Η δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου

Επειδή το τρισδιάστατο μοντέλο σχηματίζεται από μια συλλογή δεδομένων (σημεία και άλλες πληροφορίες), μπορείτε να δημιουργήσετε αυτά τα τρισδιάστατα μοντέλα με το χέρι (χειροκίνητα), αλγοριθμικά (διαδικαστική μοντελοποίηση) ή σαρωμένα (χρησιμοποιώντας μεθόδους τρισδιάστατης σάρωσης). Μπορείτε να δημιουργήσετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο με έναν από τους τρεις δημοφιλείς τρόπους:

• Πολυγωνική μοντελοποίηση
• Μοντελοποίηση καμπύλης
• Ψηφιακή γλυπτική

Αυτές οι μέθοδοι, που περιγράφονται εδώ, επιτρέπουν την πολύ καλλιτεχνική εξερεύνηση του μοντέλου με την τοπολογία που δημιουργείται πάνω του μετά τη γλυπτική της μορφής των μοντέλων και των λεπτομερειών. Το νέο πλέγμα θα έχει συνήθως τις αρχικές πληροφορίες πλέγματος υψηλής ανάλυσης που μεταφέρονται σε δεδομένα μετατόπισης ή κανονικά δεδομένα χάρτη, εάν πρόκειται για μηχανή παιχνιδιού. Τα πλέγματα είναι δίχτυα διασυνδεδεμένων τριγώνων.

Λόγω της ακρίβειας και της καλλιτεχνίας που παρέχει η ψηφιακή γλυπτική, οι τρισδιάστατοι μοντελιστές που χρησιμοποιούνται συχνά εγκαθίστανται σε tablet χρησιμοποιώντας γραφίδες υψηλής ακρίβειας. Δείτε τα τρισδιάστατα ψάρια φαντασίας σε αυτό το σχήμα για ένα τυπικό παράδειγμα τρισδιάστατου μοντέλου. Μοντελοποιήθηκε χρησιμοποιώντας οργανικές επιφάνειες.

Πίστωση: Jahurtado/CC BY-SA 4.0.
Ένα τρισδιάστατο ψάρι φαντασίας που αποτελείται από οργανικές επιφάνειες που δημιουργούνται χρησιμοποιώντας LAI4D.

Πολυγωνική μοντελοποίηση

Τα σημεία που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου ονομάζονται κορυφές και συνδέονται με τμήματα γραμμής για να σχηματίσουν ένα πολυγωνικό πλέγμα. (Φανταστείτε έναν τρισδιάστατο ιστό αράχνης, όπου σχηματίζει ένα τρισδιάστατο σχήμα και κάθε γραμμή από κάθε σημείο διασύνδεσης σχηματίζει μια τρισδιάστατη άκρη, και κάθε μία από αυτές τις άκρες σχηματίζει το τρισδιάστατο μοντέλο.)

Πολλά τρισδιάστατα μοντέλα που δημιουργούνται αναπτύσσονται ως πολυγωνικά μοντέλα με υφή, επειδή είναι ευέλικτα και μπορούν να αποδοθούν εξαιρετικά γρήγορα.

Το μειονέκτημα, ωστόσο, είναι ότι τα πολύγωνα είναι επίπεδα και μπορούν να προσεγγίσουν μόνο καμπύλες επιφάνειες χρησιμοποιώντας πολλά πολύγωνα.

Το παρακάτω σχήμα σάς δίνει μια καλή ιδέα για το πώς η πολυγωνική μοντελοποίηση διασπά ένα αντικείμενο - σε αυτήν την περίπτωση, ένα ανθρώπινο κεφάλι - σε πολύγωνα για να μπορέσει να μοντελοποιηθεί και να αποδοθεί γρήγορα.

Πίστωση: CC BY-SA 3.0.
Πολυγωνική μοντελοποίηση.

Μοντελοποίηση καμπύλης

Χρησιμοποιώντας τη μοντελοποίηση καμπυλών, οι τρισδιάστατες επιφάνειες ορίζονται από καμπύλες, επηρεαζόμενες από σταθμισμένα σημεία ελέγχου, τα οποία τραβούν τις καμπύλες προς την κατάλληλη κατεύθυνση.

Στη συνέχεια, η καμπύλη ακολουθεί τα σημεία (αλλά μερικές φορές δεν τα παρεμβάλλει). Εάν η στάθμιση για ένα σημείο αυξηθεί, θα τραβήξει την καμπύλη πιο κοντά σε αυτό το σημείο.

Οι τύποι καμπυλών περιλαμβάνουν Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS), splines, patches και γεωμετρικά primitives. Ενώ όλα ακούγονται περίπλοκα, ο τρισδιάστατος μοντελιστής, όπως το Tinkercad, θα κάνει όλα τα μαθηματικά.

Ψηφιακή γλυπτική

Η ψηφιακή γλυπτική είναι μια νέα μέθοδος μοντελοποίησης, η οποία έχει γίνει δημοφιλής στις τρέχουσες συσκευές tablet που χρησιμοποιούν το υψηλής ακρίβειας στυλ που είναι τώρα διαθέσιμο.

Επί του παρόντος υπάρχουν τρεις τύποι ψηφιακής γλυπτικής:

• Η μετατόπιση είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μεταξύ των εφαρμογών αυτή τη στιγμή. Το Displacement χρησιμοποιεί ένα μοντέλο πυκνού πλέγματος και αποθηκεύει θέσεις για τις θέσεις κορυφής μέσω της χρήσης ενός χάρτη εικόνας 32 bit.
• Το Volumetric βασίζεται χαλαρά σε voxels (μια συστοιχία στοιχείων όγκου που σχηματίζουν έναν πλασματικό τρισδιάστατο χώρο) και έχει παρόμοιες δυνατότητες με τη μετατόπιση. Ωστόσο, δεν υποφέρει από τέντωμα πολυγώνου όταν μια περιοχή δεν έχει αρκετά πολύγωνα για να επιτύχει μια παραμόρφωση.
• Η δυναμική σύνθεση είναι παρόμοια με τα voxel, αλλά διαιρεί την επιφάνεια χρησιμοποιώντας τριγωνισμό για να διατηρήσει μια λεία επιφάνεια και να επιτρέψει πιο λεπτές λεπτομέρειες.