Сегодня я (bobr.biz) представляю вам перевод статьи 3D Mesh Topology Tip: Quads vs. Triangles.
Хотя статья написана пользователем Blender и применительно к T-spline имеются некоторые особенности, но суть вопроса она раскрывает вполне достаточно. Тем же, кто желает не только освоить приемы полигонального моделирования, но и понять почему эти приемы работают рекомендую сходить по ссылке в конце статьи и изучить материалы форума.

Топология 3D сетки: четырехугольники против треугольников.

Итак, в чем состоит основное различие использования четырехугольников и треугольников в 3D сетке? На самом деле это довольно несложный вопрос, но он вызывает некоторую путаницу у начинающих моделеров. Давайте рассмотрим некоторые аспекты этой путаницы.

Во-первых, определимся в терминологии.

Треугольник – это, конечно же, многоугольник, который состоит из трех сторон. Также следует помнить, что эти три стороны (их называют ребрами) соединяются в трех вершинах.

Четырехугольник это многоугольник, но с четырьмя сторонами и вершинами.

В трехмерном моделировании проблема использования четырехугольников или треугольников сосредоточена вокруг дробления поверхностей (subdividing), петель ребер (edgeloops) и сглаживания. Как правило, это актуально при моделировании органики (лица, тела, животные и т.д.), чего-либо потенциально подвижного (сгибающегося или гибкого) или разработанного с органическим уклоном в стиле (спортивные автомобили, жутко дорогая неудобная мебель, и т.д.). Обычно всё вышеперечисленное моделируют, используя главным образом четырехугольники.

Дробления поверхностей (Subdividing)

Тут всё просто. Проблему можно заметить уже в элементарной математике.

Четырехугольники: четыре деленное на два равняется двум. Чудесно. Сбалансировано.

Треугольники: три, деленное на два равно полтора (один с ПОЛОВИНОЙ). Тьфу. Не сбалансировано. Что делать с той половиной, которая осталась?

Это становится проблемой при моделировании, потому что цель дробления сетки состоит в том, чтобы получить большую деталировку модели. Это гораздо легче сделать, имея четырехугольники, т.к. результаты вполне предсказуемы. С треугольниками дробление может стать сложным, потому что баланс плавности перехода от одной вершины к другой нарушается. Именно ребра, последовательно соединяющие вершины, называют петлей (edgeloop).

Петли рёбер.

Петли рёбер в сетке позволяют вам контролировать, как предметы изгибаются и складываются при анимации сетки. Они также обеспечивают основу для добавления таких деталей, как морщины, складки кожи, мышцы, острые кромки и т.д.

Как правило, можно рассчитывать, что следуя вдоль по петли рёбер вы рано или поздно вернетесь к её началу. Однако, наткнувшись на треугольник, петля вынуждена будет завершиться, т.к. нет соответствующей вершины для ее продолжения.

Не всегда это плохо. Треугольники могут играть важную роль в моделировании, но их использование должно быть редким и, по возможности, скрытым в области, где они не будут создавать проблемы при анимации сетки или сглаживании поверхности.

Сглаживание

Треугольники часто создают видимые аномалии на поверхности во время сглаживания (с помощью Set Smooth) и при использовании модификатора Subsurf. Все сводится к тому, что треугольник имеет нечетное число вершин. Размещенные среди четырехугольников, треугольники приводят к “изъяну” на поверхности, и при анимации это проявляется как эффект ущемления. Именно поэтому лучше попытаться устранить или скрыть любые треугольники при моделировании органики.

Исключения

Конечно, есть и исключения из правила предпочтения четырехугольников треугольникам.Это, например, низко-полигональные игровые модели, модели с “жесткой” поверхностью, архитектура и т.д. Эти виды 3D моделей, как правило, не нужно будет анимировать по всей поверхности их сетки, как например лицо персонажа. И таким образом у большинства из потенциальных проблем, которые могут причинить треугольники, просто не будет повода проявить себя.

Заключение

Оно будет простым. Четыре вершины хорошо, три вершины плохо… обычно.

Вам, как правило, не удастся полностью избежать треугольников, но хорошим тоном будет просто использовать четырехугольники везде, где это возможно. Вместе с тем, взвешенно подходите к этому правилу, чтобы научиться распознать тот случай, когда треугольник является наилучшим решением. Не все они плохие.

Изучите как можно больше каркасов, и через некоторое время вы начнете видеть паттерны в топологии сетки. После того, как вы достигнете успехов в моделировании, вернитесь к некоторым из ваших ранних попыток, и вопросы, которые требуют решения, буквально будут бросаться вам в глаза. Это замечательное упражнение. Кроме того, скачайте файлы моделей, изучите сетки и попрактикуйтесь в их “починке”.

Изучите все на этом вебсайте, начиная с ветки о полюсах. (прим. Bobr.biz – Star-point в терминологии T-splines)
(Да, понадбится время, прежде чем смысл начнет проявляться для Вас. Продолжайте усердно работать)

Не завывайте при этом оставаться хорошем расположении духа.

Метки: , , ,