Чому квадратики використовуються у створенні фільмів та трикутники в іграх?

У кіношколі на заняттях з 3D-моделювання мені сказали, що коли ми щось моделюємо для фільмів, ми підтримуємо топологію чотирьох окантованих полігонів. Будь-який багатокутник, що має більше або менше 4-х ребер / вершин, вважається поганим і його слід уникати. Якщо в іграх використовується одна і та ж модель, вона трикутна.

Хоча я не займаюся 3D-моделюванням, питання все ще в голові. Чому в іграх використовується тригранний багатокутник? Це робить швидше? Тоді чому б його не використати у фільмів?

Для 3D-моделювання звичайною причиною віддавати перевагу квадроциклам є те, що алгоритми поверхонь підрозділу працюють краще з ними - якщо ваша сітка стає розділеною, трикутники можуть спричинити проблеми в викривленні отриманої поверхні. Для прикладу подивіться на ці два поля:

Зліва - всі квадрати; правий має таку ж загальну форму, але один кут зроблений з трикутників замість чотирьох.

Тепер подивіться, що станеться, коли поля підрозділяються:

Різні, так? Зверніть увагу на те, як змінилися крайові петлі від приблизно рівновіддаленого на лівій коробці до більш складного розташування, що стикається і розтягується праворуч. Тепер відключимо каркас і подивимося, як він загоряється.

Бачите дивне пощипування в підсвічуванні правого поля? Це викликано безладним підрозділом. Цей конкретний випадок є досить доброякісним випадком, але ви можете отримати набагато більш розгублені результати з більш складними сітками з більш високим рівнем підрозділу (як ті, які зазвичай використовуєте у фільмі).

Все це все ще застосовується при створенні ігрових активів, якщо ви плануєте їх розділити, але ключова відмінність полягає в тому, що підрозділ відбувається достроково - поки ви все ще в квадраті, - і тоді остаточний підрозділений результат отримується на трикутники, тому що саме так говорить графічне обладнання (тому що, як було сказано в коментарях вище, це полегшує математику).

Як правильно стверджує @Noah Witherspoon, підрозділ трикутника працює не так добре, як підрозділ чотирикутника. Хоча на початку трикутники взагалі не можна було поділити. Однак він насправді не пояснює, чому це так. Яка корисна інформація та пояснює, чому квадратики віддають перевагу та як ними користуватися.

Спочатку зауважте, що трикутник дійсно поділяється на 3 квадри у багатьох схемах. Оскільки тепер у вас є сітка чотирьох квадратиків, чітке збереження підрозділу all quad - саме по собі не є вимогою. Має бути більш глибока причина, ніж просто бути чотиристороннім.

Зображення 1 : Ви можете розділити трикутник на 3 чотирикутники

Причина криється в тому, що стало називатися крайовими петлями. Людина, яка займається моделюванням, повинна передбачити, як відбувається підрозділ, коли підрозділ буде набувати остаточної форми. На жаль, люди справді добре розшифровують форму предмета по краях ваших примітивних країв. Сформулювавши форму в безперервні багатокрайкові довгі петлі допомагає нам передбачити форму після підрозділу і, що важливо, після деформації кістками тощо.

Трикутник має неприємний спосіб закінчення циклу, тому ми не розуміємо, що відбувається з формою всередині і поза цією формою. Таким чином, поділена сітка має тенденцію поводитися неконтрольовано, викликаючи небажані удари. Примітка : Можна розділити трикутники таким чином, щоб цього не сталося, з ними просто важче працювати, і робота з квадратиками була добре відома до того часу.

Зараз це насправді не є первісною причиною, тільки це сталося в обхідному напрямку. Первісна причина того, що геометричні патчі, які вони використовували як параметричні примітиви, мають квадратну форму. Зростання лінії в поверхню, природно, набуває квадратної форми, якщо ви просто видавлюєте. Наявність трикутника призводить до виродження одного краю і має особливість. Але це дуже пов'язано з причиною підрозділу, оскільки можна показати, що поверхня підрозділу - лише загальний випадок сплайну сплайну.

Зображення 2 : Оригінальні параметричні поверхні були розширеннями кривих, а не довільними сітками, і ці форми, природно, мають квадратну форму.

Одне, що я бачу, що більшість людей забуває, це у фільмів, здебільшого, це якість, а не швидкість. Саме тому створення фільмів більше стосується візуалізації в режимі офлайн, де, як і у відеоіграх, це весь реальний час, тому продуктивність / швидкість набагато важливіша, ніж якість.

Отже, коли мова йде про відеоігри, люди намагаються знайти найкращий спосіб "наблизити" чи "підробити" вигляд реальної речі. Якщо мова йде про різні обчислення, то трикутники швидкості набагато простіше, ніж багатокутники. Як і згадується @ratchet freak, оскільки всі 3 точки є копланарними і це спрощує перехрестя та інші обчислення. Ось одна з основних причин трикутників використовується у відеоіграх.

Однак у створенні фільмів на одному кадрі може зайняти години або навіть дні, отже, швидкість не є великою проблемою. Те, що сказав Ной, є правильним, я просто хотів поділитися і цією точкою зору.