Концепты от AI #concept@cgitems
Что такое High-Poly и где применяется

Hi-poly (высокополигональная модель, high-poly) — это тип 3D-моделирования, который используется для создания очень детализированных моделей с большим числом полигонов.

В 3D-моделировании объекты обычно создаются из сетки, состоящей из множества маленьких многоугольников, называемых полигонами. Hi-poly модели содержат огромное количество этих полигонов, что позволяет достичь более высокой степени детализации и реалистичности.

01_hipoly_cgitems.ru.jpg Разница между hi-poly и low-poly видна невооруженным взглядом 02_hipoly_cgitems.ru.jpg А вот тут ее заметит только профессионал

Может показаться, что эта статья — аналог нашей статьи про стиль Low-Poly и мы сейчас перечислим плюсы и минусы hi-poly моделирования, расскажем, где оно используется, и закончим фразой про то, что, мол, выбор за вами, ориентируйтесь на свои вкус и цели.

Но все не так просто. Точнее, все совсем не просто. Да, hi-poly моделирование обладает рядом особенностей-преимуществ:

Особенности и преимущества High Poly

Высокая детализация

Hi-poly модели позволяют создавать объекты с очень высокой степенью детализации. Это означает, что можно воссоздать мельчайшие детали и текстуры, что делает модель более реалистичной и приближенной к реальному объекту.

Фотореалистичность

Благодаря большому количеству полигонов, high-poly модели обладают более гладкими поверхностями и более точными контурами, что позволяет создавать фотореалистичные изображения и видео.

Гибкость при работе

Поскольку hi-poly модели содержат больше полигонов, они предоставляют большую гибкость в процессе создания и редактирования. Это позволяет художникам и дизайнерам более точно отражать свои идеи и воплощать сложные формы и детали.

Высокое качество для статичных объектов

Если модель будет использоваться в качестве статичного объекта, то high-poly модель будет лучше сохранять свою детализацию и форму при увеличении масштаба, поскольку она содержит более подробную информацию о геометрии. А вот это немаловажно для учебных материалов.

Да, разумеется, что все вышеперечисленные особенности (и преимущества!) возможности hi-poly моделирования используются в целом ряде областей:

Области, где пользуются методом High Poly для созданием моделей

Кино и анимация

Нет человека, который не столкнулся бы с hi-poly моделированием в кино — если только он не принципиальный противник современного кинематографа, предпочитающий кино до 1990-х, а из нынешнего смотрящий только максимально бюджетный инди. Hi-poly модели фактически повсеместно используются в кинематографии для создания впечатляющих спецэффектов — мало какой фантастический фильм, особенно блокбастер, обходится без них.

Реалистичные монстры и инопланетяне, пейзажи других вселенных, постапокалиптические города — в общем, всяческие фантастические твари и места их обитания — а также оружие, корабли, звездолеты, транспортные средства! Благодаря высокой детализации, можно с легкостью интегрировать смоделированных персонажей в кадры с живой съемкой или, наоборот, использовать актеров в сгенерированных окружениях. Большое количество вершин и полигонов позволяет создать “мягкие” формы, такие как лица, руки и тело — и органично и аутентично “оживить” их с помощью различных анимационных техник.

03_hipoly_cgitems.ru.jpg Если раньше подобные объекты делали из пластика и подвешивали перед камерой на ниточках, то теперь их заменили 3D-модели 09_hipoly_cgitems.ru.png Без моделирования съемки такой сцены обошлись бы в десяток машин и столько же каскадеров. Теперь же никто не страдает - кроме нервов 3D моделлера

Архитектурная визуализация

Вы думаете, что на сайтах по дизайну интерьеров или архитектурному дизайну вам показывают реальные примеры работ? В половине случаев, возможно, так оно и есть — но чаще всего это hi-poly моделирование.

Дело в том, что реальное фото — особенно если оно предполагает съемку на улице — слишком требовательно к деталям: освещению, ракурсу, фокусированию на конкретных элементах. Даже пожухлость травы может исказить восприятие. Поэтому выручает hi-poly — которое используется при создании высокоточных и детализированных моделей зданий и интерьеров. Причем не только уже существующих в реальности, но и тех, что пока лежат в портфолио в качестве идеи. Hi-poly моделирование позволяет архитекторам и дизайнерам визуализировать свои проекты и представить их клиентам в практически фотореалистичной форме. Да и клиенты могут понять, как будет выглядеть проект в итоге — и совершить виртуальную экскурсию по помещению. С мебелью, элементами дизайна и с точным освещением.

04_hipoly_cgitems.ru.jpg В этом high-poly доме могут жить только high-poly люди

Промышленный дизайн и разработка товаров

Hi-poly моделирование применяется при создании виртуальных прототипов различных объектов, от бытовой электроники до промышленного оборудования. Это позволяет дизайнерам изучать форму, функциональность и эргономику своих товаров, прежде чем приступить к этапу физического производства.

Реклама и маркетинг

Также hi-poly моделирование помогает создавать высококачественные и привлекательные рекламные материалы и презентации. Детализированные 3D-модели продуктов могут быть использованы для создания запоминающихся рекламных кампаний, позволяющих привлечь внимание потребителей.

05_hipoly_cgitems.ru.jpg На 90% подобных рекламных фотографий не сам рекламируемый предмет, а его точнейшая 3D-копия

Скульптура и искусство

От бытовых товаров до произведений искусства в мире моделирования один шаг. Hi-poly позволяет художникам и скульпторам создавать сложные и детализированные модели для дальнейшего использования при работе над художественными произведениями. Такие модели могут быть использованы в качестве основы для физической реализации или отливки в различных материалах.

