Полигональное моделирование в Maya

Обзор полигонов

Введение в полигоны

Полигоны – один из типов геометрии, которые используются для создания трехмерных моделей в Autodesk® Maya®. Кроме этого, в Maya имеются еще два вида поверхностей - NURBS и иерархические (subdivision).

Полигоны используются для создания многих типов 3D моделей и широко используются для разработки трехмерных объектов в фильмах, видеоиграх и интернете.

Терминология полигонов

Полигоны представляют собой фигуры с прямыми сторонами (3 или более сторон), определенными посредством точек трехмерного пространства (вершин (vertice)) и соединяющих эти точки линий (ребер (edge)). Внутренняя область полигона называется гранью (face). Вершины ребра и грани являются базовыми компонентами полигонов. Вы можете выделять и модифицировать полигоны, используя базовые компоненты.

При создании полигональных моделей чаще всего используются трехсторонние (треугольники) или четырехсторонние (четырехугольники) полигоны. Maya также поддерживает полигоны с большим количеством сторон, но они используются значительно реже.

Отдельный полигон также называют гранью (face) и определяют как область, ограниченную тремя или более вершинами, и соответствующими им ребрами. Если многие грани соединены между собой, то такой объект называется полигональной сеткой (polygon mesh) или полигональным объектом (polygonal object). Полигональная сетка может создаваться разными способами. Подробнее о способах создания полигональных объектов см. ниже.

Обычно в полигональной сетке вершины и ребра совместно используются разными гранями. В этом случае их называют общими вершинами (shared vertices) или общими гранями (shared edges).

Полигональные сетки могут состоять из не связанных между собой частей, которые называются оболочками (shell). Внешние ребра сетки называются граничными ребрами (border edges).

Наложение текстуры на полигональную модель

На полигональные модели с помощью UV-координат может быть наложена текстура. Подробнее см. отдельное руководство по работе с текстурными координатами.

Обзор полигонального моделирования

Существуют разные техники по созданию полигональных моделей в Maya:

• Примитивы – это трехмерные геометрические формы, которые Вы можете создать в Maya. В число примитивов входят, например, сфера, куб, цилиндр, конус, плоскость и многие другие. Вы можете изменить базовые атрибуты примитива, чтобы сделать его более сложным. Можно также разрезать, экструдировать, сливать или удалять разные компоненты примитива, чтобы изменить его форму. Многие 3D художники используют примитивы в качестве начальной точки для создания моделей. Такая техника называется моделированием из примитива.
• Отдельные полигоны могут быть созданы с помощью средства Create Polygon Tool. Этот инструмент позволяет размещать в сцене вершины, определяющие форму полигональной грани. Вы можете также разрезать или экструдировать полигональную грань, чтобы добавить новые грани к уже созданной. Такая техника обычно используется, если Вам нужно наиболее точно построить модель по заданному контуру. Например, Вы можете описанный прием, если Вам нужно построить сложный 3D логотип, используя импортированное 2D изображение как референс.
• Полигоны могут также создаваться превращением из имеющихся NURBS или иерархических (subdivision) поверхностей, используя меню Modify.

Нормали полигонов

Нормаль - это воображаемая линия, перпендикулярная поверхности полигона. В Maya нормали используются для определения ориентации грани полигональной грани (нормали граней), или для расчета закраски граней (нормали вершин).

Нормали граней

Передняя сторона грани полигона грфически представляется с помощью перпендикулярного к ней вектора, называемого нормалью грани.

Порядок перечисления вершин, окружающих грань, определяют ее направление (в какую сторону грань обращена лицом, а в какую - изнанкой). Этот факт может оказаться важным, так как полигоны видны только со своей лицевой стороны, хотя Maya по умолчанию делает все полигоны видными с обеих сторон. Вы можете отключить эту возможность для любой полигональной сетки.

При закраске или рендеринге полигонов нормали определяют отражение света от граней, а значит и цвет полигональной модели.

Нормали вершин

Нормали вершин определяют сглаживание закраски между гранями полигона, в отличие от нормалей грани, которые задают видимость или невидимость полигона.

Нормали вершин изображаются линиями, начинающимися в вершине, по одной на каждую грань, которая использует эту вершину.

• Если все нормали одной вершины имеют строго одно и то же направление (в этом случае они называются общими или мягкими нормалями), то цветовой переход от грани к грани будет плавным.

• Если нормали вершин указывают в одном и том же направлении для каждой грани (в этом случае они называются жесткими нормалями), переход цвета между гранями будет резким, создавая эффект граненой поверхности.

Продвинутые пользователи могут вручную манипулировать нормалями вершин, чтобы создать видимость жестких граней (складок) и теней без использования дополнительной геометрии. Для этой операции используется пункт Vertex Normal Edit Tool меню Normals. Если нормаль отредактирована вручную, она замораживается. Если Вы разморозите ранее отредактированную нормаль, то Maya автоматически пересчитает ее направление и вернет в положение, принятое по умолчанию.