Kytara, akustická a trochu jinak (2) - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

Navigace:  » Úvodní stránka  » 3D grafika  

3. prosince 2009, 00.00 | V minulém díle jsme začali s tvorbou kytary, respektive jejího ladného těla. Máme ale zatím jen základní tvar, který potřebuje doladit. Stojí před námi mnoho úkolů, od vytvoření přirozených hran, přípravy segmentace pro jednoduché texturování až po vytvoření vnitřní konstrukce těla, která by mohla být potenciálně viditelná okem diváka.

Dokončení vnějšího tvaru

Začneme zkosením a dokončením vnějšího tvaru. Abychom si práci co nejvíce urychlili, vybereme si polygonové uzávěry jak vrchní, tak spodní části. Jedná se nám o ty velké polygony. Pokud náhodou máme vypnutou na výběrovém nástroji volbu „označovat pouze viditelné“, tak ji aktivujeme. Nechceme vybírat skrze objekt.  

Jakmile máme vybrané zmíněné velké polygony, použijeme příkaz na výběr ohraničujících hran Výběr > Výběr obrysu. Rychlejší přístup k tomuto příkazu je ale skrze interaktivní menu v editačním okně, které vyvoláme stiskem klávesy „V“ (opět položka Výběr). Při výběru najedeme myší nad smyčku polygonů, která spojuje oba uzávěry, tím nařídíme výběru, aby vybíral obrys nevybrané oblasti a ne obrysy oblastí vybraných.

Touto cestou se nám perfektně vyberou obkružující hrany a můžeme si ještě vybrat, ale to již ručně, hranu v jediném rohu těla. Následně použijeme příkaz Struktura > Zkosení, s volbou segmentace 1, aktivací N-úhelníkových polygonů a vhodným poloměrem. V mém případě jsem zvolil poloměr 1,2, ale to samozřejmě závisí na velikosti kytary každého jednoho z nás.

Vrátíme se na maličký okamžik do režimu polygonů a vybereme si příkaz Výběr > Smyčka z hran. Tímto příkazem vybereme, opět vlastně automaticky, hlavní smyčku polygonů, které spojují vrchní a spodní uzávěr.

Jakmile máme vybráno, provedeme rozšíření našeho výběru. Celou tuto operaci provádíme proto, abychom si odstranili N-úhelníkové polygony na celém modelu, mimo uzávěrů, kde se nám nadmíru hodí. Tedy provedeme si rozšíření výběru pomocí Výběr > Zvětšit výběr. Alternativou, kterou rád používám je duální zkratka U~W. Pak je konverze extrémně rychlá.

Máme vybráno, odstraníme tedy N-úhelníkové polygony z obvodového zkosení a to pomocí příkazu Funkce > Odstranit N-úhelníky. Tím se N-úhelníkových polygonů zbavíme…  

Poznámka:

Možná se ptáte, proč že vlastně používám N-úhelníkové polygony a následně se jich zbavuji. V zásadě jsme měli v případě zkosení dvě možnosti. Vypnout volbu N-úhelníkových polygonů a pak si vybrat všechny polygony uzávěrů a ty opětovně převést na N-úhelníkové polygony, což může být v případě plochy s otvorem trochu problematické, nebo použijeme cestu, kterou si popisujeme.

Naším cílem je ponechat N-úhelníkové polygony v planárních oblastech uzávěrů, protože zde se s nimi bude vynikajícím způsobem pracovat při detailním odladění objektu. Naopak ve vertikální oblasti například při použití nástrojů jako je Nůž či Vyjmout hrany by N-úhelníkové polygony způsobovaly značnou neplechu, protože by se bortily při změně segmentace objektu. Další postup blíže ozřejmí co je cílem.

Přiblížíme si oblast spojení vertikálního a obvodového zkosení a detail doladíme v režimu bodů, do kterých se tímto přepneme.

