Contoh pemodelan poligonal di 3ds max. Pelajaran: Pemodelan Poligon Sederhana dari TV

Apa itu pemodelan 3D poligonal dan untuk apa digunakan?

Pemodelan 3D Poligonal (Polygonal modeling) merupakan bagian integral dari kehidupan kita sehari-hari. Orang modern menghadapinya hampir setiap hari, bahkan mungkin tanpa menyadarinya. Bioskop, animasi, permainan komputer, realitas virtual, dll. - semua ini adalah arah di mana grafik 3D poligonal digunakan.

Dengan munculnya printer 3D, model poligonal juga telah digunakan untuk pencetakan objek 3D.

Karena semakin populernya printer 3D, dan pemodelan 3D yang relatif lebih sederhana dibandingkan dengan permukaan/padat, format model poligonal menjadi lebih banyak digunakan oleh pengembang program CNC untuk peralatan mesin dengan kontrol numerik (CNC). Terutama CNC untuk kayu, plastik dan logam lunak.

Untuk memiliki pemahaman yang benar tentang pemodelan 3D, dan mengatur tugas desainer dengan benar, cukup mengetahui beberapa prinsip dasar.

Saat ini, ada dua arah utama dalam pengembangan pemodelan objek 3D: poligonal dan padat (permukaan).

Arah utama di mana pemodelan 3D poligonal digunakan adalah grafik 3D. Solid State/Permukaan - Desain Industri.

Tergantung pada jenis produk akhir yang ingin Anda dapatkan, pemodelan 3D solid-state (permukaan) atau pemodelan poligonal dipilih.

Misalnya, jika Anda ingin mencetak mainan di printer 3D atau memotong relief 3D gambar kayu di mesin frais, maka Anda harus memilih format poligonal model 3D. Jika Anda akan merilis produk industri apa pun, maka Anda harus memilih format solid-state. (Lihat bagian "Teknologi" Pemodelan 3D padat / permukaan).

Perbedaan kedua format tersebut terletak pada prinsip pembentukan objek 3D. Dalam pemodelan 3D poligonal, objek dibangun dari poligon, dalam pemodelan 3D padat/permukaan, objek dibangun dari elemen geometris seperti garis. kurva, splines, dll., Dan atas dasar elemen-elemen ini, berbagai bentuk geometris dibangun.

Poligon adalah elemen permukaan tunggal yang direpresentasikan sebagai segitiga atau segiempat, yang ditempatkan dalam sistem koordinat tiga dimensi. Faktanya, pemodelan poligonal adalah turunan dari gambar raster dua dimensi (piksel yang terkenal), tetapi dalam sistem koordinat tiga dimensi.

Kualitas model 3D poligonal menentukan jumlah poligon dan bagaimana ujungnya cocok satu sama lain. Aturan selalu berlaku - semakin banyak poligon, semakin tinggi detail model 3D poligonal.

Dalam pemodelan 3D, dengan model poligonal yang sangat detail, tidak terlalu penting untuk memasangkan tepi jika Anda akan membuat produk ini pada printer 3D atau pada mesin penggilingan. Sebagai aturan, sistem CNC pada mesin yang menerima format ini memiliki algoritme yang membuat kesalahan seperti itu dalam model 3D poligonal menjadi tidak signifikan.

Model poligonal tidak digunakan untuk pembuatan bagian kompleks pada peralatan mesin karena ketidakmungkinan memproses bagian dengan berbagai alat selama pemesinan. Dan ini adalah kondisi yang sangat penting jika bagian industri diproses. Ada kemungkinan besar bahwa perangkat lunak CNC berlisensi untuk mesin pengerjaan logam modern bahkan tidak akan mengimpor model poligonal.

Jadi, jika Anda memiliki tugas untuk menghasilkan produk dengan akurasi tinggi, dengan lubang genap, benang, dll., maka Anda harus memilih pemodelan 3D permukaan/keadaan padat.

Format paling umum dari model 3D poligonal, yang dirasakan oleh sebagian besar program CNC, untuk pembentukan program kontrol untuk peralatan mesin adalah *.STL (Binary).

