آشنایی با اصول مدل سازی ارگانیک در مایا و تری دی مکس

در این مطلب از خانه معماری به بررسی اصول مدل سازی ارگانیک در برنامه هایی مانند مایا و تری دی مکس می پردازیم. در طول 20 سال گذشته، مدل سازی سه بعدی مسیر طولانی را طی کرده است، در حدود 20 سال، زیرا برای بسیاری از افراد، موضوع مدل سازی سه بعدی اولین بار پس از دیدن موجودات متحرک سه بعدی در فیلم هایی مانند پارک ژوراسیک مطرح شد. اما امروزه مدل سازی موجودات و شخصیت های سه بعدی به عنوان حرفه ای شناخته می شود که صنایع مختلفی از جمله بازی، فیلم سازی، تلویزیون، وب، تبلیغات، بازاریابی و پزشکی را در بر می گیرد. مانند بسیاری از مشاغل امروزی، راه های مختلفی برای انجام یک کار وجود دارد و دانستن تنها یک ابزار کافی نیست.

در مدل‌سازی ارگانیک سه بعدی می‌توان از تقسیم‌بندی سطح، وکسل، DynaMesh، ابزار توپولوژی، نقشه معمولی و بسیاری ابزارهای دیگر استفاده کرد. درک اینکه از کدام ابزارها و برای چه هدفی استفاده کنید، ممکن است کمی گیج کننده باشد تا زمانی که متوجه شوید دقیقاً چه کاری برای شما انجام می دهند. پس این مقاله را دنبال کنید تا مجموعه ای از ترفندها را یاد بگیرید.

اصول مدل سازی ارگانیک

اصول مدل سازی ارگانیک: توسعه مهارت های طراحی با قلم

بسیاری از طراحان شخصیت های سه بعدی نیز طراحان دو بعدی هستند. برای اینکه از یک نمونه اولیه به یک مدل سه بعدی برسیم، باید یک مسیر منطقی را طی کنیم. پس بهتر است ابتدا آناتومی جسم خود را روی کاغذ بکشید. بسیاری از هنرمندان مفهومی تصاویر چرخشی را طراحی می کنند تا شخصیت را از زوایای مختلف و چشم اندازها نشان دهند. اگر از شما خواسته شود که یک سگ طراحی کنید و نمی دانید استخوان های پاهای سگ چگونه جفت می شوند، در نهایت کل مدل غیر قابل قبول خواهد بود. وقت بگذارید و یاد بگیرید که چگونه استخوان ها به طور طبیعی روی هم قرار می گیرند. و یاد بگیرید که چگونه ماهیچه ها روی استخوان ها قرار می گیرند و چگونه با هم حرکت می کنند.

شرکت در یک کلاس طراحی آناتومی

اکنون که متوجه شدید مهارت های طراحی آناتومی برای یک مدل ساز ارگانیک چقدر مهم است، قدم بعدی کسب تجربه لازم است. با جستجو در گوگل شروع کنید و منابع و کتاب های خوبی را پیدا کنید که طرح های آناتومی دارند. ابتدا به هر گروه عضلانی دقت کنید و سعی کنید نحوه عملکرد آنها و ارتباط آنها با عضلات بعدی را درک کنید. اکنون زمان آن است که کمی جلوتر بروید و واقعاً مهارت های خود را بهبود ببخشید. یعنی ثبت نام در کلاس طراحی آناتومی. هنگامی که به آناتومی عادت کردید و چشمان خود را به آن عادت کردید، متوجه پیشرفت فوق العاده خود در طراحی و مجسمه سازی خواهید شد. اکثر دانشگاه ها کلاس های منظم طراحی آناتومی را برگزار می کنند و بسیاری از استودیوهای بزرگ کلاس هایی را برای هنرمندان خود برگزار می کنند.

اصول مدل سازی ارگانیک: توجه به فرم و حجم

دو اشتباه بزرگی که سازندگان مدل مرتکب می شوند این است که به سرعت جزئیات بیش از حد به مدل اضافه می کنند و به قسمت های خاصی از جسم شکل و حجم مناسبی نمی دهند. چه در حال مدل سازی یک جعبه ارگانیک یا یک مجسمه سه بعدی باشید، یکی از اولین چیزهایی که باید به آن برسید شکل کلی شخصیتی است که در حال ساخت آن هستید. اگر شکل مناسبی داشته باشید، همیشه حجم مناسبی خواهید داشت. به عنوان مثال، اگر باید یک بازو را به صورت ارگانیک مدل کنید، که چیزی شبیه به دو سیلندر است، حجم عضلات دوسر بازو و ساعد بیشتر از مچ است. شکل نهایی باید از همه جهات درست باشد. اگر در این مرحله درگیر مدل سازی جزئیات شوید، تمرکز خود را روی شکل کلی بازو از دست خواهید داد.

