Grafika komputerowa - laboratorium. Ćwiczenie 2. Podstawy modelowania w Blenderze. Instrukcja Laboratoryjna

Transkrypt

1 Grafika komputerowa - laboratorium Instrukcja Laboratoryjna Człowiek - najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2 2 SPIS TREŚCI. Wprowadzenie. 3 Cel ćwiczenia. 3 Informacje podstawowe. 3 Podstawowe pojęcia... 3 Narzędzia do obróbki siatki.. 4 Vertices 5 Edges 6 Faces. 7 Normals... 8 Edycja proporcjonalna Grupy wierzchołków.. 10 Krzywe Modyfikatory. 11 Podstawowe wiadomości dotyczące tworzenia materiałów. 13 Zastosowanie Texture Buttons Ciekawostki Przebieg ćwiczenia... 18

3 Wprowadzenie. Blender jest aplikacją posiadającą pokaźną użytecznych narzędzi do prowadzenia operacji na siatkach obiektów oraz na krzywych. Asortyment ten z wersji na wersję staje się coraz szerszy, a dotychczas występujące błędy są poprawiane. Ponadto każdy użytkownik, korzystając z możliwości pisania skryptów, stworzyć własne narzędzie dostosowane do jego potrzeb. Cel ćwiczenia. Celem tego ćwiczenia jest przyswojenie umiejętności posługiwania się aplikacją Blender w celu tworzenia prostych trójwymiarowych modeli. Omówiona zostanie technika Subdivision Modelling. Podstawowe pojęcia. Informacje podstawowe. Po niezbyt ciekawej lekcji interfejsu zabierzemy się za rzeczy dużo bardziej interesujące, mianowicie za podstawy modelowania w potężnym narzędziu, jakim jest Blender. Ponieważ opanowaliśmy już pewne praktyczne i teoretyczne podstawy, dalsza nauka powinna być już dużo prostsza i przyjemniejsza. Na początek warto jednak wprowadzić pewne podstawowe pojęcia, które pomogą zrozumieć zasady działania narzędzi modelowania, które omówię wkrótce. Sześcian, płaszczyzna, czy nawet walec, bądź sfera, to praktyczne bryły w zastosowaniach inżynierskich. Ze względu na swoją prostotę zostały one nazwane Primitives, i bez odpowiednich narzędzi są warte tyle, co bryła marmuru w rękach laika. Nie uda nam się bowiem z takich brył złożyć drzewa, zwierzęcia, czy człowieka, bo model na pewno wyjdzie niezwykle kanciasty. Takie bryły wystarczą jednak do stworzenia dosyć prostych elementów sceny, takich jak latarnie uliczne, rury, kawałek muru, więc nie warto zupełnie ich dyskredytować. Aby uczynić z Primitives coś więcej, przydaje się technika Subdivision Modelling. Jest to technika polegająca na dzieleniu bryły w obrębie jej siatki po to, by uzyskać więcej wierzchołków, krawędzi, czy ścian, którymi możemy manipulować. Dzięki temu model może być bardziej szczegółowy i gładszy, a co ciekawe, z sześcianu możemy nawet uzyskać idealną kulę (taką z Vertexów, nie wektorową!). 3

4 4 Sześcian dzielony i wygładzany może stad się sferą. Aby dobrze wyrzeźbić obiekt, musimy dobrze znać jego geometrię. Nie jest to bardzo odkrywcze stwierdzenie, jednak często uświadamiamy sobie tę bolesną prawdę, gdy źle zaplanujemy naszą siatkę. Dobrze zaplanowana siatka obiektu, to taka, która w kluczowych dla sylwetki przedmiotu miejscach posiada odpowiednio zorganizowane wierzchołki i krawędzie. Te drugie organizują się w struktury zwane Edge Loops. Edge Loops to pierścienie tworzone przez krawędzie tworzące sylwetkę obiektu. Używając słowa pierścień nie mam na myśli jedynie okręgów czy elips, ale każdy zamknięty kształt tworzony przez krawędzie. Edge Loops pojawiają się także tam, gdzie obiekt posiada wypustki lub zagłębienia (nasady palców u dłoni, oczodół). Podświetlone krawędzie tworzą Edge Loop y, które nadają oczodołowi regularny, gładki kształt, gdyż wprowadzają ład w jego geometrii. Narzędzia do obróbki siatki. Aby móc cokolwiek zrobić z bryłą, nieodzowne jest włączenie trybu edycji. Podstawowym zabiegiem prowadzącym do zdeformowania bryły jest zaznaczenie odpowiednich wierzchołków i przemieszczanie ich z miejsca na miejsce. Zaznaczone wierzchołki mogą być przesuwane, obracane i skalowane dokładnie tak, jak obiekty z poprzedniego ćwiczenia. Na belce viewport u znajduje się menu przyciskami mówiącymi, czy

