กราฟิก 3 มิติและแอพพลิเคชั่น

กราฟิก 3 มิติเป็นกระบวนการสร้างแบบจำลองสามมิติโดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์พิเศษ แบบนี้ คอมพิวเตอร์กราฟฟิคดูดซับเวกเตอร์จำนวนมาก รวมทั้งคอมพิวเตอร์กราฟิกแรสเตอร์ ตามภาพวาด ภาพวาด คำอธิบายโดยละเอียด หรือข้อมูลกราฟิกหรือข้อความอื่นใด นักออกแบบ 3D จะสร้างภาพสามมิติ ในโปรแกรมพิเศษ สามารถดูแบบจำลองได้จากทุกด้าน (ด้านบน ด้านล่าง ด้านข้าง) ซึ่งฝังอยู่บนระนาบใดก็ได้และในทุกสภาพแวดล้อม คอมพิวเตอร์กราฟิกสามมิติ เช่น กราฟิกแบบเวกเตอร์ เป็นแบบเชิงวัตถุ ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนทั้งองค์ประกอบทั้งหมดของฉากสามมิติ และแต่ละวัตถุแยกกัน คอมพิวเตอร์กราฟิกประเภทนี้มีศักยภาพที่ดีในการสนับสนุนการวาดภาพทางเทคนิค ด้วยความช่วยเหลือของโปรแกรมแก้ไขกราฟิกของคอมพิวเตอร์กราฟิกสามมิติ คุณสามารถสร้างภาพที่มองเห็นได้ของชิ้นส่วนและผลิตภัณฑ์ของวิศวกรรมเครื่องกล ตลอดจนสร้างเค้าโครงของอาคารและวัตถุทางสถาปัตยกรรมที่ศึกษาในส่วนที่เกี่ยวข้องของการเขียนแบบสถาปัตยกรรมและการก่อสร้าง นอกจากนี้ ยังสามารถให้การสนับสนุนกราฟิกสำหรับส่วนต่างๆ ของเรขาคณิตเชิงพรรณนา เช่น เปอร์สเปคทีฟ การฉายภาพ axonometric และมุมฉาก เนื่องจาก หลักการในการสร้างภาพในคอมพิวเตอร์กราฟิกสามมิตินั้นยืมมาจากบางส่วน

มาตรฐานกราฟิกและไลบรารีคลาส

สร้างเกมเชิงพาณิชย์ตั้งแต่เริ่มต้น สิ่งนี้จะช่วยให้คุณใช้เวลากับความคิดสร้างสรรค์มากขึ้น และกลไกเหล่านี้จะมาพร้อมกับอินเทอร์เฟซสำหรับแพลตฟอร์มเกมต่างๆ มีความเป็นไปได้หลายอย่าง ผู้ใช้ทั่วไปจะไม่พร้อมที่จะทำเช่นนี้ . ด้วยเหตุนี้ รหัสที่สร้างขึ้นจึงมีประสิทธิภาพมากและทำงานได้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม มันง่ายมากที่จะสร้างข้อผิดพลาด เช่น ไม่จัดสรรทรัพยากรที่นำไปสู่การรั่วไหลของหน่วยความจำ หรือการตั้งค่าตัวชี้ไม่ถูกต้อง เป็นต้น ดังนั้นจึงมีตัวเลือกมากมายให้เลือกเกี่ยวกับแพลตฟอร์มและเฟรมเวิร์กของคลาสที่จะใช้

กราฟิกสามมิติสามารถมีความซับซ้อนได้ คุณสามารถสร้างแบบจำลอง 3 มิติอย่างง่าย โดยมีรายละเอียดต่ำและรูปร่างที่เรียบง่าย หรืออาจเป็นแบบจำลองที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งมีการศึกษารายละเอียดที่เล็กที่สุด พื้นผิว เทคนิคระดับมืออาชีพที่ใช้ (เงา การสะท้อน การหักเหของแสง และอื่นๆ) แน่นอนว่าสิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุนของโมเดล 3 มิติที่เสร็จแล้ว แต่ช่วยให้คุณสามารถขยายการใช้โมเดล 3 มิติได้

ผู้ใช้ต้องดาวน์โหลดโค้ดจากอินเทอร์เน็ตในแบบฟอร์มเท่านั้น หากพวกเขาเชื่อถือไซต์ที่มาของรหัส! หากคุณต้องการโค้ดที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพจริงๆ คุณสามารถเขียนโค้ดด้วยตัวเองโดยใช้แอสเซมเบลอร์เพื่อรับโค้ดที่เร็วกว่าที่คอมไพเลอร์สร้างขึ้น

