Vì Sao N-Gons Và Tam Giác Luôn Tệ Trong Các Phương Pháp Dựng Hình ?

Trong làm phim hoạt hình và kỹ xảo điện ảnh, thường câu hỏi đọc thấy nhiều nhất trên các group mạng xã hội và diễn đàn là “Vì sao khi dựng hình luôn phải đưa lưới về Quad và tránh N-gons hay Tam Giác ?!”. Thời gian để thực hiện công việc topology luôn rất tốn kém và có lúc phải nói đó là công việc cực nhọc, đầy thủ công, tuy nhiên kết quả mang lại thường rất “nuột” và sạch sẽ cho mô hình 3D. Đó là tiêu chuẩn được công nhận rộng rãi khắp nơi trong ngành công nghiệp đồhọa nói chung.

Mô hình N-GONS (đa giác) là gì ?

Là N-gons chứ không phải N-gons nhé các bạn trẻ. Nếu bạn chưa biết N-gons là gì thì đây là câu trả lời: một mặt phẳng polygon tạo nên bởi hơn 5 điểm hoặc cạnh, bất cứ thứ gì hơn lưới quad (tứ giác) đều là N-gons. Có thể tự hiểu N-gons là đa giác và là loại mặt phẳng kém nhất trong quá trình thực hiện mô hình 3D, các họa sỹ luôn cố gắng tránh tạo ra mô hình cấu tạo bởi nhiều mặt phẳng đa giác.

 

 

 

Quad là gì ?

Mặt phẳng hình học trong không gian tạo nên một tứ giác bởi 4 điểm hay kết nối của bốn cạnh là quad hay quadrilateral. Đây là mặt phẳng tiêu chuẩn, phổ thông nhất khi dựng hình 3D chuẩn xác giúp dễ dàng cho mọi công việc sau đó như hiệu ứng hình ảnh kỹ xảo khi render, làm phim hoạt hình .. rất nhiều họa sỹ có thể dựng ra các mô hình chỉ sử dụng toàn quad để tạo ra các mô hình ấn tượng khi khách hàng thưởng lãm, xem xét, hay các công ty hãng phim hàng đầu tuyển dụng

 

 

Mô hình Tam Giác (Triangle) là gì ?

Như giải thích trên của N-gons thì có thể hiểu ngay các polygon mặt phẳng tạo ra bởi 3 điểm hoặc kết nối bởi 3 cạnh là tam giác, kết quả tứ giác mặt phẳng sẽ tạo ra nếu ghép 2 mặt phẳng tam giác với nhau.

Để tạo hình mô hình sạch sẽ thì việc giảm thiểu N-gons hay Tam giác luôn là điều cần cố gắng thực hiện, đó là công việc khó khăn, khó tránh khỏi khi cố tạo ra các bề mặt phẳng tứ giác liên tục, vẫn cần N-gons phổ biến là 5 cạnh như các vị trí “joint” khủy tay, khủy chân hay ngay trên khuôn mặt mô hình 3D là vị trí má, và cũng như vậy với tam giác.

 

Deformation

Khi thực hiện các lệnh deform trên một mô hình, N-gons luôn tạo ra các vấn đề rắc rối. Và càng tệ hơn nếu mô hình đi vào qui trình sản xuất phim hoạt hình như rigg hay diễn xuất, đó là lúc sẽ thấy mô hình quad (tứ giác) trở nên có ích. Tam giác thì đỡ hơn nhưng vẫn rất khó khăn trong việc thực hiện diễn xuất. Một bộ mô hình có topology không sạch và chuẩn chắc chắn mô hình sẽ được gửi trả lại cho công việc dựng hình từ các đơn vị thực hiện rigg hay diễn xuất để có thể chỉnh sửa thành quad cho phù hợp.

Các biến thiên về hàm số giải quyết một mặt phẳng hình học trong không gian luôn là sự kết nối của nhiều đường cong, các dạng hình học này về tự nhiên luôn có nguồn gốc từ tứ giác.

Các rắc rối nảy sinh khi render

N-gons và tam giác có thể tạo ra các hiện tượng lạ trong quá trình render. Mọi thứ nhìn có vẻ ổn trên viewport nhưng nếu các mô hình có nhiều N-gons và tam giá, lúc này thời gian render sẽ tăng lên rất nhiều, cũng như khi ra sản phẩm mô hình cũng có nhiều vết lạ. Cách duy nhất để giảm thiểu rắc rối là trở về công việc dựng hình và cố gắng đạt được nhiều quad nhất có thể.

Smoothing – Làm mịn bề mặt

N-gons và tam giác cả hai luôn là phương án kém trong quá trình làm mịn mô hình. Mỗi điểm hay cạnh thêm vào chỉ càng tạo ra nhiều những vết lộm cộm trên mô hình, nhưng mặt phẳng cần làm cong phẳng phiu sẽ luôn hiện ra các vết lồi lõm chỗ vết nối tạo ra bởi mô hình không tiêu chuẩn khi có N-gons hay tam giác.

dễ thấy bề mặt tứ giác luôn tạo ra mặt phẳng trơn tru phẳng phiu

Quad là giải pháp tối ưu trong ngành làm phim hoạt hình

Một trong nhưng yếu tố quan trọng khi sử dụng quad là sự công nhận theo phong cách tiêu chuẩn công nhận rộng rãi của ngành. Ngay cả bạn muốn bán mô hình 3D lên các site cung cấp mô hình 3D thì việc tuân theo các qui chuẩn là điều tất yếu. Như trên Turbo Squid cũng có yêu cầu kỹ thuật cụ thể trong việc tránh để N-gons và Tam giác xuất hiện trong mô hình 3D.

Cũng như trong công việc tuyển dụng, các hãng mong muốn tuyển ứng viên có khả năng thực hiện thiết kế mô hình 3D topology ổn định từ đầu với quad, một nhân viên không hiểu về kiến thức này chỉ làm cho quá trình sản xuất phát sinh và các dự án kéo dài không đáng.

For CheckMate Pro certification (2.2.1), your model’s topology must be quad-based with no more than 20% tris used. To be certified, your model may not use any n-gons.

Vài giải pháp đơn giản xử lý tạo ra tứ giác

Giải pháp để vẫn phải sử dụng N-gons và tam giác khi cần là dùng trên các mặt phẳng hoàn toàn phẳng, hoặc các bề mặt mà không thấy được bởi camera hoặc cố tính giấu đi. Tuy nhiên phương án tối ưu nhất vẫn là sử dụng quad tối đa có thể.

tác giả chia sẻ @petersatera

Hoặc bạn có thể coi thêm cách xử lý dựng hình 3D như một kiểu cuốn kinh của giới dựng hình

Vì sao khi thực hiện mô hình cho game lại dùng tam giác thay vì quad

Các phần mềm render và đồ họa dành cho game vì phần lớn các phần cứng hiện đại ngày nay được lập trình thời gian native hỗ trợ sẵn rasterization  với tam giác – công việc render với tam giác ít phức tạp hơn với tứ giác. Số polygon đếm được trong các phần mềm thiết kế 3D luôn có sai số. Khi thực hiện công việc truy cập vào asset từ các engine game, các mô hình luôn được chuyển quad sang triangle.

 

Post Author: Vu Pham