Kas yra NURBS kreivės 3D modeliavime?

Jei naudojote Blender, Maya ar bet kurią kitą panašią 3D programą, tikriausiai pastebėjote vieną labai keistą žodį tarp kitų savo parinkčių generuodami 3D primityvą: NURBS kreives. Kas yra NURBS ir kodėl turėtumėte juos naudoti savo projektuose?

NURBS kreivės gali būti naudojamos norint sukurti tobulą pagrindą daugeliui dalykų, užduočių ir poreikių. Vietoj to, kad pirštais galėtumėte švelniai aplenkti kietus kraštus ir aštrius taškus, jums suteikiami švelnūs šlaitai ir organiškai jaučiamos gradacijos – visa tai dėka matematikos galios.

Ką reiškia NURBS?

NURBS reiškia nevienodą racionalųjį B-spline – B reiškia bazę. Kas tiksliai yra splainas?

„Spline“ yra tik išgalvotas terminas, naudojamas abstrakcijai tarp operatorių reikšti. Pavyzdžiui, tiesinis 90 laipsnių kampas gali būti abstrahuotas į analogišką kreivę, naudojant tris taškus, iš kurių jis sudarytas kaip matematinė nuoroda.

Užuot apibrėžę kreivę rankiniu būdu, taškas po begalinio mažo taško, B-splainai ją nubraižo naudodami keletą kontrolinių taškų; kuo mažiau „mazgų“ ar „alkūnių“, dėl kurių susidarys jūsų pasirinkta kreivė.

Įvertinimas, kuris vyksta tarp šių valdymo taškų, vadinamas interpoliacija. Iš esmės kiekvienos rankenos padėtis ir sukimas atitinka kitą, naudojant vidurkinimo protokolą, gaunama viena sklandi ir ištisinė kreivė, kurią kompiuteriui interpretuoti reikia nedaug ir rekonstruoti.

Kiekvienas įvertintas taškas tarp jūsų „tikrųjų“ taškų patenka tiesiai į liniją. Reguliuojant bet kurią rankeną, pakeičiamas šių tarpinių taškų pobūdis, sukuriant naują kreivę su kiekvienu judesiu.

Ką apie „Nevienodą racionalų“ dalį?

„Nevienodas“ yra kreivės parametrų nustatymas, ty ryšys tarp jūsų įvesties parametrų rinkinio ir išvesties NURBS vertės, rastos natūra. Netolygiame stygos ilgio splinee toliausiai pasiekiamo valdymo taško parametro reikšmė nebūtinai turi būti lygi kreivę sudarančių tarpatramių skaičiui.

Nevienodoje kreivėje kai kurios kontinuumo atkarpos gali būti paveiktos kraštutinių verčių kitur. Šie reikšmingi skirtumai gali suspausti arba traukti kitas kreivės dalis.

Kiekvienos nevienodos parametro reikšmės atributai turi mažai ką bendro su tikruoju ilgiu, kurį ji atstovauja; tokiu būdu kreivumas pasiskirsto realistiškiau, nei būtų taikant griežtai vienodą požiūrį.

Praktine prasme šios savybės tinka lenktam paviršiui, kuris bus daug mažiau linkęs deformuotis ar iškreipti bet kokią ant jo uždėtą tekstūrą. Jie yra sudėtingesni nei kreivės, naudojant vienodą parametrų nustatymą, tačiau šis sudėtingumas paprastai bus teigiamas jūsų galutiniame produkte.

„Racionalus“ apibūdina būdą, kaip NURBS kreivė nehomogeniškai teikia pirmenybę įtakos „svoriui“, kurią kiekvienas valdymo taškas turi kreivės pobūdžiui. Priešingai, paprasti B splainai gali pasigirti visiškai homogenišku įtakos pasiskirstymu tarp kiekvieno nuoseklaus valdymo taško. Tokiu atveju neįmanoma sukurti parabolinių formų.

Susijęs: Kaip naudoti proporcingą redagavimą „Blender“.

Kam naudojamos NURBS kreivės?

NURBS 3D modeliavime naudojami kreivėms ir lenktiems paviršiams kurti.

Kai reikia greitai sukurti unikalią ar neįprastą lenktą formą, nesijaudindami, kad ją reikia kruopščiai iškirpti naudojant vien tik daugiakampę geometriją, NURBS kreivės. kad būtų lengva sekti bet kokiu pavyzdžiu. Bet kuriuo metu, kai modeliuojate ką nors sklandaus ar subtilaus, yra pats tinkamiausias laikas pasiimti NURBS kreivę ar dvi.

