Ivy generátor - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

20. března 2007, 00.00 | Jsou věci, které se simulují opravdu velmi složitě. Pokud se tedy objeví nástroj, který uvedený problém dokáže zdarma řešit, bylo by chybou na něj alespoň krátce neupozornit. Mezi takové nástroje jednoznačně patří Ivy generátor, nástroj pro tvorbu břečťanu poměrně korektně obrostlého okolo nějakého objektu. Ovládání ale není bez potíží …

O autorovi a obecné informace

Autorem tohoto vynikajícího nástroje je Thomas Luft z univerzity v Kostnici, Ivy Generator najdeme ke stažení na jeho univerzitních stránkách http://graphics.uni-konstanz.de/~luft/ivy_generator/ . Nástroj je určený pro platformu Win 32 bitů a Mac OS X. Do úvodních informací také patří skutečnost, že nástroj spolupracuje s formátem OBJ a také MTL, obé jsou formáty objektu (tedy modelu a materiálů) aplikace Maya, které však můžeme velmi dobře generovat i v CINEMĚ 4D pomocí importních a exportních nástrojů pluginu Riptide.

Aplikace je zabalena ve formátu RAR, který po rozbalení obsahuje několik adresářů včetně základních textur systému. Program se sám o sobě ve Windows neinstaluje, prostě pouze spustíme soubor bin>ivygenerator.exe.

Základní systém

Před začátkem našich hrátek s uvedeným nástrojem musíme znát některá pravidla. V prvé řadě jsme si již řekli, že bychom pro export obj souborů měli používat Riptide plugin, který je pro export/import obj podstatně efektivnější než standardní nástroje C4D. Stejný plugin použijeme i pro import vytvořené scény. Při exportu musíme pamatovat na to, že pro jednodušší práci musí být všechny objekty scény převedené na trojúhelníkové polygony. A proč vlastně budeme do Ivy generátoru importovat obj model? Aby měl náš břečťan okolo čeho obrůstat.

Dělení kontrolního panelu

Ovládání nástroje je rozdělené do tří základních polí, přičemž jsou v logickém pořadí podle toho, co budeme postupně používat. V prvé řadě musíme naimportovat model. Učiníme tak pomocí prvního příkazu. Je možné, že pro další práci bude nutné otočit normály, k tomu je další příkaz Flip normals. Dokončený model břečťanu vyexportujeme pomocí příkazu Export obj+mtl.

Poznámka k zarovnání normál: Směr normál je velmi důležitý zejména z pohledu tvorby základního bodu, kořene celého systému. Tento kořen se totiž automaticky přichytává na povrch objektu, ale jen v případě, že jsou normály objektu správně zarovnané. Pokud jsou opačně, přichytí se kořen v rámci daného pohledu a kliknutí na základní rovinu scény.

Druhé pole obsahuje nastavení tvorby celého systému, tedy všechny atributy vzhledu struktury modelu břečťanu, ale nikoliv samotného vzhledu. Vzhled, tedy tloušťka letorostů, velikost listů a podobně, to vše se definuje v poslední ze tří uvedených záložek. Obě záložky si však probereme samostatně.

Ovládání okna

Ovládání okna se jeví jako mírně zmatečné v okamžiku, kdy přejdeme ze CINEMY 4D, ale jinak je vcelku komfortní, vše je samozřejmě otázkou zvyku.

Levé tlačítko myši: tento příkaz ovládá rotaci okolo umístění kamery, tedy aktuálního pohledu.

Levé tlačítko myši + Shift: příkaz umožňující rotaci kamery okolo importovaného objektu (i když je tento objekt mimo pohled).

Levé tlačítko myši + Ctrl: posun pohledu.

Pravé tlačítko myši a posun vlevo-vpravo: přiblížení, respektive oddálení kamery od objektu. Nejedná se přitom o změnu ohniskové vzdálenosti.

Editace

Kořen objektu se definuje dvojitým poklepáním do plochy importovaného modelu, případně plochy terénu znázorněného rovinou scény. Kořen je indikovaný zeleným bodem, ze kterého následně vyrůstá systém břečťanu (po stisknutí tlačítka Grow). Editace objektu probíhá pomocí nastavení oddílu „growing“, proto všechny v této chvíli popisované parametry náleží do tohoto oddílu. Připomenout bychom také mohli, že názvy parametrů jsou uvedené poněkud netypicky pod nastavením každého jednoho parametru.

Záložka Grow

Ivy size

Tento parametr definuje základní velikost systém v závislosti na velikosti importované scény. Musíme si však uvědomit, že systém může vyrůst do různé velikosti. Závisí do jisté míry na čase, který simulaci dáme, protože simulaci můžeme kdykoliv ukončit. Čím delší čas, tím dále je systém schopen dorůst i při menší počáteční hodnotě velikosti.

