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3d建模中的拓扑结构基础知识

发布时间:2021-07-06 10:07:53

Hello,大家好,今天给大家带来新人必备的3d建模中的拓扑结构基础知识,我是charming。

一、3D建模基础

我非常能理解很多新人想做那种炫酷吊炸天的机械模型,在这之前我们还是要好好理解拓扑结构,何为3d建模中的拓扑结构?

当我们谈论3D建模中的拓扑结构一词,我都会提到模型的线面转折,大家可以通过以下几个问题自问一下:

●我是怎样理解循环边的?

●我是如何给我的模型分配点线面的?

●我的模型干净吗?

●我是如何知道模型结构是否有挤压扭曲?

●为什么我的细分模型看起来变形的厉害?

所有这些问题其实都与拓扑结构有关系,总结一下就是,点线面如何构成了我们的模型。其实这其中针对不同的模型是有一些需要铭记的准则的,需要多做练习。

二、从哪里开始?

那么,3D建模中合理的拓扑结构是什么?

首先让我向您展示几个拓扑结构出现问题的例子,然后让我们看看是否能找到解决问题的简单方法。

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在上面示例中,我们可以看到模型上存在一些扭曲。但是我们已经知道,两个边缘之间越靠近,区域就越尖锐。

三、这是如何发生的?

我们可以清楚地看到黄色突出显示区域的角落正在形成一个更尖锐的角落,对吗?虽然两个紧密的边缘确实会产生一个更尖锐的转角,但是如果这些相同的边缘在一端超级紧密,而在另一端分布又很散,则可能因为布线不均匀而产生变形。

就像我们在上面的示例中看到的那样,左侧的宽边扩展区域逐渐流入右侧的窄边扩展区域 (突出显示为黄色)。网格的这两个区域之间的过渡 (我们有一个没有边缘的大空白区域) 将导致变形。那里根本没有足够的几何结构来支撑该结构。为了避免这种问题,我们需要添加更多的边来减少这边的张力拉扯。

所以解决这个问题最简单的方法是什么呢?

方法就是,给结构分配更多的边,确保所有我们创建的面片均匀分布,尽可能的四边面。

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看起来不错了,现在我们知道了通过均匀布线来避免拉扯的面,这是不够的,如果后期需要在表面深入更多细节的话,这样的面数仍然不够,所以怎么才好呢?

我们需要既不太密集同时又不太舒展开的均匀边线分布。

面数多了或者少了,都有各自便捷的地方以及局限性,让我们看一下还是不是这样?

低面数多边形

优势: 低面数布线可以很容易的修改模型大的造型变化,很适合block  out  大型制作。

劣势: 低模状态下很难制作细节,细节越深入,模型的几何体面数也就需要更多。

多面数多边形

优势: 面数一多,我们可以很轻松的深入更多细节,卡硬边缘转折结构。

劣势: 另一方面来说,面数太多反而不易于调整大型,因为多面数不易调节。

四、要遵守的规则

所以,如果我们总结了这些信息,对于我们工作流的结论或规则是什么?

1. 模型起型阶段面数尽量低

为什么?因为模型网格更容易控制,帮助我们更快地建立我们的大型。

2. 我们需要确保边缘的布线分布均匀

为什么呢?因为我们需要确保我们模型边缘转折结构细节足够明确,不规则的边缘布线会导致不确定的瑕疵,就像推文一开始提到的那样。

好的,现在我们已经得到了两条准则,不是很难对吧,但是这就够了吗?

并不是,我们还有两条准则,基于我们当前这个小案例的进程,下一步我们该干什么了?我前面那个例子给我们的经验就是边线越均匀平滑,结构就不会有张力拉伸效果,但是边缘转折也就不再锐利了。所以我们需要让自己熟悉保护线以及边流有一些认知。

五、保护线

何为保护线?