مدل سازی ارگانیک به روش های subdivision و HyperNURBS

مدل‌سازیsubdivision یک تکنیک مدل‌سازی ارگانیک است که با تقسیم چندضلعی‌ها با استفاده از مجموعه‌ای از الگوریتم‌ها، یک شبکه را صاف می‌کند. با این حال، یک چند ضلعی به چهار ضلعی های دیگر تقسیم می شود و گوشه های آن هموار می شوند. با افزایش تعداد مراحل جداسازی سطح، مش صاف تر و منحنی تر می شود. اکثر برنامه های سه بعدی به شما این امکان را می دهند که مش را به چند بخش تقسیم کرده و سپس آن را به حالت عادی برگردانید. این به شما امکان می دهد تعداد چند ضلعی های مورد نیاز برای شکل دادن به مدل را بشمارید. روش های مختلفی برای تقسیم مش وجود دارد، اما ریاضیات اساسی یکسان است. برای مثال، ZBrush از همان روشی استفاده می‌کند که Cinema 4D از تگ‌های HyperNURBS استفاده می‌کند.

توپولوژی و حلقه‌های edge

برخی از تکنیک های تخصصی وجود دارد که باید هنگام مدل سازی ارگانیک شخصیت خود یاد بگیرید. هنگام استفاده از مدل‌سازی زیربخش برای ساخت یک مدل، داشتن یک جریان لبه مناسب برای بخش‌های خاصی از مش ضروری است. این جریان معمولاً آناتومی دنیای واقعی را منعکس می کند، و اینجاست که مهارت های جدید شما وارد عمل می شود. یک حلقه لبه در واقع یک حلقه پیوسته از چند ضلعی ها است که یک مسیر مشخص را در اطراف مدل طی می کند. به عنوان مثال حلقه ماهیچه ای که دور چشم را احاطه کرده و باعث باز و بسته شدن آن می شود یا یک سری چندضلعی که زیر سینه قرار دارند (عضله قفسه سینه). کتف، دهان، باسن و غیره حلقه های مهمی هستند. این به ویژه زمانی که در حال مدل سازی برای انیمیشن هستید بسیار مهم است. یک مدل ضعیف زمانی که بخواهید آن را متحرک کنید بسیار تغییر شکل می دهد.

اصول مدل سازی ارگانیک: مربع ها، مثلث ها و چند ضلعی ها

به طور کلی سعی کنید با کمک چهارضلعی به صورت ارگانیک مدل سازی کنید. چهارضلعی ها معمولاً قابل پیش بینی و به خوبی قابل تقسیم هستند. در نتیجه، محصولات بد کمتر در زمان رندر تولید می شوند. می توانید از مثلث ها برای کارهای مدل سازی خاص استفاده کنید. با این حال، موتورهای باز هنگام رندر کردن، یک مش را به یک سری مثلث تبدیل می کنند. با این حال، اگر به استفاده از چهار ضلعی عادت دارید، می توانید با تقسیم هر چهار ضلعی به دو مثلث، به راحتی از مدل سازی توسط مثلث ها استفاده کنید (شبکه ای با 1000 چهار ضلعی را می توان به شبکه ای با 2000 مثلث تبدیل کرد). تا حد امکان از چند ضلعی خودداری کنید. ممکن است در برخی از برنامه ها با مشکلاتی مواجه شوید و ممکن است در تقسیم به سطوح فرعی با مشکل مواجه شوید. چند ضلعی ها در بسیاری از موقعیت های مدل سازی استفاده می شوند، اما به عنوان یک مدل ساز کاراکتر، چند ضلعی را دوست ندارند. بهتر است از آن ها اجتناب کنید.

استفاده از normal map

حتی با وجود پردازنده‌های گرافیکی قدرتمند امروزی (CPU و GPU)، محدودیتی برای تعداد چند ضلعی‌هایی که می‌توانیم بدون تأخیر جابه‌جا کنیم، وجود دارد. می توانید از نقشه های معمولی استفاده کنید تا بتوانید جزئیات زیادی را با تعداد محدودی چند ضلعی وارد کنید. این نقشه ها به بازی ها محدود نمی شوند. اگر مش شما دارای محورهای UV است، می توانید یک نقشه معمولی بکشید و آن را روی یک مش چند ضلعی کمتر اعمال کنید، که تخمین بالایی از جزئیات مشاهده شده در یک مش چند ضلعی است.

