| Реализации систем управления базами данных |
|---|
| Реализации систем управления базами данных |
|---|
Дж. Дейт Введение в системы баз данных = Introduction to Database Systems. — 8-е изд. — М.: «Вильямс», 2006. — С. 1328. — ISBN 0-321-19784-4| Реализации систем управления базами данных |
|---|
Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера, а недостатком — высокая загрузка локальной сети.СУБД MS Access — это просто
Бесплатная почтовая рассылка СУБД Access для пользователей Интернет приостановлена
Со всеми материалами рассылки можно ознакомиться на страничке Все об информатике
Бесплатная почтовая рассылка по электронной почте (E-mail) была предназначена для обучения пользователей Интернет методам проектирования и разработки БД с помощью приложения СУБД Microsoft Access.
В рассылках изложены теоретические основы СУБД Access, представлено подробное описание этапов разработки БД. К изложенным теоретическим основам СУБД Access прилагается учебная БД «Training_students», которую Вы можете скачать, она поможет Вам легко освоить алгоритм создания БД.
Приложение Microsoft Access — это настольная система управления реляционными базами данных (СУБД), предназначенная для работы на автономном персональном компьютере или в локальной вычислительной сети под управлением семейства операционных систем Microsoft Windows (Windows 2000, Windows XP и Windows Server 2003).
СУБД Microsoft Access обладает мощными, удобными и гибкими средствами визуального проектирования объектов с помощью Мастеров, что позволяет пользователю при минимальной предварительной подготовке довольно быстро разработать полноценную информационную систему на уровне таблиц, запросов, форм и отчетов. Данные базы данных хранятся в таблицах.
Запрос (query) – это средство выбора необходимой информации из базы данных. Вопрос, сформированный по отношению к базе данных, и есть запрос. Например, выбрать успеваемость студентов по группам и дисциплинам из БД «Деканат»
Форма в БД — это структурированное окно с набором элементов управления. Элементы управления – это визуальные объекты, используемые для отображения информации, ввода и изменения данных или выполнения определенных действий. Внешний вид формы выбирается в зависимости о того, с какой целью она создается. Форма не хранит никакой информации, она лишь обеспечивает удобные средства работы с данными, хранящимся в таблицах БД. Источником данных для формы являются записи таблицы или запроса.
Отчет – это форматированное представление данных, которое выводится на экран, в печать или файл. Они позволяют извлечь из базы нужные сведения и представить их в виде, удобном для восприятия, а также предоставляют широкие возможности для обобщения и анализа данных
К основным возможностям СУБД Microsoft Access можно отнести следующие:
- Проектирование базовых объектов — двумерные таблицы с полями разных типов данных.
- Создание связей между таблицами, с поддержкой целостности данных, каскадного обновления полей и каскадного удаления записей.
- Ввод, хранение, просмотр, сортировка, изменение и выборка данных с использованием различных средств.
- Создание, модификация и использование производных объектов (запросов, форм и отчетов).
вышел последний выпуск «СУБД MS Access — это просто!»: SQL запросы средствами VBA в СУБД Access 2003 и 2007
Тест по «Базы данных (БД)». Ответы. Часть 2
1. Принципами разработки кодов являются (несколько правильных вариантов ответов):
- a. Коды не должны повторяться
- b. Должны обеспечивать быстрый поиск информации
- c. Должны быть иерархическими
- d. Должны позволять осуществлять автоматическую группировку и отбор данных
Ответ: a b
2. С помощью системы управления базами данных пользователь может …:
- a. Устанавливать защиту базы данных
- b. Создавать текстовые файлы
- c. Создавать структуру базы данных
- d. Хранить графические файлы
- e. Просматривать веб страницы
- f. Выполнять сортировку данных
Ответ: c f
3. Даны фрагменты двух таблиц из базы данных. Каждая строка таблицы 2 содержит информацию о ребёнке и об одном из его родителей. Информация представлена значением поля ID в соответствующей строке таблицы 1. На основании имеющихся данных определите, у скольких людей из списка первый внук или внучка появились до достижения 50 полных лет. При вычислении ответа учитывайте только информацию из приведённых фрагментов таблиц.
Ответ: 2
4. Есть ли какая-либо информация в таблице, в которой нет полей?
- a. Содержит информацию о структуре базы данных
- b. Не содержит никакой информации
- c. Таблица без полей существовать не может
- d. Содержит информацию о будущих записях
Содержит информацию о структуре базы данныхОтвет: a
5. Основные цели обеспечения логической и физической целостности базы данных?
- a. защита от неправильных действий прикладного программиста
- b. защита от неправильных действий администратора баз данных
- c. защита от возможных ошибок ввода данных
- d. защита от машинных сбоев
- e. защита от возможного появления несоответствия между данными после выполнения операций удаления и корректировки
Ответ: c d e
6. Что не входит в функции СУБД?
- a. создание структуры базы данных
- b. загрузка данных в базу данных
- c. предоставление возможности манипулирования данными
- d. проверка корректности прикладных программ, работающих с базой данных
- e. обеспечение логической и физической независимости данных
- f. защита логической и физической целостности базы данных
- g. управление полномочиями пользователей на доступ к базе данных
Ответ: d
7. Какие средства используются в СУБД для обеспечения физической целостности?
- a. контроль типа вводимых данных
- b. описание ограничений целостности и их проверка
- c. блокировки
- d. транзакции
- f. журнал транзакций
Ответ: c d f
8. Что обусловило появление систем управления базами данных?
- a. необходимость повышения эффективности работы прикладных программ
- b. появление современных операционных систем
- c. совместное использование данных разными прикладными программами
- d. большой объем данных в прикладной программе
совместное использование данных разными прикладными программамиОтвет: c
9. Основные требования, побуждающие пользователя к использованию СУБД:
- a. необходимость представления средств организации данных прикладной программе
- b. большой объем данных в прикладной программе
- c. большой объем сложных математических вычислений
- d. необходимость решения ряда задач с использованием общих данных
Ответ: d
10. Как соотносятся понятия база данных и банк данных?
- a. одно и то же
- b. база данных включает банк данных
- c. банк данных включает базу данных
- d. не связанные понятия
Ответ: c
11. В чем суть использования механизма транзакций?
- a. изменения в базу данных вносятся каждой операцией
- b. изменения в базу данных вносятся только после выполнения определенной последовательности операций
- c. изменения в базу данных вносятся только администратором базы данных
- d. изменения в базу данных вносятся только при определенных условиях
Ответ b
12. Для чего ведется журнал транзакций?
- a. для анализа действий с базой данных
- b. для использования прикладными программами
- c. для проверки правильности данных
- d. для восстановления базы данных
Ответ: d
13. Что входит в понятие банка данных?
- a. база данных
- b. прикладные программы работы с базой данных
- c. СУБД
- d. компьютеры с базой данных
- e. администраторы базы данных
администраторы базы данныхОтвет: a c
14. Последовательность действий СУБД при синхронизации:
- a. установка блокировки, начало транзакции, снятие блокировки, завершение транзакции
- b. начало транзакции, установка блокировки, завершение транзакции, снятие блокировки
- c. начало транзакции, установка блокировки, продолжение транзакции, снятие блокировки, завершение
- d. транзакции
- e. начало транзакции, установка блокировки, выполнение транзакции, откат транзакции, снятие блокировки
Ответ: b d
15. Для чего предназначена СУБД?
- a. для создания базы данных
- b. для ведения базы данных
- c. для использования базы данных
- d. для разработки прикладных программ
Ответ: a b c
16. К чему приведет отсутствие логической и физической независимости данных?
- a. к необходимости изменения прикладных программ при изменении физического представления базы данных
- b. к большей достоверности данных
- c. к возможному изменению физического представления данных при изменении прикладных программ
- d. к более эффективному взаимодействию пользователей с базой данных
Ответ: a c
17. Что не входит в назначение СУБД?
- a. обеспечение независимости прикладных программ и данных
- b. представление средств организации данных одной прикладной программе
- c. поддержка сложных математических вычислений
- d. поддержка интегрированной совокупности данных
Ответ: b c
18. Основное назначение СУБД
- a. обеспечение независимости прикладных программ и данных
- b. представление средств организации данных одной прикладной программе
- c. поддержка сложных математических вычислений
- d. поддержка интегрированной совокупности данных
обеспечение независимости прикладных программ и данныхОтвет: b
19. Требования, из которых следует необходимость в использовании СУБД:
- a. необходимость представления средств организации данных прикладной программе
- b. большой объем данных в прикладной программе
- c. большой объем сложных математических вычислений
- d. необходимость решения ряда задач с использованием общих данных
Ответ: a b d
20. Какие средства используются в СУБД для обеспечения логической целостности?
- a. Контроль типа вводимых данных
- b. Описание ограничений целостности и их проверка
- c. Блокировки
- d. Синхронизация работы пользователей
Ответ: a b
Создание СУБД MySQL — Документация ISPmanager Lite
Поиск точной фразы
Для поиска контента, содержащего точную фразу «мел и сыр», введите:
"мел и сыр"
поиск с OR
Для поиска контента, содержащего одного из выражений «мел» или «сыр», введите:
"мел OR сыр"
поиск с AND
Для поиска контента, содержащего оба выражения «мел» и «сыр», введите:
"мел AND сыр"
поиск с NOT
Для поиска контента, который содержит «мел», но не содержит «сыр», введите:
"мел NOT сыр"
Исключение выражений из поиска
Аналогично поиску с NOT, для поиска контента, который содержит «мел» и «масло», но не содержит «сыр», введите:
мел масло -сыр
Группировка выражений поиска
Для поиска контента, который обязательно должен содержать «мел», и возможно содержит «сыр» или «масло», введите:
(сыр OR масло) AND мел
Поиск по Заголовку
Для поиска контента, в Заголовок которого входит «мел», используйте ключевое слово title:
title:мел
Одиночный символ
Для поиска контента, содержащего «лак» или «лук», можно использовать символ ? :
л?к
Для поиска контента, содержащего «хлеб» или «хлебный», можно использовать символ * :
хлеб*
Множественные символы
Для поиска «хлеб» или «хлебный»:
х*б*
Допускается комбинирование подстановочных символов, для уточнения условий.
Например, поисковый запрос
ниже позволит найти контент, содержащий «масло», но не «масленый»:
м*л?
Поиск меток
Используйте префикс «labelText:», чтобы искать содержимое с конкретной меткой.
labelText:шоколад
Поиск близких выражений
Следующее поисковое выражение позволяет найти все фразы, в которых указанные слова отстоят друг от друга на точно указанное количество слов.
"бутерброд сыром"~2
Фраза «будерброд с плавленым сыром» удовлетворяет условиям поиска.
Неточный поиск
Этот способ поиска позволяет искать слова, близкие по написанию. Для поиска «масленый», если есть неуверенность в написании:
масленый~
Фраза «масляный» удовлетворяет условиям поиска.
Комбинированный поиск
Возможно комбинировать поисковые выражения:
масл?н* AND хлеб~ AND ("блог" AND "пост")База данных (БД) — Что это такое? Определение базы данных — Wiki HOSTiQ.ua
База данных (БД) — это организованная структура, предназначенная для хранения, изменения и обработки взаимосвязанной информации, преимущественно больших объемов. Базы данных активно используются для динамических сайтов со значительными объемами данных — часто это интернет-магазины, порталы, корпоративные сайты. Такие сайты обычно разработаны с помощью серверного языка программирования (как пример, PHP) или на основе CMS (как пример, WordPress), и не имеют готовых страничек с данными по аналогии с HTML-сайтами. Странички динамических сайтов формируются «на лету» в результате взаимодействия скриптов и баз данных после соответствующего запроса клиента к веб-серверу.
Система управления базами данных
В контексте баз данных стоит рассмотреть понятие СУБД. Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс программных средств, необходимых для создания структуры новой базы, ее наполнения, редактирования содержимого и отображения информации. Наиболее распространенными СУБД являются MySQL, PostgreSQL, Oracle, Microsoft SQL Server. Аренда виртуального хостинга от HOSTiQ.ua предполагает использование MariaDB — ответвление СУБД MySQL, а также PostgreSQL. Если же, например, вы планируете купить VPS или сервер в Европе или США, то вы сами сможете определить ПО для ваших баз данных.
Это примеры СУБД типа клиент-сервер, именно такие СУБД встречаются чаще всего в контексте понятия хостинга. Их особенности:
- расположение СУБД на сервере с базами данных;
- непосредственный доступ к БД;
- централизованная обработка клиентских запросов на обработку данных;
- высокий уровень надежности, доступности и безопасности;
- повышенная нагрузка на сервер.
