Ο απόλυτος οδηγός A-to-Z για την ορολογία απόδοσης 3D για καλλιτέχνες, Αρχιτέκτονες & αρχάριοι

Η Μεγάλη Εικόνα: Βασικές έννοιες που πρέπει να γνωρίζει κάθε αρχάριος

Πριν βουτήξουμε στο nitty-gritty, ας βάλουμε γερές βάσεις. Η κατανόηση αυτών των τεσσάρων βασικών εννοιών θα σας δώσει το πλαίσιο για να κατανοήσετε όλα όσα ακολουθούν.

Τι είναι η 3D Rendering?

Στην καρδιά της, 3Η απόδοση D είναι η διαδικασία χρήσης λογισμικού υπολογιστή για τη δημιουργία ενός δισδιάστατου (2ρε) εικόνα από ένα τρισδιάστατο (3ρε) ψηφιακή σκηνή. Σκεφτείτε το ως επαγγελματίας φωτογράφος σε έναν εικονικό κόσμο. Χτίζεις το θέμα σου (το τρισδιάστατο μοντέλο), τακτοποιήστε τα φώτα, επιλέξτε τη γωνία της κάμερας, και μετά “τραβήξτε τη φωτογραφία.” Στη συνέχεια, ο υπολογιστής υπολογίζει πώς πρέπει να φαίνονται όλα, και η τελική φωτογραφία είναι η τρισδιάστατη απόδοση σας. Αυτό σας επιτρέπει να δημιουργήσετε εικόνες από οτιδήποτε μπορείτε να φανταστείτε, από έναν ουρανοξύστη που δεν έχει κατασκευαστεί σε ένα φανταστικό πλάσμα, όλα με εκπληκτικό ρεαλισμό.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ 3D Modeling και 3D Rendering?

Αυτό είναι το πιο κοινό σημείο σύγχυσης για αρχάριους, αλλά η διάκριση είναι απλή και κρίσιμη. Οι δύο έννοιες είναι διακριτά μέρη της συνολικής διαδικασίας δημιουργίας.

• 3D Μοντελοποίηση είναι η διαδικασία δημιουργίας του ίδιου του τρισδιάστατου αντικειμένου. Είναι σαν να είσαι ψηφιακός γλύπτης. Χρήση εξειδικευμένου λογισμικού, ένας καλλιτέχνης χτίζει το σχήμα και τη δομή του αντικειμένου από εικονικά σημεία, γραμμές, και πρόσωπα. Το τελικό αποτέλεσμα αυτού του σταδίου είναι το 3μοντέλο D.
• 3D απόδοση είναι αυτό που συμβαίνει *μετά* την κατασκευή του μοντέλου. Είναι η διαδικασία μετατροπής αυτού του τρισδιάστατου μοντέλου σε μια τελική 2D εικόνα με την προσθήκη υλικών, φωτισμός, και ατμόσφαιρα. Είναι το τελευταίο βήμα που φέρνει το μοντέλο στη ζωή.

Εν συντομία: Το μόντελινγκ χτίζει το γλυπτό. Η απόδοση είναι η λήψη της φωτογραφίας του γλυπτού.

Τι είναι το CGI και είναι το ίδιο με την τρισδιάστατη απόδοση?

Θα ακούσετε συχνά αυτούς τους όρους να χρησιμοποιούνται εναλλακτικά, αλλά έχουν ελαφρώς διαφορετική σημασία. CGI, που αντιπροσωπεύει Εικόνες που παράγονται από υπολογιστή, είναι το ευρύ, όρος που καλύπτει όλη την εικόνα ή οπτικό περιεχόμενο που δημιουργείται με χρήση λογισμικού υπολογιστή. Αυτό περιλαμβάνει τα πάντα, από τα ειδικά εφέ σε μια επιτυχημένη ταινία μέχρι το λογότυπο κινουμένων σχεδίων σε έναν ιστότοπο.

3Η απόδοση D είναι ένας συγκεκριμένος *τύπος* CGI. Αναφέρεται άμεσα στη διαδικασία δημιουργίας γραφικών από ένα τρισδιάστατο μοντέλο. Ετσι, ενώ όλες οι 3D renders είναι CGI, δεν προέρχονται όλα τα CGI από μια τρισδιάστατη απόδοση (για παράδειγμα, 2Οι ψηφιακές ζωγραφιές D είναι επίσης CGI).

Τι είναι μια 3D σκηνή?

Μια τρισδιάστατη σκηνή είναι το πλήρες εικονικό περιβάλλον όπου πραγματοποιείται η απόδοση σας. Είναι κάτι περισσότερο από το κύριο τρισδιάστατο μοντέλο που επιδεικνύετε. Μια τρισδιάστατη σκηνή περιλαμβάνει:

• Όλα τα τρισδιάστατα μοντέλα (το κύριο θέμα, έπιπλα, δέντρα, στοιχεία φόντου).
• Οι πηγές φωτός (ψηφιακοί ήλιοι, λαμπτήρες, και τα λοιπά.).
• Οι εικονικές κάμερες που καθορίζουν τις απόψεις.
• Τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα (σαν ομίχλη ή ομίχλη).

Είναι ολόκληρο “στούντιο ψηφιακής φωτογραφίας” ή “σετ ταινιών” που κατασκευάζετε πριν πατήσετε το κουμπί απόδοσης.

