다각형 모델링 수업. d 지판 모델링. 폴리곤 소개

3D 모델링에는 와이어프레임, 솔리드, 표면, 생성 및 다각형과 같은 여러 유형이 있습니다. 폴리곤을 사용한 체적 렌더링은 최초의 다양성입니다. 다각형 모델링 3d max는 고유한 뉘앙스와 어려움이 있지만 이 방법은 3D 기술 분야에서 여전히 매우 인기가 있습니다.

다각형 모델링이란

폴리곤 메쉬를 사용하여 객체를 시각화할 수 있는 로우 레벨 모델링.

다각형 메쉬는 다음 하위 오브젝트로 구성됩니다.

.꼭지점- 가장자리의 연결 지점, 원하는 만큼 있을 수 있습니다.
.갈비 살- 면의 경계로 돌출된 선;
.면 또는 다각형- 격자 셀, 평면의 단면으로 가장 흔히 삼각형 또는 사각형 모양입니다. 폴리곤 메쉬는 수많은 동일한 셀로 구성될 수 있습니다.

개체의 3차원 모델을 만들려면 하위 개체로 작업해야 합니다. 크기와 모양을 변경하고 회전, 병합 및 분할할 수 있을 뿐만 아니라 특수 컴퓨터 프로그램을 허용하는 다른 작업을 적용할 수도 있습니다.

다각형 모델링은 다음 프로그램에서 수행됩니다.

3ds 맥스;
. 마야;
. 별명;
. 코뿔소.

다각형 메쉬는 윤곽이 형성되는 다각형 세트이며 미래 개체의 껍질입니다. 작업하기 쉽고 외부 및 내부 영역이 명확하게 정의되어 있으며 추가 매개변수와 계산이 필요하지 않습니다. 그러나 이 방법은 가장 단순한 3D 모델도 생성하는 데 수천 번의 마우스 클릭이 필요하기 때문에 인내와 인내가 필요합니다. 작은 실수는 완성 된 물건을 다시 만드는 것이 매우 어렵 기 때문에 모든 작업을 "아니오"로 줄일 수 있습니다.


다각형 모델을 구축하는 기술 및 방법

결합된 버전에서 가장 자주 사용되지만 순수한 형태로도 사용할 수 있는 다각형 모델을 만드는 세 가지 주요 기술이 있습니다.

  1. 프리미티브 사용- 기성품의 기하학적 형태(예: 정육면체 또는 원통)를 기본으로 하는 경우 하위 개체를 늘리고 기존 면을 분할하여 원하는 모델을 구성합니다.
  2. 소스 다각형에서 새 면 가져오기각 하위 개체가 이전 개체에서 나올 때.
  3. 소스 코드와 프리미티브 없이 수동으로모든 하위 오브젝트가 돌출되는 대신 그려질 때.

다각형 모델링은 시각화 개체를 구성하는 세 가지 주요 방법을 제공합니다.

  1. 모델링 봉우리의 도움으로- 꼭짓점이 있는 조작이 수행되고, 이동되고, 제거됩니다.
  2. 모델링 갈비뼈의 도움으로- 물체에 원하는 모양을 부여하기 위해 모서리의 위치와 크기가 변경됩니다.
  3. 모델링 폴리곤 사용- 면은 더 복잡한 작업에 사용됩니다(예: 모양을 부풀게 하거나 그 반대로 표면을 선명하게 하거나 매끄럽게 하거나 들여쓰기). 여기에서 작업은 평면으로 수행됩니다.


  1. 사각형의 기하학적 모양을 사용하는 것이 좋습니다.. 변형하기 쉽기 때문에 불필요한 조작에 시간을 낭비하지 않아도 됩니다. 가능한 한 적은 수의 삼각형을 사용하는 것이 좋습니다.
  2. 복잡한 기하학적 모양을 사용하지 마십시오., 모서리와 가장자리가 많으면 텍스처 변형이 발생할 수 있습니다.
  3. 폴리곤 모델을 생성할 때 필요한 요소만 렌더링해야 함, 추가 구조를 구축하면 모델 자체가 복잡해집니다. 이러한 세부 사항이 작은 경우 텍스처를 사용하여 만들 수 있습니다.

