Su questo sito, abbiamo avuto la possibilità di coprire sia la superficie che il rendering in relativa profondità, e di recente abbiamo discusso l'anatomia di un modello 3D. Purtroppo, finora abbiamo trascurato di fornire informazioni dettagliate sul processo di modellazione 3D.
Per sistemare le cose, abbiamo lavorato duramente per preparare una manciata di articoli incentrati sul lato artistico e tecnico della modellazione 3D. Sebbene abbiamo fornito un'introduzione generale alla modellazione nella nostra discussione sulla "pipeline grafica per computer", era tutt'altro che completa. La modellazione è un argomento espansivo e un piccolo paragrafo può a malapena scalfire la superficie e rendere giustizia al soggetto.
Nei prossimi giorni forniremo informazioni su alcune delle tecniche e considerazioni comuni che devono essere fatte dai modellisti che lavorano sui tuoi film e giochi preferiti.
Per il resto di questo articolo, inizieremo introducendo sette tecniche comuni utilizzate per creare risorse 3D per l'industria della computer grafica:
Tecniche di modellazione comuni
Modellazione di caselle / sottodivisioni
La box modeling è una tecnica di modellazione poligonale in cui l'artista inizia con un primitivo geometrico (cubo, sfera, cilindro, ecc.) E quindi affina la sua forma fino a ottenere l'aspetto desiderato.I modellatori di box spesso lavorano in fasi, a partire da una mesh a bassa risoluzione, affinando la forma e quindi suddividendo la mesh per attenuare i bordi e aggiungere dettagli. Il processo di suddivisione e raffinazione viene ripetuto finché la mesh non contiene abbastanza dettagli poligonali per trasmettere correttamente il concetto previsto.La modellazione di riquadri è probabilmente la forma più comune di modellazione poligonale ed è spesso utilizzata in combinazione con tecniche di modellazione del bordo (di cui parleremo in un momento). Esploriamo il processo di modellazione di scatole / bordi in maggior dettaglio qui. Modellazione di bordi / contorni La modellazione del bordo è un'altra tecnica poligonale, sebbene fondamentalmente diversa dalla sua controparte per la modellazione di scatole. Nella modellazione dei bordi, piuttosto che iniziare con una forma e una rifinitura primitive, il modello è essenzialmente costruito pezzo per pezzo posizionando i ricci di facce poligonali lungo i contorni prominenti e quindi riempiendo gli spazi tra loro.Questo può sembrare inutilmente complicato, ma alcune maglie sono difficili da completare attraverso la modellazione a scatola da solo, il volto umano è un buon esempio. Per modellare correttamente un volto richiede una gestione molto rigorosa di flusso di bordo e topologia, e la precisione offerta dalla modellazione dei contorni può essere inestimabile. Anziché tentare di modellare una cavità oculare ben definita da un solido cubo poligonale (che è confuso e contro-intuitivo), è molto più semplice costruire un contorno dell'occhio e quindi modellare il resto da lì. Una volta che i principali punti di riferimento (occhi, labbra, sopracciglia, naso, mascella) sono modellati, il resto tende a cadere in posizione quasi automaticamente. NURBS è una tecnica di modellazione utilizzata principalmente per la modellistica automobilistica e industriale. A differenza della geometria poligonale, una mesh NURBS non ha facce, bordi o vertici. Al contrario, i modelli NURBS sono composti da superfici interpretate in modo fluido, create "lofting" una mesh tra due o più curve di Bezier (conosciute anche come spline).Le curve NURBS sono create con uno strumento che funziona in modo molto simile allo strumento penna in vernice MS o Adobe Illustrator. La curva viene disegnata nello spazio 3D e modificata spostando una serie di handle denominati CV (vertici di controllo). Per modellare una superficie NURBS, l'artista posiziona le curve lungo i contorni prominenti e il software interpola automaticamente lo spazio tra di esse.In alternativa, una superficie NURBS può essere creata ruotando una curva di profilo attorno ad un asse centrale. Questa è una tecnica di modellazione comune (e molto veloce) per oggetti radiali in natura: bicchieri da vino, vasi, piatti, ecc. L'industria della tecnologia ama parlare di alcune