Korišćenjem Photoshop- a u kreiranju 3D prikaza, pruža se više mogućnosti za dobijanje realističnih rendera. Kako za poboljšavanje rendera dobijenih u nekom prethodnom softveru (u našem primeru Archicad) u smislu dodavanja svetlosti, senke, odgovarajuće pozadine, i svih drugih elemenata koji nisu bili zadovoljavajući u samom modelovanju, tako i za celokupno kreiranje rendera u Photoshop- u, gde se samo izmodelovan objekat ubacuje, a sve ostalo nastaje u njemu. Ono što je prednost renderovanja u Photoshop- u jeste brže dobijanje istih rezultata, ako ne i boljih, za mnogo kraće vreme, jer svaki softver, što je kompleksniji i detaljniji model, zahteva više vremena da proizvede render.

Cilj rada je bio da napravim od slike na zidu rupu koja se vidi kao takva samo iz određene tačke i tako htjela da prikažem posmatračima optičku iluziju. Ako stanu na nekom drugom mjestu tu istu rupu na zidu će vidjeti samo kao crtež različitih boja, što se može vidjeti na slici 2.

Prilikom završne faze istraživanja geometrije lampe dat je akcenat na prvobitno usavršavanje zakrivljenosti poligona i sređivanju istih. Takođe, dolazi i do sagledavanja problematike same geometrije oba modela prilikom renderovanja, i pronalaska određenih alternativnih rešenja i korekcija modela.

3Ds Max render modela:

Rhino model nakon renderovanja:

Na samom kraju, dat je značaj kako vizalizaciji i podešavanju Vray-a (koji je kasnije korišten za renderovanje), tako i samoj materijalizaciji date lampe.

Celokupan rad je  vršen u Rhinoceros-u i 3Ds Max-u s ciljem istraživanja nivoa kompleksnosti dobijanja željenog rezultata u oba programa, a kao posledica se javlja usavršavanje znanja i primene datih softvera.

 

Prije pocetka renderovanja animacije, potrebno je izvrsiti detaljnu provjeru ,kao i podesavanja svijetla, duzinu animacije, broj frame-ova kako bi se odredila duzina animacije.

Koristeci Fstorm render engine, dosao sam do zadovoljavajucih rezultata:

Duzina renderovanja jednog frame-a je 10 sekundi, citava animacija imala je oko 300 frame-ova ,sa ukupnim trajanjem renderovanja oko 50 minuta.

Nakon izrenderovane animacije ,dobio sam zeljene rezultate.

 

Animacija: https://www.youtube.com/watch?v=sFjWlH0pvE8

Cilj ovog istrazivanja je prosirivanje znanja u 3ds max-u i na sta se sve 3Ds max moze primijeniti, kako u arhitekturi tako i u bilo cemu drugom .

 

 

U narednim koracima uradio sam pripremu objekta za fragmentaciju.Da bi animacija sto bolje izgledala ,pomocu ”Rayfire” , podijelio sam objekat na vise cjelina, koristeci ”Voronoi-uniform” .

 

Nakon sto je fragmentacija zavrsena, na model ubacijum simulator eksplozije ,odnosno Pbomb. Na vise mjesta na objektu ,postavljene su detonacije. Podesio sam jacinu detonacija kao i vremenski okvir u animaciji.

Koristeci alatku MassFx ,pomoci koje sam uradio animaciju, oznacavam fragmente kao Dinamic Rigid Body , i u podesavanjima postavljam Pbomb kao silu koja izaziva rusenje objekta i oznacavam fragmente kao concrete material.

 

Podlogu oznacavam kao Static Rigid Body

Naredni korak je aktiviranje Pbomb u animaciji:

Odredjivanje statike materijala, kao i prirode materijala:

 

-U procesu,naisao sam na problem zaostatka fragmenata nakon detonacije.

Problem sam rijesio ponovnom fragmentacijom zaostalih djelova kao i promjenom polozaja Pbomb, izazivaca detonacije, promjenom njene jacine kao i vreme aktivacije.

Nakon dodatnih podesavanja animacije:

 

i upotrebe alatke Bake all, da bi animacija izgledala realnije

 

Zapoceo sam pripremu za renderovanje animacije. Koristio sam Fstorm engine.

Koriscenjem RayFire-a , iako su ovo osnovna istrazivanja i mogusnosti, uspio sam da izvedem ocekivano, da  predstavim rusenje objekta.

 

Prva faza istrazivanja odnosi se na modelovanje objekta, u ovom slucaju objekta ”Radnickog” univerziteta, da bih na datom primjeru mogao primjeniti plugin za destrukciju.

”RayFire” plugin koristi se za destrukciju objekata , i njega cu primjeniti u ovom slucaju istrazivanja.

 

 

Koristeci ”RayFire” plugin fragmentovacu objekat, a zatim alatkom MassFx pretvoriti u zeljenu animaciju u narednim koracima.

Definicija je unapređena tako da se iz bilo kog mesh modela, postavljenog u cilindar, dobije anamorfni mesh model koji se kasnije može pripremiti za 3d štampu i testirati. U definiciji je dodatno urađen mirror oko mesta preseka vidnog zraka na cilindru ka dole (oko XY ravni). Sve što je  potrebno da se uradi jeste da se doda tačka u Rhino-u i dobija se anamorfni oblik mesha. Konkretno na ovom primeru definicija je primenjena na dodekaedru.

Za finalnu fazu  najbolje je 3d odštampati dobijeni anamorfni model, žičani model (jeftinija varijanta) ne bi doneo očekivane rezultate zbog potkonsturkcije koju štamapač dodaje modelu koje je kasnije teško ukloniti bez oštećenja modela, kao i zbog ‘transparentnosti’ samog žičanog modela koji preklapanjem ivica ne bi davao jasan odraz u cilindru.

Dobijeni anamofrni model se može napraviti od papira, korišćenjem uroll alatke, kao u prethodnom post-u, štampanjem i kasnijim sklapanjem makete.

Unroll-ovani anamorfni dodekaedar:

Fabrikacijom probnog modela od standardnog papira i selotejpa došla sam do sledećih zaključaka: poželjno je koristiti teži papir (hamer-250gr) i providni super lepak za brzo učvršćivanje delova radi stabilnosti modela i pedatnijeg izgleda ivica.

Rezultat istraživanja:

 

 

U zavrsnoj fazi, kada je model robota gotov, usledila je priprema za renderovanje.       Nakon   dodeljenih materijala i podesavana svetla model je spreman za renderovanje.

 

 

Pri modelovanju robota prema slici-uzoru, bilo je potrebno uvideti koji geometijski oblici su sadrzani u odredjenim segmentima tela robota i na koji nacin sastaviti delove u jednu celinu. Telo robota sam pocela da radim od podnozja, odnosno noge, prema trupu i kasnije ruke.

Prilikom modelovanja noge i stopala, primnjivala sam box metodu modelovanja, uz primenu modifier-a, edit poly, extrude, bend i proboolean difference.

Prilikom ruke i noge robota primenila sam poligone modela kvadra,cilindra..uz primenu modifier-a edit poly, koristila sam alatke extrude, bevel, inset, hinge from edge.. Zakrivljenost nekih segmenata noge i ruke izmodelovani su tako sto sam odredjenom    box-u dodelila modifaer bend, a prethodno sam taj box segmentirala po visini.

Za modelovanje trupa koristila sam polusferu koji sam skalirla kako bih samnjila  konveksnost.. Pri modelovanju trupa radi simetrije tela koristila sam modifier- symmetry,on mi je olaksao i omogucio tacnost i simetriju u modelovanju desne i leve strane trupa.

Pri pravljenju armora koristila sam povrsi (plane) i dodavala mu modifaer shell kako bih stvorila odredjenu debljinu.

Cesto sam koristila modifaer chamfer, kako bih dobila lepu zaobljenost ivica,ili bi kod poligona sa vec dodeljenim modifaerom edit poli ili konvertovanog u editable poly podesavala chamfer kod nekih odredjenih ivica.

 

 

 

 

Prilikom podele dobijene forme dolazimo do različitih zaključaka. Prvi jeste, da ukoliko dobijene forme ne delimo, senka dobijena od takvih neće biti jasnih kontura.

Sa druge strane, ukoliko se od svake četiri dobijene forme ostavi deo koji na kraju daje željenu senku, nailazi se na nepotpunu senku, čije konture i dalje nisu jasne.

Na kraju se zaključuje da jedino prva forma daje jasnu konturu, koja se pomoću opcije Booleam Intersection i različitih formi deli i od toga dobija željena senka. Jedini nedostatak prilikom daljeg istraživanja jeste da se određena forma mora pažljivo deliti i da se iza određenog dela forme ne sme nalaziti nijedan drugi oblik što bi dovelo do toga da se data senka poremeti.

     

 

AU-81/2013 Knežević Milica,  AU-70/2013 Kostov Jana

S obrzirom na poteškoće na koje smo nailazili u toku rada u softveru 4V:

1.nepostojanje adekvatnog tutoriala koji bi nam pomogao u razumevanju programa
2.funkcije koje program izvršava ne može da odgovori našim potrebama
3.neprolazaženje načina exportovanja modela na koji se animacija projektuje
4.konfuzan interfejs koji podrazumeva da opcije koje nudi program unapred znamo (pogledati pod 1)
5.ograničenja u bojama, oblicima, pokretima

ne bismo preporučili rad u ovom softveru, koji je verovatno nekada imao smisleniju svrhu, ali ubrzanim tehnološkim napretkom, softver je zastario.

Odlučili smo se za softver After Effects koji bi dao rezultate našeg istraživanja.

Prednja strana antičkog hrama poslužiće nam kao površ na koju se projektuje. After Effects je isto softver iz Adobe Creative Cloud-a, tako da mu je Photoshop srodni program. Oba softvera koriste lejere, i Ae učitava lejere iz Photoshop fajla. Kako bismo dobili animaciju iz tutoriala (link ispod), u Ae ubacujemo Ps fajl koji poseduje dva lejera, u prvom je fotografija objekta, a drugi su bele površi objekta, na kojima se projektuje, na crnoj pozadini.  Ovaj lejer predstavlja masku i na njemu stvaramo efekte koji će služiti kao animacija. Alatkom auto-trace (sl.2, 3) dobijamo konture površi koje su nam potrebne u slučaju efekta koji sada želimo da postignemo.

 

tutorial: https://www.youtube.com/watch?v=AChXONHUSIE

 

Slika 1: Banovina

Izgled modela sa odgovarajuće tačke gledišta.

Izgled modela kada se pomjerimo od odgovarajuće tačke.

 

 

Slika 2: Dragiša Brašovan

Izgled modela sa odgovarajuće tačke gledišta.

Izgled modela kada se pomjerimo od odgovarajuće tačke.

Autori: Katarina Vuković AU 94/2013
Jovana Teofilović AU 106/2013

 

Tokom prethodnih istraživanja dolazimo do zaključka da kako ne bi došlo do izduženja ivica na panelima ni jedna tačka ne može biti fiksna, prilikom izrade fizičkog modela uočavamo koja su to i kolika pomeranja.

Pri izradi ovakvih panela glavnu ulogu ima podkonstrukcija i nosači sa pneumatskim cilindrima.

 

Centralni klip (cilindar) potiskuje središte panela ka spolja,dok se ivice povlace ka sredini,tako da ivični klipovi imaju ulogu pomerajućeg oslonca (vodilje).

 

Kako bih vam ovo pomeranje demonstrirao izradio sam 3D model u programu (Rhinoceros + Grasshopper).

Kod koji sam koristio je sledeći:

Animacija:

 

 

—Oblik koji smo u prošloj fazi dobili u Rhino-u korigujemo, obrišemo one površine na kojima se neće nalaziti delovi fotografija. Dobijamo modele “L” oblika koji se nalaze u tačno odabranoj i posebnoj poziciji koja treba da formira celu sliku.

—Potrebno je iseći fotografije koje smo odabrale (Banovina i portret Dragiše Brašovana), i postaviti ih na prethodno dobijene oblike, tako da se sa jedne strane sagledava jedna slika, a sa druge strane, druga slika.

                            

—Dobijeni oblik sa slikama importujemo u SketchUp, i postavimo u prostor. Iz samo jedne tačke se poklapaju isečeni delovi i dobija se celokupna slika.

 

—Zatim uradimo render kako bi ovaj model izgledao.

—Autori: Katarina Vuković AU 94/2013
Jovana Teofilović AU 106/2013

 

Finishing touches

Kada smo dodali sve što želimo i zadovoljni smo kako izgleda scena i sam objekat, možemo da podešavamo boje.

Sve layer-e “flatten-ujemo” i uz pomoću Levels dialoga, podesimo boje.
Dodamo Lens flare kroz Filter -> Render -> Lens flare…
Koristeći Camera Raw Filter dodamo Vignette efekat.
Takođe, u Camera Raw Filter dialogu, podesimo oštrinu, kontrast i jačinu boja (saturation)

 
pre                                              posle

Naravoučenije

Za ovaj konkretan primer bilo mi je potrebno dva – tri sata, mada je većina tog vremena otišla na biranje neba, ljudi, podešavanje boja i podešavanje perspektive kamere u 3ds Max-u. Ali kada imate materijale pripremljene i sa jasnom slikom, šta želite da postignete, u glavi, potrebno je otprilike sat vremena.

Minimalne specifikacije računara za ovakav neki poduhvat u Photoshop-u:

• 4 GB RAM
• 2 GHz (ili brži) procesor
• Grafička kartica koja podržava OpenGL 2.0 sa 1 GB VRAM
• 2.6 GB slobodnog prostora za 32-bitnu instalaciju, odnosno 3.1 GB za 64-bitnu instalaciju

Photoshop koristi dosta RAM memorije, pa kada za neku operaciju nema dovoljno RAM memorije, photoshop uzima slobodni prostor sa bilo kog drajva kojem može da pristupi, tzv. scratch memoriju. Scratch operacije se vrše na HDD-u, kada program koristi neki od brojnih filtera i podešavanja koje smo prethodno koristili.

Da bi se efikasnost programa povećala, moguće je podesiti kako PS koristi scratch memoriju.
Primer 1 | Primer 2

Takođe, dobre radne navike u PS-u doprinose efikasnosti.

Kao što sam već naveo, Photoshop je jedan izuzetno moćan alat koji nam omogućava da pravimo arhitektonske vizualizacije, ukoliko nemamo pristup jakim računarima i ne možemo da pravimo high-poly modele i bazirane rendere.

Click to expand and run GIF.

U ovoj fazi primenio sam Voronoi dijagram na poleđinu maske.Prvo komanda Populate 2D (Populate Geometry) “sadi” tačke na željenu površ i slajder određuje koji će broj tačaka biti. Komanda Voronoi stvara ćelije oko postavljenih tački.

Mrežu sam zatim skalirao, koristeći komandu Scale. Postavio sam tačku pri vrhu pravougaonika koja služi da na osnovu udaljenosti od centara ćelija odredi faktor skaliranja.

Opcijom Fillet zaobljavaju se ivice ćelija.

Da bih izbegao preklapanje dobijenih ćelija sa rupom za kameru, oduzeli smo taj oblik.

 

Extrudovanjem dobijen je solid kome su se pridodali solidi zidova i unijom su spojeni u jedan model.

Zaključak:

Pri korišćenju 3D štampanja kao odabranog procesa fabrikacije potrebno je koristiti manje materijala i težiti izbegavanju ravni koje su pod uglom u odnosu na horizontalnu ravan kako bi bilo moguće što lakše i efikasnije i jeftinije dobiti željeni model.

Ovakav model za CNC glodanje bi zahtevao mnogo više vremena, zbog postojanja otvora.

primer maske sa gumenim okvirom

 

Osnovni početni geometrijski oblik za rad u Rhinocerosu i Grasshopperu je bio jednakostranični trougao. Kao što je već navedeno u prethodnom postu, pomoću algoritma, lako možemo modifikovati oblik, kako njegovu veličinu, tako broj pločica, njihovo zakrivljenje.

Naredna faza je bila izmena u algoritmu da bi se dobilo postupno prelaženje iz pravilnog geometrijskog oblika u oblik sa zakrivljenim ivicama koji podseća na list. Tu na primer pomoću targeta možemo da menjamo koliko će se ivice zakrivljavati u delu gde se vrši zakrivljenje. Na slikama je prikazan jedan konkretan slučaj, donjeg levog ugla i gornjeg levog ugla popločanja, gde na levoj slici vidimo kako oblik kreće od trougla a na desnoj slici vidimo kako se taj oblik do kraja zakrivljuje.

Kako sam definisala u prvom postu, pokušala sam da uradim i mali test sa bojama, međutim taj test će ostati samo u virtuelnom modelu i neće se izvoditi prilikom fabrikacije.

Posle dobijanja željenog prelaska iz jednog u drugi oblik, sa opcijom bake stavljamo linijski crtež u rhinoceros, exportujemo ga u autocad i tu ga uklapamo u zadate dimenzije 175x435cm.

Poslednja faza je fabrikacija ravanskih elemenata za popločavanje. Ona se vrši laserskim sečenjem na lepenci u razmeri R 1:10.

Rezultat je sledeći:

Osnovni dizajnerski koncept I pristup je krajnje jednostavan; cist-minimalan, a glavni zadatak modelovanja je potreba za dobijanjem elegantne ali I stabilne drvene maske za razne vrste telefona. Upravo iz tog razloga modelovanje vršim u Grasshopperu i u kodu hajlajtujem osnovne parameter koji prilagođavaju masku drugom telefonu.

 

Proces započinje iz komande Rectangle, koja odgovara dimenzijama telefona.

Opcijom Fillet/Curve dolazim do potrebnih radijusa na uglovima.

 

Offset izvlači zadatu liniju na pretpostavljenu debljinu okvira maske.

Podelu na segmente (međuprostor) vršim opcijom Explode da bih dobio šupljine u okviru.

Okvir I poleđina se izdižu – Extrude

Dodajem otvore za kameru I blic, slušalice…

*Za poleđinu maske moguća primena Voronoi dijagrama u daljoj fazi.

