오늘은 지난번 방문하셨던 분이 질문하신 것을 정리래서 올려봅니다.
저도 처음공부할 때 넙스와 폴리곤??잘 이해를 못했습니다.
그래서 당연 잘 이해못하시는 분들이 많을거라고 생각이 들기도 합니다
그래서 나름 이해하기 쉽게 글을 써봅니다.
Geometry란???
원래 기하학이라는 뜻인데 CRT 모니터의 기하학적 왜곡현상(Geometric Distortion, G/D)
문제를 이야기 할 때 짧게 Geometry라고 표현하기도 합니다.
3D 모델링의 기본 요소, 폴리곤/ 넙스
컴퓨터 그래픽은 컴퓨터를 이용하여 3차원 공간에 가상의 오브젝트를 만드는 것 에부터 시작된다.
이 가상의 오브젝트를 지오메트리(Geometry)라 한다.
지오메트리 구현 방식은 폴리곤(POLYGON)과 넙스(NURBS)로 나눠진다.
지오메트릭 구현의 종류 중 하나인 넙스(NURBS, Non-Uniform Rational Basic Spline Modeling)는
비정형화된 함수의 곡선으로 곡선(Curve)과 표면(Surface)의 표현을 정확히 수학적으로 정의한다.
곡선으로는 B-Spline, 원추 곡선을 표현할 수 있으며, 4개의 좌표 조정점을 사용하여 곡선의 변형도 자유롭다.
2021.07.15 - [왕초짜를 위한 3D프린팅 기초 실기 공부하기] - 슬라이서 프로그램을 이용한 형상분석 1
2021.01.27 - [왕초짜를 위한 3D프린팅 기초 실기 공부하기] - Sketch 기본 툴, Polygon, Ellipse, Slot
폴리곤은 ?
컴퓨터 그래픽스에서 사용하는 일반적 표현의 삼각형들로 구성된 면의 집합을 이용해서 모델을 표현.
다각형은 컴퓨터 그래픽에서 3차원 모양의 이미지를 구성하는 데 사용됩니다.
다각형은 정점으로 구성되며 일반적으로 삼각형으로 사용됩니다.
모델의 다각형은 음영 처리하는 대신 다각형의 윤곽을 볼 수 있는
와이어 프레임 모델에서 간단하게 렌더링하고 볼 수 있습니다.
슬라이서 프로그램을 이용한 형상분석 1
• 슬라이서(Slicer)프로그램에서 출력용 모델링 파일을 불러들여 형상을 분석할 수 있다. 형상 설계 형상을 분석하기 위해서는 우선 3D 설계 프로그램으로 사용자의 생각이나 디자인을 3차원
jhj60718442.tistory.com
폴리곤(다각형)모델링은 점(vertex),선(edge),면(face)을 이용하여 모델링 하는 방식입니다.
폴리곤 모델링은 사각형을 기반으로 사용하며 삼각이나 오각 등 다른 모양이 나올 수 있지만
이를 최소화하여 모델링 하는 것이 좋다.
폴리곤 모델링(Polygon Modeling)은 컴퓨터 그래픽스에서 사용하는 일반적인 표 현 법으로
삼각형들로 구성된 면의 집합을 이용해서 모델을 표현한다.
폴리곤은 정점(Vertex)과 모서리 부분 선((Edge), 그리고 면(face)으로 구성되며,
STL 파 일도 표면 데이터를 이용한 폴리곤 표현 방식이다.
정밀하고 부드러운 표현을 위해 수 많은 정점(Vertex)을 필요로 하기 때문에 수정 시 번거로움이 있다.
.
폴리곤의 구성 요소
꼭짓점
모서리
면
폴리곤으로 모양 만들기
폴리곤과 3D 모델을 쉽게 이해하기 위해 먼저, 기본 정육면체의 구조를 떠올려보세요.
정육면체는 6개의 면, 12개의 모서리, 8개의 꼭짓점이 서로 연결되어 하나의 개체를 형성합니다.
CG 아티스트는 이러한 기본 원칙에 따라 폴리곤을 사용해 원하는 모양을 만들 수 있습니다.
3D 개체의 메쉬 즉, 와이어프레임을 보면 수많은 폴리곤을 엮어 해당 모양을 만들었음을 알 수 있습니다.
하이 폴리곤, 로우 폴리곤, 리토폴로지의 차이점
하이 폴리곤 (High Polygon):
- 정의: 하이 폴리곤은 매우 많은 폴리곤(면)을 사용하여 모델링한 3D 객체입니다. 많은 세부 사항을 나타낼 수 있기 때문에 사실적이고 디테일한 모델을 만들 수 있습니다.
- 특징: 폴리곤 수가 많아서 렌더링 시 높은 컴퓨팅 파워가 요구됩니다. 실시간 렌더링보다는 고품질 이미지나 애니메이션을 만들 때 사용됩니다.
- 용도: 영화, 고퀄리티 애니메이션, 비디오 게임의 캐릭터 디자인, 제품 디자인 등.