คุณสมบัติของกระบวนการสร้างภาพยนตร์

ควรทำสิ่งนี้เฉพาะกับส่วนสำคัญของโปรแกรมที่ทำงานบ่อยเท่านั้น คุณจะต้องมีปฏิสัมพันธ์กับบ้าง ซอฟต์แวร์. นี่เป็นเครื่องมือของคุณหากคุณกำลังสร้างสภาพแวดล้อมดิจิทัลล้วนๆ แต่หากคุณกำลังสร้างองค์ประกอบทางกายภาพเพื่อโต้ตอบกับประสบการณ์ดิจิทัลของคุณ สำหรับตอนนี้ มาดูเครื่องมือที่มีอยู่กันก่อน เนื่องจากก่อนหน้านี้ กรณีการใช้งานแบบเรียลไทม์ส่วนใหญ่เป็นเกม

กราฟิก 3D ใช้ที่ไหน?

การสร้างแบบจำลองสามมิติ (กราฟิก 3 มิติ) ถูกนำมาใช้ในปัจจุบันในหลายพื้นที่ แน่นอนก่อนอื่นนี่คือการก่อสร้าง นี่อาจเป็นแบบจำลองของบ้านในอนาคต ทั้งแบบส่วนตัวและแบบหลายห้องหรืออาคารสำนักงาน และโรงงานอุตสาหกรรมใดๆ ก็ตาม นอกจากนี้การแสดงภาพยังถูกใช้อย่างแข็งขันในโครงการออกแบบตกแต่งภายใน

คุณสมบัติของกระบวนการสร้างเกมคอมพิวเตอร์

ในขณะที่มีการใช้งานอื่นมาก่อน VR ได้ทำให้แนวคิดทั้งหมดนี้เป็นจริงโดยเปิดและขยายการใช้งานเครื่องยนต์แบบเรียลไทม์ เพียงจำไว้ว่าเมื่อคุณก้าวไปข้างหน้า ยังมีอะไรอีกมากมายให้ค้นหาหากคุณค้นหามากพอ สิ่งเหล่านี้น่าจะเพียงพอสำหรับคุณในการเริ่มต้น

กราฟิก 3D ใช้ที่ไหน?

โดยปกติแล้วจะไม่เหมาะสำหรับการสร้างแบบจำลองสินทรัพย์สำหรับเอ็นจิ้นแบบเรียลไทม์ เนื่องจากมุ่งเน้นไปที่ความแม่นยำทางกายภาพ และไม่มีเครื่องมือมากมายสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพสภาพแวดล้อมแบบเรียลไทม์ นี่ไม่ได้หมายความว่าคุณไม่สามารถใช้เครื่องมือเหล่านี้ได้เลย

โมเดล 3 มิติเป็นที่นิยมอย่างมากในการสร้างเว็บไซต์ ในการสร้างเอฟเฟกต์พิเศษ ผู้สร้างเว็บไซต์บางคนไม่เพียงแต่เพิ่มองค์ประกอบกราฟิกในการออกแบบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโมเดลสามมิติด้วย บางครั้งแม้แต่องค์ประกอบที่เป็นแอนิเมชั่น โปรแกรมและเทคโนโลยีการสร้างแบบจำลอง 3 มิติมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต เช่น ในการผลิตเฟอร์นิเจอร์ตู้ และในการก่อสร้าง ตัวอย่างเช่น เพื่อสร้างโครงการออกแบบเสมือนจริงสำหรับอาคารในอนาคต นักออกแบบหลายคนเปลี่ยนจากการใช้ไม้บรรทัดและดินสอมาเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์สามมิติที่ทันสมัยมานานแล้ว บริษัทอื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นบริษัทผู้ผลิตและการค้าค่อยๆ พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างค่อยเป็นค่อยไป

การประมวลผลภาพสำหรับพื้นผิวและอื่นๆ

แน่นอนว่าการสร้างแบบจำลองไม่ใช่เครื่องมือเดียวที่คุณต้องการ คุณจะต้องทำการปรับแต่งภาพขั้นพื้นฐานด้วย เราไม่สามารถจ่าย Photoshop ได้ ดังนั้นลองดูผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ฟรีเหล่านี้ที่สามารถทำงานได้อย่างง่ายดาย

