Ova faza obuhvata objašnjen kompletan proces od ideje do fizičke reprodukcije.
Prvi korak istraživanja počinje skicom, jer ona predstavlja osnovu za sve naredne korake.
Skica nije samo vizuelni zapis ideje, već i način da se ispita proporcija, odnos dijelova i logika konstrukcije. Važno je da se jasno definiše osnovna masa i odnos dijelova, jer greške u proporcijama kasnije vode ka problemima u modeliranju.
Dobro urađena skica daje slobodu, brzinu i laku promjenu ideje, dok preskakanje ovog koraka obično rezultira konfuznim modelom.
Druga faza workflow‑a je modeliranje osnovnog modela od gline.
Za uspješno modeliranje važno je koristiti glinu koja se ne suši prebrzo, tako ostaje dovoljno vremena da se forma oblikuje i koriguje. Najbitnije je postaviti osnovnu masu i grubo oblikovati siluetu, jer je cilj da se dobije stabilan i čitljiv volumen. Sitni detalji u ovoj fazi nisu presudni: oni se dijelom gube u fotogrametriji, a naknadno brže dodaju u softveru za digitalno modelovanje pa je bolje fokusirati se na proporciju i ravnotežu.
Bitno je obratiti pažnju na:
- Stabilnost modela – ako je previše tanak ili nepravilno oslonjen, može da se uruši tokom sušenja, dalje obrade nakon sušenja kao i snimanja.
- Proporcije – odnos visine, širine i dubine treba bude u skladu sa idejom sa skice.
Površina ne mora biti savršeno glatka, ali treba izbjegavati duboke pukotine koje kasnije otežavaju fotogrametriju.
Treći korak workflow‑a je fotogrametrija, odnosno prenos glinenog modela u digitalni oblik pomoću fotografija. Ovaj korak je ključan jer omogućava da fizički model dobije svoju trodimenzionalnu kopiju, spremnu za dalju obradu u softveru.
Proces se izvodi tako što se model fotografiše iz što većeg broja uglova, minimum 30 snimaka, kružno oko objekta, uz ujednačeno osvjetljenje. Fotografije se zatim unose u fotogrametrijski program (npr. Polycam, Metashape ili RealityCapture), koji ih samostalno spaja u jedinstven 3D model.
Korisni savjeti za proces fotogrametrije:
- Fotografije moraju biti konzistentne: ista udaljenost, isti fokus, stabilna ekspozicija. Ako je model svjetliji, crna ili tamno siva podloga pomaže da se ivice jasno odvoje od okoline.
- Površina modela treba da bude dovoljno kontrastna da softver prepozna teksturu, jednolične i sjajne površine otežavaju rekonstrukciju. Sjajne ili glatke bijele površine reflektuju svjetlo i zbunjuju kameru. Može se koristiti sprej za matiranje (npr. talk u prahu, brašno, ili specijalni mat sprej za 3D skeniranje) da površina dobije teksturu.
- Ako se pojave „rupe“ u digitalnom modelu, to znači da neki dio nije bio dovoljno pokriven fotografijama. Neki programi nude naknadno fotografisanje loše obuhvaćenih dijelova modela (PolyCam).
- Ukoliko kamera teže prepoznaje model, jedno od rješenja jeste dodavanje markera. Lijepljenjem malih kontrastnih tački (crne naljepnice, flomasterom ucrtane tačkice, ili papirni markeri) po površini modela. Softver koristi te tačke da poveže fotografije i rekonstruiše geometriju.
Četvrti segment workflow‑a je digitalna obrada modela u ZBrush‑u. Ova faza je presudna jer se fotogrametrijski snimljen model obično dobija sa viškom geometrije, rupama i nepravilnostima koje treba očistiti.
Prvi korak je optimizacija odnosno smanjenje broja poligona i zatvaranje rupa. Ako model ostane previše kompleksan, rad u softveru postaje spor, a kasnije i štampa otežana. Jedan od načina za optimizaciju je upotreba ZRemesher i Dynamesh alata.
