Топология 3D-моделей
Что такое топология и ее значение в моделировании
Само понятие топология относится к разделу математики, который в свою очередь изучает, так называемую, непрерывность форм.В моделировании же понятие топологии обозначает расположение полигонов, которые формируют 3d модель. Топология относится к геометрическим характеристикам сетки модели.
Топологию условно можно разделить на «правильную» и «некорректную».
Разберемся для чего же нужна та самая «правильная топология»?Во-первых, топология воздействует на восприятие человеком объекта. Правильная топология позволяет легче вносить правки и изменения в модели, создавать аккуратные фаски на модели и не получать артефактов на модели. Поэтому очень важно создавать правильную полигональную сетку (топологию), если над проектом работает несколько человек.Топология влияет на деформацию объекта. Это очень важно учитывать при моделировании персонажей и органических объектов. Так, в случае если объект будет анимирован, правильная топология облегчит работу аниматора, а также позволит легче вносить необходимые правки и изменения в модель.
Основные задачи правильной топологии: правильные деформации во время анимации и использование минимального количества полигонов для описания нужной формы.
Из всего этого можно сделать вывод, что чем чище и правильнее топология модели, тем легче нам контролировать и предсказать финальный результат, избежать неприятных артефактов, а также сэкономить себе массу времени исключив бесполезные действия из рабочего процесса.
Топология состоит из сетки. Сетка модели - это множество полигонов, вершин (точка, в которой сходятся три или более ребер), ребер (линий, состоящих из двух вершин), дуг, кривых и окружностей. Эти формы образуют грани в каркасном дизайне.
Самое главное заключается в том, что полигон должен состоять из четырёх точек, лежащих в одной плоскости и последовательно соединённых гранями (quad). Также такой четырехугольник не должен иметь вывернутых углов или углов 180 градусов. Допускается применение малого количества треугольников и пятиугольников в случае, если они образуются на плоской поверхности и не будут задействованы при деформации объекта. N-угольники с шестью и более углами использовать нельзя.
Если интересно как использовать N-гоны в моделировании можно перейти по этой ссылке и ознакомиться с руководством.
Оригинал:
Версия на русском:
Узел – пересечение трёх и более линий в одной точке. Разрешается использование узлов с тремя, четырьмя и пятью ответвлениями. Если оставлять другие узлы, то можно получить дефекты на неплоских поверхностях и столкнуться с проблемами при анимации. Но в некоторых ситуациях бывает, что узлы с пятью и тремя ответвлениями неизбежны. Следует пользоваться модификаторами программы. Они не изменяют топологию объектов. Можно включать и выключать их в любой момент без последствий. Использование модификаторов вместо прямого изменения топологии значительно предпочтительнее и также экономит время.
На конечном этапе моделирования часто приходится делать «ретопологию» модели.
Ретопология – изменение уже существующей полигональный сетки объекта, при этом не теряя его формы.
Для людей занимающихся профессиональным 3D моделированием очень важно поддерживать объекты с низким количество полигонов, но при этом достигать той формы объекта, которая была задумана изначально. Это объясняется несколькими факторами:
-Большое количество полигонов, особенно при крупномасштабном проекте, может значительно снизить производительность компьютера. При этом дальнейшее моделирование и анимирование становится менее комфортным.-Визуализация малого количества полигонов происходит намного быстрее.-На корректной полигональной сетке намного проще строится UV развёртка для текстурирования модели. После применении Subd мы получаем high poly модель, на плоских участках которой часто возникает большое количество полигонов. Чтобы это исправить необходимо использовать инструменты ретопологии, которые предоставляются программами или вручную, путём манипулирования полигонами, рёбрами и точками.
Пример создания топологии сетки модели
Модель, имеющая правильную топологию