Title (deu): Neuentwicklungen im Bereich der polygonalen Modelingtechniken von 3D-Objekten

Author: Nikodim, G. (Günter)

Description (deu): St. Pölten, FH-Stg. Telekommunikation und Medien, Dipl.-Arb., 2007

Description (deu): Um computergenerierte, dreidimensionale Objekte möglichst realistisch und überzeugend darstellen zu können, ist ein hoher Detailgrad der Oberfläche dieser 3D-Objekte erforderlich. Etablierte 3D-Programmpakete bieten meist gute Möglichkeiten, die Grundform solcher Objekte mit Hilfe von Polygonen zu erstellen und diese anschließend durch Subdivision Surfaces weiter zu unterteilen und gleichzeitig zu glätten. Feine Oberflächendetails lassen sich jedoch nur über Texturen simulieren, was aber einige Nachteile mit sich bringt. In den letzten Jahren wurden einige spezialisierte Softwarelösungen entwickelt, die auf dem Subdivision-Prinzip aufbauen, jedoch eine vielfach höhere Unterteilung als traditionelle Modeling-Applikationen erlauben. Außerdem wird ermöglicht, durch das Prinzip des Multiresolution Editing höhere Unterteilungsiterationen ebenso zu editieren und somit weitaus detailliertere Oberflächen zu modellieren. Diese neuen Ansätze und Werkzeuge werden analysiert und mit klassischen Techniken verglichen. Im Speziellen wird hier auf die Software ZBrush von Pixologic eingegangen, da diese am weitesten entwickelt und verbreitet ist. Besonders für die Modellierung von Charakteren sind diese Entwicklungen von großer Bedeutung. Nun stellt sich jedoch das Problem, dass solch hoch aufgelöste Objekte eine sehr hohe Zahl an Polygonen aufweisen, wodurch jedoch das Setup eines Character-Rigs deutlich erschwert wird. Zudem sind die meisten Animationsapplikationen nicht zur Bearbeitung derart vieler Polygone konzipiert. Für die Animation werden daher nach wie vor niedrig aufgelöste Modelle verwendet, während im finalen Rendering trotzdem das detaillierte Modell dargestellt werden soll. Folglich muss ein Weg gefunden werden, den hohen Detailgrad eines Objekts auf eine niedrig aufgelöste Version zu übertragen. Dies funktioniert wieder über Texturen, die während dem Renderprozess ausgewertet werden. Die besten Ergebnisse liefert hierbei die Technik des Displacement Mapping. Da besonders für computergenerierte Charaktere diese Entwicklungen von großer Bedeutung sind, werden alle Problemstellungen anhand eines Projekts erarbeitet. Dabei wird eine Figur von Grund auf entwickelt, modelliert und für die Animation vorbereitet.

Description (eng): Polygonal modeling in combination with subdivision surfaces has become one of the most popular and flexible methods of modeling, especially for characters. However, to achieve higher amounts of surface detail, very high numbers of polygons are necessary. During the last years, there have evolved some specialised sculpting applications like Pixologic’s ZBrush that can tackle millions of polygons and thus allow for detailed modeling via novel technologies, which make the process of modeling and sculpting similar to painting. Those techniques are based on the principle of multiresolution editing, which allows for detailing higher subdivision levels while maintaining the base mesh. The disadvantage of high-resolution objects is that they are unsuited for animation, because dense meshes cannot be deformed easily. For scene setup, rigging and animation, the base mesh is much more suitable, while for the rendered output, the detailed high-resolution objects are required. Because of the principle of multiresolution editing, certain texture maps that contain all the detail previously modeled can be generated and exported to the animation and rendering application. For rendering, maps like displacement- or normal maps are then assigned to the base mesh which gets tessellated at render time and thus the final rendering shows the fully detailed models. Most animation packages offer possibilities to evaluate those texture maps, and the combination of specialised sculpting software with established animation packages in a production pipeline works well today.

Object languages: German

Date: 2007

Rights: © All rights reserved

Classification: Computeranimation

Permanent Identifier