В свою очередь, для удобства работы с СУБД используются специальные веб-приложения, которые позволяют посредством графического интерфейса выполнять администрирование сервера баз данных, запускать специальные команды, а также работать с контентом таблиц и баз данных — действия, которые при отсутствии веб-приложения подлежат выполнению средствами консоли. Примеры: phpMyAdmin используется для администрирования СУБД MySQL, pgAdmin — для PostgreSQL. Эти программы управления базами данных вы найдете и в cPanel на нашем виртуальном хостинге.
Ищете, где купить домен и хостинг, а также HTTPS-сертификат? Наши предложения вас порадуют. При покупке виртуального хостинга, вы получаете домен и SSL-сертификат в подарок!
Читайте также:
Помогла ли эта статья решить вашу проблему?
Ваш ответ поможет улучшить статьи в будущем.
Что означает SUBD? Бесплатный словарь
Хейс; покупатель Бриттани Кук; Поступок; EN & GW Дилларда 1-е добавление Дилларда, входящее в состав PT SE / 4 SE / 4 33-7-2 & SW / 4 SW / 4 33-7-2 Лоты с 1 по 10 Blk 4 и Лоты с 1 по 5 Blk 5.
Зелье Caltex Дорога от Палико — Балаян — Городская дорога Батангас до улицы Сармьенто включительно; Hinchville Subd. и Perez Compound; и Chevron Philippines Inc., Dasmarintildeas Townsville Subd., Sunndale Homes и Sunrise Hills Subd. Хотя Закон не содержит ссылки на требование «фиксированной суммы», Закон предусматривает, что иностранное судебное решение подлежит исполнению, если оно является судебным решением иностранного государства. предоставление взыскания денежной суммы.'(1713.1, подраздел (2).) Французское решение здесь специально предусматривает выплату 3 миллионов франков «денежной суммы». [Раздел] 103E.011, подраздел 2.] «Управление дренажа должно получить разрешение комиссара: 1) удалить, построить или изменить плотину, влияющую на общественные воды; 2) установить, повысить или понизить уровень общественных вод; или 3) осушить любую часть общественной воды ». [Minn.Shipp; покупатель, Quintin Essary; Deed; Subd of Blk A Mulkey’s Add Benton Lot 10. Участок Lucena Diversion Road от Tayabas — Lucena Road до Ridgewood Park Subd., Purok Masigasig, San Isidro Subd. Часть дороги Sipat Barangay Road от Cristina Ville Subd. до и включая Plaridel Airport Road; Пурок 1, 2, 3, 4 и 7; Барангайс Дампол, Луманг Баян и Сипат в Пларидел. Даунс отзываемый траст; покупатели, Гленделл Лойд Даунс II, Ронда Рене Даунс; Поступок; Twin Oaks Subd 5-6-3 Lot 20. Между 10:00 и 15:00 в некоторых частях Barangay 4 в городе Сариая в провинции Кесон в понедельник будет отключено электричество, а в части Lucky Homes Subd. в Барангае Сампалок Санто-Кристо в четверг будет отключено электричество.169А.276, подраздел. 1 (d), была достаточно поднята ниже и должным образом рассматривалась Апелляционным судом; и (2) преступник, который участвовал в программе Challenge Incarceration Program, Minn.Flatt Sr .; Поступок; Brand & Adams Subd PT NE / 4 SW / 4 19-6-3 Лот 6.Введение в SubD (Subdivision Surface Modeling) в Rhino3d v7
В этом видео Фил Кук из Simply Rhino рассматривает SubD, или Subdivision Surface Modeling, который разрабатывается для Rhino v7.
Традиционно объекты SubD основаны на сетке и хорошо подходят для более приближенных типов моделирования, таких как моделирование персонажей и создание гладких органических форм, которые управляются приблизительным образом.
Однако объектыRhino SubD представляют собой высокоточные поверхности на основе сплайнов и, таким образом, вносят определенный уровень точности в процесс создания сложных форм произвольной формы. В то время как традиционное «push-pull» редактирование ребер, граней и вершин в SubD включено, команды поверхности Rhino, такие как Loft, Revolve, Sweep 1 & 2 и Extrude, теперь производят прямой вывод SubD.
Аналогично, кривая контрольной точки и интерполированная кривая имеют опции «SubD Friendly», которые позволяют создавать точные поверхности SubD из компоновки кривой аналогичным методом, который можно использовать для моделирования NURBS, но с преимуществом присущей гладкости поверхностей SubD.
Видео начинается с изучения поверхностей SubD и их сравнения с NURBS, прежде чем перейти к рассмотрению некоторых примеров того, как и почему можно использовать SubD вместе с традиционным рабочим процессом NURBS в Rhino.
Посмотрите видео «Введение в инструменты SubD в Rhino v7»:
Введение в инструменты SubD в стенограмме видео Rhino v7.
Мы сделали стенограмму видео для всех, кто хотел бы следить за видео по сценарию.
Смотрите стенограмму видео здесь:
Это Фил из Simply Rhino, и сегодня я хотел бы взглянуть на моделирование SubD, которое является новым в Rhino v7.
Здесь я использую незавершенную версию программного обеспечения, поэтому некоторые функции могут быть доработаны к моменту поставки продукта.
Что такое SubD?
Итак, прежде всего, что такое SubD? Поверхности SubD или SubDivision — это новый тип объекта внутри Rhino. Если мы вернемся к версии 6, у нас будут NURBS-объекты и сетки.Проще говоря, NURBS-поверхности можно рассматривать как непрерывное описание, в данном случае, искривленного объема. В зависимости от степени и компоновки контрольных точек, NURBS-кривые и поверхности могут иметь постоянный радиус или могут использоваться для описания кривизны непрерывных форм произвольной формы.
С другой стороны, сеткимогут только аппроксимировать геометрию кривой. Если мы посмотрим на пример сетчатой сферы, то только вершины сетки касаются условной сферы. Края сетки экстраполируются из этих вершин путем отслеживания прямого пути через пары точек, а затем между тремя или четырьмя ребрами сетки создаются плоские грани сетки.
Если вы какое-то время пользовались Rhino3d, возможно, вы знакомы с такими плагинами, как T-Splines и Clayoo. Они принесли в Rhino рабочий процесс SubD, но, что особенно важно, он был основан на сетке. Итак, лежащая в основе геометрия представляла собой сетку, которая была сглажена для приближения кривизны непрерывной поверхности или полигональной поверхности.
Новые объекты SubD в Rhino основаны на сплайнах. Таким образом, как и в случае с объектами Rhino NURBS, они обеспечивают непрерывное описание геометрии кривой. Это означает, что геометрия SubD может быть точно создана в Rhino, и это преодолевает одну из основных критических замечаний в отношении рабочих процессов SubD на основе сетки, которые часто считаются приблизительными.
Новые объекты SubD Rhino можно создавать разными способами. Команды Surface, такие как Loft, Revolve, Sweep1, Sweep2 и Extrude, позволяют создавать выходные данные SubD. У команд Curve есть опции, дружественные к SubD, и, конечно же, есть ряд примитивов. Существуют также рабочие процессы, в которых сетки могут быть преобразованы в объекты SubD. Наконец, объекты SubD Rhino могут быть без потерь преобразованы в объекты NURBS.
Сравнение геометрии SubD Rhino с NURBS в Rhino3d v7
Итак, чем же SubD отличается от NURBS и зачем они нам нужны?
Давайте посмотрим на первую часть этого вопроса и сравним открытую и закрытую поверхность NURBS с открытой и закрытой поверхностью SubD.
Слева у меня деформируемая сфера степени 3 и плоская поверхность степени 3, а справа их эквиваленты в SubD. Теперь нам не нужно беспокоиться о предмете степени с объектами SubD, но в целом они аналогичны непрерывным поверхностям кривизны степени 3.
С закрытой поверхностью NURBS я могу включить контрольные точки, выбрать некоторые из этих контрольных точек и плавно настроить форму. Я могу сделать то же самое с объектом SubD, но я также могу использовать выбор дополнительных параметров, которые в Windows (сочетание клавиш) Shift, Control и щелчок левой кнопкой мыши, и я могу выбрать одну или несколько граней или один или несколько краев для настройки форма плавно.
Хотя поверхности SubD в основном гладкие, я могу добавлять к ним складки, и это делается путем выбора ребер, и здесь я могу выбрать подобъект и дважды щелкнуть его, чтобы выбрать границу ребра, а затем, как только я выбрал эти ребра, я может добавить им складку. Складки также можно удалить с помощью команды удаления складок.
Возможно, самая большая разница между NURBS и SubD заключается в том, как мы добавляем локальное управление в поверхность. Если я просто смотрю на поверхность NURBS для начала, если я хочу добавить некоторый локальный элемент управления в эту область, тогда мне нужно будет добавить строки и столбцы контрольных точек.Итак, я сделаю это, например, перейдя к редактированию, контрольным точкам и вставке узла, и я вставлю несколько узлов в направлении U. Затем я нажму на тумблер и вставлю несколько узлов в направлении V. Таким образом, это даст мне более плотную область контрольных точек здесь, но поскольку контрольные точки должны быть добавлены по всей области поверхности, другими словами, от края к краю в направлении U или V, тогда I ‘ м добавляя сложности этой части поверхности и этой части поверхности.
Однако это дает мне возможность добавлять локальные детали на поверхность вот так.
Если бы мы посмотрели на SubD, то с помощью SubDivide я могу разделить эту поверхность. Итак, я могу выбрать лицо, а затем я могу использовать команду SubDivide для SubDivide это лицо, и я могу продолжать добавлять больше SubDivisions по мере продвижения, а затем я могу выбрать одно из этих лиц и переместить его вверх, чтобы получить свой локальный контроль .
Если я хочу добавить края более контролируемым образом, а не просто разделить целую область, я могу использовать команду InsertEdge, скопировать край и вставить его.А если я хочу переместить край, я могу использовать команду SlideEdge.
Команда InsertEdge имеет пропорциональный режим, двусторонний режим и абсолютный режим, и здесь вы можете увидеть разницу между абсолютным и пропорциональным режимами. Точно так же, когда я перемещаю края с помощью команды SlideEdge, я могу выбрать два края и одновременно перемещать их внутрь и наружу, и для этого у меня также есть пропорциональный и абсолютный режимы.
Основное различие между тем, как работают NURBS и SubD, заключается в том, что с NURBS у вас есть концепция либо одной поверхности, либо полиповерхности, которая представляет собой более чем одну поверхность, соединенную вместе частично или полностью совпадающими край.Итак, используя эту метафору, я могу взять шесть поверхностей, которые имеют совпадающие края, и объединить их в твердую замкнутую поли-поверхность.
В SubD не существует концепции полигональной поверхности, поэтому для воспроизведения такой формы в SubD нам нужна единственная поверхность SubD со складками по краям.
Тем не менее, существует рабочий процесс, который позволяет нам моделировать поли-поверхность NURBS в SubD, и это идет с оговоркой, заключающейся в том, что каждая из отдельных составляющих поверхностей полиповерхности должна быть неотрезанной.Если это так, то мы можем взорвать нашу полигональную поверхность и использовать инструмент преобразования в SubD.
Важно, чтобы параметр «Угол» здесь говорил «да», чтобы мы могли сохранить эти острые углы на отдельных поверхностях. Теперь у нас будет шесть отдельных поверхностей SubD, и мы сможем соединить их вместе с помощью инструмента соединения. Опять же, здесь у нас будет выбор, что делать с краями. У нас могут быть гладкие края или загнутые края. Здесь я выбрал загнутые края, и если мы посмотрим на свойства объекта, вы увидите, что у меня есть закрытый SubD, и если я хочу удалить складки с этих трех краев здесь, я просто выбираю их и использую RemoveCrease инструмент.
Теперь мы вскоре вернемся к объекту, похожему на этот, и рассмотрим альтернативу рабочему процессу NURBS в SubD.
Зачем использовать объекты SubD в рабочем процессе Rhino3d?
Итак, теперь мы немного знаем, что такое объекты SubD, давайте перейдем ко второй части вопроса: зачем они нам?
Один из ответов на этот вопрос заключается в том, что моделирование поверхностей SubDivision действительно полезно в ситуациях, когда моделирование в NURBS затруднено или проблематично.Простым примером этого является Y-ветвь. Это довольно легко смоделировать в NURBS, но становится сложнее, если ветви, как в этом примере, различаются по диаметру, или расположение ветвей каким-либо образом неодинаково. Есть ряд методов, которые мы можем использовать в NURBS, но явным недостатком большинства из них является то, что если мы хотим произвести итерации или уточнения формы, то это может занять много времени, потому что мы должны заботиться не только о контролировать форму, а также согласовывать непрерывность на разных поверхностях.
