Kako modelovati vizuelno primamljive slobodne forme

Primer na kom se vrsi istrazivanje modelovanje jednog od najpoznatijih objekata u savremenoj arhitekturi Heydar Aliyev ZAHA HADID

Organske , slobodne forme predstavljaju izazov za svakog arhitektu danasnjice. Mnostvo programa za modelovanje nam pomaze da razvijemo razlicite logike pri vizuelizaciji istih formi.

 

BIM  MESH

Problem: BIM modeler nije prvenstveno predvidnjen za modelovanje slobodnihi formi koliko je za to predvidnjen 3ds max.

Konretno Revit kao program za BIM modelovanje na samom pocetku iziskuje osnovne infomacije o izabranom obejktu ,sto su onsove i cetiri izgleda.

Po uzoru na tutorial o modelovanju:https://www.youtube.com/watch?v=NF2IiY2NmHw koji traje 20 min uspesno je izvrseno postavljanje ivicnih splajnova u ravni u koje pripadaju.

 

Cilj Istaziti razlicite prisupe pri modelovanju slobodnoh formi. Odnos izmenju BIM i MESH modelovanja.

 

Za izradu oblika korišćen je Grasshopper, softver za parametarsko modelovanje koji koristi algoritme.

Prvi korak u modelovanju je crtanje kraće krive koja predstavlja početak trupa, u osnovi. Onda je potrebno nacrtati nastavak korita, krivu koja predstavlja granicu korita i palube.

Mirror-ovanjem te dve krive i dodavanjem parabole koja ih spaja (zadnji deo broda), dobija se trup u osnovi, a onda se dodaje donja  kriva koja ima najnižu tačku i koja definiše dubinu korita.

Oblik svih krivih može da se menja promenom parametara pomoću GraphMapper-a:
dužina, širina, zakrivljenost, dubina korita (donja kriva)…

Radi realnijeg izgleda, potrebno je koristiti Loft i Extrude da bi se formirala površ.

OBLAST: Teselacija

PREDMET ISTRAŽIVANJA: Ornamentika na panelima u islamskoj arhitekturi

PROBLEM: Kako postići teselaciju islamskih ornamenata na panelu  pomoću određenog patterna-a, koji bi se prvo iscrtao u osnovi, a potom bi se preneo na ravansku površ putem planarizacije.

ZASTO JE OVAJ PROBLEM ZNACAJAN: Kada svetlost prodje kroz perforacije na panelima, stvara se divna senka koja je poput ornamenta u enterijeru.

METODE: Predmet istraživanja bi se ostvario pomoću parametarskog projektovanja uz korišćenje 2 software: Rhinoceros i Grasshopper

CILJ: Dobiti panele koji bi bili jedinstveni po svom oblikovanju i ornamentici, koje bih kasnije mogla koristiti u projektima.

 

TED talks: https://www.youtube.com/watch?v=pg1NpMmPv48
ISTRAZIVACKI RAD:

1. http://www.arhns.uns.ac.rs/givsf/teselacija-ornamentike-u-islamskoj-arhitekturi/
2. http://www.arhns.uns.ac.rs/givsf/teselacija-ornamentike-u-islamskoj-arhitekturi-faza-2/

RAD PO TUTORIJALU: https://www.youtube.com/watch?v=n4LlP0d8nec

ZADATAK:

 

1. faza: modelovanje površine koja se sastoji iz linijskih elemenata istih dimenzija, nakon čega se iste seku na delovima savijanja.

Oblast i tema

Uporedni pristup fabrikaciji sasije automobila od ravanskih, razvojnih i dvostruko zakrivljenih formi

Problem kojim se bavim

Fabrikaciji sasije automobila od ravanskih formi

Model: volkswagen buba 1975

 

Zasto je taj  problem znacajan

Uprosteni izgled modela koji ,,lici“ na pravi.

 

Proces

Modelovanje u Blenderu

 

Cilj

Da se uprosti izgled sasije, da se dobije otprilike oblik automobila, ali oblik nije potpuno identican. Problem se javlja u spojnicama povrsina koje se moraju videti

Primeri

 

Potrebno je imati ,,konstrukciju“ za kacenje tih elemenata

https:// www.youtube.com/watch?v=fDqefNig5qE

Tema: Anamorphic mirror

 Primer: Art+com studios, Anamorphic mirror, 2011

 

istraživanjem sam dosao do odluke da radim anamorfozom pomocu ogledala, sa ciljem da se instalacija vizuelno menja kako se osoba približava ili udaljava.

Bazirano je na principu anamorfoze-ono što vidiš menja se kako se pomeraš.

Instalacija ce biti od komadica stakla postavljenih pod odredjenim uglovima.

Modelovanje će se raditi u 3ds Max-u.

LUMION VS V-RAY

1. KOJA JE OBLAST I TEMA ISTRAŽIVANJA?

Vizualizacija- poredjenje 2 rendering engina

 

2. KOJIM PROBLEMOM PLANIRATE DA SE BAVITE?

Istrazivanjem prednosti i mana lumiona i v-raya

 

3. ZAŠTO JE TAJ PROBLEM ZNAČAJAN?

Kako bi se formirala baza podataka na osnovu kojih bi se korisnicima olaksao izbor rendering softvera

 

4. KOJI SU UOBIČAJENI NAČINI ZA REŠENJE TOG PROBLEMA?

Korisnici se uglavnom okrecu softveru koji im je poznatiji, uprkos tome sto je za ono sto u datoj situaciji zele da postignu nekada drugi softver pogodniji

 

5. NA KOJI NAČIN VI PLANIRATE DA PRISTUPITE REŠAVANJU PROBLEMA I KAKO JE ON RAZLIČIT OD UOBIČAJENIH NAČINA?

Istrazivanjem osobina oba softvera, i uporednom analizom na osnovu koje se dolazi do odredjenih zakljucaka na osnovu kojih se olaksava problem izbora rendering softvera

 

6. KAKO ĆETE POREDITI DA LI JE VAŠ POSTUPAK BOLJI OD UOBIČAJENIH?

Ukoliko na osnovu podataka dobijenih analizaom dodjemo do podataka koji ce korisnicima olaksati izbor softvera u odnosu na rezultate koje zele da postignu

 

7. ŠTA JE CILJ VAŠEG ISTRAŽIVANJAŠTA? OČEKUJETE KAO REZULTAT NA KRAJU ISTRAŽIVANJA?

Formirnjea baze podataka na osnovu kojih bi se korisnicima olaksao izbor rendering engina, odgovor na pitanje kada je bolje koristiti jedan a akada drugi softver.

 

8. KOJE METODE PLANIRATE DA KORISTITE DA BISTE POSTIGLI CILJ ISTRAŽIVANJA?

Istrazivanje pojedinacnih softvera, Uporednu analizu

 

9.PO KOJIM KRITERIJUMIMA ĆETE USTANOVITI DA LI SU REZULTATI USPEŠNI?

Ukoliko rezultati zapravo jasno pokazu prednosti i mane oba softvera i olaksaju izbor rendering engina

 

10. AKO ĆETE POSTUPKE ILI REZULTATE PRIKAZIVATI NA PRIMERIMA, NAVEDITE PO KOJIM KRITERIJUMIMA SU ODABRANI PRIMERI.

• Jednostavni oblici- za poredjenje mogucnosti podesavanja oba softvera
• Scena- za poredjenje ukupnog utiska koji daje svaki pojedinacan softver

LUMION:

-nezavisan od softvera za modelovanje

-real time renderer

-mogucnost pravljenja videa

-jednostavan za koriscenje

-brz

– manja fotorealisticnost rendera

V-RAY:

-plug-in za modeling softvere

-velika mogucnost podesavanja

-komplikovaniji za koriscenje

-spor

– velika fotorealisticnost rendera

KADA KORISTITI KOJI SOFTVER?

Lumion- za brze rezultate dobrog kvaliteta (konceptualna resenja, razrada projekta, nedostatak vremena..)

V-ray- za visoko kvalitetne fotorealisticne rezultate (finalni projekti)

Iako lumion ima broj prednosti u odnosu na v-ray, i moze da da rezultate visokog kvaliteta, nikada nece dati rezultat fotorealistican kao v-ray render, tako da ako zelimo ovakav rezultat treba se okrenuti v-ray-u.