Οι οικοδομικοί λίθοι: Μια βαθιά κατάδυση στην ορολογία τρισδιάστατης μοντελοποίησης

Κάθε τρισδιάστατο αντικείμενο, όσο περίπλοκο κι αν είναι, είναι κατασκευασμένο από μερικά απλά εξαρτήματα. Κατανόηση αυτού του ψηφιακού “DNA” είναι το πρώτο βήμα για να κατακτήσετε τη γλώσσα της τρισδιάστατης μοντελοποίησης.

Τα άτομα του 3D: Κορυφή, Ακρη, και Πολύγωνο

Αυτά τα τρία στοιχεία είναι το απόλυτο θεμέλιο σχεδόν κάθε τρισδιάστατου μοντέλου που θα συναντήσετε ποτέ.

• Κορυφή (πληθυντικός: Κορυφές): Αυτό είναι το απλούστερο στοιχείο—ένα μόνο σημείο στον τρισδιάστατο χώρο, ορίζεται από τον Χ, Υ, και συντεταγμένες Z. Σκεφτείτε το σαν μια γωνία.
• Ακρη: Αυτή είναι μια ευθεία γραμμή που συνδέει δύο κορυφές.
• Πολύγωνο (ή Πρόσωπο): Αυτή είναι μια επίπεδη επιφάνεια που δημιουργείται με τη σύνδεση τριών ή περισσότερων άκρων σε έναν κλειστό βρόχο. Τα πολύγωνα είναι οι ορατές επιφάνειες του μοντέλου σας.

Κατανόηση των τύπων πολυγώνων: Τρίγωνο vs. Quad vs. Γευστικός

Δεν δημιουργούνται όλα τα πολύγωνα ίσα. Ο αριθμός των πλευρών που έχει ένα πολύγωνο είναι απίστευτα σημαντικός για το πώς συμπεριφέρεται το μοντέλο.

• Τρίγωνο (Τρι): Ένα πολύγωνο με τρεις πλευρές. Αυτό είναι το απλούστερο δυνατό πολύγωνο και το θεμελιώδες σχήμα στο οποίο όλα τα άλλα πολύγωνα αναλύονται από μηχανές απόδοσης και μηχανές παιχνιδιών.
• Τετράδυμο: Ένα πολύγωνο με τέσσερις πλευρές. Τα τετραγωνικά είναι ο προτιμώμενος τύπος πολυγώνου για τους περισσότερους μοντελιστές, ειδικά για αντικείμενα που πρέπει να λυγίσουν ή να παραμορφωθούν (σαν χαρακτήρες), γιατί δημιουργούν καθαρά, προβλέψιμες επιφανειακές ροές.
• Γευστικός: Ένα πολύγωνο με πέντε ή περισσότερες πλευρές. Τα Ngon μπορούν να είναι χρήσιμα κατά τη διαδικασία μοντελοποίησης για επίπεδες επιφάνειες, αλλά μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα με τη σκίαση, υφή, και κινούμενα σχέδια. Συνήθως μετατρέπονται σε τετράδες ή τρις ​​πριν την τελική εξαγωγή.

Καθορισμός της φόρμας: Πλέγμα, Γεωμετρία, και Τοπολογία

Αυτοί οι όροι χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά, αλλά αναφέρονται σε διακριτές έννοιες.

• Πλέγμα: Ολόκληρη η συλλογή όλων των κορυφών, άκρες, και πολύγωνα που αποτελούν ένα μόνο τρισδιάστατο αντικείμενο. Είναι το πλήρες “σκελετός” και “δέρμα” του μοντέλου σας.
• Γεωμετρία: Αυτό αναφέρεται στο συνολικό σχήμα και τη δομή του μοντέλου. Όταν κάποιος μιλάει για το “γεωμετρία,” μιλούν για τη μορφή του αντικειμένου.
• Τοπολογία: Αυτή είναι μια από τις πιο σημαντικές έννοιες στο μόντελινγκ. Η τοπολογία αναφέρεται στη *ροή* και τη διάταξη των πολυγώνων στην επιφάνεια του μοντέλου. Καλή τοπολογία σημαίνει ότι τα πολύγωνα είναι διατεταγμένα σε καθαρό, αποτελεσματικός, και λογικό τρόπο που υποστηρίζει το σχήμα του μοντέλου και του επιτρέπει να παραμορφώνεται ρεαλιστικά όταν κινείται. Η κακή τοπολογία μπορεί να οδηγήσει σε άσχημα οπτικά τεχνουργήματα και προβλήματα κινουμένων σχεδίων.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των μοντέλων High Poly και Low Poly?

Αυτή είναι μια θεμελιώδης έννοια, ειδικά στην ανάπτυξη παιχνιδιών και σε εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο. Ο “πολυ” αναφέρεται στον αριθμό πολυγώνων ενός μοντέλου.

