đến sự khác biệt trong thành công của bạn ở lĩnh vực công nghệ 3D.

Adobe Substance 3D Modeler là phần mềm điêu khắc hoạt động dựa trên voxel nhằm mục đích khiến cho mô hình 3D có cảm giác cử động và tự nhiên giống như khi tạo hình với đất sét thật. Trong suốt quy trình, nghệ sĩ không cần phải lo lắng đến đa giác, cấu trúc liên kết hoặc ánh xạ UV. Khi xuất sản phẩm, phần mềm sẽ xử lý tất cả các bước này. Đồng thời, nghệ sĩ có sẵn các tùy chọn xuất để định hướng họ thực hiện quy trình này.

Hãy khám phá công cụ modeler và các ứng dụng Substance 3D khác để tìm hiểu thêm.

Cảm ơn bạn đã khám phá thế giới Adobe. Chúng tôi vô cùng háo hức và mong chờ chiêm ngưỡng sản phẩm sáng tạo của bạn.