Geometrija i vizuelizacija slobodnih formi

Za završnu fazu projekta, odrađeno je sledeće:

– Završen high poly model (1674 poligona) na zadovoljavajućem nivou , na osnovu kojeg je uprošćavanjem izveden low poly model (200 poligona)

– Primjenjen UVW Unwrap na low poly model

– Oba modela postavljamo na isto mjesto u koordinatnom sistemu, tako da se preklapaju. Low poly model neznatno smanjujemo.

– Opcijom render to texture pravimo normal mapu za low poly model baziranu na high poly modelu, koju zatim prijemjenjujemo na low poly model i dobijamo približan kvalitet sa 8 puta manjom količinom poligona

1.     

2.    

3.       4.  

Na slici 4 sa lijeva na desno: HP model, LP model sa normal mapom, LP model

U ovoj fazi cilj je da se pronadje adekvatan algoritam za definisanje dinamične fasade. Stoga parametri koji će u ovoj fazi biti definisani su oblik panela, način njihovog pomeranja kao i parametar koji ce ustvari predstavljati upad sunčeve svetlosti, u zavisnosti od kog će se paneli pomerati u manjoj ili većoj meri.

I primer

Rad je započet u Grasshoper-u definisanjem pravougaonika, formiranjem granica kao i podelom površi na željene oblike. Kako bi se povećao broj različitih oblika površi u Grasshoper-u, dodate su nove komponente ( Lunch Box ) koje to i omogućavaju. Na prvom primeru podela pravougaonika je izvršena na šestougle uz pomoć alatke Hexagon Cells, a šestougli su podeljeni na trouglaste panele uz pomoć alatke Triangle Panels B. Nakon toga, postavljeni su parametri koji definišu pomeranje trouglastih panela iz centra šestougla.  Uz pomoć Number slider-a definisano je u kojoj meri će se trouglasti paneli otvarati i zatvarati. Problem koji se javlja u ovom primeru jeste da prilikom otvaranja i zatvaranja truglastih panela dolazi do njihove deformacije, što bi u praksi dovelo do nemogućnosti izrade. Zbog toga je potrebno na sledećem primeru uvesti novi parametar koji će omogućiti da mehanizam kretanja trouglastih panela bude takav da ne dolazi do njihove deformacije.

 Algoritam I primera

 Zatvoreni paneli  Otvaranje panela

II primer

Na primeru broj II primenjena je drugačija podela površi. Podeljena je na rombove uz pomoć alatke Diamond Panels, koji su ponovo podeljeni na trouglaste panele uz pomoć alatke Triangle Panels B. Parametari koji su dodati ovom primeru jesu Rotate Axis odnosno rotiranje oko ose, kao i Angle odnosno vrednost ugla za koji će se paneli rotirati. Uvođenjem ovih parametara rešen je problem koji se našao u prošlom primeru.

 Algoritam II primera

 Zatvoreni paneli

 Otvaranje panela

III primer

Na trećem primeru je ponovo urađena drugačija podela površi. Sada je podeljena sa kvadratima uz pomoć alatke Quad Panels. Oni su podeljeni na trouglaste panele. Svi parametri koji su se našli na prethodnom primeru, ponovljeni su i na ovom. Ali su i dodati novi parametri kako bi definisali tačku ( Point ) odnosno upad svetlosnih zraka na fasadu, na osnovu kojeg će paneli koji su na većoj udaljenost biti više, a oni na manjoj udaljenosti manje otvoreni.

 Algoritam III primera

 Dodati parametri

Otvaranje i zatvaranje trouglastih panela u zavisnoti od rastojanja tacke

Nakon dobijanja finalnog oblika elementa, pristupljeno je istraživanju same forme kao i osvetljenja kroz izradu rendera i makete.

Nakon istraživanja i modelovanja u programima 3ds Max i Rhino, došla sam do zaključka da je lakše i preciznije modelovanje u 3ds Max-u. Dok je u programu Rhino bilo potrebno mnogo više vremena za modelovanje i bilo je neophodno dodatno korigovanje oblika objekta.

Prilikom modelovanja u programu Rhino susrela sam se sa problemima koje sam uspela da rešim. Ali je za to bilo potrebno izdvojiti malo više vremena. Dok kod modelovanja u 3Ds Max-u nije bilo problema, osim što isto kao i kod Rhino-a trebalo je korigovati tačke što je zahtevalo dosta vremena, radi dobijanja željenog oblika.

model: rhino

model: 3ds max

Poslednja faza ovog zadatka se sastoji u 3d štampanju spojeva i proveri njihove izvodljivosti i eventualno uočavanje problema koji nisu predviđeni za vreme modelovanja.

Priprema za 3d štampanje je urađeno u softveru Cura, a samo štampanje je vršeno na štampaču Ultimaker 2+.

Priprema za štampu

Nakon bake-ovanja spoja u grasshopper-u, model je potrebno eksportovati u .stl formatu sa default podešavanjima.

U softveru Cura nisu potrebna veća podešavanja, kojih inače ima puno. Izabran je high quality, dense preset.

Napomena: potrebno je voditi računa o jedinicama dužine. Cura radi u milimetrima, pa je možda potrebno skalirati model nakon ubacivanja modela.

Cura daje prikaz svih slojeva koji će se štampati. Crvenom bojom je obeležen model, a plavom potkonstrukcija koja mora biti skinuta nakon štampanja. U donjem desnom uglu, softver daje približno vreme koje je potrebno za štampu (koje nije najpreciznije) kao i potrebnu količinu materijala.

Izgled štampača

Na desnoj strani se nalazi PLA plastika na koturu, koja prolazi kroz grejač gde se topi, a zatim se nanosi na ploču. Ploča se greje i održava konstantnu toplotu modela kako bi se svi slojevi dobro spojili.

Proces štampanja:

Nakon štampanja, nastaju problemi sa skidanjem potkonstrukcije. Dolazi do oštećenja modela, a posebno je teško izvući potkonstrukciju iz šupljih cilindara.

Ideja sa šupljim cilindrima je izgledala dobro u softveru, ali nakon izvođenja se pokazala kao ne baš sjajna. Zato je grasshopper definicija malo izmenjena, pa smo pokušali sa štamapnjem spoja sa udubljenjima, na mestima cilindara, u koja bi ulazili linijski elementi. Priprema za štampu je ista kao za prvu verziju spoja.

Za ovaj model je vreme štampanja kraće, a potrošnja materijala manja. Ipak, nakon štampanja i ovog spoja, problemi su manje više isti, skidanje potkonstrukcije koje oštećuje model.

Još jedan problem koji se javlja kod obe verzije je broj spoja koji, ako se nalazi sa donje strane, nije vidljiv zbog samog našina štampanja – od dole ka gore. Moguće rešenje je postavljanje broja na vrh spoja, ili što je bliže moguće vrhu. Za ovakav štampač su najpogodniji modeli bez šupljina.

Problema ne bi bilo u slučaju štampanja na 3d štampaču koji za potkonstrukciju koristi prah.

Nakon ovih proba smo došli do zaključka da je problem možda moguće rešiti ponovnom promenom definicije, gde bismo cilindre zamenili zarubljenim konusima i izbegli problem sa vađenjem potkonstrukcije.

Taj pristup će možda biti uskoro isproban.

U drugoj fazi rada sam morala da krenem od samog početka zbog greške koje sam prilikom prve faze napravila.

Proces modelovanja:

Pomenuto u prethodnom post-u, nakon ubačenih fotografija i izvučenih vođica korišćenjem alatke curve, izvukla sam osnovni oblik pipaka. Pomoću standardnog pipe, sam linijama zadala debljinu time što sam na različitim delovima stavila drugačiji prečnik.

Po završetku opcije pipe, uraditi komandu rebuild, da bi se smanjio broj linija na površi.

