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动画短片-And-使用多边形建模汽车

CG图文 2020-01-13 15:31:52

不仅仅只有学习,还有好玩的视频、励志的故事、劲爆的动漫资讯,你我一起分享---《CG图文》


 

Ali Ismail在
3ds Max和Maya中贯穿了多边形建模汽车的理论和基础知识



本教程探讨创建具有高质量曲率的多边形网格以产生更好的反射。它面向艺术家,他们在塑造复杂的多边形硬质表面(如汽车)方面有丰富的经验,但他们希望更好地掌握这一主题。以车身为例,对于任何反光物体,无论是小船,未来概念列车还是复杂的水龙头,都可以应用相同的原则。

虽然这是一个汽车建模教程,但它不会涉及创建网格,特定工具或匹配参考比例的基本过程的任何细节,而我认为它更适合于一般建模或硬面曲面建模教程。还有一件需要注意的重要事情是本教程涉及的质量级别与渲染具有连续反射条纹的对象有关。如果你所需要的只是反射HDR天空环境的东西,并且你不介意未经训练的眼睛无法捕捉到的反射扭曲,那么这不适合你。

创建本教程的一个重要原因是我多年前创建的另一个教程,当时我开始使用3D图形方式,并且至今仍在使用(制作奔驰S600)。我认为有必要跟进以深入了解汽车模型的复杂性,并阐明将其与任何其他类型的三维建模区分开来的基本原则。

A级表面处理

也许汽车车身的最大定义特征是它是反射性的!与无光泽物体不同,高反射表面清晰地显示您的模型曲率。想象一下镜子上的凹痕或凹凸与尘土飞扬的木柜相比。对于本教程的所有意图和目的,您都可以将A类曲面定义为一个可以很好地反射的曲面。

如果您使用Autodesk Alias或Rhino3D等NURBS建模软件进行实际制造的汽车或工业建模,则必然遇到容差和连续性等术语,但所有的工业技术细节都将我们的对创建用于渲染的汽车感兴趣的是连续性; 这是指连续反射穿过表面。

一些连续性要素


在上面的图像?

? 位置连续性(G0):表面对齐,中间没有间隙。
? 切向连续性(G1):它们之间有一个圆角圆角,最小半径为指定半径。
? 曲率连续性(G2):混合在一起,在它们上移动的高光将看起来好像它在单个曲面上一样。
? 曲率变化率(G3):它更混合但差别非常小并且几乎不明显。
? G4-G5-ad无限:没有使用,但理论上说,你可以添加尽可能多的,你想要的。对于数学上的倾斜,只需考虑微分和积分以及变化率(速度)或变化率(加速度)或变化率(加速加速度)的比率。

要了解有关NURBS和A级曲面的更多信息,建议阅读下面的Autodesk Alias帮助文件或其中一些资源。(如果任何链接不工作,只需在任何搜索引擎中使用这些关键字,并且您一定会获得好的结果.Wiki也不错。)

? 别名工作台
? Autodesk Alias帮助文件
? 犀牛NURBS
? NURBS极端基础
? 学习别名
? Fridolin Beisert
? 弗拉基米尔Panchenko

回到多边形

将曲面重新放回到任何多边形建模软件中,我们可以尝试使用非常简单的几何图形复制相同的曲率,并应用典型的Catmull-Clark细分,并使其与原始曲线稍微接近。


你可以在这里下载场景(右键点击并保存目标)


现在只是因为我们可以得到多边形的近似值并不意味着我们正在创建准确的反射连续性。如果你自己尝试一下,或者打开上面的场景,你会发现将NURBS曲面与Catmull-Clark细分网格完全匹配是非常困难的,因为两者使用了非常不同的算法(请注意,我们没有测试一个复杂的表面)。

如果从以前的所有信息中找到任何东西,那就是反射很重要,即使少量移动一个顶点或一个回路也会影响结果的很大比例。

惊恐的事件!