ZRemesher je alat koji služi za automatsku retopologiju, dakle, za stvaranje nove mreže poligona koja je čistija, ujednačenija i lakša za dalju obradu što je presudno za detalje i kasniju 3D štampu. Dynamesh je zamišljen kao „digitalna glina“ jer redistribuiše poligone i održava mrežu ujednačenom, što omogućava slobodno oblikovanje bez brige o topologiji.
Tek kada je geometrija stabilna, prelazi se na dodavanje detalja. Najčešće se koriste osnovne četkice poput Move za pomjeranje dijelova, Smooth za izravnavanje površina i ClayBuildup za dodavanje volumena.
Move je jedan od osnovnih i najkorisnijih alata u ZBrush‑u, jer omogućava brzo mijenjanje proporcija i oblika modela bez dodavanja ili uklanjanja materijala. Ona radi tako što „hvata“ površinu i pomjera je u željenom pravcu, pa se koristi za grube korekcije forme i za fino prilagođavanje siluete.
Savjet: Najbolje je koristiti Move četkicu u kombinaciji sa Dynamesh‑om, jer osvježavanje mreže nakon pomjeranja sprečava istezanje poligona.
Smooth je osnovni alat za izravnavanje površina i uklanjanje nepravilnosti na modelu. Njena funkcija je da „omekša“ mrežu poligona tako što nivelira razlike između susjednih površina, pa se koristi odmah nakon grubih korekcija (npr. Move četkicom) ili dodavanja volumena (ClayBuildup).
Savjet: ako se pretjera sa Smooth‑om, model može da izgubi oštrinu i definiciju jer detalji postaju „zamućeni“. Takođe ga je dobro kombinovati sa Dynamesh‑om.
ClayBuildup četkica simulira dodavanje gline na površinu modela, kao da se fizički nanose slojevi materijala. Ona je ključna za oblikovanje volumena i građenje forme, jer omogućava postepeno dodavanje mase i definisanje strukture tako što model „izraste“ iz osnovne mase.
Savjet: Kombinovati je sa Smooth četkicom, prvo dodati volumen ClayBuildup‑om, pa izravnati prelaze Smooth‑om da bi se dobio prirodan izgled.
DamStandard je alat za pravljenje oštrih rezova, žljebova i naglašavanje ivica na modelu. Ona se koristi kada želimo dodati precizne linije ili da jasno definišemo prelaze između površina, idealna je za bore na licu, pukotine u kamenu, ornamentalne linije ili arhitektonske detalje.
Savjeti: Mala vrijednost Draw Size (1–6) daje fine detalje, dok veća stvara naglašene rezove. A uz Lazy Mouse opciju dobiju se kontrolisani, glatki potezi za duže linije.
TrimDynamic četkica se koristi za ravnanje površina i kreiranje oštrih, mehaničkih ivica. Ona simulira efekat „sječenja“ ili „brušenja“ modela, pa je idealna kada želimo dobiti ravne površi, fasetirane oblike ili da model izgleda kao da je izrađen od metala ili kamena. Jer kada povučemo četkicu po modelu, ona „odsijeca“ površinu i nivelira je u ravnu površ.
Savjeti: ZIntensity kontroliše koliko duboko četkica „siječe“ tako veća vrijednost daje jače ravnanje, manja suptilnije. Kombinovati TrimDynamic za oštre ivice, Smooth za ublažavanje prelaza.
Ova tabela je praktičan pregled najčešće korišćenih četkica u ZBrush‑u. Tako se lako vidi koja četkica služi za dodavanje mase, koja za oštre rezove, a koja za ravnanje površina.
Pored toga, istaknute su i kombinacije četkica koje se u praksi najčešće koriste zajedno.