Pošto je tip model u polysurfaces potrebno je uraditi explode kako bi se prebacio u tip surface zbog aktviranja površi za dalji rad u T-splines-u.

Otvaranjem dodatka prvo uraditi translate, kako bi se trenutni model aktivirao.

Zatim je potrebno uraditi convert za prebacivanje modela surface u T-spline surface.

Na ivice površi koje su prilikom dodavanja debljine ostale otvorene primeti fill hole, radi njihovog zatvaranja, taj način sam primenila sa samo dve strane jer  bi se ostali delovi nastavili u gornji deo tela modela.

Za modifikovanje ivica koristiti edit layout, ukoliko se i dalje ne dobije željeni oblik pokušati sa alatkom bevel edges.

Radi lakšeg manipulisanja kako bi se tipologija jasnije videla uraditi opciju smooth toggle, da bi se model prebacio u kutijasti oblik (box mood). U tom obliku je moguće selekovati ivice, delove površi ili celu površ. U zavisnosti od potreba, zbog izduživanja, pomeranja određenih delova. Radi dobijanja željene forme box moode je mnogo pogodniji, po završetku model vratiti u zaobljeni izgled ponovnim korišćenjem opcije smooth toggle.

Nakon završetka ovog procesa, potvrđujem rečeno iz prethodnog post-a, da je rad u T-splines-u pogodan za lakse manipulisanje površi, obikovanje, modelovanje. Jer u svakom momentu selektovane delove (prilikom odabira da li tačaka, ivica ili delova) možete rotirati, pomerati, skraćivati ili produžavati određene delove. Prilikom istraživanja raznih opcija u samom programu i gledanja tutorial-a na internetu, mogu zaključiti da ovaj dodatak nudi mnogo više jednostavnijih mogućnosti u radu i dobijanju željenih formi. Samim tim što sam modelovala samo jedan deo figure, sa svi opcijama koje program + dodatak nude bi bilo moguće završiti model do kraja uz željene rezultate.

Smatra da je moje znanje u programu Rhinoceros 5 početno, i da je potrebno još vremena da naučim osnovne funkcije kako bih mogla da uz to dodam i rad sa T-splines-om.

Dobijene površi koje formiraju likove u anamorfozi su ofsetovane u Rhino-u za debljinu od 5 mm, a zatim su međusobno presecane (napravljeni su žlebovi tako da ploče mogu da se uklapaju jedna u drugu) Bulovim operacijama (BooleanDifference).

Pločama je dodat VRay materijal – drvo (rezana breza).

Kao primer je uzeto da ova anamorfična struktura visi sa plafona za koji je prikačena metalnim žicama te su one napravljene od iscrtane linije komandom Pipe (debljina 1 mm) i njima je takođe dodeljen VRay materijal.

Postavljene su kamere u perspektivi iz dva karakteristična pogleda kao i kamera iz trećeg ugla gde se može sagledati kako ova struktura izgleda u prostoru. Urađeni su renderi u VRay-u za Rhino. Iz jednog pogleda se formira slika geometrijskog tela (dodekaedar – geometrija), dok se iz drugog uočava oblik oka (vizuelizacija).

U ovoj fazi modelovanja došli smo do zaključka da se figura likovno oslanja na dinamičnost, ali joj je bilo potrebno uvesti teksturu. Kombinacija grubljih nanosa gline sa glađim prelazima postigla je razliku u teksturi koja je bila potrebna.Na model su dodati detalji poput teksture na pipcima i kosi, kao i definicija mišića. Lice je takođe dorađivano i detaljisano, ali je zadržana gruba tekstura.

Ovakva vrsta modelovanja pogodna je kako bi se pomoglo daljem potencijalnom radu u programima, a takođe je moguće 3d skeniranje i printovanje ovakvog modela. Pogodan je za dalji rad u programima kao što su ZBrush, Agisoft, Rhinoceros, što se pokazalo u daljem istraživanju.

Nakon završenog istraživanja pomoću prethodno navedenih softvera, kao dalje sredstvo istraživanja korištena je maketa. Materijal za izradu makete je bijeli hamer.

Osnovna jedinica prilikom izrade makete je pločica u obliku romba. Da bi se omogućilo lakše i preciznije povezivanje elemenata, rombovi su upisani u pravougaonik.

Dobijeni rombovi su međusobno spajani  u heksagone kako bi se dobila željena struktura. Prilikom spajanja rombova u heksagone došlo se do zaključka da je povezivanje moguće uraditi na dva načina. Prvi pristup rješavanja problema ogledao se kroz  korištenje  3 pločice,  čijim spajanjem je dobijen heksagon.  Umnožavanjem ovakvih jedinica dobija se željena struktura ali sa određenim ograničenjima u vidu maksimalne zakrivljenosti cjelokupnog modela.

Drugim pristupom heksagon je formiran od 6 pločica, čime se omogućava veći stepen slobode  zakrivljenosti strukture. Prethodno navedena dva pristupa imaju ideničan krajnji rezulatat ali zbog jednostavnosti izrade i ispunjavanja željenih parametara korišten je drugi pristup.

Spajanjem pločica pristupom dva dobijena je željena zakrivljena struktura.

Cilj istrazivanja je je bio da se redjanjem zakrivljenih pločica može dobiti bilo koja zakrivljena  struktura.  Različitim stepenom zakrivljenosti pojedinačnih pločica moguće je postići željene rezultate i samim tim cilj ovog istraživanja je uspiješno završen.  Dalje istraživanje strukture može teći u pravcu ispitivanja  određenih perforacija kako na pojedinačnim pločicama tako i na cjelokupnoj strukturi.

Za razliku od prošle, nova grasshopper definicija za početni input uzima mesh geometriju. Iz tog razloga je morala biti cela izmenjena.

Cela definicija može da se podeli na dva dela: generisanje linijskih elemenata i generisanje spojeva koji će se 3d štampati.

GENERISANJE LINIJSKIH ELEMENATA

Nakon odabira mesh-a, treba ga podeliti u dva pravca da bismo dobili linijske elemente.

Za početak je potrebno odabrati tačku u kojoj će biti postavljene ravni kojima se seče mesh. Pomoću komponente DeMesh izdvajamo tačku na ivici mesh-a. U njoj postavljamo seriju ravni u dva pravca, čiji se broj i rastojanje mogu menjati pomoću slajdera.

Komponentom Plane|plane intersection (PPX) međusobno sečemo ravni i dobijamo presečne linije, a zatim komponentom Mesh|curve intersection (MCX) radimo presek presečnih linija i početnog mesh-a. Odavde dobijamo tačke čijim spajanjem u polilinije dobijamo osnovu za linijske elemente.

Zatim, komponentom Curve|curve intersection (CCX) sečemo dobijene polilinije i dobijamo tačke preseka koje dalje koristimo za generisanje dijagonala u gornjem pojasu rešetke, kao i za kasnije generisanje spojeva štapova.

Projekcijom gornje rešetke u XY ravan dobijamo donju, planarnu rešetku. End points komponentom dobijamo krajnje tačke linija gornje i donje rešetke čijim spajanjem dobijamo vertikalne štapove.

Sada imamo sve potrebne linije i tačke koje predstavljaju input za drugi deo definicije – generisanje spojeva.

GENERISANJE SPOJEVA

Spojevi se sastoje od sfera sa brojem spoja i cilindara koji izlaze iz nje. Generisani su na mestima preseka štapova.

Generisanje cilindara

Potrebno je za svaku tačku, iz skupa njoj najbližih tačaka, odabrati linije koje se sustiču u njoj. Cull pattern-om iz skupa najbližih tačaka biramo tačke sa distancom jednakoj nuli, jer su to tačke linija koje se sustiču u spoju.