Pokud se podíváme na „rohovou“ oblast pozorně zjistíme, že distribuce trojúhelníků v této oblasti není úplně homogenní. A to by mohlo (sice pravděpodobně nikoliv, ale pro jistotu) hrát jistou roli ve vyhlazování Phong této oblasti. A tak si vybereme dva body, mezi kterými chybí spojnice a použijeme příkaz Struktura > Spojit. Stejnou operaci provedeme ve spodní části.

Abychom vytvořili vhodnou segmentaci pro aplikaci materiálů (hranu kytary otexturujeme pomocí jednoduchého uloženého výběru) a také abychom vyřešili otázku průběhu vyhlazování  Phong, musíme si výškovou spojnici – smyčku polygonů vhodně rozdělit.

Přepneme se tedy do režimu editace hran a vybereme si všechny vertikální hrany smyčky polygonů pomocí příkazu Výběr > Prstenec z hran. Poté provedeme příkaz Vyjmout hrany, u kterého ve Správci nastavení vypneme volbu Vytvořit N-úhelníky a vytvoříme jen jeden centrální řez (mohli bychom udělat řezy dva a ty pak pomocí klávesy Shift roztáhnout, ale to by nevytvořilo zcela rovnou smyčku spojů, které jsme si vytvořili před chvilkou – my však potřebujeme, s ohledem na materiál, zachovat nové smyčky zcela rovné).

Zvolíme si další výběrový nástroj, Výběr > Smyčka z hran a stále v režimu editace hran vybereme novou smyčku, kterou jsme právě vytvořili.

A na nové smyčce provedeme příkaz Zkosení, v jeho nejjednodušší formě. A výsledkem bude korektní segmentace umožňující jak vhodné chování Phong, tak korektní aplikování materiálu na zachovaný výběr. Tím je tato pasáž – spojnice mezi záklopy, hotova, tedy skoro. Ještě zde bude jedna maličká finální úprava.

Přejdeme do režimu editace polygonů a vybereme si jak vrchní, tak velký spodní polygon. A následně provedeme příkaz Vytažení uvnitř a vytvoříme maličké vytažení. Poté vytvoříme ještě jedno, a ještě jedno. Tímto způsobem si vytvoříme „ochranu“ proti Phong vyhlazení, ale také smyčku, kterou využijeme pro bílou linku „výplně“ omalování.

Vnější plášť kytary je tímto vlastně dokončený, zbývá poslední. Eliminovat zbytečné smyčky u srdce kytary a v tomto místě vytvořit požadované alespoň mírné „zabroušení“ otvoru.

Začneme tím, že si odstraníme zbytečné smyčky. Přepneme se do režimu editace hran a v tomto režimu si aktivujeme Výběr > Smyčka z hran a vybereme si dvě vnější smyčky, které nám u otvoru vznikly. Následně použijeme příkaz Struktura > Sešít, kdy stiskneme tlačítko na bodu vnější smyčky a tahem vytvoříme spojnici s bodem protějším a tlačítko myši pustíme. Tím smyčky svaříme do sebe (do vnitřní).

 

Vybereme si s klávesou Shift a příkazem Smyčka z hran smyčku další v pořadí a nyní dvě aktivní smyčky svaříme za stisknutí klávesy Ctrl, díky čemuž se svaří obě smyčky uprostřed.

Vybereme si nyní smyčku hraniční a na tuto smyčku aplikujeme příkaz Zkosení, přičemž můžeme rovnou vypnout volbu pro tvorbu N-úhelníků a nastavíme hodnotu segmentace na 1 či 2. Provedeme zkosení, které bude vypadat co nejpřirozeněji.

Poslední, co uděláme na modelu těla, je „podpora“ korektního Phong vyhlazení na ostrém rohu. Vybereme si tedy vodorovné hrany, které od rohu tvoří zaoblení (jako na obrázku) a následně tyto hrany rozřízneme pomocí nástroje Nůž, režimu Smyčka (vypneme práci s N-úhelníky).

Totéž provedeme na druhé straně.

Jsme s touto částí modelu hotovi. Co nás čeká dál? Pod rukou bývá takový plast, takže tento plast a pak také vnitřní prvky těla kytary. Začneme ale plastem, protože ten bude velmi snadný.

