Топология, ретопология, меш, сетка | 3D словарь, справочник

В этой статье из категории Словарь 3D терминов я объясню что означает топология, ретопология, меш и сетка.

Меш или сетка - этими терминами называют совокупность вершин, рёбер и полигонов, которые составляют один 3D объект. Слово меш походит от английского mesh - ячейка сети. А слово сетка - от английского wireframe, что переводится как каркас/проволочный каркас.

Также иногда еще использую термин геометрия, который по сути означает то же самое, что и меш. Всё дело в том, что слово geometry (геометрия) с английского языка переводится еще и как форма.

Примеры использования:

• "Нужно перебросить меш перчатки в ZBrush" - означает, что вам нужно взять вашу модель 3D перчатки и экспортировать (перебросить) её в пакет для скульптинга ZBrush.
• "Чтобы добавить реализма нужно покривить этот меш" - означает, что вам нужно в хаотическом порядке немного потаскать (попередвигать) вершинки (или рёбра, или полигоны) на 3D объекте, чтобы он перестал выглядеть идеально ровным.
• "На заглавной картинке изображена сетка перчатки" - это означает, что на картинке видно не просто 3D модель перчатки, но также её сетку (wireframe), т.е. вот те белые лини, которые показывают КАК и КАКИЕ полигоны (квадратные, прямоугольные, состоящие из 4-х сторон или 3-х) формируют перчатку.

Топология - это то, КАК ИМЕННО полигоны формируют 3D модель. На картинке ниже изображены (вверху) две 3D модели перчаток, а под ними изображена их сетка. На этом примере видно, что одну и ту же 3D модель можно описать разной топологией: в данном случае - правильной (слева) и неправильной (справа).

Правильная топология служит двум целям:

1. правильные деформации во время анимации;
2. использование минимального количества полигонов для описания нужной формы.

В первом случае, полигоны должны располагаться на 3D модели (обычно, живого существа) так, чтобы при движении костей или мышц, было легко повторить реальные выпуклости от этих же мышц или костей. Самый простой пример, это необходимость уплотнения сетки на коленях и локтях. Ведь когда мы моделируем персонажа в Т-позе, то локти и колени выпрямлены. А когда их нужно согнуть на 90 градусов, то получится, что полигонов не хватает (если моделер сделал сетку равномерной), чтобы сформировать красивое закругление локтя или колена.

Во втором случае, обладая навыком низкополигонального моделирования, вы сможете каждый полигон использовать очень эффективно, а значит модель будет лёгкой (иметь мало полигонов). Это особенно ценится в игровых движках (ведь ресурсы всегда ограничены) или для анимации.

Кстати, вот прикольное видео, где рассказывают как ограничения "железа" сделало игры лучше:

Ретопология - буквально означает сделать топологию еще раз (снова, заново). Обычно, ретопологию делают на основе высокополигональной (hi-poly) 3D модели.

К примеру, вы сначала в ZBrush (или в Mudbox, или 3D Coat) лепите детальную 3D модель гномика, совершенно не обращая внимание на топологию и плотность сетки. Потом, вам этого гномика нужно анимировать. Но заставить быстро реагировать гномика на 30 миллионов полигонов во вьюпорте Maya (или 3ds Max, или Blender) - это невыполнимая задача. Поэтому, этому гномику делают ретопологию. Т.е. на основе уже готовой высокополигональной формы создают низкополигональную сетку гномика, которую очень удобно и легко анимировать. А все те детали с высокополигональной версии переносят на низкополигональную с помощью разных приёмов, к примеру, с помощью карт дисплейсмента или нормалей.

Иногда, используют сокращённое написание - ретопо.

Для ретопологии разные 3D художники используют разный софт, основываясь на своих личных пристрастиях:

• 3D Coat (один из самых удобных пакетов для ретопологии);
• Topogun;
• Maya;
• Blender;
• 3ds Max;
• modo;
• ZBrush.