Item list-om iz skupa svih linija biramo linije sa indeksom koji smo dobili iz cull pattern-a.

Analizom ovih linija dobijamo vektore pravaca cilindara koji izlaze iz sfera. Na osnovu njih generišemo linije koje Shatter komponentom skratimo za određeni procenat radi lakšeg izvođenja Boolean operacija koje slede.

Sa dve Pipe komponente sa dva različita radijusa generišemo cevi. Njih prvo Cap-ujemo, a nakon toga Solid difference komponentom uradimo razliku, pri čemu dobijemo šuplje cilindre.

Generisanje sfera sa brojem spoja

Tačke preseka štapova su centri sfera čiji radijusi mogu da se kontrolišu preko slajdera. Problem je kako naći odgovarajuću poziciju teksta na sferi tako da se ne seče sa cilindrima.

Sfere su Quad panels komponentom podeljene na panele kako bi bio pronađen najudaljeniji panel od mesta preseka cilindra i sfere, jer tako znamo da neće doći do preklapanja teksta i cilindra, što bi dovelo do problema sa 3d štampanjem.

Komponentom Brep|brep intersection (BBX) se vrši presek sfere i cilindara, dobijaju se skupovi linija koji se spajaju u polilinije, a zatim se traže njihove središnje tačke.

Za svaku središnju tačku se traži njoj najbliža tačka na svakom od quad panela sfere uspomoć komponente Surface closest point, zatim se meri rastojanje između njih i izbacuju se tačke (a sa njima i paneli) koje se nalaze unutar dvostrukog radijusa cilindra.

Od preostalog broja panela se bira onaj sa najvećom površinom Sort list-om.

Evaluate surface komponentom se nalazi vektor normale izabranog panela, u pravcu kog se sa negativnom amplitudom, 3D tekst pomera ka centru sfere. Tekst je dobijen preko komponente Surface morph i  komponentom Solid difference je oduzet od sfere.

Na kraju, koristeći Solid union, sfera sa utisnutim brojem i cilindri se sjedinjuju i daju konačni igled spoja.

Za automatsko generisanje spojeva, umesto svakog pojedinačno, iskorišćena je komponenta Loop start/ Loop end.

Konačan izgled potkonstrukcije

Potkonstrukcija bi služila kao podloga za ređanje lakih isečenih elemenata krive površi.

Pomoću alatke etsubdivide, kombinacijom nekoliko ponuđenih opcija za podelu , dobijena je heksagonalna podela mesh modela kao nastavak istraživanja različitih mogućnosti i oblika panela.

Za nastavak rada na projektu korišćen je model podeljen na kvadratne segmente.

Kada je izvršena podela mesh modela na željene oblike, bilo je potrebno svakom polju dodati debljinu kako bi dobili panele od kojih bi se sastavio stvarni model.

Korišćenjem alatke Extrude javio se problem zbog toga što se svako pojedinačno polje ekstruduje u odnosu na svoje vektor normale i dolazi do pojave praznina između panela. Zbog toga je bilo potrebno pronaći jedan vektor koji polazi iz tačke gde se polja spajaju i koji predstavlja rezultantu vektora normale tih polja i ta polja ekstrudovati u odnosu na njega. Da bi se to postiglo, mesh model je ubačen u Grasshopper i zatim je svaka tačka pomerena u odnosu na zajednički vektor za odgovarajuću vrednost .

Šema iz Grasshopper-a:

Dobijene tačke je na kraju bilo potrebno samo spojiti površima i na taj način su dobijeni paneli odgovarajuće debljine.

U drugoj fazi modelovanja pomoću Agisoft-a, najpre sam pomoću opcije Delete obrisala sve tačke koje nisu od suštinske važnosti za generisanje željenog 3D modela. Na ovaj način, objekat je izolovan.

Budući da sam ovaj put koristila napredniju verziju softvera, opredelila sam se za generisanje modela pomoću opcije Build Mesh (umesto opcije Build Geometry). Na taj način, konstruisan je nesavršen 3D model koji se lako može eksportovati, a zatim i dorađivati u nekom drugom programu.

Poslednji korak sastojao se iz definisanja teksture modela pomoću opcije Build Texture.

Agisoft relativno je jednostavan program koji nudi brojne mogućnosti i opcije pomoću kojih se mogu postići sjajni rezultati. Još bolji rezultati mogli su biti postignuti da su uslovi fotografisanja bili idealni.

Najveća prednost ovog softvera jeste ta što pruža mogućnost brzog i efikasnog prevođenja modela iz analogne u digitalnu formu, kao i njegovog eksportovanja i naknadnog dorađivanja u različitim softverima.

Izrada lika je započeta uvoženjem modela iz agisofta.

Uvoženje modela, znatno je olakšalo proces modelovanja i omogućilo je preciznost u postavci osnovne geometrije objekta. Pomoću fotografija objekta, nastavljena je detaljnija izrada modela.  Za izradu detalja, posmatranje fotografija izvajanog modela pružalo je dovoljnu tačnost informacija u konkretnom slučaju.  Primenom različitih “četki” i “alata” postizani su drugačiji volumeni i teksture.

Deo istraživanja, u ZBrush-u, je uspešno završen.  Program je pogodan za modelovanje   objekata ovog tipa. Uz adekvatno znanje i dobro vladanje programom mogu se postići izuzetni rezultati. Projekat bi mogao da se nastavi u smeru detaljnije izrade modela kako bi se postigli realističniji rezultati.

Istraživanju u ZBrush-u  je doprineo izvajan  model, model iz agisofta kao i priprema modela za fotogrametriju.

Kad je model doveden u odgovarajući položaj i nakon što su mu dodati neki elementi koji ga izdvajaju, na red je došlo doterivanje samog oblika tela modela.

Kako je uvezen model dosta fizički razvijeniji i krupniji od modela koji je pravljen, delovi tela na kojima ima najviše razlike u mišićnoj masi su se smanjivali sa ClayBuldUp-om u Smooth-om.

Nakon što su mišići tela oblikovani u skladu sa referentnom slikom, sam oblik lica je ostao kao karakteristična razlika između uvezenog modela i reference. Uvezeni model je imao Negroidne crte lica, dok željeni model bi trebalo da ima Evropeidne. Sa istim četkama je ispravljena i ova razlika i dodata je brada koju model na slici ima.

Na kraju, u želji da se ispita još neka opcija ovog zanimljivog programa, na grudi je docrtana tetovaža modelu. Ovaj postupak je jako jednostavan i zahteva samo da se u okviru alata Polypaint uključi opcija Colorize.

Kako se ne bi menjala geometrija samog modela, već se dobijali 2d crteži, isključuje se Zadd ili Z-Sub i uključuje RGB (intenzitet mu se poveća na 100). Nakon ovoga se bira željena boja, podešava veći broj poligona (kako crtež ne bi bio pikselizovan) i sa izabranom četkom prave željeni oblici.

Kada se savladaju osnovne opcije navigacije i oblikovanja, Zbrush postaje savršen i relativno jednostavan program za modelovanje likova. Ostale opcije se se uče pomoću mnogobrojnih saveta na blogovima i tutorijala u zavisnosti od toga šta treba postići i koliko je problem kompleksan. Svakako, ovo je program sa puno potencijala i nameravam da nastavim da usavršavam svoje znanje o njemu.

Modeliranje lanterne u 3ds max-u

Korišćenje standardnih primitiva u svrhu postizanja oblika lanterne. Počevši od postolja napravljen je cilindar sa 6 segmenata kojem je donja baza sužena za odgovarajuću vrednost.

Za dobijanje stubova korišten je isti alat s tim da je su cilindri sa većim brojem bočnih segmenata. Pošto su cilindri izmešteni od ose lanterne, uz pomoć opcije “affect pivot only” postavljen je koordinatni sistem na osu lanterne te je omogućeno rotiranje stubova i dobijanje željenog rasporeda istih.

