なぜクワッドは映画制作で使用され、三角形はゲームで使用されるのですか？

映画学校では、3Dモデリングのクラスで、映画のモデルを作成するときに、4つのエッジのあるポリゴンのトポロジを維持するように言われました。エッジ/頂点が4つより多い、または少ないポリゴンは不良と見なされ、回避する必要があります。一方、同じモデルがゲームで使用されている場合は、三角測量されます。

私は3Dモデリングを専攻していませんが、問題はまだ私の頭の中にあります。ゲームで3エッジポリゴンが使用されるのはなぜですか？レンダリングは速くなりますか？それでは、なぜそれがフィルムのレンダリングに使用されないのでしょうか？

3Dモデリングの場合、四角形を選択する一般的な理由は、サブディビジョンサーフェスアルゴリズムが四角形でうまく機能するためです。メッシュが細分割されている場合、三角形が結果のサーフェスの曲率に問題を引き起こす可能性があります。例として、次の2つのボックスを見てください。

左側はすべてクワッドです。右のものは全体的な形状は同じですが、1つの角が四角形ではなく三角形でできています。

ボックスが細分化されるとどうなるか見てみましょう：

違う、そう？エッジループが左側のボックスでほぼ等距離になっていたところから、右側でより複雑でつまんで引き伸ばされた配置に変わったことに注意してください。次に、ワイヤーフレームをオフにして、ワイヤーフレームがどのように点灯するかを確認します。

右のボックスのハイライトで奇妙なつまみを見ますか？乱雑な細分化が原因です。これは非常に害のないケースですが、サブディビジョンレベルが高い（通常はフィルムで使用するような）より複雑なメッシュを使用すると、めちゃくちゃに見える結果を得ることができます。

ゲームアセットを作成するときにもこれらすべてが当てはまりますが、細分化を計画している場合でも、主な違いは、分割が前もって行われることです。三角形に変換します。これは、グラフィックハードウェアが話すためです（上記のコメントで述べたように、計算が容易になるためです）。

@Noah Witherspoonと同じように、三角形のサブディビジョンはクワッドのサブディビジョンと同様に機能しないと述べています。ただし、最初は三角形をまったく分割できませんでした。しかし、彼はそれが事実である理由を本当に説明していません。これは有用な情報であり、クワッドが推奨される理由とその使用方法を説明しています。

まず、三角形が多くのスキームで3つの四角形に細分されることを確認します。これですべてがクワッドメッシュになったので、サブディビジョンをすべてクワッドに維持すること自体は必須ではありません。4面だけではなく、より深い理由が必要です。

画像1：三角形を3つの四角形に分割できます

その理由は、エッジループと呼ばれるものになっています。モデリングを行う人は、サブディビジョンが最終的な形状になるため、サブディビジョンがどのように発生するかを予測する必要があります。残念ながら、人間はプリミティブエッジのエッジに沿ってオブジェクトの形状を解読するのが本当に上手です。形状を連続したマルチエッジの長いループに定式化することにより、サブディビジョン後、さらに重要なことにはボーンなどによる変形後の形状を予測することができます。

三角形はループを終了する厄介な方法を持っているので、その形状の内外で形状がどうなるかはわかりません。したがって、細分割されたメッシュは制御不能な動作をする傾向があり、望ましくない隆起を引き起こします。注：これが起こらないように三角形を細分割することは可能です。三角形を操作するのはより難しく、四角形を操作することは当時はよく知られていました。

今、これは実際には元の理由ではありませんが、それはラウンドアバウトで起こっただけです。パラメトリックプリミティブとして使用した幾何学的パッチが正方形であるという本来の理由。線をサーフェスに延長すると、押し出すだけで自然に正方形になります。三角形があると、1つのエッジが縮退し、特異点になります。ただし、サブディビジョンサーフェスはスプラインパッチの一般的なケースにすぎないことがわかるため、これはサブディバイディングの理由と非常に関連しています。

画像2：元のパラメトリックサーフェスは曲線の延長であり、任意のメッシュではなく、これらの形状は当然正方形になる傾向があります。

私がほとんどの人が忘れているのを見る1つのことは、それが速度ではなく品質についてである映画を作ることです。これが原因で、映画制作はオフラインレンダリングに関心を寄せています。ビデオゲームと同様に、すべてリアルタイムであり、パフォーマンスよりもパフォーマンス/速度の方がはるかに重要です。

したがって、ビデオゲームの場合、人々は実物の外観を「近似」または「偽造」するための最良の方法を見つけようとします。さまざまな計算と速度の三角形になると、三角形はポリゴンよりもはるかに簡単です。3つのポイントすべてが同一平面上にあり、交差やその他の計算を簡素化するため、@ ratchet freakと同様です。これが、三角形がビデオゲームで使用される主な理由の1つです。

ただし、フィルムの作成では、1つのフレームのレンダリングに数時間または数日かかる場合があるため、速度はそれほど問題ではありません。ノアの言ったことは正しいです。私はこの観点も共有したいと思っています。