إذا كنت قد استخدمت Blender أو Maya أو أي برنامج ثلاثي الأبعاد آخر مشابه لأي منهما ، فمن المحتمل أنك لاحظت كلمة واحدة غريبة جدًا من بين بقية خياراتك عند إنشاء بدائية ثلاثية الأبعاد: منحنيات NURBS. ما هي NURBS ، ولماذا عليك استخدامها في مشاريعك؟
يمكن استخدام منحنيات NURBS لإنشاء الأساس المثالي لعدد من الموضوعات والمهام والاحتياجات. فبدلاً من السير برفق حول الحواف الصلبة والنقاط الحادة ، تحصل على منحدرات لطيفة وتدرجات ذات شعور عضوي ، كل ذلك بفضل قوة الرياضيات.
ماذا تعني NURBS؟
يرمز NURBS إلى شريحة B المنطقية غير المنتظمة — حيث يرمز الحرف B إلى الأساس. ما هو خدد بالضبط؟
"Spline" هو مجرد مصطلح خيالي يستخدم للدلالة على التجريد بين المشغلين. زاوية خطية 90 درجة ، على سبيل المثال ، يمكن تلخيصها في منحنى مماثل باستخدام النقاط الثلاث التي تتكون منها كمرجع رياضي.
بدلاً من تحديد منحنى يدويًا ، نقطة بنقطة متناهية الصغر ، رسم الخطوط B باستخدام بضع نقاط تحكم بدلاً من ذلك ؛ أقل عدد ممكن من "العقد" أو "المرفقين" التي ستؤدي إلى منحنى من اختيارك.
التقدير الذي يحدث بين نقاط التحكم هذه يسمى الاستيفاء. في جوهرها ، يلتقي موضع ودوران كل مقبض بالمقبض التالي من خلال بروتوكول متوسط ، مما يؤدي إلى منحنى واحد سلس ومستمر لا يأخذ سوى القليل من الكمبيوتر لتفسيره و إعادة البناء.
كل نقطة مقدرة بين نقاطك "الحقيقية" تقع في نفس الخط. يؤدي ضبط أي مقبض إلى تغيير طابع هذه النقاط الوسيطة ، مما يؤدي إلى إنشاء منحنى جديد مع كل حركة.
ماذا عن الجزء العقلاني "غير المنتظم"؟
"غير المنتظم" هي مسألة معلمات المنحنى - أي العلاقة بين مجموعة معلمات الإدخال وقيمة NURBS المخرجة الموجودة عينيًا. في شريحة غير منتظمة بطول الوتر ، لا يلزم بالضرورة أن تكون قيمة المعلمة لأبعد نقطة تحكم وصولاً مساوية لعدد الامتدادات التي يتكون منها المنحنى إجمالاً.
في منحنى غير منتظم ، قد تتأثر بعض أقسام السلسلة المتصلة بالقيم المتطرفة في مكان آخر. قد تضغط هذه الاختلافات المهمة أو تسحب أجزاء أخرى من المنحنى.
سمات كل قيمة معلمة غير موحدة لها علاقة قليلة بالطول الفعلي للمدى الذي تمثله ؛ بهذه الطريقة ، يتم توزيع الانحناء بمزيد من الواقعية مما سيكون عليه في ظل نهج موحد بدقة.
من الناحية العملية ، تتناسب هذه الخصائص مع السطح المنحني الذي سيكون أقل احتمالا لتشويه أو تشويه أي نسيج مطبق عليه. إنها أكثر تعقيدًا من المنحنيات التي تستخدم معلمات موحدة ، لكن هذا التعقيد عادة ما يبرز بشكل إيجابي في منتجك النهائي.
يصف "عقلاني" الطريقة التي يعطي بها منحنى NURBS الأولوية لـ "وزن" التأثير الذي تتمتع به كل نقطة تحكم على طبيعة المنحنى بشكل غير متجانس. على العكس من ذلك ، تتميز شرائح B البسيطة بتوزيع متجانس تمامًا للتأثير بين كل نقطة تحكم متسلسلة. عندما يكون هذا هو الحال ، فإن إنشاء أشكال مكافئ يصبح مستحيلاً.
متعلق ب: كيفية استخدام التحرير النسبي في الخلاط
ما هي منحنيات NURBS المستخدمة؟
تُستخدم NURBS في النمذجة ثلاثية الأبعاد لإنشاء منحنيات وأسطح منحنية.
كلما احتجت إلى إنشاء شكل منحني فريد أو غير عادي بسرعة ، دون القلق بشأن نحته بشق الأنفس عن طريق الهندسة المضلعة الخالصة وحدها ، فإن منحنيات NURBS اجعل متابعة أي مثال أمرًا سهلاً. أي وقت تقوم فيه بنمذجة شيء سلس أو متدرج بمهارة هو الوقت المثالي لالتقاط منحنى NURBS أو اثنين.
في بعض الأحيان ، سيكون من الأفضل البدء من المربع الأول بمنحنى NURBS واحد. في أوقات أخرى ، يمكن استخدام أسطح NURBS لتغطية المزيد من الأرض بشكل أسرع. ماهو الفرق؟ كل هذا يتوقف على الطريقة التي تخطط بها للتعامل مع النموذج ثلاثي الأبعاد الخاص بك.