Моделирование поверхностей SubDivision дает нам более простую альтернативу. Здесь я преобразовал три трубки в объекты SubD, так что давайте взглянем на быстрый подход. В примере NURBS я использовал SplitEdge, а затем BlendSurf, чтобы создать переходы сбоку от Y-образной формы. В SubD я могу использовать команду Bridge для аналогичного эффекта.
Теперь мне не нужно разделять эти края, потому что я могу выбрать отдельные сегменты ребер, поэтому я собираюсь войти в свою команду Мост, я собираюсь выбрать одну половину большой трубы и есть четыре отдельных секции, а затем соответствующие четыре сегмента меньшей трубки.И затем, Enter приведет меня к параметрам команды. Я могу выбрать количество сегментов, и я собираюсь сказать, что хочу здесь четыре сегмента, и у меня есть ползунок, чтобы контролировать, насколько прямолинейна эта геометрия, и я приму это значение. Я могу управлять этой формой позже, если захочу ее скорректировать.
Затем я повторю процесс с другой стороны Y-ветви. Итак, я снова перехожу к команде «Мост», выбираю четыре сегмента, выбираю те же четыре сегмента здесь и оставляю параметры, как и предыдущие.
В примере NURBS я построил эту верхнюю поверхность перед построением передней поверхности, но я могу сделать это наоборот в примере SubD, и опять же, я могу использовать команду Bridge для создания вершины Y. тот же процесс, что и предыдущий, и я принимаю этот результат.
Хорошо, теперь у нас есть стороны Y-образной формы, и все, что мне нужно сделать, это закрыть это отверстие. Теперь я хочу сделать это структурированным способом, сохраняющим некоторую регулярность топологии.Итак, еще раз, я собираюсь использовать команду Bridge, но я просто сейчас собираюсь соединить пары ребер, и теперь я хочу уменьшить количество сегментов до одного, и я могу их выпрямить. Хорошо, я хочу соединить мост здесь и здесь. Хорошо, как видите, у меня осталось четыре дырочки. Я повторю процесс внизу, а затем все, что мне нужно сделать, это заполнить эти дыры, и есть команда FillSubDHole, которую я могу использовать для этого. Опять же, если я дважды щелкну здесь границу, она просто выделит всю дыру.Я могу выбрать все сразу, войти и вот результат. И вы можете увидеть, как это дает мне действительно хорошую топологию. Я пропустил здесь дыру, так что давайте заполним ее.
Давайте посмотрим на это сейчас с картой окружения.
Итак, мы видим, что все гладко. Но вы можете видеть, что у нас есть немного звездного неба здесь, прямо там. Итак, давайте посмотрим, как мы можем это уменьшить. Итак, что я собираюсь рассмотреть, так это взять это преимущество и удалить его, и я думаю, что это просто даст мне гораздо более плавный переход от этого момента к этому краю.Я повторю процесс на обратной стороне, и давайте взглянем на это с картой окружения. Итак, мы видим, что сейчас звездный час выглядит лучше.
Теперь большое преимущество заключается в том, что если я хочу начать играть с этой формой, например, если я хочу, может быть, нажать здесь форму Y, именно здесь мы получаем большое преимущество SubD. . Итак, я собираюсь включить жевательную резинку и просто вдавить это лицо внутрь. Я собираюсь отключить объектные привязки, чтобы я случайно не привязывался к чему-либо, и теперь вы можете видеть, что, когда я нажимаю эту грань или эту пару ребер, как движутся смежные ребра и грани с этим.
Итак, вся идея поверхности SubD заключается в том, что она по своей сути гладкая. Итак, это в некотором смысле аналогично поверхности степени 3. Таким образом, он по своей сути гладкий, если, конечно, мы не укажем никаких складок. Итак, все, что мне нужно, это форма этих объектов. Мне не нужно чрезмерно беспокоиться о плавности. И снова, если мы видим здесь яркие моменты, мы можем использовать тот же процесс, что и раньше, для удаления этих маленьких краев, чтобы улучшить форму.Итак, теперь это выглядит красиво и гладко.
Другой способ, которым мы можем использовать команду «Мост» аналогичным образом для смешивания поверхностей, — это создать переход между этими двумя открытыми краями. Итак, я воспользуюсь командой «Мост», дважды щелкните здесь, чтобы выбрать весь цикл, дважды щелкните, чтобы выбрать здесь весь цикл, нажмите Enter, чтобы перейти к предварительному просмотру. Я добавлю сегментацию и немного поиграю с этим значением прямолинейности. Итак, у нас есть красивый плавный переход между этими двумя поверхностями.
И снова, большое преимущество SubD в том, что весь этот объект здесь рассматривается как одна кривизна непрерывной поверхности.Итак, если я хочу отрегулировать форму локально, например, чтобы сделать эту асимметричную, скажем, я хочу подтолкнуть эту область здесь вверх, я могу это сделать, хорошо, и мне совсем не нужно беспокоиться о гладкости здесь. Мне может потребоваться посмотреть, что здесь происходит, и вставить и удалить некоторые края, или поставить здесь другое ограничение. Итак, чтобы форма здесь не менялась слишком сильно, я мог бы вставить здесь ребро, дважды щелкнуть для всего контура ребер и добавить сюда больше контроля, и это будет означать, что это изменение формы спадает немного быстрее и не влияет на эту область.
Хорошо, поэтому вы можете видеть, что в этом примере SubD дает нам средство для создания плавного набора переходов между этими различными ветвями. Это было бы сложно смоделировать и, конечно же, трудно настроить, если бы мы смотрели на это исключительно как на геометрию NURBS.
SubD с точностью! Rhino v7 меняет игру.
Рабочий процесс SubD может быть очень полезен при разработке стилей поверхностей. Не только быстрые аппроксимации, но и качественные, хорошо топологизированные поверхности, которые можно использовать для окончательных данных.
В этой модели мыши большая часть формы была создана как SubD перед преобразованием в NURBS, где она затем была разделена на секции перед добавлением более мелких деталей.
Как и при моделировании NURBS-поверхности, управление топологией и поддержание простоты необходимы для создания поверхностей хорошего качества.
Итак, давайте начнем с создания дружественных к SubD кривых и построения поверхностей непосредственно из них с помощью команд поверхности Rhino.
Поверхностные команды Rhino «Кривая контрольной точки»
Если мы сначала посмотрим на кривую контрольной точки, то мы можем включить опцию SubD.
Это фиксирует степень на 3. Если я визуализирую контрольные точки открытой кривой SubD, то я увижу две скрытые ограниченные контрольные точки, которые находятся между первыми двумя и двумя последними выбранными точками.
Если мы посмотрим теперь на интерполированную кривую, там гораздо более прямая связь с точками редактирования в кривых, поддерживающих SubD, и если я создам интерполированную кривую через точки редактирования моей первой кривой, мы увидим, что две кривые идентичны .
Итак, возвращаясь к верхней поверхности мыши, поверхность слева — это то, как я хотел бы, чтобы выглядела исходная поверхность SubD, прежде чем я заполню стороны, чтобы получить поверхность справа.
В классе Simply Rhino Intermediate / Advanced много обсуждается важность топологии при создании поверхностей NURBS, так как, если топология правильная, то форма будет почти отсортирована сама по себе и ее можно будет правильно скорректировать. Итак, здесь, как и в случае с NURBS, важна разметка кривой.Сначала я нарисовал большую синюю кривую как кривую контрольной точки, удобную для SubD, а затем меньшую синюю кривую — это масштабированная и скорректированная версия этой кривой. Затем создаются красные кривые поперечного сечения с помощью интерполированной кривой, удобной для SubD, которая проходит через конечные точки синих кривых. Это дает мне макет кривой, который я могу выделить синими или красными кривыми и получить поверхность SubD, которая фактически совпадает с макетом кривой.
На этом этапе стороны формы все еще открыты, и у нас есть несколько способов закрыть их, которые в полной мере используют тот факт, что поверхности SubD по своей природе гладкие или имеют непрерывную кривизну.
Rhino’s Surface Commands «Мост»
Прежде всего, я могу использовать команду «Мост» с соответствующей прямолинейностью и количеством сегментов, а затем я могу использовать команду под названием стежок, чтобы закрыть две оставшиеся пары кромок.
Итак, давайте взглянем на это. Я собираюсь использовать Bridge в первую очередь, чтобы соединить этот край и этот край, но я использую его очень похоже на то, как мы использовали бы BlendSurf, если бы я использовал форму NURBS.Итак, я собираюсь установить два сегмента и немного поиграть с прямолинейностью здесь, а затем, чтобы закрыть эти два края здесь и эти два края здесь, я собираюсь использовать Stitch. Собираемся выбрать первые две пары ребер, вторые две пары ребер. Это закроет их. Я могу скользить вверх или вниз по этим краям. Я могу выбрать здесь первое или второе. Первый будет здесь, второй — здесь, и средний будет их серединой. Итак, я просто потяну это вверх, а затем у меня получится складка, которую я могу удалить с помощью RemoveCrease, и теперь у меня есть красивая гладкая форма, которая поддерживает обычную топологию, которую я инициировал с помощью моего макета кривой.
Альтернативой этому подходу может быть закрытие стороны формы одной или несколькими гранями SubD. Это трудно визуализировать с помощью SubD в его гладкой форме. Итак, я собираюсь использовать команду SubDDisplayToggle, которая визуализирует плоские грани через контрольные точки, а не гладкую форму, интерполированную через точки редактирования. Сейчас для этого нет значка, так что это моя самодельная иконка. Поэтому, если вы смотрите это видео с более поздним выпуском версии 7, бета-версией или в процессе разработки, вы наверняка не увидите этого значка.
Хорошо, теперь я собираюсь использовать команду под названием SingleSubDFace, и я собираюсь привязать к точке вершины здесь, а затем я могу присоединить единственную грань к остальной части SubD. Здесь есть гладкий или гофрированный вариант. Я собираюсь выбрать сглаживание, а затем переключить отображение обратно, и мы увидим результат. Таким образом, это дает мне немного другую топологию, чем раньше, и более прямую секцию здесь.
Преимущество работы в этом прямоугольном режиме состоит в том, что форма очень просто выражается как прямые линии между точками вершин.
Итак, если бы я хотел создать здесь две грани сбоку от формы, я могу очень просто нарисовать здесь пару линий, которые, если хотите, дадут мне цель, где разместить мои грани SubD. Итак, снова я могу привязаться к точкам вершин здесь, и теперь я могу создать две отдельные грани, которые я могу присоединить к остальной части SubD. Как и раньше, я использую параметр сглаживания для соединения, а затем снова могу переключить отображение на плавное. Я удалю эти кривые, и тогда мы сможем увидеть форму.
Итак, как и в случае с объектами NURBS, я могу использовать сами контрольные точки для редактирования формы, и здесь я просто хочу немного выдвинуть эту нижнюю точку, чтобы добавить немного кривизны к этому нижнему краю.Итак, я сделаю это ограничение для C-плоскости, направления Y, и я просто немного вытащу это, просто чтобы дать мне небольшую кривизну на этом нижнем крае. Опять же, как и NURBS, помогает, если эта точка, эта точка и эта точка выровнены, потому что они поддерживают регулярность формы. Итак, если мы посмотрим на эту форму сейчас, с нашей картой окружающей среды, особенно если мы используем люминесцентную лампу, мы увидим, что у нас действительно хорошая прогрессия формы здесь, и это действительно связано с простой топологией или компоновкой. лиц СУБ.
Теперь, с SubD, мы не ограничены использованием четырехсторонних граней, и ограничение здесь — мой выбор, потому что я знаю, что последующий рабочий процесс будет включать преобразование в NURBS, а NURBS, конечно, имеет четырехстороннюю топологию.
Я просто немного изменю форму, отрегулировав SubD, и воспользуюсь для этого манипулятором жевательной резинки. Теперь, если я редактирую лица, неплохо настроить жевательную резинку так, чтобы она была выровнена по объекту, потому что тогда, если я выберу подобъект лица, синее направление здесь указывает в нормальном направлении этой поверхности, и если я выберу пару поверхностей, тогда это будет среднее нормальное направление этих поверхностей.
