تعد النماذج ثلاثية الأبعاد واحدة من اللبنات الأساسية لرسومات الكمبيوتر ثلاثية الأبعاد. بدونها ، لن يكون هناك رسوم متحركة بالكمبيوتر - لا قصة لعبة ، لا جدار-E لا غول أخضر كبير.
لن يكون هناك ألعاب ثلاثية الأبعاد ، مما يعني أننا لم نتمكن أبدًا من استكشاف Hyrule in الأكرينا من الوقت ، وكان سيد رئيس أبدا على هالو. لن يكون هناك محولات لا يمكن أن تبدو الأفلام (على الأقل الطريقة التي نعرفها اليوم) ، والإعلانات التجارية للسيارات كبيرة مثلما تفعل اليوم.
يتكون كل كائن ، وشخصية ، وبيئة ، في كل فيلم من أفلام الفيديو المتحركة أو لعبة فيديو ثلاثية الأبعاد ، من نماذج ثلاثية الأبعاد. إذن ، نعم ، إنها مهمة جدًا في عالم CG.
ما هو نموذج 3D؟
النموذج الثلاثي الأبعاد هو تمثيل رياضي لأي كائن ثلاثي الأبعاد (حقيقي أو متخيل) في بيئة برامج ثلاثية الأبعاد. على عكس الصورة ثنائية الأبعاد ، يمكن عرض النماذج ثلاثية الأبعاد في مجموعات برامج متخصصة من أي زاوية ، ويمكن تحجيمها أو تدويرها أو تعديلها بحرية. تُعرف عملية إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد وتشكيله بالنمذجة ثلاثية الأبعاد.
أنواع النماذج ثلاثية الأبعاد
هناك نوعان أساسيان من النماذج ثلاثية الأبعاد التي تستخدم في صناعة الأفلام والألعاب ، وأكثر الاختلافات ظاهريًا هي طريقة تكوينها والتلاعب بها (هناك اختلافات في الرياضيات الأساسية أيضًا ، ولكن هذا أقل أهمية للنهاية -المستعمل).
- سطح NURBS: إن السطوح B غير المنتظمة عقلانية ، أو سطح NURBS هو نموذج سطح أملس يتم إنشاؤه من خلال استخدام منحنيات Bezier (مثل إصدار ثلاثي الأبعاد من أداة قلم MS Paint). لتشكيل سطح NURBS ، يرسم الفنان منحنيين أو أكثر في الفضاء الثلاثي الأبعاد ، والتي يمكن معالجتها بواسطة مقابض متحركة تسمى رؤوس التحكم (CVs) على طول المحور x أو y أو z.
- يقوم التطبيق البرمجي بتحويل المساحة بين المنحنيات وينشئ شبكة ملساء بينهما. تتميز أسطح NURBS بأعلى مستوى من الدقة الرياضية ولذلك فهي الأكثر استخدامًا في تصميم النماذج للهندسة وتصميم السيارات.
- نموذج مضلع: تعد النماذج متعددة الأضلاع أو "الشبكات" كما يطلق عليها غالباً النموذج الأكثر شيوعًا للنموذج الثلاثي الأبعاد الموجود في صناعة الرسوم المتحركة والأفلام والألعاب ، وستكون هي النوع الذي سنركز عليه لبقية مقالة - سلعة.
مكونات نموذج مضلع
- وجوه: السمة المميزة لنموذج متعدد الأضلاع هي (على عكس أسطح NURBS) فتحات متعددة الأضلاع هي الأوجه بمعنى أن سطح النموذج الثلاثي الأبعاد يتكون من مئات أو آلاف الوجوه الهندسية.
- حواف: الحافة هي أي نقطة على سطح نموذج ثلاثي الأبعاد يلتقي فيه وجهان متعدد الأضلاع.
- الرؤوس: وتسمى نقطة التقاطع بين ثلاثة أو أكثر من الحواف قمة الرأس ( رر. الرؤوس ). إن معالجة القمم على المحاور x و y و z (يشار إليها بمودة باسم "pushing and pulling verts") هي التقنية الأكثر شيوعًا لتشكيل شبكة متعددة الأضلاع إلى شكلها النهائي في حزم النمذجة التقليدية مثل Maya، 3Ds Max، etc (التقنيات مختلفة جداً في تطبيقات النحت مثل ZBrush أو Mudbox.)
هناك عنصر واحد إضافي من النماذج ثلاثية الأبعاد التي تحتاج إلى المعالجة:
القوام وتظليل
بدون الزخارف والتظليل ، لن يبدو النموذج الثلاثي الأبعاد كثيرًا. في الواقع ، لن تتمكن من رؤيتها على الإطلاق. على الرغم من أن القوام والتظليل لا علاقة لهما بالشكل العام للنموذج الثلاثي الأبعاد ، إلا أنهما لديهما كل شيء يتعلق بمظهره البصري.
- تظليل: إن shader عبارة عن مجموعة من الإرشادات المطبقة على نموذج ثلاثي الأبعاد تتيح للكمبيوتر معرفة كيفية عرضه. على الرغم من أنه يمكن ترميز شبكات التظليل يدويًا ، إلا أن معظم حزم البرامج ثلاثية الأبعاد لديها أدوات تسمح للفنان بتعديل معلمات التظليل بسهولة كبيرة. باستخدام هذه الأدوات ، يمكن للفنان التحكم في الطريقة التي يتفاعل بها سطح النموذج مع الضوء ، بما في ذلك العتامة والانعكاسية والتمييز المرئي (اللمعان) وعشرات غيرها.
- القوام: تساهم الأنسجة أيضًا بشكل كبير في المظهر المرئي للنموذج. القوام هي ملفات صور ثنائية الأبعاد يمكن وضعها على سطح نموذج 3D من خلال عملية تعرف باسم مخطط النسيج . يمكن أن تتراوح القوام من حيث التعقيد من القوام الملون البسيط حتى التفاصيل السطحية بالكامل.
يُعد التركيب والتظليل جانبًا مهمًا من خطوط إنتاج رسومات الكمبيوتر ، ويُعدّ تحسين مهاراتك في كتابة شبكات التظليل أو تطوير خرائط النسيج أمرًا مميزًا في حد ذاته. إن فناني الملمس والتظليل لهما دور أساسي في المظهر العام للفيلم أو الصورة كمصممين أو مبدعين.
ليستنتج
نأمل ، في هذه المرحلة ، أن تعرف أكثر قليلاً عن النماذج ثلاثية الأبعاد وخصائصها الأساسية. في جوهرها ، النماذج ثلاثية الأبعاد هي مجرد أشكال هندسية معقدة مع مئات من الأضلاع متعددة الأضلاع. في حين أنه من الممتع قراءة النماذج ثلاثية الأبعاد ، فإنه من المثير أكثر أن تجعلها بنفسك.
