что такое полигоны в 3d моделировании

3ds Max. Часть 4. Основы полигонального моделирования

Без знания основ полигонального моделирования невозможно спроектировать чуть более сложные объекты, чем примитивы. Разбираемся с вертексами и рёбрами.

Перед тем как начать моделирование такого сложного 3D-объекта, как автомобиль, нужно понимать основные принципы полигонального моделирования и знать назначение и функциональные возможности инструментов.

Что такое полигон

Полигон — плоскость, состоящая из нескольких точек в пространстве, соединённых рёбрами.

Автор статей по дизайну. В веб-дизайн пришел в 2013 году, осознанно начал заниматься с 2015 года. Параллельно освоил верстку. Время от времени публикую переводы на хабре.

Что такое полигональное моделирование (polygonal modeling)

Полигональное моделирование — это один из видов трёхмерного моделирования, позволяющий моделировать любой объект (ну или почти любой) и за счёт соединения полигонов создавать из них группы и формировать нужный облик модели. Например так:

Разбираемся с полигональным моделированием на примере

Давайте создадим примитив box, конвертируем его в Editable Poly (редактируемые полигоны) и на этом примере детально рассмотрим, что такое полигон и из чего он состоит. В этом уроке вы можете посмотреть, как создать примитив.

Чтобы конвертировать объект в редактируемые полигоны, нажмите правой кнопкой мыши в активном окне проекции и в контекстном меню выберите Convert To — Convert to Editable Poly.

Итак, вы создали примитив box и перевели его в Editable Poly. Далее рассмотрим, из каких подобъектов состоит Editable Poly.

Уровень подобъектов Editable Poly

Нажмите стрелку на командной панели во вкладке Modify перед названием Editable Poly, чтобы перейти на уровень подобъектов. Их мы и будем сейчас разбирать.

Vertex (вершины)

Чтобы работать с этим уровнем подобъектов, нажмите клавишу 1 на клавиатуре. Вершина — это одномерный объект (точка) в пространстве. Если соединить, например, две вершины, получится ребро.

Edge (рёбра)

Нажмите на клавишу 2 на клавиатуре, чтобы работать с этим уровнем подобъектов. Ребро — это двумерный объект, который определяется двумя вершинами и представляет собой линию. Три ребра и более образуют многоугольник.

Border (граница)

Нажмите на клавишу 3 на клавиатуре, чтобы работать с этим уровнем подобъектов.

В том виде, в котором сейчас представлен наш объект, Border выделить не получится. Border — это граница, где что-то должно заканчиваться, а у нас объект замкнутый.

Перейдите на подобъект, выделите любой видимый полигон и удалите его по нажатию на Del на клавиатуре. Теперь края удалённого полигона и будут тем самым бордером.

Polygon (полигон)

Polygon вызывается по клавише 4 на клавиатуре. Состоит из трёх и более рёбер.

Element (элемент)

Element вызывается по клавише 5 на клавиатуре. Этот подобъект необходим в случае, когда нужно выделить целиком весь объект.

В свитке Selection иконками представлены все подобъекты Editable Poly. Когда вы выбираете один из подобъектов, там активируется нужная иконка, и наоборот: когда вы нажимаете на какую-либо из иконок, у вас будет выделяться один из подобъектов в списке.

Заключение

Всё полигональное моделирование основано на взаимодействии с рассмотренными подобъектами — вершинами, рёбрами, полигонами и так далее. Посредством Editable Poly создаются большинство моделей и сцен, которые можно применить где угодно — от анимационной презентации архитектурной застройки до локаций для игр.

Обратите внимание на наш курс «Визуализация в 3ds Max и V-Ray»: под руководством опытных преподавателей вы научитесь работать с 3ds Max, создавать качественные фотореалистичные визуализации и использовать одну из самых популярных программ для рендеринга V-Ray.

Визуализация в 3ds Max и V-Ray

Вы познакомитесь с основами 3D-моделирования, повысите свою ценность на рынке, освоив на профессиональном уровне одну из самых популярных систем рендеринга V-Ray. Вы сможете работать со сложными материалами, настраивать текстуры и добьетесь фотореализма при создании визуализаций.