Если я собираюсь редактировать края, иногда мне лучше ограничить манипулятор, в данном случае плоскостью C, чтобы я мог быть уверен, что перемещаю эти края по одной линии, в данном случае с помощью Y оси C-плоскости, и я собираюсь использовать здесь значок масштаба и просто слегка сдвинуть эти края внутрь, а затем выдвинуть эти два края наружу, просто чтобы дать мне отступ на стороне формы мыши. Что-то вроде этого. И затем я просто хочу сделать спину немного более округлой, когда я увижу это сверху, поэтому я смогу сделать это, выбрав эти два лица здесь.Извините, вот эти два края и тянут их вперед. Итак, я снова хочу переместить их по оси X в плоскости C. Итак, я просто потащу их вперед. Вы можете видеть, как это округляется.
Теперь это должно сохранить топологию и форму, но, опять же, неплохо было бы просто свериться с картой окружения, чтобы убедиться, что у нас все еще есть хорошее очертание формы. Итак, когда я доволен формой, я могу преобразовать ее в многоуровневую поверхность NURBS с помощью инструмента ConvertToNurbs, и когда я это сделаю, у меня есть возможность удалить входной объект, т.е.е. SubD, или нет, и в этом случае я собираюсь выбрать «нет», чтобы я мог сравнить NURBS и полигональную поверхность друг с другом. Итак, я просто использую свой фильтр здесь, чтобы отфильтровать поли-поверхность, чтобы я мог выбрать SubD и переместить его в сторону, и теперь мы можем видеть поли-поверхность слева и SubD справа. .
Теперь, когда мы используем преобразование NURBS, каждая грань на SubD становится участком поверхности на поли-поверхности. Но преемственность между ними и общая форма должны быть одинаковыми.Итак, здесь вы можете видеть, что у нас одинаковое разрешение формы на NURBS и SubD.
Итак, двигаясь дальше, я выдавил нижнюю половину SubD мыши, продублировав границу полигональной поверхности, затем я соединил выдавливание с полигональной поверхностью и создал кромку перехода между ними, а затем скругление вдоль нижней части.
мыши. На этом этапе у меня была сплошная поли-поверхность, которую я мог затем обычным способом начать разделять, пока я не получил большинство основных компонентов, к которым я мог затем применить материалы и текстуры.
Другая стратегия разработки формы в SubD — рассмотреть возможность использования контрольной точки или вершин и начать с метафоры квадратного, а не гладкого объекта SubD. Это рабочий процесс, с которым вы, возможно, знакомы, если у вас есть опыт работы с Clayoo или T-Splines.
Итак, здесь, например, я мог бы начать с создания серии линий, определяющих компоновку контрольной точки моей желаемой формы. Затем я могу перейти к инструментам создания сетки и использовать инструмент, называемый сеткой из линий.Здесь я могу указать, что я хочу рассматривать не более четырех сторон для каждой грани, и я могу выбрать все эти линии за один раз и нажать Enter, и у меня будет закрытый объект-сетка. Теперь этот закрытый объект-сетка будет таким же, как квадратная версия SubD, которую я хочу создать. Итак, теперь я могу выбрать сетку и запустить этот инструмент ConvertToSubD. А пока я выберу «Удалить ввод», да. Здесь важно, чтобы опция интерполировать точки говорила «нет», потому что я не хочу интерполировать точки.Я хочу использовать здесь макет контрольной точки, и складки и углы тоже скажут «нет». Это мое квадратное отображение SubD, и если я сгладю это, мы увидим форму.
Ранее в видео я рассматривал создание эквивалента полигональной поверхности с острыми краями в виде одного объекта SubD / объекта со складками. Очень часто в моделировании NURBS правильным способом создания скруглений, переходов или переходных поверхностей является начало моделирования с контролируемой острой кромкой, и очень часто эта геометрия лучше подходит для рабочего процесса NURBS.Однако повторение и корректировка результатов может занять много времени.
Rhino3d v7 представляет усовершенствованную команду смешивания краев, которая позволяет устанавливать задние углы в сложных условиях, например, если мне нужны три разных номинальных радиуса на этих смешанных краях.
Итак, давайте сначала посмотрим на рабочий процесс NURBS. Итак, я перейду к Solid, FilletEdge и BlendEdge, и я выберу свой первый радиус, который я хочу быть 20 мм, затем мой следующий радиус, который будет 60 мм, и, наконец, вертикальный угол, который я хочу быть 50 мм.Теперь вы увидите в предварительном просмотре, что команда BlendEdge теперь создает эти углы смещения, что является большим улучшением по сравнению со стандартным способом создания углов в Rhino v6.
Проблема все еще возникает, если мы хотим перебрать эти углы и поиграть с радиусами, потому что на данный момент нам нужно будет продолжать повторно запускать команду и отменять и повторять предыдущий результат. Итак, мы можем смоделировать этот тип угла как SubD. Итак, если мы начнем с той же или подобной топологии, то я собираюсь просто отметить точечным объектом, где начинается и остановится смешение, а также контрольную точку для этого угла, а затем я собираюсь переместить эти точки и привязать их к SubD.Затем, что я могу сделать с моим SubD здесь, чтобы смоделировать этот угол, который даст мне что-то, с чем гораздо легче играть и настраивать, тогда я могу удалить складку на этом крае, этом крае и этом крае, и затем я могу использовать команду «Сдвинуть края», чтобы сдвинуть эти края и привязать их к этим точкам. Теперь, когда я делаю это и привязываюсь к точкам, это макет контрольной точки, который я на самом деле перемещаю сюда, который я привязываю к этому краю. Итак, если вы посмотрите на квадратный объект, вы увидите, что именно там находятся эти края, тогда как это интерполяция формы, плавная интерполяция.Итак, я просто продолжу сдвигать эти края, они довольно близко, но я все равно их сдвину. Если я посмотрю на оба из них вместе с картой окружения, вы увидите, что результаты похожи. Фактически, эквивалент SubD здесь может быть немного лучше в том смысле, что он контролирует этот край.
Итак, это пример того, как мы можем использовать SubD для создания быстрых итераций дизайна, даже если мы можем смоделировать конечный результат как поверхности NURBS.
Учебные пособия по Rhino 7 SubD [McNeel Wiki]
Резюме: Rhino 7 включает новый тип геометрии Sub-D для более гибкого моделирования.SubD от Rhino точны и воспроизводимы. Это позволяет преобразовать наш SubD в NURBS для изготовления.
Традиционно объекты SubD основаны на сетке и хорошо подходят для более приближенных типов моделирования, таких как моделирование персонажей и создание гладких органических форм. Однако объекты Rhino SubD представляют собой высокоточные сплайновые поверхности и, таким образом, вносят определенный уровень точности в процесс создания сложных форм произвольной формы.
Перейдите в обсуждение Rhino SubD, чтобы присоединиться к обсуждению этого нового инструмента.Вы можете скачать Rhino 7 Eval, чтобы попробовать SubD уже сегодня.
Введение в SubD в Rhino 7
Видео начинается с изучения поверхностей SubD и их сравнения с NURBS, прежде чем перейти к рассмотрению некоторых примеров того, как и почему можно использовать SubD вместе с традиционным рабочим процессом NURBS в Rhino. Фил Кук из SimplyRhino рассматривает SubD, или Subdivision Surface Modeling, который разрабатывается для Rhino v7. (37 минут) SimplyRhino — самый популярный реселлер Rhino3D в Великобритании, они предлагают профессиональное обучение и поддержку для Rhino и всех ключевых Rhino. плагины.
Изучение SubD в Rhino 7 WIP
Знаете ли вы, что в Rhino 7 WIP есть инструменты SubD? Присоединитесь к Брайану Джеймсу в этом видео, где он исследует использование инструментов создания и редактирования SubD, которые в настоящее время добавлены в V7. (8 минут)
Моделирование вилки, понимание основных элементов управления SubD
Брайан Джеймс рассматривает различные методы выбора и рабочий процесс моделирования, характерные для поверхностей Rhino 7 SubD. Это отличное видео для понимания того, как вместе использовать инструменты SubD в Rhino (10 минут) |
Начало работы с SubD — блокировка модели
| Быстрая демонстрация техники Paperdoll для создания модели SubD в Rhino v7. Идеально подходит для пользователей, которые никогда раньше не использовали Subd. |
Моделирование раковины SubD с помощью Rhino 7
| В этом видео показано, как смоделировать мягкую прямоугольную форму с помощью поверхностей SubD в Rhino 7. |
Моделирование мыши с помощью SubD
| В руководстве используется простой формат GIF-файлов и имен команд, чтобы показать нам общий процесс создания корпуса мыши MX Master 3. Отличный способ открыть для себя новые инструменты SubD в Rhino 7. |
Моделирование рамки монеты в Rhino 7 SubD
| Узнайте, как использовать новую команду QuadRemesh и инструменты SubD в Rhino3D для моделирования оправы ювелирной монеты.Моделирование SubD — одна из новых возможностей Rhino. Вы можете быстро лепить и редактировать мягкие переходы. (5 минут) |
| В этом коротком видео Джузеппе Массони показывает нам, как быстро превратить сферу SubD в собаку. Он использует простые техники выталкивания и вытягивания на гранях подразделения и контрольных точках сети, используя Gumball. Вы также заметите возможность добавлять складки. (1 минута) |
Новая команда SubD Reflect, симметричная копия
| В этом коротком руководстве Джузеппе Массони быстро познакомит нас с 7 новой командой Rhino: Reflect.Эта команда позволяет сделать симметричную копию объекта, сохраняя при этом плавное соединение между зеркальными копиями. Очень необходимый инструмент для скульптинга SubD. (1 минута) |
How to Rhino рассматривает версию Rhino 7 Work in Progress и новые инструменты SubD, которые могут заменить плагин T-splines для Rhino 5, который был королем моделирования SubD. В этом руководстве мы рассмотрим несколько простых методов с использованием этих новых инструментов моделирования Rhino, чтобы создать концептуальный проект, разработанный @archihab. |
Обратный инжиниринг поверхностей с помощью SubD
| Используя rhino v7 wip, это видео показывает комбинацию quadremesh и SubD для преобразования мешей в nurbs. (59’47 “) |
Компонент Sub D Rhino Grasshopper
| На YouTube-канале How to Rhino вы узнаете о базовых манипуляциях с компонентом Sub-D как в Rhino, так и в Grasshopper, а также о том, как быстро редактировать произвольную геометрию.Этот конкретный проект, который послужил источником вдохновения, разработан Даниэлем Видригом для конкурса Duhamel Competition в Германии. (9’31 ”) |
Rhino wip 7 подраздел «добавить»
| Джорджио Гуриоли показывает, как использовать команду «Добавить» с геометрией Rhino 7 SubD. (6 минут) |
QuadRemesh в SubD в Rhino 7 WIP
| Вот видео-введение в новую команду QuadRemesh в Rhino 7 WIP (работа в процессе).Понимание рабочего процесса между Quadremesher и SubD является ключевым. (8 минут) |
Использование моделей Tsplines в Rhino v7 wip
| Вот видео-введение в использование ваших старых моделей Tsplines в Rhino v7 WIP (работа в процессе). Ключевым моментом является экспорт ваших Tsplines в режиме Box. (7:26 минут) |
Использование поверхности для извлечения для разделения СУБД на несколько частей
| быстрое видео, показывающее, как разбить модели СУБД на несколько частей с помощью извлечения поверхности (46 секунд) |
Плавные края сложной скульптурной формы
Используйте QuadRemesh с опцией SubD для сглаживания острых краев сложных многоповерхностей. (5:16 минут) |
Таймлапс в ручном утюге
| Полная замедленная съемка ручного утюга. (26:01 мин.) |
Box против плавного режима
| Быстрая демонстрация использования режима box vs smooth в SubD. (6:35 минут) |
Замедленная съемка роботов-рыбок
| Полная замедленная съемка персонажа-робота-рыбы. (47:24 мин.) |
Замедленная съемка концептуального велосипеда, сборка
| Полное время сборки концептуального мотоцикла.(46:00 минут) |
subdivision Surface Wiki — Обучение Cineversity и инструменты для Cinema 4D
A Subdivision Surface ( SubD ) — это любая многоугольная поверхность, к которой затем был применен эффект, который «сглаживает» исходную поверхность, добавляя большее разрешение (больше многоугольников) и изменяя окончательную форму поверхности путем анализа участвующих многоугольников из исходная поверхность. Окончательная форма сильно зависит от многоугольного распределения поверхности источника.Равномерно расположенные полигоны на исходной поверхности создадут ровную сетку на поверхности SubD. Необычно расположенные полигоны на исходной поверхности могут давать странные, возможно, даже непригодные для использования результаты на поверхности SubD. Области с высокой плотностью полигонов на исходной поверхности будут забиты полигонами на поверхности SubD. На практике, если у вас есть большая область, покрытая переходом нескольких полигонов на множество плотно упакованных полигонов, вы увидите заметное влияние на сетку SubD. Это также может повлиять на точность ваших карт изображений и процедурных шейдеров во время рендеринга.