โปรแกรมสำหรับการสร้างแบบจำลองสามมิติ

เป็นอย่างฟรี แข็งแกร่ง และกระจาย อย่าหวังให้เขาจับมือคุณ ด้วยสิ่งนี้ คุณสามารถเตรียมการนำเสนอแบบโต้ตอบและแม้แต่เกมต่างๆ ได้ รุ่นล่าสุด 67 เดบิวต์ด้วยคนมากมาย คุณสมบัติที่มีประโยชน์. นอกจากนี้ เขายังเพิ่มเครื่องมือเสริม เช่น ไม้บรรทัดและเครื่องมือวิเคราะห์ตาข่าย เช่น ความหนาหรือการบิดเบี้ยว เครื่องยนต์โดยทั่วไปช่วยให้คุณสร้างโมเดลการ์ตูน Shader พิเศษที่ให้การควบคุมวัสดุโปร่งแสงและการควบคุมแสง

แน่นอนว่าโมเดล 3 มิติส่วนใหญ่ใช้เพื่อจุดประสงค์ในการสาธิต สิ่งเหล่านี้ขาดไม่ได้สำหรับการนำเสนอ นิทรรศการ และยังใช้ในการทำงานร่วมกับลูกค้าเมื่อจำเป็นต้องแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าผลลัพธ์สุดท้ายจะเป็นอย่างไร นอกจากนี้ วิธีการ การสร้างแบบจำลอง 3 มิติมีความจำเป็นเมื่อจำเป็นต้องแสดงในปริมาณวัตถุที่ทำเสร็จแล้วหรือวัตถุที่มีอยู่กาลครั้งหนึ่ง การสร้างแบบจำลองสามมิติไม่ได้เป็นเพียงอนาคต แต่ยังรวมถึงอดีตและปัจจุบันด้วย

นอกจากนี้ ระบบการระบายสีใหม่ได้รับการเพิ่มด้วยการซ้อนทับที่ดีขึ้น การควบคุมข้อความอัลฟา โหมดการแสดงผลใหม่สำหรับรูปแบบการควบคุมเมาส์โดยตรง และโหมดกราฟิกและเครื่องมือใหม่ ที่ เวอร์ชั่นใหม่นอกจากนี้ยังมีการแก้ไขในการจัดองค์ประกอบ เครื่องมือ และการเพิ่มเติม นอกเหนือจากเวอร์ชันก่อนหน้าแล้ว 260 จุดบกพร่องได้รับการแก้ไขแล้ว

ในเวอร์ชันก่อนหน้า ได้มีการนำระบบโทโพโลยีแบบไดนามิกที่สร้างขึ้นแบบไดนามิกมาใช้ วิธีการใหม่นี้ช่วยประหยัดเวลาได้มากสำหรับนักออกแบบ ซึ่งสามารถเริ่มการแกะสลักแบบละเอียดด้วยรูปทรงที่เรียบง่ายได้ หากจำเป็น จะมีการสร้างส่วนพื้นผิวเพิ่มเติม

ประโยชน์ของการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ

มีข้อดีบางประการของการสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่มากกว่าวิธีการแสดงภาพแบบอื่นๆ การสร้างแบบจำลองสามมิติให้แบบจำลองที่แม่นยำมาก ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากที่สุด โปรแกรมสมัยใหม่ช่วยให้ได้รายละเอียดสูง สิ่งนี้ช่วยเพิ่มการมองเห็นโครงการได้อย่างมาก การแสดงวัตถุสามมิติในระนาบสองมิติไม่ใช่เรื่องง่าย ในขณะที่การแสดงภาพ 3 มิติช่วยให้คุณทำงานออกมาได้อย่างรอบคอบ และที่สำคัญที่สุดคือ ดูรายละเอียดทั้งหมด นี่เป็นวิธีการเรนเดอร์ที่เป็นธรรมชาติยิ่งขึ้น

การสร้างแบบจำลองร่างกายที่เหมาะสมเป็นหน้าที่ของการสร้างแบบจำลองพฤติกรรม ของแข็ง. มันเกิดจากการบูรณาการ ดังนั้นการคำนวณพฤติกรรมทางกายภาพในการจำลองนี้จึงสามารถใช้ได้โดยไม่คำนึงถึงเอ็นจิ้นเกม ส่งผลให้โปรแกรมเมอร์ทำงานน้อยลงและยังให้การควบคุมการจำลองได้มากขึ้น