Glavna ideja da maska bude drvena je izazov jer zahteva dosta istraživanja samog materijala I granica do kojih bi CNC mašina mogla da ide, pa je to sve direktno uticalo na debljinu okvira, dimenzije okvira za zvučnike, kamere, slušalice itd.

Kombinovanje različitih programa, metoda i opcija, radi istraživanja i upoređivanja, formira se 3d model. Između zavojite površine i ravnog panela, odlučila sam se za ravni panel koji bi mogao da se iskoristi na više načina.

U poslednjoj fazi rada bira se program u kom će se vršiti krajnji rezultat, odnosno render 3d datog modela.

Programi u kom su urađeni renderi su Rhinoceros i ArchiCad. Konačni render modela je urađen u ArchiCad-u.

U drugoj fazi formiran je pravougaonik koji je pomoću opcije rectangle. Nakon toga on je podeljen na kolone i redovu, pomoću linija. Čitav pravougaonik se deli na segmente pomoću divide, nakon čega se kontrolišu slider-om.

Ubacivanjem crno bele fotografije, potrebno je da svaki njen piksel formira određeno polje, gde će crna biti namenjena za sadnice ili staklene površine, dok će bela biti od drugog čvrstog materijala

Nakon uvoza fotografije, utvrđuje se finalni izgled modela pomoću različitih opcija, kao što su: domain, rotate, move, remapr, intcrv, loft…

Poslednja faza rada odnosi se na vizuelizaciju prostorne strukture, odnosno njeno renderovanje i smeštanje u prostor, pošto je u prethodne dve faze struktura izmodelovana.

Programi koji su korišćeni za rad na ovoj fazi jesu 3DsMax i Photoshop.

Na prvom 3d prikazu vidimo strukturu iz pogleda očne tačke, odakle je jedino sagledvamo u željenom obliku:

Na ostalim 3d prikazima strukturu vidimo iz bočnih pogleda:

Koristeći dodatak GrowFX prilično lako sam uspeo da izmodelujem četinarsko drvo.

Problem koji se ovde javlja je taj što se drvo sastojalo od skoro pola miliona poligona i što je za render animacije potrebno jako puno vremena. Zbog toga ću prikazati kako izgleda rast ovog četinara bez rendera.

Animacija rasta drveta.

 

Render poslednje scene animacije:

U ovoj fazi rada sam istraživao načine na koje mogu da ostvarim svoj cilj. Linijski sam iscrtao drvo za istraživanje (Slike 1 i 2) koje se sastoji od  stabla i 10 grana i koristeći modifajere Path Deform Binding i Taper zadao sam linijama debljlinu i stanjio ih prema vrhu. Tako sam ustanovio da je moguće isctati drvo koje se maksimalno razvilo.

  

 

Sledeće što je trebalo da uradim je da istražim na koji nažin se može ostvariti animacija rasta od mlade biljke do razvijenog drveta. Koristeći alatku Auto Key vratio sam se na početni frejm i podesio sam kako treba da izgledaju stablo i svaka grana na početnom, a kako na finalnom frejmu. Nakon ovoga mi se javio problem što su grane koje treba da se nađu na vrhu drveta počele da rastu iz vazduha još pre nego što je stablo doraslo do njih. Odložio sam početak njihovog rasta pomoću Curve Editor-a. Sada sam ustanovio da je moguće i izvršiti animaciju rasta na ovaj način.

Međutim, veliki problem koji se javlja pri ovakvom načinu kreiranja drveta je velika količina grana i grančica. Svaku od ovih grana je potrebno prvo iscrtati linijski, pa joj nakon toga dodati potrebne modifajere, promeniti joj početni izgled i odrediti u kom frejmu treba da počne njen rast. Ne zaboraviti da nakon toga treba iscrtati i lišće.

Shvativši količinu posla sa ovakvim načinom rada, potražio sam neki plug-in za 3Ds Max koji bi mi olakšao posao. Našao sam dodatak GrowFX. Na osnovu par odgledanih tutorijala, rešio sam da ga preuzmem i da pokušam u njemu da odradim zadatak. Takođe, zbog velikog broja poligona na lišću, rešio sam da pređem sa listopadnog na četinarsko drvo.

 

Pošto je dobijen željeni oblik lampe, preostala je izrada rendera kao krajnji rezultat. Kako bi dobijena geometrija bila postojana i u programu Rhino neophodno je bilo upotrebiti  komandu “Bake” na odabrane komponente geometrije. Nakon toga određena je materijalizacija lampe i renderi koji su priloženi.

Iz dobijene animacije, koja je generisana u Ecotect-u, zaključak je da paneli maskiraju određeni broj talasa (plavi), dok se ostali zraci odbiju (plavi, crveni i žuti). Dakle, maskirani talasi su rezultat odbijanja i preklapanja raznih talasa i ljudsko uho ga uglavnom ne registruje u prostoru, jer su izgubili veliki deo svoje energije, dok se odbijeni zraci mešaju sa i dalje dolazećim direktnim, što ljudsko uho registruje kao veći nivo buke. U Ecotect-u su ti odbijeni zvuci označeni kao eho (crveni – kasnije se pretvaraju u žute), ali s obzirom na veličinu prostorije, kašnjenje zvuka je ipak mnogo manje (da bi se stvorio eho), skoro neprimetno i ne pravi problem.

Prvobitna postavka zadatka je bila objašnjena slobodno, kako bi se na kraju dobio neki uži zaključak o iskoristivosti zvuka u prostoru, tj. potencijalno novo-stvorenog pomoću teseliranih površi. Kako je za takvu razradu teme potreban i rad u muzičkim softverima, ovaj rad može poslužiti kao osnova u daljoj razradi geometrije forme prostora i teseliranih površi i usmerenja zvuka.

Sobu sa teseliranim zidom za ispitivanje akustičnosti prostorije sam napravila u Grasshopper programu i EcoLink-om povezala sa programom Ecotect, koji služi za analizu osvetljenja i zvuka u prostoru.

– Koristeći alatku Polygon, napravila sam površ, definisala joj granice, novom alatkom Extrude-ovala je i dodala Boundary Surfaces kako bih napravila baze prizme.
– Zatim sam, alatkom Deconstruct BRep, označila stranice prizme zasebno i Slider-om odabrala one koje želim da teseliram.
– Odabrane površi je trebalo podeliti na n broj panela, koji su za neki ugao zarotirani kroz svoj centar, a čije se vrednosti menjaju po Z osi. Za to su korišćene alatke Polygon Center, Rotate, List Length i Item. Polygon Center za pronalazak centralne tačke panela. List Length za način i definisanje domena obuhvata promene položaja – što znači da od 0-180 stepeni može biti zarotiran svaki panel, a odabrani su programom – nasumično. Item govori o broju panela koji ulaze u prethodni obuhvat.
-Poslednje, prizmu i panele sam označila kao Mesh i Ecolink-om sam se povezala sa Ecotect-om.

U Ecotect-u je prvo potrebno postaviti zvučnik u prizmu i podesiti parametre pod stavkom Rays and Particles, prvenstveno navodeći postavljeni zvučnik kao izvor i teselirane zidove kao reflektore i ispitati akustičnost prostorije.

Ova faza projekta je faza eksperimentisanja upotrebom novih alatki, kako bi se postigao što zanimljiviji rezultat.

Nakon faze II, postavljena je još jedna, paralelna ravan na razdaljini od 10cm, koja sa prethodnom formira panel i na koju su primenjeni parametri iste. Ovde se javlja problem preklapanja krugova, zbog čega projektovana slika nije jasno saglediva, pa je ravan nakon toga uklonjena.

Da bi se dobila konkretna senka , uvedena je horizontalna ravna na koju će se ona preslikati i postavljen spot light (izvor svetlosti) na prethodno zadatu visinu.  Zatim je na svaki od krugova primenjena alatka extrude to point, a za referentnu tačku je uzet izvor svetlosti, pri čemu je rešen problem preklapanja. Nakon toga, ukinuti su manji krugovi sa ravni, a opcijom loft moguće je dobiti debljinu panela i generisati ceo solid. Radi veće površine preslikavanja, solid je približen do ivice horizontalno postavljene ravni.

Nakon toga istražena je mogućnost postavljanja dva izvora svetlosti, na istu visinu, kako bi se uspostavila veća dinamičnost (igra) svetlosti i senke. Na ovaj način, svetlost koja probija iz dve naspramne pozicije, daje istu senku, blokiranjem određenih delova pod određenim uglom. Povećavanjem krugova na ravni na kojoj se slika projektuje, upad svetlosti je veći, ali slika je jasnija sa većim brojem manjih krugova, što je sledeći korak.

Kako bi istraživanje otišlo korak dalje, uvedene su anemone, plug-in za Grasshopper, koje omogućuju kreiranje loop-ova, u ovom slučaju start i end, odnosno petlje koja bi kontrolisala pomeranje izvora svetlosti duž iste ravni, pri čemu za svaki ciklus oduzima po jedan cilindar (nastao extrudovanjem krugova), da bi na kraju ostala solid struktura i projektovana senka koja “igra”. Kao krajnji rezultat su urađeni probni renderi, a za finalnu fazu bi najpogodnije bilo napraviti prototip, primenom 3d štampe.

Po završetku modelovanja lika u ZBrush-u model je uvucen u program Repetier-Host koji prilagodjava i priprema model za 3D štampu. U ovom programu se pomocu drugog softvera (Slic3r) vrši finalna priprema pred štampanje gde se modelu dodaju kordinate po kojima ce štampac nanositi materijal (pla 1,75 mm).

Štampanje lika je vršeno u više puta sa različitim parametrima kako bi se pokazao kvalitet ili nedostaci zadatkog podešavanja.

 Prvo štampanje je urađeno sa slojem debljine 0,1 mm, travel speed 150 i temperaturom extrudera od 200 stepeni, dok je model bio umanjen. Na modelu  se moze uočiti silueta modela ali ne i neka velika detaljnost.

Drugo štampanje je urađeno sa slojem debljine 0,2 mm, travel speed 130 i temperaturom extrudera od 210 stepeni, dok je model bio realan. Na ovom modelu se može uočiti da je mnogo veća detaljnost, sa ovog modela je mnogo lakše ukloniti potporni materijal koji modela zahteva.

Treće štampanje je urađeno sa slojem debljine 0,2 mm, travel speed 150 i temperaturom extrudera od 210 stepeni, dok je model bio sredina predhodna dva. Na ovom modelu se uočava da je model i dalje manje detaljan ali sa njega je lakše ukloniti potporni materijal nego sa prvog.

 

Velika mobilnost postignuta je sklopivom strukturom samog objekta. Rasklopljen, on se sastoji iz dva glavna “paketa” od kojih jedan sadrži okvir, a u drugom se nalaze zidni paneli, staklo se zasebno dopremljuje. Svaki od paketa mogu preneti četiri čoveka, time je rešen pristup čak i ekstremno nepristupačnim terenima, što povećava upotrebljivost ovog koncepta u divljini.

Istraživanje zaključujem uspešnim postizanjem cilja koji je stvaranje stvaranje svestranog objekta koji može se može pronaći u raznim upotrebama, od kojih su neke:                     skrovište za planinare, privremeno stanovanje, komercijalna upotreba (hotel) i jednoporodično stanovanje. Objekti izrađeni od ovakvih modula sa njihovom lakom prenosivošću bi takođe bili veoma korisni u vanrednim situacijama kao što su poplave, zemljotresi, oluje, itd.

FINALNI REZULTAT

A ovako to izgleda postavljeno u prostoru:

Poslednja faza rada odnosila se na igranje bojom. Ovaj put sam izabrala žutu, ali se u suštini isti efekat može dobiti uz pomoć bilo koje boje.

Polja sam bojila po principu da je svako drugo obojeno, dok su oni između ostajali bijele boje.

Na kraju sam u centralnom dijelu koristila Gradient Tool  i uz različite nijanse žute dobila efekat koji sam željela.

 

 

 

 

 

Nakon što sam istražila i odlučila koji oblik želim dobijem, pristupila sam iscrtavanju podloge.

Počela sam od jednostavnog oblika elipse, koji sam, da bi iluzija bila što realnija, transformisala uz pomoć Warp-a i došla do oblika jajeta.

Zatim sam kopirala i ofsetovala oblik onoliko puta koliko je bilo dovoljno da prekrijem čitavu površinu lista.

Nakon što je taj dio posla završen, trebalo je iscrtati vertikalne linije kako bi dodadtno pojačali utisak dubine prostora. Za to sam koristila alatku Pen Tool.

Obzirom na to da ovu alatku nisam koristila ranije, trebalo mi je malo vremena da se upoznam sa njenim radom. Kada sam završila sa crtanjem linija, one nisu bile smještene u nekom od Layer-a kao što smo navikli. Pronašla sam ih u tabu Paths. Da bih sebi olakšala dalji rad, prebacila sam linije u Layer. Izabrala sam sredstvo kojim želim da linije budu iscrtane (Pencil) i podesila debljinu (5 px).

Dobila sam konačan oblik kakav sam zamislila. U sledećem postu ću pokazati način na koji sam koristila boje i kako ovo stvarno izgleda u perspektivi.

U finalnoj fazi rada uradila sam trodimenzionalni prikaz osmišljenih pločica da bih prikazala kako bi one izgledale kada se dodjau boje materjali i kada se one poredjaju da daju željeni efekat.

U prethodna dva posta bavila sam se temom optičke iluzije u ravni. Prvobitna ideja je bila da napravim Optical Illusion Room kombinacijom distorzije ravne površi i anamorfoze. Usljed nedostatka vremena i problema sa fajlom, odlučila sam da nešto izmjenim temu, te sam počela istraživati iluzije i kako one utiču na naš mozak

  slika 1. 3D Street Art Illusions

Za razliku od prethodnog puta kada sam modifikovanjem Plane-ova u Autodesk 3ds Max-u formirala površi, a njihovim spajanjem kasnije i box, ovaj put sam imala nešto drugačiju pristup. Odlučila sam da koristim Adobe Photoshop CS6 i vidim da li i u kojoj mjeri mogu stvoriti doživljaj anamorfne optičke iluzije.

slike 2.i 3. 3D iluzije rupe

 

Koristeći transformaciju i mirorovanje, kako je objašnjeno u predhodnoj fazi dobili smo finalni dizajn koji liči na noja.
U ovoj finalnoj fazi prikazaćemo naše rešenje i kako smo mi dizajnirali ovu pticu u našem dobijenom geometrijskom obliku kroz transformaciju i mirorovanje.
Dobijeni dizajn se može koristiti da kalupom i izlivanjem dobijemo neku keramičku pločicu ili suprotno od toga da se prikaže na nekoj tkanini.

Svemir Bilbija AU 50/2013
Danijel Nister AU 62 / 2013

 

   

 

 

U prethodne dvije faze izvršila sam modelovanje prostorne strukture. Faza 3 se zasnivala na renderovanju sturkture i njenim smještanjem u prostor. U ovoj fazi koristila sam 3D max i Photoshop.

 

U završnoj fazi generisanja Vault slobodne forme, bilo je potrebno ponoviti postupak izrade u RhinoVault plug-in iz drugog posta, ovaj put sa tačnim dimenzijama lokacije na kojoj treba da se izvede Vault struktura u galeriji “Đura Kojić” na Departmanu za arhitekturu i urbanizam, Fakulteta tehničkih nauka u Novom Sadu.

Prvi korak je bio detaljno merenje lokacije (visine od poda do plafona, podužnih i poprečnih greda, i merenje tačnih dimenzija čelične noseće konstrukcije, na koju se oslanja Vault forma). Zatim je lokacija izmodelovana u Rhinoceros softveru.

 

Pri ponovnom postupku izrade i podizanja Vault strukture, najviše problema je pravio korak 5) iz drugog posta. Naime, pošto su sada dimenzije oslonca lokacije stvarne, dosta su šire od dimenzija koje su korišćene pri proučavanju Vault struktura u prethodnom postu, pa je alatka rV Horizontal Equilibrium pravila problem, i morali su se dodatno štelovati uglovi, kako bi se uspešno prošlo kroz ovaj korak. Na kraju se rV Vertical Equilibrium alatkom uspešno podigla Vault struktura, kojoj se sada visina mogla menjati, kako bi odgovarala lokaciji, i kako ne bi udarala u plafon.

 

Uspešno generisana Vault struktura, postavljena je na tri linijska oslonca, tačno na metalnim šinama čelične plafonske konstrukcije, tačno između dve grede.

Struktura bi trebalo da bude dalje panelizovana, urađena oplata za nju, i izvedena od stiropora. Date slike rendera prikazuju kako bi struktura mogla izgledati kaka se bude postavila na lokaciju.

 

 

 

 

 

Cilj u poslednjoj fazi istraživanja je dobiti talasaste površi, i staklene površine.

 

Pomoću operacija LOFT i SMOOTH sam dobijao zaobljene i talasaste površi, što je bio i cilj u poslednjoj fazi istraživanja.

Staklene površine su pravljene preko elementa Box.

Deo staklenih površina je dobijen sečenjem elementa Box pomoću BOOLEAN operacija, a takođe je korišćena operacija CUT, gde je to bilo potrebno.

Celokupno istraživanje vršeno je u programu 3Ds Max, u cilju usavršavanja znanja u ovom program.

 

 

 

Nakon što sam u Grasshopper-u izdelila površ na segmente i odredila raspored i veličinu poligona, model sam prenela u ArchiCad kako bih se posvetila detaljima i pripremila sve za finalni render.

Neke otvore sam izbrisala, neke samo pomerila, a sve to u cilju dobijanja što realnije slike. 

Kada sam napokon dobila željeni rezultat, napravila sam jedan “prozor” od svih otvora, stavila ga na zid i nakon toga podesila materijal i boju zida i stakla. 

Kako bih svoju ideju što realnije prikazala, render sam doterala u PS-u te dobila finalnu prezentaciju.

Ovo istraživanje je primenjeno na velikoj fasadnoj površini, dok sama ideja može imati veoma široku primenu – kako na različitim objektima i materijalima, tako i na svakodnevnim predmetima.

Prilikom rada vršeno je istraživanje različitih oblika, postavljenih na mesto piksela. Odabran je trougao kao odgovarajući oblik, zbog jednostavnosti izrade mogućeg modela.