5 zaznaczamy wierzchołki, krawędzie czy też ściany. Ostatni przycisk, gdy jest wyłączony, czyni ściany półprzezroczystymi. Aby skomplikować Fragment pływającego geometrię sześcianu, należy menu, w którym posłużyć się narzędziami znajdziemy funkcje Subdivide, Extrude i Spin. Subdivide i Extrude. Pierwsze z Aby użyd tej ostatniej, w nich znajduje się w oknie polu Degr zadajemy kat Buttons Window, oraz w menu obrotu, w polu Steps liczbę dostępnym pod klawiszem W i występuje w trzech odmianach: boków uzyskanego "łuku", kierunek działania zwykłej, która dzieli przyciskiem Clockwise. zaznaczone krawędzie na połowy (zaznaczona ściana czworokątna podzieli się na cztery mniejsze ściany), Subdivide Multi, która dzieli krawędź określoną przez użytkownika ilość razy, oraz Subdivide Smooth, która oprócz dokonania zwykłego podziału wygładza model. Funkcja Extrude powoduje zduplikowanie zaznaczenia i połączenie jego granic z oryginałem. 5 Ilustracja działania funkcji Extrude na ścianę sześcianu, oraz łuk będący efektem działania funkcji Spin. Możemy ją wywołać używając klawisza E, lub przycisku w Buttons Window. W tym miejscu może się okazać przydatna funkcja Spin, która dokonuje wielokrotnego Extrude a wokół kursora 3D tworząc z zaznaczonych wierzchołków łuki i okręgi. Blok czterech podmenu znajdujących się w zakładce Mesh: Vertices, Edges, Faces i Normals, zawierają wszechstronny zestaw narzędzi ważnych procesie modelowania. Ponieważ warto się z nimi zapoznać, przyjrzyjmy się im po kolei: 1. Vertices. Merge (Alt + M) spaja ze sobą zaznaczone wierzchołki w jeden. Miejsce, w którym powstanie wynikowy wierzchołek wybieramy z pojawiającego się na ekranie menu. Rip (klawisz V) sprawia, że wierzchołek wspólny dla kilku ścian możemy rozerwać tak, by każda z tych ścian miała go tylko dla siebie (może być zaznaczony tylko jeden wierzchołek).

6 Split (klawisz Y) użyty dla wierzchołków nie tworzących ściany spowoduje ich zduplikowanie. Jeśli zaznaczymy przynajmniej ścianę, oderwie się ona od bryły. Separate (klawisz P) ma działanie podobne do Split, jednak zduplikowany/oderwany fragment stanie się nowym obiektem (jego środek będzie w tym samym miejscu, co środek obiektu macierzystego). Smooth ( menu rozwijane klawiszem W) powoduje wygładzenie kątów bryły przy zaznaczonych wierzchołkach. Nadaje bryłom bardziej organiczny kształt. Remove Doubles ( menu rozwijane klawiszem W) działa bardzo podobnie do Merge, ale nie zadaje nam żadnych pytań i łączy ze sobą tylko najbliższe wierzchołki (parametr tej bliskości ustawia się w Buttons Window), jest niezastąpione w procesie zszywania siatki. Make Vertex Parent (Ctrl + P) powoduje, że grupa co najwyżej trzech wierzchołków może stać się rodzicem dla innych zaznaczonych obiektów. Add Hook (Ctrl + H) dodaje obiekt Empty, do którego zamocowana zostaje grupa wierzchołków. Jest to operacja odwrotna do omówionej powyżej, ma dużo więcej zastosowań, zwłaszcza przy animacji, ale nie jest niezastąpiona. 2. Edges Make Edge/Face (klawisz F) występuje również w następnym bloku narzędzi i nie będzie ponownie omawiany. Służy do tworzenia krawędzi między dwoma, bądź ściany między trzema lub czterema wierzchołkami. Bardzo się przydaje do łatania dziur w siatce. Bevel ( menu rozwijane klawiszem W) powoduje kontrolowane przez użytkownika ścięcie ostrych krawędzi. Loop Subdivide (Ctrl + R) dzieli szereg parami równoległych krawędzi tworząc jeden, lub więcej Edge Loop ów (ilość zadawana z klawiatury). Jeżeli dzielimy raz, musimy pozycjonować pętlę, w przeciwnym razie rozkładają się one równomiernie. 6 Funkcja Loop Subdivide pozwoliła na błyskawiczne utworzenie trzech równomiernie rozstawionych Edge Loop'ów, z których będzie wynikad opływowa, eliptyczna sylwetka ryby. Knife Subdivide (Shift + K) umożliwia cięcie bryły za pomocą ruchów myszy imitujących krojenie nożem. Funkcja zadziała tylko na zaznaczonych krawędziach.