منحنيات NURBS في النمذجة ثلاثية الأبعاد
يمنحك استخدام منحنى NURBS قدرًا كبيرًا من التحكم في شكل سطح النموذج ثلاثي الأبعاد الخاص بك. يمكن تعديلها بنفس الطرق التي بدائل متعددة الأضلاع can ، مع ميزة إضافية تتمثل في وظيفة تجانس أكثر تسامحًا بين كل نقطة تحكم.
تعد منحنيات NURBS الخيار المثالي ثلاثي الأبعاد للاختيار من بينها عندما تقوم بإنشاء شيء مثل إناء أو أي كائن آخر مغزول بشكل متماثل. تسمح لك العديد من برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد بملء الفجوة بين منحنيات NURBS المتعددة من أجل العثور على سطح NURBS الذي يقع بشكل طبيعي بين الجسمين المنحنيين.
في Autodesk Maya ، يسمى هذا الإجراء Lofting. في Blender ، يمكنك القيام بذلك باستخدام أمر Fill.
أسطح NURBS في النمذجة ثلاثية الأبعاد
يتم إنشاء أسطح NURBS عندما ينبثق منحنى NURBS أو عندما ينضم اثنان أو أكثر إلى بعضهما البعض عبر المساحة ثلاثية الأبعاد المتداخلة بينهما. يمكن استخدام "تصحيحات" NURBS هذه لبناء نموذج ثلاثي الأبعاد مجزأ. يمكن استخدامها أيضًا لتكملة العناصر متعددة الأضلاع في نموذج ثلاثي الأبعاد عادي.
كيف يتم العثور على سطح NURBS وحسابه؟ المسافة الخطية بين كل نقطة تحكم تسمى isoparm ، مقسمة إلى طولين متجهين لقيمة ثابتة على طول إما المحور X أو Y.
كل isoparm بمثابة الدعم الأساسي لسطح NURBS المشتق منه - القيمة التي يتم العثور عليها عندما يتم أخذ كل من المكون X والمكون Y في الاعتبار مع بعضهما البعض يسمى "span" بين معهم. كلما زاد عدد الامتدادات التي يتطلبها سطح NURBS الخاص بك ، زادت تفاصيل السطح المنحني الخاص بك.
متعلق ب: كيفية استخدام قلم الشحوم في الخلاط
عندما لا تستخدم منحنيات وأسطح NURBS
نظرًا لأنها أكثر تعقيدًا من الخطوط المستقيمة والمضلعات تمامًا ، فإن منحنيات NURBS عادةً ما تكون محجوزة لأي سياق تكون فيه سيتم عرض النموذج ثلاثي الأبعاد مسبقًا للاستهلاك - تُعد صور CGI المقدمة والرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد مجالين من مجالات الفن الرقمي حيث يمكن استخدام NURBS مع تخلى.
نماذج التصميم الصناعي والمحتوى العلمي والتعليمي وتطبيقات أخرى بشكل عام تعد المنطقة المجاورة كلها فرصًا رائعة لاستخدام منحنيات NURBS إذا كانت لديك فرصة لخبز كل شيء من قبل توزيع. خلاف ذلك ، قد تحتاج إلى استخدام شيء أقل تطلبًا على نظامك (ونظام جمهورك أيضًا).
مع أشياء مثل ألعاب الفيديو ، قد تشكل منحنيات وأسطح NURBS شيئًا من التحدي الفني. لحسن الحظ ، عادة ما يكون من السهل جدًا ترجمة أي منحنى أو سطح NURBS إلى ترتيب مشابه لهندسة المضلع. عند الوقوع بين دقة منحنى NURBS وسهولة عرض البساطة متعددة الأضلاع الأولية ، فهذه طريقة واحدة لتسخير أفضل ما يقدمه كلاهما.
متعلق ب: ورقة الغش الخاصة باختصارات لوحة المفاتيح Essential Blender 3.0
NURBS في النمذجة ثلاثية الأبعاد: سريع وسلس وعملي
قد لا تكون منحنيات مثالية ، لكن منحنيات NURBS مفيدة بشكل لا يصدق لعدد من الأسباب. في المرة القادمة التي يكون لديك فيها خطة لنموذج ولا توجد طريقة للوصول إلى هناك ، نوصي بإعطاء NURBS تجربة الكلية.
تسمح لك خرائط الأشعة فوق البنفسجية بتركيب كائناتك ثلاثية الأبعاد بدقة. سنوضح لك كيفية العمل مع الأشعة فوق البنفسجية في Blender.
اقرأ التالي
- خلاق
- شرح التكنولوجيا
- 3D النمذجة
- تصميم غرافيك
- العبقري غريب الأطوار
كاتب وفنان ومحب للتكنولوجيا.
اشترك في نشرتنا الإخبارية
انضم إلى النشرة الإخبارية لدينا للحصول على نصائح تقنية ومراجعات وكتب إلكترونية مجانية وصفقات حصرية!
انقر هنا للاشتراك