scoperte che hanno chiamato tecnologia distruttiva . Innovazioni tecnologiche che cambiano il modo in cui pensiamo di raggiungere un determinato compito. L'automobile ha cambiato il modo in cui andiamo in giro. Internet ha cambiato il modo in cui accediamo alle informazioni e comunichiamo. La scultura digitale è una tecnologia dirompente nel senso che ha aiutato i modellisti liberi a rispettare i rigorosi vincoli della topologia e del flusso dei bordi e consente loro di creare intuitivamente modelli 3D in una moda molto simile alla scultura di argilla digitale.Nella scultura digitale, le mesh vengono create organicamente, utilizzando un dispositivo tablet (Wacom) per modellare e modellare il modello quasi esattamente come uno scultore utilizzerebbe i pennelli a rastrello su un vero pezzo di argilla. La scultura digitale ha portato la modellazione di personaggi e creature a un nuovo livello, rendendo il processo più veloce, più efficiente e consentendo agli artisti di lavorare con mesh ad alta risoluzione contenenti milioni di poligoni. Le maglie scolpite sono note per livelli impensabili di dettagli superficiali e un'estetica naturale (anche spontanea). La parola procedurale in computer graphics si riferisce a qualsiasi cosa generata algoritmicamente, piuttosto che essere creata manualmente dalla mano di un artista. Nella modellazione procedurale, le scene o gli oggetti vengono creati in base a regole o parametri definibili dall'utente.Nei pacchetti di modellazione di ambienti popolari Vue, Bryce e Terragen, interi paesaggi possono essere generati impostando e modificando i parametri ambientali come la densità delle foglie e l'intervallo di elevazione, oppure scegliendo tra paesaggi come deserto, alpino, costiero, ecc.La modellazione procedurale è spesso usata per i costrutti organici come alberi e fogliame, dove c'è una variazione e una complessità pressoché infinite che richiederebbe molto tempo (o addirittura impossibile) per un artista di catturare a mano. L'applicazione SpeedTree utilizza un algoritmo ricorsivo / basato su frattali per generare alberi e arbusti unici che possono essere modificati tramite le impostazioni modificabili per l'altezza del tronco, la densità del ramo, l'angolo, l'arricciatura e dozzine se non centinaia di altre opzioni. CityEngine utilizza tecniche simili per generare paesaggi urbani procedurali. La modellazione basata su immagini è un processo mediante il quale gli oggetti 3D trasformabili sono derivati algoritmicamente da un insieme di immagini statiche bidimensionali. La modellazione basata su immagini viene spesso utilizzata in situazioni in cui le restrizioni temporali o di budget non consentono la creazione manuale di una risorsa 3D completamente realizzata.Forse era l'esempio più famoso di modellazione basata su immagini La matrice , dove il team non aveva né il tempo né le risorse per modellare set 3D completi. Hanno filmato sequenze d'azione con matrici di telecamere a 360 gradi e poi hanno utilizzato un algoritmo interpretativo per consentire il movimento della telecamera 3D "virtuale" attraverso i set tradizionali del mondo reale. Scansione 3D è un metodo per digitalizzare oggetti del mondo reale quando è richiesto un livello incredibilmente alto di fotorealismo. Un oggetto del mondo reale (o anche un attore) viene scansionato, analizzato e i dati grezzi (in genere una nuvola di punti x, y, z) vengono utilizzati per generare un'accurata mesh poligonale o NURBS. La scansione viene spesso utilizzata quando è richiesta una rappresentazione digitale di un attore del mondo reale, come nel caso curioso di Benjamin Button in cui il protagonista (Brad Pitt) è invecchiato al contrario per tutto il film.Prima di andare a preoccuparti degli scanner 3D che sostituiscono i modellatori tradizionali, considera per un momento che la maggior parte degli oggetti modellati per l'industria dell'intrattenimento non ha equivalenti reali. Finché non iniziamo a vedere astronavi, alieni e personaggi dei cartoni animati che corrono, è lecito ritenere che la posizione del modellista nel settore CG sia probabilmente sicura. Modellistica NURBS / Spline
Scultura digitale
Modellazione procedurale
Modellazione basata su immagini
Scansione 3D