7 Mark Seam (menu dostępne pod kombinacją Ctrl + E) podświetla zaznaczone krawędzie. Jeżeli podświetlone krawędzie zamykają jakiś obszar na siatce, to w trybie edycji ścian będzie można ten obszar błyskawicznie zaznaczyć klawiszem L. Niezwykle przydatne podczas teksturowania bryły. Clear Seam czyści zmiany poczynione funkcją Mark Seam, ale tylko na zaznaczonych krawędziach. Mark/Clear Sharp (menu dostępne pod kombinacją Ctrl + E) ma specjalistyczne zastosowanie w modyfikatorze EdgeSplit, o którym będzie mowa później. Adjust Bevel Weight i Crease Subsurf (kombinacje klawiszy Ctrl + Shift +E, oraz Shift + E) uwidaczniają swoje działanie dopiero, gdy zostaną włączone odpowiednie opcje znajdujące się w Buttons Window. Nie jest to jednak nic nadzwyczaj przydatnego, gdyż wizualnie pogrubia zaznaczone krawędzie. Można jednak wykorzystać te opcje do uczynienia siatki bardziej przejrzystą. Rotate Edge CW/CCW (menu dostępne pod kombinacją Ctrl + E) w prosty sposób reorganizuje siatkę poprzez takie obrócenie zaznaczonej krawędzi, by została przyłączona do innej pary wierzchołków.(cw: ClockWise, zgodnie z ruchem wskazówek zegara, CCW: Counter ClockWise, przeciwnie). Edge Slide (menu dostępne pod kombinacją Ctrl + E) umożliwia ruch zaznaczonych krawędzi (muszą stanowić Edge Loop) w płaszczyznach ścian do których te krawędzie przylegają, prostopadle do kierunku, w którym biegnie Edge Loop. Delete Edge Loop (menu dostępne pod klawiszem X) usuwa wybraną pętlę krawędzi tak, by nie zostawić dziury w siatce modelu. Collapse działa dokładnie tak, jak Merge, jednak łączy wierzchołki wyłącznie w centrum zaznaczenia, jest niedostępne przez skrót klawiszowy. 3. Faces Make Face/Edge (klawisz F), jak w przypadku Edges. Fill (kombinacja Shift + F) tworzy ściany w dziurawym modelu. Aby wypełnić lukę, należy zaznaczyć krawędzie ją otaczające. Convert Quads to Tringles i komplementarna do niej Convert Triangles to Quads (kombinacje Ctrl + T i Alt + J) przekształcają ściany czworokątne na parę ścian trójkątnych i odwrotnie. Flip Triangle Edges (kombinacja Ctrl + Shift + F) działa podobnie do Rotate Edge CW/CCW, jednak daje rezultaty tylko dla ścian trójkątnych. Set Smooth/Solid (menu dostępne pod klawiszem W) sprawia, że krawędzie zaznaczonych ścian są rysowane jako gładkie, lub kanciaste, jednak w żadnym 7

8 razie nie wpływa na geometrię bryły. Ponieważ efekty działania tej funkcji są widoczne podczas renderingu, opcja ta staje się bardzo ważna dla osiągnięciu estetycznego efektu finalnego naszej pracy (nie można przecież wyrenderować kanciastej piłki, karoserii samochodu, czy też głowy człowieka!). 4. Normals Recalculate Inside/Outside (kombinacje Ctrl + N, oraz Shift + Ctrl + N) ukierunkowuje wektory normalne wszystkich zaznaczonych ścian do wewnątrz/na zewnątrz Flip (menu dostępne pod klawiszem W) zmienia orientacje wektorów normalnych zaznaczonych ścian na przeciwną. 8 Niezgodnośd wektorów normalnych w sąsiadujących ze sobą ścianach prowadzi do powstawania między nimi nieestetycznych czarnych linii (dzieje tak się tylko wówczas, gdy uruchomimy opcję Set Smooth). Edycja proporcjonalna. Po tym dość ciężkostrawnym obiedzie z czterech dań przychodzi pora na słodki deser, jakim jest Proportional Editing. Idea jego działania opiera się na tym, by poddać obróbce jak największą część skomplikowanej geometrycznie bryły używając jak najprostszego zaznaczenia (nawet pojedynczy wierzchołek, czy krawędź). Aby je uaktywnić klikamy menu oznaczone szarym kółeczkiem i wybieramy opcję On lub Connected (wariant drugi tylko dla siatki spójnej, jednoczęściowej). Kiedy funkcja jest aktywna, zaznaczamy jeden lub kilka wierzchołków i dokonujemy ich transformacji. Okazuje się, że wierzchołki, które nie były zaznaczone, również ulegają przekształceniu, choć w mniejszym stopniu. Wokół centrum zaznaczenia pojawia się szara obwiednia, która informuje na o zasięgu narzędzia. Zasięg ten jest regulowany pokrętłem myszy jedynie podczas dokonywania transformacji i nie odnosi się do zaznaczenia,

