Modelowanie Siatkowe. Najprostszą forma modelowania siatkowego, jest modelowanie przy pomocy splajnów, które częściowo zostało przybliżone w poprzednim dziale. Podstawowe kształty jakie możemy wykorzystywać przy modelowaniu splainami to (1): - LINIA (Line) - PRZEKRÓJ (Section) - OKRĄG (Circle) - PROSTOKĄT (Rectangle) - ŁUK (Arc) - ELIPSA (Elipse) - WIELOKĄT (NGon) - GWIAZDA (Star) - TEXT (Text) - HELISA (Helix) rys 1. Zakładka Shapes Każdy z tych kształtów składa się z punktów połączonymi segmentami. Aby edytować splain należy przekształcić go do postaci edytowalnej. W tym celu najeżdżamy na obiekt kursorem i prawym przyciskiem otwieramy menu podręczne obiektu, a następnie CONVERT TO EDITABLE SPLINE. (2) Każdy splain możemy edytować na 3 poziomach(4): - Verteksów (wierzchołków) - Segments (Segmetów) - Spline (Całego Kształtu) rys4. Menu edycji splaina: punkty, segmenty, kształt Splain posiada wiele parametrów. Ich dostępność zmienia się w zależności od sposobu edycji. W menu możemy wyróżnić następujące rolety: - Rendering (5) - Interpolation(6) - Selection(7) - Soft Selection (8) - Geometry (9)
rys 5. Roleta Rendering Roleta Rendering posiada następujące parametry: - Vievport, Render parametr wskazuje czy zmiany dotyczące kształtu dotyczą okna widoku czy obrazu wyrenderowanego. - Thickness parametr określa grubość linii. Zakres <0,1000000000> - Sides określa ilość stron siatki dla splaina.. Jeżeli parametr ustawimy na 4 wtedy przekrój poprzeczny będzie mieć kształt kwadraty, dla 3 trójkąta. - Angle okresla kąt o jaki obrócony jest przekrój poprzeczny kształtu - Renderable jeżeli opcja jest włączona kształt jest renderowany przy użyciu powyższych ustawień. - Generate Mapping Coords. włączenie tej opcji spowoduje wygenerowanie współrzędnych mapowania. - Display Render Mesh Wyświetla siatkę wygenerowaną przez splain. - Use Viewport Setings pozwala na zdefiniowanie innych parametrów dla renderingu i innych dla wyświetlania. rys 6. Roleta Interpolation Roleta Interpolation posiada następujące parametry: - Steps zakres <0,100>. Parametr wygładza widok splaina. Określa on ilość podziału poszczególnych segmentów pomiędzy poszczególnymi wierzchołkami. Im więcej podziału segmentów tym spalin bardziej wygładzony. - Optimize jeżeli jest zaznaczony usuwa niepotrzebne segmenty ze splainu. Nie może funkcjonować jednocześnie z Adaptive - Adaptive jeżeli jest włączony określa automatycznie ilość kroków potrzebnych do wygładzenia splaina.