SubD-моделирование — это наиболее распространенный метод моделирования, используемый сегодня, и это верно с тех пор, как они были введены в лексикон компьютерного моделирования.
Хорошая идея — это хорошая идея, и возможность изначально создать исходную сетку с низким разрешением, в первую очередь «квадратной», а затем волшебным образом сделать ее гладкой, просто щелкнув кнопку или добавив генератор или атрибут, — это действительно колени пчелы. Нужны подробности? Постепенно добавляйте его к исходной сетке, проверяя вашу сетку SubD по мере продвижения.
SubD имеет некоторые характеристики, которые необходимо учитывать, чтобы получить наилучшие результаты.Во-первых, обратите внимание, что результирующая поверхность SubD будет немного меньше, чем ваша исходная сетка, и фактически содержится в исходной сетке. Итак, если вы моделируете по чертежам, вам нужно будет внести коррективы в исходную сетку, чтобы сетка SubD должным образом соответствовала профилям чертежей. Затем при моделировании SubD предпочтение отдается четырехугольным (4-сторонним) полигонам на исходной сетке. Вы можете обойтись без треугольников, но лучше спрятать их там, где они не будут видны камерам во время рендеринга, поскольку они могут проявлять артефакт «защемления».N-сторонние многоугольники могут работать в некоторых типах SubD, но при этом управление результирующей поверхностью явно передается в руки компьютера. Это редко бывает хорошей идеей, и даже если ваш метод SubD допускает n-сторонние многоугольники, большинство профессиональных разработчиков моделей избегают их как треугольников. Фактически: крайне возможно, чтобы исходные меши SubD содержали только четырехугольники; Для достижения результата может потребоваться немного творчества или опыта, но в конечном итоге оно того стоит. Существует множество онлайн-форумов и книг, в которых подробно описывается этот метод.
Поверхности SubD стали предпочтительной формой моделирования персонажей, поскольку они предлагают огромные преимущества по сравнению с любым другим методом и с некоторыми ограничениями. Возможно, самым неприятным аспектом SubD является то, что они полностью произвольны, и в результате вы сами несете ответственность за создание хорошего UV-макета.
Вы не получите помощи от данных, как с NURB (в форме присущих UV-координат). Вам нужно будет создать, назначить и расположить UV на вашей сетке, чтобы рисовать карты изображений для вашей работы.В зависимости от сложности создания создание UV-разверток может быть довольно сложным…
Категория: Глоссарий
Категория: Моделирование
Категория: Рендеринг
Категории:
Подразделение Поверхностей
Обзор
Поверхности подразделения — это обычный примитив моделирования, который приобрел популярность в анимация и визуальные эффекты за последние десятилетия.
Как следует из названия, поверхности подразделения — это по сути поверхности .
Более конкретно, поверхности подразделения — это кусочно-параметрические поверхности , определенные на сетки произвольной топологии — обе концепции, которые будут описаны в разделах которые следуют.
Subdivision — это и операция, которую можно применить к полигональной сетке для ее уточнения, и математический инструмент, который определяет нижележащую гладкую поверхность, на которую повторное деление сетки сходится. Явное подразделение просто применить некоторое количество раз, чтобы обеспечить более гладкую сетку, и эта простота исторически привела ко многим инструментам представляя форму таким образом.Напротив, получение гладкой поверхности, которая в конечном итоге определяет форму — его «предельная поверхность» — значительно сложнее, но обеспечивает большую точность и гибкость. Эти различия привели к путанице в том, как некоторые инструменты выставить поверхности подразделения.
Конечная цель состоит в том, чтобы все инструменты использовали поверхности подразделения как истинные примитивы поверхности.
Таким образом, акцент здесь делается не столько на подразделении, сколько на природе.
поверхности, которая является результатом этого. Помимо обеспечения последовательной реализации
подразделение — тот, который включает в себя ряд широко используемых расширений функций — значительный
Ценность OpenSubdiv в том, что он делает поверхность ограничения более доступной.
С момента своего появления OpenSubdiv вызвал интерес со стороны пользователей и разработчиков. с широким спектром навыков, интересов и опыта. Этот документ предназначен для представления поверхностей подразделения с точки зрения полезной при использовании OpenSubdiv. Одна из его целей — предоставить общий обзор тем, кто с меньшим опытом работы с алгоритмами или математикой подразделения. Другой состоит в том, чтобы предоставить обзор набора функций, доступных в OpenSubdiv, и представьте эти возможности с помощью терминологии, используемой OpenSubdiv (поскольку большая часть ее перегружен).
Кусочно-параметрические поверхности
Кусочно-параметрические поверхности, пожалуй, наиболее широко используемое геометрическое представление. в промышленном дизайне, развлечениях и многих других сферах. Многие объекты, с которыми мы работаем с повседневным — автомобили, мобильные телефоны, ноутбуки — все было спроектировано и визуализировано в первую очередь как кусочно-параметрические поверхности, прежде чем эти проекты были одобрены и реализованы.
Кусочно-параметрические поверхности — это, в конечном счете, просто наборы более простых примитивов моделирования. называемые патчами.Пятна представляют собой «кусочки» большей поверхности в большей части так же, как грань или многоугольник составляют часть многоугольной сетки.
Параметрические патчи
Патчи — это строительные блоки кусочно-гладких поверхностей и множество различных патчи эволюционировали для удовлетворения потребностей геометрического моделирования. Два наиболее эффективных и общие патчи показаны ниже:
Патч одинарный бикубический B-Spline | Одинарная бикубическая нашивка Безье |
Патчи состоят из набора точек или вершин, которые влияют на прямоугольный кусок гладкого
поверхность (также существуют треугольные пятна).
Этот прямоугольник «параметризован» двумя
направлений, превращая простой двухмерный прямоугольник в трехмерную поверхность:
(u, v) 2D домен патча | Отображение из (u, v) в (x, y, z) |
Точки, которые контролируют форму поверхности, обычно называются контрольными. точек или контрольных вершин, а также совокупность всего набора, определяющего патч как сетка управления, корпус управления, клетка управления или просто корпус, клетка, и т.п.Для краткости мы будем часто использовать термин «клетка», который нам нужен. в более общем смысле позже.
Итак, патч состоит из двух объектов: его контрольных точек и поверхности. затронутые ими.
То, как контрольные точки влияют на поверхность, является причиной различных типов патчи уникальные. Даже участки, определяемые одинаковым количеством точек, могут иметь разные поведение. Обратите внимание, что все 16 точек патча B-Spline выше относительно далеки от поверхность, которую они определяют, по сравнению с аналогичным патчем Безье.Два патча в этот пример фактически представляет собой точно такой же кусок поверхности — каждый с набором контрольных точек, оказывающих на нее различное воздействие. С математической точки зрения каждый элемент управления точка имеет связанную с ней «базисную функцию», которая влияет на поверхность в конкретном способ, когда перемещается только эта точка:
Базисная функция бикубического B-сплайна | Бикубическая функция на основе Безье |
Именно эти базовые функции часто приводят к именам различных патчей.
У этих различных свойств контрольных точек патчей есть свои плюсы и минусы. которые становятся более очевидными, когда мы собираем патчи в кусочки поверхности.
Кусочные поверхности
Кусочно-параметрические поверхности представляют собой наборы патчей.
Для прямоугольных участков один из простейших способов создания коллекции — определить набор патчей с использованием прямоугольной сетки контрольных точек:
Поверхность кусочного B-шлица | Кусочная поверхность Безье |
Обратите внимание, что мы можем перекрывать точки соседних участков B-сплайна.Это перекрытие означает, что перемещение одной контрольной точки влияет на несколько патчей, но также обеспечивает что эти патчи всегда проходят гладко (это было намерением дизайна, а не для других типов патчей). Соседние пятна Безье имеют общие точки только на своих границах и согласование точек на этих границах, чтобы поверхность оставалась гладкой. возможно, но неудобно. Это делает B-шлицы более подходящим представлением поверхности. для интерактивного моделирования, но патчи Безье служат и многим другим полезным целям.
Более сложная B-шлицевая поверхность:
Часть более сложной поверхности B-сплайна |
Так же, как заплатка состояла из клетки и поверхности, то же самое теперь верно и для коллекция. Управляющая клетка управляется дизайнером, и поверхность каждого отображаемых исправлений, чтобы они могли оценить его эффект.
Произвольная топология
Кусочные поверхности, обсуждаемые до сих пор, были ограничены коллекциями патчей. над регулярными сетками контрольных точек.В прямоугольных параметрические поверхности, которые привлекательны, но представление поверхности, которое поддерживает У произвольной топологии есть много других преимуществ.
Прямоугольные параметрические поверхности получили широкое распространение, несмотря на их топологию.
ограничения, и их популярность продолжается и сегодня в некоторых областях. Часто сложные объекты
нужно много таких поверхностей, чтобы представить их, и для
собрать их эффективно, включая «сшивание» нескольких поверхностей вместе или вырезание
отверстия в них («обрезка»).
Это сложные методы, и хотя они эффективны в
в одних контекстах (например, промышленный дизайн) они становятся громоздкими в других (например, анимация
и визуальные эффекты).
Одна многоугольная сетка может представлять формы с гораздо большей сложностью, чем одиночная прямоугольная кусочная поверхность, но ее граненый характер со временем становится проблемой.
Поверхности Subdivision сочетают топологическую гибкость многоугольных сеток с лежащая в основе гладкость кусочно-параметрических поверхностей.Так же, как прямоугольный кусочно параметрические поверхности имеют набор контрольных точек (его клетка хранится в виде сетки) и нижележащая поверхность, поверхности подразделения также имеют набор контрольных точек (его клетка хранится в виде сетки) и нижележащая поверхность (часто называемая ее «пределом»). поверхность »).
Обычные и нестандартные элементы
Сетка содержит вершины и грани, которые образуют клетку для нижележащего поверхность, и топология этой сетки может быть сколь угодно сложной.
В областях, где грани и вершины сетки соединяются, образуя прямоугольную форму. сеток, предельная поверхность становится одной из прямоугольных кусочно-параметрических ранее упомянутые поверхности. Эти области сетки называются «регулярными»: они обеспечивают поведение, знакомое по использованию аналогичных прямоугольных поверхностей и их предельная поверхность относительно проста. Все остальные области считаются «нерегулярными»: они обеспечивают желаемую топологическую гибкость и, следовательно, менее знакомы (и в некоторых случаях менее предсказуемы) и их предельная поверхность может быть намного сложнее.
Необычные черты бывают разных форм. Наиболее широко упоминается экстраординарная вершина, то есть вершина, которая в случае четырехугольного подразделения схема, подобная Catmull-Clark, не имеет четырех инцидентных лиц.
Неправильная вершина и инцидент лица | Регулярные и нерегулярные районы поверхность |
Наличие этих неровностей приводит к ограничению поверхности вокруг них.
аналогично нерегулярные, т.е.е. его нельзя представить так просто, как для обычных
регионы.
Стоит отметить, что неправильные области уменьшаются в размерах и становятся более «изолированными». как подразделение применяется. Лицо с множеством необычных вершин вокруг него делает поверхность очень сложной, и выделение этих деталей — способ помогите справиться с этой сложностью:
Две вершины валентности-5 рядом | Изоляция, разделенная один раз | Изоляция разделенная дважды |
Обычно необходимо провести какое-то локальное деление на этих участках. чтобы разбить эти части поверхности на более мелкие, более управляемые части, и термин «адаптивное подразделение функций» стал популярным в последние годы для описания этот процесс.Независимо от того, сделано ли это явно или неявно, глобально или локально, что наиболее важно, так это то, что существует нижележащий кусок предельной поверхности для каждого лицо — хотя и потенциально сложное с необычными чертами — которое может оцениваться почти так же, как прямоугольные кусочные поверхности.
Патчи штатных регионов | Патчи неправильной области |
Поддержание гладкой поверхности на этих неровных участках является основным преимуществом поверхностей подразделения, как сложность получаемых поверхностей, так и их качество — причина использовать их с осторожностью.Когда топология в значительной степени нерегулярна, его поверхность требует более высокой стоимости, поэтому неровности сводятся к минимуму выгодно. А в некоторых случаях качество поверхности, т.е. гладкость неровных поверхностей может привести к нежелательным артефактам.
