Полігональне моделювання: суть методу, ключові особливості, рекомендації в роботі

Полігональне моделювання - це метод створення об'ємних моделей будь-яких об'єктів, що виник одним з перших. Суть полігонального моделювання полягає в тому, що для формування криволінійної поверхні використовується велика кількість, так званих, полігонів - багатокутних елементів. Сукупність полігонів формує сітку, яка утворює оболонку створюваної моделі. Чим більше використовується полігонів, тим точніше передається структура поверхні об'єкту.


Сама полігональна сітка складається з підоб'єктів - власне, полігонів (багатокутників) та утворюючих їх точок (вершин), з'єднаних відрізками (ребрами). Чим більше полігонів входить до складу сітки, тим точніше й «згладжено» буде виглядати готова модель. Часто проектувальникам для досягнення цього результату, доводиться вводити велику кількість дрібних елементів, які стають непомітними навіть при невеликому віддаленні. Однак, для якості візуалізації вони мають важливе значення.


Щоб створити повноцінну модель будь-якого складного об'єкта, потрібен безпосередній вплив на підоб'єкти, тобто змінювати їх положення, розміри, конфігурацію та інші параметри. Для повноцінної роботи з гранями, ребрами та вершинами, використовуються спеціально розроблені комп'ютерні програми.

Програми для полігонального проектування

Комп'ютерна графіка широко використовує цілий ряд методів, серед яких полігональне проектування, попри свій поважний вік, як й раніше займає помітне місце. Моделювання в 3d Max є найбільш простим в освоєнні способом створення повноцінних об'ємних моделей.

Однією з особливостей використання цієї програмної оболонки є можливість не тільки створювати нові, але й досить просто змінювати вже побудовані в 3d Max полігональні моделі. Велика кількість доступних користувачеві функцій, робить 3d Max однією з найбільш жаданих програм для роботи з полігональними картинками та іншими об'єктами. З аналогічних інструментів розробки полігональних моделей, популярністю користуються такі програмні продукти, як:

  • Maya;
  • Alias;
  • Rhino і деякі інші.

  • Кожен фахівець, який працює з полігональними формами, сам вибирає для себе найбільш зручні програми, оскільки головні принципи методики й велика частина функціоналу у провідних програмних інструментів багато в чому схожі.

    Методики та способи створення 3D моделей

    Для побудови полігональної сітки існує три основні методи, кожен з яких має як свої переваги, так й недоліки.

    1. Робота з примітивами. За основу майбутньої моделі беруться прості геометричні фігури - піраміда, паралелепіпед, циліндр й так далі. Потім ці примітиви піддаються обробці, їх межі діляться на полігони, витягуються нові об'єкти й підоб'єкти, змінюється геометрія ребер. Як підсумок - створення необхідної форми, аж до найдрібніших деталей.
    2. Полігональне моделювання з використанням полігонів-ісходників кодів. Початкова структура сітки піддається змінам, з існуючих граней витягуються нові полігони. Як початкових кодів при такому способі, часто беруться моделі, подібні з проектованим об'єктом. Наприклад, полігональну модель одного автомобіля набагато простіше отримати, змінивши модель іншого авто.
    3. Ручний спосіб, без використання примітивів й початкових кодів. Вимагає більшої кількості часу та досить трудомісткий, оскільки все підоб'єкти, з яких складається полігональна сітка, необхідно промальовувати вручну. Однак, цей метод дозволяє найбільш точно передати особливості топології поверхні проектованого об'єкта.


    Кожен з наведених методів можна використовувати як в чистому вигляді, так й у комплексі. Досвідчені проектувальники часто вважають за краще використовувати полігональне моделювання в 3d Max з використанням всіх трьох методик. Залежно від ділянки поверхні, над яким робота йде цієї миті, фахівець може вибрати оптимальний спосіб.

    Побудова візуалізуючих моделей об'єктів можна здійснювати за допомогою маніпуляцій з:

  • вершинами, змінюючи таким чином лінійні розміри;
  • ребрами, що утворюють форму об'єкта;
  • гранями - робота з площинами дозволяє проводити складні операції, створювати округлості та викривлення поверхні моделі.
  • Поради професіоналів при створенні полігональних моделей

    Для зручності роботи над полігональними моделями складних об'єктів, фахівці рекомендують дотримуватися таких рекомендацій:
    По можливості використовувати полігони у вигляді прямокутників. Така форма добре піддається будь-яким змінам, витягується по всіх осях, при поворотах не вимагає додаткових зусиль. Водночас трикутників краще уникати, використовуючи їх лише за крайньої потреби.

    Не потрібно занадто ускладнювати полігональну модель, створюючи фігури з великою кількістю граней. Багатокутники з кількістю кутів, що перевищує 4 - 6 штук, при маніпуляціях, здатні створити масу непотрібних проблем, змусивши всю структуру ділянки деформуватися.

    Запорука якісної візуалізації - необхідна простота моделі, зайві елементи можуть перевантажити всю конструкцію. Якщо мова йде про дрібні компоненти, для їх візуалізації часто доцільно не вводити нові полігони в структуру, а використовувати можливості зміни текстур.


    Попри те, що методика полігонального проектування існує вже давно, її застосування не втратило актуальності. Доступність в освоєнні та широкі можливості для зміни проектованих 3d моделей залишаються мають попит у самих різних сферах - від машинобудування до створення комп'ютерних ігор.