Трианглы — простейшие полигоны (многоугольники), из которых создается 3D объект в компьютерной графике. Это фундаментальная геометрическая фигура, часто используемая в моделировании. Трианглы имеют выпуклую форму (все точки лежат по одну сторону от любой прямой, проходящей через две соседние вершины), что позволяет увеличить производительность обработки объектов из треугольников. 

Что такое трианглы и зачем они нужны в 3D моделировании?

Треугольник — тот же полигон. Во время трехмерного моделирования дизайнер создает все объекты из многоугольников. Вместе они образуют каркас, называемый полигональной сеткой. К ней впоследствии применяют материалы и накладывают текстуры (изображения, которые позволяют объектам выглядеть реалистичнее).

Полигональное моделирование — первая методика создания 3D объектов. Она появилась еще, когда дизайнеры вводили координаты вершин полигонов вручную с клавиатуры. Сегодня чаще применяются сплайны (трехмерные кривые), но на полигональные модели все еще приходится большая доля рынка.

Триангл — самый простой трехсторонний многоугольник. У него ровно три вершины по углам и 3 ребра, соединяющих эти точки. Это наименьший набор, необходимый для создания полигона, из-за чего добавлять треугольники намного проще, чем многоугольники с большим количеством граней.

Треугольники легко обрабатывать в трехмерном ПО. Например, существует процедура, называемая отбраковкой задней стороны. Во время нее средство рендеринга (визуализации) удаляет полигоны, незаметные с точки зрения камеры, которая визуализирует модель. Это ускоряет обработку объектов и позволяет удалять или добавлять многоугольники в режиме реального времени, загружая только нужные данные.

Преимущества и недостатки трианглов

На практике многоугольники с четырьмя вершинами используются чаще, чем треугольники. Здесь уже на одну грань больше, что удобно для быстрого моделирования трехмерных форм. Четырехугольники незаменимы для разработки объектов, которые анимируются (программируются на движение и деформацию) или сглаживаются для устранения эффекта low-poly (низкополигональной модели).

При желании сделать из четырехугольника триангл просто, стоит лишь вручную разделить полигон на две части по диагонали или выполнить триангуляцию (автоматическое представление модели в виде треугольных полигонов) программным способом.

Минусы создания модели из трианглов сказываются позже, когда нужно выполнить развертку (преобразовать объект для наложения изображений), и в некоторых других случаях, включая анимацию. Если из треугольников создается персонаж, то при его движении полигоны иногда неправильно деформируются.

То же можно сказать и о многоугольниках высокого порядка (с пятью, шестью и более углами). Они еще хуже ведут себя при текстурировании (добавлении на каркас изображения) и анимации. Есть простое правило: три грани лучше, чем пять и более, но хуже, чем четыре.

Но видеокарты обрабатывают все модели в виде трианглов, что существенно упрощает вычисления. Поэтому компьютерные игры — исключение. Движки (программы для разработки трехмерных приложений) работают напрямую с треугольниками. Если загружается модель из полигонов с 4 гранями, то она триангулируется (все многоугольники делятся на плоскости с тремя вершинами). 

Меню