Preostali element postolja je nogara koja je nešto kompleksnije geometrije. Počevši najpre od ubacivanja standardnog primitive – sfere, zatim dodavanja modifajera “edit poly”, Izmešteni su određeni poligoni koji su kreirani aditivnom metodom.

Sa završenim oblikom, nogara je dovedena u određenu poziciju iz koje joj se takođe izmestio koordinatni sistem na mesto ose lanterne.  Rotacijom i kopiranjem iste dobijen je pravilan raspored.

Na mestu panela lanterne nalaze se 3 različita tipa modeliranja. Na prvoj slici vidi se gornji element, koji je napravljen korišćenjem alata “spline”, koji je podešen da bude prikazan u viewport-u kao geometrija. Drugi tip elementa je jednostavna šestostrana prizma koja je izdužena i po mogućnosti „chamferovana”.

Najkompleksniji element lantern je amorfni oblik koji čini veći deo panela. Korišćena je metoda koja se zasniva na tome da se formira polygon koji će što više moguće pokriti svojom površinom željenu geometriju. Konvertujući polygon u editable poly. Određenom selekcijom ivica I ekstrudiranjem istih, kao I korišćenje “bridge” alatke popunjena je površina koja je predstavljala problem.

Na kraju definisanja geometrije dodat je modifajer “turbosmooth” I cilju postizanja oblije geometrije, da bi se na samom kraju dodelio shell modifajer koji je dao I debljinu. Naravno korišćenjem istog principa kao i od sad, rotiranjem oko ose lanterne dobijena je kompletna forma.

Na sličan način formiran je i krov lanterne, s tim što je posle dodeljivanja shell-a dodatno korišćen “soft selection” koji je omogućio pravilno deformisanje geometrije krovnog dela koji ima ispupčen središnji deo.

Zaključak:

Upotrebom ova 2 softvera može se na sličan način doći do istih rešenja, naravno metode koje su korišćene nisu jedini način do dolaska rešenja. Konačno rešenje svih elemenata zasnivao se na istom principu koji je zasnovan na pravljenju jednog manjeg segmenta koji će se multiplicirati oko ose lanterne.

Oba softvera imaju svoje mane i prenosti. U zavisnosti od zahteva nekim modelima je neophodno obezbediti veliki nivo detaljnosti, međutim objekti koji se nalaze, npr u drugom trećem planu, mogu da budu manjeg kvaliteta kako bi doprineli što manjem opterećivanju scene.

Primenom Zbrush softvera omogućen znatno veći raspon poligona koje softver omogućava. Omogućen je izuzetno visok nivo detaljnosti, koji može da ide do hiperealizma. Zbog ovolikog broja poligona sam model će biti upotrebljiv jedino u zbrushu ili eventualno još nekim sofverima koji su zasnovani na digital sculptingu.

Primenom 3ds max-a, omogućeno je jednostavno ubacivanje standardnih primitiva od kojih su neki modifikovani, dobijen je oblik lanterne koji ima znatno manji broj poligona. Sa ovakvim postupkom dobijen je model koji neće opterećivati scenu,  koji će biti lak za korišćenje i u drugim 3d programima. Nedostatak je nivo detaljnosti jer je broj poligona 100-200 puta manji.

Kao model za rad koriscen je mesh model planirane forme timskog rada, koji je predvidjen da se nalazi u galeriji “Đura Kojić” na Departmanu za arhitekturu i urbanizam, Fakulteta tehničkih nauka u Novom Sadu. Zatim je mesh model ubacen u Grasshopper na kom je bila potrebna dorada kako bi odgovarala šema iz Grasshopper-a sa prošlog rada.

Bilo je potrebno mesh model, koji je prethodno ubacen u Grasshopper, dekonstruisati i naci mu face, vertex i zatim izvrsiti podelu. Zatim dobijenu šemu spojiti na šemu koja je rađena na drugom radu. Dobijena je waffle struktura pogodna za secenje, a koja je namenjena kao potkonstrukcija za montazu finalne strukture rađene u grupi.

Nakon toga potrebno je izdvojiti dobijene elemente waffle strukture i pripremiti ih za secenje.

Šema u Grasshopper-u koja je koriscena pri izradi ovog zadatka. Sačinjena je od dela šeme koja je korišćena na prethodnom radu, dok je deo morao da se prilagodi novoubačenoj formi predviđenoj za finalnu izradu.

Finalno postavljeni elementi waffle strukture koji su postavljeni u osnovu i spremni za sečenje.

Finalni zaključak:

Kako bi se došlo do željene forme waffle potkonstrukcije bilo je potrebno generisanje u programima Rhinoceros i Grasshopper, a na osnovu unapred pripremljenog modela slobodne forme, izgenerisati waffle-potkonstrukciju, pripremiti je za fabrikaciju(sečenje) i potom je ručno iseći i to primenom “splines and duck” tehnike.

Sa gotovim 3d modelom, preostaje samo eksportovanje fajla u .stl format i podešavanje štampača.

Eksportovanje je jednostavno, radi se kao izvoz bilo kog drugog formata i nudi 2 vrste formata – binary ili ASCII.

Podešavanja u programu za štampanje zavise od samog programa odnosno štampača.     Ovo je primer prozora za podešavanja u programu koji koristi ”MakerBot”.

Podešavanja najčešće uključuju temperaturu topljenja plastike, brzinu štampe, debljinu svakog sloja štampe, prečnik prskalice koja lije plastiku i drugo.

Ovako izgleda primer modela u istom programu.

Ovako izgleda gotov primer modela nakon štampe

Zaključak: 3D printing je jednostavan način da pristupite nekom objektu za koji bi čekali dostavu ili plaćali veliku cenu proizvodnje, čak iako je za neke printove potrebno nekoliko desetina sati, a ni da plastika za printer nije besplatna.

Ako imate ideju za neki zanimljiv 3D model koji bi mogao postati nešto korisno – nakit, alat, dodatak postojećem objektu, ukrasna figura, bilo šta  —  Možete to izmodelovati, a zatim odštampati.

Odlučeno je da paneli budu u obliku puzle kako bi se lakse uklapali bez potrebe za dodatnim spojnim sredstvima.

Uz dodatak Grasshopper za Rhinoceros, iz slobodne forme izdvojen je odgovarajući panel, extrude-om mu je dodeljena debljina i loft-om su spojene bočne stranice. Ubačen je u ‘box’ radi lakseg uklapanja i slaganja elemenata u penasti polistiren.

Čitav panel je nakon toga kopiran, izdvojen sa strane, nađena je polovina visine panela i u tim tačkama su postavljeni vektori (desni koordinatni sistem), tako da odgovaraju pravcu kretanja robota. Iz liste se kopiraju podaci o tačkama, odnosno targetima i ubacuju se u ABB RobotStudio softver.

Targeti se proveravaju, po potrebi dorađuju, namešta se brzina sečenja, koja zavisi od jačine struje koja greje žicu i u svim tačkama se uspostavlja ista konfiguracija kretanja ruke robota. Kada je sve usaglašeno, pušta se simulacija kako bi se proverilo može li robot iz određene pozicije da dohvati sve tačke i pravilno iseče panel. Ukoliko sve u softveru funkcioniše, pristupa se samom sečenju panela iz table penastog polistirena.

Nakon isecanja iz polistirenskog elementa, panel je potrebno iseći sa obe strane da dobije dvotruku zakrivljenost i da može lagano da se uklopi sa ostalim elementima slobodne forme. U Grasshopper-u se sa komponentom Galapagos editor na određenom razmaku traže krive koje sa najmanjom greškom prate zakrivljenu površ. Dvostruka zakrivljenost panela se dobija tako što dva robota rade istovremeno i savijaju vruću žicu tako da se dobije odgovarajuća forma specifična za svaki panel.

