Pengantar Teknik Pemodelan 3D
Di situs ini, kami memiliki kesempatan untuk menutupi permukaan dan rendering dalam kedalaman relatif, dan baru-baru ini kami membahas anatomi model 3D . Namun sayangnya, sejauh ini kami tidak memberikan informasi rinci tentang proses pemodelan 3D.
Untuk mengatur segalanya dengan benar, kami sudah bekerja keras menyiapkan beberapa artikel yang berfokus pada sisi artistik dan teknis dari pemodelan 3D. Meskipun kami memberikan pengenalan umum untuk pemodelan dalam diskusi kita tentang? pipa grafis komputer , itu jauh dari komprehensif. Modeling adalah topik yang luas, dan paragraf kecil hampir tidak bisa menggores permukaan dan melakukan peradilan subjek.
Dalam beberapa hari mendatang, kami akan memberikan informasi tentang beberapa teknik umum dan pertimbangan yang harus dilakukan oleh pemodel yang bekerja pada film dan game favorit Anda.
Untuk sisa artikel ini, kita akan mulai dengan memperkenalkan tujuh teknik umum yang digunakan untuk membuat aset 3D untuk industri grafis komputer:
Teknik Pemodelan Umum
Pemodelan Kotak / Pemodelan Subbagian
Pemodelan kotak adalah teknik pemodelan poligonal di mana seniman mulai dengan primitif geometris (kubus, bola, silinder, dll) dan kemudian memurnikan bentuknya sampai penampilan yang diinginkan tercapai.
Pemodel kotak sering bekerja secara bertahap, dimulai dengan mesh resolusi rendah, menyempurnakan bentuk, dan kemudian membagi jala untuk memuluskan tepi yang keras dan menambahkan detail. Proses pengelompokan dan pemurnian diulang sampai mesh mengandung cukup detail poligonal untuk menyampaikan konsep yang dimaksudkan dengan tepat.
Pemodelan kotak mungkin merupakan bentuk pemodelan poligonal yang paling umum dan sering digunakan bersama dengan teknik pemodelan tepi (yang akan kita diskusikan hanya dalam beberapa saat). Kami mengeksplorasi proses pemodelan kotak / tepi secara lebih rinci di sini.
Pemodelan Tepi / Kontur
Pemodelan tepi adalah teknik poligonal lainnya, meskipun secara fundamental berbeda dari mitra pemodelan kotaknya. Dalam pemodelan tepi, daripada memulai dengan bentuk dan pemurnian primitif, model ini pada dasarnya dibangun sepotong demi sepotong dengan menempatkan loop dari wajah-wajah poligonal sepanjang kontur yang menonjol, dan kemudian mengisi celah di antara mereka.
Ini mungkin terdengar rumit, tetapi jerat tertentu sulit diselesaikan melalui pemodelan kotak saja, wajah manusia menjadi contoh yang baik. Untuk memodelkan wajah dengan tepat membutuhkan manajemen yang sangat ketat dari edge flow dan topologi , dan ketepatan yang diberikan oleh pemodelan kontur dapat sangat berharga. Daripada mencoba membentuk rongga mata yang jelas dari kubus poligonal padat (yang membingungkan dan kontra-intuitif), jauh lebih mudah untuk membangun garis mata dan kemudian memodelkan sisanya dari sana. Setelah tengara utama (mata, bibir, browline, hidung, garis rahang) dimodelkan, sisanya cenderung jatuh ke tempatnya hampir secara otomatis.
Pemodelan NURBS / Spline
NURBS adalah teknik pemodelan yang paling banyak digunakan untuk pemodelan otomotif dan industri. Berbeda dengan geometri poligonal, NURBS mesh tidak memiliki wajah, tepi, atau simpul. Sebagai gantinya, model NURBS terdiri dari permukaan yang ditafsirkan dengan halus, dibuat oleh "lofting" mesh di antara dua atau lebih kurva Bezier (juga dikenal sebagai splines).
Kurva NURBS dibuat dengan alat yang bekerja sangat mirip dengan alat pena pada cat MS atau Adobe Illustrator. Kurva digambar dalam ruang 3D dan diedit dengan memindahkan serangkaian pegangan yang disebut CV (simpul kontrol). Untuk memodelkan permukaan NURBS, artis menempatkan kurva di sepanjang kontur yang menonjol, dan perangkat lunak secara otomatis menginterpolasi ruang antara.
Bergantian, permukaan NURBS dapat dibuat dengan memutar kurva profil di sekitar sumbu pusat. Ini adalah teknik pemodelan umum (dan sangat cepat) untuk objek yang bersifat radial — gelas anggur, vas, piring, dll.