• High Poly: Ένα μοντέλο με πολύ μεγάλο αριθμό πολυγώνων (από εκατοντάδες χιλιάδες σε εκατομμύρια). Αυτό επιτρέπει απίστευτες λεπτομέρειες επιφάνειας και ομαλές καμπύλες. Τα μοντέλα High poly χρησιμοποιούνται για κινηματογραφικούς χαρακτήρες, ψηφιακά γλυπτά, και ταινίες, αλλά έχουν υπερβολική ένταση απόδοσης για τις περισσότερες εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο.
• Low Poly: Ένα μοντέλο με πολύ χαμηλότερο, βελτιστοποιημένος αριθμός πολυγώνων. Τα μοντέλα low poly έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν αποτελεσματικά σε περιβάλλοντα πραγματικού χρόνου, όπως τα βιντεοπαιχνίδια. Συχνά βασίζονται σε έξυπνες τεχνικές υφής (που θα καλύψουμε στη συνέχεια) να φαίνονται πιο λεπτομερείς από ό,τι είναι στην πραγματικότητα.

Επεξήγηση κοινών τεχνικών τρισδιάστατης μοντελοποίησης

• Πολυγωνική Μοντελοποίηση: Η πιο κοινή μέθοδος τρισδιάστατης μοντελοποίησης, όπου οι καλλιτέχνες χειρίζονται άμεσα τις κορυφές, άκρες, και πρόσωπα ενός πλέγματος για να χτίσουν το αντικείμενό τους.
• Ψηφιακή Γλυπτική: Μια πιο διαισθητική και καλλιτεχνική τεχνική, παρόμοια με την εργασία με πραγματικό πηλό. Ο καλλιτέχνης χρησιμοποιεί εργαλεία που βασίζονται σε πινέλο για να πιέσει, Τραβήξτε, πρέζα, και λειάνετε ένα πλέγμα υψηλής πυκνότητας. Αυτή είναι η προτιμώμενη μέθοδος για τη δημιουργία οργανικών χαρακτήρων και πλασμάτων, χρησιμοποιώντας κυρίως λογισμικό όπως ZBrush.
• NURBS Modeling: Σημαίνει Non-Uniform Rational B-Spline. Αυτή είναι μια μαθηματική μέθοδος για τη δημιουργία τέλεια λείων καμπυλών και επιφανειών. Είναι λιγότερο συνηθισμένο για καλλιτεχνικές εργασίες, αλλά χρησιμοποιείται ευρέως στο βιομηχανικό σχέδιο, μηχανική, και σχεδιασμός αυτοκινήτου όπου η ακρίβεια είναι κρίσιμη.

Η Τέχνη της Επιφάνειας: Υφή & Ορολογία Σκίασης

Ένα τρισδιάστατο μοντέλο χωρίς υλικά είναι απλώς ένα γκρίζο γλυπτό. Το στάδιο της υφής και της σκίασης είναι όπου ένα αντικείμενο παίρνει το χρώμα του, το φινίρισμά του, και την προσωπικότητά του. Εδώ κάνετε το μέταλλο να μοιάζει με μέταλλο και το ξύλο να μοιάζει με ξύλο.

Υλικό vs. Υφή vs. Shader: Ποια είναι η διαφορά?

Αυτή η τριάδα όρων μπορεί να προκαλέσει σύγχυση, αλλά εδώ είναι μια απλή ανάλυση:

• Υλικό: Αυτή είναι η συνολική περιγραφή του τι είναι μια επιφάνεια *. Για παράδειγμα, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα “Τραχύ ξύλο βελανιδιάς” υλικό ή α “Γδαρμένο χαλκό” υλικό.
• Υφή (ή Χάρτης Υφής): Αυτό είναι ένα αρχείο εικόνας 2D (όπως JPEG ή PNG) που εφαρμόζεται, ή “χαρτογραφημένος,” στο τρισδιάστατο μοντέλο για να παρέχει λεπτομέρεια επιφάνειας. Για μας “Τραχύ ξύλο βελανιδιάς” υλικό, ένας χάρτης υφής θα παρείχε το χρώμα των κόκκων του ξύλου, και ένα άλλο μπορεί να ορίζει την ανώμαλη υφή.
• Shader: Αυτό είναι το υποκείμενο πρόγραμμα υπολογιστή ή σύνολο υπολογισμών που λέει στον κινητήρα απόδοσης *πώς* το υλικό πρέπει να αντιδρά στο φως. Λαμβάνει τους χάρτες υφής ως εισόδους και υπολογίζει την τελική εμφάνιση, συμπεριλαμβανομένης της γυαλάδας, διαφάνεια, και χρώμα.

Τι είναι το PBR (Φυσική απόδοση)?

Το PBR είναι το σύγχρονο βιομηχανικό πρότυπο για τη δημιουργία υπερρεαλιστικών υλικών. Αντί οι καλλιτέχνες να προσποιούνται πώς πρέπει να φαίνεται ένα υλικό, μια ροή εργασίας PBR στοχεύει στην προσομοίωση των πραγματικών φυσικών ιδιοτήτων του φωτός που αλληλεπιδρά με μια επιφάνεια. Οι καλλιτέχνες ελέγχουν απλές ιδιότητες όπως χρώμα βάσης, μεταλλικός, και τραχύτητα. Το αποτέλεσμα είναι υλικά που φαίνονται σωστά και ρεαλιστικά κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες φωτισμού, καθιστώντας την όλη διαδικασία πιο προβλέψιμη και αποτελεσματική.

Τι είναι το UV Mapping και το UV Unwrapping?