Yang kurang umum adalah *.3DS, *.OBJ, *.ASC, *.PLY, *.FCS.

Kami ingin menarik perhatian Anda pada fakta bahwa saat ini tidak ada konverter yang efektif untuk mengonversi STL ke IGS, STP (model solid state). Semua solusi memberikan hasil biasa-biasa saja yang tidak dapat digunakan tanpa modifikasi tambahan pada model 3D.

Mengonversi model 3D poligonal dari satu format poligon ke format lain biasanya dilakukan dengan menyimpan ulang file model 3D dalam format yang diperlukan.

Ingatlah bahwa pilihan format data yang tepat sebelum memulai simulasi, dan pengaturan tugas yang benar untuk kontraktor pesanan Anda adalah dasar untuk mendapatkan kualitas produk yang diharapkan!

Tutorial pemodelan poligon 3ds Max ini mencakup operasi 3d yang paling umum digunakan saat menggunakan pengubah Edit Poly (atau Editable Poly). Metode ini sangat bagus untuk membuat hampir semua objek di 3ds Max.

Pertama, mari kita buat Kotak primitif sederhana dengan proporsi TV asli.

gambar 1. Dibuat primitif 3d awal - Kotak

Mari kita terapkan pengubah ke kotak kita Sunting Poli

gbr.2. Pengubah diterapkan Sunting Poli

Dengan menekan tombol F4 pada keyboard di 3ds Max kami mengaktifkan tampilan tepi model poligonal kami.

Di tumpukan pengubah, pergi ke tingkat poligon untuk memulai pemodelan. Dan pilih poligon depan tempat kita akan mulai membuat layar.

gbr.3. Pindah ke tingkat poligon dan pilih yang depan di jendela perspektif

Terapkan operasi ke poligon yang dipilih Sisipan untuk membuat wajah seperti yang ditunjukkan pada gambar. Ini akan berfungsi sebagai dasar untuk membuat layar.

gbr.4. Menerapkan operasi ke poligon Sisipan

Tekan poligon yang dihasilkan ke dalam dengan perintah mengusir.

gbr.5. Menekan operasi TPA mengusir

Bagi lagi poligon tersemat ganda dengan operasi Tesselate(Subdivisi), sehingga meningkatkan detail wajah depan untuk kemungkinan deformasi lebih lanjut. Secara umum, tidak disarankan untuk menyalahgunakan operasi ini di model Anda.

gbr.6. Tingkatkan detail wajah dengan operasi Tesselate

Pergi ke level vertex dan pilih vertex tengah layar.

gbr.7. Memilih titik pusat

Aktifkan mode pemilihan lunak Pilihan Lembut(Berkat dia kita akan dapat mengubah bentuk objek dengan lebih lancar). Perhatikan opsi Falloff dan Bubble. jatuh bertanggung jawab atas lebar zona penangkapan simpul tetangga. Gelembung- untuk bentuk distribusi bobot. Bayangan warna dengan jelas menunjukkan tingkat penangkapan.

Sekarang mari kita gerakkan titik tengah ke depan sedikit untuk membuat layar lebih bulat. Pastikan untuk keluar dari mode pemilihan lunak setelah selesai.

gbr.8. Pindahkan titik tengah ke depan sedikit dengan mode pemilihan lunak

Layar sudah siap, sekarang kita perlu menyiapkan dinding belakang. Kembali ke tingkat poligon dan pilih wajah belakang.

gbr.9. Memilih bagian belakang TV

Terapkan operasi ke poligon yang dipilih memiringkan(Ekstrusi bevel).
Tinggi- jumlah ekstrusi
garis besar- derajat kontraksi

gbr.10. Memilih bagian belakang TV

Ekstrusi wajah belakang lagi dengan operasi mengusir.
Tinggi- jumlah ekstrusi

Pertimbangkan komponen utama dari teori pemodelan poligonal.

Quads vs tris danN-gon

Jadi, apa perbedaan antara quad, tris dan N-gon? Nah, segi empat adalah poligon yang memiliki 4 sisi, tris adalah poligon yang memiliki 3 sisi, N-gon adalah poligon yang memiliki lebih dari 4 sisi.

