[ 3D 모델링 기초 ] 하이 폴리곤 & 로우 폴리곤 / Topology & Retopology

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ 3D 모델링 기초 ] 하이 폴리곤 & 로우 폴리곤 모델링

 

 

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∇ 하이 폴리곤 & 로우 폴리곤 모델링

 

목차
   1. 하이폴리와 로우폴리의 정의
   2. 하이폴리와 로우폴리의 차이, 장단점
   3. 하이폴리와 로우폴리의 사용 용도.
   4. 하이폴리에서 로우폴리오 최적하하는 방법
   5. 토폴로지와 리토폴로지의 정의
   6. 리토폴로지 하는 방법 정리.

 

 

 

 

 

 

 

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1. 하이폴리와 로우폴리의 정의.

 

          √ 하이폴리(High Poly)

               : 하이폴리는 높은 해상도의 3D 모델을 의미합니다.

                 일반적으로 수십만에서 수백만 개의 폴리곤으로 구성되며, 극도로 세밀한 디테일을 표현할 수 있습니다.

• 폴리곤 수: 보통 100,000개 이상
• 파일 크기: 대략 50MB ~ 수백 MB (텍스처 제외)
• 메모리 사용량: 렌더링 시 수 GB 이상 소요 가능

 

          √ 로우폴리(Low Poly)

               : 로우폴리는 최적화된 낮은 해상도의 3D 모델을 말합니다.

                 보통 수백에서 수만 개의 폴리곤으로 이루어져 있으며, 효율적인 형태를 가집니다.

• 폴리곤 수: 보통 500 ~ 20,000개 사이
• 파일 크기: 대략 1MB ~ 10MB (텍스처 제외)
• 메모리 사용량: 실시간 렌더링 시 수십 MB 이하

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2. 하이폴리와 로우폴리의 차이, 장단점

√ 차이점

 

1. 폴리곤 수
   • 하이폴리: 수십만 ~ 수백만 개
   • 로우폴리: 수백 ~ 수만 개
2. 디테일 표현
   • 하이폴리: 미세한 주름, 질감까지 표현 가능
   • 로우폴리: 주요 형태와 특징만 표현
3. 렌더링 시간
   • 하이폴리: 수 시간 ~ 수일 소요 가능
   • 로우폴리: 실시간 ~ 수분 이내
4. 애니메이션 적합성
   • 하이폴리: 복잡한 변형에 취약, 리깅 어려움
   • 로우폴리: 효율적인 리깅과 애니메이션 가능

 

 √ 장단점

 

 

 √ 하이폴리 

 

장점:

• 극도로 세밀한 디테일 표현 가능
• 사실적인 렌더링 결과물
• 조각 작업에 적합

단점:

• 높은 하드웨어 요구사항
• 긴 렌더링 시간
• 대용량 파일로 관리 어려움

 

 

 √ 로우 폴리 

 

장점:

• 빠른 렌더링 속도
• 낮은 하드웨어 요구사항
• 효율적인 UV 매핑과 텍스처링
• 애니메이션과 실시간 렌더링에 적합

단점:

• 제한된 디테일 표현
• 근접 샷에서 각진 형태 노출
• 복잡한 형태 표현의 한계

 

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3. 하이폴리와 로우폴리의 사용 용도.

     √ 하이폴리 사용 용도

1. 영화 VFX
   • 예: 영화 '아바타'의 Na'vi 캐릭터 (수백만 폴리곤)
2. 고해상도 렌더링 이미지
   • 예: 제품 카탈로그용 3D 렌더링
3. 3D 프린팅
   • 예: 정밀한 의료용 보철물 제작
4. 디지털 조각
   • 예: ZBrush를 이용한 캐릭터 디테일 작업
5. 건축 시각화
   • 예: 초고층 빌딩의 정밀한 외관 모델링

 

 

 

 

 

     √ 로우폴리 사용 용도

1. 비디오 게임
   • 예: 'Fortnite'의 캐릭터 모델 (약 15,000 ~ 30,000 폴리곤)
2. 모바일 앱
   • 예: AR 가구 배치 앱의 가구 모델
3. 실시간 렌더링 (AR/VR)
   • 예: VR 교육 시뮬레이션의 환경 모델
4. 웹 기반 3D 뷰어
   • 예: 온라인 쇼핑몰의 제품 3D 뷰어
5. 게임 엔진 기반 애니메이션
   • 예: Unreal Engine으로 제작된 애니메이션 시리즈

 

 

 

 

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4. 하이폴리에서 로우폴리로 최적화하는 방법.