Vytvoříme si novou primitivní křivku „Kružnice“ a tu si umístíme tak, aby její střed ležel v místě otvoru, srdce. Upravíme si vhodně velikost tak, aby odpovídala velikosti vnitřního oblouku plastové podložky. Jakmile jsme s touto velikostí spokojení, převedeme si křivku na editovatelný tvar (zkratka C).

Aktivujeme si nástroj Posun. Pokud nejsme v režimu bodů, pak se do tohoto režimu přepneme. A proč že jsme si aktivovali nástroj pro posun? Protože nyní, jakmile stiskneme klávesu Ctrl, můžeme klikáním ve tvaru křivky vytvářet nové body. Vytvoříme si tedy bod v místě konce a začátku výseče kružnice.

Vybereme si objekt křivky ve Správci objektů a ve Správci nastavení vypneme parametr „Uzavřít křivku“. Tím se křivka otevře a jednoduše smažeme ty body, které nebudeme potřebovat.

Opět si aktivujeme nástroj pro posun a opět s Ctrl budeme vytvářet body, ale tentokráte body nové. Tedy pokud klikneme (a tažením vytvoříme tečny) mimo tvar křivky, vytvoříme nový bod napojený na předešlý konec křivky (ten je znázorněn modrou barvou). Pokud klikneme s Ctrl+Shift, vytvoříme bod napojený na předešlý začátek křivky (bílá). Pokud Vás mate znázornění os v každém vybraném bodě, můžeme si tyto osy dočasně vypnout stisknutím zkratky Alt+D, případně stejnou zkratkou opět zapnout.

Sice jistě každý umí pracovat s křivkami, ostatně, již jsme si jednu poměrně komplexní křivku připravili v případě tvaru těla kytary, ale pro úplnost. Pokud chceme pracovat jen s jednou tečnou Bézierovy křivky, pak ji uchopíme spolu s klávesou Shift. Pokud nedržíme žádnou klávesu, pracujeme simultánně s oběmi tečnami s tím, že jejich úhel zůstává stále konstantní a konstantní je také poměr jejich vzájemné velikosti. Pokud chceme srovnat úhly tečen v nějakém bodě do hodnoty 180 stupňů, pak použijeme příkaz kontextového menu „Stejný směr tangent“, pokud jejich délku, „Stejná délka tangent“. Zatímco příkaz stejného směru pracuje tak, že je jako referenční brána tečna směřující k bodu s nižším indexem (k počátku křivky), v případě délky je brána jako referenční delší tečna.

Křivka, kterou vytvoříme, by měla mít pokud možno co nejmenší počet bodů. Přičemž tvar vytvoříme tak, že koncové body na kružnici budou mít tečny v nějakém úhlu (nikoliv 180), stejně tak bod ve vrcholu desky. Ostatně, obrázek asi napoví více.

Vytvoříme si objekt Vytažení NURBS a pod tento objekt přiřadíme právě vytvořenou křivku. Přejdeme do Správce nastavení. Zde zadáme hodnotu vytažení ve směru osy Y na 1 (ostatní osy budou 0) a vypneme tvorbu počátečního uzávěru. Zkontrolujeme si, zda je koncový uzávěr aktivní a také zda se vytvoří za pomoci N-úhelníkového polygonu.

V případě tohoto objektu pravděpodobně zjistíme, že bychom asi mohli zvýšit hodnotu obvodové segmentace, aby byl objekt kvalitní i při vysokém rozlišení. A to musíme opět upravit v nastavení křivky. Vybereme si tedy křivku pod objektem Vytažení NURBS a upravíme její nastavení mezilehlých bodů na hodnotu okolo 3 stupňů (tohle je samozřejmě hodnota pouze ilustrační, vždy je dobré si výsledný tvar i segmentaci zkontrolovat a podle toho upravit nastavení).