Saat membuat model, yang terbaik adalah tetap menggunakan segi empat atau segi empat. Terutama karena fakta bahwa mereka dirender lebih dapat diprediksi, berubah bentuk lebih baik dalam animasi, dan teksturnya paling sedikit terdistorsi.

Trises atau segitiga paling baik digunakan di tempat yang paling tidak terlihat.

Tetapi penggunaan N-gon lebih baik untuk dihindari sama sekali, karena mereka dapat membentuk artefak aneh pada render, dan hampir tidak mungkin untuk mengecat kulit dengan poligon dengan baik selama pemasangan.

Juga, dalam perangkat lunak pemahatan digital seperti ZBrush dan Mudbox, paling mudah untuk bekerja dengan model yang terdiri dari paha depan.

Kegembiraan poligon dan kesedihan poligon

Seragam-geometri

Geometri seragam berarti bahwa selama proses pemodelan Anda mencoba untuk menempel pada paha depan atau paha depan sebanyak mungkin, menempatkannya secara merata. Akan menyenangkan untuk membuat rig geometri seperti itu, itu akan berubah bentuk dengan sempurna pada animasi. Dan, sementara tekstur yang baik sangat bergantung pada UV yang baik, mereka akan terdistorsi bahkan lebih sedikit jika geometri terdiri dari segi empat.

Maya memiliki alat Sculpt Geometry yang luar biasa yang, ketika diatur ke mode Relax, dapat menghaluskan tepiannya dengan baik.

Dengan alatpatung geometri Anda dapat menghaluskan tepinya

Topologi

Sepintas, lokasi tepi tidak masalah. Tapi tidak.

Saat memodelkan karakter realistis, ada baiknya mempelajari anatomi manusia. Dalam hal ini, arah tepi dan topologi harus sesuai dengan lokasi otot pada tubuh manusia, yang akan membuat deformasi geometri yang lebih benar.

Dalam kasus karakter yang lebih kartun dan bergaya, ada lebih banyak ruang untuk manuver, namun, pengetahuan tentang anatomi tidak akan berlebihan bahkan dalam kasus ini.

Untuk deformasi yang benar, topologi harus sesuai dengan loop tepi yang diperlukan.

Tidak berlipat gandageometri

Geometri non-manifold dapat berisi berbagai kesalahan yang muncul selama proses pemodelan. Ini bisa menjadi tepi gantung (tanpa wajah); tepi umum untuk tiga atau lebih wajah; normal dari wajah tetangga yang diarahkan ke arah yang berlawanan; jumlah wajah yang konvergen pada satu titik mungkin berbeda dari jumlah wajah yang berasal dari titik ini, dll.

Misalnya, buat sebuah kubus, pilih salah satu tepinya dan jalankan perintah Edit Mesh > Extrude. Jadi, kami mendapat objek non-manifold. Jika itu adalah selembar kertas, maka itu akan menjadi lipatan yang sulit untuk dihilangkan. Jika Anda melakukan operasi Boolean pada kubus seperti itu, maka semuanya segera menjadi jelas.

Geometri non-manifold bisa menyebalkan, jadi cobalah untuk menghindarinya. Alat Pembersihan, ditemukan di menu Mesh, akan membantu Anda memecahkan banyak masalah yang terkait dengan geometri non-manifold.

Geometri non-manifold bisa menyebalkan

Setiap tepi harus pada tempatnya

Idealnya, kami memulai proses pemodelan dengan primitif sederhana, seperti kubus, yang kemudian kami tambahkan loop tepi, ekstrusi, dll.

Pada saat yang sama, penting untuk menjaga kerumitan tetap sederhana, menambahkan detail hanya di tempat yang benar-benar dibutuhkan. Lebih sedikit bisa lebih baik. Seiring waktu, Anda akan mendapatkan ide yang lebih baik tentang cara mengoptimalkan model, tetapi untuk saat ini, tetaplah membuat model.

Jangan membuat model terlalu rumit, tambahkan detail hanya jika Anda benar-benar membutuhkannya.