Kartais geriau pradėti nuo kvadrato su viena NURBS kreive. Kitais atvejais NURBS paviršiai gali būti naudojami greičiau padengti daugiau žemės. Koks skirtumas? Viskas priklauso nuo to, kaip planuojate priartėti prie savo 3D modelio.

NURBS kreivės 3D modeliavime

NURBS kreivės naudojimas suteikia daug galimybių valdyti 3D modelio paviršiaus formą. Juos galima modifikuoti visais tais pačiais būdais daugiakampiai primityvai gali, su papildoma priemoka – daug atlaidesne išlyginimo funkcija tarp kiekvieno valdymo taško.

NURBS kreivės yra puikus 3D primityvus, kurį galite pasirinkti, kai kuriate kažką panašaus į vazą ar bet kurį kitą simetriškai susuktą objektą. Daugelis 3D modeliavimo programų leidžia užpildyti tarpą tarp kelių NURBS kreivių, kad būtų galima rasti NURBS paviršių, kuris natūraliai patektų tarp dviejų lenktų kūnų.

„Autodesk Maya“ šis veiksmas vadinamas „Lofting“. Blenderyje tai galite padaryti naudodami komandą Užpildyti.

NURBS paviršiai 3D modeliavime

NURBS paviršiai sukuriami, kai išspaudžiama NURBS kreivė arba kai du ar daugiau susijungia vienas su kitu per tarpinę 3D erdvę. Šie NURBS „lopai“ gali būti naudojami kuriant 3D modelį. Jie taip pat gali būti naudojami daugiakampiams elementams papildyti įprastame 3D modelyje.

Kaip randamas ir apskaičiuojamas NURBS paviršius? Linijinis atstumas tarp kiekvieno valdymo taško vadinamas izoparmu, suskirstytas į du pastovios vertės vektorius išilgai jūsų X arba Y ašies.

Kiekvienas izoparmas tarnauja kaip pagrindinė atrama jame gautam NURBS paviršiui – reikšmė, nustatyta, kai X komponentas ir Y komponentas yra susiję vienas su kitu, vadinamas „tarpu“. juos. Kuo daugiau tarpatramių reikia jūsų NURBS paviršiui, tuo daugiau detalių bus jūsų išlenktas paviršius.

Susijęs: Kaip naudoti riebalų pieštuką maišytuve

Kada nenaudoti NURBS kreivių ir paviršių

Kadangi NURBS kreivės yra šiek tiek sudėtingesnės nei griežtai tiesios linijos ir daugiakampiai, jos paprastai yra skirtos bet kokiam kontekstui, kuriame 3D modelis bus iš anksto pateiktas vartojimui – pateikti CGI vaizdai ir 3D animacija yra dvi skaitmeninio meno sritys, kuriose NURBS gali būti naudojamas apleisti.

Pramoninio dizaino modeliai, mokslinis ir kitas mokomasis turinys ir kiti pritaikymai šioje srityje Netoliese yra puiki galimybė panaudoti NURBS kreives, jei turėsite galimybę viską iškepti anksčiau paskirstymas. Priešingu atveju jums gali tekti naudoti ką nors mažiau reikalaujančio jūsų sistemoje (ir jūsų auditorijos sistemoje).

Naudojant tokius dalykus kaip vaizdo žaidimai, NURBS kreivės ir paviršiai gali būti techninis iššūkis. Laimei, paprastai gana lengva bet kurią NURBS kreivę ar paviršių paversti analogišku daugiakampio geometrijos išdėstymu. Kai atsiduriama tarp NURBS kreivės detalumo ir lengvai atvaizduojamo daugiakampių primityvų paprastumo, tai yra vienas iš būdų panaudoti geriausią iš abiejų siūlomų dalykų.

Susijęs: „Essential Blender 3.0“ spartieji klavišai

NURBS 3D modeliavime: greitas, sklandus ir funkcionalus

Jie gali būti netobuli, tačiau NURBS kreivės yra neįtikėtinai naudingos dėl daugelio priežasčių. Kai kitą kartą turėsite modelio planą ir neturite būdo to pasiekti, rekomenduojame išbandyti NURBS senajame koledže.

Darbas su UV spinduliais maišytuve: apžvalga pradedantiesiems

UV žemėlapiai leidžia tiksliai tekstūruoti 3D objektus. Parodysime, kaip dirbti su UV spinduliais Blenderyje.

Skaitykite toliau

Apie autorių