細分曲面建模技術03-建模技巧

拓撲結構

構造良好的細分網格具有幾個重要屬性:

  • 它們主要由規則的面孔組成(Catmull-Clark為四元組,Loop為tris)

  • 它們包含很少的非凡頂點

  • 他們有效地描述了預期的形狀

  • 它們在拓撲上是多方面的

使用更少的跨度

多邊形模型需要使用大量跨度來近似平滑曲面,而細分模型則需要更少的控制點。

在大多數情況下,6個跨度足以創建精確的圓形,而4個跨度通常足以逼近背景對象。

細分曲面建模技術03-建模技巧的圖1

避免高價頂點

高價頂點是連接到4個以上相鄰邊的頂點。

將高價頂點細分時會引起幾個問題:

  • 當旋轉頂點被三角形包圍時,Catmull-Clark方案可以產生“波浪形”表面(請參見此處):

    細分曲面建模技術03-建模技巧的圖2

  • 高價頂點會導致相當大的性能損失

  • 目前,OpenSubdiv由GPU著色器對頂點的最大價施加了硬約束(在當前硬件上約為27)

相反,這里有一些拓撲策略可以限制旋轉形狀:

細分曲面建模技術03-建模技巧的圖3

請注意,所有這些圓柱體僅使用四邊形面,并且頂蓋中的所有頂點的化合價均為4(左下示例除外)

邊環過渡

通常需要在表面網格上更改控制頂點的密度:與手掌周圍相對較簡單的區域相比,手指周圍的區域需要更多的CV。重要的是有效地處理圍繞這些過渡的拓撲。

一種策略是使用非凡頂點,例如本例,使用價5頂點將3個邊緣環擴展為5。

細分曲面建模技術03-建模技巧的圖4

實用拓撲入門

一些真實的示例顯示了如何生成具有稀疏拓撲,很少的非凡頂點且沒有高價旋轉極的詳細形狀。

細分曲面建模技術03-建模技巧的圖5細分曲面建模技術03-建模技巧的圖6

三角形和N-Gons

稀疏使用非四元組對于收集3個或更多發散的邊環非常有用。這些通常在具有曲率鞍點的高度變形區域中遇到(例如:手臂-軀干連接)。五角形在這些關鍵點之一中的戰略性放置可確保表面保持光滑,同時允許復雜的拓撲結構四處流動。

細分曲面建模技術03-建模技巧的圖7

半鋒利的折痕

半銳利折痕可以是用于硬表面建模的非常強大的工具。

  • 可以使用清晰度值標記邊緣和頂點。

  • 折痕清晰度值的范圍是0(平滑)到10(無限大)

  • 通常,只要有可能就使用折痕,而不是添加額外的邊緣/邊緣環,會比較便宜。然而...

  • 折痕會產生與銳度值成比例的額外計算成本。所以...

  • 很少需要高于5的清晰度。

以下各節介紹了一些最佳利用它們的技術。

使用折痕組

復雜的硬表面模型(巨型機器人,車輛,建筑物等)可能會標記大量邊緣:將這些邊緣/邊緣循環組織成具有描述性名稱的邏輯集非常有用。折痕組中的所有邊或頂點共享相同的清晰度值。

如果使用Maya建模,則CreaseSetEditor會實現這種類型的工作流程。此外,出于調試目的,如果集的名稱包含清晰度值(例如:topDeck_2),通常會非常有幫助。

細分曲面建模技術03-建模技巧的圖8

除了編寫方便之外,擁有許多邊緣環共享相同的清晰度值的好處之一是,它可以在功能自適應算法中實現非常強大的性能優化(更快的渲染和更少的內存)。

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