คุณลักษณะนี้ให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการกำหนดรูปทรงของแบบจำลอง และช่วยให้คุณสามารถควบคุมลักษณะการทำงานและลักษณะที่ปรากฏของวัตถุใน เงื่อนไขต่างๆแสงสว่าง นี่เป็นเพราะการแนะนำโมดูลที่รับผิดชอบอุทกพลศาสตร์ของโมเลกุลของเหลวที่ราบเรียบ Looped Rendering Engine ได้เปิดตัวแพตช์ทดลองที่ทำให้ง่ายต่อการเรนเดอร์โมเดลขั้นสูง เช่น ผมหรือวัตถุอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันอย่างง่ายดายและมีรายละเอียด ขออภัย ฟังก์ชันนี้ถูกปิดใช้งานโดยค่าเริ่มต้น และคุณสมบัติขั้นสุดท้ายอาจเปลี่ยนแปลงเนื่องจากเวอร์ชันทดลอง

การเปลี่ยนแปลงเกือบทุกอย่างในแบบจำลองสามมิติทำได้ง่ายมาก คุณสามารถเปลี่ยนโปรเจ็กต์ ลบรายละเอียดบางส่วน และเพิ่มรายการใหม่ได้ จินตนาการของคุณมีไม่จำกัด และคุณสามารถเลือกตัวเลือกที่เหมาะสมกับคุณที่สุดได้อย่างรวดเร็ว

อย่างไรก็ตาม การสร้างแบบจำลอง 3 มิติไม่เพียงแต่สะดวกสำหรับลูกค้าเท่านั้น โปรแกรมระดับมืออาชีพนำประโยชน์มากมายมาสู่ผู้ผลิตเช่นกัน จากแบบจำลองสามมิติ คุณสามารถเลือกภาพวาดของส่วนประกอบใดๆ หรือโครงสร้างทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย แม้ว่าการสร้างแบบจำลองสามมิติจะเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างใช้แรงงานมาก แต่การทำงานกับโมเดลในอนาคตนั้นง่ายกว่าและสะดวกกว่าการใช้ภาพวาดแบบดั้งเดิมมาก ส่งผลให้เวลาในการออกแบบลดลงอย่างมากและลดต้นทุนลง

มีตัวเลือกให้เลือกฉากเริ่มต้นซึ่งไม่รบกวนผู้คนมากนัก นอกเหนือจากการนำเสนอโมเดล การเรนเดอร์แล้ว ยังสามารถสเก็ตช์ สร้างโดยทั้งมือสมัครเล่นและมืออาชีพ ในการผลิตจำนวนมาก เช่น เกมหรือภาพยนตร์ และแอนิเมชั่นขั้นสูง มีประโยชน์อย่างยิ่งในภาพยนตร์ที่กล่าวข้างต้น คุณลักษณะ "หน้าจอสีเขียว" เป็นสิ่งที่เรียกว่า ฟังก์ชันนี้ใช้เพื่อเพิ่มความเร็วในการทำงานในฉากถ่ายภาพในหน้าจอที่เรียกว่า "สีเขียว" ซึ่งต่อมาช่วยให้คุณสร้างหน้ากากอัลฟ่าที่มีรายละเอียดและเป็นมืออาชีพสำหรับฉากที่บันทึกไว้

โปรแกรมพิเศษช่วยให้สามารถทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์ระดับมืออาชีพอื่นๆ เช่น การคำนวณทางวิศวกรรม โปรแกรมเครื่องมือกล หรือโปรแกรมบัญชี การแนะนำโซลูชันดังกล่าวในการผลิตช่วยประหยัดทรัพยากรได้อย่างมาก ขยายขีดความสามารถขององค์กรอย่างมาก ลดความซับซ้อนในการทำงาน และปรับปรุงคุณภาพ

โปรแกรมสำหรับการสร้างแบบจำลองสามมิติ

มีโปรแกรมต่าง ๆ จำนวนมากสำหรับการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ ดังนั้นหนึ่งในโปรแกรมยอดนิยมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการสร้างกราฟิกสามมิติและการออกแบบภายในคือโปรแกรม 3D Studio MAX ช่วยให้คุณเห็นภาพวัตถุที่มีความซับซ้อนต่างกันได้อย่างสมจริง นอกจากนี้ "3D Studio MAX" ยังช่วยให้สามารถเขียน กำหนดวิถีการเคลื่อนไหว และสร้างวิดีโอที่เต็มเปี่ยมด้วยการมีส่วนร่วมของ โมเดล 3 มิติ. แม้ว่างานดังกล่าวจะต้องอาศัยทักษะที่จริงจังจากผู้เชี่ยวชาญ เช่นเดียวกับทรัพยากรคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความเร็วของหน่วยความจำและโปรเซสเซอร์