S druge strane, za vreme za koje Lumion moze da izbaci kvalitetan render, u odnosu na v-ray, u brojnim sitacijama je bolji izbor.

 

 

 

Oblast : dobijanje figura od struna prateci kretanje palneta oko Sunca.

Problem: kako postici zeljenu figuru jednim potezom strune.

Potrebno je definisati: medjusobni polozaj planeta cije se kretanje razmatra, precnik njihove udaljenosti od Sunca, period koji im je potreban da naprave pun krug i broj tacaka na njihovoj putanji, krugu.

Cilj: dobijanje figure od strune prateci kretanje Venere i Zemlje oko Sunca. 

Metod: algoritamski pristup

Reference: https://www.youtube.com/watch?v=TvwloyuM1yc

Proces rada i mogući problemi

U dijagramu je dat postojeći proces dobijanja waffle strukture i željeni pojednostavljeni proces kome težimo. Zapremine predstavljaju uloženo vreme (ne potpuno proporcionalno).

Novi proces

Korak 1: Priprema modela

Možda najveća ušteda vremena se može postići ovde. Umesto smišljanja oblika za obradu, i njegove materijalizacije modelovanjem (što su 2 relativno složena i vremenski zahtevna mentalna procesa), mi samo trebamo da izaberemo oblik koji nam se sviđa i uvezemo ga u program. Uvozimo iz jedne od brojnih besplatnih 3D biblioteka (Free3D, TURBOSQUID, cgtrader, Clara.io, GRABCAD, Sweet Home 3D itd…) Ovaj korak iako ne mora da bude, je zapravo jedna nagodba (tradeoff) željene preciznosti izvedbe za vreme.

Mogući problemi

• Nepodržani format modela
• Veliki broj poligona
• Komplikovana geometrija

Ove osobine modela trebamo izbegavati pri selekciji, ali takođe trebamo se sa njima što bolje izneti i u narednom koraku, smišljanja algoritma, jer se prenose i na njega.

 Korak 2: Smišljanje algoritma

Algoritam nam ubrazava već ustanovljeni proces (proces u Rhnoceros-u)  pravljenja waffle strukture na osnovu izabranog modela. U zavisnosti koliko smo loši i spori ili dobri i brzi u korišćenju programa (Rhnoceros), algoritam će nam (Grasshopper) uštedeti više ili manje vremena.  :D

Mogući problemi

• Pozicioniranje modela
• Postavljanje pravca i broja preseka
• Regulacije nepravilnosti u presecima
• Davanje debljine presecima
• Zasecanje preseka
• Prostiranje preseka po izabranoj površini

Ovo su samo očigledni problemi, svaki od njih će imati određene kompleksnosti o kojima ćemo pričati u završnom postu, a verovatno će biti i nekih neočekivanih.

Korisni linkovi u pripremi za rad (pogledati datim redosledom)

1. https://www.youtube.com/watch?v=NbAt-SioOp4
2. https://www.youtube.com/watch?v=KtKNuogoYKc
3. https://www.youtube.com/watch?v=G4R2SKG6xhs

Waffle strukrure su zanimljiv način aranžiranja elemenata, vizuelno neobične, strukturno imaju osobinu da dobro nose silu u skoro svim pravcima, i mogu u zavisnosti od osobina njihovih intersekcija da se spljošte u 2 pravca i da smanje svoj realni, funkcionalni volumen. Takođe u opštem slučaju su relativno jednostavne za izradu. Sa ovim osobinama mogu biti rešenja na brojna pitanja u raznim sferama dizajna i nosećih konstrukcija te imaju realni potetencijal i atraktivna su tema za istraživanje.

Želja studenta ovde je da se ubrza proces generisanja, i pripreme za sečenje “waffle” struktura u programu Rhnoceros.

Lagani uvod u proces pravljenja ovih struktura u sledecem postu… :)

 

1. Tokom daljeg modelovanja pored glavnog problema koji se nameće, uvučenih delova automobila, koji ne mogu da se sagledaju iz datih osnova. Pet izgleda i jedan perspektivni prikaz nisu dovoljni za jasno sagledavanje svih delova automobila i za dosledno modelovanje.

Javljaju se i problemi tipa, pravilnog odabira načina modelovanja pojedinih delova batmobila. Kao što je točak. Pitanja koja dolaze su, koji metod je najbolji za dobijenje oblika točka. Daljim sagledavanjem dolazi se do dva najpogodnija rešenja:

a.)Modelovanje točka iz jednog elementa: “cilinder”, “tube”.

b.)Modelovanje točka tako što se izmodeluje deo točka koji se dalje umnožava pa “attach-uje”, velduje i uz pomoć alatke”bend” savije po osi tako da dobijemo željeni oblik. U ovom slučaju iscrtan je deo točka sa kramponima putem alatke “plane”, zatim je pomoću linija dobijen zakrviljeni deo točka, putem opcije “array” kopiran deo trideset puta, “attach-ovani elementi pa “weld-ovani” verteksi, nakon toga upotrebljena alatka “bend” čime se cela struktura savija i dobija željeni oblik.

– Suprtono od načina rešenja za točkove je rešenje za auspuh. Kao najpogodnija metoda pokazala se metoda modelovanja auspuha iz elementa “sphere”. Čiji se verteksi pomeraju u skladu sa pogledima u osnovama/izgledima kako bi se dobio željeni oblik, da bi se na kraju izudvni deo napravio, obeležavanjem poligona 6×6 + korišćenjem alatke “spherify” za dobijanje pravilne kružnice. Daljim manevrisanjem vertexima i linijama uz kombinaciju alatke “extrude“ se dobija finalna cev iz kružnice koja se zatvara alatkom „cap“.

– Drugačiji pristup modelovanja korišćen je za telo/limariju automobila, gde se kao optimalno rešenje pokazala podela tela na veći broj delova. Koristi se alatka “plane” koja se podeli na prethodno pretpostavljen broj potrebnih poligona za dobijanje datog elementa. Dalje se u najvećem procentu manevriše verteksima u skladu sa pogledima u osnovama/izgledima do dobijanja željenog oblika elementa. Svaki sledeći element tela se radi na isti način. Nakon toga se attach-uje jedan za drugi, velduju se verteksi i dobija se gotova limarija-telo batmobila.

 

2.)     Zbog pomenutih ograničenosti dolazi do potrebe za improvizaciojom teško ili nikako            sagledivih delova. Što kada se završi modelovanje i sagledava automobil u celosti, ne            predstavlja problem jer su improvizacije slabo vidljive sa daljine.

3.)      Za sticanje jasnije slike o tome kako koji deo treba da izgleda i kako da bude                           pozicioniran potrebni su višestruki podužni i poprećni preseci automobila, vizure iz             različitih uglova, izgledi sa uklonjenim delovima na autu (npr. izgledi bez prednjih i             zadnjih točkova)

Dobijeni rezultat nije u potpunosti precizan.

 

Propusti se vide u djelovima crne boje, pokusano ispraviti gresku pomjeranjem panela, bezuspjesno.

Zakljucak: Matematicki se moze izracunati odnos izmedju velicine fotografija, njihovog medjusobnog razmaka i udaljenosti tacke postmatranja. U ovom slucaju mzda nije najbolje koristiti 3ds Max posto rezultati nisu dovoljno precizni.

U poslednjoj fazi je bio neizbežan povratak na pravilan šestougao, mada je i on teško primenjiv kao takav, jer ima veći broj dodirnih stranica nego na primer trougao, pa bi se i kod pravilne kupole, tačnije polusfere mogla videti neusklađenost elemenata.
Ovo je trenutno maksimalan odgovor na zadatu temu. Uz iskustvo, znanje i dovoljno izdvojenog vremena smatram da bi se moglo doći do bolje realizacije zamišljenog rešenja.

U prilogu je postepeno dobijanje zamišljenog pattern-a čiji će koraci biti objašnjeni kroz usmenu prezentaciju rada.

U posednjoj fazi nam je ostalo da unwrappujemo model i primenimo teksture. Na sledecim fotografijama videćemo probleme do kojih je došlo kao i neka rešenja.