Jelajahi dunia di sekitar Anda

Segala sesuatu yang kami coba buat ulang secara terprogram adalah cerminan dari hal-hal yang benar-benar ada. Oleh karena itu, saran yang paling penting adalah mempelajari dunia di sekitar kita.

Dan ini tidak hanya berlaku untuk pemodel, tetapi juga untuk rigger, animator, desainer pencahayaan, dll. Pikirkan tentang bagaimana objek ini atau itu bekerja, bagaimana itu menyala, berubah bentuk, dll. Menemukan jawaban atas pertanyaan seperti itu akan membuat hidup lebih mudah.

Ingin tahu lebih banyak? Datang ke kami

Pengenalan poligon

Poligon adalah salah satu jenis geometri yang digunakan untuk membuat model 3D di Autodesk® Maya®. Selain itu, Maya memiliki dua jenis permukaan lagi - NURBS dan hierarkis (subdivisi).

Poligon digunakan untuk membuat banyak jenis model 3D dan banyak digunakan untuk mendesain objek 3D di film, video game, dan internet.

Terminologi poligon

Poligon adalah bentuk dengan sisi lurus (3 atau lebih sisi) yang ditentukan oleh titik-titik dalam ruang 3D ( sudut) dan garis yang menghubungkan titik-titik ini (tepian)). Bagian dalam poligon disebut wajah. Ujung dan simpul wajah adalah komponen dasar poligon. Anda dapat memilih dan memodifikasi poligon menggunakan komponen dasar.

Saat membuat model poligonal, poligon tiga sisi (segitiga) atau empat sisi (segi empat) paling sering digunakan. Maya juga mendukung poligon dengan banyak sisi, tetapi mereka lebih jarang digunakan.

Sebuah poligon tunggal juga disebut wajah dan didefinisikan sebagai daerah yang dibatasi oleh tiga atau lebih simpul dan tepi yang sesuai. Jika banyak wajah saling berhubungan, maka objek seperti itu disebut poligonal. jala (jaring poligon) atau objek poligonal. Jaring poligon dapat dibuat dengan berbagai cara. Lihat di bawah untuk informasi lebih lanjut tentang cara membuat fitur poligon.

Biasanya, dalam poligon mesh, simpul dan tepi dibagi antara wajah yang berbeda. Dalam hal ini mereka disebut simpul bersama atau tepi bersama.

Jaring poligon dapat terdiri dari bagian-bagian yang tidak berhubungan, yang disebut kerang. Tepi luar jaring disebut tepi perbatasan.

Menerapkan tekstur ke model poligonal

Model poligonal dapat diberi tekstur menggunakan koordinat UV. Lihat tutorial terpisah tentang bekerja dengan koordinat tekstur untuk detailnya.

Ikhtisar pemodelan poligonal

Ada beberapa teknik berbeda untuk membuat model poligonal di Maya:

• Primitif adalah bentuk geometris 3D yang dapat Anda buat di Maya. Primitif termasuk, misalnya, bola, kubus, silinder, kerucut, bidang, dan banyak lainnya. Anda dapat mengubah atribut dasar primitif untuk membuatnya lebih kompleks. Anda juga dapat memotong, mengekstrusi, menggabungkan, atau menghapus berbagai komponen primitif untuk mengubah bentuknya. Banyak seniman 3D menggunakan primitif sebagai titik awal untuk membuat model. Teknik ini disebut pemodelan dari primitif.
• Poligon individu dapat dibuat menggunakan Create Polygon Tool. Alat ini memungkinkan Anda untuk menempatkan simpul dalam adegan yang menentukan bentuk wajah poligonal. Anda juga dapat memotong atau mengekstrusi wajah poligon untuk menambahkan wajah baru ke wajah yang sudah ada. Teknik ini biasanya digunakan jika Anda perlu membuat model secara akurat di sepanjang kontur tertentu. Misalnya, Anda dapat menggunakan teknik yang dijelaskan jika Anda perlu membuat logo 3D yang kompleks menggunakan gambar 2D yang diimpor sebagai referensi.
• Poligon juga dapat dibuat dengan mengubah permukaan NURBS atau hierarkis (subdivisi) yang ada menggunakan menu Modify.

