Polygonal og NURBS-modellering: Hva er forskjellen?

Hovedforskjellen mellom polygonal og NURBS-modellering er måten nettet beregnes på av datamaskinen.

For polygonmodellering beregner den polygoner, som er flate plan som omfatter en 3D-form (for eksempel slik en kube er laget av 6 firkanter).

NURBS beregner nettet som splines mellom punkter, som kan lage kurver av en enkelt seksjon med geometri.

NURBS (som er en forkortelse for Non-Uniform Rational B-splines) bruker kompleks matematikk å beregne overflaten til en modell. Dette gjør at den er langt bedre egnet for modeller hvor det er behov for høy grad av nøyaktighet.

Et godt eksempel på hvor dette er viktig er innen ingeniørfag. Når en ingeniør prøver å finne ut aerodynamikken til et fly eller en bil, og de ønsker å kjøre tester i en digital vindtunnel.

Ulempen med denne svært matematiske måten å beregne en modells størrelse på er at det blir vanskeligere for datamaskinen å beregne, noe som betyr at den er uegnet for applikasjoner der gjengivelsestidene må være raske.

Modellering av et utstyr NURBS
Bildekilde

Du vil aldri finne NURBS-overflater i videospill, for eksempel (i hvert fall i skrivende stund).

I polygonal modellering er det det umulig for å lage en perfekt jevn kurve, på grunn av det faktum at de alltid beregnes som en rett linje mellom punktene.

Men ved å bruke utjevningsgrupper og et høyt antall polygoner kan du lage seksjoner som oppfattes som en jevn kurve på skjermen.

NURBS har den ekstra fordelen av å være en mindre filstørrelse, siden alle dataene er matematiske punkter. Dette betyr også at dataene er enkle å lese og forstå mellom ulike programmer, slik at du aldri ender opp med korrupte masker, slik som kan skje når du overfører polygonale modeller.

  Miljøkonseptkunst: 50+ eksempler for inspirasjon og porteføljeideer

Når brukes NURBS?

Jeg er sikker på at du synes alt dette høres bra ut! Hvorfor bruker vi ikke NURBS oftere?

Det er fordi jeg ennå ikke har gått inn på begrensningene bak NURBS, som det er mange.

NURBS-objekter er kun 4-sidige. Dette er en begrensning for det faktum at en polygon vanligvis er en N-gon som består av et hvilket som helst antall sider opp fra 3.

Dette gjør prosessen med å modellere med polygoner til en mye enklere prosess. Å utvide på denne polygonmodelleringen er mye lettere å manipulere og endre, noe som igjen gir mye enklere konstruksjon av masker.

NURBS-objekter er også alltid atskilt fra hverandre, noe som gjør dem vanskelige å feste sammen for én modell.

På grunn av deres perfekte beregninger av krumning og posisjon, betyr dette at du aldri vil se sømmene mellom dem. Men det er fortsatt en begrensning i arbeidsflyten deres. Hvis du ønsker å animere et NURBS-objekt, må du først konvertere det til et polygonalt nett slik at du kan sveise sammen skjøter slik at de ikke går fra hverandre.

Det er heller ikke mulig å UV-pakke ut et NURBS-objekt.

Av denne grunn, hvis det er en modell du trenger å strukturere, er det bedre å bruke et polygonnett. På den måten har du muligheten til å justere hvordan den projiseres på nettet.

Autoretopologi demonstrasjonsmodell
Bildekilde

For å oppsummere: forskjellen mellom NURBS og polys kan sammenlignes grovt med forskjellene mellom vektor og rastrerte bilder i 2D.

Vektorbilder bruker også matematiske datapunkter for å lage utrolig nøyaktige bilder som ofte brukes til logoer og markedsføring, men som kan begrenses i hva du kan gjøre med dem.

  Hva er en 3D-lyskunstner? (En nybegynnerveiledning om hva de gjør)

Til sammenligning bruker rasterbilder piksler som gjør dem lettere å jobbe med, og har flere verktøy til disposisjon for redigering og manipulering.

På grunn av fordelene som NURBS bringer til bordet, bruker de fleste moderne 3D-pakker NURBS på en eller annen måte.

De blir vanligvis konvertert til polygoner senere i produksjonsprosessen, men NURBS er veldig flinke til å lage det første basisnettet.