Author: Dunja Dedic

Generisanje 3D geometrije iz displacement mapa (III faza)

Zaključna faza istraživanja za cilj ima utvrđivanje polja primene definisanih metoda, na osnovu tri kriterijuma: Jednostavnost primene, potrebno vreme, i kvalitet dobijenog rezultata.  Kvalitet se u ovom slučaju odnosi na sličnost sa referentnom fotografijom, i mogućnost manipulisanja rezultatom.

1. Fotografija – mapa

1 Nakon kreiranja materijala u Slate Material Editor-u u okviru 3ds Max-a, i njegove primene na površ, dobijena je sledeća slika:

2.1

Ovaj metod je najjednostavniji, i zahteva najmanje vremena i veštine za izvođenje. Međutim, obrisi reljefa su vrlo slabi, a displacement u vrednosti 10 već dovodi do blage distorzije slike, što se može uočiti na obodima ploče.

Ovakav pristup je pogodan za vrlo plitke reljefe i obrise, kao i kod već “teških” modela, gde bi dodatna geometrija preopteretila program, te je primena materijala najprikladnije rešenje.

2. Fotografija – mapa – geometrija I (3ds Max) 

64

Kroz par jednostavnih koraka dobijena je mnogo jasnija slika. Metod je izvodljiv čak i za korisnike koji nisu upoznati sa 3ds Max-om, jer su u pitanju prosti koraci. Vreme potrebno za izvođenje je malo duže od prethodnog, ponajviše zbog težine ovako dobijene geometrije koja znatno usporava proces, posebno ako je potrebna veća detaljnost, te se koristi turbosmooth alatka. Ovo je ujedno i najveća mana ovog pristupa, te je najpogodniji kad je fokus na jednom elementu-reljefu.

3. Fotografija  – mapa – geometrija II (ZBrush)

Geometrija generisana i ispravljena u ZBrush-u prvo se prenosi u 3ds Max, u .obj formatu. Kako su sve ispravke prethodno izvršene, model se odmah može renderovati.

6 7 8

Kvalitet ovako dobijene 3D geometrije jasan je i bez renderovanja. Pristup zahteva osnovno poznavanje ZBrush-a, što znači i više vremena za izvođenje ukoliko korisnik nije upoznat sa ovim softverom. U zavisnosti od potrebne detaljnosti i kompleksnosti reljefa, proces može trajati satima, sa najviše vremena utrošenog na ispravljanje nepravilnosti četkicama. Iako je detaljniji, ovaj model je “lakši” od prethodnog, i sam ZBrush ne zahteva veliku snagu računara kao drugi, njemu slični, programi.

 

zajedno

 

Zaključak:

Jasno je da odabir metoda zavisi od potreba korisnika, te da svaki od ispitanih ima svoju primenu. Prvi metod je najlakši, ali nivo detaljnosti ga čini pogodnijim za “pozadinske” objekte. Produkt drugog metoda je vrlo kvalitetan i detaljan, ali zahteva veliku snagu računara, te je najpogodniji ukoliko je fokus na tom jednom elementu. Treći metod proizvodi najkvalitetnije i veoma detaljne 3D geometrije, a ne zahteva veliku snagu računara. Ipak, potrebno je osnovno znanje oba programa, i nivoa njihove kompatibilnosti, odnosno ograničenja rada u dva različita programa.

 

 

Generisanje 3D geometrije iz displacement mapa (II faza)

U okviru druge faze istraživanja ispitana su svojstva fotografija potrebna za dobijanje kvalitetnih mapa, kao i proces pretvaranja tih fotografija u mapu ili/i geometriju.

1                       2

Na osnovu fotografije plitkog reljefa napravljene su dve varijante normal i bump mapa, i isprobane su u 3ds Max-u (1. i 2. slika). Na prvom renderu reljef liči na originalnu fotografiju, ali je ovako dobijen obris vrlo slab, te je teško razaznati šta se na njemu nalazi. Nakon daljeg podešavanja mapa u Photoshop-u, na drugom renderu je mnogo jasnija scena sa reljefa, ali su izgubljeni detalji, te je i ovaj rezultat nepovoljan.

