Полигонно моделиране

Слайд 1

Моделиране и визуализиране
на обекти
Тема 4
Полигонно моделиране

Слайд 2

Полигонно моделиране
Полигонното моделиране се използва за създаване на обекти с рязко очертани ръбове.
Намира много широко приложение при моделирането на архитектурни обекти.
Използва се при създаването на персонажи в компютърните игри.

Слайд 3

Анатомия на полигона
Един полигонен модел представлява група от точки в тримерното пространство, наречени върхове, които са свързани с отсечки, наречени ръбове, така че образуват многоъгълници, наречени лица.
Връх (Vertex) – точка в пространството.
Ръб (Edge) – отсечка, съединяваща два върха.
Лице (Face) – областта, обхваната от минимум три съседни ръба.

Слайд 4

Полигонен модел
Полигонните върхове определят крайния резултат на полигонния модел. Ръбът се представя чрез права линия (отсечка) между двата върха, които го определят. Лицето се определя като област, очертана от свързани ръбове. Ръбове, които очертават само едно лице (не са споделени) се наричат още гранични ръбове.
Полигонният модел е съвкупност от лица. Когато е затворен (няма липсващи лица или несвързани върхове), той формира геометрично тяло. Това дава възможността да се редактира и текстурира модела лице по лице.

Слайд 5

Предимства
на полигонното моделиране
Моделирането на детайлизирани или разклонени модели е лесно.
Възможно е да се вмъкват детайли навсякъде по повърхнината.
Лесно е да се моделират обекти с твърди повърхности и рязко очертани ръбове.
На разположение са прости набори с инструменти.
Възможно е присвояване на UV текстурни координати.
Моделите са преносими между различни програми.

Слайд 6

Недостатъци
на полигонното моделиране
За да бъде представен един обект с меки очертания, трябва да се използват много полигонни лица.
Обемът данни на плавния полигонен обект е сравнително голям, поради големия брой върхове, необходими за създаване на плавно очертан и детайлизиран обект.
Редактирането на плавни обекти може да е трудно. Възможно е да се преодолее този проблем чрез редактиране само на предварително изгладен полигонен модел с ниска разделителна способност и ползване на инструмента Smooth във финалните стъпки.

Слайд 7

Съвети
за полигонното моделиране
Желателно е лицата да се поддържат равнинни.
Едно равнинно лице е напълно плоско. Едно триъгълно лице е винаги плоско лице.
Ако се селектира връх от триъгълно лице и се премести нагоре, резултатът е пак равнинно лице.
Ако лицето има повече от четири точки, изтеглянето нагоре или надолу на един връх може да създаде неравнинно лице.

Слайд 8

Полигонни повърхнини
с показани нормали
Всяко полигонно лице има нормала. Нужно е да се управляват нормалите към повърхнините в процеса на работа.
Когато се сливат няколко лица е важно е всички нормали да сочат в една посока.

Слайд 9

Още …
Повърхнините със смесено ориентирани нормали се наричат non-manifold (недопускащи размножаване).
Възможно е да се провери как са ориентирани нормалите като се селектира полигонен обект и се включи визуализирането на нормалите (специфична команда за различните софтуерни продукти).

Слайд 10

Булеви операции
над полигонни модели
Булевите операции позволяват:
да се обединят два полигонни обекта (булево обединение);
да извади един полигонен обект от друг (булево изваждане);
да се извлече общата част на два пресичащи се обекта (булево сечение).
Булевата операция може да доведе до създаване на голям брой n-ъгълници. По тази причина булевите операции е препоръчително да се използват в края на моделирането.

Слайд 11

Полигонно моделиране
Възможно е да се моделира с полигони, за получаване на някои сложни модели със значителна детайлност.
Построяването на модела става чрез използване на полигонен примитив, чертане на лица или с конвертиране на NURBS или подразделени модели в полигони.

Слайд 12

Пример
Моделирането на детайлизирани или разклонени модели е лесно, тъй като полигонните модели са базирани на свързване на независими лица, възможно е да се вмъкват детайли навсякъде по повърхнината.
Разклоняването (branching), което се получава в области, подобни на пръстите, излизащи от дланта, може да бъде изпълнено бързо и лесно, запазвайки единната повърхнина.

Слайд 13

Планиране
Винаги трябва да се планира преди същинското моделиране, защото може да се получи безкраен лабиринт от ръбове, ненужни лица или върхове, които свързват повече от четири ръба.
Първоначално е добре да се скицира основната форма, след това базата, от които се планира структурата от ръбове. Добрата топология е най- важна при моделирането.

Слайд 14

Топология
Понеже топологията играе важна роля в изграждането на модела, се взима решение какви възможности за анимации ще има модела.
С добра топология се постигат много по- реалистични изражения, в противен случай, промяната изглежда неестествено.
Добрата топология дава възможност за направата на модел с минимален брой лица, но все пак изглеждащ реалистично и точно.

Слайд 15

Правила за моделиране
Колкото може повече четириъгълни лица и триъгълни там, където е нужно. Избягването на триъгълници е обяснимо с факта, че при анимиране, деформациите не изглеждат гладки и естествени.
Избягване на върхове, принадлежащи на повече от 4 ръба. Получаването им е неизбежно, но е важно областите с такива върхове да бъдат разположени на места, на които не се забелязват. Областите, в които има такива върхове, не се изглаждат добре.

Слайд 16

Препоръки
Полигоните да не бъдат дълги и тънки, нито с формата на диамант.
Посоката на ръбовете не трябва да се променя рязко, както и не трябва да пропада под цялостната мрежа.
Най-лошият случай е този, в който пресичащи се ръбове попадат под повърхността.

Слайд 17

Построяване на
реалистичен модел
Най-трудната част е намирането на баланса между добавянето на достатъчно детайли, за построяване на реалистичен модел и същевременно да останат възможно най-малко полигони за лесната обработка при рендиране.
Колкото повече полигони има модела, толкова по-точен става той, но промяната му се затруднява значително. Това важи както за анимацията, така и за изграждане на единични кадри.

Регистрирайте се за пълен достъп