Objekt Vytažení NURBS si převedeme na polygony a vybereme si všechny objekty, které se tímto převedením vytvoří (jsou dva, vytažení a uzávěr). Následně zvolíme příkaz Funkce Spojit a smazat. Tímto příkazem se vytvoří nový polygonový objekt a původní objekt se smaže.

Vybereme si polygony nově vzniklého objektu a abychom zajistili strukturální propojení víka uzávěru s vytažením, provedeme příkaz Funkce > Optimalizovat, čímž propojíme obě části v jeden spojitý celek.

Jak dál? Samozřejmě, žádný objekt není v reálu s ostrou hranou, natož pak deska, na které budu Ian Gillan bruslit svou rukou. Přepneme se tedy do režimu editace hran a vybereme si obvodovou hranu vrchního záklopu příkazem „Smyčka z hran“.

A provedeme příkaz Zkosení v režimu Bézier a segmentaci 1 s tím, že využijeme tvorbu N-úhelníkových polygonů.

Přepneme se do režimu polygonů a vybereme si velký vrchní polygon. Na tomto polygonu vytvoříme maličké „Vytažení uvnitř“, kterým zastavíme přespříliš vlivné Phong vyhlazení.

Pokud chceme, stále v režimu polygonů si vybereme smyčku se zkosením (opět příkaz Výběr > Smyčka z hran) a na této smyčce zrušíme N-úhelníkové polygony pomocí příkazu Funkce > Odstranit N-úhelníky. Náš objekt je tímto hotový.

Aby byl náš model přesvědčivý, vytvoříme si také objekt Rovina, kterým budeme simulovat potištěný štítek kytary, vlepený na vnitřní stranu jejích zad. Vytvoříme si tedy objekt primitiva Rovina a nastavíme jeho velikost na 65 x 95 (ve Správci nastavení) a rovinu na +Y. Segmentaci upravíme tak, aby se nám tvořily více méně pravidelné čtverce (ponechal jsme hodnoty 12x20).

Převedeme si náš model na polygonový a umístíme jej tak, aby „ležel“ na spodním víku těla kytary. Mimochodem, v uvedeném příkladě je tato hodnota Y=-97, ale pak by objekt skutečně vyloženě ležel na polygonu uzávěru, což by nemuselo dělat hodnotu. Tedy objekt jsem posunul na souřadnice o malinko větší, řekněme -96,8. Objekt si převedeme na polygonový...

Přepneme se do režimu editace polygonů a vybereme si nástroj Štětec, upravíme jeho poloměr na cca 30 jednotek, režim na Povrch. Snížíme také intenzitu jen na pár procent a můžeme trochu upravit úbytek podle libosti (zúžit parametr Šířka). A mírně, opravdu mírně zvlníme okraje papíru, aby vypadal přirozeně.  

Z konstrukce kytary mohou být viditelné ještě dvě části. Respektive, zejména jedna z nich, kterou si popíšeme podrobněji a druhou, která ale nebude příliš často ke spatření, si jen nastíníme, protože jsem pro její přípravu použil modul MoGraph a ten samozřejmě nemusí mít každý. Ale pravdou je, že není až tak podstatná.   

Nejdříve si vytvoříme viditelné žebro. Na toto žebro nám bude stačit objekt primitiva Krychle, který si upravíme na velikost 7, 18,5 a cca 285 (vše interaktivně, ostatně, vše jsem stejně řešil od oka).

Vytvořený objekt si převedeme na polygony a smažeme spodní polygon, ten totiž nebudeme potřebovat. A před další prací si také upravíme osy, protože by se nám hodilo objekt umístit na spodní desku a my už víme, jaká poloha polygonu spodní desky je. Ostatně, před chvilinkou jsme zde umístili nálepku s výrobními údaji. V ukázce -97. Ale nejdříve ty osy. Na úpravu os máme k dispozici příkaz Struktura > Zarovnání os, který vyvoláme a nastavíme na hodnoty 0, -100% a 0.