rys 7. Roleta Selections Roleta Selections pozwala na edytowanie kształtu na poziomie wierzchołków (vertex), segmentów (segments) oraz splainów (spline). Roleta udostępnia następujące opcje: - Copy umieszcza wyselekcjonowany obiekt w buforze - Paste wkleja obiekt z bufora - Lock Handles pozwala na jednoczesne przekształcanie kilku wybranych wierzchołków typu Bezier lub Corner Bezier. - Alike - - All - Area Selection pozwala na automatyczny wybór wszystkich wierzchołków leżących w zadanej odległości od wierzchołka który wskażemy. - Segment End pozwala wybierać wierzchołki poprzez wskazanie segmentu. - Show Vertex Numbers wyświetla numery wierzchołków. - Selected Only jeżeli jest aktywny zobaczymy tylko numer wyselekcjowanego wierzchołka. rys 8. Roleta Soft Selection
Roleta Soft Selection udostępnia następujące funkcje : - Use Soft Selection parametr ten wywiera wpływ na transformacje oraz skalowanie obiektu edytowalnego bądź modyfikatora edytującego ten obiekt. Wpływa również na deformacje obiektu poprzez przypisane do niego modyfikatory o ile operują one na podobiektach. - Edge Distance - - Falloff definiuje zakres działania jako obszar od środka do krawędzi sfery o zadanym promieniu. - Pinch zwiększa lub zmniejsza max krzywej wzdłuż osi pionowej. Zakres <-10,10> - Bubble rozciąga krzywą wzdłuż osi pionowych. Zakres <-10,10> rys 9. Roleta Geometry. Roleta Geometry udostępnia narzędzia pozwalające na modyfikacje kształtów stworzonych przez splainy.: - New Vertex Type pozwala na wybór rodzaju nowo tworzonych wierzchołków: 1. Linear charakter linearny 2. Smooth charakter wygładzony 3. Bezier krzywa Beziera 4. Bezier Corner Krzywe Beziera o charakterze Corner. - Create Line dodaje nowe splainy do istniejącego splainu. - Attach pozwala na połączenie dwóch niezależnych splainów istniejących w scenie. Oba łączone obiekty muszą być splainami. - Break odłącza segment spalinu znajdujący się pomiędzy zaznaczanymi wierzchołkami. - Reorient włączenie tej opcji powoduje obrócenie przyłaczanego splaina tak że jego lokalne współrzędne ustawiają się zgodnie z współrzędnymi splaina do którego jest on przyłączany. - Attach Mult. kliknięcie tego przycisku spowoduje otworzenie okna dialogowego zawierającego nazwy wszystkich kształtów znajdujących się w scenie. W oknie tym możemy wybrać kilka kształtów które chcemy przyłączyć a następnie klikamy Attach.
- Cross Section tworzy siatkę z dwóch połączonych splainów. Zad 1. Korzystając ze splainów utworzyć trójwymiarowy model nosa. Aby utworzyć trójwymiarowy model nosa tworzymy jego rzut w oknie Front (10) rys 10. Rzut nosa w onie Front. Następnie tworzymy siatkę przy pomocy narzędzia Create Line. Aby dobrze połaczyć poszczególne wierzchołki należy skorzystać z przyciągania do obiektów. W tym celu korzystamy z menu Customize/Grip and Snap Settings (11) a następnie zaznaczamy przyciąganie do Verteksów. Następnie korzystamy z narzędzia Snap Togle
rys 11. Okno Grid and Snap Settings Siatka stworzona dla nosa powinna wyglądać następująco (12). rys 12. Siatka dla modelu nosa. Następnie przy pomocy narzędzia Cross Insert tworzymy wierzchołki w miejscach przecięć linii. Kolejnym etapem będzie nadanie kształtu poprzez wyciąganie odpowiednich wierzchołków. Należy pamiętać iż narzędzie Cross Insert nie spawa przecinających się linii, ale na każdej tworzy niezależny wierzchołek. Aby odpowiednio uformować kształt należy zaznaczyć oba wierzchołki.
Po wykonaniu przekształcania odpowiednich wierzchołków powinniśmy otrzymać zbliżony efekt (13). rys 13. Siatka 3D modelu nosa Następnie odpowiednie wierzchołki obiektu należy przekształcić na Smooth. Obiekt uzyska wtedy smukły kształt(14). Można też skorzystać z wierzchołków typu Bezier. W ten sposób uzyskaliśmy siatkę 3D nosa. W następnej kolejności pokryjemy ją powierzchnią.
rys 14. Siatka obiektu po przekształceniach wierzchołków. Do pokrycia siatki powierzchnią wykorzystamy kolejny modyfikator Surface (15). rys 15. Parametry modyfikatora Surface. Modyfikator ten udostępnia następujące parametry: - Treshold determinuje dystans w jakim muszą znajdować się wierzchołki aby między nimi została rozpięta powierzchnia.