مدل سازی ارگانیک باکس و نقطه به نقطه

به عنوان یک سازنده مدل ارگانیک، باید تا آنجا که می توانید تکنیک های زیادی را یاد بگیرید. مدل سازی ارگانیک با چند ضلعی می تواند به معنای مدل سازی جعبه یا مدل سازی نقطه به نقطه (لبه) باشد. بهتر است در هر دو روش تخصص داشته باشید. دلیل انتخاب مدل‌سازی جعبه این است که شما با یک شی پایه (یک جعبه) شروع می‌کنید و سپس با افزودن بخش‌ها آن را بهبود می‌بخشید. مدل سازی نقطه به نقطه یا لبه ارگانیک جایی است که شما با افزودن یا حذف نقاط به چند ضلعی های موجود، یک شکل هندسی ایجاد می کنید. هر دو روش را یاد بگیرید. در ابتدای مدل‌سازی ارگانیک، ممکن است به مدل‌سازی جعبه‌ای برای شکل دادن به کل شکل علاقه داشته باشید، اما پس از آن مدل‌سازی نقطه به نقطه برای بهبود بخش‌هایی مانند گوش مناسب‌تر است.

اصول مدل سازی ارگانیک: DynaMesh محصول ZBrush

DynaMesh یک تازه وارد به دنیای مجسمه سازی دیجیتال، محصول ZBrush است. ZBrush در هسته خود از مدل سازی زیربخش استفاده می کند: گاهی اوقات وقتی بخشی از مدل سازی ارگانیک را ترسیم می کنید، چند ضلعی های تشکیل دهنده آن کشیده می شوند. DynaMesh این مشکل را با مش مجدد مدل حل می کند. این یک انقلاب است، تا زمانی که ZBrush مراقب باشد، دیگر لازم نیست نگران این باشید که چه اتفاقی برای چند ضلعی های مدل شما می افتد. تقریباً می توانید هر چیزی را بسازید و فقط روی شکل و مشخصات آن تمرکز کنید. اما در این روش قواعد جریان لبه و توپولوژی در نظر گرفته نمی شود و برای این کار به ابزارهای توپولوژی مجدد نیاز است.

ابزارهای توپولوژی مجدد در مدل سازی ارگانیک

اگر یک مدل را بدون در نظر گرفتن توپولوژی پایه آن بسازید، دیگر امکان متحرک سازی آن وجود نخواهد داشت. برای حل این مشکل، برنامه هایی مانند Maya، modo، ZBrush، 3D-Coat، TopoGun و بسیاری از برنامه های دیگر ابزارهایی را در اختیار شما قرار می دهند تا یک مش پایه جدید با حلقه های لبه و جریان لبه متناسب با نیاز شما ایجاد کنید. این به قوانین مدل‌سازی ارگانیک برای انیمیشن و ساخت حلقه‌های مناسب در اطراف مناطقی که اغلب تغییر شکل می‌دهند بازمی‌گردد. توپولوژی مجدد به این معنی است که یک مدل چند ضلعی با کمتر از یک مجسمه با جزئیات کامل بازسازی می شود و به جای اینکه در ابتدای فرآیند مدل سازی قرار گیرد در انتهای آن قرار می گیرد.

اصول مدل سازی ارگانیک: مدل سازی بر مبنای واکسل

برخی از برنامه‌های مدل‌سازی مبتنی بر وکسل، مانند 3D-Coat و Sculptris به شما این امکان را می‌دهند که با اضافه کردن مثلث‌ها، حجم خود را افزایش دهید. این یک راه عالی برای ساخت سازه‌ها با مدل‌سازی ارگانیک پیچیده است و نیازی به تمرکز بر توپولوژی و جریان لبه ندارید. نتیجه نهایی می تواند مانند سایر مش ها برای انیمیشن های توپولوژی مجدد باشد. مدل‌سازی ارگانیک مبتنی بر Voxel گاهی نادیده گرفته می‌شود، اما می‌تواند یک ابزار عالی برای جعبه ابزار مدل‌سازی ارگانیک شما باشد. ارزش یادگیری را دارد.