Sve dobijene elemente potrebno je složiti u jednu celinu.

Kao grupni rad, na osnovu prethodno izvajanog modela bavile smo se modelovanjem u različitim programima.

Za svoji istraživačni izabrala sam program Rhinoceros 5 sa Autodeskovim dodatkom T-splines.

Prilikom prve faze, ubacila sam fotografije modela kako bih lakše izvukla vođice, odlučila sam se za modelovanje samo jednog dela figure (donjeg dela, pipke).

Proces modelovanja:

Korišćenjem alatke curve, izvukla sam osnovni oblik pipaka.

Pomoću standardnog pipe, sam linijama zadala debljinu time što sam na različitim delovima stavila drugačiji prečnik.

Takođe dodatak t-splines sadrži alatku pipe ali mislim da je jednostavnije kasnije manipulisati standardnim pipe-om. Pokušala sam tako da izvedem, ali već u sledećem koraku nisam uspela da se izborim i samim tim sam se vratila na prethodno rečeni korak.

Nakon dodavanja debljina linijama, otvaranjem dodatka prvo uraditi translate, kako bi se trenutni model aktivirao.

Zatim je potrebno uraditi convert za prebacivanje modela za rada u t-splines.

Ali pre toga uraditi komandu rebuild, da bi se smanjio broj linija na površi.

Za zatvaranje ivica površi koje su prilikom dodavanja debljine ostale otvorene primeti fill hole, radi njihovog zatvaranja.

Za modifikovanje ivica koristiti, edit layout, ukoliko se i dalje ne dobije željeni oblik koristiti alatku bevel edges.

Radi lakseg manipulisanja kako bi se tipologija jasnije videla uraditi opciju smooth toggle, da bi se model prebacio u kutijasti oblik (box mood).

Rad u tisplines je pogodan za lakše manipulisanje površi, obikovanje. Jer u svakom momentu selektovane delove možete rotirati, pomerati, takođe se moze koristi i opcija skejlovanja radi skraćivanja ili produživanja određenih delova. On nudi mnogo više opcija za dobijanje željenog modela.

Moje istraživanje i model, trenutno nisu do kraja uspešno završen jer sam napravila greške u koracima koje će se ispraviti.

Modelovanje lampe je vrseno pomocu Grasshoppera. Prvobitna ideja je bila lampa sfernog oblika sa supljinama, koja je izvedena kao sfera direktno u Grasshopperu, uz istrazivanje presecnih oblika (romb, heksagon, trougao). Koristene su komande Lunch box-Diamond panels, Wb-Sub D.

Nakon toga sam odlucila da zbog jednostavnosti dobijene strukture, istrazim modelovanje lampe u formi dodekaedra. Nakon iscrtavanja dodekaedra, koristila sam mnostvo novih komandi, te dodavanjem tacaka na krajevima i kreiranjem trougla, uz pomoc presecnih ravni sam formirala supljine koje sam potom doradjivala. Komande koje su koristene su Eval, Explode,  CPs, Pl3Pt, De Brep, Item, Sec, Area, SrfSplit…

Postupak je objasnjen graficki u sledecim koracima:

Moduli su napravljeni tako da zadovolje sve potrebe stanovanja, a objekat je moguće proširiti. Svakom modulu je dodeljena konkretna namena, tako da postoje moduli: ulazne zone sa ili bez stepeništa, kuhinje sa trpezarijom, dnevne sobe, spavaće sobe, kupatila/toaleta, itd. U prilogu se nalaze rešenja namena i konfiguracija povezivanja.

Nakon ispitivanja i odabranog geometrijskog tela za  lampu smislili smo nacin modelovanja. Krenule smo od cilindricnog oblika koji smo modifikovale. Cilindar smo podelili na tri zone: sredisnju i gornju i donju, koje su podjednake. Modelovanje smo zapoceli osnovom cilindra-krugom, koji smo umnozili i spojili linijom.

Koristeci komandu “Graph Mapper” (Bezier) dobile smo neophodne krive za oblikovanje omotaca cilindra.

Nakon toga je bilo potrebno vertikalno izdeliti cilindar i svaku drugi podeok ukloniti.

Kako su nam  za ovu lampu neophodna dva ista oblika, samo smaknutih podeoka, kopirali smo citav prethodni postupak, a jedina promena je koja je napravljena bila je dodavanje komande “Shift List” na komandu “Isotrim”, pa tek onda je dodata komanda za parnu podelu “Cull Nth”

Poslednji korak u modelovanju bio je dodavanje perforacije, koje smo postigli proiciranjem paterna na segmente lampe i zatvaranje gornje i donje supljine komandom “Boundary”

U programu Grasshopper kreirala sam površinu i ubacila tačke. Zatim sam zadati broj tašaka rasporedila u rasteru tako da formiraju pravilan dijagram. Skaliranjem sam formirala otvore unutar Voronojevih ćelija. Nakon toga sam ucrtala krivu i distanca tačaka od krive definisala je dimenzije otvora tako da smo dobili manje otvore bliže krivoj a ka obodima su se otvorili širili.

Formiran je cilindar i zatim sam na njega “Remap-irala” dijagram da bih istražila zakrivljenu formu.

Alatkom loft povezala sam ivice otvora sa ivicama Voronojevih celija i uklonila cilindar cime sam dobila željeni element.

Uspela sam da primenim Voronoi dijagram na cilindar i to je struktura koja je izvodljiva. Na identičan način na koji smo dobili cilindar, možemo postići i sferni oblik.

Postoji nekoliko različitih pristupa vizualizaciji u Photoshop-u. Metoda koja se najčešće koristi jeste da se sve izmodeluje u nekom programu (ie. 3Ds MAX), bez detalja, samo objekat, tlo i ,eventualno, sporedni objekti. Onda se svi ti elementi obrađuju u photoshopu. Model ovde služi kao podloga.

Druga metoda, koju ću ja pokazati, jeste da se objekat ubaci u već postojeću urbanu celinu. Prvo je potrebno izabrati fotografiju. Fotografija treba da bude velike rezolucije (olakšaće dalji rad), ciljana pozicija treba da bude kompozicijski fokusirana. Vizuelne prepreke poput drveća, bandera i sl, ukoliko nisu prevelike i ne narušavaju pogled, ne smetaju. Zapravo mogu da doprinesu samom kvalitetu rada. Ukoliko već postoji objekat na mestu gde želimo da postavimo naš, potrebno je prvo da ga uklonimo.

1) Selekcija

Selekcije pravimo sa Pen tool-om, da bi nam selekcije ostale za kasniju upotrebu. Kada smo grubo sredili fotografiju, možemo da modelujemo objekat.

2) Objekat

Za ovaj primer, objekat sam modelovao u 3ds Max-u. Model je low poly sa samo 2 materijala – 1) staklo; 2) sve ostalo.
Za oba koristimo isti beli materijal, sa razlikom da je za staklo materijal tamniji za otprilike 25%.
Potrebna su nam 2 rendera. Jedan je sa podešenim suncem i materijalima prethodno navedenim.
Drugi je bez sunca i materijal stakla je čisto zelena boja (0,255,0). Ovo radimo da bismo lakše mogli da obeležimo staklo u Photoshop-u.
Da bismo lakše podesili perspektivu, možemo pozadinu u viewportu da podesimo kao sliku lokacije, te na osnovu nje podešavamo perspektivu.

3) Layers, layers, layers!

Sve što radimo, radimo u posebnom layer-u, i za sve koristimo smart object layer-e. Sve materijale koje želimo da iskoristimo podesimo kao pattern-e (i iskorištavamo u sub – layer-ima smart objekata).