9 jako do całości, ale od każdego wierzchołka wchodzącego w skład tego zaznaczenia (wybranie i przekształcenie Edge Loop a może zatem wpłynąć na sąsiednie Edge Loop y). 9 Edycja proporcjonalna umożliwia błyskawiczne nanoszenie poprawek, oraz dokonywanie ciekawych i schludnych deformacji, np.: zamianę cylindra w wazę. Pozycja wierzchołków niezaznaczonych, które uległy transformacji jest obliczana na podstawie formuł zawartych w menu znajdującym się obok przycisku edycji proporcjonalnej. Wszystkie pozycje w tym katalogu są dodatkowo opisane prostym monogramem odzwierciedlającym wygląd bryły po zastosowaniu funkcji. Mamy do czynienia z rozkładami: parabolicznym (Smooth), eliptycznym (Root), sferycznym (Sphere), szpiczastym (Sharp), liniowym (Linear), a nawet losowym (Random), czy stałym (Constant, No Falloff), który traktuje wszystkie wierzchołki w obszarze działania narzędzia tak, jakby były zaznaczone.

10 10 Grupy wierzchołków. W siatce modelu możemy wyodrębnić tzw. Vertex Groups. Są to zbiory wierzchołków, które użytkownik stworzył, by ułatwić sobie odwoływanie się do poszczególnych części modelu, gdy jego geometria się skomplikuje. Vertex Groups powstają Za zarządzanie grupami wierzchołków odpowiadają przyciski z lewej strony panelu. Przycisk New tworzy nową etykietę grupy wierzchołków, które możemy przeglądad w szarym menu pod napisem Vertex Groups. Assign przypisuje zaznaczone wierzchołki do wybranej etykiety, Remove zaś usuwa z niej te niechciane. Przyciski Select/Deselect kierują zaznaczaniem danych grup wierzchołków. Przycisk Delete usuwa etykietę, wierzchołki tracą swoje przyporządkowanie. w wyniku przypisania zaznaczonych wierzchołków do stworzonej wcześniej etykiety. Grupy nie tylko pozwalają uporządkować i przyśpieszyć pracę nad modelem, ale również pełnią kluczową rolę w procesie deformacji modelu podczas tworzenia animacji szkieletowej. Krzywe. Oprócz obiektów typu Mesh występują jeszcze krzywe Beziera i NURBS. Są to obiekty, których kształt jest interpolowany na podstawie pozycji punktów kontrolnych, dzięki czemu są niemal idealnie gładkie. W trybie edycyjnym ujawniaja się różnice między dwoma typami krzywych. Krzywa Beziera jest domyślnie składa się z dwóch punktów kontrolnych, które razem tworzą segment krzywej. Ponadto od tychże punktów odchodzą ruchome drążki, do których krzywa stara się być styczna. Na punkty kontrolne działa funkcja Extrude, zaś segmenty można poddać operacji Subdivide, więc kształt naszej krzywej może być dowolnie skomplikowany. Domyślnie krzywa Beziera jest dwuwymiarowa, jednak możemy to zmienić przy pomoc odpowiedniej opcji położonej w Buttons Window. Aby uzyskać zamkniętą krzywą (dla płaskich krzywych zostanie utworzona powierzchnia), należy uruchomić opcję Toggle Cyclic dostępną pod klawiszem C. Jeśli Krzywa Beziera z transformowanym drążkiem.