Selekcijom svih drvenih ramova i njihovim unwrappovanjem dobili smo jednu veliku UV mapu. U tabu UVs iskoristili smo opciju Average Islands scale koja nam je skalirala sve mape kako bi tekstura na svakom od njih bila jednaka. Sa jedne strane ova primena je validna opcija ali sa druge strane ni jedan objekat na ovakvoj mapi ne moze da se oslika posebno jer se svi preklapaju.

Stoga se napravi jos jedna uv mapa koju smo dobili koristeci pack islands koja ih scalira i poredja da se ne preklapaju ili preklopi sam objekte koji su potpuno isti kako bismo optimizirali texture space.

Koriščenje pack island-a za (kamen kojim oblažemo objekat) je prošlo bez problema i napravio je uv mapu.

Ovaj deo objekta nije mogao da se razdvoji kako treba. Postoje veliki problemi u unwrappovanim delovima. Pokusaj menjanja seamova preko kojih smo uwrappovali model donekle je bio uspešan i rešio je problem u nekim delovima dok u ostalim nije bio uspešan. Pokušala sam da sredim ove uv mape metodom koju ću prikazati dole ali je ovde i taj način bio bezuspešan. Jedino što mislim da preostaje jeste da se taj deo modela koji pravi problem ponovo modeluje i reši nekako drugačije.

Prikaz loše i sređene mape pomoću scale-ovanja vektora po osama, selektovanjem face-a i unwrappovanjem po njemu. Ceo map se onda ispravi i bude bez deformacija.

Prikaz jednog od načina shade-ovanja preko node editor-a i tekstura koje smo uradili kao i prikaz finalnog modela.

 

 

 

Model ima dosta detalja stoga je komplikovanije objasniti ceo proces rada. Kako bismo počeli sa modelovanjem prvobitno je potrebno namestiti što sličniju poziciju scene i kamere u odnosu na referentnu ilustraciju.

Podešavamo rezoluciju u odnosu na veličinu referentne fotografije, shortcut-om “N” otvaramo meni sa ovom opcijom, u istom meniju čekiramo background images i unesemo referentnu fotografiju sa obeleženom perspektivom. Pomerajući naš radni prostor pokušamo da gridne linije pozicioniramo što bliže obeleženim linijama, smanjimo i focal length kamere na 18.

Koristeći opciju add (shortcut shitf+A) dobijemo meni na kome biramo mesh i kocku. Rotiramo je i namestimo u odnosu na referencu. Referenca nema skroz tačnu perspektivu stoga ne nameštamo objekat idealno tačno u odnosu na nju već približno. Najbitnija stvar na početku jeste prelazak iz object u edit mode koji nam omogućava dalju transformaciju mesha. U edit modu selektujemo face i po osama ih pomeramo i povećavamo. Istom selekcijom možemo i da scalujemo po odgovarajućoj osi kako bismo dobili iskrivljeniji izgled objekta. Selektujući face, koristeći opciju Extrude (shortcut “E”), skalirajući ga po odgovarajućoj osi dobijamo krov objekta. Isti princip se primenjuje za njegove ostale delove. Objekat moze da se slice-uje koristeći slice (shortcut ctrl+r) , biramo koliko želimo slice-ova koji nam dalje olakšavaju rad na modelu. Prikazan je prvi problem rada a to je opcija extrude-ovanja koristeći region koji nam ne daje prav rezultat već se umesto njega koristi opcija individual faces. Ova dva face-a povežemo opcijom create face/edge (f).

Za modelovanje stepeništa i ograde koristimo iste opcije koje su gore opisane. Unet je ljudski model kako bi se pratilo scale-ovanje objekta. Bitna napomena je da u čitavom modelu svaki objekat mora imati scale 1 jer će inače tekstura i unwrappovanje modela biti na veoma lošem nivou.

 Ravan krova smo duplicate-ovali i pomerili van ravni, slice-ovali, i krivili pomoću opcije proportional editing object mode. On nam pomaze da kontrolišemo kako, kojim obliko i u kolikoj meri želimo nešto da zakrivimo. Sledeći problem je korišćenje modifajera mirror. Blender koristi cursor (na fotografijama se vidi kao crveno beli krug sa vertikalnim i horizontalnim linijama) za pozicioniranje i apply-ovanje mnogih modifajera. Koristeci RBM mi njega pomeramo često stoga je bitno obratiti pažnju gde ga pozicioniramo pre apply-ovanja modifajera. Da bi krov bio uspešno mirror-ovan mora se postaviti na dobru poziciju, a cursor vezati za sredisnji deo objekta kako bi mirror bio centralno postavljen u odnosu na objekat a ne izmešten. Kada se koristi ova opcija pomeranje mirror-ovanog dela nije moguce i sve modifikacije na originalnom objektu se izvršavaju i na mirror-ovanom.

Krov sa dve strane spajamo opcijom aktiviranjem W i bridge edge loops. Povecanjem broja cut-ova dobijemo površinu koja je zakrivljena kao na referenci i prelazi preko ugla objekta.

Selektovanjem edge-ova i opcijom bevel ( ctrl+b) dobijemo prosirenje jednako sa obe strane edge-a. Povecanjem broja cutova povećava se geometrija dobijene povrsine. Za prozore je br. cutova bio 1. Selektovanjem face-ova koji su iznad naseg prozora i njihovim skaliranjem po odgovarajućoj osi dobije se kosi deo prozora. Ovaj pristup je primenjen za sve prozore ovog tipa. Pravougaoni prozor je dobijen selekcijom face-a i insertovanjem povrsine (I) i extrudovanjem.

 

Add-ovanjem plane-a, kruga, extrudovanjem po z osi dobili smo izbačeni zakrivljeni deo objekta. Problem u ovom slučaju se stvara pogrešnim kačenjem kruga na uneti plane, kao i spajanjem dobijenih površina. Kako bismo izbegli n-touglove korišćena je opcija create face/edge.

Problem mirror-ovanja već gore pomenut. Pomeranje cursora je neminovno stoga treba obratiti pažnju na ove probleme.

Postavljanjem mesha plane, brisanje njegovih vertexa sa opcijom delete (x) dobijamo mogućnost da nacrtamo osnovu litice opcijom alt+ctrl+LMB koja se extruduje i scale-uje.

Krovni prozor je rešen na sledeći način: Slice krova, bevel edge-a sa 2 slice-a, scaliranje gornjih face-ova kako bi dobili kosi deo, extrudovanje face-ova, posebnim skaliranjem ( unosi se scale, osa i 0) koje poravna deo, extrudovanjem van ravni krova.

Problem koji sam ja teško uočila je da kada pokušate da esc prekinete extude on ostavi površinu za sobom. Ovo utiče dosta na geometriju objekta i njegovo unwrappovanje. Isto se odnosi i na duplicate.

Početak pravljenja drvenih ramova je isti kao za prethodne stvari. Unosimo kocku, scale-ukemo. Za drveni ram koristimo opciju mark seam. Način selekcije edge-ova i pravljenje seam-a je od velike važnosti i predstavlja jedan od najvećih problema ako se uradi pogrešno. Pomoću tog seama se unwrappuje model i za drveni ram povećava mean crease.

 

Selektovanjem edge-ova i njihovim rotiranjem se rešavaju svi problemi sklapanja drvenih ramova jedan sa drugim. Najbitnija stavka u kojoj se ne sme grešiti iz koje proilazi veliki problem u teksturisanju jeste primena scale-a i unwrappovanje. Kada unesemo kocku i scaleujemo po nekoj osi moramo obavezno iznova apply-ovati scale ( globalni scale za ceo model koji je 1) i unwrappovati model. Onog trenutka kada zakrivimo uglove stranica kao na gornjoj slici to prestajemo da radimo jer nastaje veliki problem prilikom teksturisanja.

Modelovanje terase i ulaznih vrata: Unos plane, apply-ovanje subdivision modifajera i njegovo linijsko izvlacenje proportional editing mode-om.

Kako bismo napravili teksturu kamena koji se nalazi na donjem delu kamena primenili smo sculpt mode i brushove u njemu. Kako bismo takav izobličeni model unwrappovali normalno uneli smo jedan mesh (kocku) koju smo bevel-ovali, primenili shrinkwrap modifajer kako bi ona poprimila delimičan oblik skulptovane teksture i unwrappovali uspešno.