Prva faza – Dobijeni lik formiran trouglovima na mestu piksela

Dalje istraživanje je vršeno u drugim softverima i predstavlja završnu fazu rada. Korišćeni su softveri Rhino i Archicad, gdje je ivicama svakog trougla dodata debljina od 3mm, te je svaka podignuta za 10mm. Na taj način formirani su omotači trougaonih prizmi.

Druga faza – Formiranje lika prostornim elementima

Zamisao je bila da ovakvi omotači od foreksa u crnoj boji budu zabodeni u stiropor na odgovarajućim mestima i na taj način formiraju lik.

Treća faza – Formirani lik pomoću foreksa i stiropora

Pored ovakvog pristupa, ovaj vid istraživanja omogućava i drugačiju završnu izradu modela. Neke od opcija su graviranje i sečenje određenih delova, te formiranje različitih upotrebnih predmeta.

Proces fabrikacije podrazumijeva pripremu fajlova za rad na nekoj mašini, potrebno je pripremiti fajlove tako da mašina može čitati podatke kako bi izvšila naredbe koje želimo. U ovom slučaju fabrikacija se radi na laserskom sjekaču. Pripremu fajlova sam započela tako što sam razvila mrežu lampe koju sam kreirala i na tu mrežu postavila dobijeni patern iz grasshoppera. Dobijeni patern se postavlja u vidu linija kojima se zadaje boja kako bi laserski sjekač znao da li treba da siječe ili gravira po određenoj putanji. Materijal koji ću koristiti za izradu makete je bojeni plexiglas.

Proces modelovanja lampe pomoću softvera Rhinoceros i Grasshopper započet je kreiranjem forme u Grasshopperu zbog mogućnosti veće kontrole nad modelom. Osnova projekta je kubus započet komandom Rectangle, sa kojim su povezane dimenzije. Površinu stvaram komandom Boundary koju ekstrudujem u pravcu Z da bi dobila željeni oblik.

Komandom Deconstruct Brep razbijam kubus i dobijam mogućnost selekcije face-ova, vertex-a i edge-va te svaku odvojenu površinu izdvajam (List Item), pomoću Dimension sam uzela dimenzije jedne stranice kako bih u osnovi kreirala region na kojem dobijam voronoi ćelije.

Pomoću Populate 2D sam definisala broj tačaka za voronoi strukturu, a pomoću Voronoi 2D kreirala strukturu, potom pomoću faktora skaliranja dobila debljinu.

Uvedena kriva linija je podijeljena na broj koliko postoji voronoi ćelija. Pomoću komande Cull Pattern isključujemo sve ćelije koje imaju distance manje od zadatog broja.

Podijelila sam voronoi mrežu na 4 stranice, na koje su projektovani dijelovi voronoi strukture zatim mapirani (Orient) na kreirani kubus.

Komandom Surface Split kreirane šupljine i isječenim stranicama dodjeljene debljine (Extrude).

Komandom Brep Join sam povezala sve elemente.

Za kreiranje gornje stranice je ponovljena procedura kreiranja voronoi strukture sa bočnih stranica (Populate 2D, Voronoi, Scale, Surface Split, Sort, List Item, Extrude).

Komande Area, Circle, Scale, Boundary, Extrude su korišteni za modelovanje postolja.

Predmet istraživanja: modelovanje i izrada drvene maske za telefon i primena Voronoi paterna na poleđinu

Softveri: Rhinoceros; plug-in: Grasshopper

I faza projekta: istraživanje dimenzija, otvora, pregiba, i modelovanje maske

Nakon grublje obrade modela i osnovnih Subtool-ova bilo je potrebno dodati takozvane “hard surfice” koji zahtijevaju potpuno drugačiju tehniku rada od organskih dijelova modela i odjeće.

 

Naravno iz ovog razloga bilo je potrebno raditi ih kao zasebne Subtool-ove. Prije svega za rad na je potrebno koristiti novi BoxTool kako bi se dobile ravne površine. Zatim upotrebom ShadowBoxa koji kopiramo u više primjeraka i MaskTool-a izdvajamo različite dijelove modela koje kasnije Merge-ujemo u jedan hard surfice objekat koji dalje fino dorađujemo.

Za finu obradu ovih Subtool-ova je potrebno koristiti veliki broj poligona kako bi se postigla detaljnost pa se javlja problem prevelikog ukupnog broja poligona koji “guši” računar.

Nakon što se uključi veliki broj poligona, potrebno je dodavati masu uz pomoć ClayBuildup brush-a malog intenziteta, međutim, kako površine ne bi dobile organski izgled koristi se HPolish i TrimDinamic alatka. ClipRectangle u ovom slučaju služi za skidanje suvišnih površina jer za razliku od obicne Trim alatke zatvara otvore koji nakon sječenja ostaju.

Svi hard surfice Subtool-ovi se zatim namiještaju na željenu poziciju u odnosu na model i to uz pomoć Move, Rotate i Scale alatki. Kako bi mogli i dalje da se dorađuju kao i zbog razlike u broju poligona, ovi dijelovi se uglavnom ne Merge-uju sa osnovnim modelom.

Kako bi model dobio finalnu obradu u vidu boje i teksture, potrebno je odabrati teksturu i u color meniju odabrati opciju FillObject i ovaj korak ponoviti za svaki subtool. Za postavljanje osnovne boje se koristi ista tehnika s tim što na osnovnu boju mogu da se dodaju i druge pomoću Standard brush-a.

Najveći problemi prilikom korištenja ovog programa su mi prije svega predstavljali navigacija unutar samog platna i u nekoliko navrata se desilo da je model izgubljen. Drugi problem jeste osjetljivost alatki i brush-eva pa se upotreba table za crtanje strogo preporučuje. Sam proces modelovanja nije naročito komplikovan i na internetu postoji dosta tutorijala koji jako dobro objašnjavaju sam program i funkcije alatki u njemu.

Krajnji zaključak je da je ZBrush jedan impresivan programkoji bih svakome preporučio i koji nudi jako mnogo mogućnosti prije svega za modelovanje organskih oblika ali, zbog velike palete alatki koji sadrži, moguće je koristiti ga i za detaljno modelovanje arhitektonskih objekata kao i za pripremu modela za 3D štampanje.

 

 

Kao početni model za oblikovanje korišten je model (tool) koji je već ponuđen u ZBrush programu. Dovođenjem ovog tool-a u željeni položaj pomoću Mask i Move alatki započeo sam proces grube obrade modela. Za ovaj najgrublji dio obrade sam koristio različite brush-eve poput Move i ClayBuildup.

Kako bi se postigao što prirodniji prelaz koristio sam Smooth brush. Najveći problem u ovoj fazi jeste bilo uklanjanje osnovnih karakteristika lica jer rađeni model zapravo ima masku. Ovaj problem je riješen ponovnim DynaMesh-ovanjem objekta i njegovim konstantnim Remesh-ovanjem, uz stalne dorade Move i ClayBuildup brush-evima.

Zbog određenih problema nastalih Remesh-ovanjem modela u vidu deformacije šaka, morao sam ih odstraniti pomoću ClipCurve-a a zatim pristupiti korištenju Subtool-ova kako bih iste ponovo namjestio u zadovoljavajući položaj i zatim ih Merge-ovao sa glavnim modelom.

Ostatak modela nije bilo moguće modelovati bez upotrebe Subtool opcije. Tehnika koju sam ovdje koristio za rukavice i cipele je korištenje alatke Mask kako bih izdvojio potrebne dijelove, zatim Polygroup opcije kako bih ih podijelio, alatkom PanelLoop im dao određenu debljinu i pomoću Split alatke izdvojio kao posebne Subtool-ove.

Za finije detalje na osnovnom modelu kao i na Subtool-ovima sam koristio alatke Polish, DampStandard,Inflate i Smooth.

 

 

U završnoj fazi urađeno je istraživanje senke koju daje deo makete  primenom različitih materijala u otvorenim poljima. Radi ispitivanja slikano je pod veštačkim i prirodnim osvetljenjem. Osnovni materijal u obe kombinacije je hamer, dok je materijal kojim su zatvorena polja različit.

Prva kombinacija je hamer i paus. U ovom slučaju senka je vidljiva jedino ukoliko je površina na koju se reflektuje jako blizu makete. Kada se maketa odalji gubi se senka i ne vidi se razlika između hamera i pausa. Rezultat dobijen istraživanjem makete nije potpuno isti kao kao istraživanja modela koji je vršila koleginica. Sličnost se vidi jedino kod noćnog rendera gde je senku daju šare koje su bliže površini na koju se reflektuje.

Druga kombinacija je hamer i folija. U ovom slučaju senka je jasno vidljiva i pri veštačkom i pri prirodnom osvetljenju jer je materijal skroz transparentan. Ovaj deo istraživanja se podudara sa istraživanjem modela u programu.

Kao što je u prethodnom delu navedeno, uz pomoć parametara ose sočiva, žižne tačke, žižne daljine i poluprečnika krive sočiva može se precizno konstruisati sabirno sočivo. Ono se postavlja na otvor fasade i sabira svetlosne zrake na određenu površinu izabrane ravni prostora.

 

 

 

 

 

 

 

 

Funkcije formiranja sočiva na fasadi

Formiranje sočiva je zamišljeno sa namerom sakupljanja svetlosti na relativno malu površinu, to bi doprinelo većoj koncentraciji energine na datoj površini, reprezentovano toplotnom energijom. Ovu toplotnu energiju je moguće skladištiti (apsorbovati) i kasnije otpustiti u dati prostor ili je preneti na neki drugi sistem i usmeriti.

Za ove tehnike se korsite specijalni materijali, PCM tj. Phase Change Material. Suštinski ovi materijali prilikom promene agregatnog stanja emituju relativno veliku količinu toplotne energije, koji pre toga apsorbuju sve do promene agregatnog stanja. Tako npr. će “panel” PCM-a prikupljati sunčevu energiju tokom dana i biti u tečnom agregatnom stanju, dok će u večernjim casovima promeniti agr. stanje i emitovati energiju konstantno tokom odrešenog vremenskog perioda. Ovakav sistem bi doneo relativno velike uštede u potrošnji energije prilikom hlađenja i grejanja prostora.

Estetska funkcija je tipa snopa svetlosti, koji bi se mogao koristi kao motiv u prosotru npr. naglašavanja određenih delova tog prostora ili stvaranje željenog ambijenta.

Formiranjem više sočiva na fasadi može se stvoriti više svetlosnih snopova, koji se mogu koristiti za bilo koju od navedenih funkcija.

 

 

 

 

 

 

 

*Dole su prikazane moguće primene sočiva u datim prostorima

Zaključak

Koristeći program Rhinoceros i njegov plug-in Grasshopper, kreirana je definicija koja konstruiše sabirno sočivo u zadatom prostoru, definisanom kvadrom. Konstrukcija samog sočiva je bazirana na lokalnom kordinatnom sistemu tako da je relativno jednostavno preneti ovaj sistem u drugačije definisane prostore. Korišćenje definicije je veoma jednostavno gde korisnik treba da unese samo dimenzije prostora, pozicionira otvor i površ na koju želi da sabira svetlost. Moguće je uneti i dodatne parametre kao npr. index prelamanja svetlosti za materijal od koje želi da sočivo bude napravljeno. Isto tako može da definiše debljinu sočiva. Sočivo bi doprinelo temperaturnoj regulaciji prostora i uštedi energije. Postojala bi mogućnost usmeravanja svelosti koja bi formirala željeni ambijent ili ižmeštanje svelosnog snopa od sunca na mesto gde ne smeta funkciji prostora.

 
Definicija je napravljena za jednostavan prostor, tj. pozicioniranje površi sabiranja i otvora su vezane za stranice kvadra, što bi se moralo modifikovati ako se prostor drugačije definiše. Isto tako u odrešenim situacijama dolazi do velikog nagiba sočiva u odnosu na stranice kvadra (fasadu), što bi u praksi izazivalo probleme montiranja i narušavalo estetiku fasade. Ovaj problem bi se mogao rešiti tako što će se formirati više malih sočiva koja će fokusirati svetlost u istu tačku. Sistem je najbolje primenjiv u prostorima sa relativno visokim plafonom, galerijama …
Prilikom formiranja svetlosnog snopa nije poželjno da donja ivica površi sabiranja bude niže od 210cm, u odnosu na pod, radi izbegavanja bljeska i više temperature koja bi se javila kada bi korisnik prostora bio u kontaktu sa svetlosnim snopom.

*Dole su prikazani slučajevi konstrukcije sočiva i ekstremi kada potrebe sabiranja svetlosnih zraka premašuju dozvoljene vrednosti,  formirane po kriterijumima praktičnosti izvođenja i estetici.

 

 

O iskustvu izrade projekta:

Prilikom izrade projekta imao sam priliku da proučim klasičnu optiku i matematičke relacije koje formiraju optičke aparate.
Isto tako sam se upoznao sa nekim od funkcija plug-in-a grasshopper i sistemom rada programa Rhinoceros.
Upoznao sam se sa principima parametrijskog modelovanja, tj. metodologijom rada za kreiranje formi koristeći funkcije i veze između elemenata.

Nadam se da ću u budućnosti imati priliku da dublje uđem u ovaj sistem rada, kako bi maksimalno iskoristio njegove potencijale.

Definisanje potrebnih podata:

Radi formiranja sočiva (po klasičnoj optici), potrebni su određeni parametri. Prvo se određuje osa sočiva, na kojoj će se nalaziti svi preostali elementi.
Nakon ose potrebno je definisati žižnu daljinu sočiva i žižnu tačku (žižu). Ovo je tačka u kojoj će se svi zraci, nakon prelamanje kroz sočivo, sastati. Nakon toga potrebno je odrediti poluprečnike krivina sočiva i njihove centre. Sa ovim podacima može se uspešno i precizno konstruisati sočivo.

H1 i H2 su visine tj jedne od dimenzija pravougaonika otvora odnosno površi na koju svetlost sabira. Osa sočiva če biti definisana centrima tih pravougaonika. Žiža će biti kolinearna sa vrhovima pravougaonika i nalaziće se na osi sočiva, kako bi ekstremni sabirajući zraci tačno udarali na ivice pravougaonika na koji se zraci sabiraju. Iz ovih uslova se definiše žižna daljina iz sistema jednačina:

f=X1+X2

X2:H2/2=X1:(H1/2-H2/2) => X2=X1H2/(H1-H2)

Nakon toga se odrešuje poluprečnik krivine sočiva R. Ovu vrednost se dobija modfikovanom matematičkom jednačinom definisanom u klasičnoj optici tj. sistemom jednačina:

((n/-dn+d)R1^2)-((1/(-dn+d))R1)+d-f=0

R2=R1-d

Centri krivih nalaze se na osi sočiva, a njihova udaljenost od sočiva se definiše:

c1=d/2+R1 i c2=d/2+R2

Izrada Projekta

Za izradu projekta koristi se program Rhinoceros 5.0 i plug-in grasshopper.

Prvo se definiše prostor prema kome će se konstruisati sočivo. Za dati projekat, kvadar pretstavlja pomenuti prostor. Unose se dimenzije kvadra. Nakon ovoga se određuje na kojim stranicama datog kvadra se nalazi otvor (otvor je definisan pravougaonikom na izabranoj strani kvadra), odnoso površ za sabiranje svetlosnih zrake (definisano pravougaonikom na izabranoj stranici kvadra). Nakon toga se određuju dimenzije, prvo dimenzije otvora (širina, visina), odnosno jednu dimenziju površi sakupljanja.
Odnos stranica otvora i pomenute površi mora da bude jednak, jer površ jeste projekcija otvora na izabranu ravan.

Kada su dimenzije pravougaonika određene, potrebno je odrediti njihove pozicije na izabranim stranicama, ovo se postiže tako što se određuju pozicije centara pravougaonika.

Nakon ovog koraka su definisani ulazni podatci korisnika, tj. opisan je prostor u kojem je potrebno konstruisati sabirno sočivo.

 

 

Osa sočiva je definisana istim centrima pravougaonika, koji su i determinisali njihovu lokaciju na relativnoj ravni.

Nakon ovoga potrebno je definisati centre većih stranica datih pravougaonika kako bi se moglo doći do žižne daljine f .

Ovde se formira novi (lokalni) koordinatni sistem, jediničnih vektora u v w.

Vektor u je definisan tačkama centara pravougaonika otvora i površi sabiranja. Vektor v je definisan centrom pravougaonika otvora i centrom veće stranice pravougaonika otvora. Vektor w je vektorski proizvod u i v, w= u x v.

Pošto je dovoljo da konstruisati krive sočiva u jednoj ravni vektor w se ne koristiti.

Koristi se sistem jednačina:

f=X1+X2

X2:H2/2=X1:(H1/2-H2/2) => X2=X1H2/(H1-H2)

Kako bi se dobio intenzitet radijus vektora za tačku F, koja predstavlja žižu sočiva. Pošto se žiža nalazi na osi sočiva radijus vektor tačke F će biti jedinični vektor u sa intenzitetom dobijenim iz sistema jednačina.

f•u=Rf

 

 

Sledeći korak jeste da se unese parametar n, index prelamanja svetlosti određene supstance, npr. staklo 1,55. Isto tako potrebno je definisati debljinu sočiva d. Ovi podaci se unose od strane korisnika pošto nisu zavisni od bilo kojih drugih navedenih parametara.

Sa ovim podacima moguće je konstruisati sočivo za zadatu situaciju.

Koriste se jednačine izvedene iz jednačine za konstrukciju sočiva (klasična fizika)

 

((n/-dn+d)R1^2)-((1/(-dn+d))R1)+d-f=0

R2=R1-d

Pošto je jedna od navedenih jednačina kvadratna, dobiće se dva rešenja. Uzima se pozitivno rešenje, kako bi sočivo bilo konveksno.

Pozicija centra krivine jeste polovina debljine sočiva plus radijus krive.

(-d/2+R1)•u=C1 i (d/2-R2)•u=C2

 

 

Sa ovim podacima moguće je kreirati krive koje će predstavljati krive sočiva, definisane centrima i radijusima.

 

Poslednji korak konstrukcije sočiva jeste konstrukcija površi samog sočiva. Ovo se postiže rotacijom krive oko ose sočiva prethodno definisane jediničnim vektorom u.