11 11 uczynimy z dwóch krzywych jeden obiekt (Ctrl + J), możemy złączyć koniec jednej krzywej z początkiem drugiej zaznaczając odpowiednie punkty kontrolne i zastosować funkcję Make Segment (klawisz F). Krzywe NURBS działają na bardzo podobnej zasadzie, jednak są one obliczane na podstawie łamanej aproksymowanej funkcją wykładniczą. W tym przypadku do kontrolowania pochylenia krzywej nie używamy drążków, ale czynimy to manipulując wagami poszczególnych punktów kontrolnych ( im wyższa waga, ty bliżej tego punktu przebiega krzywa). Jeśli pracujemy nad obiektem złożonym z kilku krzywych o tej samej liczbie segmentów, zaznaczenie ich wszystkich w trybie edycyjnym i zastosowanie funkcji Make Segment spowoduje powstanie powierzchni NURBS (warunek, to struktura co najmniej trzech krzywych będących figurami podobnymi). Po lewej trzy podobne, cykliczne krzywe NURBS. Po połączeniu ich w jeden obiekt i zastosowaniu funkcji Make Segment otrzymamy powierzchnię NURBS pokazaną po prawej. Z krzywych nie tylko modelujemy, ale także używamy ich do deformowania obiektów Mesh, prowadzenia strumienia cząstek (Particles) i uzyskiwania interesujących efektów wizualnych (rośliny pnące, macki zwierząt bezkręgowych). Modyfikatory. Modyfikatory, to szeroko sparametryzowane narzędzia do obróbki siatki modelu. Pojedynczy modyfikator może przeobrazić bryłę na mnóstwo sposobów i dostarczyć rozrywki na wiele godzin. Ich cechą charakterystyczną jest to, że zmieniają bryłę jedynie w sposób wizualny (nie dodają ani nie usuwają w rzeczywisty sposób żadnych wierzchołków) i dodawane kolejno do bryły tworzą listę zwaną stosem modyfikatorów (Modifier Stack). Stos jest strukturą, dzięki której efekty działania modyfikatorów mogą się nakładać w sposób nieprzemienny. Najważniejszy modyfikator znajduje się zawsze na szczycie stosu. Umiejętne korzystanie z tych funkcji pozwala na bardzo szybkie uzyskiwanie atrakcyjnych wizualnie efektów, które są możliwe do wyrenderowania.

12 12 Modyfikatory i ich zadania: Armature: umożliwia deformowanie określonej grupy wierzchołków obiektu przez użycie szkieletu do animacji. Array: niezwykle przydatna do tworzenia modeli o powtarzających się elementach (np.: płot ze sztachetami, skład kolejowy). Bevel: działanie podobne do narzędzia do obróbki krawędzi, działa jednak tylko na płaszczyźnie wizualnej, oferuje szerszy wachlarz efektów. Boolean: operacje logiczne sumy, iloczynu i różnicy na bryłach. W przypadku dwóch ostatnich warto bryłę wycinającą umieścić na innej warstwie. Build: po uruchomieniu animacji bryła zacznie pojawiać się na scenie ściana po ścianie. Cast: przybliża kształt bryły do sfery, walca lub sześcianu. Curve: powoduje zdeformowanie obiektu, bądź grupy jego wierzchołków za pomocą krzywej Beziera. Decimate: wizualnie redukuje liczbę ścian, a ponadto podaje ich ilość. Displace: deformuje siatkę obiektu za pomocą tekstury. Edge Split: wykonuje operację Split (oczywiście tylko wizualnie) tam, gdzie występują ostre kąty między ścianami. Explode: dość efektowny modyfikator, powoduje, że nasza bryła zostaje rozerwana na ściany. Działanie Explode jest możliwe tylko wtedy, gdy umiemy się posługiwać cząstkami (Particles) i utworzymy przynajmniej jedną grupę wierzchołków. Lattice: deformowanie modelu za pomocą specjalnej trójwymiarowej siatki ( Add Lattice). Mask: czyni wybraną grupę wierzchołków (lub wszystko poza nią) niewidzialną. Mesh Deform: podobny do Lattice, można jednak do deformacji użyć dowolnej bryły. Mirror: duplikuje obiekt jako lustrzane odbicie. Particle Instance: odkształca daną bryłę za pomocą cząstek emitowanych przez inną bryłę. ShrinkWrap: ciekawy modyfikator służący do imitowania ubrań bez potrzeby symulowania ruchu tkanin. Powoduje, że nasza bryła odkształca się tak, by jak najlepiej dopasować się do powierzchni innej bryły. Simple Deform: wyginanie, skręcanie i rozciąganie bryły. Smooth: rozszerzona wersja narzędzia o tej samej nazwie. Subsurf: niezwykle przydatny modyfikator dokonujący wielostopniowego Subdivide połączonego z wygładzeniem geometrii bryły. Pozwala nadać bryle piękną, pozbawioną załamań formę, jednak przy maksymalnych ustawieniach (suwak Levels) może kosztować komputer dużo pamięci. Dobra wiadomość jest też taka, że efekt ten możemy zastosować wyłącznie do renderowania (suwak Render Levels) wykorzystując viewport tylko do podglądu. UVProject: projektuje teksturę danego obiektu na inny obiekt.