Da bismo iskoristili teksturu skulptovanog modela moramo ga bake-ovati. U prozoru za render u opciji za bake moramo sacuvati image sa 3 razlicita bake-a. Bake type normals, ambient occlusion i displacement. Te image-e exportujemo i sacuvamo jer se koriste kasnije u node editoru. Na slici vidimo pojavu crnog dela u slici za ambient occlusion koji se javio kada nismo povecali ray distance.

Modeli koji su preostali posle shrinkwrap-a se redjaju na objekat i skulptuju kako nam odgovara da se uklopi. Za stvaranje crepa primenjuje se ista tehnika.

 

 

 

 

 

 

 

 

Oblast istraživanja: Modelovanje objekta koji se može koristiti u gaming industriji. Oduvek me je zanimao postupak stvaranja ovakvih objekata zajedno sa problemima do kojih može doći.

Problem: Modelovanje sa izbegavanjem stvaranja površina koje imaju više od četiri ugla.

Metoda: Modelovanje u programu Blender.

Cilj: Krajnji izgled objekta što bliži zadatoj referenci.

Referenca:

Faza 3 sadrži postavljanje izohipsi terena na papir ,štampa i sečenje ( ručno ) i formiranje makete.

Kao finalni rad za maketu je odabran model – layered solid

Na ovom modelu se mogu primeniti dve tehnike formiranja makete.

Jedan način je iseći izohipse terena ,i izmedju svake izohipse postaviti neku formu “razdelnika”, koji će dati visinsku razliku terenu.

  “razdelnici” – isečeni delovi forexa debljime 3 mm

 

 isečene izohipse sa ucrtanim položajem razdelnika

Svaka izohipsa se slaže jedna na drugu, sa razdelnicima postavljenim između. Prednost ove metode je da se na ovaj način može uraditi veliki deo makete, izohipse se mogu numerisati i grupisati na papir, tako da se uštedi na materijalu.

Druga , više eksperimentalna metoda je korišćenje niza istih izohipsi, povezanih međusobno ,koje se previjaju na isti način kao i harmonika-vrata :

Tim načinom se dobija deo modela koji je realističniji u odnosu na prošlu metodu , za koji nije potreban razdelnik.

Za ovu metodu je potrebno formirati šablon izohipsi po kojem će se seći i savijati. Cilj je ceo deo makete koji se pravi postaviti na papir :

 

Prednost ove metode je dobijanje realističnijeg dela makete, ali ovaj način oduzima dosta vremena, i potrebna je velika preciznost sečenja papira kao i savijanja izohipsi. Ono što je takođe mana je to što se mogu praviti samo mali delovi makete, jer za niz izohipsi većih dimenzija ne bi bilo mesta na papiru.

Finalna maketa je sačinjena većinski od prve metode, sa određenim delovima rađenim na drugi način.

 

 

S obzirom na to da je kroz istraživanje utvrđeno da je problem primećen u početku nerešiv, odnosno, da je fabrikacija Omoshiroi block-ova veoma spor i delikatan proces koji se ne može ubrzati i uprostiti, odlučeno je da se još malo pomučimo i probamo napraviti jedan ovakav blokčić.

Po uzoru na glavni motiv ovih blokčića u Japanu, za motiv našeg blokčića odabrana je takođe jedna reprezentativna i znamenita građevina – Brašovanova zgrada Banovine u Novom Sadu.

 

Prvi korak je izrada modela Banovine, pri čemu je korišćen 3ds Max.

Prilikom modelovanja, bilo je potrebno unapred voditi računa o tome da sva ispupčenja i udubljenja na fasadi (na primer – prozori, vrata) ne budu manja od 1.5mm u datoj razmeri, da ih kasnije prilikom sečenja laser ne bi “progutao”, te da bi se jasno videla.

Takođe, s obzirom na to da je teren u Novom Sadu ravan i time poprilično nezahvalan za “stapanje” u ivice blokčića, umesto toga izvršeno je “stapanje” dveju fasada u ivice blokčića. Ove fasade su produžene i van gabarita objekta, čime je omogućeno lako cepkanje listova budućeg blokčića.

 

Drugi korak je, kao i u fazi 2 na radionici, ubacivanje modela u Rhinoceros, gde je izvršeno njegovo sečenje na horizontalne ravni. Svaka ravan predstavlja jedan listić u budućem blokčiću.

 

Sledeći korak je priprema za lasersko sečenje. Svaka ravan, odnosno listić, sastoji se iz tri vrste linija – plave, crvene i zelene.

Plave linije prestavljaju spoljašnje ivice blokčića. One će laserom biti potpuno prosečene.

Crvene linije predstavljaju ivice unutar blokčića, tačnije, fasade objekta, koje će laserom takođe biti potpuno prosečene. Do ove odluke je došlo usled razmere objekta, preciznije, zbog velikog broja sićušnih prozora na fasadi (oko 1.5mm širine), koji se ne bi baš dobro ponašali prilikom cepkanja.

Konačno, zelene linije predstavljaju perforirane ivice blokčića, odnosno mesta iz kojih će se listići cepkati.

 

Nakon ovoga, potrebno je listiće pozicionirati na listove A3 formata, na kojima će biti izvršeno lasersko sečenje.

Na svaki list A3 formata staje po šest listića budućeg blokčića dimenzija 20x9cm. Po dva vertikalno orijentisana lista A3 formata puštana su zajedno na sečenje. Ovaj postupak bilo je potrebno ponoviti 40 puta da bi se dobio jedan kompletan blokčić Banovine.

 

Nakon sečenja, sledi poslednji korak – složiti isečene listiće po redu jedan na drugi i zalepiti ih po ivicama blokčića.

 

Finalni rezultat:

 

   

 

 

III faza predstavlja pripremu modela za rad na nekoj mašini.
Za izradu makete koristiću lasersko sečenje.

Bitno je pripremiti podatke tako da mašina pravilno očita naredbe kao i numerisati elemente kako ne bi došlo do greške prilikom sklapanja.
Numerišemo elemente na 3d modelu kao i elemente pripremljene sa sečenje komandama PointList i TextTAG.

Elemente, koje sam prethodno pretvorila u linijske, pomeram na mrežu (Rectangular RecGRID) redom.
Dobijene linijske elemente stavljamo u odredjenu boju (plava seče, crvena gravira), kako bi laserski sekač prepoznao da li seče ili gravira po odredjenoj putanji.

 

Nakon zavrsene makete, sledeći korak bi bio izvodjenje u 1:1 razmeri. Potrebno je istražiti koji materijal bi bio najpovoljniji kao i način rada CNC masine.
Takodje, smatram da je waffle structure zanimljiva tema koja se može iskoristiti u različitim projektima, od enterijera do paviljona različitih dimenzija, podkonstrukcije, te na kraju i zanimljivog nameštaja koji je moguće sklopiti u kućnom okruženju.

 

Ovaj deo realizacije rada ostavljam za buduće istraživanje.

II faza rada je rad u softverima Rhinoceros i Grasshopper, modelovanje željenog oblika.
Parametrijskim modelovanjem moguće je dobiti, veoma brzo, više različitih primera.
Proces modelovanja waffle struktura je poprilično sličan u svakom pristupu:
U Rhinoceros-u modelujem površ / Surface, dobiljam željena zakrivljenja pomeranjem konturnih tačaka.

Kada postignem željeni oblik, površ prebacujem u grasshopper.

U Grasshopper-u tok rada je sledeći:

Površ delim na konture u željenom pravcu koje predstavljaju broj rebra, komandom Contour.

Projektujem dobijene konture na željenu ravan na zadatom rastojanju.
Spajanjem kontura i njihovih projekcija komandom Ruled Surface dobijam površ izmedju linija koje su ujedno i dubina elementa.
Komandom Cull Index sam izdvojila prve i poslednje elemente u nizu, zbog estetike.

Debljinu rebara dobijam komandom Extude.

