Полигональное моделирование: значение, особенности, рекомендации в работе

Существуют несколько видов трехмерного моделирования: каркасное, твердотельное, поверхностное, генеративное и полигональное. Объемная визуализация с использованием полигонов является самой первой разновидностью 3D-моделирования. Полигональное моделирование 3d max имеет свои нюансы и сложности, однако данный метод по-прежнему пользуется огромной популярностью в сфере 3D-технологий.

Что такое полигональное моделирование

Полигональное моделирование  – низкоуровневое моделирование, которое позволяет визуализировать объект с помощью полигональной сетки.

Полигональные сетки состоят из таких подобъектов:

•вершина – точка соединения ребер, их может быть сколько угодно;
•ребра – линии, выступающие границами граней;
•грани или полигоны – ячейки сетки, участки плоскости, которые имеют чаще всего треугольную или четырехугольную форму. Полигональная сетка может состоять из огромного количества одинаковых ячеек.

Для создания трехмерной модели объекта необходимо работать с подобъектами. Можно менять их масштаб и форму, вращать, объединять и делить, а также применять другие операции, которые позволяют специальные компьютерные программы.

Полигональное моделирование выполняется в таких программах:

•    3ds Max;
•    Maya;
•    Alias;
•    Rhino.

Полигональные сетки представляют собой совокупность полигонов, из которых формируются контуры, оболочка будущего объекта. Кажется, что с ними несложно работать, они имеют четко определяемые внешнюю и внутреннюю область, не нужно делать никаких дополнительных параметров и вычислений.  Однако этот метод требует терпения и усидчивости, поскольку для создания даже самой простой трехмерной модели необходимо сделать тысячи кликов мышью. Наименьшая ошибка может свести всю работу не «нет», так как переделать готовый объект очень сложно.

Методики и способы построения полигональных моделей

Существует три основных методики создания полигональных моделей, которые чаще всего используются в объединенном варианте, однако могут применяться и в чистом виде.

1. С помощью примитивов – когда за основу берутся готовые геометрические фигуры (например, куб или цилиндр), затем конструируется нужная модель путем вытягивания подобъектов, деления существующих граней.
2. Вытягиванием из полигона-исходника новых граней, когда каждый подобъект появляется из предыдущего.
3. Вручную, без исходников и примитивов, когда все подобъекты прорисовываются, а не вытягиваются.

Полигональное моделирование предусматривает три основных способа построения объектов визуализации.

1. Моделирование при помощи вершин – проводятся манипуляции с вершинами, их перемещение, удаление и т.д.
2. Моделирование при помощи ребер – для придания нужной формы объекту меняется положение ребер, их размеры.
3. Моделирование при помощи полигонов – грани используются для более сложных операций, например, придания формам выпуклости или наоборот заостренности, сглаживание или вдавливание поверхности, здесь ведется работа с плоскостями.

Рекомендации при создании полигональных моделей

1. Лучше использовать четырехугольные геометрические фигуры. Они проще деформируются, что позволяет не тратить время на ненужные манипуляции. Рекомендуется применять как можно меньше треугольников.
2. Не стоит использовать сложные геометрические фигуры, с большим количеством углов и ребер, это может привести к деформации текстуры.
3. При создании полигональной модели нужно визуализировать только необходимые элементы, построение дополнительных конструкций усложняет саму модель, если это мелкие детали, их можно сделать, используя текстуры.

Полигональное моделирование рассчитано в первую очередь на создание объемных моделей объектов с точными формами и четкими контурами. Объекты складываются из полигонов – крошечных граней, которые имеют форму и цвет. Данный метод на сегодняшний день чаще всего применяется в промышленном дизайне.