13 13 Wave: zabawny i efektowny modyfikator powodujący falowanie siatki obiektu (po uruchomieniu animacji kombinacją klawiszy Alt + A). Istnieje kilka bardzo przydatnych stosów, które warto znać: Array + Curve: pozwala na układanie powtarzającego się cyklicznie elementu wzdłuż krzywej i odkształcenie tegoż elementu. Można taki chwyt zastosować do modelowania budynków przypominających Koloseum, wijących się zwierząt i roślin, beczek itp. Odwrotna aranżacja modyfikatorów da nam odkształcony i powielony element o duplikatach ułożonych w linii prostej. Shrinkwrap + Subsurf: jeśli próbujemy zaprojektować ubranie dla postaci, nie musimy modelować kurtki, swetra, czy spodni zbyt dokładnie, gdyż pierwszy modyfikator dopasuje odzienie do ciała, zaś drugi uszczegółowi i wygładzi jego siatkę. Odwrotne ustawienie również może być wykorzystane, jednak takie rozwiązanie pochłonie więcej pamięci (bardziej złożony model). Wielokrotny Array: odpowiednio ustawiając dwa takie modyfikatory możemy używając jednego okna wymodelować całą ścianę wieżowca! Displace + Subsurf: używając zewnętrznego oprogramowania graficznego możemy stworzyć dwuwymiarową mapę terenu (w skali szarości) o niezbyt dużej rozdzielczości, którą pierwszy z modyfikatorów (zastosowany do obiektu Plane wielokrotnie potraktowanego Subdivide em) przekształci we fragment krajobrazu, zaś drugi nada mu łagodną formę. Inna możliwośd wykorzystania stosu Array + Curve. Podstawowe wiadomości dotyczące tworzenia materiałów. Tworzenie podstawowych materiałów nie jest zbyt skomplikowane, jest ponadto dużo łatwiejsze, niż stworzenie prostej, ale sensownej tekstury. Narzędzia odpowiedzialne za ten proces znajdują się w oknie Buttons Window w panelu Shading (klawisz F5).

14 14 Aby dodać nowy materiał używamy przycisku Add New w panelu Shading. Następny w kolejności dobór koloru jest najważniejszym aspektem pracy nad materiałem. Nie jest to jednak bardzo trudne, gdyż Blender oferuje nam zarówno możliwość wykorzystania koloru z palety HSV, użycia suwaków w celu wprowadzenia wcześniej ustalonych współrzędnych koloru, bądź pobrania próbki koloru dowolnego piksela ekranu za pomocą narzędzia zakraplacza. Parametr Specular Color (przycisk Spe) określa kolor połysku materiału. Większość materiałów odbija białe światło, więc można go zmieniać, gdy chce się uzyskać jakiś niecodzienny efekt. Istotny jest jedynie odcień i nasycenie, jeśli jasność koloru będzie zerowa, powierzchnia będzie matowa (nie ma czegoś takiego, jak czarny połysk). Podobnie działa też parametr Mirror Color (przycisk Mir), jednak on dotyczy symulowania lustra, działa jak barwny filtr nałożony na powierzchnię zwierciadła. 1. Pole tekstowe służy do edycji nazwy materiału, zaś kwadratowy przycisk z na lewą (z trójkątami) pozwala rozwinąć listę z dostępnymi, utworzonymi w tym pliku materiałami. Przycisk na prawo (z krzyżykiem) odłącza materiał od obiektu (nie kasuje, dalej jest dostępny do wyboru). 2. Umożliwia tworzenie przezroczystych i półprzezroczystych materiałów. 3. Określa stopień, w którym powierzchnia odbija rozproszone światło. Ustawienie wartości na 1 da pełny kolor powierzchni, zejście do wartości 0 sprawi, że powierzchnia pozostanie czarna niezależnie od tego, jak ostre będzie światło. 4. Jest to połyskliwość materiału, sposób, w jaki powierzchnia odbija światło skupione. Co ciekawe, parametr ten nie zależy od ustawienia Ref. Jeżeli Spec jest równe 0, mamy do czynienia z idealnie matowym materiałem.

