三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

前言

使用三維軟件製作模型時,每個人都有自己的建模邏輯,所以不同的人對同一個模型的構建也會有所差異,那麼,怎樣的模型,才算是一個好的模型呢?如果一個模型的結構很差,需要如何優化呢?這些問題,就涉及到了模型的拓撲和重拓撲,帶著這些問題,來看看建模過程中我們需要注意哪些問題。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

artstation作者:Mike Jensen

什麼是拓撲和重拓撲?

傳統的拓撲學是和數學幾何相關的一門學科,這裡我們討論的,是和三維模型相關的拓撲概念。在理解什麼是重拓撲之前,先來了解什麼是拓撲。

  • 拓撲

我們知道,模型在三維軟件中的表現,是由一系列的面通過不同角度組合而成的。3D模型製作層面上的拓撲,按我的理解來說,就是一個模型的面的結構分佈——佈線。想表現和製作一個三維模型,有無限種面的組合方式,例如下邊的正方體,雖然面的分佈不一致,但是外觀看起來是完全一樣的。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

而每一個模型,由於來源不同會有不同的拓撲結構,例如有些是通過工業設計軟件,例如ProE、SolidWorks導出來的工業模型,有些是通過掃描之類的逆向工程做出來,還有些是不同三維軟件導出來的通用模型格式,如*.obj,*.fbx等。這就出現了一個問題,即使是同一個模型,通過不同方式產生的拓撲結構,有時候會給我們後續的動畫製作以及再加工產生一定的麻煩。

  • 重拓撲

理解了拓撲之後,所謂的重拓撲就很好理解,它就是使用更好的拓撲結構,即更合理的面分布,去重新構建和表現同一個模型。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

在對一個模型進行重拓撲的時候,會更注重使用適量的面數和麵片大小去表現一個模型,且如果後續需要製作點級別的動畫(角色肢體動畫、布料等),會更注重構建出一些環狀和循環結構,以適應模型的面在擠壓和伸展後產生不好的動畫效果,如穿模、拉伸過度等。

怎樣才算是好的拓撲結構

首先,一個好的模型應該儘量避免三角面以及超過5條邊連接的n-gon面,在重要的位置上儘可能不要出現超過5條邊彙集的極點。否則在後續製作點級別動畫的時候在這些地方會容易出現面交叉或者不平滑的效果。例如工業軟件設計的模型,轉換格式後會出現很多三角面,後續如果對這些邊緣製作倒角效果或者增加細分會出現比較麻煩的問題。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

其次,一個好的模型會有一個比較好的佈線走向(edge flow),既方便選取,也可以使後續製作動畫時模型有一個好的張力。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

一些需要製作動畫的位置,如眼睛、嘴巴等,建模時應有合適的結構以及足夠的面使其足以支撐動畫細節的表現。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

重拓撲有哪些好處

  • 好的拓撲結構可以使製作的動畫效果更好

結構合理的模型,再受到擠壓變形的時候,能呈現出更好的模型效果,如下圖,三個不一樣拓撲結構的正方體,在扭曲到一定程度後,會出現一些面被撕裂的效果。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

  • 拓撲結構好的模型,再加工效率會更高

當我們想給模型增加倒角或者增加一些細節的時候,對於拓撲結構好的模型,我們可以很快地對具體某一部分的面做修改,而佈線差的模型,我們只能再通過增加修改線的分佈來實現細節的增加,對於一些複雜的結構,效率會很低。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

  • 重拓撲可以使貼圖的繪製更加的快捷

對於一些貼圖的製作,我們需要進行展UV操作,如果模型的面不同區域密度大小區別很大,又或者既有三角面又有N-gon,會讓我們的工作變得非常繁瑣,所以重拓撲後的模型能使材質貼圖的製作和表現變得更加有效果。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

在C4D軟件中有哪些重拓撲的方式

在C4D軟件中,重新拓撲的方式並不多,一般都會使用其他軟件的重拓撲功能來完善一個模型,下邊給大家介紹3種重拓撲的方法。

  • 重建模型某些部位

對於一些結構簡單的部位,可以直接通過幾何體制作,再將模型部位連接到模型中。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

對於一些曲面,我們也可以使用收縮包裹以及多邊形繪製來對製作部分結構進行重拓撲。譬如使用收縮包裹將一些分佈均勻的面貼合到模型表面,再對結構進行優化合並。

三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

  • 使用體積對象
  • 在R20版本之後,使用體積對象可以直接生成一個佈線比較均勻的模型,但是可以操作的空間不大,有時候邊緣的效果會很不理想,而且,如果希望細節更多,會製作出面數非常多的模型。

    三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

  • 使用QuadRemesher插件
  • 除了上邊的兩種方法,我們還可以使用QuadRemesher這個插件進行重拓撲。關於這個插件,年初開發作者只發布和測試了應用到Maya和3DS Max的插件版本,而在昨天,這個插件的C4D版本終於出來了。在此之前,C4D並沒有比較好用的重拓撲插件,所以這個插件的發佈,讓我們在重拓撲的時候節省非常多時間,而且使用方法也非常簡單,只需要調節生成的面數、大小和密度,即可直接得到一個佈線不錯的模型。

    三維模型的拓撲和重拓撲是什麼?在C4D中如何對模型進行重拓撲

    總結

    重拓撲可以幫我們得到一個更加完美的模型,但是,如何建立和處理一個模型,更主要的還是看我們的需求,如果我們只需要模型的外形來製作效果圖,那麼我們只需要創建出滿足需求的外形即可,如果模型後續還要製作貼圖、動畫等,那麼按標準先做好前期的模型結構可以為後期提升效率。


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