Composants du modèle 3D – sommets, arêtes, polygones, etc.
Les modèles 3D sont l’un des composants importants de l’infographie 3D. Sans eux, il n’y aurait pas d’animation par ordinateur – pas de Toy Story, pas de Wall-E, pas de Big Green Ogre. Il n’y aura pas de jeux en 3D et les publicités pour les voitures ne seront pas aussi bonnes qu’elles le sont maintenant.
Chaque objet, personnage et environnement de chaque film d’animation par ordinateur ou jeu vidéo 3D consiste en un modèle 3D. Dans ce guide, nous avons décomposé les principaux composants d’un modèle 3D, en expliquant les faces, les arêtes, les sommets, etc.
Qu’est-ce qu’un modèle 3D ?
Un modèle 3D est une représentation mathématique de tout objet 3D (réel ou imaginaire) dans un environnement logiciel 3D. Contrairement aux images 2D, les modèles 3D peuvent être visualisés sous n’importe quel angle dans une suite logicielle dédiée et peuvent être mis à l’échelle, pivotés ou librement modifiés.
Le processus de création et de mise en forme de modèles 3D est appelé modélisation 3D.
Types de modèles 3D
Les industries du cinéma et des jeux utilisent deux principaux types de modèles 3D. La différence la plus évidente entre eux est la façon dont ils sont créés et exploités (il existe également des différences dans les mathématiques sous-jacentes, mais cela n’est pas important pour l’utilisateur final).
surface NURBS
Les B-Splines rationnelles non uniformes ou NURBS sont des modèles de surface lisse créés à l’aide de courbes de Bézier (considérez-les comme la version 3D de l’outil stylo MS Paint). Pour former une surface NURBS, l’artiste dessine deux ou plusieurs courbes dans l’espace 3D, qui sont manipulées en déplaçant des poignées appelées sommets de contrôle (CV) le long de l’axe x, y ou z.
L’application logicielle interpole les espaces entre les courbes et crée un maillage lisse entre elles. Les surfaces NURBS ont le plus haut niveau de précision mathématique et sont les plus couramment utilisées dans l’ingénierie et la modélisation de la conception automobile.
modèle polygonal
Les modèles polygonaux, ou « maillage » comme on les appelle communément, sont la forme la plus courante de modèle 3D dans les industries de l’animation, du cinéma et des jeux, et nous nous concentrerons sur eux pour le reste de cet article.
Composants d’un modèle polygonal
Dans une bonne modélisation, les polygones sont soit des quadrilatères (quadrilatère— spécification pour la modélisation de caractères/organique) ou à trois côtés (trio– plus couramment utilisé dans la modélisation de jeux). Les bons modélisateurs s’efforcent d’être efficaces et organisés, en minimisant le nombre de polygones de la forme souhaitée.
Le nombre de polygones dans le maillage est appelé multicomptetandis que la densité du polygone est appelée RésolutionLes meilleurs modèles 3D ont une haute résolution là où plus de détails sont nécessaires (comme la main ou le visage d’un personnage) et une basse résolution dans les zones peu détaillées du maillage.
En général, plus la résolution globale du modèle est élevée, plus il apparaîtra lisse dans le rendu final.Les maillages de résolution inférieure semblent carrés (rappelez-vous Mario 64? ).
Les modèles de polygones sont très similaires aux formes géométriques que vous avez peut-être apprises au collège.Comme le cube géométrique de base, le modèle polygonal 3D se compose de Visage, bord, et sommetEn fait, la plupart des modèles 3D complexes commencent par des formes géométriques simples telles que des cubes, des sphères ou des cylindres.Ces formes 3D de base sont appelées objets primitifsLes primitifs sont ensuite modélisés, façonnés et manipulés dans tout ce que l’artiste essaie de créer.
- Visage: La caractéristique déterminante d’un modèle polygonal est que (contrairement aux surfaces NURBS) le maillage polygonal est à facettesce qui signifie que la surface du modèle 3D se compose de centaines ou de milliers de faces géométriques.
- bord: Une arête est n’importe quel point sur la surface du modèle 3D où deux faces polygonales se rencontrent.
- sommet: Les intersections entre trois arêtes ou plus sont appelées sommets (PL.sommet). Les opérations de vertex sur les axes x, y et z (affectueusement appelées « vertices push-pull ») sont les techniques les plus courantes pour façonner les maillages polygonaux dans leur forme finale dans les packages de modélisation traditionnels tels que Maya, 3Ds Max, ETC.
Dans les applications de sculpture comme ZBrush ou Mudbox, les techniques sont très, très différentes.
Textures et shaders
Sans textures ni shaders, un modèle 3D n’aura pas l’air bien. En fait, vous ne pouvez pas le voir du tout. Bien que les textures et les shaders n’aient rien à voir avec la forme générale d’un modèle 3D, ils sont liés à son apparence visuelle.
- shader: Un shader est un ensemble d’instructions appliquées à un modèle 3D pour indiquer à l’ordinateur comment il doit être affiché. Alors que les réseaux d’ombrage peuvent être codés à la main, la plupart des progiciels 3D disposent d’outils qui permettent aux artistes d’ajuster facilement les paramètres d’ombrage. À l’aide de ces outils, les artistes peuvent contrôler la façon dont la surface du modèle interagit avec la lumière, y compris l’opacité, la réflectivité, le spéculaire (brillance) et des dizaines d’autres.
- texture: Les textures contribuent également de manière significative à l’apparence visuelle du modèle.Les textures sont des fichiers d’image 2D qui sont mappés sur la surface 3D d’un modèle via un processus appelé modèle. mappage de texturesLa complexité des textures peut aller de simples textures de couleurs plates à des détails de surface totalement réalistes.
La texturation et l’ombrage sont un aspect important du pipeline d’infographie, et être doué pour écrire des réseaux de shaders ou développer des cartes de texture est une profession en soi. Les artistes de texture et de shader sont tout aussi importants dans l’aspect général d’un film ou d’une image qu’un modélisateur ou un animateur.
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