Kako bi čitava konstrukcija bila izvodljiva potrebno je napraviti zareze,  tačnije, mesta preseka medjusobno upavnih površi.
Komandom Brep I Brep (BBX) dobijam presek površi. Kreiram četvorougaonike u tačkama preseka. Tačke se nalaze na sredini presečnih linija. Veličina četvorougaonika odgovara debljini elemenata. Komandama Extrude i Cap Holes dobijam zatvorene površi koje su potrebne kako bih našla presek tj. razliku (komanda Solid Difference ) izmedju rebara i dobijenih kvadrata.
Na taj način dobijam elemente koji su zasečeni tako da se mogu medjusobno spojiti.

Pomoću slajdera se može menjati broj rebara – razmak izmedju njih, njihova debljina kao i visina citavog elementa i na taj način dobiti više različitih rešenja.

Takodje, sličnim postupkom rada u Grasshopperu moguće je dobiti varijacije waffle struktura u zavisnosti od toga kakav oblik želimo da postignemo.
( fotografija 06: linije extrudovane u pravcu Z ose, fotografija 07: linije projektovane na XY ravan. )

Željeni rezultat je fotelja tako da ću se zadržati na ovom obliku i baviti se pripremom za izvodjenje.

 

Ištampala sam nove šablone i koristila ih na hameru. Možete naići na razne primere, a u ovom slučaju, crvena linija služi za savijanje na unutra (valleyfold), plava ka spolja (mountainfold), i njih samo malo zasečete, a puna linija se seče do kraja.

Zaključak je da su prednosti običnog papira taj što su pregibi papira jasniji i precizniji, a mane su kao što sam navela, lako cepanje. Prednost hamera je čvršća i jasnija struktura, a mana teže savijanje i na osnovu toga estetski lošiji izgled.

Nakon svega formirati konačan izgled, postaviti svetlo iza i igrati se sa raznim oblicima i senkama.

Tokom procesa sam primetila da se običan papir lakše pocepa pri sečenju i savijanju. Dobro ga je iskoristiti kao vežbu ali je preporuka koristiti hamer radi stabilnije strukture. Obično ćete naći šablone koji odgovaraju A4 formatu ali je bolje da se ištampaju veći, jer će neki sitniji detalji lepše izgledati.

Kao što sam već pomenula u uvodnom postu, mislim da je svaki pojedinačan problem drugačiji, ali svakako postoje određene metode koje se mogu preuzeti iz različitih ranijih rešenja, a koje su primenjive na konkretnu situaciju.

Prilikom ovog rada zaključila sam da je mnogo jednostavnije isteselirati početnu geometriju na što jednostavnije delove, koje kasnije možemo isključiti iz upotrebe ili uključiti po potrebi, nego naknadno dodavati podelu kada zatreba, što izaziva određene komplikacije.

 

U Grasshopperu se pomoću opcije HexGrid formira površ sastavljena od pravilnih šestougaonika(5×5 ćelija), koje dalje treba deliti na manje segmente spajajući temena sa središtem ćelije.

Biraju se temena šestougaonika (preko index-a) i spajaju se sa središtem površi. Dakle, imamo dve putanje:

1.temena

Explode – razbijamo ćelije na tačke, linije, površi;

Construct domain – biramo temena koja želimo;

removeDuplicatePts – brišu se duple tačke kod temena; Ostaju pojedinačne tačke sa svojim karakteristikama koje će se dalje spajati sa centrom ćelije.

2. središta

Area – biramo središta poligona koja predstavljaju početnu tačku prave

Dalje se povezuju središta sa odgovarajućim temenima.

Preko Item liste biramo temena pomoću indexa i postavljamo ih za krajnje tačke linije.

Ovde se javlja problem nepoklapanja strukture podataka dobijenih iz opcije defPT i liste sa središtima koji rešavamo opcijom graft. Komanda “graft” razbija parametar na potreban broj podataka.

 

 

Posle opcije graft: 

Dalje se spajaju podaci opcijom flatten u jednu krivu i dalje se krive spajaju u jedinstvenu liniju (Join curves) kojom se seče površina na fragmente (Surface Split). Offsetuje se ivica na unutrašnju stranu (Scale) i izvuku se okviri i unutrašnja površina i opcijom Solid Difference se odbaci nepotreban deo. Na taj način dobija se željena geometrija.

Prilikom biranja temena i njihovog spajanja odrađena je teselacija trouglovima, ali je u ovom slučaju nevidljiva. Dakle, pri tom koraku je bitno pažljivo odabrati indexe tačaka (potrebno je više lista koje možemo isključiti) kako bi kasnije bila lakša manipulacija geometrijom i kako bi se mogle ubaciti linije po potrebi.

 

Sve je veći broj istraživanja na temu aproksimacije zakrivljenih površi u cilju optimizacije odnosa različitih parametara koji utiču na njihovu fabrikaciju i lakše izvođenje, a što je u direktnoj vezi sa ekonomskom isplativošću ovakvih struktura.

Problem kojim sam se bavila bio je pronalaženje zadovoljavajućeg odnosa estetike i cene sa osvrtom na mogućnost realizacije teorijskih ideja u praksi.

Iz mog prethodnog istrazivanja aproksimacije geometrije opštih formi planarnim panelima, kao i odnosa njihove estetike (ovde se podrazumeva da je ’’dobra’’ estetika ona koja je najpribližnija zamisljenom modelu slobodne forme ), cene (fabrikacija panela, izbor materijala, potreba za dodatnim elementima potkonstrukcije, izvođenje i održavanje ukoliko postoje određeni zahtevi) i mogućnosti realizacije (stabilnost elemenata i cele strukture, predviđene veze elemenata) zaključila sam da postoje različita optimalna rešenja za svaki pojedinačni slučaj, stoga bi prilikom procesa stvaranja ovakvih struktura trebalo svaki put ispitati koje je zapravo pravo rešenje za taj problem.

Metodologija koju sam koristila prilikom ispitivanja forme bila je uporedna analiza geometrije dobijene različitim vrstama teselacije, pri čemu sam krenula od šestougaonih panela, preko četvorugaonih i na kraju završila trougaonom podelom. Krenuvši od najsloženijih oblika dobija se gruba krajnja geometrija, a svodjenjem na manje panele polako se prelazi ka približnijoj formi. Takodje, moguće je primeniti veće panele i složenije oblike za neke delove ljuske, a sitnije i jednostavnije za određene zone gde je to potrebno. U zavisnosti od materijala i pozicije može biti potrebna i potkonstrukcija većih panela, što se može izvesti daljom teselacijom istih. Dakle, ideja je bila da se izvede teselacija do najjednostavnijih oblika- trougla, a ostavi se prostor za korišćenje većih panela gde je to moguće i isplativije.

Problematika izložena u daljim postovima se tiče same ideje usitnjavanja prethodne podele jedne ravne površi, što je bilo prva faza mog rada, i prikaz problema koji se mogu javiti prilikom ovog procesa u Grasshopper-u.

Početna Ideja je bila da se izvede sto u pravoj veličini. Zamišljeno je da materijalizacija nogu bude drvo (izvedba pomoću CNC struga), a ploča od livenog teraca kako je i prikazano na vizualizaciji.

 

 

Maketa stola izrađena je u razmeri 1:3. Noge su izvedene pomoću 3d štampe a zatim prefarbane, dok je ploča laserski isečena od belog pleksiglasa.

Tensegrity metod je primenjen tako što su krajevi štapova (nogu) vezani kanapom jedan za drugi kako bi se proizveo adekvatan položaj štapova i samim tim čitav sistem bio u ravnoteži.

Nakon vezivanja, pokazalo se da 3d štampa za ovaj primer nije najsrećnije rešenje, jer plastika lako puca pod naponom koji je u jednom trenutku vezivanja i sprezanja štapova bio neizbežan.

Nakon nekoliko pokušaja, maketa je uspešno izvedena.

Zaključuje se da je drvo u svakom slučaju najpogodniji materijal za noge, međutim takva izvedba nije bila isplativa.

 

 

 

 

 

 

Nakon uradjene kose i sredjenog lica, povecao sam rezoluciju modela alatkom DynaMesh, kako bih sredio najsitnije detalje. Za bore oko ociju koristen je Standard Brush.
Pri modelovanju lica i detalja na licu koristena je simetrija po X osi, dok je za modelovanje kose simetrija bila iskljucena. Neophodno je konstantno paziti na geometriju modela, i osvezavati je sa DynaMesh-om.