Primary weight

Další opravdu důležitý parametr definující základní směr růstu (vertikály podél objektu). Parametr je dále ovlivňován dalšími parametry systému, takže se projeví zejména tehdy, když ostatní parametry utlumíme (zejména Random weight). Čím vyšší hodnota je, tím bude růst po výšce příměji.

Random weight

Jak již název napovídá, tento parametr upravuje směr růstu jednotlivých letorostů náhodným způsobem, interaktuje s parametry Primary weight a Gravity weight.

Gravity weight

Intenzita vlivu gravitace na růst jednotlivých letorostů. Jak jsme již zmínili dříve, tento parametr pracuje v intenzivní součinnosti s parametry Primary a Random weight. Při vysoké hodnotě gravitace a současně vysoké hodnotě Primary weight vznikne pilovitý efekt, kdy se vizuálně u jednotlivých dílů letorostu střídají vlivy definující jeho směr.

Adhesion weight

Parametr definující přilnavost k povrchu objektu, který jsme do systému vložili. Tento parametr pracuje v součinnosti s parametrem Max. adhesion distance, definujícím vzdálenost přitažlivosti k povrchu. Při vysoké hodnotě parametru Adhesion weight je generovaná struktura pevně přimknuta k povrchu objektu, ale následek vysoké hodnoty také vede k „cyklické“ přitažlivosti, jejímž výsledkem je opět pilovitý vzhled růstu letorostů.

Branching probability

Hustotu růstu definujeme pomocí tohoto parametru. Čím nižší hodnotu zadáme, tím hustší bude struktura generovaná systémem po dovršení plného růstu a také se tím déle bude celá struktura generovat. Čím bude zadaná hodnota vyšší, tím rychleji dosáhne systém plného vzrůstu a celkový porost bude „světlejší“.

Max float lenght

Některé letorosty se při růstu odpoutají od povrchu a putují samy ve volném prostoru. Otázkou je, jak daleko jsou sto dosáhnout. Tento parametr definuje hodnotu vzdálenosti ukončení růstu volně se šířících letorostů odpoutaných od „připevněné“ struktury na povrchu objektu.

Max adhension distance

Poslední parametr této části. Je důležitý zejména proto, že dokáže být v jistém nastavení faktorem celkové velikosti systému. Definuje maximální vzdálenost přitažlivosti povrchu, ve které bude systém přitahován k importovanému objektu. Parametr spolupracuje zejména s parametrem Adhesion weight.

Grow

Poslední v pořadí je tlačítko, kterým se spustí simulace po zadání primárního bodu kořene. Při simulaci lze tlačítko (které je při výpočtu „stlačené“) ručně deaktivovat a v tom případě se simulace zastaví, při dalším stisknutí bude pokračovat a tak dále.

Záložka Birth

Poslední záložka programu definuje vzhled vygenerovaného systému, a to v rámci několika úrovní.

Základní roviny jsou dvě, a to ve velikosti (tloušťce) letorostů a ve velikosti listů. Tloušťku letorostů definujeme pomocí prvního parametru „Ivy branch size“. Velikost generovaných listů řídí další parametr „Ivy leaf size“. Poslední parametr „Leaf probability“ řídí hustotu olistění systému. Čím nižší hodnotu máme, tím je olistění hustší, naopak čím vyšší je hodnota, tím je systém sušší a lístků je méně.

Objekt jako takový má u jednotlivých částí (jedná se o tři polygonové výběry – z pohledu importu do CINEMY 4D) generované korektní UV mapy, na které jsou aplikované celkem tři materiály (kmínku a dvou typů listů). Textury těchto materiálů najdeme v adresáři textures ve formátu png (u listů včetně alfa kanálů). Pokud tedy následně po vygenerování vyexportujeme břečťan jako obj soubor a naimportujeme jej do CINEMY 4D (pomocí Riptide pluginu), stačí u vytvořených materiálů znova načíst textury do příslušných kanálů (barva, hrbolatost a alfa) a základní vzhled je hotový, protože materiály jsou již nalinkované a korektně promítané. Vyskytnout se tak může jediná obtíž, a to v rámci převrácení UV mapy při importu. Pokud zjistíme, že jsme neměli korektně převrácenou UV mapu a listy jsou napojené na letorosty svou špičkou, stačí převrátit polohu listů v rámci UV promítání ve vodorovném směru na -100%.

Závěrem

Aplikace se jeví velmi výkonná a pro účely poměrně přesvědčivé simulace tak náročného úkolu, jakým břečťan bezesporu je, velmi užitečná. Její ovládání je po základním seznámení logické a přehledné, možnosti exportu dostatečné a při simulacích jsem nenarazil na žádné potíže se stabilitou. Jednoznačně tedy lze uvedený prográmek jen doporučit.