为什么3D Studio中的平滑网格最终得到相同数量的顶点/三角形?那么如何用相同的几何形状对它们进行平滑处理?


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我试图理解为什么在3D Studio中平滑的网格(修改器/平滑器)在该过程之前或之后最终具有相同数量的顶点/面,以及完全相同的几何形状。

在以下示例中,两个网格都具有32个顶点和60个面。

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尽管我有使用编程(c ++和c#)的经验,但我还是计算机图形学的初学者。因此,我的期望是,平滑网格的平滑外观将需要其他顶点,即三角形的细分,以便最终获得更详细的最终网格。但是,事实并非如此。

因此,我问:

1)如何在不增加网格几何细节的情况下进行平滑处理?

2)与原始网格相比,平滑处理是否至少增加了分配/用于存储新网格的内存?

超级欢迎您进行说明,但也欢迎您参考(学术界与否)。


这里也不是超级有经验的人,但我想您可以在其中使用不同的着色器。兰伯特的看起来像右边的那个。但是,古兰德将平均它们并使它看起来更平滑。prosjekt.ffi.no/unik-4660/lectures04/chapters/jpgfiles/…–
安德鲁·威尔逊

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谢谢你的评论!坦白说,我唯一要做的就是应用“平滑器”修改器。之前没有添加任何着色器,之后也没有添加任何着色器。
路易

历史术语是“这就是平面和古拉乌德阴影之间的区别”。实际上,这与法线有关,例如joojaa
v.oddou

您在屏幕截图中使用了什么软件?THX :)
xyz

Answers:


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在这种情况下,“平滑”只是使顶点处的曲面法线以相同的方式进行插补,因此看起来很平滑。Meshsmooth将添加顶点。

1)如何在不增加网格几何细节的情况下进行平滑处理?

人眼实际上看不见物体边缘以外的弯曲。他们所能做的只是近似平滑度并处理梯度斜率。因此,拥有一个连续的磁场确实会给人一种光滑的感觉。但是,眼睛对颜色的突然变化极为敏感,并将其解释为硬折痕。

通过对顶点法线进行插值,您的曲面将获得平滑流动的外观。由于此法线用于计算最终反射的颜色,因此您可以获得平滑的色场。

平面阴影与平滑阴影

图像1:平面阴影法线与平滑插入法线的法线。黑色法线位于顶点上。彩色的插值。

没有什么可以说明我们需要进行线性插值。实际上,通过扰动法线,我们可以使平面改变外观。这就是凹凸贴图和法线贴图的工作方式。除非表面边缘在幻觉破裂的地方起太大作用,否则效果可能令人信服。

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图像2:平坦的阴影表面(背面),平滑的阴影(中间)和映射的平滑法线。由于边缘在图像中起着非常重要的作用,所以波浪形表面的幻觉会破裂,您可以改为增加法线

2)进行平滑处理至少会增加分配的内存

关于底层图形引擎的权威性很难说。无论如何,都需要将法线发送到图形卡,很有可能已缓存了此数据,但可以即时计算(在两种情况下)。

由于Max使用平滑组,所以在我看来无论如何内存使用量都是恒定的。很难说,即使它没有被缓存,也不会有太大的不同。它使着色器变得更小了一点,但是无论是否使用它,只有很可能存在这种复杂性。


好答案!这正是我所要的:概念上的解释并没有遗漏关键细节,但仍然清晰明确。非常感谢
Louis15 2015年

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“但是,眼睛对颜色的突然变化极为敏感,并将其解释为难折痕。” 实际上,人类视觉系统非常擅长检测阴影导数的变化。阴影可以是连续的,但如果变化率不连续(如此图像中所示),则可能会令人惊讶地注意到。搜索马赫带效应。
西蒙F

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@SimonF多数民众赞成为什么他们看到一个折痕,因为他们派生它边缘检测和所有。但是人的大脑并没有真正消除2个平滑函数与大多数人完全相等的梯度流(例如,没有第二个派生感测)。因此,具有法线的球是平滑的,即使法线并不仅仅具有光滑的球体。这就是为什么我们无法解决这个问题。实际上很少有表面会以这种方式运行。
joojaa 2015年

“(例如,没有第二个派生的感应)”我刚刚检查了Glassner的“数字图像合成原理”(第1卷,第29页)……现在我比以往任何时候都更加困惑。
西蒙F

@SimonF您可能会对反射自然比表面低一阶导数感到困惑。因此,人类可以在一定条件下感知二阶导数。但是,关键是人们可以看到折痕,但是他们并没有在所有不同的变化之间产生有意义的差异,反射对人来说是微不足道或方向不正确的事实。无需深入分析。只要在很多情况下,只要没有突然的改变就足够了。不过,我们应该在聊天室中继续进行
joojaa 2015年
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