Za oci koristen je novi subtool, sfera, koju sam opcijom Mirror and Weld i Transpose umnozio i postavio na odgovarajuce mesto.
Za modelovanje kose potrebno je maskirati zeljeni oblik i sacuvati ga kao novi subtool, kako bi zasebno mogli da radimo na kosi, nezavisno od glave.Nakon izdvojene pozicije kose, alatkom build clay napravio sam grubu siluetu na koju cu dodavati pramenove kose. S obzirom da je lik iskarikiran, nisam koristio Zbrush Groom tool (predvidjen za pravljenje kose, krzna…) jer daje previse realan izgled. Umesto groom tool-a, koristio sam Curve Strap Snap, gde sam zadao odredjen oblik mojih “pramenova”, i postavio ih po povrsini kose, pocev od nizih ka visim (zbog preklapanja vlasi).

Prvobitni 3D model je izveden ručno na osnovu sheme uradjene u autocadu koji je ujedno bio i probni, pomogao je da shvatim faze kretanja kompleksne forme.

Drugi model je izveden u progrmu Rhinocheros i grasshopper-u. Model smo izveli bez problema, ali je problem usledio kada smo dosli do faze pokretanja modela.

Treći i finalni model je izveden ručno od malo čvršćeg materijala, nisam koristila shemu uklapanja, već sam izrezala 42 kvadrata i 2 pravilna šestougla i povezala ih da zajedno grade 3D kompleksni model.

Zaključak: Nakon istrazivanja i rada na ovom 3D modelu shvatila sam da je rucna izrada 3D forme najbolje pokazala moju celokupnu ideju.

– Pri završnom, praktičnom istraživanju na maketi, bazirala sam se na fotografisanje sa različitih udaljenosti, počevši sa najbliže od 10cm od najistaknutije tačke makete do 35cm najdalje, sa intervalima od po 5cm.
– Prva i najbliža fotografija prikazuje nerealne izglede koji važe kao neuspeli, ostale fotografije koje su urađene sa sve većim udaljenostima su mnogo kvalitetnije i prikazuju realnije stanje “prostora” na maketi. Što znači da je zarubljena piramida po ovom istraživanju i dalje najbolje rešenje za prikazivanje nekog prostora na maketama. Moguće je i na nešto izduženijoj istoj piramidi ali tu se već gubi kvalitet zbog centra posmatranja našeg oka.

– Takođe kod ovakvih modela jako je važna “igra svetlosti i senke”. Ako se osvetli gornji deo koji važi na maketi kao “plafon” onda je fotografija mnogo boljeg kvaliteta i izgleda realnije nego kada se osvetli donji deo koji važi kao “pod” na maketi.
-Poslednja stvar koju sam još dodatno uočila jeste to da silueta čoveka koja se ubacuje kao (izdužena) fotografija može da stoji samo u jednoj ravni. Ako se prebaci nešto malo na drugu ravan gubi se iluzija i može da se razume da to više nije 3D nego 2D, i to da je ispupčeno a ne da je udubljena maketa.

– Istraživanje je sprovedeno na što više načina i najkorisnije informacije sam dobila upravo iz praktičnog rada sa maketom, ali željeni rezultati ipak nisu postignuti.

Nakon dobijenog modela u Rhinoceros-u i izgleda njegove razvijene površine, dobijenu mrežu sam ištampala na papiru A3 formata i započela sečenje modela. Samo isecanje mreže trajalo je 4 sata, s obzirom na veliki broj stranica odabrane sfere, oblika ranije pomenutog petougaonog heksakontaedra (60 strana). Model se kasnije nije pravilno uklapao, ivice su bile nesrazmerne i neuredne, a veoma puno vremena je utrošeno.

Kako bih smanjila vreme izrade same figure i povećala njen kvalitet, odlučila sam se za sferni oblik sa znatno manjim brojem stranica – Pentagonalni Ikositetraedar (pentagonal icositetrahedron), sfere sa 24 stranice oblika nepravilnog petougla, čime sam zadržala temu prvobitne ideje, ali postigla željeni cilj. Vreme izrade je bilo znatno kraće, ali zbog povećanja dimenzija (a jednakog utroška materijala), model je urediji i mnogo lakši za obradu.

Najzad, na dobijenom modelu napravila sam proreze nepravilnih oblika i dimenzija kroz koje bi se, prilikom prolaska svetlosti, dobile dinamične senke.

Uočeni problem u finalnoj izradi modela bio je upotrebljeni materijal i boja modela. Papir koji sam upotrebila za izradu lampe je prilično transparentan, a tome doprinosi i bela boja, te senke koje se formiraju kroz otvore na stranicama nisu dovoljno istaknute.

Predlog: upotrebiti čvršći materijal (lim ili tanje drvo) u tamnijoj boji.

U prethodnoj fazi uočen je problem pri fabrikaciji, ali uzrok za to nije samo materijal već i način podele na poligone, jer se javio veliki broj malih i nepravilnih delova (na zaobljenim delovima fotelje ) koji se preklapaju i koji se veoma teško spajaju.

U daljem istraživanju naišla sam na program Blender, koji omogućava mnogo lakši i efikasniji rad sa poligonima. Dosta je praktičniji , a i pruža veliki broj opcija za modifikovanje: pored broja poligona tu su njihova veličina, geometrija (da li je trougao, kvadrat, mnogougao),  dubina i stepen izbačenosti. U modifajerima je potrebno izabrati opciju REMESH, a zatim podešavati parametre, dok forma ne bude zadovoljavajuća.

Takodje je veoma bitan i sam 3d model koji se koristi u radu, jer ukoliko sam po sebi ima previše poligona i verteksa, njihovim smanjivanjem i uprošćavanjem dolazi do gužvanja modela i deformacije prvobitnog oblika. Iz tog razloga sam rešila da u poslednjoj fazi odustanem od nameštaja i pokušam sa formama koje bi se više i češće savijale origami metodom kao što je na primer maska, koja se nakon sklapanja moze i koristiti.

U daljem radu sam koristila već pomenute metode programa Pepakura, za razvijanje mreže i stavljanje na papir, ali sam sada koristila kvalitetniji  (300g).

Za kasnija istraživanjima bih verovatno pokušala sa nekim još čvršćim materijalima (lim, plastika i 3d štampa) , pa se na ovaj način mogu izradjivati maske za sve vrste dogadjaja i manifestacija.

Zaključak:

Proces istraživanja zahteva pravilan odnos boja, veličine i udaljenosti sfera, kako bi dobili jasan prikaz željene fotografije.

Problemi su se javljali prilikom odabira fotografije koja je sadržala više boja u sebi, pri čemu je došlo do usporenog rada programa.

                          

Zatim sam umesto te fotografije, uvezla novu crno-belu, što se ispostavilo kao mnogo bolji izbor.

Na kraju, kao rezultat, dobijene su random razbacane sfere u prostoru, koje kada ih sagledavamo iz jedne, unapred zadate, tačke posmatranja vidimo sliku zebre. A u svakom drugom pogledu videćemo samo eksploziju kuglica.

          

 

Tema: Dizajniranje prostornih struktura

Istrazivanje: Adobe Illustrator ili Inkscape ?

I deo

Dizajniranje pomocu programa Illustrator

1. Odabir slike(najbolje je izabrati portret)

2. Sliku ubaciti u Illustrator, podesiti spektar boja od 4 do 8 (dvoklik na sliku-image trace-6 colors)

3. Nakon dobijene slike u 6 boja, trebamo grupisati sve povrsine istih boja. U ovom slucaju to ide sporo jer  program sve povrsine odvoji i morate ici postepeno i sami selektovati delove istih boja.

4. Nakon grupisanja svih povrsina model delimo na delove. Dobijeni oblici su nepravilnih oblika i vecinom konkavni. Kada su odvojeni,ne moze se videti konacna struktura.

5. Izdeljenu sliku prebacujemo u Cricut DESING SPACE. Ovaj program omogucava brzu i jednostavnu pripremu delova za stampu.

