7 Tècniques de modelatge comuns per a cinema i jocs

Introducció a les tècniques de modelatge 3D

En aquest lloc, hem tingut l'oportunitat de cobrir tant la superfície com la renderització en profunditat, i recentment hem parlat sobre l' anatomia d'un model 3D . Però, lamentablement, hem oblidat fins ara el tipus d'informació detallada sobre el procés de modelatge en 3D.

Per tal d'establir les coses bé, hem treballat en la preparació d'un grapat d'articles que se centren tant en els aspectes artístics com tècnics del modelatge 3D. Tot i que vam proporcionar una introducció general a la modelització en la nostra discussió sobre la? la tecnologia d'oleoductes informàtics , estava lluny d'estar completa. El modelatge és un tema expansiu i un petit paràgraf a penes pot ratllar la superfície i fer el tema just.

En els propers dies, proporcionarem informació sobre algunes de les tècniques i consideracions habituals que han de fer els modelistes que treballen en les seves pel·lícules i jocs preferits.

Per a la resta d'aquest article, començarem introduint set tècniques habituals utilitzades per crear actius 3D per a la indústria gràfica d'ordinadors:

Tècniques de modelatge comuns

Modelització de caixes / subdivisions

La modelització de caixes és una tècnica de modelatge poligonal en què l'artista comença amb un element primitiu geomètric (cub, esfera, cilindre, etc.), i després refina la seva forma fins que s'aconsegueix l'aparença desitjada.

Els modeladors de caixes sovint treballen en etapes, començant per una malla de baixa resolució, refinant la forma i després dividint la malla per suavitzar arestes dures i afegir detalls. El procés de subdividir i refinar es repeteix fins que la malla conté prou detalls poligonals per transmetre correctament el concepte previst.

La modelització del quadre és probablement la forma més comú de modelació poligonal i s'utilitza sovint juntament amb les tècniques de modelatge d'avantatges (que parlarem en un moment). Explorem aquí el procés de modelatge de caixa / vora més detalladament.

Modelatge de vora / contorn

La modelització de vores és una altra tècnica poligonal, encara que fonamentalment diferent de la seva contrapart de modelatge de caixa. En modelatge de vora, en comptes de començar amb una forma primitiva i refinació, el model es construeix essencialment per peça mitjançant la col·locació de bucles de cares poligonals al llarg de contorns prominents i omplint els buits entre ells.

Això pot sonar innecessàriament complicat, però certes malles són difícils de completar a través del modelatge de caixes soles, la cara humana és un bon exemple. Per modelar una cara correctament, es requereix una gestió molt estricta del flux d' avantatges i la topologia , i la precisió que proporciona el modelatge de contorns pot ser molt valuosa. En comptes d'intentar formular una presa de l'ull ben definida d'un cub poligonal sòlid (que és confús i contrarintús), és molt més fàcil construir un contorn de l'ull i modelar la resta d'allà. Una vegada que els fites principals (ulls, llavis, nervis, nas, mandíbula) es modelen, la resta tendeix a caure gairebé automàticament.

Modelització de NURBS / Spline

NURBS és una tècnica de modelatge que s'utilitza més intensament per a la modelització automotriu i industrial. En contrast amb la geometria poligonal, una malla NURBS no té cares, arestes ni vèrtexs. En comptes d'això, els models NURBS estan formats per superfícies ben interpretades, creades per "lofting", una malla entre dues o més corbes Bezier (també conegudes com splines).

Les corbes NURBS es creen amb una eina que funciona de manera semblant a l'eina de ploma en MS Paint o Adobe Illustrator. La corba es dibuixa en espai 3D i s'edita movent una sèrie de mànecs anomenats CVs (vèrtexs de control). Per modelar una superfície NURBS, l'artista posa corbes al llarg de contorns prominents, i el programari interpola automàticament l'espai entre.

Alternativament, es pot crear una superfície NURBS girant una corba de perfil al voltant d'un eix central. Es tracta d'una tècnica de modelització comuna (i molt ràpida) d'objectes de naturalesa radial: copes de vi, gerros, plaques, etc.