Kada postavimo layer-e u perspektivi preko željenih površina (i podesimo materijal u sub – layer-u), koristimo maske i smart filtere da bismo podešavali boje. Prednost smart layer-a (u kombinaciji sa maskama i smart filterima) jeste što je moguće podešavati i vratiti izmene u bilo kom momentu.

Na staklu želimo da podesimo boju i namestimo refleksiju. Ovde iskorištavamo render sa zelenim staklenim površinama. Pomoću alatke Select -> Color Range… obeležimo staklo; Izvrnemo selekciju i obrišemo sve osim prozora. Sada ćemo uvek imati preciznu selekciju prozora. Dovoljno je da pritisnemo na Thumbnail tog layera, držajući Ctrl (Ctrl + Left click)

Pomoću filtera, podešavamo boju. Sliku neba postavimo preko, smanjimo opacity na 10% i isečemo sve delove koji prelaze izvan stakla (pomoću maske). Uzmemo neku fotografiju objekta u (sličnoj perspektivi kao naš objekat) i uradimo isto kao i sa nebom. Isto uradimo i sa delovima našeg objekta, koji bi se videli u refleksiji stakla.

4) Nebo

Izaberemo fotografiju neba koje nam odgovara za naš rad. Isečemo nebo iz originalne slike i zamenimo našim.

5) Entaurage

Da bi slika dobila na autentičnosti, potrebno je dodati sadržaj i detalje. Dodajemo ljude, drveće, ptice, sve što želimo da obogatimo rad. Kod svakog dodatog predmeta, potrebno je pdoesiti boju, oštrinu i senku, da odgovara sceni.

Drveće je moguće dodati na 2 načina. Klasični način jeste da uvezemo .png sliku drveta i postavimo kao i sve ostalo. Drugi način, koji sam ja iskoristio, jeste da renderujemo drvo u photoshop-u. To radimo, tako što napravimo novi layer -> Filter -> Render -> Tree…

Modeliranje panela koji se nalaze na kavezu, koristeci MASK-tool u cilju definisanja geometrije koja ce se dalje obradjivati. Nakon toga koriscenjem PANEL-LOOPS alata geometrija dobija pun oblik koji je spreman za zavrsni deo koji se odnosi na pravljenje teksture.

Elementi koji se ponavljaju su zapravo duplikati jednog koji je rotiran ili mirrorovan.

Elementi kao sto su postolje i nogare, su pravljeni kao APPEND-ovani elementi koji su modelirani naknadno. Konkretno za primer nogare, ceo element je pocet od jedne sfere koja se „MOVE“ brushom deformisala u zeljeni geometrijski oblik, dodatno koristeci opciju DYNAMESH. Pomocu DYNAMESH-a omogucneo je pravilno rasporedjivanje poligona sa  prethodno deformisane geometrije.

Na kraju kada su svi elementi dovedeni u odredjen oblik, poceo sam da ubacujem sitnije detalje poput pukotina, rupica i raznih oblika ostecenja. Sve to je izvodjeno brushevima kao sto su DAM_STANDARD, CLAY, CLAY BUILDUP i POLISH brush. Konacno na samom kraju kroz ceo predmet postavio sam NOISE opciju koja je dala visoko-detaljnu obradu teksture.

Faza 2

Skoro je završen high poly model, ostaje finalizacija i da se odradi sam mapping.

Modelovanje u rhinu:

Prvo sam uvezla slike pomoću alatke pictureframe, objekat u izgledu i osnovu objekta. Zatim koristeći  krive sa ukljucenim Record history iscrtala sam konturne linije koje sam čitala iz osnove objekta, a visinu na kojoj se nalaze iz izgleda.

Nakon toga, uz pomoć alatke loft spojila sam ove dve krive u površ. Record history i dalje je ostao uključen sve vreme. Zatim iz dobijene površi izvukla sam karakteritične preseke po vertikali koristeći ExtractIsocurve. Obrisala sam površ da  bih mogla nastaviti dalje raditi sa presecima.

Problem koji se javio jeste nemogućnost da se dobije ošta ivica na odredjenom mestu. Morala sam na određenim mestima krive dodati novu tačku koja je podelila krivu na dva dela. To sam učinila alatkom kink point, sa ovom tačkom dobila sam željenu oštru ivicu. Zatim iz osnove i  iz izgeda objekta tačke krivih svaku posebno sam pomerala na određeno mesto da bi se dobio željeni oblik objekta, sa ukljucenim 2.5D snap-om.                  

Dobijene preseke sam spojila alatkom loft u površ. Zbog stalno uključenog record history-ja površ se prilagođavala i menjala sa pomeranjem i tačaka krivih.

Modelovanje u 3Ds Max-u

Modelovanje u 3ds Maxu: Uvezla sam isto slike pomoću kojih sam modelovala objekat. Iz osnove sam izvukla konturne linije, koristeci extrude podigla sam objekat u visinu. Koristeci Edit poly iz Modify liste, dobila sam mogucnost da radim u poligonima. Objekat sam podelila na odredjenim visinama sa alatkom Quickslice. Zatim sam u radu sa tackama korigovala i pomerala tacke na zeljena mesta, cime sam dobila zeljeni oblik objekta. Alatkom MeshSmooth dobijen je zeljeni obli oblik.

Na jednom delu objekta sam dodala prozore. U radu sa poligonima sam presekla objekat na odredjenim mestima alatkom quickslice zatim te površi gde su prozori sa odvojila od objekta alatkom detach, zatim ih izvukla iz ravni objekta alatkom extrude.

Odlucili smo se za modelovanje u 4V programu koji funkcionise slicno kao Grasshopper.
Rad se sastoji iz kreiranja nodova/patcheva koje medjusobnim povezivanjem daju vizuelno jasnu funkciju.
Taj proces se realizuje kroz dvije osnovne opcije ”input” i ”output” bez kojih cijela funkcija ne bi imala nikakav vidljiv rezultat.

U prilogu je pocetna faza rada koja tek treba da se razvija zarad postizanja finalnog cilja, realne 3d/opticke iluzije projektovane na izabranu povrs.

Istraživanje modularnog objekta koji bi zadovoljio široku lepezu upotrebe. Cilj je bio stvoriti objekat koji je lak za izradu, transportovanje i korišćenje. Dimenzija modula je 3x3x3m. Zamišljeno je da moduli budu izrađeni od lakih kompozitnih materijala, sklopivi i jednostavni za sastavljanje.

Inspiracija:

3D štampač može se koristi da poveća dostupnost svakodnevnih stvari ili da pomogne u stvaranju vašeg ličnog dizajna određenog objekta. Odabrao sam da se bavim temom dizajna miša za računar, a koristim Autocad i 3Ds Max za realizaciju svoje zamisli.

Modelovanje sam otpočeo iz 2 pravca istovremeno sa ciljem da nađem zlatnu sredinu: S jedne strane sam počeo od istraživanja ruke i njenog prirodnog položaja kao optimalnog oblika za eksterijer modela. Sa druge, počeo sam iz enterijera tako što sam uklopio PCB (tablu koja sadrži elektroniku) u unutrašnjost.

Na kraju modelovanja, vršim proveru svih elemenata koji su, pored glavnog dizajna, potrebni kao konstrukcija. Potrebno je da imam rupu za šraf, podkonstrukciju za klik, otvor za točkić i druge detalje. Takođe, vrši se provera debljine zidova objekta kako bi odgovarao nivou preciznosti štampača.

MODELIRANJE JAPANSKE LANTERNE

Problem: morfologija i detaljnost predmeta

Za modeliranja ovog predmeta koristicu cu Zbrush program. Razlog zasto je koristen ovaj software je mogucnost jednostavnog definisanja kompleksne strukture koja se nalazi na lanterni, takodje nivo visoke detaljnosti koji  je neophodan da se predmet jasno definise.