Произвольная многоугольная сетка часто не является хорошей клеткой для подразделения, независимо от того,
насколько хороша эта полигональная сетка.
Как и в случае прямоугольных кусочно-параметрических поверхностей, клетка должна иметь форму воздействуют на нижележащую поверхность, которую он должен представлять.Видеть Советы по моделированию для связанных рекомендаций.
Немногообразная топология
Так как клетка поверхности подразделения хранится в сетке, и часто манипулируют в том же контексте, что и полигональные сетки, тема многообразия в сравнении с немногообразной топологией заслуживает некоторого внимания.
Существует множество определений или описаний того, что отличает коллектор. сетка из той, которой нет. Они варьируются от кратких, но абстрактных математических определений до наборов примеры, показывающие многообразные и неоднородные сетки — все они имеют свою ценность и соответствующая аудитория.Следующее определение не является строгим, но служит хорошо, чтобы проиллюстрировать большинство локальных топологических конфигураций, которые вызывают сетку быть неоднородным.
Представьте, что вы «стоите» на гранях меша и «ходите» вокруг каждой вершины. по очереди. Предполагая правый порядок намотки граней, встаньте сбоку от лицо в положительном нормальном направлении. И при ходьбе шагай через каждую падающая кромка в направлении против часовой стрелки к следующей падающей грани.
Для внутренней вершины:
- начало в углу любой падающей грани
- пройти вокруг вершины через каждое инцидентное ребро к следующей непосещенной грани; повторить
- , если вы вернетесь с того места, откуда начали и какие-либо грани или кромки не были посещены, сетка разносторонняя
Аналогично для граничной вершины:
- начать с угла грани, содержащей переднюю граничную кромку
- пройти вокруг вершины через каждое инцидентное ребро к следующей непосещенной грани; повторить
- , если вы дойдете до другого граничного ребра, и никакие входящие грани или ребра не были посещены, сетка разносторонняя
Если вы можете таким образом обойти все вершины и не встретить ни одного не-многообразия
особенности, сетка, вероятно, разнообразна.
Очевидно, что если вершина не имеет граней, нечего ходить и этот тест не может быть успешным, так что снова не многообразие. Все грани вокруг вершины также должны быть в одном месте. ориентация, в противном случае две смежные грани имеют нормали в противоположных направлениях и сетка будет считаться неоднородной, поэтому мы действительно должны включить это ограничение при переходе к следующему лицу быть более строгим.
Рассмотрите возможность обхода указанных вершин следующих неоднородных сеток:
Кромки с более чем 2-мя выступами | Грани с общей вершиной, но без ребер |
Как упоминалось ранее, многие инструменты не поддерживают не-коллекторные сетки, а в некоторые контексты, например.грамм. 3D-печати их следует категорически избегать. Иногда коллекторная сетка может быть желательна и обеспечена в конечном результате, но сетка могут временно стать не многообразными из-за определенной последовательности моделирования операции.
Вместо того, чтобы поддерживать или отстаивать использование неоднородных сеток, OpenSubdiv стремится быть устойчивым к наличию не многообразных функций, чтобы упростить использование своих клиентов — избавляя их от необходимости топологического анализа, чтобы определить, когда можно или нельзя использовать OpenSubdiv.Хотя правила подразделения не так хорошо стандартизированы в областях, где сетка неоднородна, OpenSubdiv в большинстве случаев предоставляет простые правила и разумную предельную поверхность.
Поверхность вокруг краев с более чем 2 инцидентами лица | Поверхность для граней, имеющих общую вершину, но не края |
Как и в случае правильных и неправильных черт, поскольку каждая грань имеет соответствующий кусок поверхности, связанный с ним — будь то локально многообразие или нет — можно сказать, что термин «произвольная топология» включает немногообразную топологию.
Подразделение против тесселяции
Предыдущие разделы иллюстрируют поверхности подразделения как кусочно-параметрические поверхности произвольная топология. Как кусочно-параметрические поверхности они состоят из обоймы и нижележащая поверхность, определяемая этой клеткой.
Для отображения поверхностей подразделения используются два метода: разделение и тесселяция. Оба имеют законное использование, но между ними есть важное различие:
- подразделение работает на клетке и производит усовершенствованную клетку
- мозаика работает на поверхности и производит дискретизацию этой поверхности
Наличие и относительная простота алгоритма подразделения позволяет легко применять повторно, чтобы приблизить форму поверхности, но в результате изящная клетка, это приближение не всегда очень точное.По сравнению с клетка, уточненная до другого уровня, или мозаика, в которой используются точки, оцениваемые напрямую на предельной поверхности расхождения могут сбивать с толку.
Подразделение
Подразделение — это процесс, который дает название «поверхностям подразделения», но это не так. уникальный для них. Будучи кусочно-параметрическими поверхностями, давайте сначала посмотрим на подразделение в контекст более простых параметрических патчей, которые их составляют.
Subdivision — это частный случай уточнения , который является ключом к успеху некоторых из Наиболее широко используемые типы параметрических пятен и их совокупные поверхности.Поверхность может быть «доработанным», когда существует алгоритм, позволяющий ввести больше контрольных точек. , сохраняя при этом форму поверхности точно такой же, как . Для интерактивности и дизайна целей, это позволяет дизайнеру использовать большее разрешение для более точного управления без внесение нежелательных побочных эффектов в форму. Для более аналитических целей это позволяет поверхность должна быть разбита на части, часто адаптивно, при сохранении верности оригинальная форма.
Одна из причин, по которой так широко используются B-сплайн и патчи Безье, заключается в том, что они оба могут быть уточнены.Uniform subdivision — процесс разделения каждого из патчей в одном или обоих его направлениях — это частный случай уточнения, что оба эти типы патчей поддерживают:
Поверхность B-Spline и ее обойма | Клетка разделенная 1x | Клетка, разделенная на 2 части |
В случаях, показанных выше для B-шлицев, равномерно очищенные сепараторы производят одинаковые ограничить поверхность как оригинал (предоставлено в большем количестве штук).Так что будет справедливо сказать, что оба однородные B-шлицы и поверхности Безье являются поверхностями подразделения.
Поверхность предела остается прежней со многими другими контрольными точками (примерно в 4 раза с каждой итерация подразделения), и эти точки находятся ближе к поверхности (но не на ней). Это может возникнуть соблазн использовать эти новые контрольные точки для представления поверхности, но с использованием тех же количество точек, оцениваемых в соответствующих равномерно распределенных параметрических точках на поверхность обычно проще и эффективнее.
Обратите внимание, что точки клетки обычно не имеют нормальных векторов, связанных с их, хотя мы можем явно вычислить нормали для произвольных мест на поверхности, просто как мы это делаем для позиции. Таким образом, если клетка отображается как заштрихованная поверхность, векторы нормалей на каждом контрольных точек должны быть изобретены. И положения, и нормали точек на поэтому более тонкая клетка — оба приближения.
То же верно и для более общих поверхностей подразделения. Subdivision уточнит сетку произвольной топологии, но полученные точки не будут лежать на предельной поверхности и любой нормальной векторы, созданные из этих точек и связанные с ними, будут только приближениями к тем предельной поверхности.
Тесселяция
Нет необходимости использовать подразделение для аппроксимации параметрической поверхности, когда ее можно вычисляется напрямую, то есть может быть тесселирован. Мы можем оценивать в произвольных местах на поверхности и соедините полученные точки, чтобы сформировать тесселяцию — дискретизацию предельная поверхность — это намного более гибкое, чем результаты, достигаемые при равномерном разбиении:
Равномерная (3×3) мозаика B-сплайна поверхность | Адаптивная к кривизне мозаика B-сплайна поверхность |
Для простой параметрической поверхности прямая оценка предельной поверхности также проста, но для более сложных поверхностей разбиения произвольной топологии это не так.Отсутствие четкого понимания взаимосвязи предельной поверхности и cage исторически приводил к тому, что многие приложения избегали тесселяции.
Стоит отметить, что подразделение можно использовать для создания тесселяции, даже если предельная поверхность недоступна для прямой оценки. Рекурсивный характер подразделения действительно приводит к формулам, которые позволяют вычислить точку на предельной поверхности, которая соответствует каждой точке клетки. Этот процесс часто называют «привязкой». или «толкать» концы клетки на ограничивающую поверхность.
Разделены на 1x и привязаны к ограничивающей поверхности | Разделены на 2 части и привязаны к ограничивающей поверхности |
Поскольку конечным результатом является связный набор точек на предельной поверхности, это образует мозаику предела поверхность, и мы рассматриваем его как отдельный процесс для подразделения (хотя он действительно использует из него). Тот факт, что такая тесселяция могла быть достигнута с помощью подразделения, является неотличимы от конечного результата — та же тесселяция может так же легко иметь были сгенерированы путем оценки предельных участков клетки равномерно 2x, 4x, 8x и т. д.вместе каждый край.
Что использовать?
Subdivision, несомненно, полезен для создания более мелких клеток для манипулирования поверхностью, но тесселяция предпочтительнее для отображения поверхности, когда участки доступны для прямой оценки. Было время, когда глобальное совершенствование преследовалось в ограниченных круги как способ быстрой оценки параметрических поверхностей вдоль изопараметрических линий, но оценка исправлений, то есть тесселяция, обычно преобладает.
Значительная путаница возникла из-за того, как использовались эти две техники и представлен при отображении формы в приложениях конечного пользователя.Можно утверждать, что если приложение отображает представление поверхности, удовлетворяющее ее целей, то нет необходимости обременять пользователя дополнительной терминологией и выбор. Но когда два изображения одной и той же поверхности значительно различаются между два приложения, отсутствие какого-либо объяснения или контроля приводит к путанице.
Пока приложения делают разные варианты отображения поверхности, мы ищем баланс между простотой и контролем. Поскольку разбитые точки не лежат на пределе поверхность, важно дать понять пользователям, когда вместо этого используется подразделение тесселяции.Это особенно верно в случаях, когда клетка и поверхности отображаются в том же стиле, поскольку для пользователей нет визуальной подсказки, чтобы сделать это различие.
Данные сетки и топология
Способность поверхностей подразделения поддерживать произвольную топологию приводит к использованию сетки для хранения как топологии клетки, так и значений данных, связанных с ее контрольные точки, то есть его вершины. Форма сетки или поверхность подразделения. полученный в результате, представляет собой комбинацию топологии сетки и положения данные, связанные с его вершинами.
При работе с сетками есть преимущества отделения топологии от данных, и это даже более важно при работе с поверхностями подразделения. Форма» упомянутое выше — это не только форма сетки (в данном случае клетки), но и иметь форму изысканной клетки или предельной поверхности. Наблюдая за ролями, которые оба данные и топология играют в таких операциях, как подразделение и оценка, значительная преимущества могут быть получены за счет управления данными, топологией и связанными с ними вычислениями соответственно.
В то время как основное назначение поверхностей подразделения — использовать данные о местоположении, связанные с вершины для определения гладкой непрерывной предельной поверхности, во многих случаях непозиционные данные связаны с сеткой. Эти данные часто могут быть интерполированы плавно, как и положение, но часто предпочтительнее интерполировать его линейно или даже сделайте прерывистый по краям сетки. Координаты текстуры и цвет общие примеры здесь.
Кроме позиции, которая назначена и связана с вершинами, нет ограничения на то, как произвольные данные могут или должны быть связаны или интерполированы.Текстура координаты, например, могут быть назначены для создания полностью гладкой предельной поверхности как положение, линейно интерполированное по граням или даже прерывистое между их. Однако есть последствия, которые следует учитывать — как с точки зрения управления данными. и производительность — которые описаны ниже как терминология и методы, используемые для достижения каждого определены.
Отделение данных от топологии
Хотя топология сеток, используемых для хранения поверхностей подразделения, произвольно сложна и переменная топология параметрических участков, составляющих его предельную поверхность, равна простой и фиксированный.Бикубический B-сплайн и патчи Безье определяются простым 4×4 сетка контрольных точек и набор базовых функций для каждой точки, которые вместе сформировать получившуюся поверхность.