Источник

Editable Poly: полигональное моделирование в 3ds Max

Перед вами четыре абсолютно чистых окна проекции в 3ds Max, и в этих полях вам предстоит создавать с нуля сложные модели. Это сначала кажется удивительным: как из ничего сделать целый объект?

Один из инструментов такой 3D-магии — Editable Poly. Он позволяет из отдельных частей — полигонов — формировать абсолютно любые формы.
Подробно рассмотрим все основные инструменты работы с ним, а также решение популярных проблем.

Что такое полигоны в 3D-моделировании?

Понятие Editable Poly

Чтобы получить возможность видоизменять его форму с помощью полигонов, нужно его трансформировать в Editable Poly (рус. — «Регулируемые полигоны»). Для этого щелкните правой кнопкой мыши по объекту и в отобразившемся меню выберите Convert to, и и затем Convert to Editable Poly.

Также есть важное отличие: если результат изменений не устроил, Edit Poly можно удалить, и сцена вернется к первоначальному виду, до применения модификатора. В случае с Editable Poly придется либо все начинать сначала, либо долго применять команду отмены действия (Ctrl+Z).

Работа с полигонами

При создании сложных объектов чертеж просто необходим. Например, смоделировать автомобиль без него практически невозможно.

Рассмотрим инструменты, которые применяют в работе с полигонами в 3ds Max.

За выбор каждого конкретного подобъекта отвечают горячие клавиши 1, 2, 3, 4 и 5 (в соответствии с порядком в списке).
При выборе какого-либо подобъекта программа 3ds Max его подсвечивает в окне проекции.

Список необходимых инструментов находится в меню справа.

Selection

Soft Selection

Edit Vertices

Edit Edges

Edit Borders

Edit Polygons

Edit Geometry

Решение распространённых проблем

Время от времени в процессе полигонального моделирования возникают сложности, за решением которых приходится идти на форумы и советоваться с коллегами.
Но не всем комфортно общаться с абсолютно незнакомыми людьми.

Ученики школы 3D CLUB имеют возможность сначала обсудить появившиеся проблемы между собой или проконсультироваться с нашими кураторами.

Кроме этого, на этапе обучения преподаватели делимся огромным количеством лайфхаков по оптимизации своей работы, которые сами собирали много лет на своих заказах.
Некоторые фишки и полезные советы выкладываем в открытый доступ, для всех.
Руководитель школы 3D CLUB Семен Потамошнев рассказал, как новичкам в 3D-дизайне стоит относиться к правкам, чтобы расти как специалист:

На каждом потоке есть спонсор, который даёт реальное практическое задание ученикам, а затем выбирает до 10 наиболее понравившихся ему работ и покупает их.
Таким образом, ученики не только не платят за обучение на базовом курсе, но и могут заработать первые деньги в сфере 3D-дизайна.

А ещё у всех остаются качественные работы для портфолио.

Запись на новый поток доступна постоянно, а о дате начала проходит дополнительное уведомление заранее.

Сейчас рассмотрим, как можно решить наиболее распространенные проблемы при полигональном моделировании.

Как посчитать полигоны в 3ds Max

Иногда специалистам нужно узнать количество полигонов в сцене, чтобы определить, нужно ли упрощать топологию объекта. Например, визуально небольшой предмет может тормозить всю работу как раз из-за того, что в нём много подобъектов.

Источник

Введение в полигональное моделирование 3ds Max

Полигональное моделирование – это очень гибкий способ моделирования в программе 3ds Max. Да, существует множество модификаторов с кучей изменяемых параметров, есть множество скриптов и плагинов, которые значительно упрощают и ускоряют работу. Но едва ли они могут то, что не может самое обычное редактирование полигонов вручную. Да, такой способ может быть дольше и сложнее. Но если вы разберетесь с полигональным моделированием, то вы сможете создать все, что пожелаете. А разные инструменты программы лишь ускорят и облегчат вашу работу.

1. Что такое полигон?