Escultura digital

La indústria tecnològica li agrada parlar de certs avenços que han anomenat tecnologies pertorbadores . Innovacions tecnològiques que modifiquen la nostra manera d'arribar a una determinada tasca. L'automòbil va canviar la nostra manera d'aconseguir. Internet ha canviat la manera d'accedir a la informació i comunicar-nos. L'escultura digital és una tecnologia disruptiva en el sentit que ha ajudat els modeladors gratuïts a les restriccions minucioses de la topologia i del flux avantguardista, i els permet crear intuïtivament models 3D d'una manera molt similar a l'esculpir l'argila digital.

En l'escultura digital, les malles es creen de manera orgànica, utilitzant un dispositiu de tableta (Wacom) per modelar i modelar el model gairebé exactament com si un escultor utilitzés raspalls de rasclet sobre un tamany real d'argila. L'escultura digital ha portat el modelatge de caràcter i criatura a un nou nivell, fent que el procés sigui més ràpid, més eficaç i permeti als artistes treballar amb malles d'alta resolució que contenen milions de polígons. Les malles esculpides són conegudes per nivells de detall superficial impensables i una estètica natural (fins i tot espontània).

Modelatge processal

La paraula procedural en la informàtica es refereix a qualsevol cosa generada algorítmicament, en lloc de ser creada manualment per la mà d'un artista. En el modelatge processal, es creen escenes o objectes basats en regles o paràmetres definits per l'usuari.

En l'entorn popular, els paquets de modelatge Vue, Bryce i Terragen es poden generar paisatges sencers configurant i modificant paràmetres ambientals com la densitat de fullatge i el rang d'elevació o escollint entre els paisatges presents com el desert, l'alpí, el litoral, etc.

La modelització processal s'utilitza sovint per a construccions orgàniques, com ara arbres i fullatge, on hi ha una variació i complexitat gairebé infinites que portaria molt de temps (o impossible per complet) perquè un artista capturi a mà. L'aplicació SpeedTree utilitza un algoritme recursiu / basat en fractals per generar arbres i arbustos únics que es poden ajustar a través de configuracions editables per a l'alçada del tronc, la densitat de la branca, l'angle, el rivet i les desenes, si no centenars d'altres opcions. CityEngine utilitza tècniques similars per generar paisatges urbans de procediment.

Modelatge basat en imatges

La modelització basada en la imatge és un procés mitjançant el qual els objectes 3D transformables es deriven algorítmicament d'un conjunt d'imatges estàtiques bidimensionals. El modelatge basat en imatges s'utilitza sovint en situacions on les restriccions horàries o pressupostàries no permeten que es creï un actiu 3D totalment realitzat.

Potser l'exemple més famós de modelatge basat en imatges va ser a The Matrix , on l'equip no tenia ni el temps ni els recursos per modelar conjunts 3D complets. Van filmar seqüències d'acció amb matrius de càmera de 360 ​​graus i després van utilitzar un algoritme interpretatiu per permetre el moviment de càmera 3D "virtual" a través de conjunts tradicionals del món real.

Escaneig 3D

L'escaneig en 3D és un mètode de digitalització dels objectes del món real quan es requereix un altíssim nivell de fotorrealisme. Un objecte del món real (o fins i tot l'actor) s'analitza, s'analitza i les dades en brut (generalment un x, y, punt z del núvol) s'utilitzen per generar una malla poligonal o NURBS precisa. L'escaneig s'utilitza sovint quan es requereix una representació digital d'un actor del món real, com en The Curious Case de Benjamin Button, on el personatge principal (Brad Pitt) té anys enrere al llarg de la pel·lícula.

Abans d'anar preocupat pels escàners en 3D que substitueixen els modeladors tradicionals, consideri per un moment que la major part dels objectes modelats per a la indústria de l'entreteniment no tenen un equivalent en el món real. Fins que comencem a veure naus espacials, estrangers i personatges de dibuixos animats, és segur assumir que la posició del modelador a la indústria de CG probablement sigui segura.