Poligon Normal

Garis normal adalah garis khayal yang tegak lurus dengan permukaan poligon. Di Maya, normals digunakan untuk menentukan orientasi wajah wajah poligon (normal wajah), atau untuk menghitung bayangan wajah (vertex normals).

Wajah Normal

Sisi depan wajah poligon diwakili secara grafis oleh vektor yang tegak lurus terhadapnya, yang disebut wajah normal.

Urutan penghitungan simpul yang mengelilingi wajah menentukan arahnya (ke arah mana wajah menghadap, dan ke arah mana - sisi yang salah). Fakta ini mungkin penting, karena poligon hanya terlihat dari sisi depan, meskipun Maya membuat semua poligon terlihat dari kedua sisi secara default. Anda dapat menonaktifkan fitur ini untuk mesh apa pun.

Saat mengarsir atau merender poligon, normal menentukan pantulan cahaya dari wajah, dan karenanya warna model poligonal.

verteks normal

Vertex normals menentukan kehalusan bayangan antara wajah poligon, berlawanan dengan wajah normal, yang menentukan apakah poligon terlihat atau tidak terlihat.

Normal titik digambar sebagai garis yang dimulai dari titik, satu untuk setiap wajah yang menggunakan titik tersebut.

• Jika semua normal dari satu simpul memiliki arah yang persis sama (dalam hal ini disebut normal umum atau lunak), maka transisi warna dari wajah ke wajah akan mulus.

• Jika titik normals menunjuk ke arah yang sama untuk setiap wajah (dalam hal ini disebut hard normal), transisi warna antara wajah akan tajam, menciptakan efek permukaan segi.

Pengguna tingkat lanjut dapat secara manual memanipulasi vertex normals untuk membuat tampilan tepi keras (lipatan) dan bayangan tanpa perlu geometri tambahan. Untuk operasi ini, item Vertex Normal Edit Tool dari menu Normals digunakan. Jika normal diedit secara manual, itu dibekukan. Jika Anda mencairkan normal yang telah diedit sebelumnya, Maya akan secara otomatis menghitung ulang arahnya dan mengembalikannya ke posisi default.

Pelajaran ini akan menjadi awal yang baik bagi mereka yang ingin belajar bagaimana membuat model karakter kelas satu. Terkenal di kalangannya, Jahirul Amin akan berbicara tentang pentingnya topologi yang benar, mesh seragam, pentingnya poligon segi empat dan banyak lagi.

Sebelum menyelam ke kolam 3D, saya mengusulkan untuk mengatur program pendidikan singkat dan percikan di air dangkal. Di bawah ini kita akan menyentuh dasar-dasar pemodelan poligonal, tanpa sepengetahuan yang tidak ada gunanya untuk melanjutkan.

pengantar

Ketika geometri menjadi alat untuk pemodel atau animator, tata letak mesh yang sempurna menjadi yang utama. Setelah itu, topologi yang baik harus berperan, mengurangi jumlah cacat pada animasi karakter. Dengan kata lain, poligon yang dibuat dengan benar (dan tepat waktu) tidak hanya akan menghemat waktu tetapi juga hari dalam hidup Anda.

3-gon vs 4-gon vs N-gon

Jadi, apa perbedaan antara poligon 3-, 4-, dan N-gonal? Jawabannya jelas: yang pertama memiliki 3 sisi, yang kedua memiliki 4, yang ketiga memiliki jumlah berapa pun, lebih dari 4. Jika Anda memodelkan karakter yang valid untuk animasi selanjutnya, maka disarankan gunakan hanya segi empat. Proses deformasi dan pembagian segi empat poligon jauh lebih mudah, dan Anda juga akan menemukan lebih sedikit distorsi tekstur.

Disarankan untuk menyembunyikan segitiga dari mata Anda sendiri dan orang lain. Misalnya, di tempat ketiak atau di daerah inguinal karakter. Pada gilirannya, larangan tak terucapkan dikenakan pada poligon - seharusnya tidak. Mereka menyebabkan distorsi dan banyak masalah saat mengatur dan mengedit grup vertex (alias "lukisan beban").