Для такого патча положение в заданном параметрическом местоположении является результатом комбинация данных о местоположении, связанных с его контрольными точками, и весов соответствующие базисные функции ( веса — значения вычисленных базисных функций в параметрической локации). Топология и базисные функции остаются прежними, поэтому мы может использовать веса независимо от данных.Если позиции управления изменения точек, мы можем просто рекомбинировать новые данные о местоположении с весами, которые мы просто использовал и применяю ту же комбинацию.
| Фиксированная топология параметрического фрагмента и двух форм, получаемых из двух наборов позиций. | ||
Аналогично, для кусочной поверхности положение в заданном параметрическом местоположении является результат одного патча, содержащего это параметрическое местоположение, оцененное в заданном позиция.Участвующие контрольные точки — это подмножество контрольных точек, связанных с этот конкретный патч. Если топология поверхности фиксирована, то же самое будет и с топологией коллекции пятен, составляющих эту поверхность. Если позиции тех контрольные точки меняются, мы можем рекомбинировать новые данные о местоположении с теми же весами для подмножество точек, связанных с патчем.
| Более сложная, но фиксированная топология поверхности и двух форм, получаемых из двух наборов позиций. | ||
Это верно для кусочной поверхности произвольной топологии. Независимо от того, насколько сложен топология, пока она остается фиксированной (т. е. отношения между вершинами, ребрами и лиц не меняется (или какие-либо другие настройки, влияющие на правила подразделения)), применяются те же методы.
Это всего лишь один пример значения разделения вычислений, связанных с топологией, от те, которые связаны с данными. И подразделение, и оценка могут быть разделены на этапы. включая топологию (вычисление весов) и раздельное объединение данных.
| Три формы, полученные в результате трех наборов позиций для сетки фиксированной топологии. | ||
При фиксированной топологии возможна огромная экономия за счет предварительного вычисления информации связанных с топологией и организацией данных, связанных с контрольными точками в способ, который можно эффективно с ним комбинировать. Это ключ к пониманию некоторых из методы, используемые для обработки поверхностей подразделения.
Для сетки произвольной топологии контрольными точками подстилающей поверхности являются вершины и связанные с ними данные о положении наиболее знакомы. Но нет ничего это требует, чтобы контрольные точки патча представляли положение — то же самое методы применяются независимо от типа задействованных данных.
Вершины и изменяющиеся данные
Самая типичная и основная операция — это оценка положения на поверхности, т. Е. оценить нижележащие участки предельной поверхности, используя позиции (x, y, z) в вершины сетки.Учитывая параметрическое (u, v) расположение на одном таком участке, не зависящие от данных метод оценки сначала вычисляет веса, а затем объединяет позиции вершин (x, y, z) в результате получается позиция (x, y, z) в этом месте. Но веса и их сочетание может применяться к любым данным в вершинах, например цвет, координаты текстуры или что-то еще еще.
Данные, связанные с вершинами, которые интерполированы таким образом, включая положение, называются быть «вершинными» данными или иметь «вершинную» интерполяцию.Указание других данных как «вершина» данные приведут к тому, что они будут плавно интерполированы точно таким же образом (с использованием точно тот же вес), что и позиция. Итак, чтобы сделать простую 2D-проекцию поверхности для координаты текстуры, будут использоваться 2D-значения, соответствующие позициям (x, y).
Если вместо этого требуется линейная интерполяция данных, связанных с вершинами, данные называются быть «меняющимися» данными или иметь «изменяющуюся» интерполяцию. Здесь нелинейная оценка пятна, определяющие гладкую предельную поверхность, игнорируются, а веса для простых линейных используется интерполяция.Это обычный выбор текстурных координат для оценки текстуры без бикубических заплаток дешевле в вычислительном отношении. Линейный интерполяция не обеспечит плавность, требуемую для истинной проекции между вершины, но и вершина, и переменная интерполяция имеют свое применение.
Спроецированная текстура с плавной интерполяцией из данных вершины | Спроецированная текстура с линейной интерполяцией по разным данным |
Поскольку и вершина, и изменяющиеся данные связаны с вершинами (уникальное значение, присвоенное к каждому), получившаяся поверхность будет непрерывной — кусочно гладкой в случае вершинные данные и кусочно-линейные в случае варьирования.
Данные и топология с изменяющимся лицом
Чтобы поддерживать неоднородность данных на поверхности, в отличие от вершинных и изменяющихся данных, должно быть несколько значений, связанных с вершинами, ребрами и / или гранями, чтобы разрыв существовать.
Разрывы становятся возможными за счет присвоения значений углам граней, аналогично способу присвоения вершин углам граней при определении топология сетки. Вспоминая назначение вершин граням:
Индексы вершин присваиваются всем углам каждой грани как часть построения сетки и часто называют гранями-вершинами отдельной грани или сетки.Все грани-вершины, которые имеют один и тот же индекс вершины, будут связаны этой вершиной и будут иметь общие те же данные вершины, связанные с ним.
Путем присвоения граням-вершинам другого набора индексов — индексов, не относящихся к вершины, но некоторый набор данных, который будет связан с углами каждой грани — углы которые совместно используют одну и ту же вершину, больше не должны иметь одно и то же значение данных, и данные могут быть прерывистые между гранями:
Этот метод связывания значений данных с гранями-вершинами сетки называется назначение данных с изменяющимся лицом для интерполяции с изменением лица.Интерполированное значение будет непрерывно изменяться в пределах грани (то есть участок предельной поверхности, связанный с гранью), но не обязательно через ребра или вершины, общие с соседними лица.
Непересекающиеся УФ-области с изменяющейся гранью, примененные к предельной поверхности |
Комбинация связывания значений данных не с вершинами (контрольными точками) но углы лица и возникающие в результате разрывы, зависящие от данных, делают этот подход значительно более сложным, чем вершинный или вариативный.Добавленный сложность данных сама по себе является причиной использовать их только тогда, когда это необходимо, т.е. когда разрывы желательны и присутствуют.
Отчасти сложность работы с данными с изменяющимся лицом и интерполяцией заключается в который может быть определен в поведении интерполяции. Если данные непрерывны, интерполяция может быть такой же гладкой, как нижележащая предельная поверхность вершины данные или просто линейные, как достигается с различными данными. Если данные не непрерывны — по внутренним краям и вокруг вершин — разрывы создают границы для данных и разделяют нижележащую поверхность на непересекающиеся области.Интерполяцию по этим границам также можно задать как плавными или линейными по ряду причин (многие из которых имеют историческую основу).
Более полное описание различных вариантов линейной интерполяции с изменением граней. данные и интерполяция приведены позже. Эти параметры позволяют обрабатывать данные как либо вершина, либо переменная, но с добавлением разрывов.
Важный момент, который следует помнить при интерполяции с изменяющимся лицом, заключается в том, что каждый набор данных может иметь свои собственные разрывы — это приводит к тому, что каждый набор данных имеет уникальные топология и размер.
Топология, указанная для сбора данных с разными лицами, называется канал и является уникальным для интерполяции с изменением лица. В отличие от вершинных и различных интерполяция, которая связывает значение данных с вершиной, количество значений в канал с изменяющейся гранью не фиксируется количеством вершин или граней. Номер индексы, присвоенные углам граней, будут одинаковыми для всех каналов, но число уникальных значений, на которые ссылаются эти индексы, не может.Мы можем воспользоваться общая топология сетки в областях, где данные непрерывны, но мы теряем некоторые из них преимущества вокруг разрывов. Это приводит к более высокой сложности и стоимости. канала с изменяющимся лицом по сравнению с вершиной или изменяющимися данными. Если топология для канал фиксирован, однако аналогичные методы могут быть применены для вычисления коэффициента связаны с топологией, так что изменения данных могут обрабатываться эффективно.
Схемы и опции
В то время как предыдущие разделы описывали поверхности подразделения в более общих терминах, этот В разделе описывается ряд общих вариантов (часто называемых расширениями , от до алгоритмы подразделения) и способы их представления в OpenSubdiv.
Количество и характер расширений здесь значительно усложняют то, что в противном случае довольно простые алгоритмы подразделения. Исторически приложения поддерживали либо подмножество или имели разные реализации одной и той же функции. OpenSubdiv стремится к обеспечить последовательную и эффективную реализацию этого набора функций.
Учитывая различное представление некоторых из этих функций в других местах, выбранное название by OpenSubdiv.
Схема деления
OpenSubdiv предоставляет два хорошо известных типа подразделения поверхности — Catmull-Clark (часто упоминается короче «Catmark») и Loop subdivision.Катмулл-Кларк более широко используется и подходит для четырехкомпонентных сеток, в то время как Loop предпочтительнее (и требует) чисто триангулированных сетки.
Множество примеров из предыдущих разделов проиллюстрировали более популярные модели Catmull-Clark схема. Для примера Loop:
Правила интерполяции границ
Правила граничной интерполяции управляют поведением разбиения и предельной поверхности для граней. рядом с граничными ребрами и вершинами.
Следующие варианты доступны через перечисление Sdc :: Options :: VtxBoundaryInterpolation :
| Режим | Поведение |
|---|---|
| VTX_BOUNDARY_NONE | По умолчанию интерполяция границ не применяется; грани границы помечены как отверстия, так что граница вершины продолжают поддерживать прилегающий интерьер грани, но нет поверхности, соответствующей границе лица сформированы; граничные грани можно выборочно интерполированный путем повышения резкости всех граничных кромок, вершины грани |
| VTX_BOUNDARY_EDGE_ONLY | Последовательность граничных вершин определяет гладкую кривую до которой простирается граничная поверхность по граничным граням |
| VTX_BOUNDARY_EDGE_AND_CORNER | Подобно только кромке, но плавная кривая, приводящая к граница сделана для интерполяции угловых вершин (вершины ровно с одной инцидентной гранью) |
На примере сетки:
На практике редко используют граничную интерполяцию вообще — эта функция имеет его использование, позволяющее легко соединять отдельные сетки, реплицируя вершины вдоль границ, но это использование ограничено.Учитывая глобальный характер настройки, обычно предпочтительнее явно сделать отверстия на граничных поверхностях в местах стыковки поверхностей из отдельных сеток, а не заточка ребра для интерполяции желаемых границ везде.
Остальные варианты выбора «только кромка» и «кромка и угол» затем различаются отдельно. по тому, является ли поверхность в угловых вершинах гладкой или острой.
Правила интерполяции с изменяющимся лицом
Правила интерполяции с изменяющимся лицом управляют тем, как данные с изменяющимся лицом интерполируются как в внутри областей с изменяющимся лицом (гладких или линейных) и на границах, где он прерывистый (ограниченный быть линейным или «закрепленным» рядом способов).Где топология непрерывна и интерполяция выбрана гладкой, поведение интерполяция с изменением граней будет соответствовать интерполяции вершин.
Варианты интерполяции с изменяющимся лицом обычно доступны в контексте UV для координат текстуры, и ряд названий для таких вариантов эволюционировали в разных приложения на протяжении многих лет. Варианты, предлагаемые OpenSubdiv, охватывают широкий спектр популярных Приложения. Эта функция называется изменяющейся гранью линейная интерполяция , а не граница обычно используется интерполяция — чтобы подчеркнуть, что ее можно применить ко всей поверхности (а не только к границам), и что эффекты должны сделать поверхность вести себя более линейно по-разному.
Для перечисления Sdc :: Options :: FVarLinearInterpolation доступны следующие варианты — порядок здесь с применением все более линейных ограничений:
| Режим | Поведение |
|---|---|
| FVAR_LINEAR_NONE | везде гладкая сетка гладкая |
| FVAR_LINEAR_CORNERS_ONLY | только линейно интерполировать (заострить или закрепить) углы |
| FVAR_LINEAR_CORNERS_PLUS1 | CORNERS_ONLY + заточка стыков 3-х и более областей |
| FVAR_LINEAR_CORNERS_PLUS2 | CORNERS_PLUS1 + заточка дротиков и вогнутых углов |
| FVAR_LINEAR_BOUNDARIES | линейная интерполяция по всем граничным кромкам и углам |
| FVAR_LINEAR_ALL | линейная интерполяция везде (границы и внутренняя часть) |
Эти правила не могут сделать интерполяцию данных с изменяющимся лицом более плавной, чем то из вершин.Наличие резких особенностей сетки, созданной значения резкости, правила интерполяции границ или сама схема разделения (например, билинейный) имеют приоритет.
Все режимы интерполяции с изменяющимся лицом, проиллюстрированные в УФ-пространстве с использованием простого сетка четырехугольников, сегментированная на три УФ-области (предполагалось расположение контрольных точек интерполяцией в случае FVAR_LINEAR_ALL):
(Для тех, кто знаком, эта форма и назначенные ей наборы UV доступны для проверки в фигуре «catmark_fvar_bound1» примера OpenSubdiv и фигурах регрессии.)
Полуострые складки
Так же, как некоторые типы параметрических поверхностей поддерживают дополнительные элементы управления влияют на складки по границам между элементами поверхности, OpenSubdiv предоставляет дополнительные значения резкости или «веса», связанные с ребрами и вершинами для добиться аналогичных результатов по произвольной топологии.
