低多边形

低多边形(英语: Low Poly)是一个建立在多边形网格和3D计算机图形之上，且具有数量相对较少的多边形。低多边形网格常常在实时应用程序（例如游戏）中出现，与同一时代的动画电影和特效中的高多边形（使用了大量的多边形的图形）网格形成对比。低多边形有着技术和描述性的意义；网格中的多边形数量的多少是影响程序性能的一个重要因素，但有的时候使用低多边形生成的图形的外观并没有那么好。 ^[1]

根据现代标准，组成这个海豚的网格属于低多边形

网格的必要性

多边形网格是模拟 3D 对象以供计算机显示的主要方法之一。理论上，多边形可以有任意数量的边，但通常会将其分解为小的三角形进行显示。一般来说，网格中的三角形越多，显示的对象越细腻，但显示设备的计算量也越大。为了减少渲染时间（即增加帧速率），可以通过使用低多边形网格来减少场景中的三角形数量。 ^[2]

使用计算机图形技术（例如法线贴图和凹凸贴图）可以使用更加丰富的细节来使图像看起来更加细腻。它们的原理是通过改变多边形的阴影，添加不在网格中的内部细节。^[3]

多边形预算

 

给网格添加更多细节，使低多边形（使用500个三角形）的网格添加细节的法线贴图示例

游戏引擎或渲染方法与所用计算机的组合确定了创建多边形的预算，使它可以在可接受的帧速率中渲染出现在场景中的多边形数量。因此，低多边形网格的使用主要限于计算机游戏和必须实时操纵 3D 对象的软件，因为这些使用场景所用到的一般是处理能力较低的个人计算机或游戏控制台，低多边形用于保持这些场景中的设备的帧速率。 ^[4]例如，用于电影或静止图像的计算机生成图像具有更高的多边形预算，因为不需要进行实时渲染，所以这将需要更高的帧速率。此外，在这些情况下，计算机处理能力通常不受限制，通常使用大型计算机网络或所谓的渲染农场。尽管涉及巨大的计算机能力，但创建每一帧都可能需要数小时。这种差异的一个常见例子是电脑游戏中的全动态视频序列，因为它们可以预渲染，看起来比游戏本身更流畅。 

审美

 

由 220 个多边形组成的 3D 模型

被称为低多边形的模型通常看起来块状且简单，同时仍保持它们所要表示的基本形状。随着计算机图形技术愈发强大，渲染低多边形图形的计算成本越来越低。一些艺术家将低多边形数量产生的低细节用作美学而非优化技术。 ^[5]由于低多边形相比传统渲染而言不但具有创建速度更快、成本更低的特点，而且具有一种特殊的美学观点，它们经常被独立开发者使用。此外，低多边形还多用于有有关怀旧的元素。它们经常用于实现某种复古风格，作为 2 维像素艺术的 3 维模拟。 

历史

作为相对艺术的低多边形

没有定义低多边形网格的阈值；低多边形始终是一个相对术语，取决于（除其他因素外）： 

• 网格的设计时间和硬件
• 最终网格所需的细节保留程度
• 物体的形状和属性

随着计算能力不可避免地增加，可以使用的多边形数量也增加了。例如，今天的超级马里奥 64被认为是低多边形，但在 1996 年发布时被认为是一项惊人的成就。同样，在 2018 年，在场景背景的叶子上使用数百个多边形将被视为高多边形，但在主角上使用这么多多边形将被视为低多边形。这样，对象的重要性与其图形质量之间就存在相对性。其他的对象（例如非玩家角色）通常比不太重要的对象包含更多的细节，这些对象通常很小或位于背景中，例如树木和草叶。当低多边形被用作一种有意的美学风格时，这种相对主义就被完全颠覆了：每个对象都共享少量多边形带来的简单性，从而使重要特征和不重要特征之间的区别变得不那么清晰。 

 

低多边形的例子

作为一种审美风格的出现

2013 年底，当内容创作者开始重新定义高、低多边形的差异时，低多边形图形作为一种特定风格出现。像 Timothy J. Reynolds 这样的创作者并不认为使用很少的多边形是判定低多边形的决定性因素，而侧重于较少的多边形能否加强对基本艺术元素（如形式、照明和纹理）。 ^[6]这种风格的出现有点类似于早期的艺术运动，像保罗塞尚这样的艺术家试图将物体分解成几何形状。低多边形风格旨在强调世界可以由形状组合来表示的想法，这使其成为一种有意模糊的自我的意识风格。 

在电子游戏和其他媒体中的流行

尽管低多边形在艺术界有其一定的地位，但它在视频游戏行业的使用更为显著，因为它达到了减少开发时间和赋予游戏独特审美风格的双重目的。游戏平台Steam上第一个带有“低多边形”标签的游戏在2013年 9月发布，它是Mirror Moon EP，一个大量使用了低多边形风格的太空主题探索游戏。 2014 年，Richard Whitelock 发表了Into this Wylde Abyss ，这是一款以生存故事为线索和导向的生存游戏，它具有与现代低多边形风格相似的艺术风格。自那时起，低多边形的流派被迅速扩大。自2014 年到 2018 年，Steam 上发布了 244 款带有低多边形标签的游戏。其中包括着一些著名的游戏，比如Superhot 、 Necropolis和Grow Up 。

物理引擎中的低多边形网格

物理引擎为低多边形网格提供了新的角色。更简单的网格允许在不需要额外细节的情况下较为简单的碰撞检测计算。

参见条目

• 多边形（计算机图形学）
• 各向异性过滤
• 凹凸贴图
• 法线映射
• 纽布斯
• 精灵
• 体素

参考文献

 

1. Dariush Derakhshani, Randi Lorene Munn. Introducing 3ds Max 2008. John Wiley and Sons. 2008: 240 [12 July 2011]. （原始内容于2022-04-13）. 
2. Autodesk. Autodesk 3ds Max 9 essentials. Focal Press. 2006: 190 [18 July 2011]. （原始内容于2022-01-07）. 
3. Thompson, Jim; Berbank-Green, Barnaby; Cusworth, Nic. Game design course: principles, practice, and techniques. John Wiley and Sons. 2007: 144 [16 July 2015]. （原始内容于2022-05-11）. 
4. C. Finney, Kenneth. 3D game programming all in one. Cengage Learning. 2004: 415–416 [18 July 2011]. 
5. Low Poly Art - Notes on Design. Sessions College. 2015-01-15 [2018-11-29]. （原始内容于2022-06-27） （美国英语）. 
6. It's the Polygons You Don't See, The Low Poly Art of Timothy J. Reynolds. Lesterbanks. 2014-03-05 [2019-05-09]. （原始内容于2022-07-01） （美国英语）.