1. 데시메이션(Decimation)
   • Blender의 Decimate 모디파이어 사용
     1. 모델 선택 후 Modifier 탭에서 Decimate 추가
     2. Ratio를 조절하여 폴리곤 수 감소 (예: 0.1 = 90% 감소)
     3. Planar 옵션으로 평면 영역 최적화
   • 장점: 빠른 최적화 가능
   • 단점: 토폴로지 품질 저하 가능성
2. 리토폴로지(Retopology)
   • 수동으로 새로운 로우폴리 메시 생성
     1. 하이폴리 모델 위에 새 오브젝트 생성
     2. Snap to Face 옵션 활성화
     3. 주요 형태를 따라 새 폴리곤 생성
   • 장점: 최적의 토폴로지 구현 가능
   • 단점: 시간 소요가 큼
3. 노말 맵핑(Normal Mapping)
   • 하이폴리 디테일을 텍스처로 변환
     1. 로우폴리 모델에 UV 맵 생성
     2. Bake 설정에서 Normal 선택
     3. 하이폴리와 로우폴리 모델 선택 후 Bake
   • 장점: 적은 폴리곤으로 높은 디테일 표현
   • 단점: 실루엣 디테일은 표현 불가
4. LOD(Level of Detail) 시스템 구현
   • 여러 단계의 해상도 모델 준비
     1. 원본 모델에서 3-4단계의 LOD 모델 생성
     2. 각 LOD 단계마다 폴리곤 수 50-75% 감소
     3. 게임 엔진에서 거리에 따른 LOD 전환 설정
   • 장점: 렌더링 성능 최적화
   • 단점: 여러 버전의 모델 관리 필요

 

 

 

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5. 토폴로지와 리토폴로지의 정의.

     √ 토폴로지 [ Topology ]

3D 모델 표면의 폴리곤 구조와 배열을 의미합니다.

 

좋은 토폴로지의 특징:

1. 대부분 쿼드(4각형) 폴리곤으로 구성
2. 에지 루프가 모델의 주요 특징을 따라 흐름
3. 폴로(Pole, 5개 이상의 에지가 만나는 점)의 최소화
4. 균일한 폴리곤 밀도

 

     √ 리토폴로지 [ ReTopology ]

기존 모델의 토폴로지를 개선하거나 재구성하는 과정입니다.

 

목적:

1. 애니메이션에 적합한 토폴로지 구현
2. 효율적인 UV 매핑을 위한 구조 생성
3. 폴리곤 수 최적화
4. 서브디비전 서페이스에 적합한 구조 생성

 

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6. 리토폴로지 하는 방법.

 

1. 준비 단계
   • 하이폴리 모델을 참조 객체로 설정
     • Object > Set as > Reference 선택
   • 새로운 메시 객체 생성
     • Add > Mesh > Plane
2. 스냅 설정
   • Face Snapping 활성화
     • Snap to > Face 선택
   • Project Individual Elements 옵션 켜기
     • 더 정확한 표면 스냅을 위해
3. 주요 형태 잡기
   • 주요 에지 루프 생성
     • Extrude (E) 사용하여 주요 형태 따라가기
   • 모델의 실루엣과 주요 특징 따라가기
     • 얼굴의 경우: 눈, 코, 입 주변 루프 우선 생성
4. 디테일 추가
   • 필요한 영역에 폴리곤 추가
     • Loop Cut (Ctrl + R) 사용
   • 균일한 폴리곤 분포 유지
     • 고르지 않은 영역은 Subdivide 사용
5. 최적화
   • 불필요한 버텍스 제거
     • Merge Vertices (Alt + M) 사용
   • N-gon 해결 (주로 삼각형이나 사각형으로)
     • Triangulate 또는 Tris to Quads 사용
6. UV 매핑
   • 새로 만든 로우폴리 모델의 UV 전개
     • U 키 > Smart UV Project
   • 텍스처 공간 효율적으로 사용
     • Pack Islands 사용하여 UV 공간 최적화
7. 노말 맵 베이킹
   • 하이폴리 디테일을 로우폴리 UV에 베이킹
     • Bake 설정에서 Normal 선택
   • 노말 맵으로 디테일 보존
     • Bake Distance 조절로 디테일 정도 제어
8. 추가 팁
   • Symmetry 활용: X-Mirror 옵션으로 대칭 작업
   • RetopoFlow 애드온 사용: 더 효율적인 리토폴로지 가능
   • Shrinkwrap 모디파이어: 로우폴리 모델을 하이폴리에 밀착