以下是汽车渲染的特写。任何有渲染汽车经验的人都会熟悉这一点。

汽车渲染的特写


所以你有一个很好看的边缘循环网格,你想在室内环境中进行高分辨率的渲染。令你沮丧的是,你面临着波浪和锯齿状反射的困境。您可以尝试通过将反射框靠近网格来减小其效果,使其几乎成为漫反射纹理,但如果您要制作动画,并希望高光横扫车体,则除非您在复合材料中进行非常耗时的旋转,并基本绘制动画长度的反射。但是 - 如果你有一个好的模型,所有都可以避免。

上面的一些文物可能是由于略微错位的顶点,但大多数情况下原因更加微妙。请注意这一点:

通过简单的剪切或戳的方法制作的文物


所以,当你看到一根杆子时,一个简单的切割或甚至是一个边缘环路可能会在反射中产生相当大的伪像,下面是一些车身清晰拓扑结构但在反射中表现出类似波纹或锯齿的例子。

对汽车反射有类似的影响


当我们开始触及多边形建模限制时,会发生这种情况,使用多边形无法完全避免该效应,但可以在一定程度上减轻其影响。NURBS采用A级表面处理技术设计的模型表现出完美的反射效果,创造汽车面板模具的机器可以追踪表面,尽可能地达到物理上的可能性,从而生产出可以将金属板压紧的无瑕疵模具。这导致表面足够精确以提供连续反射。CAD数据也具有所有螺钉和紧配合机械硬件的精确公差。

另一方面,如果你想给机器一个多边形网格,你必须增加细分迭代到一个难以想象的更高的水平。也许在未来我们可以看到一些利用新的多边形细分算法的智能混合方法,但它尚未发明。

在这里和这里下载本教程中使用的HDRI或立方体贴图(右键单击并将目标另存为)。您可以使用HDR Light Studio轻松创建类似的应用程序,如果您对实时引擎或立方体贴图感兴趣,您可以检查这两个教程中的任何一个,以了解如何将HDRI转换为立方体贴图

? CGTextures教程
? Xoliul教程

工具提示

要在3ds Max视口中以交互方式查看反射贴图,请在视口菜单中的显示材质下的视图菜单中选择包含贴图的真实材质。如果你想在3ds Max中进一步探索实时功能,您可以检查Xoliul着色器由劳伦斯Corijn和Robbert-JAN Brems。

解决方案

减轻这种影响的效果取决于你,但始终牢记最终目标非常重要。只有你可以决定是否想要尽可能好的反射,或者如果你想有一个更清洁的网格。你是否为静止图像创建了这个?你会创建多少图片?你可以修复Photoshop中的反射缺陷,或者你在做动画吗?或者你只是喜欢模型车,并有一个迷人的驱动器,使完美的汽车?

在进入像汽车这样复杂的物体之前,最好确保我们可以先创建简单的物体,然后再回顾一些实践。

尽量少用顶点

通过最少量的顶点获得可以轻松地创建流动反射并稍后编辑曲面。尽管我试图将曲面的顶点放在右侧,但我无法获得与左侧几乎没有顶点相同质量的反射。

顶点越少就越少


空间边缘均匀循环

尝试均匀间隔边缘循环或使用可用于顶点的任何曲线工具来逐渐改变边缘循环密度。适当的边缘间距和顶点沿曲线定位可以极大地改善反射。在3ds Max中,您可以使用循环工具来执行此操作。

均匀隔开的边缘环路可改善反射


细分后进行修剪

只有在完成表面并有足够的细分后,才能在任何表面上进行任何修剪或切割。低聚表面上的任何修剪都会使曲率发生剧烈变化。因此,为了最大限度地减少伪影和作为损伤控制措施,在细分后进行修剪或裁剪将减少伪影。当多边形切割时,通常可以在汽车的门把手区域看到这种效果,并且在低多边形网格上制作所有细节。

细分前后对裁剪的影响


没有支持循环

对于最终的网格,我将在本教程结尾处使用一个示例,我没有添加支持循环,但仅在最后。我在这里建议的工作流程是一种添加到工具包中的方法,而不是硬表面建模的全部和最终全部。

不仅花费时间手动添加支撑边缘环,而且修改基础网格并关注曲面的曲率会更加困难。OpenSubdiv可以很容易地控制我们的折痕,但即使没有它,我们仍然可以使用硬质边缘/折痕/平滑组来保留硬质边缘,并在做标准Catmull-Clark细分时保留硬质边缘。这使我们能够以最小的努力来塑造基本形式。

注意:早在Autodesk OpenSubdiv炒作之前,我们就有了Marius Silaghi的插件称为TurboSmooth Pro,它的功能基本相同。请查看他的网站以查看此插件和其他有趣且有用的插件。 