Nakon formiranja površi potrebno je ograničiti istu na ekstreme tj. maksimalne vrednosti pravougaonika otvora (po globalnom x y z koordinatnom sistemu).

Površ je ovim korakom potpuno definisana, odgovara otvoru i površi za sabiranje svetlosnih zraka.

Box morph definicija

Tokom rada na prethodno prikazanim definicijama, uočio sam razlike između istih. Performanse “ispečenih” modela u Rhino-u su kod svih definicija bile veoma loše, izuzev Box morph definicije. Ovaj pristup imao je najmanje uticaja na performanse sagledavanja i manipulisanja trodimenzionalnim modelom u Rhino-u, kao i u vremenu potrebnom da se struktura iz Grasshoppera prebaci u Rhino. Ovaj pristup bih izabrao kod konceptualnih rešenja i idejnih prjekata gde prostorna rešetka nije u prvom planu i gde se ne zahteva velika preciznost, već se više računa vodi o proporcijama i estetici. Mana ove definicije, jeste što na krajevima rešetke imamo slobodne štapove koji zapravo predstavljaju višak.

 

Pri testu malog stepena zakrivljenosti model deluje realistično i definicija funkcioniše bez greške.

 

Generisanjem rešetke na kompleksnijoj površi sa većim stepenom zakrivljenosti i kompleksnosti, definicija se odlično pokazala. Ova definicija je pogodna za konceptualne modele, jer zbog viška štapova na krajevima konstrukcije, ne predstavlja realno rešenje konstrukcije. 

 

 

Metoda isotrim, zakrivljeni pojasni štapovi

Prve dve definicije su se pokazale kao najpreciznije, stim što rešetka sa krivim pojasevima više predstavlja konceptualno rešenje, jer bi takvu rešetku bilo veoma teško izvesti u realnoj situaciji.

 

 

Metoda isotrim, segmentirana rešetka

Rešenje sa segmentiranom rešetkom je daleko realnije i preciznije. Umesto krivih, tačke su vezane polyline alatkom. Ovakvu konstrukciju bi bilo moguće izvesti, pa bi se ovaj model mogao koristiti za realne preseke i dimenzionisanje. Žičani model ove rešeke bi bilo moguće testirati u Karamba softveru, gde bi pored informacija o silama u konstrukciji, mogli pronaći i najpogodnije tačke za oslonce.

 

Linijska mreža, kao odlična podloga za dalje statičke i konstrukcijske analize.

 

 

Metoda ravanske rešetke

Ideja je bila da sa većim brojem ravanskih rešetki zamenimo prostornu rešetku, i na taj način pojednostavimo i olakšamo konstrukciju. Osnovni problem ovakvog rešenja jeste nedostatak konstruktivnih elemenata upravnih na dobijene nosače, tj. ne postji direktna veza između nosača. Bilo bi potrebno dodatno ubaciti neki vid ukruta.

 

U segmentima površi sa većim stepenom zakrivljenosti, uočava se problem; štapovi ispune ne mogu da isprate krivinu, pa dolazi do deformacije kompletnog segmenta nosača, što bi ga u realnoj situaciji učinilo nestabilnim.

 

 

Na izdvojenom primeru nosača, jasno se vide deformacije i odatle možemo zaključiti da je ova definicija pogodna za rešavanje jednostavnijih površi sa manjim stepenom zakrivljenosti, a koje istovremeno imaju izduženu osnovu, kako bi opterećenje preneli po kraćoj dimenziji.

 

 

Na kraju ovog istraživanja, pored projektovanih definicija koje će mi svakako služiti u budućim projektima, uspeo sam bolje da se upoznam sa Grasshopper softverom i shvatim na koji način funkcioniše, kao i kakve sve strukture možemo projektovati u njemu i koliko je efikasnije ili ne u odnosu na softvere koje sam koristio do sada.
Plug-in-ovi Kangaroo i Karamba predstavljaju softvere za statičku analizu elemenata projektovanih u Grasshopperu. Pored prikaza sila i opterećenja, nude i najoptimalniji oblik konstrukcije, pozicije tačaka za oslonce kao i mogućnost dodele određenog materijala za svaki element, sa svim parametrima kao što su težina, optornost na pritisak i savijanje itd. Upoznavanje sa ovim softverima i testiranje prethodno izloženih definicija biće predmet nekog sledećeg istraživanja.

Proizvoljna površ je generisana uz pomoć tri krive i alatkom loft u Rhino-u. Potom je postavljena referenca za površ u Grasshopperu kao ulazni parametar.

Istražio sam četiri različita načina generisanja prostorne rešetke. Prvi način jeste uz pomoć Isotrim komande, uz pomoć koje prvobitno delimo površ, zatim izvlačimo mrežu i tačke, a potom uz pomoć vektora normale dobijamo sekundarni pojas rešetke. Na kraju spajamo tačke ove dve mreže i dobijamo dijagonale. Linije dobijamo pomoću alatke PolyLine, odakle dobijamo prave štapove bez krivina. Na kraju, rešetku generišemo iz mreže linija u 3d oblik, uz pomoć komande Pipe, a u tačkama spoja štapova, generišemo konektore u obliku sfere.

Drugi način, je u logici sličan prvom, međutim dosta pojednostavljen i nudi manju kontrolu u generisanju rešetke. Tačke su povezane alatkom Interpolate Curve, te tako dobijamo pojasne štapove rešetke u obliku krivih identičnih konturama zadate površi.

Treća definicija se skoro u potpunosti razlikuje od prve dve. Ovde sam generisanjem jedne kocke u Grasshopper-u, napravio jedan modul rešetke u obliku piramide, kroz čiji vrh sam provukao linije u dva pravca. Ove linije će kasnije činiti donji pojas rešetke. Alatkom Surface Box, a potom i Box morph, generišemo rešetku uz pomoć prvobinto nacrtane mreže linija u kocki.

Poslednja definicija je u potpunosti drugačija od prve tri, u pitanju je ravanska rešetka u jednom pravcu koja se ponavlja na površi. Pored toga što je osnovni skelet rešetke definisan u potpunosti u Grasshopper-u, ulazni parametar površi postavlja se tek pred sam kraj definicije, i uz pomoć opcije Contour, dobijamo linije po kojima generišemo već predefinisanu rešetku sa kosim i vertikalnim štapovima.

U nastavku istraživanja sledi testiranje definicija na površima sa različitim stepenom zakrivljenosti i kompleksnosti.

 

 

 

Krov ovog stadiona je u obliku hiperbolickog paraboloida. Trebace nam dvije parabole pomocu kojih cemo formirati povrsinu. Osnova je u vidu elipse, naknadno cemo probiti krov.

Odredimo priblizno dimenzije stadiona i nacrtamo dvije parabole u tim dimenzijama. Parabolu crtamo tako da odredimo odredimo tangente i tacku presjeka tangenti pomocu polyline (crveno):

Selektujemo poliliniju i odaberemo komandu spline. Zatim odaberemo komandu spline i selektujemo ponovo poliliniju cime dobijamo parabolu. Pomijeramo sjeciste tangenti dok vrh parabole ne postavimo u zeljenu tacku:

Kopiramo i postavimo parabole u prostor da mozemo kreirati povrsinu naredbom loft:

Sada nacrtamo elipsu koja predstavlja osnovu i naredbom polysolid, zatim subtract dobijemo konture krova:

Ocistimo krovnu povrsinu od viska (separate) i nacrtamo konture krovnog otvora te ponovimo postupak (polysolid, subtract i separate) da dobijemo konacan izgled:

Modelujemo prostornu resetkastu gredu, kao i rampe (preko naredbi sweep i helix):

Konacan izgled stadiona ( procjenjivao sam dimenzije, bez tacnih podataka):

 

Glavno sto se uocava kod stadiona jesu krovne povrsine. Tako da mi glavni akcenat kod modelovanja stadiona formiranje krovne povrsine, odnosno formiranje krovne ljuske. U AutoCAD-u povrsina je surface. Zadatak se svodi na kreiranje zeljene povrsine tj. surface-a i zatim zadavanja debljine surface-u radi formiranja krovne ljuske.

Primjer br. 1: kreirati krovnu povrsinu stadiona na slici

Necu ulaziti u detalje tacnih dimenzija (imam samo ovu sliku kao izvor informacija).

Prvo sto cemo uraditi je nacrtati uzduzni profil krovne ljuske;

zatim nacrtamo porecni presjek, koji je u vidu kruznog luka i rotiramo luk da ga postavimo vertikalno u odnosu na ravan xy

povezemo oba presjeka u jednoj tacki i podignemo trapezasti presjek vertikalno

kopiramo trapezasti presjek i spojimo sa drugim krajem luka

naredbom loft formiramo povrsinu, tako da za profile biramo trapezaste presjeke,a za vodjicu luk; konacno naredbom thicken zadajemo debljinu ljuske

Primjer br.2

prvo formiramo bocne sferne povrsine tako sto nacrtamo dva kruzna luka, donji 15 stepeni nagnut u odnosu na ravan xy, drugi postavimo vertikalno, spojimo ih i naredbom loft kreiramo sfernu povrsinu te zatim kopiramo

zatim formiramo sredisnji dio povrsine (nacrtamo kruzni luk i naredba extrude)

da bi dobili otvor na krovu modelujemo kvadar strana velicine otvora, visine vece od najvise tacke krova, postavimo sve elemente na odgovarajuce pozicije

naredbom subtract formiramo otvor na krovu i konacno dobijeno zeljenu povrsinu

Primjer br.3

Necu ulaziti u strukturu i teksturu povrsine omotaca. Prvo nacrtamo pribliznu osnovu stadiona zatim naredbom offset odredimo velicinu otvora na krovu, podignemo offsetiranu poliliniju na visinu stadiona. Nacrtamo profile zidova i krova te naredbom sweep formiramo povrsine zidova i krova.

Princip rada sa surface-om se svodi na nacin prikazano u primjerima. Sem kreiranja surface-a, u AutoCAD se kao osnovnim alatom povrsina moze dobiti kreiranjem mesh-a, a kod modelovanja bez parametarskog dizajna, princip rada je isti kao i sa surface.

II DIO

Drugi dio animacije predtavlja polu puni čašu na pločniku, koji u jednom trenutku kreće da se uzdize u vidu pijavice i juri prema čaši. Ova animacija je odražena u ‘’RayFire’plugin-u koji nam je pomogao oko simuliranja za uzdizanje i lomljenje popločanja.

Popločanje smo izmodelovali preko box-a i preko Chamfer modifajera smanjili oštrinu ivica. Zatim smo u ‘’RayFire’’ plugin-u izabrali modifajer ‘’RayFiretool’’ u kojem smo odredili elemente koji će da se ruše i one koji će da utiču na rušenje. Popločanje smo dodali u ‘’DynamicObjects’’ a zatim ga preko Menu-a prebacili u SleepingObjects, ostale elemente smo dodali u Static and Kinematic Objects.

   

Postavili smo konus koji ce predstavljati pijavicu koja ruši pločnik ii de prema čaši. U ‘’Phystic’’ podešavanju ‘’RayFire’’ plugin-a smo podesili kada će rušenje da počne i u kojem frejmu završava. Kao MaterialPresent smo izabrali LightMetal i to nam na animaciji pokazuje kako će se ponašati popločanje tokom rušenja. U slučaju das mo izabrali Heavymetal naše popločanje ne bi se rušilo nego samo pomjeralo.

   

Preko Revive by velocity podešavamo brzinu padanja pločnika.

Kako smo podesili sve parameter, pustili smo animaciju da odradi svoje.

I DIO

Ono što nam je potrebno za početak projekta jeste odgovarajući oblik čaše, odlučili smo se za ‘’ Nonic pint’’ nama posebno drag oblik čaše, koji smo izmodelovali u 3ds Max-u iscrtavajući presjek čaše sa jedne strane i zatim koristeci modifajere ‘’Lathe’’ i ‘’Shell’’.

Pokretanjem plugina “Phoenix fd“ koristimo modifajer ‘’LiquidSim’’ kojim određujemo prostor u kojem će se odvijati nasa simulacija, zatim koristimo ‘’PHXliquid’’ koji nam određuje izvor koji stvara čestice.

   

Pošto je ‘’PHXliquid’’ samo izvor koji stvara čestice ali ne i element iz kojeg čestice izlaze, neophodno je dodati novi element u vidu cilindra koji će predstavljati flašu piva iz kojeg će čestice da izlaze. Ovdje potrebno promijeniti ID povržina, zatim u ‘’PHXsource’’ staviti da je emiter onaj ID koji smo obilježili sa brojem 1, ukoliko se to ne uradi čitav element (u ovom slučaju cilindar) će emitovati tečnost.

U modifajeru ‘’LiquidSin’’ u tabu ‘’Dynamica’’ podešavamo brzinu tečnosti po frejmu, a zatim smo časi odradili ‘’Edit Mesh’’ da tečnost ne bi izlazila iz čaše.

Preko ‘’Liquidsource’’-a smo podesili jačinu pritiska tečnosti po frejmovima, zatim smo dodali pjenu u tabu ‘’Foam’’ gdje smo podesili kada će se pjena pojaviti i koliko dugo trajati. Podešavanjem veličine mjehurića imamo opciju ‘’Variation Up’’ koja se odnosi na veličinu primarnih mjehurića i ‘’Variation Down’’ koja se odnosi na mjekuriće koji će se i dalje uzdizati i kad je čaša napunjena.

    

Cilj projekta je da se napravi simulacija, a potom i animacija za reklamu piva. Sama ideja je proizašla iz naseg uživanja u pivu i želji da se naša zamisao realizuje, koristeći programe sa kojima imamo iskustvo i nove programe koji su nas naveli na ovaj izazov.

Projekat je rađen u 3ds Max-u, a uz to koristimo nova 2 plugin-a, prvi je “Phoenix fd“ koji koristimo za simulaciju tečnosti i pjene kao i sami proces točenja piva u čašu. Drugi plugin koji je važan za drugi dio reklame je ‘’RayFire’’ koji koristimo za simulaciju rušenja pločnika.

Nakon urađene karoserije bočnog dela motora, model iz 3DMaxa smo importovale u Rhino, pozvali  komandu Grasshopper da bi lakše dobili mrežu koja nam je potrebna za izradu od tankih pločastih materijala.

Prvi korak nam je bio pravljenje komponenti gde smo mesh od kojeg je bila urađena limarija pretvorili u planarne površine, radi njegovog lakšeg postavljanja i menjanja raznih oblika tih ravni.

 

Ovaj pristup smo krenule da radimo u 3DMaxu tako sto smo importovale postojeće izglede motora marke Ducati1078s. Oni su nam bili početak izrade modela. Koristili smo opciju plain, da bi pomoću edit poly, počeli da je menjamo. Selektovanjem plain-a, tasterom shift i komandom move-select smo translirale površinu po izgledu. I tako redom dok nismo dobile bočni deo motora. Modelovan je i ostatak motora u manjoj detaljnosti, dok smo se bazirali na bočnoj limariji motora pomeranjem verteksa, i extrudovanjem.

 

 

Počeo sam modelovanje tako što sam odredio osnovne crte lica/glave.

 

Kasnije je iz sfere izvlačen deo po deo, po potrebi koji je kasnije modelovan u željeni oblik. Pomenuto izvlačenje se ne vrši pomoću opcije “Extrude” kao što je to slučaj u Sketchup, ili 3ds Maxu, već pomoću opcije Move. Neophodno je prethodno obeležiti željenu površinu pomoću alatke Mask, i odrediti osu u odnosu na koju će se kretati.

Modelovanje nije bilo nimalo lako jer su komande malo komplikovanije, da bi se sam model pomerao mora se držati taster Alt i klikom na prazno polje moguće je pomerati model, dok je zumiranje default opcija i klikom na prazno polje možete rotirati model u odnosu na sve tri ose.

Nastavak modelovanja nije bio ništa složeniji, Mask – Move – DynaMesh (neophodno je nakon pomeranja / izvlačenja segmenta primeniti DynaMesh, da bi razvučene poligone podelio na jednak broj poligona prema modelu, i tako bilo moguče raditi na tom izvučenom delu.)
Tek nakon dobijenog “grubog” modela, krenuo sam u detaljniju obradu. Ubacio sam reference – odnosno slike prema kojima sam radio model. Ove slike je moguće podešavati (scale), pomerati (vert/hor) i snapovati prema modelu, što je veoma, veoma korisno. Za svake ispravke na modelu u vidu dodavanja ili skidanja voska/gline/materije, koriste se brushevi odnosno četkice. Najviše sam primenjivao Clay build up, Trim dynamic, Damian standard, Move, Clay tubes četkice. Sve četkice imaju dualnu funkciju. Većini je primarna komanda nanošenje +, dok se pritiskom na komandu Alt funkcija menja u sekundarnu tako da je onda -.

 

Prilikom rada na glavi, nisam koristio reference, odnosno nisam importovao sliku u program jer se slike kao što je već pomenuto snapuju za ravni modela.
Oči su radjene kao posebna tela, u subtool meniu. Ova alatka je slićna layer-ima u PS npr.

Nakon očiju uradio sam rep, pomoću već postavljenih referenci.

Da bi model bio detaljniji bilo je potrebno povećati rezoluciju samog modela. Zbog slabih preformansi računara na kom sam radio, ovde sam stao što se tiče modelovanja. Probao sam još samo da napravim grivu. Prvo pomoću Mask-iranja odredjenog dela gde treba da bude griva, i onda nakog toga opcijom extrude. Extrudovani oblik sam kasnije modelovao pomenutim četkicama.

U samom Z brushu, postoji posebna Alatka koja se zove Fiber Mesh, koja služi za kreiranje vlakana, i kojom sam takođe probao da stvorim grivu. Krajni rezultat i nije tako loš. Parametri za podešavanje vlakana su laki za razumeti, ali njihova kombinacia više nije.

Na samom kraju sam običnim bojama obojio telo i oči lava, a u Fiber Mesh paleti sam importovao teksturu ( .jpg) dlake, koju sam prethodno skinuo sa interneta.