Полигон (Polygon) – это минимальная поверхность для визуализации. Это основная часть любого объекта, которая, прежде всего, образует его форму и формирует сетку. Полигоны создаются на основе точек и ребер, которые ограничивают данную плоскость.

Полигон в свою очередь состоит из нескольких элементов: точки (Vertex), ребра (Edge), фейсы (Face) и нормали (Normal).

Normal – это перпендикуляр к поверхности полигона, определяющий его лицевую сторону. Так же нормаль необходима для корректного наложения текстуры и расчета отражений при рендере. Она не отображается, но на картинке она совпадает с синей осью Z. Увидеть и изменить их можно, если применить модификатор Edit Normals

2. Взаимодействия с полигонами и их составляющими.

Для начала необходимо применить к объекту модификатор Edit Poly. Для этого нужно перейти на вкладку Modify – Modifier List – Edit Poly. Я рекомендую использовать именно его, потому что при желании его свободно можно удалить со всеми внесенными изменениями. Если вы превратите объект в Editable Poly, то вернуть объект к начальному виду будет сложнее.

Для того, чтобы выбирать подобъекты, необходимо включить редактирование точек (Vertex), ребер (Edge), краев (Border), полигонов (Polygons) или элементов (Elements) в разделе Selection. После этого понадобится только нажать на те подобъекты, которые нужно менять.

Точкой, ребром и целым полигоном можно управлять с помощью стандартных инструментов передвижения, вращения и масштабирования. Эти инструменты можно найти на панели Main Toolbar. Это самый базовый способ придания формы и формирования целого объекта.

Взаимодействие с точками немного отличается в зависимости от того, сколько точек выделено. Если выделена одна точка, то ее можно только двигать. Другие инструменты эффекта не дадут. К другим типов редактирования это не относится.

Если выделено две и более точек, то их можно перемещать все вместе, а также вращать и масштабировать вокруг их общего центра. Все то же самое справедливо и для остальных типов редактирования.

Удалить полигоны можно клавишей Delete. Точки и ребра лучше удалять клавишей Backspace.

Так же стоит сказать об одном очень удобном способе создания формы с помощью клавиши Shift. С помощью это клавиши легко копировать объекты. Так же копировать можно и полигоны. Но если попытаться скопировать так край (Border), то он вытянется вместе с новыми полигонами. Используя инструменты передвижения, вращения и масштабирования с зажатой клавишей Shift, можно создать практически любую форму даже из одного полигона.

3. Краткий обзор самых нужных инструментов.

Перемещение, вращение и масштабирование открывает много возможностей для моделирования, но для полноценной работы этого мало. Поэтому ниже вы увидите 5 крайне важных инструментов, которые позволят свободно смоделировать любую форму.

Этот инструмент позволяет создавать новые ребра между уже существующими ребрами или точками. С его помощью очень удобно создавать новые полигоны или исправлять существующую сетку. Находится он в разделе Ribbon – Edit или Edit Poly – Edit Geometry для всех типов редактирования.

Он позволяет «выдавливать» полигоны, создавая при этом новые. Этот инструмент очень хорош для быстрого наращивания новой формы. Находится он в разделе Ribbon – Edit или Edit Poly – Edit Vertices/Edges/Borders/Polygons. Выдавливать можно во всех типах редактирования, кроме Elements. Делать это можно «на глаз» или по единицам измерения в разделе Extrude Settings. Сначала выбираете элементы, которые хотите выдавить, а затем просто меняете параметры. Параметры для разных типов редактирования немного отличаются.

С его помощью можно «сварить» между собой две или более точек, превратив в одну. Большим плюсом инструмента является то, что он может объединять точки разных элементов одного объекта, превращая две половины в одну полную часть. Для доступа к инструменту нужно выбрать Vertex – Edit Vertices/Edges – Weld/Weld Settings. Weld имеет всего один параметр, представляющий собой расстояние, на котором будут объединяться все выбранные точки. Число точек до сварки и после показаны в значениях Before и After.