一旦应用细分,保护线将会保持边缘转折结构的清晰度。我们希望收紧的任何边缘/形状都需要至少一个或两个 (建议) 循环边缘。通常,这是我们模型的轮廓。两个边缘闭合在一起将形成一个转折。我们只需要遵循这条规则。

那么在我们的例子中,保护线究竟要安排在哪里,我们之前提到过边界,对吗?如果是这种情况,我们可以在外部挤出循环边(显示为黄色),也可以在内部插入循环边。这就是我们添加保护线的方式。

一旦边界形状被挤出,边界就已经有了两条保护线了。

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现在我们可以添加一些细分来检查一下卡线的成果,看起来不错,即便是我们做一些弯曲变形,表面看起来依然是平整。

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在此基础上加上保护线的规则总结如下:

1. 模型起型阶段面数尽量低

为什么?因为模型网格更容易控制,帮助我们更快地建立我们的大型。

2. 我们需要确保边缘的布线分布均匀

为什么呢?因为我们需要确保我们模型边缘转折结构细节足够明确,不规则的边缘布线会导致不确定的瑕疵。就像推文一开始提到的那样。

3.我们需要给结构添加保护线

为什么?因为保护线可以在我们添加细分修改器之前,保护好我们模型的结构转折。

六、Edge Flow边流

什么是边流,或者说什么是边的流向?很多时候,我们添加的双边保护线,并不是能得到我们想要的结果,一些转折结构要么会有一些硬,要么有一些软,要做出变化。

我们的例子中转折结构都算是比较软的。现在就可以通过手动调节拓扑结构来得到你想要的结果,但这之前我们要保证四边形循环边的拓扑结构。如果这一小节有点懵逼,多多通过练习来体会把,做的越多,理解就越清晰。

我们来聊聊关于手动改线,从我们的保护线开始,因为它们直接对边缘结构造型起到了关键性作用。

如果我们回到最最基础的环节,我们有下面这两个例子,一个是有软软的转角,一个是比较硬的转角,看到不同之处了吗?

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基于上面两个例子的前提,我们极尽可能通过加保护线的方法给它卡出一个硬转角。

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到这儿已经快要达到我想要的效果了,你可以看到这里这只有两个转角卡的比较锐利。

接下来我们要做的就是重新修改线条的排布,基于"重力流向"排布。没错,这是我自己用来理解边流布线的一种逻辑,希望对大家也能有所帮助。

在下面的例子中,我可以看到左边的边流效果,但是我们检查一下中间这个,可以看到边界加粗的我称之为结构线,我们假设结构线上有重力,想象人在上面行走,黄色的标记就是边流,我们只需要依照这个逻辑来修改布线就可以了,这样就有利于卡住形状。

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好的,我们原来的网格位于左侧。然后,如中间所示,我们将移除不需要的边缘,并修改与"重力流"不匹配的地方。然后,如右边的例子所示,我们将把边带回中间区域,使所有布线或多或少地再次均匀分布。

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帅小伙们,就是这样!关于如何解决这个问题,还有许多其他复杂结构,但我试图让它更加容易理解。既然我们已经完成了,让我们再一次总结一下!

1. 模型起型阶段面数尽量低

为什么?因为模型网格更容易控制,帮助我们更快地建立我们的大型。

2. 我们需要确保边缘的布线分布均匀

为什么呢?因为我们需要确保我们模型边缘转折结构细节足够明确,不规则的边缘布线会导致不确定的瑕疵。就像推文一开始提到的那样。

3.我们需要给结构添加保护线

为什么?因为保护线可以在我们添加细分修改器之前,保护好我们模型的结构转折。

4. 我们需要确保边流结构正确。

为什么?因为边流不同,细分效果也不同,这部分需要练习。注意: 虽然这些可能是要遵循的简单规则,但某些因素可能会有所不同。例如,在搞好边缘流之后,可以稍后再添加保护边。但是首先要了解掌握好规则,之后同样的规则很容易被打破和掌控以符合你的工作风格。

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来源Thepoly公众号