 

Izvori:

Sve prikazane slike su Screen shoot-ovane u toku rada u softveru Z brush

Teksture:

https://pixologic.com/zbrush/downloadcenter/texture/#prettyPhoto

Tutorijali:
http://pixologic.com/zclassroom/

https://www.youtube.com/results?search_query=zbrush+sculpting

 

 

Na internetu ima mnoštvo tutorijala o  pravljenju ljudskih i ne-ljudskih figura, što je i razumljivo zbog potreba gaming industrije. Pošto je ovo prvi projekat koji radim u ovom softveru, nisam hteo uzeti preterano težak zadatak, s razlogom da bi krajnji ishod bio pristojan. Pretraživajući naišao sam na sliku modela lavice urađenu u Z brushu, i to mi se učinilo kao sasvim pogodan model.

Prvi koraci bili su naravno upoznavanje sa samim softverom, interfejs, komande, alatke itd. Interfejs je drugačiji od drugih softvera (Autocad, Sketchup, 3ds max. . .) , ali se u njemu lako snalazi, malo je sličan Photoshopu. Naravno da komande ne mogu biti iste kao u prethodno navedenim softverima, ali je zato moguće uraditi “grub” model, u recimo 3ds Maxu i sačuvati ga, odnosno exportovati kao .obj (objekat / object ) i kao takav importovati u Zbrush. Poželjno je pre exportovanja uraditi “smooth” na geometriji, kako bi posao u Z brushu bio laksi.

Ja nisam išao ovom metodom već sam krenuo od 0 u samom Z brushu.
Kreirao sam sferu u radnom polju Z brusha. Prilikom kreiranja bilo kakvog tela u Z brushu, jednine numeričke vrednosti koje su odmah prikazane su: Veličina selektovane četkice; Intenzitet – trenutno selektovane četkice; Broj poliogona od kojih je telo sastavljeno; Veličina -u smislu površine/zapremine nije definisana i ona se određuje odokativno, odnosno kasnije, se svaki dodati objeklat ili telo proporcionalno određuje prema već postojećim objektima.

Nakon kreiranja sfere potrebno je u paleti “Tool” kliknuti na “Make polyMesh 3d” da bi bilo moguće raditi na sferi. Uključivanjem “frame” alatke moguće je videti mrežu poligona od kojih je sačinjena sfera. Manja rezolucija = manje poligona / Veća rezolucija = više poligona. I ovde se može primetiti prvi problem, tj postojanje “polova” sfere.

Ovaj problem je lako resiv, odabirom alatke DynaMesh – svi tutorijali koje sam pogledao na YouTubu bili su rađeni u DynaMeshu. Nakon DynaMesha sfera izgleda ovako:

Sada je moguće raditi, bez brige da će se negde pojaviti “nedeljivi” poligoni.

https://youtu.be/Gv3DayLXS84

Prva faza: prikupljanje podataka o dimenzijama objekta i fotodokumentaciji. 3d mapiranje je najbolje raditi na licu mesta, gde se kamera nalazi pored projektora i svaku promenu, animiranje, možemo odmah videti projektovano na zgradi. Ukoliko je to neizvodljivo, dovoljno je fotografisati objekat iz ugla projektora i onda koristiti tu sliku kao osnovu za 3d mapiranje. Potrebno je izolovati objekat na  fotografiji i okolinu obojiti u jednu boju radi boljeg predstavljanja animacije. Objekat ne sme imati otvorene rupe ( u vidu prozora) jer se slika koju projektor prikazuje u tom slučaju krivi i „upada“ u njih te animacija može ispasti loša.

Zaključak: Potrebno je fotografisati objekat iz odgovarajućeg ugla i smisliti temu animacije.

Druga faza: Nakon izolovanja objekta u Photoshopu sam uvela fotografiju u After Effects i linijom opcrtala njegove konture. Da bi linija bila animirana potrebno je da u padajućem meniju –Effects- se odabere –Stroke- i  zatim samom lejeru dati vremenski rok. U Strok-u postoji ikonica na kojoj piše –End- i u njoj se podešavaju parametri linije, boja, debljina, tip… Tu se određuje početna tačka kretanje i njeno vreme kao i krajnja tačka i njeno vreme. Linija može biti prava, izlomljena i kružna. Može se podesiti da više linija kreće u istom trenutku i da završe u isto ili različito vreme, da promeni boju, tip i debljinu za određeno vreme i mnogo drugih opcija. Svaka linija i novi oblik koji je uveden se nalazi u donjem delu interfejsa gde se lako može videti koliko vremena zauzima linija,tj od koje do koje sekunde traje.

Zaključak: Potrebno je naučiti parametre linije koji se nalaze u padajućem meniju –Effects- i odabrati modifajer –Stroke- i u njemu isprobavati mogućnosti linije.

Treća faza: Posle linije sam htela da predstavim kišu koja pada po objektu i nastanak drveća koje prolazi kroz godišnja doba. I  jedna i druga animacija se mogu dobiti tako što se napravi novi -shape- na koji se privuče modifajer –Particle- koji se ukuca u desnom pretraživaču i odabere se -CC particle world- koji odmah taj shape pretvara u vatromet. U njegovim karakteristikama sa leve strane je moguće promeniti njegovu poziciju, boju, vreme kretanja linija, oblik i mnoge druge stvari. Prvo sam promenila dimenzije i pravac kretanja, ugao i prilagodila ga objektu. Zatim sam u parametrima promenila –Velocity- i u –Birth rate- namestila željenu gustinu a u –Gravity- željenu visinu. Drveće sam iscrtala uz pomoć novog shape-a i nakon dodavanja svake nove grane menjala sekunde u kojima će biti iscrtana. Za lišće i cveće sam odabrala isti modifajer kao i za kišu, podesila željenu dimenziju, ali u parametru –Particle  type- podesila oblik –Star-.

Zaključak: Potrebno je naučiti parametre –CC particle world- jer je moguće sa njim animirati razne oblike i menjati njihove dimenzije u skladu sa objektom.

Četvrta faza: Nakon završene animacije potrebno je renderovati snimak, podešavanja se nalaze u –Compozition- padajućem meniju kao komanda –Add output module- i podesiti kvalitet snimka.

Zaključak: Najbitnije je fotografisati sliku iz pravog ugla, ugla odakle se projektuje, zatim tu sliku prilagoditi u Photoshopu i uvesti je u Adobe After Effects. Potrebno je naučiti par osnovnih karakteristika, kako funkcioniše podešavanje vremena, kako se renderuje, a sve ostale stvari se nalaze u mašti i u padajućem meniju –Effects-.

 

 

Druga i glavna faza se odnosi na modelovanje oba automobila u Rhinu. Prvi 3D model postojeceg auta dobio sa veoma jednostavno. Crtanjem krive sa opcijom “Loft” dobija se gornja povrsina auta, isti princip je i sa donjim delom. Zatim sa opciom “Patch”, dobija se bocna strana, sa opcijom “Mirror” dobija se i druga strana. Ukljucivanjem kontrolnih tacki, F10 rade se detalji (hauba, farovi, branik) Tockovi se rade crtanjem kruga i “Extrude”, a za sa opciom “Patch” se dobija zatvorena povrsina + “F10” za detalje. Za lakse manipulisanje tokom rada korisne su opcije “Select” U, UV, kao i opcija “Set X,Y,Z coordinates”

   

Drugi auto, remodelovan, dobija se nesto drugacije. Iscrtane izglede u Auto Cadu postavljam kao na slici, kako bi pratio konture i sve karakteristicne linije. Crtanjem krivih u jednoj projekciji podesavam u grugoj, pr; Front i Top, dobija se dvostruko zakrivljena kriva koja sa jos tri krive iste strane auta opcijom “Surface from network of curves” (A,B,C,D) formira povrsinu. Ovim postupkom pravljenja 3D modela nije potrebno doradjivati kontrolnim tackama jer je sam postupak mnogo detaljniji od predhodnog, iako se koristi samo jedna opcija. Napomena!!! Jaako je vazno da se izgledi na pocetku dobro usaglase jer se moraju poklapati u svim projekcijama, za dobar rezultat i ustedjeno vreme.

   

  

 

Treci nacin modelovanja je uz pomoc T-spline palete. Radi se takodje preko slike. Izcrtaju karakteristicne linije koje se, dodavanjem povrsi/opne auta, mogu kretati u svim pravcima -modelovati do zeljene/finalne forme. Ovaj metod je mnogo bolji od predhodna dva jer se sve povrsi razvlace, rade zajedno i simetricno, tako da je u vizuelnom smislu kvalitetniji proces rada.

Pr: (preuzeto sa Car Design Tutorials)

https://www.facebook.com/CarDesignTutorials/videos/1057845674331526/

 

Sledeci korak, i zadnji korak, je test na aerodinamiku u programu “X Flow” CFD. Analiza se izvodi u imaginarnom vazdusnom tunelu kada telo miruje. Cilj je da automobil ima “Laminarno” strujanje vazduha a ne “Turbulentno” U programu su uradjene analize na generisanje vrtloga i brzine proticanja vazduha.

  

  

U prednjem delu automobil je potrebno dizajniarti otvore, jer je sam auto ima ravnu povrinu koja predstavlja velik otpor. Zadnji deo takodje predstavlja otpor gde moze doci do ne pravilnog vrtloznog strujanja “turbulencije”, regulisanjem protoka kroz ceo auto, smanjuje se otpor vazduha, i strujanje vazduha je jednolicno, sa paralelnim slojevima “laminarno strujanje”.

Video analize za oba auta mogu se videti na sledecim linkovima:

https://youtu.be/YFVeRNBK0WY (stari model, velocity)

https://youtu.be/YOSINVbhpJE  (remodelovan auto, velocity)

https://youtu.be/PQcXHjxoBYU (stari model, generisanje vrtloga)

https://youtu.be/nqUo7cPXWeM (remodelovan auto, generisanje vrtloga)

 

 

 

Naše istraživanje smo nastavili tražeći nove oblike, ali smo uvek dolazili do istog zakljucka, ukoliko ugao prilagodimo uglu sedenja, napravi se oblik koji se ne moze popuniti.

Rešeno je da se započne sa pravilnim petouglovima. Prvi pokušaj bio je bezuspešan jer opet nismo dobili neko pravilo, već smo pločice redjali nasumično.

Ono što smo dobili jeste nešto što liči na finalni oblik i našu ideju, ali nije bilo potpuno.

Započinjemo sa traženjem paterna koji bi kasnije iskoristili na jednostavan način. Cilj je bio da taj patern ne menjami, ne sečemo već da mu samo promenimo oblik ali da ostane iti kada se ponovo rasklopi. Dišli smo do ovog načina teselacije i urodilo je plodom.

Ovaj oblik smo bez ikakve promene samo podigli u prostor i dobili sledeće…

Jedan deo zadatka je bio rešen, ali drugi deo, onaj gde idalje ostaju delovi koji su prazni nije bio rešen. Medjutim, i za ovo smo ustanovili pravilo, sve praznine se mogu popuniti trouglovima čije su stranice 9x9x5, 5x5x9 i 5x5x7.

Za finlni rad smo ipak odlučili da ove šupljine ostavimo prazne i da bude struktura potpuno proizišla iz paterna, bez ikakvih dodatnih izmena.

ZAKLJUČAK :

• Zaključak je da se od nepravilnog petougla teško dobija oblik koji mi želimo ukoliko koristimo jednu ili dve vrste ovih petouglova, ukoliko koristimo više vrsta, to je moguće, ali dobijamo potpuno nepravilne petouglove bez pravila za teselaciju.
• Jednio je triangulacijom moguće da se dobije oblik koji je potpun, spojen sa podom i nastavljen u popločanje.

Istraživanje ove teme smo počeli sa nekim nepravilnim petouglovima i ispitivali načine  nakoje može da se vrši popločanje koje bi kasnije prešlo u neku nepravilnu formu. Ta forma bi bila jedan deo mobilijara-klupica.

Počeli smo sa ovim paternom, naredjali smo petouglove na foliju i započeli sa pravljenjem željenog oblika.

Ovakav način istraživanja je bio dobar jer je zaključak bio da se uvek dobiju neki uglovi koji ne mogu da se popune i da se onda gubi smisao teselacije.

Sledeći korak je bio biranje drugačijih paterna, ali ni jedan korak nije vodo ka rešenju. Uvek su se stvarali uglovi koji jednostavno nisu mogli da se uklope i nije se dobijala kontinualna površina.

Ono što sledi, imalo je za cilj da se bolje razumeju odnosi izmedju petouglova. Pokušali smo sa potpuno nepravilnim oblicim. Oni su bili zahvalni za rad jer smo ih modifikovali na način na koji smo mi hteli i tako dobijali savršene delove za sedenje, naslon, itd… Medjutim, ovakvom teselacijom se nije uspostavilo ni jedno pravilo po kom bi se pločice redjale.

 

 

Četvrta faza ili faza realizacije prestavlja pripremu modela za obradu nekog sekača (u ovom slučaju CNC mašine) i same CAM obrade. CAM obrada prestavlja programiranje G coda koji CNC može da prepozna. Korišćenjem MadCam-a, posebnog Plug in-a za Rhino, biramo materijalizaciju, glodalo koje ćemo da koristimo, brzinu i način obrade.

Nakon toga ide CNC obrada. To podrazumeva da se materijal adekvatno postavi na radnu površinu mašine, da se preciznim metodama pripremi za sečenje. Pre i nakon sečenja bitno je numerisati elemente kako ne bi nakon skidanja materijala sa mašine došlo do greške.

 

Na kraju dolazi ručna obrada. Čišćenje i brušenje svih elemenata, zatim precizno sklapanje i na kraju zaštita materijala korišćenjem adekvatnih dvokomponentnih sprejeva.

Završna faza rada se odnosi na dodavanje elemenata koji su nedostajali modelu i njihovo detaljno uređenje.

Za veću preciznost svakog dijela lika , pored četkica korištenih u prethodnoj fazi, sada su zastupljene mask_pen, slash3, smooth, dam_standard i layer. Svaka od njih je omogućila lakše modelovanje i bolji kvalitet modela.
Najupadljiviji elementi modela su draperija i oblik tijela, i upravo je na njima upotrebljeno najviše opcija i brush-eva.

Tijelo je oblikovano po istom principu korištenom od početka (move brush dominantan), dok je draperija napravljena na novi način. Mjesta na kojima haljina treba da stoji prvo su prekriveni maskom (mask_pen), zatim se pravi novi layer na koji dodamo željenu debljinu. Sledeće je izdvajanje novog layera, pa sa slash3 četkicom pravimo nabore i udubljenja. Kosa je rađena sa nekoliko vrsta brusheva (GroomHairBall, GroomHairLong, GroomHairShort, GroomSpinKnot).
Poslednji korak se odnosi na prebacivanje svih layera na visoku rezoluciju.
Finalni model:

Poslednje što je potrebno uraditi jeste priprema za mašinsko sečenje. Kako bi se mašinski isekao svaki deo, neophodno je zadati putanju po kojoj će se radni element mašine kretati i tako seći deo po deo.

Svakom dobijenom elementu izdvojene su ivice gornje baze elementa i one su podeljene na zadati broj segmenata.

Dobijene tačke pomerene su vertikalno na dole za vrednost jednakoj polovini debljine elementa (to znači da, ako bi se promenila debljina elementa, za šta je mogućnost ostavljena, pomerene tačke će se uvek naći na polovini debljine).

Nakon toga konstruisani su vektori kojima su početne tačke, tačke na sredini debljine elementa, a krajnje tačke, tačke koje se nalaze na ivicama gornje baze elementa. Zatim su ti vektori rotirani oko x-ose za 90 stepeni i oko y-ose za 270 stepeni, kako bi se dobila tri ortogonalna vektora.

Na taj način se svaki element pojedinačno može iseći, a nakon toga i sklopiti krstatsti svod.

Dobijena struktura od rotiranih pločica je dalje dorađivana. Pločicama koje su bile prikazane linijski je dodata debljina. Zatim je na lice ubačena bijela boja,a na naličje crna, dok je njihova debljina prikazana sivom bojom.  Njihovim međusobnim odnosom kao i položajem u odnosu na horizontalnu ravan uz adekvatnu primenu boja, prikazan je lik zahe u još jednoj mogućoj varijanti.

 

 

Detaljniji prikaz rotiranih pločica:

U programu je napravljeno da pritiskom na dugme  true/false može da se sa kompozicije od pločica vrati na rješenje sa kružnicama i obrnuto.

 

Kao završna faza rada je napravljena maketa bazirana na rješenju sa kružnicama različitih prečnika. izvedena je tako što su umjetsto kržnica izbušene rupe u materijalu, a crna  pozadina preforirane ploče naglašava konture Zahinog lika.

 

Treća faza rada vezana je za proučavanje i istraživanje opcija koju nude Add-in komponente za Grasshopper, poput LunchBox-a i  Panelling Tools-a. U ovoj fazi bavili smo se parametarskom teselacijom amorfne (Sweep 2 Rail) površi, koju smo definisali u Rhino-u, a parametarski je modifikovali u Grasshopper-u sistemom triangulacije (opcija Surface Domain Number).

Pomocu Panel Connections dobili smo seriju cik-cak trougaonih polja, za čija smo temena zadali Plane 3Pt (kako bi formirali ravan svakog trougla ponaosob), nakon čega smo dobijene trougaone ravni parametarski Offset-ovali i Fillet-ovali. Postojeća trougaona polja zajedno sa novodobijenim offset/fillet poljima formiraju granicu Boundary Surface komponente, pomoću koje smo dobili otvore na trougaonim poljima kojima je moguće parametarski manipulisati.

Ova tema bi se mogla dalje istraživati kombinovanjem različitih add-in softvera, na primer za nalaženje idealne parametarske perforacije površi usled zadate lokacije, okruženja i osvetljenja (Geco i EcoTect), ili zadavanjem nekih sila koje bi uticale na dimenzije i svojstva dobijenih konstrukcija (Kangaroo). Ali i ovako svakako predstavlja dobru osnovu za budući rad i otvara vrata ka spoznavanju brojnih mogućnosti koje pruža parametarsko modelovanje.

U drugoj fazi rada na istom primeru pokušali smo na više načina da formiramo samonoseću Waffle strukturu, dok nismo došli do željenog rezultata, koji je zahtevao vrlo složenu definiciju u Grasshopper-u.

