3Dモデルコンポーネント - 頂点、エッジ、ポリゴンなど

3Dモデルは、3Dコンピュータグラフィックスの不可欠なビルディングブロックの1つです。それらがなければ、コンピュータアニメーションはありません。 トイ・ストーリー 、いいえ ウォール - E 、大きな緑の鬼はありません。

3Dゲームはないでしょう。つまり、ハイラルを 時間のオカリナ マスター・チーフは決してハロにはいなかった。ないだろう トランスフォーマー 映画（少なくとも私たちが今日知っている方法）、そして車のコマーシャルは、今日のように大きく見えることはありませんでした。

すべてのオブジェクト、キャラクター、環境は、あらゆるコンピュータアニメーション映画や3Dビデオゲームで、3Dモデルで構成されています。だから、彼らはCGの世界では非常に重要です。

3Dモデルとは何ですか？

3Dモデルは、3Dソフトウェア環境内の任意の3次元オブジェクト（実際または想像される）の数学的表現です。 2D画像とは異なり、3Dモデルは特定のソフトウェアスイートで任意の角度から見ることができ、拡大縮小、回転、または自由に変更することができます。 3Dモデルを作成して整形するプロセスは、3Dモデリングと呼ばれます。

3Dモデルの種類

映画やゲーム業界で使用されている主な種類の3Dモデルには2つあります。最も顕著な違いは、作成され操作される方法です（基礎的な数学にも違いがありますが、終わりにはあまり重要ではありません-ユーザー）。

1. NURBSサーフェス： 不均一な有理BスプラインまたはNURBSサーフェスは、ベジエ曲線（MSペイントペンツールの3Dバージョンなど）を使用して作成された滑らかなサーフェスモデルです。 NURBSサーフェスを形成するために、アーティストは、x、y、z軸に沿ってコントロール頂点（CV）と呼ばれるハンドルを動かすことで操作できる、2次元以上の曲線を3D空間に描画します。
   1. ソフトウェアアプリケーションは、カーブ間のスペースを補間し、カーブ間のスムーズなメッシュを作成します。 NURBSサーフェスは最高レベルの数学的精度を持ち、したがってエンジニアリングおよび自動車設計のモデリングで最も一般的に使用されます。
2. ポリゴンモデル： アニメーション、映画、ゲーム業界で最も一般的な3Dモデルの形式は、ポリゴンモデルや「メッシュ」と呼ばれることもあります。記事。

多角形モデルの構成要素

• 顔： ポリゴンモデルの特徴を定義することは、（NURBSサーフェスとは異なり）ポリゴンメッシュが 面取りされた つまり、3Dモデルの表面は数百または数千の幾何学的な面で構成されています。

良好なモデリングでは、ポリゴンは4面（ 四肢 - キャラクター/オーガニックモデリングのノルム）または3面（ トリス - ゲームモデリングでより一般的に使用されます）。優れたモデラーは効率と組織化に努め、意図した形状に対して可能な限りポリゴン数を抑えようとします。 メッシュ内のポリゴンの数は、 ポリカウント、ポリゴン密度と呼ばれる 解決。最高の3Dモデルは高解像度ですか？キャラクターの手や顔のような詳細が必要な場合、メッシュの細かい部分の解像度が低い場合などです。通常、モデルの全体的な解像度が高いほど、最終的なレンダリングには滑らかに表示されます。低い解像度のメッシュがボクシーに見える（覚えている マリオ64 ?).

• エッジ： エッジは、2つの多角形の面が会う3Dモデルの表面上の任意の点です。
• 頂点： 3つ以上のエッジの交点を頂点（ pl。頂点 ）。 x軸、y軸、z軸の頂点を操作することは、Maya、3Ds Maxなどの従来のモデリングパッケージで、ポリゴンメッシュを最終的な形状に整形する最も一般的な手法です（「プルインとプルバーテ」とも呼ばれます）。 （技術は、ZBrushやMudboxのような彫刻アプリケーションでは非常に異なる）

多角形モデルは、中学校でおそらく学んだ幾何学的形状と非常によく似ています。基本的な幾何学的立方体のように、3Dポリゴンモデルは 面、辺、頂点. 実際、最も複雑な3Dモデルは、立方体、球体、円柱のような単純な幾何学的形状から始まります。これらの基本的な3D形状は、 オブジェクトプリミティブ。その後、プリミティブは、アーティストが作成しようとしているオブジェクトにモデリング、整形、操作することができます（詳しくは、別の記事で3Dモデリングのプロセスについて説明します）。

対処する必要がある3Dモデルの要素がもう1つあります。

テクスチャとシェーダ

テクスチャとシェーダがなければ、3Dモデルはあまり見えません。実際、あなたはそれをまったく見ることができません。テクスチャやシェーダは3Dモデルの全体的な形状とは何の関係もありませんが、視覚的な外観とは何かがあります。

• シェイダー： シェーダとは、3Dモデルに適用される一連の命令で、コンピュータにその表示方法を知らせるためのものです。シェーディングネットワークは手動でコーディングすることができますが、ほとんどの3Dソフトウェアパッケージには、アーティストがシェーダパラメータを非常に簡単に調整できるツールがあります。これらのツールを使用することで、不透明度、反射率、鏡面ハイライト（光沢度）、その他数十種類など、モデルの表面が光と相互作用する方法を制御できます。
• テクスチャ： テクスチャは、モデルの視覚的外観にも大きく貢献します。テクスチャは、2次元の画像ファイルであり、モデルの3Dサーフェスに テクスチャマッピング 。テクスチャは、単純なフラットカラーテクスチャから完全にフォトリアリスティックなサーフェスディテールまで、複雑さがあります。

テクスチャリングとシェーディングは、コンピュータグラフィックスパイプラインの重要な側面であり、シェーダネットワークの作成やテクスチャマップの作成に優れていることは、それ自身の専門性です。テクスチャとシェイダーのアーティストは、モデラーやアニメーターとしての映画や画像の全体的な見た目にも役立ちます。

結論する

うまくいけば、この時点で、3Dモデルとその主要な特徴についてもう少し分かります。その中核となるのは、3Dモデルは数百の小さな多角形の面を持つ複雑な幾何学的な形状に過ぎません。 3Dモデルについて読むことは間違いなく楽しいですが、自分で作ることはさらにエキサイティングです。