Jasno je da bitnu ulogu igra dubina odabranog reljefa, kao i njegova osvetljenost na fotografiji, odnosno, ugao pod kojim na njega pada svetlo. Na osnovu ovog kriterijuma odabran je sledeći reljef u svrhu daljeg istraživanja:

04.38.2

Nakon sagledavanja kompleksnosti pojedinih procesa, i vremena koje oni zahtevaju, izdvojena su tri moguća pristupa problemu, sa prosto definisanim redosledom koraka:

1. Fotografija – mapa

2. Fotografija – mapa – geometrija I (3ds Max)

3. Fotografija  – mapa – geometrija II (ZBrush)

Četvrta razmatrana opcija, koja podrazumeva modelovanje reljefa po uzoru na fotografiju, te pretvaranje te geometrije u mapu, ne ispunjava kriterijum jednostavnosti izvođenja (potrebna veština, vreme, i tačnost dobijenog rezultata), te nije predmet daljeg istraživanja.

Kako je generisanje bump, normal, i displacement mapa na osnovu odabrane fotografije sastavni deo sve tri metode, to je ujedno i prvi praktični korak istraživanja:

1

2

Untitled-1

Ovim je zaključena prva metoda, koja će u finalnoj fazi istraživanja biti testirana u 3ds Max-u. Ovakav postupak ne podrazumeva promenu geometrije tela, samo je promenjena površ dela geometrije. Bump i normal mape korisne su za generisanje plitkih reljefa, međutim, potrebna je displacement mapa kako bi se čitava geometrija izmenila.

Ovakav efekat može se postići upotrebom Displace Mesh Binding modifier-a, u okviru 3ds Max-a, što je ujedno poslednji korak druge metode:

6

Treći pristup datom problemu zahteva upotrebu ZBrush softvera. Iako to nije njegova primarna funkcija, i češće se koristi za slobodno modelovanje, uz pomoć ovog programa moguće je generisati geometriju iz fotografije ili displacement mape.

Zbrush_1

Nakon malih izmena, u vidu povećanja intenziteta displacement-a, i podešavanja UV mapa:

Primena mapa na postojeću geometriju:

Najzad, ovako dobijena geometrija može se dodatno popraviti upotrebom standardnih četkica, u ovom slučaju flatten brush: 

Screenshot_5

Najbolji način “provere” dobijenih mapa, kao i geometrija generisanih uz pomoć 3ds Max i ZBrush softvera, jeste njihova primena i renderovanje u okviru 3ds Max-a, što će biti predmet zaključne faze istraživanja.

Generisanje 3D geometrije iz displacement mapa (I faza)

fa148371619407.5bcb85feeb05d

Često je pri modelovanju prostora potrebna primena posebnih tekstura i topografija na određenim površima, što ne može biti zadovoljeno klasičnim seamless teksturama koje se mogu pronaći na internetu. Umesto teksture, modelovali bi se plitki reljefi na površima, što nije jednostavno u softverima koji se često koriste pri arhitektonskom projektovanju.

Slobodnim modelovanjem u ZBrush-u moguće je stvoriti 3D model, a na osnovu njega izvesti mape, i koristiti ih u 3ds Max-u. Isto tako, iz fotografije ili mape moguće je generisati 3D geometriju u obliku plitkog reljefa, i koristiti je u drugim softverima.

Crtanjem ili obrađivanjem slike u Photoshop-u može se postići sličan efekat, iako krajnji ishod nije 3D geometrija.

Mogući pristupi datom problemu biće isprobani na primeru skulpture/reljefa u kamenu.tumblr_n90vlkgP9L1qfvq9bo1_1280

Cilj je isprobati različite načine dobijanja tekstura, kao i 3D geometrija na osnovu njih, a zatim ih testirati u 3ds Max-u. (na osnovu različitih kriterijuma koji će naknadno biti određeni)

https://www.behance.net/gallery/71619407/How-to-Carve-a-Giant

https://www.cggallery.com/tutorials/displacement/