Kao i u prvoj fazi, krenuli smo od Loft površi, izdelivši je pomoću Bounding Box-Wires-List Item-Divide-Cull komponenti i u poprečnom i u podužnom pravcu. Zatim smo zadali konturu Loft površi opcijom Brep/Plane i uradili parametarski Offset, čime je formirana zakrivljenost i visina buduće Waffle strukture, ograničena Edge Surface komponentom.

Pomoću Curve/Curve (CCX) opcije konstruisali smo presečna polja razdelnih gredica, koje smo ektrudovali opcijom Center Box, koja je pomerena na sredinu visine poprečnih i podužnih gredica, pomoću čega smo mogli da uradimo Trim Solid kako bi formirali žlebove za njihovo međusobno “seamless” uklapanje.

 

Tema je odabrana kako bi se detaljno istražili osnovni principi parametarskog modelovanja i upravljanja složenije zakrivljenim 3D formama u cilju boljeg razumevanja i savladavanja date materije i sticanju znanja koja će biti od koristi u budućem studiranju i radu.

U prvoj fazi rada, praćenjem kontura dvostruko zakrivljenih površi pomoću Grasshopper plug-ina, uspeli smo da formiramo željeni oblik složene 3d rešetke (konkretno na primeru krovne površi Aquatics Centra Zahe Hadid u Londonu).

U većini slučajeva parametarskog modelovanja vezanog za ovakve forme dolazi do problema ukoliko one nisu pravoizvodne, odnosno dobijene prostornom manipulacijom planarnih površi. Stoga smo morali da istražimo neke alternativne načine i metode kako bismo postigli željeni rezultat.

To smo postigli zadavanjem konturnih krivih i vođica, koje su granice buduće Loft-ovane površi, koju smo u Grasshopper-u parametarski izdelili u poprečnom i podužnom pravcu (U/V Divide Domain), a presečne tačke razdelnih linija generisali pomoću Explode komponente. Takođe je bilo potrebno konstruisati i težišne tačke polja koja formiraju razdelne linije (opcija Area) i njih parametarski pomerati gore ili dole (Move), kako bi se dobila visina buduće konstrukcije. Linije koje spajaju tačke se na kraju pretvore u cevi (Pipe), a konstruisane tačke u sferne površi (Sphere), koje je takođe moguće parametarski manipulisati.

Uvod

Ideja projekta je da se formira površ koja bi se nalazila na fasadnom otvoru. Uloga površi bi bila da sakupi upadne svetlosne (sunčeve) zrake i usmeri ih na drugu definisanu površ. Ideja ovoga jeste veća koncentracija sunčevih zraka na određenoj površini. Ovo bi se moglo postići pomoću sabirnog sočiva. Funkcija ovoga jeste da se postigne veća koncentracija sunčeve energije na određenoj površini, generišući veću toplotnu energiju na istoj. Isto tako se može koristiti kao estetski element u datom prostoru.

 

Definisanje ulaznih podataka

Definisaćemo prostor kao prizmu dimenzija a x b x h, gde su a i b dužine stranica bazisa, dok je h visina prizme.

 

Na jednu proizvoljnu stranicu prizme postavicemo otvor određenih dimenzija c x d, na nekoj od prestalih stranica definisati povrsinu na koju želimo da usmerimo svetlost i dnjene dimenzije
c’ x d’. Definišemo index prelamanja za datu sredinu.  ISto tako odredimo debljinu transparentne površi (sočiva).

 

Konstrukcija sočiva

Konstruiše se sočivo pomoću jednačina definisanih u klasičnoj optici, konkretno definisanje radijusa kružnica koje će formirati sočivo, rotacijom oko ose. Definisaće se žižna daljina i žiža sočiva. Ova svojstva sočiva su zavisna od prethodno definisanih ulaznih podataka. Ovo znači da promenom ulaznih podataka direktno utičemo na konstrukciju sočiva, tj. ulazni podatci su parametri za konstrukciju sočiva.

 

Početna faza rada se odnosi na modelovanje trupa, ruku i nogu lika.

Prvi korak predstavlja postavljanje 3D sfere (ZSphere) na osnovu koje se vrši dalje modelovanje pomoću nekoliko vrsta četkica (Brush). Novonastali oblik je u toj fazi vrlo grubo urađen, ali brojne opcije nam pružaju mogućnost sređivanja i uljepšavanja kako bi lik izgledao sto realnije. Najviše korištene opcije su move brush, clay i soften, dok su ostale upotrebljene u mnogo manjoj mjeri. Velika olakšica pri određiavnju dimenzija i proporcija lika, pored uključene simetrije koju nam program nudi, jeste i postavljanje slike na pozadinu.
Redosled modelovanja je sledeći: trup, haljina (umjesto nogu), ruke, glava i na kraju draperija, kosa i štit.

Faze rada su predstavljene na slikama:

Sledeća faza je dodavanje i uređenje ruku, šaka, glave, sređiavnje lica, a zatim draperije i pomoćnih elemenata.

Prvi korak u radu bio je merenje mesta na kome će instalacija od stiropora biti postavljena. Na osnovu tih dimenzija, izmodelovna je konstrukcija u Rhinoceros-u.

 

Ideja je da se izmodeluje krstasti svod od elemenata koji će biti mašinski sečeni.

Kako su dimenzije konačne, nacrtan je pravougaonik čija se temena poklapaju sa krajnjim tačkama instalacije i time su dobijene granice instalacije.

U Grasshopperu je prvo izabran iz Rhino-a pravougaonik i on je podeljen na segmente. Segmentima su izabrane krajnje tačke (temena pravougaonika) i od dve dijagonalne stvorena duž. Ta duž je podeljena na dva jednaka dela, kako bi se osiguralo da se teme svoda nalazi tačno na preseku dijagonala pravougaonika. Tačka na polovini duži pomena je vertikalno nagore, ali je tu ostavljena mogućnost stalnog pomeranja i modifikovanja uz pomoć slajdera.

U sledećem koraku povezani su teme pravougaonika i tačka pomerena nagore i time se dobila duž, koja je podeljena na segmente. Tačke te prave trebalo je pomeriti tako da se dobije kriva. To je urađeno preko Bezier grafika, tako da se oblik krive uvek može menjati, a da početna i krajnja tačka ne budu pomerene. Nakon toga, te tačke interpolirane su u krivu.

 

U narednom koraku ta kriva projektovana je na XZ i YZ ravni oko temena pravougaonika u kome počinje kriva. Nakon toga stvorene su površi između krive i njenih projekcija (svaka ponaosob), koje su podeljene na segmente.

 

Da bi se stvorila debljina segmenata, već podeljene površi ekstrudovane su po vertikalnoj osi za određenu vrednost, koju je moguće menjati. Nakon toga, izdvojeni su pojedinačni segmenti.

Nakon toga, početna kriva, kao i njene projekcije, preslikane su oko XZ, odnosno YZ ravni i između njih su stvorene površi, koje su podeljene na isti način kao i prethodne.

Dobijene površi su extrudovane i iz njih su izdovjeni pojedinačni elemnti.

Nakon toga, prvobitne četiri površi rotirane su za 180 stepeni oko XY ravni, nakon čega su extrudovane i iz njih su izdovijeni pojedinačni elementi.

Zastava 1100, u narodu poznatiji kao “stojadin” je odlican primer automobila kojem je veoma potrebna remodelacija. Modelovanje stojadina je pravi izazov jer auto, takav kakav jeste vise nije za upotrebu. Potrebno remodelovanje se odnosi na: potrebe ljudi danas -prenamena, zatim povecanje dimenzija- sirine i visine, kao i na dizain, eksterijer i enterijer celog auta.

           

 

slika br.1                                              slika br.2

Prilikom remodelovanja, zelja mi je da prepoznam i zadrzim karakteristike Stojadina tako da novi model bude prepoznatljiv. Remodelovan auto bi bio proveren u program CFD (computational fluid dinamics software) na aerodinamiku, gde bi rezultati (starog modela i novog) bili uoredjeni. Proces rada bih sproveo u 3 koraka:

1. iscrtavanje izgleda u Auto Cad-u starog modela i remodelovanje

2. pravljenje modela u Rhinocerosu (oba modela)

3. aerodinamicki test (oba modela) u “X Flow” CDF-u

Za prvau fazu bio mi je potreban tehnicki crtez auta kojeg sam pronasao na internetu, (slika br. 1 ) Zatim sam u Photoshopu napravio da svaki izgled bude zasebno na A4 formatu jer preko njih pravim postojeci model Stojadina u programu “Rhinoceros”. Gotov 3D model ce mi posluziti za proveru aerodinamike cije podatke cu uporediti sa novim modelom. Ujedno, potrebno je iscrtati sve izglede u Auto Cad-u, za remodelovanje. Kada stari model bude remodelovan za pravljenje 3D modela, treba ga isto pripremiti na listove A4 kao gore navedenom tekstu.

Koraci remodelovanja u AutoCadu

 

slika br.3 -stari i novi model, izgledi i 3D

 

 

 

 

 

 

 

 

Odabrana tema za istraživački rad se odnosi na generisanje lampe u obliku kubusa.

U prvoj fazi rada istraživaću konstrukciju lampe kao i karakteristične sijenke koje će se formirati Voronoi paternom koji nudi mnogo mogućnosti po pitanju kreiranja različitih formi. Nakon toga posvetiću se estetskim aspektima i mogućnostima izvođenja 3D modela.

Softveri koji ću koristiti za generisanje strukture su Rhinoceros, Grasshopper.

Primjeri:

U prethodnom post-u smo obrazložili postupke rada sa mapama na našem modelu glave, a u post-u se posvećujemo radu na doterivanju modela za animaciju, rendere i finalizaciju zadatka.

Završivši sa bump mapom, nastavljamo sa podešavanjem 3D modela za renderovanje i ubacivanje mapa. Potrebno je bilo postaviti i podesiti osvetljenje i kameru. Za ovo smo koristili VRay Lights i VRay camera.

  

 

Zatim da bi odradili glavni cilj ovog zadatka, pomeranje modela u skladu sa izgovaranjem zadatih komandi (samoglasnika u našem slučaju), prvobitno je potrebno izraditi kopije modela glave kao i povezati te kopije sa prvobitnim modelom preko Morpher komande.
Zatim je korišćem Face Rig i podešene su tačke na određena mesta (očni kapci, obrve, usta), koja će se pomerati/otvarati dok model izgovara zadato. Dalji postupak je da uveze model očiju, i podesi na pomeranje za željenu animaciju i na kraju postavi u očne duplje. Svaki model se podesi da izgovori željeni samoglasnik, i na kraju odradimo podešavanja za render.

   

   

Gotova animacija izgleda:

https://www.youtube.com/watch?v=U2N4j6aPY_c&feature=youtu.be

 

Linkovi korišćeni u radu:

Polazna tačka za ovaj zadatak je bila model ljudske glave. Međutim, s obzirom na opširnost posla samo za taj deo, odlučeno je da se model glave preuzme sa interneta. Taj preuzeti model smo iskoristili da odmotamo glavu preko Unwrap UVW map komande u 3ds max-u.

U nastavku smo radili podešavanja za  to odmotavanje, da bi kao krajnji rezultat ove komande dobili JPG fajl izgleda poligona modela.

     

 

Zatim smo “uređivali” ljudski lik u odnosu na izbačenu mapu iz 3ds max-a.
Za dalji rad potrebna nam je bila izrada normal, a zatim i bump mape. Za doradu tih mapa koristili smo zatim program Photoshop, kao i preuzeti fotografiju željenog lika modela. Otvorili smo JPG fajl poligona modela i prevukli gore pomenutu fotografiju. Potrebno je bilo razvući tu fotografiju preko poligona tako da se poklapaju neke određene tačke, tako da je bila neophodna dodatna dorada fotografije u PS-u. Za base point “razvlačenja” fotografije su uzete uši na fajlu sa poligonima, jer su izrazito vidljive i da se smanji mogućnost greške pri ovom procesu.
    

   

 

 

U prvoj fazi projekta sam koristila alatku koja se bazira na prepoznavanju piksela. Izabrana fotografija je podjeljena rasterski na 50 dijelova. Svaka tačka predstavlja centar kruznica od kojih će biti sastavljena slika. Radijusi kružnica su različiti. Povećavanjem njihovih prečnika se postiže detaljnost slike i naglašavaju karakteristične konture. Ispitane su dvije moguće varijante odnosa veličine radijusa i gustine kružnica. Prva je da velike kružnice gusto postavljene naglašavaju tamne sjene, dok je druga varijanta inverzno rješenje.

U drugoj fazi rada, osim kružnih oblika, ispitane su i kvadratne pločice dobijene na istom principu. Ono što je u  ovom postupku drugačije jeste, što se njihove dimanzije ne mijenjaju, već njihov položaj položaj u odnosu na horizontalnu ravan. Njihovom rotacijom pod raznim uglovima je dobijen željeni lik.

U narednoj fazi će biti ispitano na koji način se može ubaciti boja u ove kvadratne pločice.

 

Razlog zbog cega sam odabrao ovaj predmet jesu upravu stadioni i nacin njihovog modelovanja. Upoznao sam neke metode kako se tome pristupa, a ja cu pokusati modelovati stadion slican ovim primjerima na slikama koristeci AutoCAD i njegove glavne alatke, bez scriptinga i eksternih softwera.

                                                                                    

 

 

Odabrana tema za istraživački rad spada u domen vizuelizacije/teselacije.

Ideja je nastala iz želje da se što veći broj fotografija izloži na velikoj površini, tako da one ne predstavljaju samo jedan ogroman kolaž, već da zajednički čine celinu koja govori o tematici samih fotografija.

Zamisao je da svaka od odabranih fotografija bude predstavljena kao jedan piksel velike fotografije koju sačinjavaju. U tu svrhu, krajnja fotografija jeste i sam početak procesa istraživanja. Njenim deljenjem na piksele, određuje se broj potrebnih fotografija za mozaik. Time se jasno uočavaju i tonovi/boje koji treba da preovlađuju na odabranim fotografijama, kako bi se dobio što realniji prikaz finalne jedinstvene fotografije. Takođe, istraživanje će biti zasnovano i na mogućnosti upotrebe fotografija različitih veličina, koje bi mogle odgovarati grupaciji vrlo bliskih piksela.

Cilj je pronaći način na koji bi svaka odabrana fotografija, sa što manje dorade, odgovarala svakom pojedinačnom pikselu finalne fotografije, bez njihovog ponavljanja.

primeri:

S obzirom na to da mi je želja oduvijek bila rad na igricama (pravljenje igrica, likova ili nešto vezano za to) sada se ukazala i prilika za modelovanje likova. Upravo ova tema mi se učinila kao najinteresantnija.

Softver koji ću koristiti pri modelovanju je ZBrush, koji nam nudi mnogo mogućnosti po pitanju detaljnosti i složenosti.

Početna faza modelovanja lika će se sastojati u izradi tijela lika, a zatim dodavanje draperije i ostalih pratećih elemenata. Akcenat je posatvljen upravo na figuru i oblik tijela, a sve ostalo doprinosi detaljnosti i boljem kvalitetu.

. 

 

Istrazivanje na kreiranju likova za igrice i digitalne animacije koriscenjem               Z brush-a. Nacin rada (layer, mesh, group, nurbs, sculpting, polygonal modeling……..) , tezina/lakoca izvodjenja kompleksnih tekstura tekstura (kosa, krzno, koza) . Apliciranje boja, i efekata.

Inspiracija za ovo istrazivanje je upoznavanje drugih software-a, ne pretezno upotrebljivim u arhitektonskom modelovanju u kojim je moguce modelovati organska tela i oblike, za potrebe gaming industrije, pre svega. Potom mogucnosti izvodjenja (povezivanja) 3d modelovanja sa 3d printom.

Prikazana slika samo je jedna od mnogih koji prikazuju nivo detalja koji je moguce postici u Z brush-u. Kao krajnji rezultat ocekujem priblizne rezultate, s’ obzirom da do sada nisam radio u ovom programu. :D

 

 

Istraživanje generisanja prostorne rešetke po slobodnim formama pomoću softvera Rhino i Grasshopper. Nekoliko puta u toku studiranja bio mi je potreban sličan pristup modelovanju i smatram da će mi ovo istraživanje pomoći u budućim projektima, pogotovo u okviru organske arhitekture.

Izgled koda:

 

Na počeku formiramo mrežu tačaka na željenoj udaljenosti i sa željenim brojem kolona i redova. Za to koristimo komande Series i CrossReference.

Potom želimo da svedemo sve dobijene vrednosti u domen od 0 do 1 zato što je to domen u kojem će nam se kretati svaka slika u ImageSampler-u. Za to koristimo komande Bound, ReMap i ImageSampler.

Paralelno sa ovom radnjom koristimo tačke koje smo dobili iz komande CrossReference kao mesta na kojima se formiraju box-ovi (u našem slučaju pločice za popločanje ili pokrovni fasadni elementi). Svu potrebnu geometriju dobijamo uz pomoć sledećih komandi: Rectangle, Multiplication, Vector XYZ, Move i Box Rectangle kada ih upotrebimo na gore prikazan način. NumberSlider koristimo na svim mestima gde imamo promenljive.

Iz ImageSampler-a dobijamo niz boja koje propuštanjem kroz crno-beli Gradient postaju brojevi od o do 1 pošto smo tako ograničili Gradient. Zatim te brojeve pretvaramo u brojeve od 0 do 10 i zaokružujemo ih na najbliži celi broj koristeći komandu Round. Zatim dobijene vrednosti propuštamo kroz još jedan crno-beli Gradient sa granicama od 0 do 10. Na taj način skoro beskonačan broj nijansi sivih aproksimiramo na 10 njima bliskih tonova. Ovaj postupak olakšava izvođenje ovih paterna.

Preostaje nam još da izbrojimo koliko komada ploča od koje nijanse nam je potrebno za realizaciju. To dobijamo tako što uporedimo spisak svih vrednosti sa spiskom jedinstvenih vrednosti i saberemo koliko se puta koja nijansa ponavlja koristeći komande Equals i MassAddition.

