3Dモデルの解剖
3Dモデルは、3Dコンピュータグラフィックスの不可欠なビルディングブロックの1つです。 それがなければ、コンピュータアニメーションはありません。 トイストーリーはなく、 Wall-Eも大きな緑の鬼じゃありません。
3Dゲームはありません。つまり、時間のオカリナでハイラルを探検することは決してできませんでした。そして、マスターチーフは決してハロにはいませんでした。 トランスフォーマー映画はないだろう(少なくとも今日我々が知っている方法)、そしてコマーシャルはおそらくこのようなものに見えないだろう。
すべてのオブジェクト、キャラクター、環境は、あらゆるコンピュータアニメーション映画や3Dビデオゲームで、3Dモデルで構成されています。 だから、彼らはCGの世界では非常に重要です。
3Dモデルとは何ですか?
3Dモデルは、3Dソフトウェア環境内の任意の3次元オブジェクト(実際または想像される)の数学的表現です。 2D画像とは異なり、3Dモデルは特定のソフトウェアスイートで任意の角度から見ることができ、拡大縮小、回転、または自由に変更することができます。 3Dモデルを作成して整形するプロセスは、3Dモデリングと呼ばれます。
3Dモデルの種類
映画とゲーム業界で使用される主な種類の3Dモデルには2つの主要なものがあります。最も顕著な違いは、作成され操作される方法です(基礎的な数学にも違いがありますが、 -ユーザー)。
- NURBS Surface:非一様な有理BスプラインまたはNURBSサーフェスは、ベジエ曲線(MS Paintペンツールの3D版など)を使用して作成された滑らかなサーフェスモデルです。 NURBSサーフェスを形成するために、アーティストは、x、y、z軸に沿ってコントロール頂点(CV)と呼ばれるハンドルを動かすことで操作できる、2次元以上の曲線を3D空間に描画します。
- ソフトウェアアプリケーションは、カーブ間のスペースを補間し、カーブ間のスムーズなメッシュを作成します。 NURBSサーフェスは最高レベルの数学的精度を有し、したがってエンジニアリングおよび自動車設計のモデリングで最も一般的に使用されます。???
- 多角形モデル:しばしば呼び出される多角形モデルや「メッシュ」は、アニメーション、映画、ゲーム業界で最も一般的な3Dモデルの形式であり 、残りの記事。??
多角形モデルの構成要素
- 面:ポリゴンモデルの定義上の特徴は、(NURBSサーフェスとは異なり)多角形メッシュが面取りされていることです 。つまり、3Dモデルのサーフェスは数百または数千の幾何学的な面で構成されています。
良いモデリングでは、ポリゴンは4面体( 四角形 - 文字/有機モデルのノルム)または三面体( トリス -より一般的にゲームモデリングで使用される)のいずれかです。 優れたモデラーは効率と組織化に努め、ポリゴン数を可能な限り低く抑えようとしています。
メッシュ内のポリゴン数はポリカウントと呼ばれ、ポリゴン密度は解像度と呼ばれます 。 最高の3Dモデルは高解像度ですか? キャラクターの手や顔のような詳細が必要な場合、メッシュの細かい部分の解像度が低い場合などです。 通常、モデルの全体的な解像度が高いほど、最終的なレンダリングには滑らかに表示されます 。 低い解像度のメッシュはボクのように見えます( Mario 64を覚えていますか?)。
- エッジ:エッジは、2つの多角形の面が会う3Dモデルの表面上の任意の点です。
- 頂点: 3つ以上の辺の交点を頂点( pl。頂点 )といいます。 x軸、y軸、z軸の頂点を操作することは、Maya、3Ds Maxなどの従来のモデリングパッケージで、ポリゴンメッシュを最終的な形状に整形する最も一般的な手法です(「プルインとプルバーテ」とも呼ばれます)。 (技術は、ZBrushやMudboxのような彫刻アプリケーションでは非常に異なる)
多角形モデルは、中学校でおそらく学んだ幾何学的形状と非常によく似ています。 基本的なジオメトリキューブのように、3Dポリゴンモデルは面、辺、頂点で構成されます。
実際、最も複雑な3Dモデルは、立方体、球体、円柱のような単純な幾何学的形状から始まります。 これらの基本的な3次元形状はオブジェクトプリミティブと呼ばれます 。 その後、プリミティブは、アーティストが作成しようとしているオブジェクトにモデリング、整形、操作することができます(詳しくは、別の記事で3Dモデリングのプロセスについて説明します)。
対処する必要がある3Dモデルの要素がもう1つあります。
テクスチャとシェーダ
テクスチャとシェーダがなければ、3Dモデルはあまり見えません。 実際、あなたはそれをまったく見ることができません。 テクスチャやシェーダは3Dモデルの全体的な形状とは何の関係もありませんが、視覚的な外観とは何かがあります。
- シェーダ:シェーダとは、コンピュータに表示方法を知らせるための3Dモデルに適用される一連の命令です。 シェーディングネットワークは手動でコーディングすることができますが、ほとんどの3Dソフトウェアパッケージには、アーティストがシェーダパラメータを非常に簡単に調整できるツールがあります。 これらのツールを使用することで、不透明度、反射率、鏡面ハイライト(光沢度)、その他数十種類など、モデルの表面が光と相互作用する方法を制御できます。
- テクスチャ:テクスチャもモデルの外観に大きく貢献します。 テクスチャは、 テクスチャマッピングと呼ばれるプロセスを通じてモデルの3Dサーフェスにマッピングできる2次元のイメージファイルです。 テクスチャは、単純なフラットカラーテクスチャから完全にフォトリアリスティックなサーフェスディテールまで、複雑さがあります。
テクスチャリングとシェーディングは、 コンピュータグラフィックスパイプラインの重要な側面であり、シェーダネットワークの作成やテクスチャマップの作成に優れていることは、それ自身の専門分野です。 テクスチャとシェイダーのアーティストは、モデラーやアニメーターとしての映画や画像の全体的な見た目にも役立ちます。
やった!
うまくいけば、この時点で、3Dモデルとその主要な特徴についてもう少し分かります。 その中核となるのは、3Dモデルは数百の小さな多角形の面を持つ複雑な幾何学的な形状に過ぎません。 3Dモデルについて読むことは間違いなく楽しいですが、自分で作ることはさらにエキサイティングです。