II deo 

Dizajniranje pomocu programa Inkscape 

1. Odabir slike(najbolje je izabrati portret)

2.Sliku ubaciti u Inkscape, podesiti spektar boja od 4 do 8 (Ctrl+Alt+b-multiplai scale to gray)

3. Nakon dobijene slike u 6 boja, trebamo grupisati sve povrsine istih boja. U ovom programu je to dosta jednostavnije nego u Illustratoru. Jednim klikom na opciju ungroup proglram automatski odvaja celinu na manje delove istih boja u naslagane layere.

4. Nakon razlaganja slike na delove, mozemo uociti da se kod ovog programa dobijaju kompaktniji i pravilniji oblici.

5. Izdeljenu sliku prebacujemo u Cricut DESING SPACE. Ovaj program omogucava brzu i jednostavnu pripremu delova za stampu.

Zakljucak: Nakon odradjenih modela, uocila sam prednosti i mane ovih programa. Sto se tice brzine definitivno je bolji Inkscape jer sam program radi veliki deo posla. Takodje, preciznost i detaljnost modela je bolja kod Inkscape, kao i finalni izgled. Sto se tice izrade,delovi dobijeni Illustratorom su krhki i nestabilni ali zanimljiviji jer se na pojedinacnim delovima ne uocava glavni oblik, dok je kod Inkscape obrnuto, delovi su laksi za izradjivanje ali se moze uociti osnovni oblik na vecini delova.

Uporedjivanjem modelovanja DemoHead-a i modelovanja uz pomoć sfernih oblika došla sam do zaključka da je ipak modelovanje uz pomoć sfernih oblika pristupačnije i efikasnije, dok je modelovanje uz pomoć DemoHead-a brže i možda lakše ali nije moguće neke velike izmene u odnosnu na Demo. Modelovanjem uz pomoć sfernih oblika je moguće dobiti ceo oblik tela, ali je lik više animiran nego realističan.Program je odličan za crtane junake, videoigrice itd…

Treća faza obuhvata isprobavanje odnosno testiranje generisanog paterna svetlosnih zraka. Ovakvu vrstu paterna možemo dobiti postavljanjem centralnog svetlosnog izvora ili primenom sunčeve svetlosti (postavljanjem ogledala ili propuštanjem svetlosnih zraka kroz prizmu). Dobijeni rezultati primenjeni su, kao instalacija, na kupoli Panteona.

Fotografije su ištampane na samolepljivom papiru u izračunatoj veličini. Zatim su isečeni potrebni delovi koje smo lepili na providne pločice. Podloga je od stiropora na kojem su prvo odredjeni razmaci izmedju pločica u dva pravca, a zatim i postavljene pločice. Iz jedinstvenog ugla posmatranja dobija se početna fotografija.

Zakljucak: Za dobijanje ujednacenije slike, predpostavka da su plocice bile iste velicine i dodatno obratiti paznju na postolje jer od tacnog rasporeda plocica dobija se preglednija fotografija.

Problem:

Modelovanje veslackog camca za potrebe ispitivanja hidrodinamickih karakteristika i optimizacija

Resenje:

Modelovanje uz pomoc softvera Rhino i Grasshopper

Parametri:

Cilj:
Ispitivanje hidrodinamickih karakteristika camca uz pomoc CFD tehnologije.

 

Zakljucak:

Koriscenje parametarskog dizajna omogucava brzo i efikasno modelovanje uz mogucnost jednostavnih izmena dizajna promenom samih parametara. U kombinaciji sa CFD tehnologijom dobijamo alat za brzu i jednostavnu analizu modela, i na taj nacin obezbedjujemo kvalitet i efikasnost proizvoda.

Izabran portret za izradu i njegov rezultat dobijen prvom metodom:

Portret se moze izvesti na dva načina :

1. RUČNO

Praćenjem redosleda pinova preko aplikacije na internetu ili u fail-u notepad koji program sačuva nakon njegove vizualne prezentacije.

         

 

2. ROBOT

U programu grasshopper  redosled koji je prikazan u notepad-u koristi se na krugu koji je sačinjen od zadatog broja pina. Kako bi robotska ruka mogla da napravi krug oko svakog pina prave se nove tačke kao putanja po kojoj bi se ona kretala :

 

Rezultat rada robotske ruke praćenjem unesenog redosleda oko svakog pina:

Rad robotske ruke moguć je uz alat koji je sačinjen od dela koji se vezuje za robota, zavrstnja na kojem stoji konac tako da može da se vrti i fiksne tube kroz koju prolazi konac i na taj nacin dobija svoju čvrstinu :

 

 

 

 

 

 

 

Analizirajući prototip stolice koji je bio najpogodniji za izradu ovakvom metodom, zapitala sam se o primeni komada nameštaja dobijenog na ovaj način. Pored brojnih prednosti poput lako sklopivosti i rasklopivosti, mobilnosti, jednostavnog sastavljanja kao i upotrebe jeftinog i svima dostupnog materijala, bio mi je potreban još neki čvršći razlog zašto bi neko primenio baš ovaj metod u enterijeru ili eksterijeru.

Tražeći razlog na internetu, naišla sam na razne primere skloništa za beskućnike i izbeglice koja osim što im pružaju osnovnu potrebu za zaklonom od vremenskih neprilika, zbog svog atraktivnog i neobičnog izgleda često postaju deo urbane kulture i ovim ljudima na margini bude osećaj pripadnosti gradu.

Zato sam se odlučila da zaokružim ovu temu sa “komadom nameštaja” koji će nekome predstavljati skonište i dom. Uzimajući u obzir da želim da dobijem 3d strukturu od razvijene 2d površi, bacila sam se na istraživanje napravljenih struktura. Uočila sam da su neke isuviše komplikovane za pravljenje zbog ogromnog broja savijanja, što ima za posledicu da gubi smisao svoje upotrebe.

Dakle, definisala sam probleme i ciljeve:

-kreirati mrežu tako da bude što manje zahtevna za razumevanja principa savijanja

-mreža mora biti brzo sklopiva i rasklopiva, u slučaju promene mesta boravka

-mreža se mora jednostavno upakovati da stane u veću torbu

-dobijena struktura mora da pruži zaklon od vremenskih neprilika

-layout mreže mora biti jasno definisan i nacrtan, kako bi svako mogao da ga preuzme i za vrlo kratko vreme pomogne nekom tako što će napraviti sklonište

Odatle su usledila dva prototipa skloništa:

1. Sleeping bag

Krenula sam prvo sa ručnim iscrtavanjem tela u ležećem položaju da bih razradila način “pokrivanja”, tj. definisala poligone koji bi činili opnu vreće za spavanje. Posle par pokušaja, došla sam do najoptimalnijeg rešenja – poligoni se savijaju od nogu do glave, tako praveći zatvorenu strukturu. Problematično bi bilo samo vezivanje tih poligona, međutim to bi moglo da se prevaziđe uklapanjem pero – žljeb ili eventualno nekim jednostavnijim spojnicama.

1

nemojte se smejati, pls :D

Ovo je scenario upotrebe koji slikovito prikazuje dobijanje vreće za spavanje. Scena 3 nije poslednja, već postoji mogućnost potpunog zatvaranja strukture. Vreme sklapanja iznosi 5-6 minuta.

 

Drugi prototip je “origami shelter”, veoma čest i popularan primer.

Koristila sam najjednostavniji diamond pattern. 2

Ovako je trebalo da ispadne savijanje origami metodom, međutim bilo mi je previše konfuzno da pohvatam koje dijagonale se savijaju unapred, a koje unazad. Zato sam posle višesatnog bezuspešnog savijanja, odlučila da napravim sopstveni origami.

krajnje ivice se savijaju ka unutra, dok se nakon toga ivice pre njih savijaju ka spolja. na taj način se vrlo brzo i jednostavno dobija sklonište paviljonske strukture. Vreme izrade: 5-6 min

koji prototip je bolji ?? Svaki ima svoje prednosti i nedostatke, sve zavisi od vremenskog perioda, mesta na kom će biti postavljeno i korisnikovih potreba.