15 15 5. Jest blisko związany z powyższym parametrem, określa powierzchnię połysku, przy czym jego wartość jest do tej powierzchni odwrotnie proporcjonalna (wartość 1 jest minimalna, wówczas połysk rozlewa się po całej oświetlonej powierzchni modelu). Zastosowanie Texture Buttons Zestawione powyżej funkcję pozostawiają nam jedynie podstawową kontrolę nad tworzonym materiałem, jednak, na szczęście, nie wyczerpują naszych możliwości. Powierzchnia to nie tylko kolor i połysk, ale także wzór barwny i chropowatość. Te cechy materiału pomoże nam uzyskać podpanel o nieco mylącej nazwie Texture Buttons. Zwykle w grafice 3D przez teksturę rozumiemy sporządzony w zewnętrznej aplikacji dwuwymiarowy obraz, który nałożony na powierzchnię bryły nadaje modelowi realistyczny wygląd poprzez ubarwienie go i może spowodowanie wrażenia przestrzenności tam, gdzie patrzymy na płaską ścianę. W tym jednak przypadku mamy do czynienia z teksturą jako pewnej powtarzającej się okresowo cechy powierzchni. W Texture Buttons możemy ustalać, jakim wzorem będzie pokryta nasz model. Najczęściej jest to szum, który ma sprawić, by bryła nie wyglądała na renderze nienaturalnie gładko. Można powiedzieć, że tekstura w materiale spełnia rolę mapy, według której raytracer nadaje powierzchni modelu pewne cechy nie wynikające ani z budowy siatki, ani nie są związane z podstawową barwą materiału (posługując się takim mapowaniem możemy nawet sterować połyskliwością czy luminescencją pewnych obszarów powierzchni bryły). Na powyższym rysunku nie ma właściwie nic nowego, (1) służy do edycji nazwy tekstury, (2) do wyboru jej rodzaju. Numerem (3) zostały oznaczone kanały, na których możemy umieszczać tekstury (każdy kanał obsługuje tylko jedną teksturę). Działają one jak warstwy, a ich kombinowanie pozwala na osiąganie wspaniałych rezultatów. (4) to podgląd, który umożliwia sprawdzanie naszych poczynań z teksturą na bieżąco. Aby przybliżyć sposób w jaki posługujemy się teksturami, z menu wybieram pozycję Clouds. Powstaje wówczas nowe pływające menu pozwalające nam na sparametryzowanie szumu, zaś na podglądzie pojawiają się chmury. Parametr Noise Size, który przewija się w większości innych tekstur, służy do regulacji zagęszczenia wzorów formowanych przez szum (jak widać, nie mamy tu do czynienia z szumem losowym), zaś Noise Depth określa, z ilu warstw ma składać się szum.

16 16 Skierujmy naszą uwagę na zakładkę Colors. Jak nietrudno się domyślić, decydujemy tu, jaka paleta barwna wejdzie w skład naszej tekstury. Nie mamy jednak kontroli, gdzie pojawi się dana plama barwna, dlatego kolorowanie czegokolwiek w ten sposób niemal zawsze mija się z celem. Dużo bardziej praktyczna w tym Kropkowana linia z prawej strony paska koloru to w miejscu staje się skala rzeczywistości aktywny znacznik, który możemy przesuwad. szarości, dzięki której można wizualnie zmienić geometrię powierzchni, choć będzie to płaszczyzna gładka jak lustro. Po wciśnięciu przycisku Colorband pojawia się pasek pokazujący gradient koloru przechodzący od całkowicie transparentnej czerni po nieprzezroczysty cyjan. Na prawym końcu tego pasa znajduje się trudny do dostrzeżenia znacznik, jeśli uda się nam go zaznaczyć LPM, będziemy mogli zmienić przechowywany przezeń kolor na biały. Znacznik może być przesuwany wzdłuż pasa, co oddziałuje na wyrazistość szumu i stosunek pikseli jasnych do ciemnych. Dość mylące jest to, że wybrany przez nas znacznik jest rysowany linią przerywaną, zaś pozostałe znaczniki ciągłą. Po wybieleniu prawego znacznika przeciągamy lewy znacznik tak, by znajdował się w jednej trzeciej długości paska gradientu. Spowoduje to zanik części szumu. W tym momencie wracamy do podpanelu Material Buttons. Jak widać, podgląd został ubarwiony w białe plamy przypominające chmury. Nas jednak nie obchodzi teraz kolor, ale faktura powierzchni modelu. W podmenu Map To znajdują się przyciski, które interpretują w różny sposób rozkład plam barwnych zawartych w teksturze. Domyślnie wciśnięta flaga Col sugeruje, że nasza tekstura oddziałuje na kolor powierzchni, więc jeżeli ją wyłączymy nasze chmury znikną z podglądu. Nadeszła pora, by wcisnąć przycisk Nor znajdujący się tuż obok. Kryje on pod sobą funkcję, która modyfikuje wektor normalny powierzchni Wyróżniony na zielono suwak służy do określania siły, z jaką modyfikowany jest wektor normalny powierzchni bryły.

