什麼是重拓撲?
雕刻會產生漂亮卻極難處理的幾何——數百萬個大小不一的三角形,排列方式完全取決於筆刷碰巧留下的樣子。重拓撲就是在該表面之上建立一個全新、經過設計的網格,讓後續流程得以使用的步驟。
作者: Mixos
簡短回答
重拓撲是用乾淨、有序、順著形態的多邊形重建模型的幾何——取代雕刻產生的密集而混亂的網格。當模型必須變形(綁定與動畫),或需要有效率地展開 UV 並貼圖時,你需要它。對靜態算圖與 3D 列印,通常可以跳過,只要減面就夠了。
為什麼雕刻的拓撲是個問題
雕刻筆刷只在乎一件事:這裡有沒有足夠的幾何來承載我正在做的形狀?它為了回答這個問題而新增並拉伸三角形,完全不管它們如何排列。結果是一個算圖看起來完美、底下卻一片混亂的網格——數百萬個三角形、密度不均,而且幾何與物體的結構之間毫無關係。
在你要求模型做任何事之前,這都沒有問題。綁定它,臉部的皺褶會出現在錯誤的位置,因為沒有順著嘴巴的幾何環可供嘴巴沿著摺疊。展開它的 UV,會得到一堆細碎島嶼的惡夢。載入遊戲引擎,它根本跑不動。
重拓撲的解法是把雕刻當成參考表面,在上面建立一個新網格——輕得多,盡可能全是四邊面,邊線環順著各個特徵。雕刻的細節則烘焙到法線與位移貼圖,讓輕量網格看起來仍像重量級的那一個。
自動重拓撲與手動重拓撲
自動重拓撲——ZBrush 的 ZRemesher、Mold 的自適應 ZRemesh、Blender 的 Quadriflow——會分析表面並自行產生均勻、流動的拓撲,在形態複雜的地方更密。它只需幾秒,結果對各式用途都相當好:靜態圖、3D 列印、背景資產、道具,以及任何不會大幅變形的東西。
手動重拓撲是指你自己在雕刻上繪製新的幾何,決定每一圈邊線環的確切位置。它很慢,但對要做動畫的主角角色仍是正確答案,因為只有人類知道這一圈必須順著眼睛周圍的眼輪匝肌,眨眼時才會正確變形。沒有任何自動工具能推斷變形的意圖。
多數人最後採取的務實折衷:先自動重拓撲,看看結果,只有在模型要綁定骨架、且自動產生的邊線環位置不對時,才動用手動作業。
何時可以完全跳過
這部分最能省時間,因為重拓撲被當成一種必經的儀式,其實並不是。規則很簡單:模型必須變形時才需要它,其他情況通常不需要。
3D 列印物不會變形——它是凝固的塑膠。靜態算圖不會變形。雕像、擺飾、半身像、地形塊或岩石都不會變形。對這些而言,用體素重網格讓表面乾淨且封閉,再以減面降低三角形數量就足夠了。花一整天為一個永遠不會動的模型繪製邊線環,是沒有回報的工作。
常見問題
重拓撲與重網格有什麼差別?
重網格把表面重建為統一的幾何——通常是為了清理糾纏的雕刻或使其封閉——不考慮多邊形如何流動。重拓撲則建立刻意順著形態的幾何,在會變形的特徵周圍設置邊線環。自適應重網格工具自動產生流動的拓撲,模糊了兩者的界線,所以這兩個詞常被交替使用。
3D 列印需要重拓撲嗎?
不需要。列印物不會變形,所以邊線流向無關緊要。列印需要的是封閉的網格,這可由體素重網格產生,若三角形數量多到切片軟體難以順暢處理,再加上減面(decimate)。
重拓撲可以自動完成嗎?
多數情況下可以。自適應重網格工具在數秒內產生均勻、流動的拓撲,對靜態圖、列印、道具與背景資產已經足夠好。要綁定並製作動畫的主角角色,仍受益於手繪邊線環,因為變形意圖只有人才知道。
重拓撲後的模型應該有多少多邊形?
只要能保住輪廓就越少越好,因為雕刻的細節會移到法線與位移貼圖中。遊戲角色通常落在數萬個三角形;電影資產則更高。數字遠不如邊線環是否在正確位置重要。