로우 폴리곤 (Low Polygon):
- 정의: 로우 폴리곤은 상대적으로 적은 수의 폴리곤을 사용하여 모델링한 3D 객체입니다. 디테일은 적지만, 빠른 렌더링 속도와 낮은 시스템 자원 소모가 필요합니다.
- 특징: 폴리곤 수가 적기 때문에 실시간 렌더링이 필요한 게임이나 애플리케이션에 적합합니다. 디테일을 덜 표현하므로 더 간단하고 효율적인 모델링이 가능합니다.
- 용도: 모바일 게임, VR/AR, 저사양 시스템을 위한 게임 캐릭터 및 환경 모델.
리토폴로지 (Retopology):
정의: 리토폴로지는 하이 폴리곤 모델을 기반으로, 저폴리곤 모델을 새로 만드는 과정입니다.
-------이는 폴리곤 수를 줄이고, 표면을 최적화하여 애니메이션이나 게임에서 사용할 수 있도록 만들어줍니다.
특징: 하이 폴리곤 모델을 유지하면서, 더 효율적인 폴리곤 흐름을 생성하여 텍스처링 및 애니메이션이
-------원활하게 이루어지도록 합니다.
-------리토폴로지는 종종 수동으로 진행되며, 3D 모델링 툴에서 자동화된 기능도 제공됩니다.
용도: 고품질의 디테일을 유지하면서 성능 최적화가 필요한 게임, 애니메이션, VR/AR 모델링 작업.
요약:
- 하이 폴리곤은 고퀄리티 디테일을 제공하지만 성능에 부담이 있습니다.
- 로우 폴리곤은 성능을 우선시하며, 디테일이 적습니다.
- 리토폴로지는 하이 폴리곤 모델을 더 효율적인 로우 폴리곤 형태로 변환하여 성능과 품질을 동시에 고려한 최적화 방법입니다.
폴리곤 모델링의 기본 기법
폴리곤 모델링의 기초 기법에는 로우 폴리곤과 하이 폴리곤이 주요한데,
로우 폴리곤은 폴리곤의 수가 적은 모델이며, 주로 게임용 데이터나 실시간 렌더링에 적합합니다.
반면 하이 폴리곤은 폴리곤의 수가 많은 모델로 디테일한 형태를 표현하거나 고품질 영상 제작에 사용됩니다.
로우 폴리곤과 하이 폴리곤의 차이는 데이터의 디테일 수준에 있습니다.
로우 폴리곤은 폴리곤의 수가 적고 간단한 형태로 구성되어 있어 실시간 렌더링에 적합하며,
하이 폴리곤은 폴리곤의 수가 많아 디테일한 형태를 표현할 수 있습니다.
로우 폴리곤 모델링에는 이동, 회전, 크기 조절 등 기본 기능뿐만 아니라 폴리곤을 새로 만들거나 분할하는 기능이 중요합니다.
반면 하이 폴리곤 모델링은 ZBrush, Mudbox와 같은 프로그램을 사용하여 디테일한 모델을 제작하며, 2.5D 개념을 활용합니다.
또한 폴리곤 모델링 시 하이 폴리곤을 로우 폴리곤으로 변환하는 리토폴로지 과정이 필요하며,
이를 통해 모델의 최적화와 성능 향상을 이룰 수 있습니다.
이러한 폴리곤 모델링의 기본 기법은 3D 모델링을 다루는 다양한 분야에서 중요한 역할을 하며,
프로페셔널한 작품을 만들기 위해 이해하고 익히는 것이 필요합니다.
폴리곤 모델링의 구성 요소에는 꼭짓점, 모서리, 면이 포함됩니다.
각 꼭짓점은 모서리가 만나 연결된 지점이며,
모서리는 선으로 표현되며, 3개 이상의 모서리가 꼭짓점으로 연결되면 폴리곤이 형성됩니다.
면은 폴리곤이 형성될 때 생성되는 평면을 의미하며, 폴리곤 모델링 소프트웨어를 통해 편집이 가능합니다.
3D 모델이 폴리곤으로 구성된 이유는 무엇일까?
렌더링에서의 폴리곤은?
3D 메쉬는 선과 꼭짓점으로 연결된 폴리곤 그물입니다.
하나의 폴리곤은 최소 3개의 꼭짓점과 모서리('선'이라고도 함)로 구성된 2D 모양에 불과합니다.
이러한 점들이 서로 연결되어 면을 형성하며,
점과 모서리의 수에 따라 삼각형, 사각형, N-Gons라고 합니다.
3D 모델링에서 N-Gons는 4개 이상의 꼭짓점과 모서리가 있는 폴리곤을 말합니다.
N-Gons는 모양이 왜곡될 수 있으므로 깔끔한 결과물을 얻고 싶다면 삼각형과 사각형을 사용하는 것이 좋습니다.
*글의 일부 내용은 Adobe에서 발췌한 것입니다.