Prva faza obuhvata istraživanje o gemetrijskim oblicima koji se mogu izvesti korišćenjem dijagrama kao i njihova primena u praksi. Program koji ću koristiti je Rhinoceros i Grasshopper. Eventualni problemi koji se mogu javiti jesu prilikom izvođenja i korišćenja materijala strukture. A glavni cilj je iskoristiti prednost Grasshoppera za generisanje tačaka dijagrama.

3d mapping – building projection

Za istraživački rad na predmetu je uzeta tema iz domena vizuelizacija i optičkih iluzija koja dozvoljava stvaranje dinamičnih animacija na ravnim i sferičnim površinama.

Površ na koju će se projektovati animacija je odabrana radi ispitivanja tehnologije 3d mapinga. Uzimajuci u obzir da je u pitanju prva faza rada objekat na kojem ce animacija biti generisana je jednostavne piramidalne forme.

Zbog početka istraživanja odabrane teme, cilj na ovom kursu je:

1.istražiti izbor softvera pogodnih za rad
2. odabrati i obrazložiti izbor naprikladnijeg programa
3.animiranje geometrije fasade objekta

Postoji veliki broj softvera koji omogucava manipulaciuju videom ili slikom koja se projektuje na odredjenu povrs. Jedan od tih softvera je VVVV, koji pruza mogucnost kombinovanja sa drugim softerima, cime je omoguceno dodavanje audio materijala i interaktivnih animacija.

Prikazane slike (snapshot-ovi video primera 3d mapping-a) su neki od primera inspiracije:

slika 1. https://www.youtube.com/watch?v=m6gKrnYRLCk
slika 2. https://www.youtube.com/watch?v=IdQjtfqPNQo

Baviću se modelovanjem i pripremom modela za 3d print. Potrebno je obraditi ideju kroz 3 faze – modelovanje, priprema modela za štampu i podešavanje štampača za štampu.

                                                                                         *Primeri 3d printovanih modela

Pod modelovanjem se podrazumeva prenos ideje u 3d prostor u nekom od programa za modelovanje koji imaju mogućnost da izvoze fajl u .stl format.                                             (3Ds Max, zBrush, Maya, Blender…)

           *Još primera 3d printovanih modela

Piprema modela za štampu podrazumeva prolazak kroz listu stvari koje treba obaviti pre samog izvoza fajla. Najvažnije stavke koje treba namestiti jesu:                                                   1.Poštovanje topologije (nema ravni koje se seku osim po ivicama, nema rupa u geometriji) 2.Debljina zidova objekta (treba da bude dovoljna da objekat bude stabilan i da štampač može da je pokrije)

                                                                                         *Objekat koji ima rupu u svojoj geometriji i time ne poštuje pravila topologije.

Podešavanje štampača – Nameštanje adekvatne temperature topljenja materijala, nameštanje debljine svakog od slojeva nanosa, postavljanje vrha odgovarajućeg profila i još neka podešavanja koja omogućuju precizan i dobar 3d model.

          *Primeri podešavanja u programu koji pokreće 3d štampač.

Predmet  istrazivanja:

Razlicite geometrijske forme koje daju promenljivo osvetljenje

Problem istrazivanja:

1) Modelovanje lampe modifikovanjem prostih geometrijskih oblika popout valjka, kocke ili kupe, kako bi na sto jednostavniji nacin dosle do zeljenog geometrijskog obilka.

2) Pronalazenje sablona za perforaciju koji treba da proizvodi odredjeni tip senke,  kao i njegovo postavljanje na pojedine segmente dobijenog modela.

3) Postavljenja mehanizma irisa i istrazivanje odnosa izmedju segmenata lampe radi postizanja razlicitih jacina indirektne svetlosti.

4) Istrazivanje nacina na koji je moguce pokretati odredjene delove modelovane lampe.

Cilj istrazivanja:

Proizvesti model svetlosne lampe koja ce imati mogucnost da daje razlicite jacine svetlosti, koje se mogu prilagodjavati potrebama korisnika. Cilj je i da se postigne najbolji odnos izmedju proizvedene gometrije i izabranog sablona, sa datim mehanizmom.

Softver:

Rhinoceros i Grasshopper

Autori:

Petrovic Jelena AU 31-2013

Curovic Jelena AU 100-2013

Snaga i moć Photoshop-a leži u njegovoj mogućnosti da manipuliše piksele. Kada su u pitanju 2D vizualizacije (fotografije, ilustracije, renderi itd.), moguće je postići gotovo sve. Jedina prepreka jeste sam korisnik, odnosno korisnikovo poznavanje programa i mogućnost vizualizacije željenog, gotovog proizvoda.

Problematika kojom ćemo se ovde baviti jeste kako da ubacimo naš objekat u neko već postojeće okruženje. Klasični pristup ovom problemu jeste da se u nekom softveru, poput 3ds Max-a, modeluje objekat, postavi što više detalja i renderuje (tipično u V-Rayu). Nakon toga se u postprodukciji, u Photoshopu, ubaci render i ukomponuje se u okruženje. Da bi rezultat bio visokog kvaliteta, render treba da bude u velikoj rezoluciji, sa pravilnim osvetljenjem (tj. senkama), adekvatnim refleksijama itd. A sve to zahteva računar koji može to da izgura; drugim rečima – jedna vrlo jaka mašina.

Druga metoda, koju ću ovde pokazati, koristi Photoshop kao primarnu alatku, na osnovu prostog rendera belog, low-poly modela; sa rezultatom približnog kvaliteta kao HQ render. Ova metoda ne zahteva izrazito jak računar, što znači da je dostupna većem broju ljudi. Ali definitivno zahteva strpljenje i malo mašte.

Prvo je potrebno napraviti početnu geometrijsku formu, koja će služiti kao osnova. Nakon toga je potrebno izabrati sredinu u kojoj će se objekat nalaziti. U ovom slučaju neka urbana sredina.

tl;dr

Predmet istraživanja: Kako postaviti objekat u fotografiju postojeće urbane celine, koristeći Photoshop na osnovu low-poly white 3d modela.

Predmet istrazivanja je generisanje odredjene geometrije (sfere ili kubusa) u funkciji lampe koja bi imala supljine razlicitih poligonalnih/slozenih oblika i na taj nacin reflektovala razlicite senke.

U prvoj fazi se ispituje konstrukcija lampe kao i razlicite mogucnosti postizanja senki.

Modelovanje ce biti vrseno u Rhinocerosu usavrsavanjem segmenata same geometrije.

Cilj istrazivanja je fabrikacija fizickog prototipa lampe, koja ima mogućnost adaptibilnosti razlicitim uslovima i potrebama korisnika.

1.  Predmet istrazivanja:  Modelovanje  objekta Dancing House hotel  u Pragu. Koriscenjem programa Rhino i 3ds Max.

Cilj: Istraziti u kom programu je najjednostavnije  modelovanje ovog objekta i  u kom programu se postize veca preciznost.

Cilj istraživanja : Primjena normal mapping-a na modelovanje lika

Projekat se sastoji od 3 faze:

• Izrada low poly modela,
• Izrada high poly modela
• Pravljenje normal mape od high poly modela

Zatim će se normal mapa primjeniti na low poly model, kako bi se postigla jednaka detaljnost sa manje poligona.

Istraživanje se vrši u 3ds Maxu. Kako bi se olakšalo samo modelovanje, kao inspiracija koristiće se model pronađen na interentu.

Tokom prve faze u zajedničkom istraživanju imaginarnog lika, Posejdona, rađena je figura u glini. Oko 10 kilograma gline upotrebljeno je da se napravi skulptura visine oko 30cm. Zbog težine gline bilo je potrebno napraviti podkonstrukciju kako bi podržala dinamičnost i asimetriju kompozicije.