工具提示

3ds Max:设置平滑组来定义曲面,然后添加平滑组的平滑网格/ TurboSmooth。或者如果使用OpenSubdiv,请在可编辑多边形编辑边缘选项卡中手动调整边缘的折痕值。我注意到了3ds Max中的一些错误,如果使用平滑组,有时会看到奇怪的细分伪像。始终仔细检查网格并查看生成的线框,如果发现任何错误,可以通过删除曲面并重新生成多边形或作为安全措施进行修复,方法是导出到OBJ并
再次导入。

玛雅: 使用“网格工具”菜单中的“折痕”工具并应用OpenSubdiv细分类型或选择边缘,然后从“法线”菜单中选择“硬化边缘”,然后选择“平滑选项”并使用Maya Catmull-Clark作为细分类型,并确保“硬边”复选框为在Preserve标签下勾选。

一些不同的平滑方法


混合曲面

我并不是建议你开始在不同的表面上创建网格,而不是瞄准你认为合适的多边形网格,但是它有助于理解,虽然很容易创建简单的表面来反射,但我们几乎总是被迫复杂的,可能会导致扭曲。

故意扭曲网格以达到一定的效果


处理

简单的希望改善多边形网格曲率以产生更好的反射,使我们通过了解NURBS和不同细分方法的兔子洞。汽车/船/飞机机身非常复杂,许多表面相交并混合。请注意,即使您使用NURBS工具创建模型,创建连续反射也不会总是很简单 - 特别是如果您要瞄准A类表面质量。可以学习某些实践来创建轮拱和支柱等区域。

我没有任何形状或形式假装我们可以在多边形中创建G2或G3连续性,但我尝试的是创建具有代表性的反射表面,特别是在较大的部分,例如汽车侧板,车顶和引擎盖上,并避免扭曲很容易修复。

我在这里介绍的模型可能会更好地创建。也许在这里或那里没有几个边缘循环,并且在很少的地方我可以做出更好的拓扑结构,或者可以在更高的细分部分进行修剪以避免反射伪影。还有一个地方,我将在教程末尾展示一个简单的顶点移动可以为我节省工作时间,但总而言之,我对我对以前的车型所做的改进感到非常满意。

创建一个基础网格

这是迄今为止最重要的一步,它是你制造或破坏它的地方。拓扑结构看起来很简单,但它经过深思熟虑。在这个阶段创建的网格看起来非常类似于您在低聚数游戏中使用的网格。如果我添加了更多的循环,我甚至可以使用高质量的模型而不使用任何细分,只需小心使用平滑组/硬边。

汽车车身的低聚基底网

细分并检查流程

添加您的细分,同时保留硬边或用OpenSubdiv的折痕值进行实验。持续进行反射测试并继续回到基础网格,直到您完全确定网格质量处于您正在寻找的水平。

细分并检查反射


最终确定

选择你认为不会造成饰件相当大失真的细分层次(下面您可以看到我选择的线框),并开始添加修饰,细节和支持循环。请注意,一旦您开始添加修剪,就不会返回到原始基础,并且您无法修改或更改任何内容。

添加修剪,细节和检查反射


阿基里斯的脚跟

只是指出我可以直接从流量检查反射图中检测到的这个网格中的几个问题区域。这些可能看起来微不足道也不重要,但正如您在最终形象中所观察到的那样,它们可能会产生相当大的影响。当然,这取决于反射/灯箱放置和摄像机角度,但是如果您碰巧有反射条纹穿过它将要显示的工件区域。

一些反射正在经历一件神器


参考

这是我用来渲染这辆车的参考图像。几乎所有的室内演播室车照片现在都受到严重操纵,因此您无法完全确定您在车上看到的反射。但他们可以作为一个很好的指导方针。

用于创建汽车的参考图像


给予

你在这里看到,在我最后渲染的轮拱周围,你以前看到过一个微小的神器效果是显而易见的,我不得不Photoshop它。对于一个动画,我要么必须在comp中修复它,要么在基本级别重做该面板网格。

比较最终渲染中的反射


您可以在这里查看最终的高分辨率渲染。除了3dtotal和CGFeedback论坛,它们非常适合检查已完成的作品和正在进行的论坛,您可以搜索专门从事汽车建模的网络论坛。我强烈建议的一个网站是SMCars.net,尤其是先进的WIP部分部分,其中有一些线程是3D汽车建模师的宝库。



我的那颗已经蠢蠢欲动了……你呢

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