17 17 bryły o wartość jasności danego piksela tekstury. W efekcie odnosimy wrażenie, że powierzchnia na naszym podglądzie pomarszczyła się. Jeżeli ustawimy w suwaku Nor wartość ok. 2, przekonamy się, że nie było to złudzenie. Im jaśniejszy fragment tekstury, tym bardziej uwypukla powierzchnię (i na odwrót: ciemniejszy sprawia, że powierzchnia ma rowki i bruzdy). Ponowne wciśnięcie przycisku Nor powoduje, że to ciemne piksele uwypuklają bryłę. Na zakończenie kilka słów o podmenu Map Input. Jest to sekcja odpowiedzialna za rozłożenie tekstury na powierzchni modelu. Przyciski Glob, UV, i Orco są tu chyba najważniejsze (pierwszy przydaje się, gdy tworzymy materiał dla silnie zdeformowanych obiektów, takich jak rury, drugi, gdy siatki tych obiektów były rozkładane na płaszczyznę, trzeci natomiast dla brył regularnych), choć nie warto bagatelizować pozostałych możliwości bo dają bardzo ciekawe efekty. Przydatne są także suwaki Offset i Scale, które pozwalają na przesuwanie tekstury po powierzchni bryły, oraz zagęszczanie lub rozrzedzanie tekstury (im większe wartości Scale, tym gęstsza tekstura). Ciekawostki. Modelując jakąkolwiek rzecz należy się dokładnie zastanowić nad jej kształtem, a następnie stworzyć prostą bryłę (złożoną z małej ilości ścian), która zgrubnie oddaje jej geometrię, tzw. model low-poly. Skomplikowany model powinien mieć przejrzysty rozkład wierzchołków (topologię), dzięki czemu bryła jest łatwa w dalszej obróbce i nie zaskakuje nas np.: ostrymi krawędziami pojawiającymi się na policzkach w modelowanej głowie. Profesjonalnie wyrzeźbiona głowa ludzka może mieć nawet kilkanaście tysięcy wierzchołków! Extrude można wykonywać kombinacją Ctrl + LPM. Fragment bryły poddany operacji znajdzie się tam, gdzie kursor myszy był na viewporcie. Przycisk Multires pozwala na regulowanie poziomu detali w edytowanej bryle. Każdy następny poziom oznacza 4 razy więcej ścian do obróbki, ułatwia to pracę nad modelem low-poly. Flaga Edge Length znajdująca się w pływającym menu Mesh Tools More powoduje wyświetlanie się przy zaznaczonych krawędziach ich długości. Analogicznie działa funkcja Edge Angles, która wyświetla kąty między zaznaczonymi krawędziami. Można stworzyć nieprzezroczysty materiał, dzięki któremu bryła nie będzie rzucać cienia. Co ciekawe, odwrotna kombinacja też jest możliwa! Przycisk Halo (panel Materials, menu Links and Pipeline) zamienia obiekt w poświatę.

18 18 Dzięki Subsurface Scattering owi (menu SSS) możemy symulować rozchodzenie się światła wewnątrz materiału. Zaawansowanym narzędziem do tworzenia materiałów jest Node Editor, dostępny poprzez menu wyboru okna. Node Editor umożliwia także Compositing dodawanie renderów do sfotografowanych lub sfilmowanych obrazów, co pozwala stworzyć we własnej produkcji filmowej rozmaite efekty specjalne (np.: słynne miecze świetlne z Gwiezdnych Wojen ). Przebieg ćwiczenia. Celem ćwiczenia będzie wykonanie modelu jednoosobowej huśtawki, typowej dla podwórkowego placu zabaw. Huśtawka powinna stać na podporach sporządzonych z silnie wygiętych rur, zaś jej pojedyncze siedzisko ma być podwieszane na łańcuchach. Aby utworzyć podpory, musimy dodać walec, który ugniemy przy jednym końcu za pomocą funkcji Spin bądź Extrude. Aby nie męczyć się z drugą stroną nogi huśtawki, warto zastosować modyfikator Mirror, który automatycznie stworzy jej druga połowę. Następnie duplikujemy naszą nogę, lub (lepsze rozwiązanie) stosujemy modyfikator Array tak, aby na podporach można było zamocować poprzeczkę. Kiedy szkielet huśtawki jest już gotowy, idziemy na drugą warstwę i tworzymy ogniwo łańcucha. Możemy to zrobić na wiele sposobów, np.: zastosować funkcję Extrude na powierzchnię boczną walca, czy po prostu dodać torus, który lekko przeskalujemy wokół jednej z osi. Oczko łańcucha powinno być zduplikowane i ustawione tak, by obydwa stworzyły połączenie. Po przeskalowaniu siatki tak, aby rozmiary ogniw miały realistyczne

19 19 proporcje względem szkieletu huśtawki. Ustawiamy stos modyfikatorów Array, aby powstały dwa łańcuchy, na których podwiesimy siedzisko. Warto taką huśtawkę obłożyć jakimś materiałem, by po wyrenderowanie wyglądała, jak prawdziwa. Kolorystyka jest sprawą dowolną, gdyż mamy tu do czynienia z dziecięcą zabawką, jednak wskazane jest oddanie własności powierzchni metalu pokrytej farbą. Przykładowy efekt koocowy dwiczenia.