Αυτό είναι ένα από τα πιο κρίσιμα -και συχνά πιο συγκεχυμένα- βήματα στη διαδικασία δημιουργίας υφής. Για να εφαρμόσετε μια εικόνα υφής 2D σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο, ο υπολογιστής χρειάζεται έναν οδηγό που του λέει πώς να τυλίξει την εικόνα γύρω από το αντικείμενο. Αυτός ο οδηγός είναι το Χάρτης UV.

Η καλύτερη αναλογία για το ξετύλιγμα με υπεριώδη ακτινοβολία είναι να φαντάζεστε ότι έχετε ένα κουτί από χαρτόνι. Για να ζωγραφίσει μια λεπτομερή εικόνα σε αυτό, θα το έκοβες πρώτα στις ραφές και θα το στρώσεις επίπεδο. Θα ζωγραφίζατε την εικόνα σας στο πεπλατυσμένο χαρτόνι, και μετά διπλώστε το ξανά σε ένα κουτί.

Σε 3D, εκείνη η διαδικασία του “ισοπέδωση” καλείται το τρισδιάστατο μοντέλο σε δισδιάστατη διάταξη Ξετύλιγμα UV. Η προκύπτουσα 2D αναπαράσταση είναι ο χάρτης UV. Το «U’ και «V’ απλά ανατρέξτε στους άξονες του χώρου υφής 2D, ακριβώς όπως το "Χ", "Ει", και «Ζ’ ανατρέξτε στους άξονες του χώρου του τρισδιάστατου μοντέλου.

Γλωσσάρι βασικών χαρτών υφής

Ένα σύγχρονο υλικό PBR αποτελείται συνήθως από πολλούς διαφορετικούς χάρτες υφής που συνεργάζονται. Εδώ είναι τα πιο σημαντικά που θα συναντήσετε:

• Διάχυτο / Χάρτης Albedo: Αυτό είναι το βασικό χρώμα του υλικού. Είναι μια επίπεδη εικόνα του χρώματος του αντικειμένου, χωρίς καμία πληροφορία φωτισμού ή σκιάς.
• Χάρτης τραχύτητας: Αυτός είναι ένας χάρτης σε κλίμακα του γκρι που ελέγχει πόσο τραχιά ή λεία είναι μια επιφάνεια, που καθορίζει πόσο θολές ή ευκρινείς είναι οι αντανακλάσεις του. Οι λευκές περιοχές είναι τραχιές (σαν μπετόν), ενώ οι μαύρες περιοχές είναι λείες και γυαλιστερές (σαν καθρέφτης).
• Κανονικός χάρτης: Αυτοί είναι οι χαρακτηριστικοί μωβ και μπλε χάρτες που δημιουργούν την ψευδαίσθηση της λεπτής λεπτομέρειας της επιφάνειας, όπως οι πόροι, ρυτίδες, ή γρατσουνιές—χωρίς να προσθέσετε επιπλέον πολύγωνα στο μοντέλο. Αυτό το κάνουν λέγοντας στον κινητήρα του render πώς να σκιάσει την επιφάνεια σαν να ήταν πραγματικά εκεί η λεπτομέρεια.
• Εκτόπισμα / Χάρτης ύψους: Σε αντίθεση με έναν κανονικό χάρτη, που είναι απλώς μια ψευδαίσθηση, ένας χάρτης μετατόπισης στην πραγματικότητα ωθεί και τραβάει τις κορυφές της γεωμετρίας του μοντέλου κατά το χρόνο απόδοσης. Αυτό δημιουργεί πραγματικό, φυσική λεπτομέρεια που μπορεί να δημιουργήσει σκιές και να αλλάξει τη σιλουέτα του μοντέλου. Είναι πιο ρεαλιστικό αλλά πολύ πιο εντατικό στην απόδοση.
• Απόφραξη περιβάλλοντος (ΠΡΟΣ ΤΟ) Χάρτης: Αυτός ο χάρτης σε κλίμακα του γκρι προσθέτει απαλότητα, λεπτές σκιές επαφής στις ρωγμές και τις εσοχές ενός μοντέλου. Προσθέτει μια αίσθηση βάθους και ρεαλισμού προσομοιώνοντας τα σημεία όπου το φως του περιβάλλοντος θα ήταν πιο δύσκολο να φτάσει.

Τι είναι το Texture Baking?

Το ψήσιμο υφής είναι η διαδικασία μεταφοράς λεπτομερειών επιφάνειας από το ένα μοντέλο στο άλλο με τη μορφή ενός χάρτη υφής. Η πιο συνηθισμένη χρήση του είναι να “ψήνω” τις λεπτομέρειες από ένα μοντέλο υψηλής ποιότητας σε έναν κανονικό χάρτη, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να εφαρμοστεί σε ένα μοντέλο χαμηλού πολυ. Αυτή είναι η βασική τεχνική που επιτρέπει στους χαρακτήρες και τα αντικείμενα στα βιντεοπαιχνίδια να φαίνονται απίστευτα λεπτομερείς διατηρώντας παράλληλα υψηλή απόδοση.

Ρύθμιση της διάθεσης: Φωτισμός & Ορολογία απόδοσης

Ο φωτισμός είναι η ψυχή ενός 3D render. Υπαγορεύει τη διάθεση, αποκαλύπτει τη μορφή, και μεταμορφώνει μια απλή σκηνή σε κάτι κινηματογραφικό και υποβλητικό. Η κατανόηση της γλώσσας του φωτός είναι ζωτικής σημασίας για κάθε καλλιτέχνη.