Инструмент для быстрого соединения ребер или полигонов новыми полигонами. Это очень хороший инструмент закрытия пробелов в геометрии, но имеет недостаток. Bridge строит полигоны по прямой, поэтому, если топология сложнее, придется поправлять сетку вручную. Найти его можно в разделе Ribbon – Edges/Borders/Polygons или Edit Poly – Edit Edges/Borders/Polygons.

У этого инструмента, в отличие от остальных, довольно много настроек, которые можно долго описывать, поэтому советую поэкспериментировать.

Инструмент для присоединения новых объектов к уже имеющемуся. Если вам нужна сфера, зачем ее моделировать самостоятельно, если можно просто присоединить? Это позволит редактировать совместно два объекта и создавать сложные формы. Находится Attach в разделе Ribbon – Geometry или Edit Poly – Geometry. Присоединять можно независимо от типа редактирования.

Больше методов объединения можно найти тут «Как объединить объекты в 3ds max»

В этой статье описаны лишь основные инструменты, которые позволят заниматься полигональным моделированием. Ни в коем случае нельзя останавливаться на описанном. Надо пробовать, испытывать и узнавать новые инструменты. Чем больше функций вы будете знать, тем более эффективно вы сможете организовать свою работу.

Источник

3ds Max. Часть 5. Основы полигонального моделирования: разбираемся с инструментами

Рассказываем, какие есть инструменты в 3ds Max и как с ними работать.

В предыдущей статье мы рассмотрели уровень подобъектов редактируемых полигонов Editable Poly; теперь разберёмся, как эти подобъекты можно настраивать и какие для этого есть инструменты.

Автор статей по дизайну. В веб-дизайн пришел в 2013 году, осознанно начал заниматься с 2015 года. Параллельно освоил верстку. Время от времени публикую переводы на хабре.

Инструменты в свитке Selection

Начнём со свитка Selection. В зависимости от выбранного подобъекта активизируются или замораживаются разные параметры. Когда не выбран ни один подобъект, все параметры деактивированы.

By Vertex (По вершине)

Флажок By Vertex понадобится, чтобы выделить рёбра и полигоны, которые имеют сопряжение с выбранной вершиной.

Для демонстрации я создал сферу с большим количеством рёбер и полигонов, конвертировав её в Editable Poly.

Выберите подобъект Edge и на сфере нажмите на любую вершину. То же самое сделайте для подобъекта Polygon.

Ignore Backfacing
(Игнорировать тыльную сторону)

Теперь выберите подобъект Polygon и попробуйте выделить максимальное количество полигонов. Для этого щёлкните мышью рядом с объектом и протяните рамку выделения через весь объект, вот так:

Выделились не только те полигоны, которые находились в зоне видимости, но и с обратной стороны. Чтобы этого избежать, существует функция Ignore Backfacing (Игнорировать тыльную сторону).

Поставьте флажок напротив пункта Ignore Backfacing, выделите полигоны ещё раз. Теперь выделились только те полигоны, которые были в зоне видимости.

Активированная кнопка Grow позволяет выделять полигоны вокруг выделенных. Чтобы был виден результат, выделите нужные полигоны и нажмите Grow; нажимайте на эту кнопку до тех пор, пока не достигнете нужного эффекта.

Кнопка Grow также работает с вершинами и рёбрами.

Shrink

Shrink действует аналогично Grow, но в обратном порядке: при клике на него количество выделенных полигонов сжимается.

Ring (Кольцо) и Loop (Петля)

Рассмотрим очень важные кнопки Ring (кольцо) и Loop (петля).

Инструмент Ring работает исключительно с рёбрами и выделяет все рёбра, которые параллельны выбранному.

Инструмент Loop по цепочке выделяет соседние рёбра.

Комбинированное использование Ring и Loop.

Мы будем часто обращаться к свитку Selection во время моделирования.

Разберёмся с инструментами в свитках Edit Vertices, Edit Edges, Edit Borders, Edit Polygons. Каждый из них активен для своего подобъекта: например, для подобъекта Polygon появится свиток Edit Polygons.