U petom segmentu workflow‑a prelazimo na 3D štampu resinom, što je ključni trenutak kada digitalni model postaje fizički objekat. Resin 3D štampa je tehnologija koja koristi tečnu fotopolimernu smolu koja se očvršćava pod UV svjetlom (fotopolimerizacija), što omogućava izuzetno precizne i glatke modele, daleko detaljnije od klasične FDM štampe. Objekat nastaje od dna ka vrhu, dok se svaki sloj precizno očvršćava.
Prednosti resin štampe: visoka rezolucija, glatke površine (nema vidljivih linija slojeva kao kod FDM štampe), raznovrsni materijali – smole mogu biti standardne, fleksibilne, otporne na temperaturu, pa čak i biokompatibilne (smole sigurne za kontakt sa ljudskim tijelom kada se koriste: u stomatologiji, ortopediji, pa čak i u hirurgiji za privremene implantate >>>biokompatibilno = bezbjedno za tijelo).
Zašto resin, a ne FDM štampa?
Resin i FDM štampa se razlikuju po kvalitetu i namjeni:
– Resin štampa daje izuzetno precizne i glatke modele zahvaljujući fotopolimernoj smoli koja se očvršćava UV svjetlom, dok je FDM štampa jednostavnija i jeftinija, ali ostavlja vidljive slojeve jer koristi topljeni filament. Ukratko, resin je najbolji za detalje i estetiku, a FDM za veće, funkcionalne komade gdje je važna čvrstina i ekonomičnost.
Nakon što je resin model odštampan i očišćen, sledeća faza workflow‑a je pravljenje silikonskog kalupa. Ova etapa je ključna jer omogućava da od jednog prototipa dobijemo više kopija u različitim materijalima (najčešće u poliuretanskoj ili epoksidnoj smoli).
Proces:
- Priprema modela: gotov resin prototip se postavlja u kutiju ili okvir koji će služiti kao forma.
- Miješanje silikona: dvokomponentni silikon se pažljivo miješa da bi se dobila homogena masa.
- Ulivanje silikona: silikon se polako sipa preko modela, često uz vakuum ili vibraciju da se izbace mjehurići.
- Očvršćavanje: silikon se ostavlja da se stvrdne (obično 12-24h).
- Vađenje modela: kada se silikon očvrsne, prototip se pažljivo izvadi, a kalup ostaje spreman za livenje.
Nedovoljno izmiješan silikon → ostaju meke ili lepljive zone.
Prebrzo sipanje → zarobljava mjehuriće.
- Priprema kalupa: kalup se očisti i premaže separacionim sredstvom da se smola ne zalijepi.
- Miješanje smole: dvokomponentna smola (epoksidna ili poliuretanska) se pažljivo miješa u tačnom odnosu.
- Ulivanje u kalup: smola se polako sipa, često uz vakuum ili vibraciju da se eliminišu mjehurići.
- Očvršćavanje: smola se ostavlja da se stvrdne (od nekoliko sati do dana, zavisno od tipa).
- Vađenje kopije: kada se smola potpuno očvrsne, kalup se otvara i izvlači gotov model.
Nedovoljno izmiješana smola → ostaju meke ili nečvrste zone.
Prebrzo sipanje → zarobljava mjehuriće.
Završni dio workflow‑a je upoređivanje dobijenih rezultata sa u prvoj fazi postavljenim kriterijumima. To je ključna faza jer omogućava da se provjeri da li je cio proces, od digitalnog modeliranja, preko resin štampe i izrade kalupa, pa do livenja smole, dao očekivane rezultate.
Korisni linkovi:
1. Fotogrametrija – The poor man’s guide to photogrammetry
2. ZBrush alati – https://youtube.com/@sketchzombie?si=ScmgTc3l23s9rudw → playlists → ZBrush: All brushes
3. Resin printing explained – https://youtu.be/Ei2HGPhHPCY?si=Bmi5UgzeyuNpVVsg
4. How resin 3D printing works – https://youtu.be/gMRUlZegFLA?si=sXW4Cttd3PYlZm9W
5. The beginner’s guide to mold making and casting – https://youtu.be/ILntMmqYEcU?si=4Y5ypmSScNAcm_d1