7 Fælles modelleringsteknikker til film og spil

En introduktion til 3D modelleringsteknikker

På dette websted har vi haft en chance for at dække både overfladebehandling og rendering i relativ dybde, og vi diskuterede for nylig anatomien af ​​en 3D-model . Men desværre har vi hidtil forsømt at give nogen form for detaljerede oplysninger om 3D-modelleringsprocessen.

For at sætte tingene rigtigt i gang har vi arbejdet hårdt på at forberede en håndfuld artikler, der fokuserer på både de kunstneriske og tekniske sider af 3D modellering. Selvom vi gav en generel introduktion til modellering i vores diskussion af? computer grafik pipeline , det var langt fra omfattende. Modellering er et ekspansivt emne, og et lille stykke kan næppe ridse overfladen og gøre emnet retfærdighed.

I de kommende dage vil vi give oplysninger om nogle af de fælles teknikker og overvejelser, der skal foretages af modellerne, der arbejder med dine yndlingsfilm og spil.

For resten af ​​denne artikel begynder vi ved at introducere syv fælles teknikker, der bruges til at oprette 3D-aktiver til computergrafikindustrien:

Fælles modelleringsteknikker

Box / Underopdelingsmodellering

Boxmodellering er en polygonal modelleringsteknik, hvor kunstneren begynder med en geometrisk primitiv (terning, kugle, cylinder osv.) Og derefter forædler sin form, indtil det ønskede udseende opnås.

Boxmodellerne arbejder ofte i etaper, der starter med et lavopløsningsnet, raffinerer formen og derefter opdeler masken for at glatte hårde kanter ud og tilføje detaljer. Fremgangsmåden til opdeling og raffinering gentages, indtil masken indeholder tilstrækkelig polygonal detalje til korrekt at formidle det tilsigtede koncept.

Boksmodellering er nok den mest almindelige form for polygonal modellering og bruges ofte i forbindelse med kantmodelleringsteknikker (som vi diskuterer om et øjeblik). Vi udforsker boks / kantmodelleringsprocessen mere detaljeret her.

Kant / konturmodellering

Edge modellering er en anden polygonal teknik, men fundamentalt forskellig fra sin model modelleringsmodel. I kantmodellering, i stedet for at starte med en primitiv form og raffinering, er modellen i det væsentlige bygget stykke for stykke ved at placere sløjfer af polygonale flader langs fremtrædende konturer og derefter fylde huller mellem dem.

Det kan lyde unødvendigt kompliceret, men visse masker er vanskelige at gennemføre gennem boxmodellering alene, mens det menneskelige ansigt er et godt eksempel. At korrekt model et ansigt kræver meget streng styring af kantflow og topologi , og præcisionen ved konturmodellering kan være uvurderlig. I stedet for at forsøge at forme en veldefineret øjenstik fra en solid polygonal terning (som er forvirrende og mod-intuitiv), er det meget lettere at bygge et omrids af øjet og derefter model resten derfra. Når de store landemærker (øjne, læber, browline, næse, kæbe) er modelleret, har de tendens til at falde på plads næsten automatisk.

NURBS / Spline Modeling

NURBS er en modelleringsteknik, der anvendes mest til bilindustri og industriel modellering. I modsætning til polygonal geometri har et NURBS mesh ikke nogen ansigter, kanter eller hjørner. I stedet består NURBS-modeller af glat fortolkte overflader, der er skabt af "lofting" et net mellem to eller flere Bezier-kurver (også kendt som splines).

NURBS kurver er oprettet med et værktøj, der fungerer meget ligner pen værktøjet i MS paint eller Adobe Illustrator. Kurven tegnes i 3D-rum og redigeres ved at flytte en række håndtag kaldet CV'er (kontrolpunkter). For at modelere en NURBS-overflade placerer kunstneren kurver langs fremtrædende konturer, og softwaren interpoliserer automatisk mellemrummet.

Alternativt kan en NURBS overflade oprettes ved at dreje en profilkurve omkring en central akse. Dette er en almindelig (og meget hurtig) modelleringsteknik for objekter, der er radiale i naturen - vinglas, vaser, plader mv.