Τύποι φώτων σε μια τρισδιάστατη σκηνή

Τα περισσότερα λογισμικά 3D παρέχουν ένα σύνολο ψηφιακών φώτων που μιμούνται τα αντίστοιχα του πραγματικού κόσμου.

• Φως περιοχής: Προσομοιώνει μια πηγή φωτός με μια επιφάνεια, όπως το softbox ενός φωτογράφου ή ένα πάνελ φθορισμού οροφής. Λόγω του μεγέθους τους, παράγουν μαλακό, διάχυτες σκιές.
• Σημείο Φως: Προσομοιώνει γυμνό λαμπτήρα, εκπέμποντας φως εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις από ένα μόνο, απείρως μικρό σημείο. Αυτό δημιουργεί απότομη, καλά καθορισμένες σκιές.
• Κέντρο προσοχής: Προσομοιώνει έναν πραγματικό κόσμο προβολέα ή φακό. Εκπέμπει έναν κώνο φωτός προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, που σας επιτρέπει να εστιάσετε τον φωτισμό σε μια συγκεκριμένη περιοχή.
• Κατευθυντικό Φως: Προσομοιώνει μια πολύ μακρινή πηγή φωτός, σαν τον ήλιο. Όλες οι φωτεινές ακτίνες του ταξιδεύουν σε μία, παράλληλη κατεύθυνση. Η θέση του στη σκηνή δεν έχει σημασία, μόνο την περιστροφή του.

Βασικές τεχνικές και έννοιες φωτισμού

• Παγκόσμιος φωτισμός (Γρηγώ): Αυτή είναι αναμφισβήτητα η πιο σημαντική ιδέα για την επίτευξη φωτορεαλισμού. Το GI είναι η προσομοίωση της έμμεσης, ή αναπήδησε, φως. Στον πραγματικό κόσμο, το φως δεν προέρχεται μόνο από την πηγή; αναπηδά από κάθε επιφάνεια, γεμίζοντας σκιές και δημιουργώντας ένα φυσικό, φωτεινή αίσθηση. Οι μηχανές απόδοσης που χρησιμοποιούν GI παράγουν δραματικά πιο ρεαλιστικά αποτελέσματα.
• Hdri (Εικόνα υψηλού δυναμικού εύρους): Αυτό είναι ένα ιδιαίτερο, 360-πανοραμική φωτογραφία βαθμού που περιέχει μια τεράστια γκάμα δεδομένων έντασης φωτός. Σε 3D, ένα HDRI μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φωτίσει μια ολόκληρη σκηνή. Η μηχανή απόδοσης χρησιμοποιεί τις πληροφορίες φωτός που καταγράφονται στη φωτογραφία για να φωτίσει τα τρισδιάστατα μοντέλα, με αποτέλεσμα απίστευτα ρεαλιστικό και αποχρώσεις φωτισμού που ταιριάζει απόλυτα με το περιβάλλον της φωτογραφίας.
• Σκληρό vs. Απαλές Σκιές: Η απαλότητα μιας σκιάς καθορίζεται από το μέγεθος της πηγής φωτός σε σχέση με το αντικείμενο που ρίχνει τη σκιά. Μια μικρή πηγή φωτός (όπως ο ήλιος από τη δική μας οπτική γωνία) δημιουργεί σκληρά, σκιές με αιχμηρές άκρες. Μεγάλη πηγή φωτός (σαν συννεφιασμένος ουρανός ή φως μεγάλης περιοχής) δημιουργεί απαλό, διάχυτες σκιές.

Βασικές έννοιες απόδοσης

• Render Engine: Αυτό είναι το συγκεκριμένο λογισμικό ή πρόσθετο που εκτελεί τους σύνθετους υπολογισμούς για τη δημιουργία της τελικής εικόνας από την τρισδιάστατη σκηνή σας. Παραδείγματα περιλαμβάνουν το V-Ray, Στέμμα, Κύκλοι, και ο Άρνολντ.
• Ray Tracing vs. Ανίχνευση διαδρομής: Αυτές είναι προηγμένες τεχνικές απόδοσης που προσομοιώνουν τη φυσική του φωτός. Ανιχνεία ακτίνων ανιχνεύει τη διαδρομή των ακτίνων φωτός από την κάμερα στη σκηνή. Ανίχνευση διαδρομής είναι μια πιο προηγμένη και υπολογιστικά εντατική μορφή ανίχνευσης ακτίνων που ανιχνεύει τα μονοπάτια φωτός για πολλές περισσότερες αναπηδήσεις, που είναι το θεμέλιο σχεδόν όλων των σύγχρονων φωτορεαλιστικών μηχανών render offline.
• Render Pass (ή AOV): Στο AOV (Μεταβλητή αυθαίρετης εξόδου) είναι ένα μεμονωμένο στοιχείο της τελικής απόδοσης εικόνας που αποθηκεύεται ως ξεχωριστό αρχείο. Για παράδειγμα, μπορείτε να αποδώσετε μόνο τις αντανακλάσεις, μόνο οι σκιές, ή μόνο ο φωτισμός. Σκοπός είναι να δοθεί στον καλλιτέχνη η μέγιστη ευελιξία κατά τη διάρκεια του τελικού Σύνθεση στάδιο.