Akhirnya, model yang sebagian besar terdiri dari poligon segi empat akan lebih mudah diekspor ke perangkat lunak pemodelan lain seperti Mudbox.

Kegembiraan empat dan poligon segitiga dan kengerian N-gon

Kontur wajah, menurut definisi menyerupai N-gon, harus sedekat mungkin dengan format segi empat. Sedikit dari - susunan poligon harus seseragam mungkin pada prinsipnya. Inilah yang dibutuhkan oleh geometri dengan nama yang sama. Mengikuti aturan-aturan ini akan memudahkan untuk melewati tahap rigging dan akan membantu deformasi karakter selama proses animasi. Juga, jumlah distorsi yang terkait dengan penerapan tekstur akan berkurang, meskipun pentingnya pemetaan UV itu sendiri tidak boleh dilupakan di sini.

Untuk menyelesaikan tugas ini, Maya menyediakan alat Sculpt Geometry.

Alat Geometri Patung Maya Membantu Memperhalus Model Mesh

Bertanggung jawab atas kelancaran transisi setiap tepi individu (alias Edge Flow). Ini mungkin terdengar sederhana, tetapi dalam praktiknya itu adalah hal yang sangat berbahaya.

Jika Anda ingin membuat karakter yang realistis, disarankan untuk mempelajari dasar-dasar anatomi sebelum mulai bekerja. Mengikuti struktur tubuh manusia dan gerakan alami otot, animator akhirnya mendapatkan salinan yang mendekati aslinya. Ini terutama terlihat jelas dalam proses deformasi. Kami menyarankan Anda untuk memulai dengan proses pembentukan kerutan dan peregangan kulit.

Untuk karakter bergaya dan kartun, Edge Flow kurang penting. Tapi tetap saja, saya sangat merekomendasikan untuk mendapatkan setidaknya pemahaman dasar tentang anatomi manusia.

Untuk membuat bentuknya realistis, buat topologi yang baik dan pastikan untuk memperhitungkan kelancaran arah mesh (tepi, poligon).

Itu juga tidak berlipat ganda. Artinya benda tiga dimensi tidak dapat dipotong dan diubah menjadi benda datar.

Contoh: buat kubus, pilih tepi (tepi) mana saja dan ekstrusi Edit Mesh > Extrude. Sebelum Anda adalah benda kecil. (Contoh di bawah di sebelah kiri) Jika kubus terbuat dari kertas, maka ketika dibuka gulungannya, Anda akan mendapatkan sosok salib yang tidak proporsional. Menggunakan objek seperti itu dalam operasi Boolean hampir tidak mungkin.
Untuk memperbaiki situasi, gunakan alat Pembersihan.

Pelanggaran topologi geometri dapat menimbulkan puluhan masalah. Waspada dan secara berkala memeriksa gambar dari sudut yang berbeda.

Setiap loop (tepi tepi) harus memiliki target

Sebagai aturan, pemodelan dimulai dengan sosok primitif (misalnya, dengan kubus), yang strukturnya kemudian diperumit dengan menambahkan loop tepi.

Adalah penting bahwa setiap elemen baru dibuat dengan tujuan tertentu dalam pikiran. Ada situasi di mana "kurang" sama dengan "lebih baik". Memahami prinsip-prinsip optimasi model hanya datang dengan pengalaman, jadi jangan berkecil hati dan terus bekerja.

Jangan mempersulit hidup Anda: detail harus sesuai

Segala sesuatu yang kita coba lakukan di layar adalah refleksi dari dunia di sekitar kita dalam berbagai bentuk dan manifestasinya. Itulah mengapa sangat penting untuk bangkit dari meja dari waktu ke waktu. Penting tidak hanya untuk pengembang, tetapi juga untuk animator, rigger, direktur pencahayaan, dll.

Lihatlah lebih dekat pada permukaan, struktur dan bayangannya. Bagaimana cara memantulkan cahaya? Bagaimana proses deformasi terjadi? Menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dan lebih banyak lagi akan membantu Anda membuat keputusan yang tepat saat memodelkan objek apa pun.