Digital Sculpting

Teknologibranchen kan lide at tale om bestemte gennembrud, de har betegnet forstyrrende teknologier . Teknologiske innovationer, der ændrer den måde, vi tænker på at opnå en bestemt opgave. Bilen ændrede den måde, vi kommer rundt. Internettet ændrede den måde, hvorpå vi får adgang til information og kommunikerer. Digital skulptur er en forstyrrende teknologi i den forstand, at det har hjulpet frie modelere fra de omhyggelige begrænsninger af topologi og kantflow, og giver dem mulighed for intuitivt at oprette 3D-modeller på en måde, der ligner meget billedskærende digital ler.

Ved digital skulptur skabes maskerne organisk ved at bruge en (Wacom) tablet-enhed til at forme og forme modellen næsten som en billedhugger ville bruge rakebørster på en rigtig klump af ler. Digital skulptur har taget karakter og væsenmodellering til et nyt niveau, hvilket gør processen hurtigere og mere effektiv og giver kunstnere mulighed for at arbejde med højopløselige masker indeholdende millioner af polygoner. Skulpturerede masker er kendt for tidligere utænkelige niveauer af overfladedetaljer og en naturlig (selv spontan) æstetik.

Procedural modellering

Ordet procedur i computer grafik refererer til alt, der genereres algoritmisk, snarere end at blive skabt manuelt af en kunstners hånd. I proceduremodellering oprettes scener eller objekter baseret på brugerdefinerbare regler eller parametre.

I de populære miljømodelleringspakker Vue, Bryce og Terragen kan hele landskaber genereres ved at indstille og ændre miljøparametre som løvtæthed og højdeområde eller ved at vælge fra landskabsgaver som ørken, alpine, kyst osv.

Procedural modellering bruges ofte til organiske konstruktioner som træer og blade, hvor der er næsten uendelig variation og kompleksitet, der ville være meget tidskrævende (eller umuligt helt) for en kunstner at fange for hånd. Applikationen SpeedTree bruger en rekursiv / fraktalbaseret algoritme til at generere unikke træer og buskure, der kan tweaked gennem redigerbare indstillinger for stammehøjde, grendensitet, vinkel, krølle og dusinvis, hvis ikke hundredvis af andre muligheder. CityEngine bruger lignende teknikker til at generere processuelle bybilleder.

Billedbaseret modellering

Billedbaseret modellering er en proces, hvorved transformerbare 3D-objekter er algoritmisk afledt af et sæt statiske todimensionale billeder. Billedbaseret modellering bruges ofte i situationer, hvor tids- eller budgetrestriktioner ikke tillader et fuldt realiseret 3D-aktiv, der oprettes manuelt.

Måske var det mest berømte eksempel på billedbaseret modellering i The Matrix , hvor holdet hverken havde tid eller ressourcer til at model komplette 3D-sæt. De filmade actionsekvenser med 360 grader kamera arrays og brugte derefter en fortolkningsalgoritme til at muliggøre "virtuel" 3D-kamera bevægelse gennem traditionelle real-world sæt.?

3D-scanning

3D-scanning er en metode til digitalisering af virkelige objekter, når der kræves et utrolig højt niveau af billedrealisme. En real-world objekt (eller endda skuespiller) scannes, analyseres, og de rå data (typisk en x, y, z punkt sky) bruges til at generere en nøjagtig polygonal eller NURBS mesh. Scanning bruges ofte, når en digital repræsentation af en virkelige skuespiller er påkrævet, som i Benjamin Button's nysgerrige tilfælde, hvor hovedpersonen (Brad Pitt) er alderen i omvendt hele filmen.

Før du går i gang med at bekymre dig om 3D-scannere, der erstatter traditionelle modeller, skal du overveje et øjeblik, at hovedparten af ​​de objekter, der er modelleret for underholdningsindustrien, ikke har nogen virkelige verdenskvivalenter. Indtil vi begynder at se rumskibe, udlændinge og tegneseriefigurer, der løber rundt, er det sikkert at antage, at modelmodtagerens position i CG-industrien sikkert er sikker.