Инструменты в свитке Edit Vertices (Редактирование вершин)

Вернитесь к своему объекту, мы начнём с редактирования вершин.

Выберите подобъект Vertex любым удобным для вас способом — я пользуюсь горячими клавишами, в данном случае 1 — и перейдите к свитку Edit Vertices.

Remove (Удалить)

Функция работает просто: выделяете вершину и нажимаете кнопку Remove. Удалится вершина и прилегающие рёбра, но если вы удалите вершину, нажав на клавиатуре Del, то удалятся и полигоны — получится отверстие.

Break (Ломать)

Эта функция разъединяет вершины и тем самым помогает сделать разрыв в нужном месте.

Weld (Объединить)

Если вы случайно нажали на Break, разъединили точки, а обнаружили это, когда откатиться к прежнему состоянию уже невозможно, выделите все проблемные вершины и примените Weld.

Weld используется очень часто. Работает ещё так:

Extrude (Выдавить)

Extrude выдавливает вершину. На сфере, если выделить все вершины, будет смотреться довольно забавно.

Значения Extrude можно выставлять как положительные, так и отрицательные: первые выдавливают, вторые вдавливают.

Target Weld (Целевое объединение)

Target Weld позволяет сваривать две соседние вершины на расстоянии.

Chamfer (Фаска)

Chamfer создаёт фаску по вершине. Для демонстрации фаски я вернул старый добрый box: на сфере фаска будет не такой явной, нужен угол.

Connect (Соединить)

Connect добавляет дополнительные рёбра по двум выбранным вершинам.

Мы рассмотрели основные функции свитка Edit Vertices. Переходим к подобъекту Edge и его свитку Edit Edges.

Инструменты в свитке Edit Edges (Редактирование ребер)

Выберите подобъект Edge вашего объекта — нажмите клавишу 2 на клавиатуре.

Я опять вернулся к боксу, чтобы показать инструменты более наглядно.

На Remove останавливаться не буду: как и в предыдущем случае, он удаляет выделенный элемент, в данном случае — ребро.

Split (Разъединить)

Split нужен, чтобы отделить фрагмент объекта по рёбрам. Работает с двумя и более рёбрами.

Выделите любое ребро и потяните в сторону. Получится так:

Полигоны неотрывно следуют за ребром, увеличиваясь или уменьшаясь в размере.

Теперь давайте отделим ближайший к нам полигон от объекта. Выделите четыре ребра — периметр полигона, который нужно отделить, — и нажмите кнопку Split.

Таким образом можно отделять нужный фрагмент от объекта. Давайте попробуем отделить более сложный фрагмент — для этого я создал бокс с большим количеством рёбер и полигонов.

Extrude (Выдавить)

Extrude работает так же, как и с вершинами, только в этом случае выдавливаются рёбра.

Weld (Объединить)

Weld объединяет два ребра на определённом расстоянии, которое можно задавать в процессе.

Есть нюанс: просто так объединить два любых ребра не получится — нужно, чтобы между рёбрами было пространство. То есть нельзя объединить два ребра полигона на замкнутом объекте, например кубе.

Давайте применим уже знакомый инструмент Split для отделения одного полигона и уменьшим его, чтобы между рёбрами объекта и рёбрами полигона появилось пространство. Выделите полигон и нажмите клавишу R на клавиатуре, чтобы активировать инструмент масштабирования для уменьшения полигона. Зажмите клавишу мыши и с зажатой клавишей Ctrl потяните за внутренний треугольник иконки масштабирования вниз — полигон уменьшится.

В итоге получилась усечённая пирамида, лежащая на боку. Target Weld же позволил вернуться к изначальному объекту — боксу.

Chamfer (Фаска)

Chamfer формирует фаску по ребру. У фаски достаточно много настраиваемых параметров: размер, выбор вида, настройка количества промежуточных рёбер для создания скругления и так далее. Выделите ребро и нажмите на кнопку Settings справа от Chamfer.

Connect (Соединить)

Сначала рассмотрим этот инструмент, потому что он пригодится при подготовке площадки для демонстрации следующего — Bridge.

