SAE 3D Modelling
Kapitel 4 3D Modelling
Kapitel 4 3D Modelling
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Cartes-fiches
Ein Ring ist eine Selektion von Edges, welche parallel zueinander stehen.
Ein Loop selektiert die Edges in ihrer Laufrichtung, beginnend vom ersten, welcher selektiert wurde.
Die Topology beschreibt die Aufteilung bzw. den Aufbau eines Meshes. Hierbei ist gemeint, dass das Mesh immer möglichst gleichmässig aufgeteilt sein soll. Dies sollte man vor allem bei gespiegelten Models, also Models bei welchen man nur eine Hälfte modelliert, im Auge behalten.
Während dem Modellieren, werden die getätigten Befehle in einem History Stack gespeichert. Dies ermöglicht, dass man die einzelnen Schritte rückgängig machen kann. Im History Stack selbst, kann man direkt an einen gewünschten Punkt springen, ohne dass man jeden einzelnen Schritt rückgängig machen muss.
Clusters auch genannt Object and Component Groups, sind eine Sammlung von Components aus einem Mesh. Mit Clusters kann man sich beispielsweise Selection Sets erstellen, welche einem die Erstellung des UV's erleichtern können.
Box Modeling ist eine 3D Modellier-Technik, in welcher man einfache Grundobjekte (Cubes, Spheres oder ähnliche) als Ausgangslage verwendet. Anstelle eines dieser Grundobjekte zu gebrauchen, ist es auch möglich eine stark vereinfachte Version des finalen Modells als Basis zu benutzen.
Unter Silhouette Modeling versteht man, das Modellieren von Objekten mit Hilfe von Silhouetten oder Blueprints. Um ein 3D Modell aus Silhouetten zu generieren, benötigt man mindestens zwei Ansichten (Bsp. Front -und Seitenansicht). Wenn mehr Silhouetten zu Verfügung stehen, ist es möglich ein genaueres 3D Model zu erzeugen.
Mit der Funktion Extrude ist es möglich ein Face/Polygon oder eine Edge zu erweitern bzw. herauszuziehen. Je nach Software ist es auch möglich einzelne Vertices zu extrudieren.
Mit Merge (Deutsch: verschmelzen) kann man einzelne Objekte einer Szene, Edges, Vertices, UV's oder Polygone zusammenführen bzw. verschmelzen.
Mit Split (Maya, Softimage), bzw. Cut (3dsMax) werden Polygone in weitere Polygone unterteilt.
Bridge (Deutsch: Brücke, überbrücken) kann verwendet werden, um ein selektiertes Paar von Border Egdes (Edges welche nur an ein Polygon angeschlossen sind), miteinander zu verbinden. Hierbei werden zusätzliche Faces/Polygone erzeugt. Zusätzlich können noch die Divisions der neu erstellten Geometrie eingestellt werden.
Mit Wedge kann ein Face/Polygon um eine Edge extrudiert werden. Hierbei dient die definierte Edge als Pivot-Punkt. Zusätzlich können noch die Divisions der neu erstellten Geometrie eingestellt werden.
Mit Smooth/Divide Mesh oder Subdivide/Subdivision ist es möglich das Mesh, durch zusätzliche Divisions (Deutsch: Teilung/Unterteilung ) runder (smoother) darzustellen. Dies kann verwendet werden, um das Mesh auf ein höheres Detaillevel zu bringen. Es ist auch möglich das Mesh zu unterteilen, ohne die Form der Geometrie zu verändern. Ermöglicht wird dies dadurch, weil jedes Polygon durch zusätzliche Polygone ersetzt, bzw. unterteil wird. Die meist verwendete Methode hierfür ist die Catmull-Clark Methode. Diese passt die Position der Vertices an während das Mesh unterteil wird und erstellt so aus dem low-resolution ein high-resolution Mesh mit einer weichen Surface (Deutsch: Oberfläche).
Mit Invert (Deutsch: invertieren) kann die Umkehrung einer Selektion, Face/Polygon Normals oder UV Islands gemeint sein. Je nach 3D Software hat Invert allerdings noch weitere Funktionen. (Bsp. Invert Alpha, Invert RGB usw.) Ganz allgemein gesagt, dient Invert zur Invertierung von Attributen.
Bei Triangulate (Deutsch: Triangulieren) wird versucht, alle Faces/Polygone so zu unterteilen, dass diese jeweils nur noch aus drei Vertices bestehen, also kleine Dreicke bilden. Dies kann unter anderem notwendig sein, wenn man ein Modell in eine Game Engine exportieren möchte, wobei einige Engines diesen Schritt selbst erledigen.
Mit Smoothing Groups kann angegeben werden, ob ein Mesh mit scharfen oder weichen Kanten gerendert bzw. dargestellt wird. Die Smoothing Groups können bei .fbx Dateien mitexportiert werden. Ähnlich wie Soft-/Hard Edges.