บรรณาธิการมายาได้รับการตั้งชื่อตามคำภาษาสันสกฤตซึ่งหมายถึงภาพลวงตา Maya ได้รับการพัฒนาโดย Alias ​​​​Systems นามแฝงรวมกับ Autodesk ในเดือนตุลาคม 2548 มายามักใช้ในการสร้างแอนิเมชั่นและเอฟเฟกต์ 3 มิติในภาพยนตร์

  • โหมดการกู้คืน

เราทุกคนเคยได้ยินเกี่ยวกับกราฟิก 3 มิติ (ต่อไปนี้จะเรียกว่า 3 มิติ ไม่ต้องสับสนกับวิธีการแสดง - โฮโลแกรม จอภาพ 3 มิติ ฯลฯ) หลายคนคงทราบดีอยู่แล้วว่า 3 มิติคืออะไรและกินกับอะไร แต่ถึงกระนั้น ก็ยังมีบางคนที่จินตนาการถึงสิ่งที่อยู่ภายใต้คำย่อสั้นๆ นี้อย่างคลุมเครือ บทความนี้จัดทำขึ้นสำหรับผู้ที่ไม่มีความคิดเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์กราฟิก นอกจากนี้ยังมีการเที่ยวชมประวัติศาสตร์ของคอมพิวเตอร์กราฟิกเล็กน้อย (ในส่วนที่วางแผนไว้ต่อไป)
ทำไมต้อง 3D? อย่างที่คุณอาจเดาได้ว่าเรากำลังพูดถึง 3 มิติหรือสามมิติ และไม่จำเป็นจะต้องแสดงเป็น 3D ในเวลาเดียวกัน มันเกี่ยวกับวิธีการสร้างภาพ

ส่วนที่ 1 อันที่จริง การสร้างแบบจำลอง
ตามเนื้อผ้า พวกเขาวาดในแบบ 2 มิติ (ตามแนวแกน X และ Y) - บนกระดาษ ผ้าใบ ไม้ ฯลฯ ในขณะเดียวกัน ด้านใดด้านหนึ่งของวัตถุก็จะปรากฏขึ้น ภาพตัวเองแบน แต่ถ้าเราต้องการได้แนวคิดจากทุกด้านของตัวแบบ เราต้องวาดรูปหลายแบบ นี่คือการทำงานของแอนิเมชั่นที่วาดด้วยมือแบบดั้งเดิม แต่ในขณะเดียวกันก็มีสิ่งที่เรียกว่า (โดยวิธีการที่ได้รับการพัฒนาค่อนข้างดีในสหภาพโซเวียต) แอนิเมชั่นหุ่นกระบอก เมื่อทำตุ๊กตาเสร็จแล้ว จะถ่ายทำในท่าและมุมที่ต้องการ เพื่อให้ได้ "ภาพแบนๆ" หลายชุด 3D (พิกัดความลึก Z ถูกเพิ่มใน X และ Y) การแสดงภาพเป็น "ตุ๊กตา" เดียวกันซึ่งมีอยู่ในรูปแบบดิจิทัลเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในโปรแกรมพิเศษ (Blender, 3ds Max, Maya, Cinema 4D เป็นต้น) ภาพสามมิติจะถูกสร้างขึ้น เช่น รถยนต์


ข้อดีของวิธีนี้คือ พูดได้ว่า นักสร้างแอนิเมชั่นมีโมเดลสามมิติไว้ใช้งาน เขาเพียงต้องวางมันไว้ในเฟรมอย่างเหมาะสม เคลื่อนไหว (กำหนดวิถีการเคลื่อนที่หรือคำนวณโดยใช้เครื่องจำลอง) หากจำเป็น และ การแสดงรถในภาพสุดท้ายตรงกับโปรแกรมพิเศษที่เรียกว่าตัวแสดงภาพ ข้อดีอีกประการหนึ่งคือเพียงพอที่จะวาดแบบจำลองเพียงครั้งเดียวแล้วนำไปใช้ในโครงการอื่น ๆ (โดยการคัดลอก) ปรับเปลี่ยนทำให้เสียรูป ฯลฯ ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของคุณ สำหรับการวาดภาพ 2 มิติทั่วไป โดยทั่วไปแล้วสิ่งนี้เป็นไปไม่ได้ ข้อได้เปรียบที่สามคือ คุณสามารถสร้างแบบจำลองที่มีรายละเอียดได้แทบไม่จำกัด เช่น คุณสามารถสร้างแบบจำลองสกรูบนนาฬิกา เป็นต้น โดยทั่วไปแล้ว สกรูนี้อาจแยกไม่ออก แต่ทันทีที่เราซูมเข้าที่กล้อง โปรแกรมวิชวลไลเซอร์จะคำนวณโดยอัตโนมัติว่าสิ่งที่มองเห็นในเฟรมและสิ่งที่ไม่สามารถมองเห็นได้