Přepneme se do režimu editace hran a provedeme si Výběr > Prstenec z hran. Vybereme si všechny dlouhé hrany a aplikujeme na ně příkaz „Vyjmout hrany“. U tohoto příkazu nejdříve ale musíme ve Správci nastavení vypnout volbu tvorby N-úhelníkových polygonů. Klikneme do plochy editoru a podržíme tlačítko myši, tahem doprava vytvoříme další řezy (potřebujeme celkem dva), jakmile vzniknou, stiskneme klávesu Shift a tím roztáhneme nově řezy trochu od sebe.

Vybereme si opět prstence, ale tentokráte vnější nově vzniklé prstence. A opět je pomocí příkazu Vyjmout hrany rozdělíme, tentokráte jen jednoduše.

Vybereme si pomocí příkazu Smyčka z hran nově vzniknuvší smyčky (ve Správci nastavení vypneme volbu Zastavit na okraji). Aktivujeme si nástroj pro změnu velikosti a mírně, opravu mírně si zmenšíme vzájemnou velikost obou smyček jen ve směru Z. Tím se obě smyčky přitáhnou k sobě.

Přepneme se do režimu polygonů a vybereme si koncové polygony, které si potáhneme ve směru osy Y dolů.

Přepneme se do režimu bodů a můžeme si decentně upravit polohy párů vrchních bodů na obou nových smyčkách. Vskutku ale jen mírně je posuneme ve směru +Y.

Vrátíme se do režimu hran, stále bychom měli mít vybrané obě smyčky. Aktivujeme si nástroj Zkosení a vypneme si volbu pro tvorbu N-úhelníků. Použijeme typ Bézier a nastavíme tři a nebo čtyři segmenty.

Aktivujeme si opět Výběr > Smyčka z hran a vybereme si vrchní smyčku. Poté na této smyčce opět aktivujeme příkaz Zkosení řekněme se třemi segmenty a vytvoříme dobře vypadající zaoblení žebra.

Aby byl model vskutku korektní, je nutné ještě vytvořit poslední zaoblení. A to na koncových smyčkách „kvádrové části“. Vybereme si tedy pomocí příkazu Smyčka z hran (a klávesy Shift v případě druhé smyčky), koncovou smyčku kvádrové části a i tuto smyčku zkosíme.

Co dále? Vlastně jen si objekt umístíme a tím bude hotov. Díky tomu, že jsem si původně upravil polohu os, jsem jen zadal hodnotu Y=-97 a bylo hotovo.

Tímto bychom mohli dnešní díl zakončit, ale slíbili jsme si ještě jednu drobnost. A to prořezávaný profil, který je základním prvkem při tvorbě kytary, protože se na něj nalepuje bočnice těla kytary.

A jak jsme také řekli, je to aplikace závislá na MoGraphu (jde to i jinak, ale já použil tuto cestu) a proto jen telegraficky. Nejdříve jsem si vybral smyčku – obrys spodního velkého polygonu, na kterém by měl prořezávaný profil spočívat. A tento obrys jsem si převedl na křivku (tuto křivku jsem ještě rozdělil na dvě, protože je jasné, že k vidění ani náhodou nebude celý obvod a tak není zapotřebí vyrábět celou délku tohoto prvku). Poté jsem si vyrobil základní polygonový útvar – jeden krok prořezu.

Tento krok jsem rozduplikoval pomocí objektu MoGraph a celý objekt MoGraph spojil pomocí objektu Spojení do jednoho spojitého útvaru.

Ještě tady ale byla jedna potíž. Jak rozmístit celý vytvořený objekt podél křivky? Na tuto otázku opět zní odpověď MoGraph. Ten totiž obsahuje deformátor Křivka, který mi výsledný spojitý tvar protáhl po křivce (respektive po dvou křivkách, jak jsem uvedl výše.

Závěrem tohoto dílu

Dnešní část je u konce. Zdárně. Zatím se nám to vyvíjí velmi slibně a doufám, že je návod dostatečně podrobný, aby byl sto mne provázet i minimálně zkušený uživatel. Pokud ano, je to jen dobře. Příště se vrhneme na krk. Nebudeme ale škrtit, naopak, modelovat.