Components del model 3D: vèrtexs, vores, polígons i més

Els models 3D són un dels blocs bàsics essencials dels gràfics en 3D. Sense ells, no hi hauria animació per ordinador: no Història de joguines , no Wall-E , no hi ha grans ogres verds.

No hi ha jocs en 3D, el que significa que mai hem d'explorar a Hyrule Ocarina del temps , i el cap mestre mai va estar en Halo. No hi hauria Transformadors pel·lícules (almenys tal com les coneixem avui), i els anuncis d'automòbils no podrien semblar tan grans com ho fan avui.

Tots els objectes, caràcters i entorns, en totes les pel·lícules animades d'ordinador o videojocs en 3D, estan formats per models 3D. Així que sí, són bastant importants en el món de CG.

Què és un model 3D?

Un model 3D és una representació matemàtica de qualsevol objecte tridimensional (real o imaginat) en un entorn de programari 3D. A diferència d'una imatge 2D, els models 3D es poden visualitzar en suites de programari especialitzades des de qualsevol angle i es poden escalar, rotar o modificar lliurement. El procés de creació i configuració d'un model 3D es coneix com a modelatge en 3D.

Tipus de models 3D

Hi ha dos tipus principals de models 3D que s'utilitzen a la indústria de pel·lícules i jocs, les diferències més aparents en la forma en què es creen i manipulen (hi ha diferències en les matemàtiques subjacents, però això és menys important fins al final -user).

1. NURBS Superfície: Una superfície B-spline racional no uniforme, o superfície NURBS, és un model de superfície llisa creat mitjançant l'ús de corbes Bezier (com una versió 3D de l'eina MS Paint pen). Per formar una superfície NURBS, l'artista dibuixa dues o més corbes en espai 3D, que es poden manipular amb mànecs de moviment anomenats vèrtexs de control (CV) al llarg de l'eix x, y o z.
   1. L'aplicació de programari interpola l'espai entre corbes i crea una malla llisa entre elles. Les superfícies NURBS tenen el màxim nivell de precisió matemàtica i, per tant, són més utilitzades en la modelització de l'enginyeria i el disseny automobilístic.
2. Model poligonal: Els models poligonals o "malles" tal com solen anomenar-se, són la forma més comuna de model 3D que es troba a la indústria de l'animació, la pel·lícula i els jocs, i seran els que ens centrarem en la resta de article.

Els components d'un model poligonal

• Cares: La característica definitòria d'un model poligonal és que (a diferència de les superfícies NURBS) hi ha malles poligonals facetes , el que significa que la superfície del model 3D està formada per centenars o milers de cares geomètriques.

En bona modelització, els polígons són de quatre costats ( Quads - la norma en modelatge / modelatge orgànic) o de tres costats ( tris - S'utilitza més comunament en el modelatge de jocs). Els bons modeladors s'esforcen per l'eficiència i l'organització, tractant de mantenir els recomptes de polígons el més baix possible per a la forma desitjada. El nombre de polígons en una malla, s'anomena poly-count, mentre es diu la densitat del polígon resolució. Els millors models 3D tenen alta resolució? on es requereix més detall, com les mans o la cara d'un personatge, i la baixa resolució a les zones de detall més baixes de la malla. Normalment, com més alta sigui la resolució general d'un model, el més suau apareixerà en un renderitzat final. Les malles de resolució més baixes es veuen boxy (recordeu Mario 64 ?).

• Vores: Una vora és qualsevol punt de la superfície d'un model 3D on es troben dues cares poligonals.
• Vèrtexs: El punt d'intersecció entre tres o més arestes s'anomena vèrtex ( pl. vèrtexs ). La manipulació de vèrtexs en els eixos x, y, i z (afectuosament anomenada "empènyer i tirar de vèrtexs") és la tècnica més habitual per configurar una malla poligonal en la seva forma final en paquets de modelatge tradicionals com Maya, 3Ds Max, etc. (Les tècniques són molt, molt diferents a l'hora d'esculpir aplicacions com ZBrush o Mudbox).

Els models poligonals són molt semblants a les formes geomètriques que probablement ha après a l'escola mitjana. Igual que un cub geomètric bàsic, es formen models poligonals en 3D cares, vores i vèrtexs. De fet, els models 3D més complexos comencen com una forma geomètrica simple, com un cub, una esfera o un cilindre. Aquestes formes 3D bàsiques són cridades primitives d'objectes. Les primitives es poden modelar, modelar i manipular en qualsevol objecte que l'artista intenti crear (tant com ens agradaria detallar, cobrem el procés de modelatge en 3D en un article per separat).

Hi ha un component més dels models 3D que cal abordar:

Textures i Ombres

Sense textures i ombres, un model 3D no semblaria gaire. De fet, no podreu veure-ho en absolut. Encara que les textures i les ombres no tenen res a veure amb la forma general d'un model 3D, tenen tot a veure amb la seva aparença visual.

• Ombres: Un shader és un conjunt d'instruccions aplicades a un model 3D que permet a l'ordinador saber com s'ha de mostrar. Tot i que les xarxes d'ombrejat es poden codificar manualment, la majoria dels paquets de programari 3D tenen eines que permeten a l'artista ajustar els paràmetres de l'ombrejat amb gran facilitat. Utilitzant aquestes eines, l'artista pot controlar la forma en què la superfície del model interactua amb la llum, incloent-hi l'opacitat, la reflectivitat, el ressaltat especular (glossa) i desenes d'altres.
• Textures: Les textures també contribueixen enormement a l'aparença visual del model. Les textures són fitxers d'imatge bidimensional que es poden assignar a la superfície 3D del model a través d'un procés conegut com mapatge de la textura . Les textures poden variar de complexitat a partir de textures de color pla simple fins a detalls de superfície totalment fotorrealistes.

La textura i l'ombrejat són un aspecte important del gasoducte gràfic per a ordinadors, i convertir-se en un bon escrit per a xarxes d'ombres o desenvolupar mapes de textura és una especialitat pròpia. Els artistes de la textura i l'ombra són tan fonamentals en l'aspecte general d'una pel·lícula o imatge com a modeladors o animadors.

Concloure

Amb sort, en aquest moment, coneixeu una mica més els models 3D i les seves característiques principals. En el seu nucli, els models 3D són simplement formes geomètriques complexes amb centenars de petites cares poligonals. Si bé, sens dubte és divertit de llegir sobre els models 3D, és encara més emocionant fer-los a tu mateix.