افراد فعال در حوزه مدل‌سازی و طراحی سه‌بعدی از فرآیندهای متعددی برای بهبود ظاهر و کارایی طرح‌ها و assetهای خود استفاده می‌کنند. وقتی شما شخصیت‌ها، اشیاء و صحنه‌های جذاب بازی‌های ویدیویی و فیلم‌ها را می‌بینید، در پشت صحنه فرایندهای زیادی طی شده تا چنین شاهکارهایی ایجاد شوند.
یکی از تکنیک‌های مهم، به ویژه برای بازی‌های ویدیویی، استفاده از سطح جزئیات (Level of Detail یا LOD) است. LOD نه تنها به افزایش سرعت رندر کمک می‌کند، بلکه این کار را به گونه‌ای انجام می‌دهد که کیفیت بصری asset را تحت تأثیر منفی قرار ندهد.
در این پست از وبلاگ متا استودیو، LOD و اهمیت آن را توضیح می‌دهیم، روش‌های دیگری برای کاهش زمان رندر و خروجی محاسباتی مدل سه‌بعدی بدون از دست دادن جزئیات ضروری بررسی می‌کنیم و به این موضوع می‌پردازیم که چگونه می‌توانید یک شروع حرفه‌ای در مدل سازی سه بعدی داشته باشید.
مدل‌سازی سه‌بعدی چیست؟
مدل‌سازی سه‌بعدی در تعریف امروزی، ایجاد یک شیء یا شخصیت توسط کامپیوتر است که در فضای سه‌بعدی نمایش داده می‌شود و معمولاً به آن مدل یا دارایی (asset) گفته می‌شود.
مدل‌های سه‌بعدی شالوده اصلی بسیاری از فیلم‌ها و بازی‌ها هستند و اهداف مختلفی دارند. می‌توان آن‌ها را ریگ (Rig) و انیمیت کرد، به‌عنوان یک شیء ثابت در یک صحنه قرار داد، با دارایی‌های دیگر ترکیب کرد تا یک صحنه یا محیط را ایجاد کند. شما می‌توانید بسته به سناریو و شرایط پروژه، آن‌ها شبیه‌سازی کنید، تخریب کنید یا برای ایجاد سایه‌ها یا جلوگیری از دیده شدن اشیاء دیگر استفاده کنید.
معمولا برای ورود به این حوزه آموزش نرم افزار بلندر یا 3D مکس اولین گام‌هایی هستند که توصیه می‌شود بردارید.
سطح جزئیات (LOD) در مدل سازی سه بعدی چیست؟
سطح جزئیات (LOD) به میزان پیچیدگی یک مدل سه‌بعدی تولید شده اشاره دارد و بیشتر در رندرینگ آنی (Real-time Rendering) برای بازی‌های ویدیویی و ابزارهای تعاملی استفاده می‌شود. LOD به کاهش مقدار جزئیات کمک می‌کند، به طوری که با دور شدن از دوربین، پلی‌گان‌ها و تکسچرها ساده‌تر می‌شوند.
LOD باعث می‌شود نیازهای محاسباتی برای رندرکردن صحنه‌های پیچیده کنترل شود (در اصل، حجم داده‌ها یا اندازه فایل مدل سه‌بعدی کاهش می‌یابد)، و در نتیجه عملکرد بهتری به دست می‌آید، در حالی که کیفیت بصری حفظ می‌شود.
کسی‌که طراح و مدل‌ساز سه‌بعدی است بر اساس این که asset چقدر به دوربین نزدیک است، از چه زاویه‌هایی دیده می‌شود و سرعت حرکت آن در صفحه چقدر است، تعیین می‌کند که asset به چه سطحی از جزئیات نیاز دارد. برای مثال، هنگامی که یک شیء از فاصله دور دیده می‌شود، فقط ویژگی‌های اساسی مانند رنگ و هندسه نیاز به نمایش دارند.
به طور کلی و منطقا، هرچه نزدیک‌تر به دوربین باشد، جزئیات بیشتری مانند جزئیات سطح، تکسچرها و سایه‌ها لازم است.