Vertikalno, dužinom cele skulpture, postavljen je jedan drveni stub koji podržava kompletnu težinu gline. Na taj štap se u najvećoj meri postavljala glina.

Dijagonalno, u podlaktici leve ruke i u pipku sa desne strane nalaze se još po jedan štap, koji osigurava povezivanje odvojenih delova kompozicije sa masivnim centralnim delom.

Što se tiče anatomije samog lika, oslonili smo se na ranije stečeno znanje iz iste, kao i inspiracije u prethodno urađenim skicama.

Zadatak: generisati linijski model podkonstrukcije, koji će biti napravljen od čvrstih linijskih elemenata i 3d štampanih spojeva.

Korišćen softver: Rhinoceros i Grasshopper

Proces:

1. Generisanje površine i njena podela

Generisati zakrivljenu površinu za koju se radi podkonstrukcija. Površinu je potrebno podeliti na panele da bi se dobila površinska rešetka koja će preko vertikalnih elemenata preneti opterećenje na podlogu.

Izabrao sam komponentu „Quad Panel“ iz LunchBox plug-ina za Grasshopper. Da bi se dobila kvadratna podela quad panela, dužine stranica površine su podeljene sa dužinom stranice kvadrata da bi se dobio broj podela u U i V pravcu.

Kako bi se dobio potreban input za dalji rad, potrebno je da dobijene panele razložimo preko komponente „Deconstruct Brep“ (DeBrep) na osnovne elemente: faces, edges i vertices.

Ostatak procesa se može podeliti na generisanje gornjeg pojasa rešetke, donjeg pojasa rešetke i štapova ispune koji ih povezuju.

2. Gornji pojas rešetke

Sačinjen je od dva rastera, kvadratnog i dijamantskog.

Kvadratni je dobijen u prethodnom koraku iz DeBrep komponente iz edge-eva.

Dijamantski se dobija spajanjem verteksa iz DeBrep komponente i centara face-eva, takodje iz DeBrep komponente.

3. Donji pojas rešetke

Verteksi iz DeBrep-a su projektovani na odgovarajuću ravan (pod) i uspomoć njih je preko komponente „Delaunay Mesh“ generisan mesh.

Dobijeni mesh ima trougaonu podelu, a pošto je potrebna kvadratna, višak linija (koje su ustvari dijagonale kvadrata) je eliminisan „Cull Pattern“ komponentom, gde je pattern definisan tako da briše sve linije duže od stranice kvadrata.

Tako je dobijen potreban kvadratni raster.

4. Štapovi ispune

Dobijeni su spajanjem centara face-ova iz DeBrep-a sa projektovanim tačkama.

5. Trodimenzionalni model

3D model je dobijen spajanjem dobijenih linijski elemenata sa komponentom „Pipe“.

Zaključak: Dobijena podkonstrukcija je možda previše složena imajući u vidu da treba da nosi stiropor, ali bi u drugim situacijama poslužila.

U drugoj definiciji sam pokušao da dobijem jednostavniji model. Ideja je slična prvoj. Horizontalno postavljena rešetka oslonjena na vertikalne ravanske rešetke.

Definicija nije gotova, pa ostaje da se reši horizontalna rešetka.

Problem sa obe definicije je da se ne mogu primeniti na mesh geometriju, pa ih je u daljem radu potrebno prilagoditi.

Tokom istaživanja na radionici održanoj 11.4.2017. došli smo do nekoliko zaključaka vezanih za deo grupnog projekta koji će se realizovati  u ZBrush softveru.

Planirana metoda modelovanja pomoću uveženih fotografija, koje bi poput izgleda predstavljale projekciju 3d modela, na osnovu kojih bi on bio modelovan, se nije pokazala uspešno.  Iako je metoda pogodna za jednostavnije objekte, kompleksnost lika, koji je predmet istraživanja je zahtevao drugačiji pristup. Tokom rada praktično nije bilo moguće kontrolisati  na koju se tacku odnostno površ utiče u određenom pogledu, pa smo dobijali lažni utisak da pozitivno delujemo na model, dok bi se menjanjem pogleda uočile velike deformacije koje bi nastale u drugom pogledu.

S obzirom da prva metoda nije davala rezultate, odlučili smo da izmodelujemo objekat po principu “vajanja”. Gledajući fotografije  i opservacijom smo oblikovali lika. Ovaj pristup nam je pružio znatno više kontrole nad 3d modelom, ali su rezultati zbog kompleksnosti lika i dalje bili prilično loši, a sam način modelovanja nije davao veliku preciznost.  Ovakav objekat, za uspešne rezultate,  zahteva  znanje i iskustvo prilikom modelovanja u ovom softveru na ovaj način.

Istraživanje se završilo zaključkom da je najpogodnije ubaciti koleginicin model iz agisofta, na kom će se daljim radom i delovanjem na model postići tačniji i detaljniji rezultati.

Ideja je da se, upotrebom fotogrametrije, prethodno izvajana skulptura prevede iz analogne u digitalnu formu i da se na taj način omogući njena naknadna dorada u različitim softverima.

Prvi korak sastoji se iz prikupljanja podataka vezanih za fotoaparat radi njegovog daljeg prilagođavanja potrebama softvera.

Model: Nikon D3100
Veličina piksela: 5 µ
Žižna daljina: 18 – 55 mm
Veličina senzora: 23.1 x 15.4 mm

Sledi određivanje potrebne udaljenosti od objekta pomoću formule:

m=GSD/pixelsize
m=h/c
h=m*c

pri čemu je

GSD – rastojanje između piksela
m – razmera
c – žižna daljina
h – udaljenost od objekta

Zbog prostorne ograničenosti pri fotografisanju, prvo sam odredila udaljenost od objekta koji se fotografiše, a zatim rastojanje između piksela.

Pre početka fotografisanja, potrebno je podesiti White balance u skladu sa datim okruženjem (fotografišemo beli papir da bi ta bela bila prepoznata kao referentna vrednost). Dalje, određujemo ISO i žižnu daljinu tako što pravimo par probnih fotografija i, nakon što smo to uradili, zaključavamo ih da bi njihova vrednost ostala konstantna. Postavljamo targete oko objekta radi definisanja koordinatnog sistema, kao i na objekat radi merenja njihovih međusobnih rastojanja i unošenja istih u softver.

Fotografišemo objekat pomerajući se za po 10 do 15 stepeni oko njega, a sve vreme sa jednake udaljenosti. Nakon toga, uvozimo fotografije u program i ubacujemo markere.

Pomoću opcije Align photos program prikuplja fotografije i, na osnovu prepoznatih tačaka, konstruiše nesavršen 3D model.

Model je potrebno skalirati unošenjem prethodno izmerenog rastojanja između targeta, odnosno markera. Tačke koje je program prepoznao, a koje nisu od suštinske važnosti za generisanje našeg modela, lako možemo izbrisati klikom na njih pa opcijom Delete.

Na kraju, klikom na opciju Build geometry, dobijamo Mesh koji možemo eksportovati, a zatim i dorađivati u nekom drugom programu.

Predmet istraživanja je generisanje ravanskih slika koristeći otvore na pločama/zidovima koji su namenjeni za sadnice ili staklene površine.

Problem predstavljaju kako modelovati adekvatne veličine otvora koje predstavljaju prostor za sadnju travnatih površina ili biljaka.

Cilj istraživanja jeste jasno definisana fotografija na velikoj površini koja se sagledava sa veće razdaljine.

U istraživanju će biti korišćeni softveri Rhinoceros, Grasshopper i ArchiCad.

U prilogu su slike, koje će biti korišćene u istraživanju.