Медицинские и научные исследования

Здесь hi-poly моделирование применяется для создания детализированных моделей органов, тканей и костей. Это важно и для обучения студентов, и для проведения медицинских исследований — например, планирования хирургических вмешательств или создания протезов.

06_hipoly_cgitems.ru.jpg Если раньне обучались на пластмассовых моделях, а еще раньше - на настоящих органах, то теперь можно изучать малейшие сосуды одним кликом мышки

Образование

Из предыдущего пункта логически следует, что hi-poly моделирование широко используется в образовательных целях для создания интерактивных и учебных материалов — в различных областях, от авиации до хирургии. Студенты могут взаимодействовать с реалистичными моделями объектов, позволяющими более глубоко понять предмет и улучшить усвоение материала.

Вы, наверное, хотите спросить — а где геймдев? Ведь так много ААА-игр с высшей степени реалистичной графикой — почему мы не упомянули hi-poly моделирование там?

Дело в том, что играх в финальной версии проекта hi-poly не появляется, то есть в "чистом виде" мы его не наблюдаем. High poly модели используются лишь на определенном этапе.

Но все по порядку.

У hi-poly есть недостатки — даже НЕДОСТАТИЩА — которые ставят под вопрос повсеместное использование такого вроде бы замечательного во всех отношениях моделлинга. Это:

Высокие требования к ресурсам

Hi-poly модели содержат больше полигонов и вершин, что требует больше памяти и производительности для их отображения и обработки. То есть это дорого. Очень дорого. В геймдеве использовать такие модели просто нерентабельно — во-первых, дорогая разработка, а во-вторых, требования к игровому железу будут просто невероятные — и простые пользователи не потянут такие расходы.

Увеличенное время разработки

Создание hi-poly моделей занимает больше времени и ресурсов, что замедляет процесс разработки проекта и дополнительно увеличивает затраты на производство. Крупные кинокомпании или студии разработки игр, конечно, могут закладывать все это в бюджет и график, но далеко не всем доступна подобная роскошь. Ну и в случае провала проекта, затраты на hi-poly тем более утянут в финансовую яму.

Проблемы с физикой

Использование hi-poly моделей имеет риск проблем с физическим взаимодействием объектов, особенно в игровой среде. Большое количество полигонов может привести к неправильным расчетам, что в итоге повлияет на реалистичность и игровой процесс.

Итак, получается, что у нас есть высокополигональные модели с высокой степенью детализации, количество полигонов в которых стремится к миллионам — и есть банальные системные ограничения техники, у которой просто может не быть нужного количества вычислительных ресурсов для обработки и отображения на экране.

Таким образом, за бортом непосредственного использования hi-poly объектов “на экране” оказывается геймдев, а также все, связанное с VR. Тем более, что все игры делаются с прицелом на определенную производительность железа — и заранее имеют ограничения по полигонам.

Например, может так оказаться, что возможности движка, под который делается игра, не потянут больше 5 миллионов полигонов на локацию (и это уже неплохая игра, к слову, это не палка-палка-огуречик). То есть на три десятка елок, десяток пней, двух ежей, россыпь камней, главного героя и его чемодан с барахлом, получается в среднем не так уж и много — и это не считая проработку всякой другой мелочи, из-за которой в локации оказывается около 200 объектов. А если локацией является город или интерьер здания, то это число может приближаться и к тысяче. Так что в итоге может выйти так, что на каждый объект рассчитывается от 20 до 10 000 полигонов. Но детализацию-то хочется!

07_hipoly_cgitems.ru.jpg Можно попробовать посчитать количество полигонов у модели hi-poly и модели low-poly, и прикинуть, сколько времени все это будет обрабатываться

И тут на арену выходит Normal map, благодаря которой можно создать иллюзию высокой детализации поверхности при использовании низкополигональной модели. То есть — компромисс между “красиво, но много” и “мало, но приблизительно”.

Вместо непосредственного использования множества вершин и граней, Normal map позволяет сохранить детали в виде текстуры, которая накладывается на low-poly модель — то есть снижая количество полигонов, что улучшает производительность и использует меньше ресурсов компьютера.

Normal map, hi-poly и low-poly модели участвуют в так называемом процессе запекания.

08_hipoly_cgitems.ru.png Процесс запекания позволяет более-менее усидеть на двух стульях, взяв все лучшее у hi-poly и почти избавиться от его недостатков

Для этого процесса необходимо иметь hi-poly и low-poly модели требуемого объекта. Есть разные варианты последовательности этапов, ведущих к этому: можно имеющуюся hi-poly модель упростить до low-poly, уменьшая детализацию, увеличивая размеры полигонов — а можно сначала создать low-poly модель, а потом, повышая детализацию, довести ее до hi-poly.

Затем, имея на руках эти две модели, и поместив их в одни координаты, высокополигональную модель проецируют на низкополигональную, с помощью такого способа как baking (запекание), создавая тем самым Normal map. Normal map использует информацию о координатах, оказываясь своеобразной разверткой объема — а затем уже эта карта “натягивается” на low-poly, создавая иллюзию деталей и отражения света без необходимости использования сложных геометрических форм.

Такой подход широко используется в игровой индустрии, анимации, визуализации и в других областях. А подробнее о Normal map и процессах, с ней связанными, мы расскажем в следующей статье.

Ваша заявка отправлена!
Если во входящих на почте: нет письма, проверьте папку спам или напишите нам в телеграм