มีหลายวิธีในการสร้างแบบจำลอง แต่ที่นิยมมากที่สุดคือการสร้างแบบจำลองหลายเหลี่ยม บ่อยครั้งคุณสามารถเห็นในโฆษณาเกี่ยวกับภาพยนตร์ 3 มิติหรือนิยายวิทยาศาสตร์ว่าสิ่งนี้หรือวัตถุนั้นถูกนำเสนอในรูปแบบของสิ่งที่เรียกว่าอย่างไร กริด (ดูภาพด้านบน) นี่คือตัวอย่างการสร้างแบบจำลองหลายเหลี่ยม สาระสำคัญของมันคือพื้นผิวจะแสดงเป็นเรขาคณิตสองมิติดั้งเดิมอย่างง่าย ที่ เกมส์คอมพิวเตอร์เหล่านี้คือสามเหลี่ยมสำหรับวัตถุประสงค์อื่นมักใช้สี่เหลี่ยมและตัวเลขที่มีมุมจำนวนมาก พื้นฐานเหล่านี้ที่ประกอบขึ้นเป็นแบบจำลองเรียกว่า รูปหลายเหลี่ยม. แต่เมื่อสร้างวัตถุ 3 มิติ พวกเขาพยายามที่จะผ่านรูปสี่เหลี่ยมตามกฎ หากจำเป็น รูปสี่เหลี่ยม (รูปหลายเหลี่ยม) จะถูกแปลงเป็นรูปสามเหลี่ยมอย่างง่ายดายเมื่อส่งออกไปยังเอ็นจิ้นเกม และหากจำเป็นต้องปรับให้เรียบหรือเทสเซลเลชั่น แบบจำลองจากรูปสี่เหลี่ยมจะได้รับตามกฎโดยไม่มีสิ่งประดิษฐ์
เทสเซลเลชั่นคืออะไร? หากวัตถุบางอย่างแสดงในรูปของรูปหลายเหลี่ยม (โดยเฉพาะวัตถุอินทรีย์ เช่น บุคคล) จะเห็นได้ชัดว่ายิ่งขนาดของรูปหลายเหลี่ยมเล็กลงเท่าใด ยิ่งมีจำนวนมากเท่าใด แบบจำลองก็จะยิ่งเข้าใกล้ต้นฉบับมากขึ้นเท่านั้น วิธีการเทสเซลเลชั่นมีพื้นฐานอยู่บนสิ่งนี้: ขั้นแรก ช่องว่างคร่าวๆ ทำจากรูปหลายเหลี่ยมจำนวนน้อย จากนั้นจึงใช้การดำเนินการเทสเซลเลชั่น โดยแต่ละรูปหลายเหลี่ยมแบ่งออกเป็น 4 ส่วน ดังนั้น หากรูปหลายเหลี่ยมเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส (หรือดีกว่านั้นคือใกล้กับสี่เหลี่ยมจัตุรัส) อัลกอริทึมของเทสเซลเลชันจะให้ผลลัพธ์ที่ดีและคาดเดาได้มากกว่า นอกจากนี้ การปรับให้เรียบ และนี่คือเทสเซลเลชันเดียวกัน โดยเปลี่ยนมุมเป็นมุมป้านมากขึ้น โดยที่รูปหลายเหลี่ยมใกล้กับสี่เหลี่ยมจตุรัส ช่วยให้คุณได้ผลลัพธ์ที่ดี



ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ยิ่งมีรูปหลายเหลี่ยมมากเท่าใด แบบจำลองก็จะยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น (อาจเป็นเพราะโมเดลควรจะยังคล้ายกับต้นฉบับ และนี่เป็นคำถามเกี่ยวกับทักษะของผู้สร้างโมเดล ไม่ใช่รูปหลายเหลี่ยม) เพื่อให้คล้ายกับต้นฉบับ แต่รูปหลายเหลี่ยมจำนวนมากมีข้อเสีย: ประสิทธิภาพลดลง ยิ่งมีรูปหลายเหลี่ยมมาก ยิ่งสร้างจุดได้มาก ข้อมูลที่โปรเซสเซอร์ต้องดำเนินการมากขึ้น ดังนั้นกราฟิก 3 มิติจึงเป็นการประนีประนอมระหว่างรายละเอียดของโมเดลและประสิทธิภาพ ในเรื่องนี้ แม้แต่คำศัพท์ก็เกิดขึ้น: โพลีสูงและโพลีต่ำ ตามลำดับ โมเดลโพลิกอนสูงและโมเดลโพลิกอนต่ำ เกมใช้โมเดลแบบโพลีต่ำเพราะจะแสดงผลแบบเรียลไทม์ อย่างไรก็ตาม โมเดลในเกมจะถูกแสดงด้วยรูปสามเหลี่ยมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ: GPU สามารถประมวลผลสามเหลี่ยมหลายร้อยล้านต่อวินาทีที่ระดับฮาร์ดแวร์ได้อย่างรวดเร็ว

โดยทั่วไป การสร้างแบบจำลองหลายเหลี่ยมหมายถึงการสร้างแบบจำลองแบบกลวง โดยที่วัตถุมีเพียงปริมาตรแต่ภายในว่างเปล่า ซึ่งหมายความว่าหากเราจำลองลูกบาศก์แล้วถอดผนังด้านใดด้านหนึ่งออก เราจะเห็นช่องว่างภายใน นอกจากนี้ยังมีโปรแกรมสำหรับการสร้างแบบจำลองที่เป็นของแข็ง ซึ่งลูกบาศก์เดียวกันจะแสดงเป็นวัตถุเสาหิน ในโปรแกรมดังกล่าว (เช่น Autodesk Inventor) มีการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แตกต่างจากแบบจำลองในแบบจำลองหลายเหลี่ยม อัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองที่มั่นคงเหมาะสมกว่าสำหรับกลไกการสร้างแบบจำลองในการพัฒนาทางวิศวกรรม โปรแกรมอย่าง Autodesk Inventor มีเครื่องมือสำหรับการสร้างแบบจำลองกระบวนการ เช่น การลบมุม การเจาะรู การวัดขนาด ความคลาดเคลื่อน และอื่นๆ แบบจำลองที่ได้จะถูกส่งไปยังเครื่องที่เหมาะสมทันทีเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นโลหะหรือวัสดุอื่นๆ
นอกจากนี้ยังมีโปรแกรมการสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่เรียกว่า (ZBrush, Autodesk Mudbox) ซึ่งการสร้างแบบจำลองจะลดลง (พูดคร่าวๆ) เพื่อสร้างการเยื้องหรือนูน เทคนิคนี้คล้ายกับวิธีที่ประติมากรปั้นจากดินเหนียว - ขจัดสิ่งที่ไม่จำเป็นออกและเพิ่มสิ่งที่จำเป็น ด้วยโปรแกรมเหล่านี้ คุณสามารถบรรเทาพื้นผิวที่เหมือนจริงได้ เช่น ริ้วรอยในผิวหนังหรือรอยพับในเนื้อผ้า ในปัจจุบัน โพลีสูง (และสำหรับการสร้างแบบจำลองโมเดลต้องมีรูปหลายเหลี่ยมจำนวนมาก) โมเดลที่เหมือนจริงของคนและสัตว์โลกโดยทั่วไปจะดำเนินการ ส่วนใหญ่ โดยใช้โปรแกรมการสร้างแบบจำลอง แนวทางปฏิบัติทั่วไปคือ เมื่อมีการสร้างช่องว่างของแบบจำลองโดยใช้การสร้างแบบจำลองหลายเหลี่ยม จากนั้นจึงเพิ่ม tessellated และรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ลงในโปรแกรมการแกะสลัก

แต่ในที่นี้ เรามีโมเดลสำเร็จรูป เช่น รถถัง แต่ดูไม่เหมือนรถถังเลย นี่มันเรื่องอะไรกัน? ในขั้นตอนนี้ เรามีเฉพาะแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่มีข้อมูลเกี่ยวกับรูปทรงเรขาคณิตเท่านั้น แต่วัตถุจริงนอกจากรูปร่างแล้ว ยังมีสี ความหนาแน่น การสะท้อนแสง และอาจรวมถึงกลิ่นด้วย ส่วนหลังยังไม่ได้ใช้ในกราฟิก 3 มิติ แต่ทุกอย่างสามารถสร้างแบบจำลองได้ มอบหุ่นจำลอง สีที่ต้องการและความเงางามเรียกว่า texturing จากคำว่า texture