Preostaje nam još da spojimo dobijenu geometriju sa aproksimiranim bojama koristeći komandu Preview.

 

Dobijeni rezultati:

 

Mogući vidovi primene u praksi:

 

 

 

Dalji pravci u kojima se može razvijati kod:

 

Brojeve dobijene iz drugog Gradient-a možemo koristiti da rotiramo geometriju po nekoj od njenih osa.

Možemo razviti različite tipove mreža (trougaona, heksagonalna, složena…) po kojima ćemo kasnije razvijati željene paterne.

 

Iz predmeta geometrija i vizuelizacija slobodnih formi opredelila sam se za vizuelizaciju i optičke iluzije / upotreba tehnologije 3D mapiranja za generisanje optičkih iluzija na ravanskim i zakrivljanim formama. 3D mapiranje ce se projektovati na maketi odredjenog objekta.

Programi koji će se koristiti bice Adobe After efects, AdobePhoto shop, 3D max i drugi.  

Geometrija

Tema: Generisanje lampe u obliku raže

Skulpture Nauma Gaboa, ruskog vajara konstruktivizma, poslužile su mi kao inspiracija za generisanje lampe u obliku raže.

              

 

Koristeci x ray fotografiju raže, uočava se zanimljiva geometrija koja bi mogla da se generiše pomoću kanapa ili strune, a koja bi reflektovala određenu senku. U početnoj fazi rada, baziraću se na samoj konstrukciji lampe a koja će se sastojati iz više segmenata. Cilj mi je da istražim najpogodniji softver koji bi generisao linijske elemente od strune, njihov međusobni odnos, kao i na koji način njihova boja, veličina i njihov međusobni raspored utiču na formiranje senki.

Softvere koji ce biti koriscenji u generisanju strukture su 3ds Max, Rhinoceros, Sketchup.

 

http://www.washington.edu/news/files/2013/12/butterfly.jpg

Pri odabiru teme za projektni zadatak odlučile smo se za modelovanje limarije motora Ducati 1098.

Bazirali bismo se na istraživanju kreiranja modela limarije motora pomoću dva različita pristupa modelovanju – izlivanje u kalupu i savijanje tankih pločastih materijala. Istraživanje bi nam se zasnivalo na uočavanju prednosti i mana oba pristupa, sa ciljem da se istraži njihova ekonomska isplativost prilikom izrade modela na uštrb estetike.

Softver u kojem će se projektni zadatak raditi je 3DMax/ Rhino.

Pri odabiru projektnog zadataka sam se odlučila za oblast teselacije uz pomoć Image sampler-a.  Ovim putem bih izvršila istraživanje kako se može dobiti „mozaik“ pločica preko jednostavnih geometijskih oblika, ispitivanjem njihovih dimenzija, međusobnih odnosa, položaja, kao i gustine njihovog rasporeda.

Ideja se zasniva na korišćenju već postojeće fotografije koja će predstavljati ujedno i polaznu i krajnju-finalnu  tačku ovog procesa. Sam lik na fotografiji  će biti modifikovan i reprezentovan preko pločica kružnog oblika, raznih poluprečnika, koje će svojom gustinom i međusobnim položajem naglašavati karakteristične konture.

Cilj je da se primjenom gradijenta crno-bijelih pločica što realnije prikažu sjenke, prelazne konture, a samim tim i što realniji polazni lik sa fotografije.

Radi postizanja što realnijeg efekta biće istražena i mogućnost primjene kvadratnih pločica koje će biti rotirane u prostoru.

Zamišljeno je da se postavka nađe ispred Arhitektonskog fakulteta u Novom Sadu.

 

Polazna fotografija. Zaha Hadid.

Polazna tačka za modelovanje nadstrešnice u Grasshopper-u je izvršena analiza koja je pokazala da je zona između Poljoprivrednog I Filozofskog fakulteta najviše osunčana.

Za oblik nadstrešnice izabrana je dvostruko zakrivljena površ.

S obzirom da je  teselacija popločanja rešena na osnovu Voronoi paterna, odlučeno je da se isti patern primeni I na budućoj nadstrenici, tačnije da se primeni isti princip ne I da se u potpunosti kopira.

Na osnovu referentne tačke dobijeni su oblici koji će predstavljati otvore na potkonstrukciji buduće nadstrešnice.

Na osnovu analize osunčanosti odabrani su oblici koji će na krovu nadstrešnice biti otvoreni ( izabrani su oni oblici koji su manje osunčani u odnosu na celu nadstrešnicu ).

 

Ideja je da buduća nadstrešnica bude slojevita, tačnije da ima potkonstrkciju I krov. Potkonstrukcija bi bila od čelika dok bi krov bio od pleksiglasa koji bi svojom transparentnošću  naglasio Voronoi patern. Takođe stubovi koji drže nadstrešnicu bili bi od čeličnih užadi.

Završni koraci

Sledeći koraci su identični kod oba pristupa. Korak 6 služi formiranju takozvane „Waffle“ strukture oblika koji sam prethodnim koracima modelovala.

5) Kvadri

Postavila sam kvadar koji seče objekat i čija je debljina znatno manja od ostale dve dimenzije, koristeći alat „Box“ (Create > Geometry > Standard Primitives). Ostale dve dimenzije prilagodila sam širini i visini paralelnog preseka. Pretvorila sam kvadar u „Editable Poly“ i umnožila dovoljno puta (Pomeranje u smeru glavnog oblika, držeći dugme „Shift“ na tastaturi). Na ovaj način dobila sam niz kvadara koji  su raspoređeni ravnomerno, celom dužinom preseka. Isti postupak sam ponovila i sa kvadrima u smeru normalnom na prethodni.

Sve dobijene kvadre povezala sam u jedan element, uz pomoć opcije „Attach“.

6) Struktura

Alat „Boolean“ (Create > Geometry > Compound objects) i njegova opcija „Intersection“ stvara presek organskog oblika i kvadara, dajući završnu strukturu objektu.

Vizuelizacija – Renderi dve metode

Razlaganje oblika na manje složene geometrijske forme:

 

 

 

Modelovanje celog složenog oblika od jedne ravni:

  

 

Poređenje rezultata dva pristupa

Prvim pristupom dobija se model sličniji građevini po obliku. Međutim, komplikovaniji je jer zahteva više alata i ne proizvodi potpunu sličnost u strukturi. Delovi objekta oblikovani elipsoidima, dali su bolji rezultat (posle opcije „Boolean“) od drugog pristupa. Ali, delovi oblikovani cevima dali su nezadovoljavajući rezultat, jer je opcija „Boolean“ delovala samo na površini, pa su cevi ostale šuplje.

Kod drugog pristupa sam primetila da je zahtevniji za računar tokom primene alata „Boolean“ na već složeni oblik. Manje greške i poligoni koji su suvišni se mogu lako i brzo izbrisati pojedinačno. Ovaj pristup zahteva savladavanje korišćenja alata „Soft selection“. Jednostavnije se dolazi do željenog oblika. Rezultat je puna, ujednačena „Waffle“ struktura.

Istražujući alate programa 3ds Max Design 2015, razradila sam dva pristupa modelovanju složenog oblika objekta „Metropol Parasol“:

– Razlaganje oblika na manje složene geometrijske forme

– Modelovanje celog složenog oblika od jedne ravni

Pod rednim brojevima navela sam korake i alate koje sam primenila u obe metode.

Razlaganje oblika na manje složene geometrijske forme

1) Učitavanje preseka i osnova građevine

Pomoću opcije „Plane“ (Create > Geometry > Standard Primitives) postavila sam horizontalnu ravan na visini 0,0, pazeći da pri tome broj uzdužnih i poprečnih segmenata bude 1.  Iz padajućeg menija „Modifier List“ (Modify) odabrala sam „Edit Poly“, i „UVW Map“.

U prozoru „Material Editor“ (skraćenica na tastaturi „M“), učitala sam unapred spremljenu sliku osnove, formata „bitmap“ i materijal prenela na ravan. Ponovila sam ovaj postupak i za ostale ravni sa slikama preseka. Slike su mi služile kao orijentir za modelovanje oblika.

2) Elipsoidi

Gornje delove objekta posmatrala sam kao deformisane elipsode. Postavila sam 6 sferi pomoću opcije „Sphere“ (Create > Geometry > Standard Primitives). Njihov položaj sam odredila orijentišući se prema slikama osnova i preseka. Pretvorila sam svaku od njih u „Editable Poly“  (desni klik na objekat > convert to: > Editable Poly). Tada sam ih skalirala i rotirala, tako da  budu elipsoidi i oponašaju gornje delove građevine.

Alat „FFDcyl“ (Modify > Modifier List) i njegova podešavanja su mi je koristili kao sredstvo za deformisanje srednjeg dela elipsoida. Dobila sam oblike slične tanjirima.

3) Stubovi i mostovi

Ostatak građevine sam modelovala kao niz cevi različitih poprečnih profila koje povezuju prethodno dobijene elemente među sobom (mostovi) i sa podlogom (stubovi). Oblikovala sam krive koje su pratile po jednu od ivica mostova, koristeći alat „Line“ (Create > Shapes > Splines). Alat „Lathe“ (Modify)  je, za tim, od ovih linija pravio cevi, koje sam naknadno deformisala da prate oblike poprečnih preseka. Na isti način sam oblikovala i stubove.

4) Povezivanje

Sve elemente sam na kraju pretvorila u „Editable Poly“ , i povezala u jedan element uz pomoć opcije „Attach“.

Alatom „Slice Plane“ presekla sam objekat na visini 0,0 i izbrisala suvišne delove ispod tog nivoa.

   

 

 

Modelovanje celog složenog oblika od jedne ravni

Korak 1) je isti kao i u prvom pristupu.

4) Oblik osnove

Alatom „Line“ (Create > Shapes > Splines) oblikovala sam zatvorenu krivu, prateći ivice osnove. Postavila sam još jednu horizontalnu ravan u visini najšireg dela podužnog preseka, dovoljno veliku da pokrije celu osnovu objekta, i da joj dužine stranica budu u odnosu 2:1. Broj uzdužnih i broj poprečnih podela na segmente sam takođe podesila da bude u odnosu 2:1 (Koristila sam 300 : 150). Na ovaj način dobila sam segmente u obliku kvadrata.

Pretvorila sam ravan u „Editable Poly“.  Za tim sam upotrebila alat „Shape Merge“ (Create > Geometry > Compound objects) na ravni i krivoj da bih dobila ravan koja je u osnovi oblika sličnog osnovi građevine.

Ponovo sam pretvorila ravan u „Editable Poly“ i obrisala višak poligona koji okružuju sada oblikovanu ravan.

4) Oblikovanje

Alat „Soft Selection“ pruža mogućnost gradirane deformacije ravni. Manipulišući selektovanim poligonom, stranicom ili verteksom, manipulišemo i okolnim delovima objekta, ali u gradaciono manjoj količini (bliži delovi „reaguju“ na manipulaciju više, a dalji „reaguju“ manje). Eksperimentišuči sa podešavanjima ovog alata, oblikovala sam složeni organski oblik građevine. Pomerala sam, rotirala uvećavala poligone u različitim smerovima, ne bih li dobila što verniji model.

Podešavanja koja sam najviše koristila su:

Falloff (prečnik kruga koji deformacija zahvata)

Bubble (mera u kojoj se manipulisanje vrši, u ondosu na centar kruga)

Affect Backfacing (da li oblikovanje utiče samo na selektovanu ravan ili i ravni iza nje)

Nadovezujući se na već postojeću analizu koja je izvršena u Ecotect Analysis softveru koja pokazuje zone, odnosno delove prostora koji su najpogodniji za postavljanje nadstrešnica ( zelena boja označava zone koje imaju najmanje senke tokom godine ), potrebno je bilo uraditi još jednu analizu koja će pokazati koja od ove tri zone je najpogodnija, odnosno koja je najviše osunčana tokom godine.

 

Ideja nove analize, koja je izvršena u Grasshopper-u ( plug-in Rhino-a ), je bila da se postave tri geometrijska tela ( koja predstavljaju nadstrešnice ) u zone koje su određene predhodnom analizom ( zelena boja ) I pomoću vektora da se izmere rastojanja od referentne tačke ( sredina geometrijskog tela ) do senki.

Pomoću novog plug-in Galapagos određene su senke koje objekti ( fakulteti na trgu) bacaju na zadati Studentski trg u mesecima od juna do novembra.

 

 

Zatim su postavljena geometrijska tela u određene zone. Kao referentna tačka uzeta je sredina geometrijskog tela  I na osnovu plug-in Galapagos izračunata su rastojanja od referentne tačke do senki. Tražena je tačka koja je najviše udaljena od senki jer nam to pokazuje da je ta zona najviše osunčana u toku ovih meseci. Zaključak je da će se u zoni između Poljoprivrednog I Filozofskog fakulteta treba postaviti nadstrešnica koja će se modelovati u Rhino I njegovom plug-in Grasshopper.

U okviru predmeta Geometrija i vizuelizacija slobodnih formi, za ispitni rad, po slobodnoj volji izabran je projekat The Bobst Pixel Veil u sklopu zgrade  biblioteke univerziteta u Njujorku ( Elmer Holmes Bobst Library), čiju realizaciju je izveo tim arhitekata Joel Sanders Architect, 2012. godine.

Prilikom odabira ovog projekta, bilo je u vidu korišćenje alata koji dozvoljavaju parametarsko modelovanje, kako bi se jedan element – panel reprodukovao sa sličnim parametrima, ali drugačije forme. Bilo je neophodno prvo analizirati projekat tima arhitekata Joel Sanders-a, kako bi bila moguća njegova reprodukcija. Napominjem, da cilj ovog rada, nije da se reprodukuje projekat u komercijalne svrhe, već da se primeni logika koja je nastala pri njegovoj izradi.

Način na koji se ravijao rad je kompleksan, te nije prikladno u ovom formatu pokazivati proces, tako da ću pokušati u daljem tekstu da definišem samo finalni rezultat. Finalni rezultat, kao takav, bi bio propraćen prezentacijom same definicije, koja je ključni deo rada, i koja je sastavljena u programskom okruženju namenjenom za parametarsko modelovanje.

 

---

 

VIZUELIZACIJA

---

 

Iako nije tema rada, bio bi greh ne prezentovati već gotovu geometriju na ‘adekvatan’ način. Nakon dužeg vremena optimizovanja definicije, da bi se jednim klikom dobio finalni rezultat panela, prosto je zadovoljstvo. Tako da umesto da kreiram više slika koje predstavljaju geometriju i kontekst u kome se ona nalazi, u različitim uglovima i osvetljenjem, što je dug proces, opredelio sam se za interaktivnu vizuelizaciju.

Početna ideja se javila u procesu izrade ovog rada, jer sam imao veliku želju i iskušenje da doživim unutrašnjost ovakvog atrijuma. Zbog vremena koje sam dodelio ovom zadatku, najoptimalnije rešenje je bila vizuelizacija sa uglom gledanja od 360 stepeni. Prvobitno sam želeo da se njena realizacija odvija u proširenoj realnosti, u okviru android uređaja korišćenjem informacija iz senzora ubrzanja da se menja ugao gledanja. Na žalost, usled nedostatka vremena, projekat je ostao na platformi koja je naizgled optimizovana za pregled informacija tog formata.

Kontekst vizuelizacije je sveden, zasniva se uglavnom na prezentaciji dobijenih panela u zatvorenom prostoru.

 

---

 

GEOMETRIJA

---

 

Neophodno je izmodelovati jedan panel odgovarajućih dimenzija, koji bi bio nasumično segmentisan na podeoke koji bi bili nasumično prisutni, kao i horizontalne prečke koje se takođe nasumično pojavljuju kroz panel. U oviru takvog panela, potrebna je organizovana vertikalna podela na kolona i vertikalnih gredica. Potrebna je i izrada nosača, tj. noseće grede koja nosi panel kao i ankeri za vezivanje panela sa nosećom gredom.

Da bi to postigli pre svega moramo izabrati softversko okruženje koje je optimizovano za naše potrebe. Nakon toga treba razviti logiku razbijanja date forme, i izanalizirati je od samog početka kao i međuzavisnost svih elemenata u njemu.

Da bih sveo čitav proces razvijanja logike koje je bilo neophodno u procesu kreiranja ovog rada, napravljena je animacija propraćena zvukom koja govori više o tome, kao i o mom stanju svesti u datom trenutku.

 

 

Međutim, pošto animacija ne govori ništa konkretno, u daljem tekstu možete naći detaljnije uputstvo za izradu ovakvog panela.

Proces realizacije finalne geometrije može se ispratiti na sledećem dijagramu.

 

---

01. Linija

Celokupna geometrija panela u daljoj definiciji zavisi od jedne linije. Od nje počinje generisanje ostale forme. Zadajemo po z-osi visinu liniji, odnosno kasnije visini panela.

 

 

 

 

---

02. Segmentisanje linije – broj segmenata

Da bi se linija segmentisala nasumično, neophodno je dobro poznavati softversko okruženje. Alat koji sam koristio pri izradi ovog rada je zasnovan na konceptu lista i grana, nalik matricama u matematici odnosno iz programiranja teorija grafova gde su grane prikazane kao usmereni graf sa predifinisanom definicijom stabla.

Dakle, za nasumičnu segmentaciju linije, neophodne su nam pojedine informacije. Visina linije, broj segmenata, odnosi između segmenata.

Visinu linije smo dobili u prethodnom koraku, pa treba da pretvorimo njenu visinu u veličinu u domenu od 0 do 1, gde nula predstavlja minimalnu visinu, a jedan maksimalnu. Potom treba da uvrstimo broj segmenata (1,1,1,1,1) i takođe ih uvrstimo u domen od 0 do 1, tako što ćemo sabrati svaki sa svakim i svaki broj podeliti sa tim rezltatom. Dobili smo  pet jednakih segmenta. A ako promenimo odnose između brojeva (2,4,1,5,4,1), dobijamo različite međuodnose koji će biti dodeljeni za segmentaciju linije šest puta. Ti input podaci, zapravo neće biti predodređeni u ovom radu, već nasumično izabrane vrednosti u određenom domenu (npr. od 12 do 70) (25,53,62,17,13,22,41,33,59 itd.).