다각형 모델링은 주로 정확한 모양과 명확한 윤곽을 가진 객체의 3차원 모델을 생성하도록 설계되었습니다. 개체는 모양과 색상이 있는 작은 가장자리인 다각형으로 구성됩니다. 이 방법은 현재 가장 일반적으로 사용되는

기하학적 원형은 모든 그래픽 구성의 기초가 되는 기하학적 모양의 기본 집합으로 이해되며 이러한 모양은 이러한 개체 중 어느 것도 다른 개체를 통해 만들 수 없다는 의미에서 "기초"를 형성해야 합니다. 그러나 기하학적 원형 세트에 무엇을 포함해야 하는지에 대한 질문은 컴퓨터 그래픽에서 결정적으로 해결된 것으로 간주될 수 없습니다. 예를 들어, 기본 요소의 수는 생략할 수 없는 특정 최소값으로 줄일 수 있으며 이 최소값은 하드웨어 구현 그래픽 개체로 축소됩니다. 이 경우 기본 집합은 세그먼트, 다각형 및 문자(문자) 집합으로 제한됩니다.

또 다른 관점은 프리미티브 세트가 다양한 종류의 부드러운 곡선(원, 타원, 베지어 곡선), 일부 클래스의 표면 및 솔리드 기하학적 본체를 포함해야 한다는 것입니다. 이 경우 공간 곡선, 평행 육면체, 피라미드, 타원체는 3차원 기하 원형으로 제안됩니다. 그러나 그러한 확장된 프리미티브 세트가 하드웨어 구현과 관련되어 있으면 이러한 하드웨어 지원이 모든 그래픽 스테이션에 존재하지 않기 때문에 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 소프트웨어 애플리케이션을 전송하는 문제가 발생합니다. 또한 3차원 기하학적 기본 요소를 만들 때 프로그래머는 수학적 설명의 문제와 이러한 개체를 조작하는 방법의 개발에 직면합니다. 기본 목록에 포함되지 않은 개체 유형은 이러한 프리미티브를 사용하여 근사화합니다.

많은 경우에 다면체는 복잡한 표면을 근사화하는 데 사용되지만 면의 모양은 다를 수 있습니다. 꼭짓점이 3개 이상인 공간 다각형은 항상 평면이 아니며 이 경우 다면체 렌더링 알고리즘이 잘못된 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 프로그래머 자신이 다면체를 올바르게 기술하도록 주의해야 합니다. 이 경우 삼각형이 항상 평평하기 때문에 가장 좋은 방법은 삼각형을 사용하는 것입니다. 현대 그래픽에서 이것은 아마도 가장 일반적인 접근 방식일 것입니다.

그러나 다음과 같은 대체 방향이 있습니다. 신체의 구성 기하학. 이 접근 방식을 사용하는 시스템에서 객체는 집합 이론 연산(합집합, 교차)을 사용하여 벌크 프리미티브에서 빌드됩니다.

모든 그래픽 라이브러리는 자체 프리미티브 세트를 정의합니다. 예를 들어, 널리 사용되는 대화형 3D 그래픽 시스템 OpenGL에는 점(꼭짓점), 선분, 파선, 다각형(그 중에서 삼각형과 사각형이 두드러짐), 줄무늬(일반 정점을 가진 삼각형 또는 사각형 그룹) 및 글꼴이 포함됩니다. 또한 구, 원통, 원뿔 등의 일부 기하학적 몸체가 포함됩니다.

이러한 프리미티브는 구조적 요소이기 때문에 이를 나타내기 위해서는 효율적이고 신뢰할 수 있는 알고리즘이 개발되어야 한다는 것이 분명합니다. 역사적으로 첫 번째 디스플레이는 벡터였으므로 기본 프리미티브는 선분이었습니다. 그러나 우리 과정의 첫 번째 장에서 이미 언급했듯이 A. Sutherland의 최초의 대화형 Sketchpad 프로그램은 기본 요소 중 하나로 직사각형을 가졌으며 이후 이 개체는 전통적으로 다양한 그래픽 라이브러리에 포함되었습니다.