Connect нужен для того, чтобы добавлять промежуточные рёбра на полигонах. По умолчанию добавляется одно ребро чётко посередине выбранных рёбер. Можно добавить от одного ребра до того количества, которое вам будет необходимо.

Теперь удалим верхние полигоны — и плацдарм для Bridge будет готов. Перейдите на подобъект полигонов и удалите три верхних полигона, которые находятся посередине.

Bridge (Мост)

Bridge — инструмент, который помогает создать полигон между двух рёбер.

Сделать это можно двумя способами:

1. Выделите два параллельных друг другу ребра и нажмите кнопку Bridge.

2. Нажмите на кнопку Bridge, затем щёлкните мышью на нужном ребре, переместите курсор к противоположному ребру и щёлкните мышью ещё раз. После создания полигона нажмите на кнопку Bridge, чтобы деактивировать его, — в противном случае вы можете пользоваться им, пока он остаётся активным.

С основными функциями свитка Edit Edges разобрались, переходим к подобъекту Border и свитку Edit Borders.

Инструменты в свитке Edit Borders (Редактирование границ)

Напомню, что Border невозможно выделить на замкнутом объекте, поэтому выделите любой полигон на сфере или несколько полигонов и удалите их. Перейдите на подобъект Border (клавиша 3 на клавиатуре) и выделите его на объекте.

Основная особенность редактирования границ — это возможность закрывать отверстие полигоном с помощью инструмента Cap (Крышка).

Cap (Крышка)

Cap возвращает на место удалённый полигон. Выделите Border и нажмите кнопку Cap на командной панели в свитке Edit Borders.

Extrude (Выдавить)

Удалите полигон ещё раз, нам опять понадобится бордер. Выделите подобъект Border и нажмите Settings рядом с кнопкой Extrude. Там всё интуитивно понятно, всего два параметра.

Я вас не зря познакомил сначала с инструментом Cap, выдавив бордер, — теперь вы знаете, как избавиться от отверстия.

Chamfer у бордера не особо примечателен — это просто фаска по периметру. А вот Bridge довольно интересен.

Bridge (Мост)

Представим ситуацию: в сфере нет двух полигонов друг напротив друга. Если у вас они всё ещё есть, то удалите.

Теперь выделите бордеры удалённых полигонов и нажмите Bridge.

Получится вот такой тоннель:

Бордеры могут выглядеть и вот так:

Это были основные функции свитка Edit Borders. Переходим к полигонам, Edit Polygons.

Инструменты в свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов)

Сначала выберите подобъект Edge, затем выделите любое ребро и нажмите кнопку Ring свитка Selection командной панели. Это нужно для того, чтобы быстро выделить нужные полигоны.

Теперь выберите подобъект Polygon (клавиша 4 на клавиатуре). Выделятся все полигоны, которые принадлежат выделенным рёбрам.

Extrude (Выдавить)

У Extrude достаточно простые и незамысловатые параметры:

Верхний параметр отвечает за тип выдавливания, нижний — за высоту.

Outline (Контур)

Outline увеличивает или уменьшает выделенный полигон или группу полигонов.

Вот так совершенно неожиданно получился абажур.

Bevel (Скос)

Этот инструмент очень похож на Chamfer, но имеет особенности в настройках.

Также как и в Chamfer, вы можете выбрать тип выдавливания и высоту, но Bevel отличается тем, что здесь можно настраивать скос, то есть задать размер полигона.

Inset (Вкладка)

Inset позволяет уменьшить площадь полигона без деформации основной сетки объекта, создавая поддерживающие рёбра.

Bridge (Мост)

Bridge работает как и с бордерами, но прокидывает тоннель между полигонами.

Flip (Разворот)

Это функция разворота или переворота полигона, выворачивание его наизнанку. После применения инструмента Flip визуально особо ничего не поменяется, за исключением того, что полигоны приобретут более тёмный оттенок.

Чтобы увидеть результат работы инструмента Flip, нужно в Object Properties выставить флажок напротив пункта Backface Cull (показать обратную сторону).

Источник