---

03. Pozicioniranje linija u raster

Pozicioniranje linija u raster po y-osi, koji kasnije treba da oformi kolone na određenoj udaljenosti.

Kako smo segmentisali liniju u prethodnom koraku, isti postupak je i ovde. Ali umesto da generišemo seriju brojeva za svaku liniju, mi generišemo seriju serija, odnosno stablo se grana. Sada umesto jedne serije (2,4,1,5,4,1), imamo toliko serija koliko kolona želimo da imamo. Npr. (2,4,1,5,4,1)(2,4,1,5,4,1)(2,4,1,5,4,1)(2,4,1,5,4,1), dobili smo četiri jednako segmentisane linije. Ali nama je cilj nasumičnost, pa menjamo nasumično raspored između brojeva u serijama (2,1,4,5,4,1)(2,4,1,5,4,1)(2,1,4,1,4,5)(5,4,4,5,1,1). Isto važi gore pomenuto, serije su nasumično izabrane vrednosti. Dakle za 13 kolona treba nam 13 serija brojeva. Svaka linija treba da bude sastavljena od 20 segmenata, 20 segmenata u svakoj seriji.

---

04. Varijacija segmenata linija

Imamo željenu visinu kolona, broj kolona, broj segmenata i definisan i odnosi između njih. Nasumično menjamo redosled brojeva u okviru serija, što nam daje moć upravljanja nad svim elementima panela.

 

 

 

 

---

05.  Širina kolona

Kontrola nad razmakom između linija, daje nam kasnije kontrolu nad širinom kolona u panelu, tako što svaka linija ostavlja dovoljno mesta za prethodnu liniju, kao i vertikalnu gredicu koja treba da se nalazi između njih.

 

 

 

 

---

06. Broj segmenata – sve linije

Isto kao i drugi korak, samo što ovde nemamo jednu seriju brojeva za jednu liniju već 13 serija za 13 linija, u kojima se broj brojeva, odnosno dužina serija povećava kao što je prikazano na slici.

 

 

 

 

---

 

07. Vertikalne gredice

Pošto smo ostavili u petom koraku mesta za vertikalne gredice, neophodno je da ih pozicioniramo na ta mesta. Pravimo seriju od 12 (između kolona)+2 (na krajevima niza kolona) linija da popunimo razmake između kolona, tako što koristimo istu liniju iz prvog koraka. Nakon toga zadajemo joj širinu, tj. linije postaju površine, ali tako da je međusobno zavisna od širine kolona, da ne bi došlo do preklapanja geometrije.

 

 

---

08. Kolone

Imamo definisane vertikalne gredice, sada zadajemo širinu kolonama, tako što linija postaje površina. Pošto su vertikalne gredice i kolone zavisne, kako povećavamo jednu promenljivu, tako utičemo na drugu promenljivu.

 

 

 

 

---

09. Okvir

Pošto smo definisali najosnovnije parametre potrebne panel, u ovom koraku definišemo okvir, preko kojeg se panel vezuje za međuspratnu konstrukciju, ili samo iz estetskih razloga.

Okvir dobijamo opet od početne linije, tako što selektujemo njene krajeve, dupliramo tačke na drugi kraj panela, i međusobno ih povežemo linijama tako da dobijemo linije iznad i ispod panela. Nakon toga zadamo širinu po z-osi.

 

 

---

 

10. Nasumična selekcija podeoka

Nasumična selekcija podeoka, tako da jedne podeoke isključuje iz finalne geometrije, a druge ostavlja. Paneli koji su ‘preživeli’ selekciju oni čine finalnu geometriju. Međutim pošto je selekcija nasumična, a ne svaki drugi panel odstranjen, stvaraju se međusobno bliski paneli, što je prepreka za finalnu geometriju zbog potreba fabrikacije. Može se smatrati da je ovaj deo definicije greškom. Uprkos tome, opredelio sam se za ovaj korak, jer dobijamo veću nasumičnost. Dobijene panele koji imaju susedno od sebe još jedan ili dva panela, pripajamo tako da dobijemo jedan veći panel u koloni, koji je istih dimenzija kao prethodna dva, odnosno tri panela. Tako dobijamo veće odnose između veličina panela, što je u početnim serijama brojeva teško generisati nasumično brojeve u određenom domenu, a da njihov prosek ne bude sličan.

---

 

11. Varijacija podeoka, odnosno perforacija

Nakon što smo odstranili potreban deo podeoka, odnosno dobili potreban deo perforacija u panelu, možemo da izvršimo njihovu varijaciju u svakom trenutku, zahvaljujući postupku koji smo definisali u četvrtom koraku.

 

 

 

 

---

12. Horizontalne prečke

Nakon izvršenja selekcije panela, imamo pristup listi panela koji nisu prošli selekciju. Idealan način da se primeni modifikovanje već gotove geometrije, inače u suprotnom morali bi da postavljamo nasumično prečke u perforacije, koje moramo pre toga da definišemo i izdimenzionišemo. Zahvaljujući gotovoj listi panela, izvršimo pripajanje susednih panela, ali tako da ne obrišemo linije između njih kao u desetom koraku, jer nam zapravo samo te linije i trebaju. Njih ćemo dobiti tako što izvršimo selekciju unutrašnjih linija svih podeoka, tako da ako ima bar dva susedna panela koja nisu prošla selekciju stvoriće se opcija da se napravi jedna prečka. Od svih dobijenih unutrašnjih linija pravimo prečke tako što liniji zadajemo širinu, i repozicioniramo na svoje početno mesto. Tako smo dobili zavisnost između svega. Kako smanjimo broj perforacija, manje su šanse da će se horizontalne prečke pojaviti. Nakon toga, možemo i da izvršimo nasumičnu selekciju prečki, jer ako želimo otvoreniji panel, broj prečki bi bio previsok.

---

 

13. Varijacija horizontalnih prečki

Pošto smo izabrali potreban broj prečki u panelu, možemo nasumično da menjamo njihovu poziciju, koja zavisi od preostalih prečki. Odnosno, variramo koje će prečke biti odsutne, odnosno prisutne u finalnoj geometriji.

---

14. Debljina panela

Dobili smo finali panel, radi bolje vizuelizacije zadajemo mu debljinu po trećoj, x-osi.

 

 

 

 

 

---

15. Širina noseće grede

Odredili smo izgled panela. Dalji rad se odnosi samo na noseću konstrukciju panela. Definišemo širinu noseće grede, tako što izvršimo selekciju tačaka početne linije iz prvog koraka, repozicioniramo tačke tako da dodamo visinu okvira iz devetog koraka, i spojimo linijom tako da se linije nalaze sa leve i desne strane panela. Pošto smo to uradili, treba linijima zadati širinu, odnosno dobijamo širinu noseće grede.

 

 

 

---

16. Ankeri i njihova varijacija

Do sada smo se oslanjali uvek na početnu geometriju sa početka definicije jer je lakše, između ostalog, izršiti njihovu selekciju. Međutim kada definija postane dublja, moramo se osloniti na dobro organizaciju stabla, kako bi mogli i dalje da imamo kontrolu nad njim, samim tim i kontrolu selekcije i modifikacije iste.

Da bi definisali ankere koji vezuju panel i noseću gredu, neophodno je izvršiti selekciju svih nasumično selektovanih panela u koloni koji su prošli selekciju i prošli susedno pripajanje. Potrebno je izvršiti selekciju prve i poslednje kolone panela, odnosno grane stabla i rotirati je za 90 stepeni oko z-ose. Pošto je od samog početka definicija tako definisana, da je jedna kolona jedna serija brojeva, tj. jedna grana, pruža nam mogućnost selekcije kolone, odnosno panela koji se u njoj nalaze.

Npr. (0,0,1,0)(0,0,1,1)(0,0,1,2)(0,0,1,3)…(0,0,1,13), izvršimo selekciju prve grane, znajući da je ona prva kolona (0,0,1,0), obrnemo listu (jer je broj kolona promenljiva, a ne može se selektovati poslednja) (0,0,1,13)(0,0,1,12)(0,0,1,11)…(0,0,1,0) i opet izvršimo selekciju prve grane, odnosno prve kolone (0,0,1,13). Uspešno smo izvršili selekciju prve i poslednje grane (0,0,1,0)(0,0,1,13). I pošto je sve zavisno, ankeri će biti biti prisutni samo tamo gde su prisutni i podeoci u koloni, kako bi mogli da se vežu za njih.

---

17. Debljina noseće konstrukcije

Zadajemo debljinu noseće grede posebnom promenljivom, dok debljina ankera ista kao i debljina podeoka u panelu, odnosno panel.

Kako se debljina noseće grede menja, tako se pomeraju ankeri zajedno sa njim, da bi se očuvala veza između grede i panela.

 

 

 

---

18. Finalna geometrija

Sve promenljive su određene kako nama odgovara. Da bi izvršili reprodukciju sličnih panela, različitog izgleda, treba samo da menjamo promenljive poput varijacije panela, varijacije prečki i slično.

Međutim ništa nas ne sprečava da u ovom trenutku, promenimo možda visinu, ili možda dodamo još jednu kolonu, ili pak uklonimo okvir, ili ako nisam siguran u broj horizontalnih prečki, da dodamo još jednu za svaki slučaj, ili možda povećamo noseću gredu jer nam statika ne valja, ili, ili možda ne.

---

Definicijia

Prva verzija definicije

Kao što je ranije napomenuto, problem dobijanja finalne geometrije se može parametarskim putem rešiti na mnogo načina. Jedan od načina koji je izabran za definisanje geometrije je objašnjen gore u tekstu.

Druga verzija definicije

U odnosu na taj način, panel se mogao segmentisati od jedne površine na određene delove, tako što dimenzije segmenata ne bi bili unošeni direktno, već odnosi broja segmentacija u odnosu na ukupnu dimenziju panela bi bili procentualno izraženi. Međutim iako je taj postupak logični pristup, veoma je lakše softverskom okruženju da kalkuliše od prostije geometrije promene, u odnosu na površinu, ili pak kompleksnije forme. Time dobijamo brži interaktivni pristup menjanju promenljivih, dok u drugom načinu zbog određenih komponenti, koje se ne mogu izbeći, povećava se vreme kalkulacije geometrije.

Input podaci preko android uređaja

Kako je prva verzija definicije je izabrana za dalji rad, ideja da se parametri tj. promenljive menjaju drugim putem, van programskog okruženja, je proistekla iz potrebe da se rad dalje prezentuje. Tako je napravljena još jedna verzija prve verzije definicije, gde se input podaci zadaju van okvira softverskog okruženja, već input informacije dolaze sa android uređaja. Isto tako bilo je moguće, koristiti mnogobrojne senzore korišćenjem mikro-kontrolera za promenu parametara, ali taj korak je preskočen, jer je suvišan za ovaj rad.

Pre svega je potrebno optimizovati interfejs u okviru android uređaja da bi bila i dalje omogućena veza sa definicijom. Input parametre zadajemo preko slajdera koji ima određene vrednosti i zamenjujemo sa slajderima u originalnoj definiciji. Da bi se ovo realizovalo, korišćen je OSC (Open Sound Control) protokol, preko kojeg android uređaj komunicira i šalje podatke računaru na kome je aktivan kod.

Kako bi sve finkcionisalo neohodno je ispoštovati određene korake, ali pošto to nije glavna tema rada, samo ću demonstrirati samu aplikaciju različitih inputa.

 

High Res. prikaz definicije možete naći na sledećem linku za download, zbog nemogućnosti pretraživača da prikaže prikaz definicije zbog njene veličine.

---

DIGITALNA FABRIKACIJA

---

 

Na samom kraju, šteta je nerealizovati rad u realnom okruženju. Da bi se definicija odnosno panel izbacio iz digitalnog okruženja, neophodno je ispoštovati da se elementi panela, tj. njihova geometrija ne poklapa. Pošto smo to uspeli da uradimo, za digitalnu fabrikaciju je odlučeno da se koristi CNC mašina sa laserskom glavom, koja je optimizovana za rad nad pločastim elementima. Sledeći korak je izvoženje svih linija panela, ne finalne geometrije, vodeći računa da nema linija koje se preklapaju, i pozicioniranje na dizmenzije materijala koji je spreman za sečenje.

---

Alati korišćeni za izradu ovog rada

• Rhinoceros 5 (modelovanje);
• Grasshopper for Rhinoceros (parametarsko modelovanje, priprema za digitalnu fabrikaciju, animacija);
• Ghowl for Grasshopper (android veza);
• TouchOSC (android interfejs);
• V-ray for Rhinoceros  (vizuelizacija);
• Pano2VR (360° okruženje);
• Adobe Photoshop (postprodukcija);
• Grasshopper (animacija);
• Adobe Premiere Pro (montaža);
• Adobe After Effects (vizuelni efekti)
• AutoCad (digitalna fabrikacija)
• I mnogi drugi, manje značajni alati prilikom izrade projekta.

 

Link za skidanje celokupne definicije možete naći ovde.

 

 

 

 

Hvala na pažnji,

Ferenc Andrej.

Modelovanju klupu je prvo pristupljeno u rhino-u. Pocetak predstavlja iscrtavanje profila koji ce kasnije da se multiplicira i na takav nacin dobije zeljeni model.
Iscrtani profil u grasshopper-u postaje zatvorena povrsina preko opcije ‘cap’, i dodaje se slajder kojim se kontrolise debljina profila.
Zatim se profilu zadaje trajektorija. Nadovezuju se slajderi kojima se kontrolise broj profila na “liniji”.
Planira se da se doda slajder kojim se kontrolise rastojanje izmedju segmenata i njihov broj u zavisnosti od duzine trajektorije. Takodje treba da se dodaju funkcija ‘pipe’ kako bi se oformile kruzne cijevi koje povezuju profile i paralelni su sa “linijom” kretanja profila.

PRVA VERZIJA

Za ovu verziju rada karakteristicna je kontrola rotacije i stepena zakrivljenosti presjeka koji prelazi iz trougaonog u kruzni;

1. U prvom dijelu, objekat je formiran tako sto je napravljen rectangle od 3 stranice kojima je dodata funkcija move kako bi se objekat extrudovao. Zadati su slajderi koji kontrolicu radijus trougla, broj presjecnih segmenata i visinu.

2.U drugom dijelu dodata je funkcija fillet kako bi se zaoblile ivice segmenta. Radijus krivine je ogranicen na polovinu duzine stranice trougla uvodjenjem domena. Da bi se izveo efekat gradacijskog zaobljavanja ivica, uveden je domen kom je pocetak onaj segment sa najvecim stepenom zakrivljenosti ivice, dok je kraj domena onaj segment sa najmanjim stepenom zakrivljenosti. Funkcija reverse je uvedena kako bi na vrhu bio trougao a na dnu krug.

3. U trecem dijelu je izvrsena rotacija od 0 do 270 stepeni kojoj je dodata korijenska funkcija kako bi ista bila kontrolicana na taj nacin da stepen rotacije postaje veci porastom visine.

4.U cetvrtom dijelu izvrseno su scale i loft kojima je sistem presjeka pretvoren u solidnu povrsinu. Predvidjeno je jos dodavanje funkcije graph mapper kojom bi se omogucilo mijenjanje dimenzija presjeka.

DRUGA VERZIJA

Za ovu verziju predvidjena je mogucnost kontrole dimenzija presjeka, debljine same vaze, visine objekta kao i zakrivljenosti outline-a;

Kod ove veerzije rada prvo je formiran krug kome je dodat vektor rasta u smjeru z ose uz scale funkciju za koju je vezan graph mapper — bazierova funkcija — uz offset i loft uz pomoc kojih su zadati povrsina i debljina.

Modelovanje parametarske vaze koja predstavlja pripremu za 3D printanje iste. Korisnik moze da mijenja izgled vaze mijenjajuci neke od osnovnih parametara izvedenih programom. Modelovanje se vrsi u programima Rhinoceros i grasshopper.

Zadatak se sastoji od parametarskog oblikovanja klupe koriscenjem grasshopper-a i
rhino-a.
Klupa je formirana od jednog modula multipliciranog vise puta.

U Ectotect Analysis softveru izvršena je analiza senke na Studentskom trgu tokom cele godine. Svaki od primera pokazuje zasenčenost prostora prvog dana svakog meseca (opcija Apply Shadow Settings). Rezultati zimskih meseci su najznačajniji za istraživanje (decembar, januar, februar) i imaju najveći uticaj na odnos vegetacije i popločanja (na linku dostupni svi primeri).

https://www.dropbox.com/sh/ytvkdaqwvefr9g8/AABR93nBbEyniK0AHtKrKopja?dl=0

Izvršene su i analize uticaja sunca, takođe tokom cele godine, ali je utvrđeno da ova analiza nema značajniji uticaj na dalji rad (Calculate – Solar Access Analysis, period od godinu dana, vremenski interval 8-18h).

Preklapanjem rezultata tvrđene su određene zone, odnosno delovi prostora najpogodniji za listopasnu vegetaciju (zelena boja – najmanje senke tokom godine), zimzelenu vegetciju (siva boja – srednji stepen zasenčenosti tokom godine, takođe zone u kojima zelenilo predstavlja pojas izolacije prostorija fakulteta u odnosu na buku koja dopire sa Trga) i popločanje (žuta boja, najveća zasenčenost tokom godine). Ovo su polazne informacije za rad na modelu u Grasshopper-u.

Polazno rešenje dobijeno je primenom Voronoi dijagrama, kojim se segmenti zadati “krajnjim” (obodnim) tačkama automatski završavaju, bez potrebe za zadavanjem dodatnih parametara, što je pogodno za pitanje same teselacije.

Ovakav raspored može se menjati zasebnim pomeranjem tačaka, dok se ne dobije željeni rezultat, što nije usklađeno sa zahtevom da rešenje bude parametarsko.

Dalje istraživanje zasniva se na dodavanju linije svakoj postojećoj tački, čija dužina predstavlja minimalno rastojanje između tačaka. Na taj način rešenje treba da se definiše kao parametarsko. Dalji rad podrazumeva i upotrebu Weaver bird plug-in-a, a ujedno zahteva i prilagođavanje i usklađivanje svih dobijenih rezultata sa položajem nadstrešnica i njihovom formom.