Digital Sculpting
Industri teknologi senang berbicara tentang terobosan tertentu yang mereka sebut teknologi mengganggu . Inovasi teknologi yang mengubah cara kita berpikir tentang mencapai suatu tugas tertentu. Mobil itu mengubah cara kami berkeliling. Internet mengubah cara kita mengakses informasi dan berkomunikasi. Digital sculpting adalah teknologi yang mengganggu dalam arti bahwa itu membantu pemodel bebas dari kendala topologi dan aliran tepi, dan memungkinkan mereka untuk secara intuitif membuat model 3D dengan cara yang sangat mirip dengan memahat tanah liat digital.
Dalam pemahatan digital, jerat dibuat secara organik, menggunakan perangkat tablet (Wacom) untuk membentuk dan membentuk model hampir persis seperti pematung akan menggunakan sikat rake pada potongan tanah liat asli. Sculpting digital telah mengambil karakter dan pemodelan makhluk ke tingkat yang baru, membuat proses lebih cepat, lebih efisien, dan memungkinkan seniman untuk bekerja dengan jaring resolusi tinggi yang mengandung jutaan poligon. Sculpted meshes dikenal karena tingkat detail permukaan yang sebelumnya tidak terpikirkan, dan estetika alami (bahkan spontan).
Pemodelan prosedural
Kata prosedural dalam grafik komputer mengacu pada apa pun yang dihasilkan secara algoritme, daripada dibuat secara manual oleh tangan seorang seniman. Dalam pemodelan prosedural, adegan atau objek dibuat berdasarkan aturan atau parameter yang ditentukan pengguna.
Dalam paket pemodelan lingkungan populer Vue, Bryce, dan Terragen, seluruh lanskap dapat dihasilkan dengan menetapkan dan memodifikasi parameter lingkungan seperti kerapatan daun dan rentang ketinggian, atau dengan memilih dari hadiah lanskap seperti gurun, pegunungan, pesisir, dll.
Pemodelan prosedural sering digunakan untuk konstruksi organik seperti pohon dan dedaunan, di mana ada variasi dan kompleksitas yang hampir tak terbatas yang akan sangat memakan waktu (atau tidak mungkin sama sekali) bagi seorang seniman untuk ditangkap dengan tangan. Aplikasi SpeedTree menggunakan algoritma berbasis rekursif / fraktal untuk menghasilkan pohon dan semak unik yang dapat diubah melalui pengaturan yang dapat diedit untuk tinggi batang, kepadatan cabang, sudut, ikal, dan lusinan jika tidak ratusan opsi lainnya. CityEngine menggunakan teknik serupa untuk menghasilkan lanskap kota prosedural.
Pemodelan Berbasis Citra
Pemodelan berbasis gambar adalah proses dimana objek 3D yang dapat diubah secara algoritme diturunkan dari satu set gambar dua dimensi statis. Pemodelan berbasis gambar sering digunakan dalam situasi di mana waktu atau pembatasan anggaran tidak memungkinkan untuk aset 3D sepenuhnya menyadari harus dibuat secara manual.
Mungkin contoh yang paling terkenal dari pemodelan berbasis gambar adalah di The Matrix , di mana tim tidak memiliki waktu atau sumber daya untuk memodelkan set 3D lengkap. Mereka memfilmkan urutan aksi dengan array kamera 360 derajat dan kemudian menggunakan algoritme interpretif untuk memungkinkan gerakan kamera "virtual" 3D melalui perangkat nyata yang tradisional.
Pemindaian 3D
Pemindaian 3D adalah metode digitalisasi objek dunia nyata ketika diperlukan tingkat realisme foto yang sangat tinggi. Objek dunia nyata (atau bahkan aktor) dipindai, dianalisis, dan data mentah (biasanya x, y, z point cloud) digunakan untuk menghasilkan mesh poligonal atau NURBS yang akurat. Pemindaian sering digunakan ketika representasi digital dari aktor dunia nyata diperlukan, seperti dalam The Curious Case of Benjamin Button di mana karakter utama (Brad Pitt) berusia terbalik sepanjang film.
Sebelum Anda khawatir tentang pemindai 3D menggantikan pemodel tradisional, pertimbangkan sejenak bahwa sebagian besar objek yang dimodelkan untuk industri hiburan tidak memiliki persamaan dunia nyata. Sampai kita mulai melihat pesawat luar angkasa, alien, dan karakter kartun berkeliaran, aman untuk mengasumsikan bahwa posisi pemodel di industri CG mungkin aman.