为什么在电影制作中使用四边形，在游戏中使用四边形？

在电影学院的3D建模课程中，有人告诉我，当我们为电影建模时，我们会保持4个有边多边形的拓扑。具有多于或少于4个边/顶点的任何多边形都被认为是不好的，应避免使用。如果在游戏中使用了相同的模型，则将其划分为三角形。

尽管我没有主修3D建模，但是我仍然想知道这个问题。为什么在游戏中使用3边多边形？渲染速度更快吗？那为什么不将它用于电影效果图呢？

对于3D建模，选择四边形的通常原因是细分曲面算法可以更好地与它们配合使用-如果对网格进行细分，三角形可能会导致生成曲面的曲率出现问题。例如，看一下以下两个框：

左边是所有四边形。右侧的整体形状相同，但一个角由三角形而不是四边形组成。

现在看看将箱子细分时会发生什么：

不一样，是吗？请注意，边沿循环的方式已从左侧的框等距变为右侧的更复杂，捏紧和拉伸的布置。现在让我们关闭线框，看看它是如何发光的。

看到右侧方框中突出显示的奇怪捏痕吗？这是由混乱的细分造成的。这种特殊情况是一个很好的例子，但是您可以通过使用细分级别更高的更复杂的网格（如您通常在电影中使用的网格）来获得看起来更加混乱的结果。

所有这些在制作游戏资产时仍然适用，如果您打算对其进行细分，但是主要区别在于细分是提前进行的，而您仍处于四方地带，那么最终的细分结果就变成了成三角形，因为这就是图形硬件所说的（因为，如上面的评论所述，它使数学变得更容易了）。

正如@Noah Witherspoon所说的那样，三角形细分的效果不如四边形细分好。虽然，一开始三角形是不能再细分的。但是，他并没有真正解释为什么会这样。这是有用的信息，并解释了为什么首选四边形以及如何使用它们。

首先，请注意，在许多方案中，三角形确实细分为3个四边形。由于您现在拥有一个全四面体网格，因此显然并不需要保留所有四面体的细分。除了四面之外，还有更深刻的原因。

图片1：您可以将三角形细分为3个四边形

原因在于所谓的边缘循环。进行建模的人必须预见细分的发生方式，因为细分将成为最终形状。不幸的是，人类只能真正擅长沿原始边缘的边缘来解密对象的形状。通过将形状表示为连续的多边长环，可以帮助我们预测细分后的形状，尤其是骨骼变形等之后的形状。

三角形有一种讨厌的方式来终止循环，因此我们不了解该形状内外的形状会发生什么。因此，细分后的网格具有无法控制的行为趋势，从而导致不希望的颠簸。注意：可以用不发生这种情况的方式细分三角形，因为三角形的使用更加困难，并且那时使用四边形是众所周知的。

现在，这实际上不是最初的原因，只是它以回旋的方式发生了。他们确实使用的几何补丁用作参数图元的原始原因是正方形。如果将线延伸到曲面中，则将其自然延伸为正方形。具有三角形会使一个边缘退化并具有奇异性。但是，这与细分原因非常相关，因为可以证明细分表面只是样条斑块的一般情况。

图片2：原始参数化曲面是曲线的延伸，而不是任意网格，这些形状自然倾向于是正方形。

我看到大多数人忘记的一件事是电影制作，而这主要是关于质量而不是速度。这是因为电影制作更关注离线渲染，因为离线渲染在视频游戏中是全实时的，因此性能/速度比质量至关重要。

因此，当涉及到视频游戏时，人们试图找到“近似”或“伪造”真实外观的最佳方法。当涉及到不同的计算和速度三角形时，三角形比多边形要容易得多。就像提到的@ratchet怪胎一样，所有3个点都是共面的，它简化了交点和其他计算。这是在视频游戏中使用三角形的主要原因之一。

然而，在电影制作中，渲染一帧可能要花费数小时甚至数天，因此速度并不是什么大问题。诺亚说的是正确的，我也想分享这一观点。