硬表面3d模型细分拓扑研究-转至Frank《硬表面建模》

发布于 2021-10-15 18:18:35阅读量 75

1.细分建模:细分多少足够好

左侧的圆柱体有 20 段。中间的圆柱体有 64 段。右侧的圆柱体有 12 段。那么为什么在应用细分平滑时左侧的几何图形不能保持其形状?

在项目中细分建模,往往需要在形状精度和过程效率之间进行权衡,虽然增加网格的几何密度确实会提高形状的整体精度,但也会降低模型整体可编辑性。


在圆柱周围保持相对一致的间距并使用相邻的几何图形来支持相交的形状往往是一种更有效的方法,可以用更少的几何图形实现视觉上相似的结果。


下面是四个不同气缸的示例。其中两个有 24 个段,其中两个有 12 个段。它们中的任何一个在视觉上有显着差异吗?具有两倍段数的气缸是否也有两倍的好?


在这种规模下,使用两倍数量的几何体似乎没有什么好处。12 段气缸的视觉效果与 24 段气缸一样好。哪种拓扑布局最有意义取决于相邻几何体的外观以及需要向形状添加哪些特征。


增加几何密度往往会增加形状的准确性,但以可编辑性为代价。将网格密度加倍并不能保证效果翻倍。

在花费大量时间尝试改进较小的平滑问题之前,请考虑对象有多大以及玩家将查看该对象的距离有多近。视觉上无关紧要的平滑伪像很少值得花时间,并且可能被正常的纹理细节隐藏。


2.卡线对比:同样几何体,不同的卡线

提高曲面质量的一个明显解决方案是增加沿曲线的线段数量,

但有时受周围几何体的细节或特征约束,这种方法不适合所有模型。

在这些情况下,重要的是使几何图形在保持形状精度与减少平滑伪影之间取得平衡。


下面是一个比较,同样的几何体,怎样的卡线,可以增加边缘张力和平滑。


通过额外的支撑环、更密集的几何形状和更窄的边缘宽度,

可以观察到增加圆柱壁的段数确实会提高形状精度和平滑,

但在圆柱周围添加垂直边缘循环会产生轻微的平滑伪影。

使用构成圆柱壁的现有边缘段作为支撑环,可以使它们更贴合原型。


下面是卡线距离与呈现的效果对比↓

通过在平坦区域和形状过渡的周边添加支撑环来增强相同的拓扑结构。使用修改器添加这些支持循环将倾向于减少所需的工作量,同时还增加网格的可编辑性。


3.圆柱体上异形布尔



在曲面上的矩形交叉点周围平滑伪影是一个常见的痛点,也是一个很好的起点。

直接从圆柱壁几何体中挤出几何体往往会沿着形状相交的一侧产生拉伸伪影。

将平行支撑环添加到现有的圆柱壁几何形状会改变段间距并引入它自己的挤压伪影。


这个问题的普遍接受的解决方案是通过调整圆柱体的段数来使用现有几何体作为支撑,这样相交的几何体就位于构成圆柱体壁的现有边段之间,

并将拓扑的其余部分路由到相邻的边中尽可能均匀地分割。

保持线段间距相对均匀,并将拓扑变化限制在形状过渡内的小区域内,

有助于最大程度地减少任何平滑问题的可见性。


对于凸台、凹槽和槽,曲面上的拓扑布线通常是相同的。

一旦理解了曲面上支撑环行为的基本原理,

就可以使用相同的拓扑策略来解决相似形状上的平滑问题


这个相同的基本拓扑策略可以应用于几乎所有形状,以解决大多数平滑问题。

这里的关键是:

研究正确的技术信息并使用观察技巧找出如何将这些信息应用于类似问题。


积累技术知识固然很好,但它并不能替代建立观察技能并投入工作以尝试不同的解决方案以得出适合项目的答案。

艺术的很大一部分是解决问题。依靠死记硬背形状或让其他艺术家解决问题不是可持续的长期解决方案,甚至不是成为更好艺术家的捷径


4.平面布尔运算,布线研究


下面是一个比较基本的形状。从孔的布尔减法开始,然后将半圆每一侧的中心点连接到矩形上的相邻点。

额外的几何形状被切入以支撑孔的几何形状,然后添加垂直支撑环以防止圆形区域使侧壁变形。在形状周围添加了额外的支撑环,以便在应用细分时保持其形状。


结果如预期。没有重大的平滑错误,整个过程相当直观。


但是如果圆几何需要额外的几何段会发生什么?

细分的结果看起来并没有好多少,但由于这些更改是基于,所有几何元素必须具有自己的支撑环,并且网格必须保持所有四边形的假设,因此整体网格复杂性增加了。


所有这些无关的支持循环都会增加使拓扑在其余形状周围平滑流动。

如下所示,基本形状是使用类似的建模过程生成的,但基础网格要简单得多,并且使用保持可编辑的斜角/倒角修改器生成支撑环。

简单的网格和自动支撑环放置,可以更轻松地添加其他形状,并产生与前面的示例相当小的区别。


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