Установка максимального значения резкости (в данном случае 10 — число, выбранное для исторические причины) эффективно изменяет правила подразделения, так что границы между кусочно-гладкими поверхностями бывают бесконечно резкими или прерывистыми.
Но поскольку у реальных поверхностей никогда не бывает бесконечно острых краев, особенно при достаточно близком рассмотрении часто предпочтительнее установить резкость ниже этого значения, что делает складку «полуострой». Постоянное значение веса присваивается последовательности ребер, связанных ребер, поэтому позволяет создавать функции, подобные скруглениям и переходам, без добавления дополнительных рядов вершин (хотя эта техника все еще имеет свои достоинства):
Диапазон значений резкости от 0 до 10, при этом значение 0 (или меньше) не влияет на качество изображения. поверхность и значение 10 (или более), делающее объект полностью резким.
Следует отметить, что бесконечно острые складки действительно касаются друг друга. разрывов на поверхности, подразумевая, что геометрические нормали также прерывистый там. Следовательно, смещение по нормали, скорее всего, приведет к разрыву раздвиньте поверхность по складке. Если вы действительно хотите сместить поверхность на складку, может быть, лучше сделать складку полуострой.
Другие опции
В то время как предыдущие параметры представляют функции, доступные в большом количестве инструментов и форматы моделирования, существует несколько других, признание и принятие которых более ограничено.В некоторых случаях они предлагают улучшения нежелательного поведения подразделения. алгоритмы, но их эффекты далеки от идеала.
Учитывая их ограниченную эффективность и отсутствие признания, эти варианты должны быть использовать с осторожностью.
Правило Чайкина
«Правило Чайкина» — это разновидность метода полуострого биговки, который пытается улучшить вид складок вдоль последовательности соединенных краев, когда резкость значения различаются. Этот выбор изменяет подразделение значений резкости с помощью Чайкина. алгоритм подразделения кривой для учета всех значений резкости краев вокруг общего вершина при определении резкости дочерних ребер.
Метод складывания может быть установлен с использованием значений, определенных в перечислении. Sdc :: Параметры :: CreasingMethod :
| Режим | Поведение |
|---|---|
| CREASE_UNIFORM | Нанесите обычные полуострые складки |
| CREASE_CHAIKIN | Нанесите полуострую складку «Чайкина» |
Пример интерполяции смежных полуострых складок:
Правило «деления треугольника»
Правило деления треугольников — это правило, добавленное к схеме Катмалла-Кларка, которое изменяет поведение на треугольных гранях, чтобы улучшить нежелательную поверхность артефакты, которые часто возникают на таких участках.
| Режим | Поведение |
|---|---|
| TRI_SUB_CATMARK | Вес схемы Catmark по умолчанию |
| TRI_SUB_SMOOTH | Гири «Гладкий треугольник» |
Пример цилиндра:
Это правило было установлено эмпирическим путем, чтобы треугольники делились более плавно. Однако это правило нарушает то прекрасное свойство, что две отдельные сетки могут быть соединяются плавно, перекрывая их границы; я.е. когда есть треугольники на любой границе невозможно соединить сетки плавно
::: ЦЕЛОСТНОСТЬ :::
Рабочие процессы SubD-NURBS
SubD-NURBS — это уникальная революционная программная библиотека, которая может интегрироваться с системами трехмерного моделирования для предоставления расширенных инструментов интеграции, недоступных в других системах трехмерного моделирования. Если вы хотите получить конкурентное преимущество, которое принесет значительную экономию времени и денег вашим клиентам, SubD-NURBS — это инструмент для вас.Значение библиотеки SubDNURBS можно увидеть в нескольких различных сценариях рабочего процесса; в качестве инструмента экспорта NURBS в системе Sub-D, в качестве инструмента импорта Sub-D в системе NURBS, в качестве вспомогательной технологии, объединяющей Sub-D и NURBS в системе гибридного моделирования. В этом видеоуроке показан пример того, как SubD-NURBS может работать в системе гибридного моделирования. Для получения дополнительной информации о том, почему интеграция Sub-D и NURBS так важна, см. Предысторию Sub-D / NURBS.
Инструмент экспорта NURBSЕсли у вас есть система моделирования Sub-D, вы можете значительно повысить ее полезность в рабочем процессе вашего клиента, интегрировав библиотеку SubDNURBS.Добавление SubD-NURBS к вашей системе моделирования на основе Sub-D обеспечит уникальную функциональность, которая сэкономит вашим клиентам время и деньги. Например, SubD-NURBS предоставляет возможность экспортировать модели Sub-D в стандартные форматы САПР (в их родных точных форматах NURBS). SubD-NURBS содержит инструменты экспорта для наиболее распространенных стандартных форматов NURBS (STEP, IGES, SAT и Rhino’s 3DM). Сетки, которые являются замкнутыми телами, будут экспортированы как твердые граничные представления в этих форматах. Незамкнутые сетки будут экспортированы как представления границ оболочки.Если для процесса экспорта требуется визуальная проверка, SubD-NURBS также содержит различные инструменты как для полигонального, так и для каркасного отображения результирующих NURBS-объектов.
Благодаря этому рабочему процессу, системы моделирования Sub-D могут стать внешними системами произвольного или концептуального проектирования для механических и архитектурных систем САПР. Произвольную форму можно разработать в системе Sub-D и детализировать в системе CAD.SubDNURBS также может облегчить интеграцию с системами анализа FEM, предоставляя механизм для экспорта моделей Sub-D в форматы, которые может импортировать большинство продуктов анализа FEM. Аналогичным образом SubD-NURBS также упрощает интеграцию с системами производства и быстрого прототипирования. Преимущество этого рабочего процесса заключается в том, что сложные формы произвольной формы могут быть легко и быстро разработаны художниками, а результат может быть использован прямо или косвенно в фактическом конструировании, анализе и производстве объекта инженерами и дизайнерами с использованием системы CAD.
Инструмент импорта сетки Sub-DИнженерам, работающим с механическими системами CAD, часто требуются физические объекты или человеческие фигуры для завершения и демонстрации своего дизайна. Миллионы трехмерных полигональных моделей доступны для скачивания бесплатно или за умеренную плату на таких сайтах, как Turbosquid. Большой процент этих моделей создается с использованием методов моделирования Sub-D. SubD-NURBS отлично справляется с преобразованием этого типа моделей и даже моделей с умеренным количеством треугольников в геометрию NURBS.Вместо того, чтобы пытаться воссоздать эти «вторичные» объекты в системе САПР, их можно легко получить из различных источников (что сэкономит время и деньги).
Для архитектурных систем САПР импорт вспомогательных объектов, таких как столы, стулья, диваны, автомобили, произведения искусства и т. Д., А также человеческих фигур очень важен, чтобы дать дизайнеру почувствовать расположение проектируемых пространств. Включение этих вспомогательных объектов в дизайн также очень важно для иллюстраций и визуализации архитектурных моделей.Архитектурному сообществу также интересно проектирование структур произвольной формы, например, созданных Фрэнком Гери (как показано в приведенном ниже примере), которые очень хорошо подходят для методов проектирования Sub-D.
Гибридное моделированиеВозможно, наиболее интригующее использование SubDNURBS — это «гибридная» система с инструментами моделирования как NURBS, так и Sub-D. В этой среде мы можем предвидеть гораздо более тесную интеграцию процесса художественного проектирования с процессом проектирования.Например, инженеру может потребоваться немного переместить часть модели или сконструировать ее немного по-другому, чтобы обеспечить правильное проектирование.
Поскольку большинство систем САПР используют механизм истории, модель Sub-D может быть изменена напрямую, а обновленный результат передан через инженерные операции (логическое значение, приложение функций, сопоставление и т. Д.). Это может быть оптимальным способом быстро получить очень эстетичный и очень хорошо спроектированный дизайн.
Фон Sub-D / NURBSВ мире трехмерного моделирования существует два основных лагеря: полигональное моделирование и моделирование NURBS. Лагерь полигонального моделирования представляет все с трехмерными фасеточными сетками. Фасет или многоугольная грань обычно представляет собой плоские и ограниченные линейные сегменты и / или точки. Полигональное моделирование является предпочтительным инструментом для трехмерных художников и дизайнеров, поскольку оно дает им относительно простой набор мощных инструментов, позволяющих быстро моделировать очень сложные формы.С появлением Subdivision Surfaces (Sub-D) полигональное моделирование стало предпочтительным методом моделирования большинства объектов произвольной формы для анимации, концептуального автомобильного дизайна, архитектурного дизайна, органических моделей, концептуального дизайна продукта и художественного дизайна. Подразделение поверхностного моделирования используется в большинстве систем компьютерной графики, таких как 3DS Max, Modo, Maya, XSI, Blender, K-3D, LightWave, Cinema 4D и т. Д.
Лагерь моделирования NURBS представляет все, используя поверхности более высокого порядка, такие как конусы, цилиндры, шлицевые поверхности.Почти каждая САПР имеет в качестве основного геометрического представления поверхность NURBS. Поверхности NURBS определены в IGES и STEP и, таким образом, являются отраслевым стандартом, с которым работают все в мире САПР. NURBS можно использовать для точного представления поверхностей произвольной формы, например, в конструкции крыла самолета, конструкции кузова автомобиля и конструкции корпуса корабля. Сильной стороной систем NURBS является то, что они поддерживают сложные операции моделирования, такие как Boolean, Fillet, Offset. Эти операции необходимы для определения большинства изготавливаемых деталей.
Ни моделирование Sub-D, ни моделирование NURBS не являются окончательным, совершенным или окончательным инструментом моделирования. У каждого есть свои сильные и слабые стороны. Моделирование Sub-D отлично подходит для создания и изменения сложных форм произвольной формы с гладкими поверхностями. NURBS-моделирование позволяет комбинировать формы с помощью логических операций и операций с объектами, а также уточнять формы с помощью таких операций, как сопряжение, смешивание и редактирование граней. Мы действительно рассматриваем SubD-NURBS как важное объединение между этими двумя лагерями и революцию в процессе проектирования 3D-моделирования.
::: ЦЕЛОСТНОСТЬ :::
Обзор SubD-NURBS
SubD-NURBS (патент заявлен) — первый выпущенный продукт, созданный IntegrityWare’s Gem Development Initiative. SubDNURBS — это инновационный прорывный продукт, который обеспечивает возможность преодолеть разрыв между моделированием Subdivision Surface (Sub-D) и NURBS-моделированием. SubD-NURBS предоставляет инструменты для преобразования сетки Sub-D в высококачественные поверхности NURBS.В нашей галерее представлены примеры моделей NURBS, созданных из сеток с преобладанием Sub-D и квадратов. Или посмотрите видео, в котором показаны некоторые способы, которыми технология SubD-NURBS может революционизировать ваше приложение.
Преимущества
Ни Sub-D-моделирование, ни NURBS-моделирование не могут эффективно решить все проблемы трехмерного проектирования. У каждого есть свои сильные и слабые стороны.Моделирование Sub-D отлично подходит для создания и изменения сложных форм произвольной формы с гладкими поверхностями. Моделирование NURBS хорошо комбинирует формы с помощью. Логические операции и операции с элементами, а также уточнение форм с помощью таких операций, как скругление, смешивание и редактирование граней. Мы действительно рассматриваем SubD-NURBS как новую и мощную единицу между этими двумя технологиями. Возможные рабочие процессы для продуктов, созданных с использованием нашей библиотеки SubDNURBS, включают:
- САПР и архитектурные системы, желающие импортировать сетки Sub-D
- Графические программы на основе Sub-D, желающие преобразовать и экспортировать как NURBS для систем САПР.
- Системы моделирования CAD или Sub-D, желающие представить интегрированную среду, в которой инструменты моделирования Sub-D и NURBS интегрированы в единую среду.
Пожалуйста, посетите нашу страницу рабочих процессов для получения дополнительной информации о том, как SubDNURBS может вписаться в различные рабочие процессы. Вы можете увидеть более подробные рабочие процессы в различных отраслях на следующих страницах: органическое моделирование, автомобилестроение, архитектура, промышленный дизайн, художественный дизайн.SubDNURBS был протестирован с использованием моделей Sub-D, произведенных различными графическими системами. Вы можете увидеть многие из этих тестовых моделей в нашей галерее. Мы хотим особо поблагодарить Modo и Turbosquid за то, что они позволили нам использовать некоторые из их моделей для тестирования и отображения на нашем веб-сайте.