- Flip normals odwraca kierunek wektorów normalnych powierzchni - Remove Interior Patches usuwa wewnętrzne niewidoczne dla oka powierzchnie. - Use only selected segs, - Tylko segmenty wyselekcjonowane w edytowalnym splainie będą brane pod uwagę podczas rozpinania powierzchni. - Patch Topology. Steps definiuje ile kroków jest wykonywanych pomiędzy poszczególnymi wierzchołkami dla stworzenia powierzchni. Poza modyfikatorem Surface, użyjemy tez modyfikatora MeshSmooth (16). Modyfikator ten spowoduje wygładzenie siatki obiektu, przez co zyska on bardziej opływowe kształty(17). Rys 16. Część opcji modyfikatora MeshSmooth. W tym ćwiczeniu potrzebne nam będą następujące parametry: - Subdivision Method daje możliwość wyboru postaci w jakiej uzyskamy wygładzony obiekt: 1. NURMS otrzymamy Non-Uniform Rational MeshSmooth (niejednorodnie wymiernie wygładzona siatka). Jedynym parametrem dostępnym dla tego obiektu jest ostrość (Sharpness) 2. Classic tworzy powierzchnie o trzech i czterech ścianach. 3. Quad Output tworzy wyłącznie powierzchnie o czterech ścianach - Apply to Whole Mesh jeżeli opcja jest włączona ignorowane sa pod obiekty i modyfikator przypisany jest do całego obiektu. - Old Style Mapping w wersjach wyższych niż 3 używa algorytmu z Maxa v 3 do generowania współrzędnych mapowania. - Iterations określa ilość iteracji przy wygładzaniu siatki. Zbyt duża ilość może spowodować długie oczekiwanie na wykonanie operacji, bądź w skrajnych przypadkach zawieszenie komputera. - Smoothnes określa stopień wygładzeni siatki. Render Values określa inne ustawienia wygładzania siatki dla procesu renderingu.
rys 17. Siatka z zastosowanymi modyfikatorami Surface i MeshSmooth.
Wszystkie obiekty w programie 3D studio są zbudowane z siatek (18) rys 18. Reprezentacja siatkowa obiektów podstawowych Siatki te można modyfikować, już w fazie tworzenia obiektu, zmieniając ilość ich segmentów(19). Zdefiniowanie odpowiedniej ilości segmentów w siatce, ma wpływ na możliwość późniejszych modyfikacji modelu, na jego wygładzanie a co za tym idzie na ogólny jego wygląd. Każdy z obiektów posiada odpowiednie opcje pozwalające na przypisanie odpowiedniej ilości segmentu do siatki obiektu. (Zajęcia nr 1)
rys 19. Obiekty podstawowe z zagęszczoną siatką. W obecnej postaci, siatkę taka można deformować jedynie poprzez użycie odpowiednich modyfikatorów. Jak wiadomo z poprzednich zajęć, ilość segmentów siatki wpływa na wygląd obiektu, po zastosowaniu na tym obiekcie modyfikatora (Zajęcia 2). Aby przejść do edycji siatki należy zaznaczyć obiekt, a następnie prawym przyciskiem myszki rozwinąć menu podręczne obiektu i wybrać Convert to Editable Mesh(20)
rys 20. Menu przekształcenia obiektu do edytowalnej siatki Każda siatka da się edytować na 5 poziomach (21): - Vertex (wierzchołki) - Edge (krawędzie) - Face (trójkąty z których zbudowane sa polygony) - Poygon (prostokątne elementy siatki) - Element (obiekt) rys 21. Menu wyboru edycji siatki. Pozostałe rolety są podobne jak w przypadku obiektów Spline wiec pominę tu ich opis. Zad2. Korzystając z boxa o następujących wymiarach : Lenght :100 Width: 70 Height:100 Length Segs:3
Width Segs: 5 Heihgt Segs: 5 Utworzyć model głowy. Instrukcja znajduje się w załączniku. http://ics.p.lodz.pl/~rbednar/nurms.rar