Полигональное моделирование: суть метода, ключевые особенности, рекомендации в работе

Полигональное моделирование — это метод создания объемных моделей любых объектов, возникший одним из первых. Суть полигонального моделирования заключается в том, что для формирования криволинейной поверхности используется большое количество, так называемых, полигонов — многоугольных элементов. Совокупность полигонов формирует сетку, которая образует оболочку создаваемой модели. Чем больше используется полигонов, тем точнее передается структура поверхности объекта.


Сама полигональная сетка состоит из подобъектов — собственно, полигонов (многоугольников) и образующих их точек (вершин), соединенных отрезками (ребрами). Чем больше полигонов входит в состав сетки, тем точнее и «сглаженнее» будет выглядеть готовая модель. Часто проектировщикам для достижения этого результата, приходится вводить большое количество мелких элементов, которые становятся незаметными даже при небольшом отдалении. Однако, для качества визуализации они имеют важное значение.


Чтобы создать полноценную модель любого сложного объекта, требуется непосредственное воздействие на подобъекты, то есть изменять их положение, размеры, конфигурацию и другие параметры. Для полноценной работы с гранями, ребрами и вершинами, используются специально разработанные компьютерные программы.

Программы для полигонального проектирования

Компьютерная графика широко использует целый ряд методов, среди которых полигональное проектирование, несмотря на свой почтенный возраст, по-прежнему занимает заметное место. Моделирование в 3d Max является наиболее простым в освоении способом создания полноценных объемных моделей.

Одной из особенностей использования этой программной оболочки является возможность не только создавать новые, но и достаточно просто изменять уже построенные в 3d Max полигональные модели. Большое количество доступных пользователю функций, делает 3d Max одной из самых востребованных программ для работы с полигональными картинками и другими объектами. Из аналогичных инструментов разработки полигональных моделей, популярностью пользуются такие программные продукты, как:

  • Maya;
  • Alias;
  • Rhino и некоторые другие.

  • Каждый специалист, работающий с полигональными формами, сам выбирает для себя наиболее удобные программы, поскольку главные принципы методики и большая часть функционала у ведущих программных инструментов во многом схожи.

    Методики и способы создания 3D моделей

    Для построения полигональной сетки существует три основных метода, каждый из которых имеет как свои преимущества, так и недостатки.

    1. Работа с примитивами. За основу будущей модели берутся простые геометрические фигуры — пирамида, параллелепипед, цилиндр и так далее. Затем эти примитивы подвергаются обработке, их грани делятся на полигоны, вытягиваются новые объекты и подобъекты, изменяется геометрия ребер. Как итог — создание необходимой формы, вплоть до мельчайших деталей.
    2. Полигональное моделирование с использованием полигонов-исходников. Изначальная структура сетки подвергается изменениям, из существующих граней вытягиваются новые полигоны. В качестве исходников при таком способе, зачастую берутся модели, сходные с проектируемым объектом. Например, полигональную модель одного автомобиля гораздо проще получить, изменив модель другого авто.
    3. Ручной способ, без использования примитивов и исходников. Требует большего количества времени и достаточно трудоемок, поскольку все подобъекты, из которых состоит полигональная сетка, необходимо прорисовывать вручную. Однако, этот метод позволяет наиболее точно передать особенности топологии поверхности проектируемого объекта.


    Каждый приведенный метод можно использовать как в чистом виде, так и в комплексе. Опытные проектировщики зачастую предпочитают использовать полигональное моделирование в 3d Max с использованием всех трех методик. В зависимости от участка поверхности, над которым работа идет в данный момент, специалист может выбрать наиболее оптимальный способ.

    Построение визуализирующих моделей объектов можно осуществлять с помощью манипуляций с:

  • вершинами, изменяя таким образом линейные размеры;
  • ребрами, образующими форму объекта;
  • гранями — работа с плоскостями позволяет проводить сложные операции, создавать округлости и искривления поверхности модели.
  • Советы профессионалов при создании полигональных моделей

    Для удобства работы над полигональными моделями сложных объектов, специалисты рекомендуют придерживаться таких рекомендаций:
    По возможности использовать полигоны в виде прямоугольников. Такая форма хорошо поддается любым изменениям, вытягивается по всем осям, при поворотах не требует дополнительных усилий. В то же время, треугольников лучше избегать, используя их только при крайней необходимости.

    Не нужно слишком усложнять полигональную модель, создавая фигуры с большим количеством граней. Многоугольники с количеством углов, превышающим 4 - 6 штук, при манипуляциях, способны создать массу ненужных проблем, заставив всю структуру участка деформироваться.

    Залог качественной визуализации — необходимая простота модели, излишние элементы могут перегрузить всю конструкцию. Если речь идет о мелких компонентах, для их визуализации часто целесообразно не вводить новые полигоны в структуру, а использовать возможности изменения текстур.


    Несмотря на то, что методика полигонального проектирования существует уже давно, ее применение не утратило актуальности. Доступность в освоении и широкие возможности для изменения проектируемых 3d моделей остаются востребованными в самых разных сферах — от машиностроения до создания компьютерных игр.