Φέρνοντάς το στη ζωή: Εμψύχωση & Ορολογία αρματωσιάς

Το animation είναι η διαδικασία δημιουργίας της ψευδαίσθησης της κίνησης. Σε 3D, Αυτό περιλαμβάνει χειρισμό αντικειμένων ή χαρακτήρων με την πάροδο του χρόνου, μια διαδικασία που έγινε δυνατή από έναν ψηφιακό σκελετό γνωστό ως εξέδρα.

Τα βασικά του 3D Animation

• Πλαίσιο: Μια μοναδική ακίνητη εικόνα σε μια ακολουθία βίντεο.
• Βασικό καρέ: Ένας δείκτης στη γραμμή χρόνου που ορίζει μια συγκεκριμένη πόζα, θέση, ή ιδιότητα ενός αντικειμένου σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Το λογισμικό υπολογίζει αυτόματα το “ενδιάμεσα” καρέ για να δημιουργήσετε ομαλή κίνηση μεταξύ των βασικών καρέ.
• Χρονοδιάγραμμα: Το στοιχείο διεπαφής χρήστη που αντιπροσωπεύει οπτικά το χρόνο, επιτρέποντας στους καλλιτέχνες να τοποθετούν και να επεξεργάζονται βασικά καρέ.
• Ρυθμός καρέ (FPS): Αντιπροσωπεύει το Frames Per Second. Αυτό καθορίζει πόσες στατικές εικόνες εμφανίζονται κάθε δευτερόλεπτο για να δημιουργηθεί η ψευδαίσθηση της κίνησης. Κοινά πρότυπα είναι 24 FPS για ταινία, 30 FPS για μετάδοση βίντεο, και 60+ FPS για βιντεοπαιχνίδια.

Τι είναι το Rigging? Ο Ψηφιακός Σκελετός

• Νοθεία: Αυτή είναι η τεχνική διαδικασία δημιουργίας ενός ελεγχόμενου ψηφιακού σκελετού μέσα σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο. Το rig είναι αυτό που επιτρέπει σε έναν εμψυχωτή να ποζάρει και να μετακινεί έναν χαρακτήρα.
• Αρθρωση (ή Κόκκαλο): Το άτομο, ιεραρχικά στοιχεία του ψηφιακού σκελετού.
• Δέρμα (ή Βάρος Ζωγραφική): Αυτή είναι η κρίσιμη διαδικασία σύνδεσης του πλέγματος του τρισδιάστατου μοντέλου (ο “δέρμα”) στις αρθρώσεις της εξέδρας. Ο καλλιτέχνης “ζωγραφίζει βάρη” για να καθορίσετε πόση επιρροή έχει κάθε άρθρωση στις γύρω κορυφές, διασφαλίζοντας ότι το μοντέλο παραμορφώνεται ομαλά και φυσικά όταν μετακινείται η εξέδρα.

Κατανόηση της Κινηματικής: ME vs. FK

Οι εμψυχωτές χρησιμοποιούν δύο κύριες μεθόδους για τον έλεγχο μιας αλυσίδας αρθρώσεων, σαν ένα χέρι ή ένα πόδι.

• Εμπρός Κινηματική (FK): Στο ΦΚ, ζωντανεύετε περιστρέφοντας κάθε άρθρωση στην αλυσίδα διαδοχικά, από γονέα σε παιδί. Για παράδειγμα, περιστρέφεις τον ώμο, μετά τον αγκώνα, μετά τον καρπό για να τοποθετήσετε το χέρι. Είναι άμεσο και απλό.
• Αντίστροφη Κινηματική (εγώ): Στο Ι, κινείτε κινώντας το τελικό σημείο της αλυσίδας (όπως το χέρι ή το πόδι), και το λογισμικό υπολογίζει αυτόματα πώς οι άλλες αρθρώσεις στην αλυσίδα (όπως ο αγκώνας και ο ώμος) πρέπει να λυγίσει για να φτάσει σε αυτή τη θέση. Αυτό είναι συχνά πιο διαισθητικό για ενέργειες όπως ένας χαρακτήρας που φυτεύει τα πόδια του στο έδαφος.

Εργαλεία του Εμπορίου: Λογισμικό που θα ακούσετε να αναφέρεται

Καθώς βουτάς πιο βαθιά, θα ακούσετε να επαναλαμβάνονται τα ονόματα διαφόρων εργαλείων λογισμικού. Εδώ είναι ένα γρήγορο ποιος είναι ποιος από τις πιο κοινές εφαρμογές του κλάδου, πολλά από τα οποία μπορείτε να μάθετε περισσότερα από κανάλια ειδικών όπως FlippedNormals.

3D Μοντελοποίηση & Animation Suites

• Μίξερ: Το δωρεάν και ανοιχτού κώδικα δύναμη που μπορεί να κάνει σχεδόν τα πάντα, από τη μοντελοποίηση και τη γλυπτική μέχρι την απόδοση και τα κινούμενα σχέδια.
• Autodesk 3ds Max: Ένα μακροχρόνιο βιομηχανικό πρότυπο, ιδιαίτερα κυρίαρχη στην αρχιτεκτονική οπτικοποίηση και τη δημιουργία παιχνιδιών.
• Autodesk Maya: Το βιομηχανικό πρότυπο για κινούμενα σχέδια χαρακτήρων και οπτικά εφέ (VFX) στη βιομηχανία του κινηματογράφου και της τηλεόρασης.

Εξειδικευμένο Λογισμικό Γλυπτικής

• ZBrush: Ο αδιαμφισβήτητος βασιλιάς της ψηφιακής γλυπτικής, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία υπερ-λεπτομερών χαρακτήρων, πλάσματα, και βιολογικά μοντέλα.

Μηχανές Render

• Ακτινογραφία & Κορώνα: Οι κορυφαίοι εμπορικοί κινητήρες offline render για την επίτευξη φωτορεαλισμού, ιδιαίτερα δημοφιλής στην αρχιτεκτονική και την οπτικοποίηση προϊόντων. Και οι δύο αναπτύσσονται από Χάος.
• Άρνολντ: Ένα ισχυρό πρόγραμμα απόδοσης εκτός σύνδεσης, επίσης από την Autodesk, χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία VFX και animation για τη σταθερότητα και την ποιότητά του.

Μηχανές σε πραγματικό χρόνο

• Unreal Engine & Ενότητα: Οι δύο κυρίαρχες μηχανές παιχνιδιού που έχουν υιοθετηθεί ευρέως για διαδραστική αρχιτεκτονική οπτικοποίηση, εικονική παραγωγή, και κινούμενα σχέδια σε πραγματικό χρόνο.
• D5 Render, Twinmotion, & Ενσωματωμένος: Μια τριάδα φιλικών προς τον χρήστη renderers σε πραγματικό χρόνο σχεδιασμένα ειδικά για την αρχιτεκτονική, μηχανική, και κατασκευή (AEC) βιομηχανία, γνωστά για την ταχύτητα και την ευκολία χρήσης τους.

Η Γλώσσα Παράδοσης: Κοινές μορφές 3D αρχείων

Μόλις ολοκληρωθεί το τρισδιάστατο μοντέλο σας, χρειάζεστε έναν τρόπο να το αποθηκεύσετε και να το μοιραστείτε. 3Οι μορφές αρχείων D είναι τα κοντέινερ για τα δεδομένα του μοντέλου σας, και η επιλογή του σωστού είναι απαραίτητη για τη συνεργασία.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ιδιόκτητων και ουδέτερων μορφών αρχείων?

• Ιδιόκτητος (ή Εγγενής) Μορφές: Αυτές είναι μορφές ειδικές για ένα λογισμικό, σαν .blend για το μπλέντερ, .max για 3ds Max, ή .c4d για το Cinema 4D. Αποθηκεύουν τέλεια όλα τα δεδομένα του λογισμικού, αλλά δεν μπορούν να ανοιχτούν από άλλα προγράμματα.
• Ουδέτερος (ή Ανταλλαγή) Μορφές: Αυτές έχουν σχεδιαστεί για να είναι μια καθολική γλώσσα, που σας επιτρέπει να μετακινείτε τρισδιάστατα δεδομένα μεταξύ διαφορετικών εφαρμογών λογισμικού.

Γλωσσάρι βασικών μορφών ανταλλαγής

Σύναψη: Γιατί έχει σημασία αυτό το λεξιλόγιο

Η εκμάθηση της γλώσσας του 3D μπορεί να φαίνεται τρομακτική, αλλά καθώς έχουμε ταξιδέψει από την ταπεινή κορυφή σε περίπλοκες έννοιες απόδοσης, γίνεται σαφές ότι αυτό το λεξιλόγιο είναι το θεμέλιο της δημιουργίας και της συνεργασίας στον ψηφιακό κόσμο. Η κατανόηση αυτών των όρων δεν είναι να γίνεις τεχνικός γκουρού; έχει να κάνει με την ενδυνάμωση της δημιουργικότητάς σας.

Όταν ένας αρχιτέκτονας μπορεί ξεκάθαρα να ζητήσει από έναν καλλιτέχνη CG “πιο απαλές σκιές από το φως της περιοχής” ή “υψηλότερη τιμή τραχύτητας στο υλικό σκυροδέματος,” η όλη διαδικασία γίνεται πιο αποτελεσματική και το τελικό αποτέλεσμα είναι πιο κοντά στο αρχικό όραμα. Όταν ένας πελάτης καταλαβαίνει τη διαφορά μεταξύ ενός χαμηλού ποντίσματος και ενός τελικού με υψηλό επίπεδο, εκτιμούν την πολυπλοκότητα και την αξία του έργου του καλλιτέχνη. Αυτή η κοινή γλώσσα γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ φαντασίας και εκτέλεσης.

Η γνώση της ορολογίας θα απλοποιήσει την επικοινωνία σας, εξοικονομήστε αμέτρητες ώρες αναθεωρήσεων, και τελικά να σας δώσει την αυτοπεποίθηση να πραγματοποιήσετε τις πιο φιλόδοξες ιδέες σας.

Νιώθετε μεγαλύτερη αυτοπεποίθηση με την τρισδιάστατη ορολογία? Ποιος είναι ο μοναδικός όρος που σε μπερδεύει περισσότερο? Μοιραστείτε τις σκέψεις σας στα σχόλια παρακάτω!

Συχνές ερωτήσεις (Συχνές ερωτήσεις)

Πόσος χρόνος χρειάζεται μια τρισδιάστατη απόδοση?

Αυτό είναι το κλασικό “πόσο μακρύ είναι ένα κομμάτι κορδόνι?” ερώτηση. Μια απόδοση μπορεί να διαρκέσει οπουδήποτε από ένα κλάσμα του δευτερολέπτου έως αρκετές ημέρες. Ο χρόνος εξαρτάται από πολλούς παράγοντες: την πολυπλοκότητα της σκηνής, την ανάλυση της εικόνας, την επιθυμητή ποιότητα, ο κινητήρας render που χρησιμοποιείται (σε πραγματικό χρόνο vs. εκτός σύνδεσης), και τη δύναμη του υλικού του υπολογιστή σας.

Είναι δύσκολο να μαθευτεί το 3D?

Έχει μια συγκεκριμένη καμπύλη μάθησης, αλλά είναι πιο προσιτό τώρα από ποτέ. Ενώ κατέχετε τις τεχνικές περιπλοκές ενός προγράμματος όπως 3ds max μπορεί να πάρει χρόνια, σύγχρονος, φιλικό προς το χρήστη λογισμικό όπως το D5 Render ή το Twinmotion επιτρέπει στους αρχάριους να δημιουργούν όμορφες εικόνες μέσα σε λίγες ώρες. Οι καλλιτεχνικές αρχές—όπως η καλή σύνθεση, θεωρία χρώματος, και φωτισμός—συχνά είναι πιο δύσκολο να κυριαρχήσετε από τα κουμπιά του λογισμικού.

Είναι η απόδοση της GPU καλύτερη από την απόδοση της CPU?

Κανένα από τα δύο δεν είναι οριστικά “καλύτερα”—είναι διαφορετικά εργαλεία για διαφορετικές δουλειές. Απόδοση GPU είναι απίστευτα γρήγορο και είναι ο κινητήρας πίσω από όλες τις εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο. Απόδοση CPU είναι παραδοσιακά πιο αργή, αλλά μπορεί να χειριστεί πιο σύνθετες σκηνές και τεράστιες ποσότητες δεδομένων με μεγαλύτερη σταθερότητα. Πολλά σύγχρονα προγράμματα απόδοσης εκτός σύνδεσης, όπως το V-Ray, τώρα προσφέρετε α “υβρίδιο” λειτουργία που χρησιμοποιεί και τα δύο ταυτόχρονα.

Τι υπολογιστή χρειάζομαι για τρισδιάστατη απόδοση?

Για σοβαρές εργασίες 3D, ένας ισχυρός υπολογιστής είναι απαραίτητος. Εδώ είναι τα βασικά στοιχεία που πρέπει να δώσετε προτεραιότητα:

• CPU (Επεξεργαστής): Ένας επεξεργαστής με μεγάλο αριθμό πυρήνων και νημάτων (σαν μια AMD Ryzen 9 ή Intel Core i9) είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοση της CPU και τη συνολική απόδοση.
• GPU (Κάρτα Γραφικών): Ένα σύγχρονο, ισχυρή κάρτα γραφικών από την NVIDIA (όπως ένα RTX 30-series ή 40-series) είναι απαραίτητο για την απόδοση σε πραγματικό χρόνο και την επιτάχυνση της GPU.
• ΕΜΒΟΛΟ (Μνήμη): 32Το GB είναι ένα καλό σημείο εκκίνησης για τις περισσότερες εργασίες. Για πολύπλοκες επαγγελματικές σκηνές, 64Συνιστάται GB ή ακόμα και 128 GB.

Πρέπει να μάθω λογισμικό μετά την παραγωγή, όπως το Photoshop;?

Απολύτως. Σχεδόν καμία επαγγελματική απόδοση που βλέπετε δεν είναι απευθείας από το λογισμικό 3D. Post-production σε πρόγραμμα όπως Adobe Photoshop είναι ένα κρίσιμο τελικό βήμα. Χρησιμοποιείται για ταξινόμηση χρωμάτων, ρύθμιση της αντίθεσης, προσθέτοντας ατμοσφαιρικά εφέ όπως ομίχλη, εισαγωγή 2D ατόμων, και συνθέτοντας διαφορετικά περάσματα απόδοσης για την επίτευξη ενός τελικού, άμεμπτος, καλλιτεχνική εικόνα.

Τι είναι το render farm?

Το render farm είναι ένα μεγάλο δίκτυο υπολογιστών (ένα σύμπλεγμα υπολογιστών) κατασκευασμένο ειδικά για να χειρίζεται τις απαιτήσεις της απόδοσης. Όταν έχετε ένα τεράστιο κινούμενο σχέδιο που θα χρειαζόταν μήνες για να αποδοθεί στο μόνο μηχάνημά σας, μπορείτε να το στείλετε σε μια εμπορική φάρμα λιπαντικών. Διανέμουν την εργασία σε εκατοντάδες υπολογιστές τους, ολοκλήρωση της εργασίας σε ένα κλάσμα του χρόνου έναντι αμοιβής. Είναι μια ισχυρή πηγή για την τήρηση αυστηρών προθεσμιών.