Квады (quad) — четырехугольные полигоны. Квады всегда состоят из 4 вершин и 4 ребер. Они соединены под углом 90°, образуя ровный прямоугольник, хотя это необязательно.

Формы полигонов

В 3D моделировании любой объект покрывают сеткой плоских ячеек (полигонов), повторяющей контуры и все элементы поверхности объекта. В геймдеве это необходимо для просчета деформаций, влияния окружения и создания анимированной модели.

Каждая ячейка состоит из вершин (точек с координатами по осям X, Y, Z) и ребер — отрезков, соединяющих соседние вершины.

В зависимости от количества точек различают 3 вида полигонов:

  • треугольники  (трисы);
  • четырехугольники (квады);
  • N-угольники или N-гоны (число вершин более 4).
Разновидности полигонов: трисы, квады, многоугольники

Основные компоненты полигональной сетки 3D модели

Трисы — наименьшая конфигурация для создания сетки. Они используются на участках 3D модели, скрытых от игрока и на тех элементах, где невозможно использование квадов (например, в местах без деформаций и сгибов).

Следует избегать построения N-гонов, так как при дальнейшей работе с моделью в других программах проявляются недостатки:

  • визуальные ошибки;
  • разрывы в сетке;
  • затрудняется импорт/экспорт объекта;
  • сложности при выделении и редактировании группы полигонов;
  • непредсказуемая деформация поверхности.

Преимущества разбиения на квады

Четырехугольная форма полигонов имеет существенные преимущества.

  • Сетку из квадов удобно редактировать

Это важно для начинающих разработчиков. Элементы прямоугольной формы образуют ровные строки и столбцы, которые легко выделять и раскрашивать.

  • Удобная визуальная «читаемость»

Структура квадов ровная, не содержит ломаных граней и запутанных маршрутов примыкания полигонов друг к другу. Это позволяет работать с полигональной сеткой одного объекта нескольким 3D-моделлерам.

  • Предсказуемость при возможной деформации

Сетка из квадов описывает деформации и смещения, растягиваясь без появления визуальных артефактов (ненужных выпуклостей или впадин) и разрывов сетки.

  • Из квадов легче моделировать 3D объекты

Добавление новых элементов и выявление любых ошибок упрощается, поскольку в сетке меньше точек, которые нужно редактировать.
Также проще разделять прямоугольники на более мелкие элементы, создавая объекты необходимой детализации. Например, каждый квад можно разделить на 4 прямоугольника, а те, в свою очередь, разбить на еще более мелкие.

  • Обработка в игровых редакторах и программах 3D моделирования без искажения формы

Криволинейные или круговые поверхности проще описать квадами, так как использование трисов приведет к созданию ненужных граней в местах соприкосновения соседних треугольников.

  • Импорт/экспорт моделей в 3D-редакторы без ошибок

Это экономит время при общей разработке проекта.

  • Алгоритмы сглаживания и освещения лучше всего обрабатывают сетку из квадов

Все эти факторы привели к тому, что наибольшее распространение в 3D моделировании получили именно квады.

 

Меню