โดยทั่วไป พื้นผิวคือรูปแบบสองมิติที่ซ้อนทับบนแบบจำลอง 3 มิติ พื้นผิวสามารถเป็นได้ทั้งแบบเป็นขั้นตอน - สร้างขึ้นโดยใช้อัลกอริธึม หรือวาดในโปรแกรมแก้ไขกราฟิก หรือภาพถ่ายของวัตถุจริง พื้นผิวกำหนดรูปแบบและสีของแบบจำลอง แต่พื้นผิวจริงยังมีพารามิเตอร์อื่นๆ เช่น การสะท้อนแสง การหักเหของแสง ความโล่งใจ ความโปร่งใส ฯลฯ พารามิเตอร์ทั้งหมดเหล่านี้ถูกกำหนดไว้ในคุณสมบัติของวัสดุ เหล่านั้น. วัสดุจากมุมมองของกราฟิก 3 มิติเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ชนิดหนึ่งที่อธิบายพารามิเตอร์ของพื้นผิว ตัวอย่างเช่น สำหรับน้ำ จำเป็นต้องระบุความโปร่งใสและการหักเหของแสงและความสามารถในการสะท้อนแสง
ก่อน "นำ" วัสดุไปใช้กับโมเดล 3 มิติ จำเป็นต้องสร้างการแฉก่อน กล่าวคือ แสดงพื้นผิวทั้งหมด (หลายรายการ) เป็นการฉายภาพบนระนาบ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้พื้นผิวสองมิติ "อยู่" บนแบบจำลองได้อย่างถูกต้อง
ดังนั้น การผลิตแบบจำลอง 3 มิติโดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:
1. การได้มาซึ่งภาพของการอ้างอิง (นั่นคือ สิ่งที่จะถูกจำลองจาก) หรือการอ้างอิงเอง หรือวาดภาพร่าง
2. การสร้างแบบจำลองทางเรขาคณิตตามข้อมูลอ้างอิง
3. สร้างการกวาด
4. การวาดพื้นผิวหรือทำให้เป็นไฟล์ในลักษณะอื่น
5. การตั้งค่าพารามิเตอร์ของวัสดุ (พื้นผิว การหักเห การสะท้อน ความโปร่งใส)
ตอนนี้โมเดล 3 มิติพร้อมสำหรับการเรนเดอร์ - กำลังรับภาพ
คุณสามารถข้ามจุดที่หนึ่งและสี่ได้หากแบบจำลองเรียบง่าย แต่ตามกฎแล้ว ผลลัพธ์ที่ดีจะไม่สามารถทำได้หากไม่มีทั้ง 5 ขั้นตอน
มาสรุปกัน
กระบวนการระหว่างการวาดภาพแบบธรรมดา บนกระดาษ และการสร้างภาพ 3 มิตินั้นมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ การวาดภาพสองมิติมักจะสร้างขึ้นในสองขั้นตอน: การสเก็ตช์และการลงสี ในกราฟิก 3 มิติ หลังจากสร้างแบบจำลองแล้ว จะต้องวางในฉากพร้อมกับวัตถุอื่นๆ (หรือในสตูดิโอที่เรียกว่า) การจัดแสง กล้องควรถูกเพิ่มเข้าไป และมีเพียงคนเดียวเท่านั้นที่หวังจะได้ภาพสุดท้าย รูปภาพในกราฟิก 3 มิติคำนวณจากแบบจำลองทางกายภาพ ตามกฎแล้ว นี่คือแบบจำลองของการแพร่กระจายของลำแสง โดยคำนึงถึงการสะท้อน การหักเห การกระเจิง ฯลฯ เมื่อวาดภาพด้วยสี เราวาดเงา ไฮไลท์ ฯลฯ และในกราฟิก 3 มิติ เราเตรียมฉากโดยคำนึงถึงแสง วัสดุ เรขาคณิต คุณสมบัติของกล้อง โปรแกรมจะคำนวณภาพสุดท้ายด้วยตัวมันเอง

นี่คือทั้งหมดสำหรับวันนี้ ยินดีต้อนรับความคิดเห็น โดยเฉพาะคำถามและข้อสังเกตที่สำคัญ

ป.ล. ในส่วนต่อไปนี้ (หากสนใจ Habrabshchestvo) เราจะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลอง 3 มิติสำหรับเกม การสร้างภาพ การสร้างแบบจำลองของสภาพแวดล้อมแบบไดนามิก เช่น น้ำ การทำลายวัตถุ และเราจะพูดถึงปฏิสัมพันธ์แบบไดนามิกระหว่างวัตถุ 3 มิติ ประวัติของกราฟิก 3 มิติ