Что такое полигональная сетка и как она формирует 3D-изображения
Что такое полигональная сетка и как она формирует 3D-изображения
Разбираемся, что общего между садовыми фигурами из газона и полигональной сеткой, из чего она состоит и что важно учитывать при её создании.
3D-графика — это история не только про красивые модели и впечатляющие визуальные эффекты, которые пользователи видят на экране, но и про структуру. В основе любого трёхмерного объекта лежит каркас — это и есть полигональная сетка.
В качестве визуального примера представим садовую фигуру кролика, которую сделали из искусственного газона. Чтобы её получить, нужно выстроить каркас из проволоки — она позволяет задать геометрию будущей фигуры.
Слева — проволочный каркас фигуры, справа — он же, обтянутый рулонным газоном. Источник: aif
В случае с 3D-объектами процесс аналогичен: дизайнеру нужно создать скелет, обтянуть его мышцами и после накинуть сверху текстуру, например шерсть, кожу, одежду и т. д. Так формируется геометрия объекта: например, при создании 3D-изображения персонажа в игре дизайнер с помощью полигональной сетки проектирует изгиб носа, выемку под глаза, форму губ персонажа и другие детали.
После того как будет сформирован каркас, сверху на него накладывается визуальная составляющая объекта. Это может быть одежда персонажа, его доспехи или любой другой вариант.
Полигональная сетка выполняет следующие задачи:
● служит базой для создания 3D-объектов и задаёт их геометрию;
● определяет, как на объекте будут отображаться текстуры и свет;
● позволяет редактировать форму, деформировать и анимировать 3D-объект;
● участвует в процессе рендеринга.
В нашем примере с персонажем сетка позволяет дизайнеру не выгибать локоть человека под несвойственным ему углом, например в обратную сторону.
Научиться создавать трёхмерную графику и ловко управляться с полигональной сеткой можно даже без опыта на курсе «3D-дизайнер». Уметь рисовать тоже не обязательно: отсутствие этого навыка не мешает нашим студентам за время обучения выполнить больше восьми разноплановых проектов. Пройти первые уроки можно бесплатно.
Полигональная сетка состоит из множества соединённых между собой полигонов. Чаще всего полигоны — это либо четырёхугольники, либо треугольники. Таким образом, основные элементы сетки — это сами полигоны, их вершины и рёбра. Именно полигоны определяют форму объекта. Плотность сетки, то есть количество в ней полигонов, задаёт уровень детализации объекта. Чем меньше полигонов используется в структуре модели, тем более угловатой она получается. Чтобы сделать объект более детализированным, плавным и сглаженным, нужно использовать большее число полигонов.
Создать полигональную сетку можно несколькими способами.
Самый распространённый способ, когда дизайнер сам выстраивает вершины и соединяет их в полигоны, например в Cinema 4D, Blender, 3D Max, Maya и других специальных программах.
Примитивами называют базовые формы — это куб, сфера, цилиндр и другие простые объекты.
Так называемый обратный способ создания полигональной сетки. В этом случае дизайнер сначала создаёт модель, а потом автоматически или вручную переводит её в сетку для удобства работы.
Здесь сначала была создана модель, а после автоматически выстроена сетка — такой процесс называется ретопологией. Источник: архив эксперта
Преимущества и недостатки полигонального моделирования
Полигональная сетка применяется во всех областях, где используют 3D:
● компьютерные и видеоигры — для создания моделей, окружения, атрибутов, оружия, пейзажей и т. д.;
● кино и анимация — различные спецэффекты, анимационные персонажи, отдельные 3D-сцены и целые миры;
● архитектура и дизайн — визуализация зданий и интерьеров, создание рум-туров;
● VR и AR — для создания виртуальных объектов и миров;
● индустриальный дизайн — создание прототипов и визуализация продукции.
Советы эксперта
Читать также: