建模知识:来自皮克斯的《硬表面平滑细分建模》的小提示 Modeling Tips

本文索引

本文介绍的技术,适用于硬表面平滑细分建模,且包含了特定于 Catmull-Clark 细分方案的技术,所以有些部分要能灵活变通。

拓扑

构造良好的细分网格,应该具有以下几个重要的特性:
·它主要由规则的面组成(四边面、三边面);
·可包含一些特殊的顶点;
·可以有效的描述了预期的形状;
·它是基于拓扑流结构的;
使用较少的分段
虽然多边形建模中,需要大量的分段来近似平滑曲面,但细分模型需要的控制顶点明显更少。
大多数情况下,6 个分段足以创建精确的圆形,而背景对象通常 4 个分段就够了。
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避免高边顶点
高边顶点是指由 4 个以上相邻边连接的顶点,在添加平滑细分时,会导致以下几个问题:
·当旋转形状的顶点被三角形环绕时,Catmull-Clark 细分方案,会生成波形曲面,如下图。
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·对性能会产生非常大的影响。
·目前,对于高边顶点的最大边值,OpenSubdiv 有一个由 GPU 着色器产生的硬性约束(在当前的硬件上约为 27)
相反,你可以用一些拓扑策略来封顶旋转形状:
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注意,所有这些圆柱体只使用了四边形面,并且除了左下角的示例,所有封顶中的顶点边数都是 4。
循环边转换
通常我们需要改变网格表面上的顶点密度:比如手指周围的区域,比相对简单的手掌区域,需要更多的控制顶点,所以有效的处理这些循环边拓扑结构的转换是很重要的,其中一个策略是使用特殊的顶点,例如本例中,是一个 5 边顶点,将 3 个循环边扩展为 5 个。
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实用拓扑入门
一个真实的例子,展示了具有较少的拓扑结构,很少的特殊顶点,没有高边极点,并能生成细节满满的形状。
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三角形与 N-Gons
少量的使用非四边面可以非常有效的聚集 3 个或更多的循环边(N-Gons),这些问题通常发生在高变形区域或曲率脊点(例如、手臂与驱赶的连接)。在这些关键的区域战略性的放置一个五边形,可以确保表面保持光滑,同时也可以产生复杂的拓扑流结构。
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半锐折痕

它是一个非常强大的工具,可以对边和顶点进行锐度值标记。其范围为 0(平滑)~10(锐利),如果可以的话,使用半锐折痕来替代循环边,通常会更方便,但可能增加额外计算开销。

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