여기에서 우리는 다음과 같은 기본 요소를 고려할 것입니다. 꼭지점, 선분, 복셀기반으로 구축된 모델뿐만 아니라 기능적 모델.

이러한 공간 모델의 경우 정점(공간의 점), 선분(벡터)이 기본 요소로 사용됩니다. 폴리라인, 다각형그리고 다각형 표면. 설명의 주요 요소는 상단이고 나머지는 모두 파생 상품입니다. 3차원 데카르트 시스템에서 정점의 좌표는 좌표(x,y,z)에 의해 결정되고, 선은 두 정점으로 정의되고, 폴리라인은 열린 폴리라인, 폴리곤은 닫힌 폴리라인입니다. 폴리곤은 평평한 물체를 모델링하고 3D 물체의 평평한 면을 설명할 수 있습니다. 여러 면이 이 개체를 다각형 표면 형태로 구성합니다. 즉, 다면체 또는 열린 표면("다각형 메쉬")입니다.


쌀. 4.1.

현대 컴퓨터 그래픽에서는 벡터-다각형 모델이 가장 일반적입니다. 컴퓨터 지원 설계 시스템, 컴퓨터 게임, 시뮬레이터, GIS, CAD 등에 사용됩니다. 이 모델의 장점은 다음과 같습니다.

  • 개체를 쉽게 확장할 수 있습니다.
  • 단순한 표면을 설명하기 위한 소량의 데이터.
  • 많은 작업에 대한 하드웨어 지원.

다각형 모델의 단점은 토폴로지 작업(예: 건물 섹션)의 실행을 시각화하기 위한 알고리즘이 상당히 복잡하다는 사실입니다. 또한 평면에 의한 근사는 특히 복잡한 모양의 표면을 모델링할 때 심각한 오류를 발생시킵니다.

  • 토폴로지 작업의 간단한 실행 예를 들어, 공간 바디의 섹션을 표시하려면 복셀을 투명하게 만드는 것으로 충분합니다.
  • 단점은 다음과 같습니다.

    • 체적 데이터를 나타내는 데 필요한 많은 양의 정보.
    • 상당한 메모리 비용, 해상도 제한, 모델링의 정확성.
    • 이미지를 확대하거나 축소할 때 문제가 발생합니다. 예를 들어, 이미지 해상도는 확대와 함께 저하됩니다.

    이 3ds Max 폴리곤 모델링 튜토리얼에서는 폴리 편집 수정자(또는 편집 가능한 폴리)를 사용할 때 가장 일반적으로 사용되는 3d 작업을 다룹니다. 이 방법은 3ds Max에서 거의 모든 오브젝트를 만드는 데 유용합니다.

    먼저 실제 TV의 비율로 간단한 Box 프리미티브를 만들어 보겠습니다.

    그림 1. 생성된 초기 3d 프리미티브 - 상자


    상자에 수정자를 적용해 보겠습니다. 편집폴리

    그림 2. 수정자 적용됨 편집폴리

    키를 누르면 F4 3ds Max의 키보드에서 다각형 모델의 가장자리 표시를 켭니다.

    수정자 스택에서 다각형 수준으로 이동하여 모델링을 시작합니다. 그리고 화면 생성을 시작할 전면 다각형을 선택합니다.

    그림 3. 폴리곤 레벨로 이동하여 퍼스펙티브 창에서 앞쪽을 선택

    선택한 다각형에 작업 적용 삽입그림과 같이 얼굴을 만듭니다. 화면을 만드는 기초가 됩니다.

    그림 4. 폴리곤에 연산 적용하기 삽입

    명령을 사용하여 결과 다각형을 안쪽으로 누릅니다. 돌출.

    그림 5. 매립작업을 눌렀다 돌출

    작업으로 이중 포함 다각형 세분화 테셀레이션(세분), 따라서 추가 변형 가능성에 대해 전면의 세부 사항을 증가시킵니다. 일반적으로 모델에서 이 작업을 남용하지 않는 것이 좋습니다.

    그림 6. 수술로 얼굴의 디테일 증가 테셀레이션

    정점 레벨로 이동하여 화면의 중앙 정점을 선택합니다.

    그림 7. 중앙 정점을 선택했습니다.

    소프트 선택 모드 활성화 소프트 선택(그 덕분에 오브젝트를 더 부드럽게 변형할 수 있습니다.) 폴오프 및 거품 옵션을 확인합니다. 떨어지다인접 정점의 캡처 영역 너비를 담당합니다. 거품- 가중치 분포의 형태. 색상 음영은 캡처 정도를 명확하게 보여줍니다.

    이제 중앙 정점을 약간 앞으로 이동하여 화면을 더 둥글게 만듭니다. 완료되면 소프트 선택 모드를 종료해야 합니다.

    그림 8. 소프트 선택 모드로 중심 정점을 약간 앞으로 이동

    화면이 준비되었으므로 이제 뒷벽을 준비해야 합니다. 폴리곤 레벨로 돌아가서 뒷면을 선택합니다.

    그림 9. TV 뒷면 선택

    선택한 다각형에 작업 적용 사각(베벨 압출).
    - 압출량
    개요- 수축 정도

    그림 10. TV 뒷면 선택

    작업으로 다시 뒷면을 돌출 돌출.
    - 압출량

    다각형 3D 모델링이란 무엇이며 어디에 사용됩니까?

    다각형 3D 모델링(다각형 모델링)은 일상 생활에서 없어서는 안될 부분입니다. 현대인은 거의 매일, 어쩌면 깨닫지도 못하는 사이에 직면합니다. 영화, 애니메이션, 컴퓨터 게임, 가상 현실 등 - 모두 다각형 3D 그래픽이 사용되는 방향입니다.

    3D 프린터의 출현으로 다각형 모델은 물체의 3D 인쇄에도 사용되었습니다.

    3D 프린터의 인기가 높아지고 표면/솔리드에 비해 상대적으로 단순한 3D 모델링으로 인해 다각형 모델 형식은 CNC 프로그램 개발자가 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기계에 더 많이 사용하게 되었습니다. 주로 목재, 플라스틱 및 연질 금속용 CNC입니다.

    3D 모델링을 올바르게 이해하고 디자이너의 작업을 올바르게 설정하려면 몇 가지 기본 원칙을 아는 것으로 충분합니다.

    오늘날 객체의 3D 모델링 개발에는 다각형과 솔리드(표면)의 두 가지 주요 방향이 있습니다.

    다각형 3D 모델링이 사용되는 주요 방향은 3D 그래픽입니다. 솔리드 스테이트/표면 - 산업 디자인.

    얻고자 하는 최종 제품의 종류에 따라 솔리드 스테이트(표면) 3D 모델링 또는 다각형 모델링이 선택됩니다.

    예를 들어, 장난감을 3D 프린터로 인쇄하거나 밀링 머신에서 나무 그림의 3D 부조를 자르려면 3D 모델의 다각형 형식을 선택해야 합니다. 산업용 제품을 출시하려면 솔리드 스테이트 형식을 선택해야 합니다. ("기술" 섹션 솔리드/표면 3D 모델링 참조).

    두 형식의 차이점은 3D 개체를 형성하는 원리에 있습니다. 폴리곤 3D 모델링에서 객체는 폴리곤으로 만들어지고 솔리드/서페이스 3D 모델링에서 객체는 선과 같은 기하학적 요소로 만들어집니다. 곡선, 스플라인 등이며, 이러한 요소를 기반으로 다양한 기하학적 모양이 만들어집니다.

    다각형은 3차원 좌표계에 배치되는 삼각형 또는 사변형으로 표현되는 단일 표면 요소입니다. 사실, 다각형 모델링은 2차원 래스터 이미지(잘 알려진 픽셀)의 후손이지만 3차원 좌표계에 있습니다.

    다각형 3D 모델의 품질은 다각형의 수와 다각형의 가장자리가 서로 맞는 방식을 결정합니다. 규칙은 항상 적용됩니다. 폴리곤이 많을수록 폴리곤 3D 모델의 디테일이 높아집니다.

    매우 상세한 다각형 모델을 사용하는 3D 모델링에서 이 제품을 3D 프린터나 밀링 머신에서 만들려는 경우 가장자리를 쌍으로 만드는 것은 그다지 중요하지 않습니다. 일반적으로 이 형식을 허용하는 기계의 CNC 시스템에는 다각형 3D 모델에서 이러한 오류를 중요하지 않게 만드는 알고리즘이 있습니다.

    다각형 모델은 가공 중 다양한 도구로 부품을 가공할 수 없기 때문에 공작 ​​기계의 복잡한 부품 제조에 사용되지 않습니다. 그리고 이것은 산업용 부품을 가공하는 경우 매우 중요한 조건입니다. 최신 금속 가공 기계용으로 라이센스가 부여된 CNC 소프트웨어는 다각형 모델을 가져오지 않을 가능성이 높습니다.

    따라서 구멍, 나사산 등이 균일한 고정밀 제품을 생산해야 하는 작업이 있다면 표면/고체 3D 모델링을 선택해야 합니다.

    공작 기계의 제어 프로그램을 구성하기 위해 대부분의 CNC 프로그램에서 인식하는 다각형 3D 모델의 가장 일반적인 형식은 *.STL(Binary)입니다.

    덜 일반적으로는 *.3DS, *.OBJ, *.ASC, *.PLY, *.FCS가 있습니다.

    현재 STL을 IGS, STP(솔리드 스테이트 모델)로 변환하는 효과적인 변환기가 없다는 사실에 주의를 기울이고 싶습니다. 모든 솔루션은 3D 모델에 대한 추가 수정 없이는 사용할 수 없는 평범한 결과를 제공합니다.

    다각형 3D 모델을 한 다각형 형식에서 다른 다각형 형식으로 변환하는 작업은 일반적으로 3D 모델 파일을 필요한 형식으로 다시 저장하여 수행됩니다.

    시뮬레이션을 시작하기 전에 데이터 형식을 올바르게 선택하고 주문 계약자의 작업을 올바르게 설정하는 것이 제품의 예상 품질을 얻기 위한 기초라는 것을 기억하십시오!

    다각형 모델링

    다각형 모델링은 3차원 공간에서 점을 정의하기 위해 키보드에서 수동으로 X, Y, Z 좌표를 입력해야 했던 시대에 등장한 최초의 3D 모델링 유형입니다. 정점으로 주어지고 가장자리로 연결되어 색상과 질감을 가질 수 있는 다각형(다각형)을 형성합니다. 이러한 폴리곤 그룹을 연결하면 거의 모든 객체를 모델링할 수 있습니다. 다각형 모델링의 단점은 모든 개체가 작고 평평한 표면으로 구성되어야 하고 다각형이 매우 작아야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면 개체의 가장자리가 깎인 것처럼 보입니다. 즉, 장면의 개체가 확대되어야 하는 경우 개체에서 멀어질 때 대부분이 중복되더라도 많은 수의 다각형(밀도)으로 모델링해야 합니다.

    프로세서 및 그래픽 어댑터의 성능이 향상됨에 따라 그래픽 프로그램에서 폴리곤에서 스플라인으로의 전환이 있으며 현재로서는 폴리곤 모델링을 절대 지원하지 않는 프로그램이 이미 있습니다. 그러나 실시간 3D 게임의 엄청난 인기로 인해 폴리곤 모델링이 그 대가를 치르게 되면서 풍부한 폴리곤 편집 도구가 점차 스플라인 작업을 위한 도구로 변형되고 있습니다.


    위키미디어 재단. 2010년 .

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