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3DCGについての初心者向けTipsなんか
カトマル曲面のウェイト
2009-07-17 Fri 15:20
Catmull-Clark曲面(以下カトマル)は簡単に美しい曲面を作ることが出来ますが、いくつか問題点があります。

  ①オブジェクトが痩せる
  ②ウェイトを設定できないため、オブジェクト全体が一様に曲面化されてしまう
  ③メッシュの端がまくれ上がる
  ④データが重くなる
等です(④は仕様ですがw)

まず基本的な例として、立方体にカトマル4をかけてみます。

カトマル01
 (左から面数6、24、96)

図はどれも同じサイズの立方体ですが、各辺の分割数は左から分割なし、2分割、4分割となっています。
分割されていないものは、立方体ではなく球になっています。
これを見てわかる通り、元のメッシュが細かいほど、原型を崩さずに角を丸めることができます。

問題点①②は密接に関係しており、必要以上に曲面化されている部分の分割数を増やしてやれば、「痩せ」の割合が減って原型が保持されるわけです。

とりあえず今回は②の解決法について紹介します。



<切断法>

○[ナイフ]で、エッジの近くに切込みを入れます。

カトマル02-1カトマル02-2
([接続面を連続切断]で切り込みを入れた状態⇔同・面表示)

隣の未処理の立方体と比べると、エッジの丸みが取れたのがわかると思います。
さらにシャープにしたい場合は、エッジの反対側の面にも同じように切込みを入れます。

○効果を完全にしたい場合は、新しく出来た頂点群をエッジの各頂点に重ねるように移動させます。
エッジ部分の頂点や辺がゼロ距離で二重になった状態にするわけです。
[選択部処理]-[頂点の位置を揃える]、[頂点スナップ]プラグインなどで動かして下さい。
※[移動]-右クリックで操作すると、エッジ分割前の状態に戻ってしまうので注意して下さい。

カトマル02-3カトマル02-4
(分割箇所の頂点を選択、移動 ⇒ エッジ二重化後。シャープなエッジに)

○エッジをまたぐ面の両方に二重化を行う(=エッジの三重化)を行うと、完全な鋭角になります。

カトマル02-6
(全てのエッジを三重化した図)




<押出し法>

[ナイフ]を使わず、[押出し]で処理する方法です。
鋭角にしたい面を一旦押出して戻し、エッジを二重化します。

まず面を選択し、適当に[押出し]ます。
新しく出来た頂点を、元の頂点位置に重ねるように移動させます。

※手順は違いますが<切断法>と中身は同じなので、状況に合わせてやりやすい方を使うと良いのではないでしょうか。


<面固定法>(要プラグイン)

[face bebel]プラグインがあれば、<押出し法>が簡単に出来ます。
曲面化したくない面を選択して Outline=0 Extlude=0 で処理するだけで、簡単にゼロ距離押し出しが出来ます。
<切断法><押出し法>では手間のかかる複雑な図形も、一発で簡単に処理できます。

カトマル02-5カトマル02-4
(0を入力してOKを押すだけ)



※注意1
二重化した頂点・辺・面は距離ゼロで重なっていますが、別々の頂点と扱われています。
[近接する頂点をくっつける]で処理すると頂点同士がくっついてしまい、元の丸いエッジに戻ってしまいます。
[近接する頂点をくっつける]をどうしても使いたい場合は、[選択部にのみ適用]にチェックを入れ、エッジ部分は非選択にして下さい。

※注意2
二重化されているため、エッジを構成する頂点や辺は「範囲」や「投げ縄」を使わないとうまく選択できません。
視点の「前」ボタンが押されていると、片方しか選択できない場合があります。

※注意3
調子に乗って多用すると、頂点数や面数がおそろしく増えますw

カトマル3
(右は面・頂点の整理後。節約しても形状はほとんど変わりません)

この図はどちらも上下の面を固定した場合です。
右の立方体は中間部を分割なしにしましたが、形状はほとんど同じです
(エッジ付近に少し丸みがついていますが)。

この立方体の曲面化後の頂点数は
・固定前:1536 ⇒ 固定後:2048 ⇒整理後:1280
と大きく違います。
曲面化の影響を受けない部分や不要な部分は、妥協できる範囲で極力整理したほうが良いと思います。
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