Normals sind Vektoren, die definieren in welche Richtung ein Face/Polygon oder Vertex ausgerichtet ist. Ausserdem sieht man durch die Normals, welches die Aussen -und welches die Innenseite, eines Faces/Polygones oder Vertexes ist.
Soft-/Hard Edges werden verwendet, um zu definieren, ob die Edges eines Meshes weich oder hart gerendert bzw. dargestellt werden sollen. Ähnlich wie Smoothing Groups.
Crease Edge/Vertex (Deutsch: falten) kann bei Subdivision Meshes verwendet werden. Es kommt zum Einsatz, wenn man einen Übergang zwischen einem harten und weichen Teil machen möchte, ohne dabei die Auflösung des Meshes zu erhöhen.
Bei Revolve handelt es sich um Modellierfunktion, welche einem ermöglicht, aus einer einzelnen Curve Geometrie zu erzeugen. Das bekannteste Beispiel hierfür, ist das Modellieren eines Kelches. Zuerst wird eine Curve erstellt, welche entweder frei gezeichnet, oder konstruiert werden kann. Danach führt man die Funktion Revolve aus. Hierbei muss man darauf achten, welche Achse ausgewählt ist und ob die erzeugte Geometrie aus Polygonen oder durch NURSB erstellt werden soll.
Mit Extrude Along Curve ist es möglich Faces oder Edges, entlang einer generierten Curve, zu extrudieren. Zusätzlich können dabei direkt die gewünschte Anzahl an Divisions (Unterteilungen der Extrusion), ein Offset und der Twist (Verdrehen der erzeugten Geometrie) eingestellt werden.
Mit Extrude Curce Along Curce oder Curve Extrude ist es möglich eine Curve entlang einer anderen Curve zu extrudieren. Dies kann beispielsweise für das Modellieren einer Rennstrecke verwendet werden. Hierfür zeichnet man zuerst das Profil der Rennstrecke und anschliessend, in einer neuen Curve, den Streckenverlauf. Danach einfach die Curve des Profils entlang der Strecke extrudieren und schon hat man die Geometrie erstellt.
NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) werden verwendet, um 3D Curves und Surfaces zu erstellen. Einer der Vorteile von NURBS ist, dass es schnell und einfach von Computern berechnet werden kann und sie eine grosse Flexibilität beim Modellieren ermöglichen. NURBS bestehen aus Curves und Surfaces.
Birail
Erstellt anhand von mehren Curves durch Interpolation eine Oberfläche (Surface).
Bei Mesh Smooth (Deutsch: weich/glätten) geht es darum, das Mesh weicher darzustellen und somit ein höheres Detaillevel zu erreichen. Allerdings werden dazu auch mehr Faces/Polygone benötigt. Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Mesh Smooth. Einerseits kann es reine Darstellungssache sein. Das heisst das Mesh wird nur weich dargestellt, ohne die effektive Anzahl der Faces/Polygone zu erhöhen. Andererseits kann das Mesh tatsächlich, durch einfügen von Unterteilungen geglättet werden, was die Anzahl der verwendeten Faces/Polygone erhöht.
Support Edges werden bei Highpoly Meshes benötigt, wenn man eine Kante scharf darstellen will. Damit dies möglich ist, müssen Edge Loops eingefügt werden. Diese müssen möglichst nahe an der Kante liegen, welche man scharf darstellen möchte. Diese Edge Loops nennt man auch Support Edges.
Mit Subdivision Surfaces (auch subdees genannt) können aus niedrig aufgelösten Meshes, weiche hoch aufgelöste Meshes erstellt werden. Um das hochaufgelöste Mesh zu bearbeiten, kann unter anderem das niedrig aufgelöste Mesh als eine Art Hülle verwendet werden. Damit lassen sich organische Modelle einfacher und mit weniger Zeitaufwand kreieren.
Sculpting Brushes
Brushes sind die Werkzeuge um das 3D Mesh zu bearbeiten. Jeder Brush hat eigene Eigenschaften und sollte deshalb passend zum Verwendungszweck eingesetzt werden. Durch die Veränderung dieser Eigenschaften lassen sich Custom Brushes erstellen. Auf dieser Seite folgt eine Auflistung der verschiedenen Brushes mit deren Eigenschaften.
Wie auf der Seite Smooth/Divide Mesh erklärt, kann ein Mesh durch Subdivisions zusätzliche Unterteilungen erhalten. Dies führt zu einem höheren Detailgrad des Meshes. In Sculpting Softwares, kann zwischen verschiedenen Subdivision Levels hin -und her geschaltet werden. Für grundlegene Veränderungen am Mesh werden niedrigere Subdivision Levels eingestellt. Umso genauer dann die Details, welche gesculptet werden sollen, desto höher ist das Subdivision Level einzustellen. Sie können zudem für die Erstellung von Displacement, Bump und Normal Maps verwendet werden.