LOD می‌تواند از طریق فرآیندهای خودکار در نرم‌افزارهای مربوطه انجام شود یا به صورت دستی، اغلب توسط متخصصان فنی پس از اتمام مدل، اعمال شود.
کدام نرم‌افزارها برای ایجاد سطح جزئیات در مدل سازی سه بعدی لازم هستند؟
سه نرم‌افزار رایج برای مدل‌سازی سه‌بعدی و ایجاد مدل‌های LOD کاربرد دارند که عبارتند از:
Unreal Engine
این موتور به صورت داخلی قابلیت ایجاد خودکار LOD از روی تکسچرهایی که استفاده می‌کنید را دارد که زمان زیادی را صرفه‌جویی می‌کند. پیش از استفاده از LOD خودکار، ابتدا گروه‌های LOD خود را در منوی تنظیمات تعریف کنید. برای انعطاف‌پذیری بیشتر، می‌توانید به صورت دستی LODها را بر اساس پیش‌تنظیمات گروه‌های LOD تعیین کنید.
Maya
در مایا می‌توانید نسخه‌های مختلف از شخصیت‌ها و اشیاء را براساس مقادیر مشخص شده‌ای مانند فاصله گروه از دوربین یا درصد ارتفاع صفحه ایجاد کنید.
Houdini
هودینی نیز قابلیت ایجاد خودکار LOD با استفاده از PolyReduce SOP را دارد. این نسخه‌ها براساس فاصله شیء از دوربین (بیننده) تنظیم می‌شوند.
تکنیک‌های دیگر مدل‌سازی سه‌بعدی که به حفظ کیفیت سطح جزئیات کمک می‌کنند
مدل‌سازهای سه‌بعدی و بعضاً هنرمندان تکسچر و توسعه ظاهر، از تکنیک‌های دیگری نیز استفاده می‌کنند که می‌توانند دارایی‌ها را سبک‌تر و آسان‌تر برای رندر و کار کردن کنند، در حالی که استاندارد بالای بصری حفظ یا حتی بهتر می‌شود. برخی از این تکنیک‌ها عبارتند از:
Bump Mapping: تکنیکی است که برجستگی‌ها و ناهمواری‌های سطح را بدون تغییر در هندسه مدل، با تغییر نرمال‌های سطح شبیه‌سازی می‌کند. این تکنیک نور انعکاسی از سطح را با استفاده از اطلاعات الگوی نویز تغییر می‌دهد تا به نظر برسد که مدل واقعاً دارای برجستگی یا فرورفتگی است.
Retopology: فرآیندی در مدل‌سازی سه‌بعدی است که طی آن یک مش با وضوح بالا به یک مش جدید و سبک‌تر با تعداد گوشه‌های کمتر تبدیل می‌شود، در حالی که شکل و ویژگی‌های اصلی مش حفظ می‌شود.
Texture Baking: در این فرآیند، نقشه‌های تکسچر دوبعدی از یک مدل سه‌بعدی با پلی‌گان بالا تولید می‌شود و برای مدل‌هایی با پلی‌گان کمتر استفاده می‌شود. این تکنیک به ویژه در بازی‌های ویدیویی استفاده می‌شود.
Displacement Map Baking: این فرآیند جزئیات سطح مدل سه‌بعدی را به یک نقشه دوبعدی منتقل می‌کند که برای نمایش ارتفاع و عمق سطح استفاده می‌شود.
چگونه یک طراح و مدل‌ساز سه‌بعدی شویم؟
برای ورود به این حوزه، آشنایی با فرآیند VFX و/یا بازی‌های ویدیویی یک نقطه شروع عالی است و باید مهارت کافی در نرم‌افزارهای مدل‌سازی سه‌بعدی داشته باشید.
یادگیری مستقیم از افراد با تجربه در حوزه مدل سازی سه‌بعدی که تجربه کار در جلوه‌های بصری، انیمیشن و بازی‌ها را دارند، بهترین راه برای کسب مهارت‌های لازم است.
برای مطالعه مقالات آموزشی بیشتر و تماشای ویدیوهای رایگان به وبلاگ یا صفحه یوتیوب متا استودیو سر بزنید.