Mit Polypainting wird ermöglicht die Oberfläche eines Models zu texturieren, ohne vorher eine Texture Map hinzuzufügen. Die Texture Map kann man zu einem späteren Zeitpunkt erstellen, oder die painted surface (Deutsch: bemalte Oberfläche) auf eine neue Map transferieren. Die grössten Vorteile des Polypainting:
- Die Resolution der UV Map muss nicht von Anfang an definiert sein, denn sie kann zu einem späteren Zeitpunkt verändert und die Paintings übertragen werden.
- Wenn die UV Map verändert werden muss, ist es nicht notwendig die Textur nochmals neu zu zeichnen, denn die Paintings können wieder neu übertagen werden.
- Es kann ganz ohne UV gearbeitet werden um System Ressourcen zu sparen und erlaubt uns somit mit mehr Polygonen zu arbeiten. Allerdings für eine Exportierung in eine andere Software muss im Gegensatz zu Ptex ein UV erstellt werden.
Ptex (Per-Face-Texture Mapping for Production Rendering) ist ein Texture Mapping System, welches von Walt Disney Studios entwickelt wurde. Es ermöglicht Polygon Meshes ohne UV zu texturieren. Das Mesh kann ähnlich wie beim Polypainting direkt bemalt werden. Ausserdem werden Polygon und Subdivision Meshes unterstützt.
Ptex erstellt für jedes Face/Polygon eine eigene Textur. Diese werden dann in einer einzelnen Ptex-Map gespeichert. Es wird pro Model/Surface eine Ptex-Map erstellt. Das Ptex System benutzt anschliessend diese Map um eine seamless (Deutsch: nathlose) multi-resoultion Textur zu generieren.
Stamps werden in Autodesk Mudbox verwendet. Ein Stamp ist ein Bitmap Bild/Alpha Textur, welche als Maske für eine Brush Operation benutzt werden kann. Die Stamps passen sich jeweils der Surface des Objektes an und man kann sie für sculpting und painting verwenden.
Stencils sind wie Stamps Bitmap Bilder/Alphas, welche als Maske für eine Brush Operation benutzt werden könnnen. Allerdings werden sie im Unterschied zu Stamps an der Camera nicht am Objekt ausgerichtet. Ausserdem beinflussen Stencils den Effekt des Brushes über die Transformierung der Mausposition in Abhängigkeit zum Stencil Space und des selektierten Pixels.
Meist werden Models in neutralen Posen (Bsp. T-Pose) modeliert, bei denen der Charakter gerade stehend mit ausgestreckten Armen dargestellt wird. Der Grund dafür liegt in der einfacheren Bearbeitbarkeit des Models durch Symmetry und der guten Erreichbarkeit aller Körperteile. Natürlich ist diese Pose für ein Rendering nicht sehr interessant und deshalb möchte man teilweise eine andere Pose für sein Model erstellen. Dies nennt sich in Sculpting Softwares Posing. Der Charakter kann mit oder ohne Rig geposed werden. Je nach Software unterscheidet sich die Art und Weise, der Begriff und Zweck ist allerdings der selbe.
Retopology beschreibt den Wiederaufbau, bzw. die Wiederstrukturierung eines Meshes. Meist wird es verwendet um aus einem High-Res Model ein Low-Res Model zu erstellen, welches dann für eine Game Engine oder Animation exportiert werden kann. Denn durch die hohe Polygonanzahl, die beim Sculpting benötigt wird, sind die Meshes ausserhalb der Sculpting Software kaum benutzbar. Zusätzlich ist Retopology zur Erstellung von Kleidung und Accessoires einsetzbar. Wie eine Retopology ausgeführt werden kann, ist stark abhängig von der Software und auch dann gibt es verschiedenste Wege. Es gibt allerdings Programme, die mit einem automatisierten Algorithmus ausgestattet sind, um aus einem High-Res ein Low-Res Model zu erstellen. Einige dieser Programme, sind auf dieser Seite aufgeführt neben einigen Möglichkeiten in Autodesk Mudbox und Pixologic ZBrush.
Mit Hard Surface Sculpting sind Sculpting Techniken gemeint, welche sich besonders für hard surfaces (Deutsch: harte Oberflächen) eignen. Hierfür gibt es in den verschiedenen Sculpting Softwares spezielle Brushes, die sich besonders gut eignen. Denn die meisten Brushes sind eigentlich eher für organische Models geeignet. Beispiele für Hard Surfaces: Roboter, Waffen, Funkgeräte, Gamepads, allgemein metallische Objekte usw.