Ovim bih zatvorila 2.  fazu istrazivanja. Pokazala sam da je moguće napraviti nameštaj od običnog kartona, koji zadovoljava svoju funkciju, konstrukciju i estetiku. Uz modifikaciju šema, došla sam do najoptimalnijih DIY rešenja. U nekoj sledećoj fazi bih volela da preciznije razradim statiku origami paviljona i spojnice kod sleeping bag-a, te da ih učinim u potpunosti spremnim za izradu :)

ps. Izvinjavam se na kasnom postu, imala sam i video sklapanja paviljona, međutim nije htelo da se uploaduje :( probaću da pošaljem na mejl!

 

Lp

Kroz nekoliko primera proučile smo međusobne odnose i zaključile da zbog pravih uglova između konstrukcijskih elemenata stola, nemoguće je radnu ploču stola postaviti pod pravim uglom u odnosu na neki od nosećih elemenata. iz tog razloga, radna površ je nestabilna i nije moguće povezati je sa ostatkom konstrukcije na neki od načina japanskih veza. Spoj tri noseća elementa je dosta oslabljen kada se oni međusobno seku, dok je nosivost veća ukoliko se smaknu. Ovim postupkom je jednostavnije obraditi drvo, a zatim i spojiti drugim elementom.

Odštampanu sliku na A4 formatu treba postaviti na ravnu površinu. Potrebno je izrezati gornji deo papira kako bi se stvorio još bolji efekat.

Kako bi se dobio željeni rezultat treba odrediti pod kojim uglom i sa kolike udaljenosti se slika gleda, a to sam dobila pomoću formule za pravougli trougao. Za dužu katetu uzela sam 2m, a za kraću 0,7m, i pomoću tih dimenzije potrebno je izračunati β ( koja je u ovom slučaju ugao gledanja). 

 

Kad se to sve izračuna dobija se da je ugao gledanja 71°.  I time se dobija tražena optička iluziju.

A ovako to izgleda iz drugih uglova kada se sagledava:

Vodeći se poslednjim zaključkom iz faze 2, odlučila sam da istraživanje nastavim na nekom drugom objektu, sa velikim brojem zakrivljenih površi. Prvo sam pokušala sa London City Hall-om (Norman Foster) a nakon toga i sa objektom Zahe Hadid – Heydar Aliyev Center, ali sam, nažalost, naišla opet na problem “curenja” papira iz ovih modela, pa se već na pola simulacije moglo vidjeti da se proces odvija u tom pravcu. S obzirom da su oba objekta skinuta sa sajta 3dwarehouse, moguće da je način na koji su modelovani uzrok problema, jer npr. u slučaju prvog objekta, zakrivljena kontura ne potiče od jedne krive linije već je postignuta stepenastim slaganjem vise nivoa, odnosno njihovim međusobnim smicanjem.

Pošto uviđam da nikako neću moći da ostvarim početnu zamisao i da ne ostvarujem napredak u tome, preostaje mi samo da pokušam da “zgužvam” papir u bilo koji drugi oblik osim u sferu, kao što je urađeno u tutorialu, na kome se baziralo ovo istraživanje, da bih provjerila da li je odabrana metoda uopšte primjenjiva kod deformacije plane-a u složenije forme.

Iz tog raloga se odlučujem da pronađem što jednostavniji arh. objekat, sastavljen od zakrivljenih površi. Na pomenutom sajtu pronalazim spiralno zakrivljenu kulu. Ovoga puta rotiram plane,prilagođavajući ga izduženom objektu.

Međutim i ovde ne dolazi do pomaka. Plane se “priljubljuje” uz ravne baze objekta, koncentrišući svoju deformaciju samo na tim dijelovima, odnosno krajevima modela. Simulacija dosta duže traje nego u slučaju sa sferom i deformacija se veoma sporo, gotovo nikako ne povećava vremenom. Očigledno je da je i ovde problem prvenstveno geometrija ali ni ovoga puta ne shvatam šta je tačan uzrok neuspijeha.

Zaključak:

Ideja je sama po sebi veoma zanimljiva, zbog čega mi je posebno žao što nije ostvaren veći napredak u procesu rada. Veoma mali izvor informacija, koji se u suštini zasnivao samo na pomenutom tutorialu je vodeći razlog slabog pomaka ali je vrlo moguće i da riješenje leži u drugačijem podešavanju nekih parametara pri cloth-simulaciji. Zato se nadam da će ovo istraživanje pružiti bar nekoliko korisnih informacija za sve one koje ova tema zainteresuje, s obzirom da nije obrađivana od strane prethodnih generacija studenata.

Treća, a ujedno i poslednja faza u izradi modela kirigami tehnikom, podrazumeva formiranje finalnih mreža za objekte, sa svim naznačenim ivicama, onima koje se seku i onima koje se zasecaju, a potom savijaju.

Izgled mreža za četiri odabrana objekta

Nakon formiranja mreža usledio je proces izrade samog modela, koji je podrazumevao prvobitno štampanje mreža na papir, a zatim sečenje i savijanje. Važno je napomenuti da sam pri izboru objekata uzimala primere na kojima je moguće istražiti što više metoda ( sa zakrivljenim delovima, nagnute pod uglom, isturene, stepenaste..)

Izgled napravljenih modela

Zaključak: Prilikom rada javljali su se manji problemi kao što su, pozicioniranje glavne linije savijanja, skalacija objekata i njihova maksimalna veličina na papiru, kao i savijanje sitnijih delova prilikom izrade. Kao glavni zaključak izdvojila bih da mi je drago što sam detaljnije istražila ovu japansku metodu, čija primena može biti veoma široka i dati veoma efektne rezultate.

 

 

 

Treća faza rada se bavi fabrikacijom:

– Način fabrikacije linijske tesalacije lika u ovom slučaju veličine 40×40 cm je prvobitno trebao biti izrađen laserskim sečenjem nekog čvrstog materijala kao što je balza: gde bi se ploče balze 40×10 cm posebno sekle i naknadno spajale u formu lika, foreks: gde bi se ceo lik mogao iseći iz jednog komada, isti slučaji bi se mogli ponoviti za metal i lepenku. Međutim pri izradi se javio problem uskih otvora koje gotovo nijedna štamparija nije mogla da izradi, međutim jedna od štamparija se ponudila da rezbari što je jedna od mogućih opcija ali se time ne dobija isti efekat sa obzirom da na materijalu ne bi postojali otvori već bi se samo urezivali.Druga opcija koja je i na kraju odabrata je ručnim putem, gde se na deblji hamer štampao crtež linijske tesalacije, sledi ručno sečenje i lepljenje na okvir od foreksa, a potom na samu ploču kako bi se mogla primetiti debljina i dubina tesalacije.Mane ovakve izrade su da je hamer od kog je pravljena tesalacije mnogo mekši te se javlja vitoperenje, gde se hamer mora pričvrstiti za foreks, preciznost izrade je mnogo manja i da je sama detaljnost tesalacije (npr. broj podele linijskih površina) manja zbog komplikacija pri sečenju i dužine trajanja procesa.

 

Problem?

Kako sa namanjim brojem pločica određene veičine dobiti gradient prelaz u dve boje?

• Jedan element smo umnožili 4×4 i tako dobili željenu pločicu
• Dobijenu pločicu smo potom umnožili „x“ puta po vektorskim pravcima
• Zatim je usledilo ukidanje elemenata unutar pločica u odnosu na udaljenost od odabrane tačke

Zaključak: Ovaj postupak se može ponoviti, odabirom polazne tačke za ukidanje elemenata kako bi se dobila različita rešenja.

 

(Slike 1 i 2). Finalni izgled popločanja sa kolorističkom obradom sa različitom polaznom tačkom.

U zaključku rada spomenula bih prednosti, mane i probleme vezane za softver.

Kako sam planirala da odradim model što je bolje moguće – na *profesionalnom* nivou, tokom rada shvatila sam da je za vešto modelovanje u Zbrush-u najbitnija vežba i poznavanje mnogo prečica i „skrivenih“ opcija.

Prednosti: Program je izuzetno koristan za gaming industriju, umetnost, reprodukciju visoko realističnih modela i modelovanje detalja. Uz pomoć velikog broja „brusheva“, „alpha“ tekstura i postprodukcije (bojenja, dodavanja mapa itd.), moguće je ostvariti neverovatne rezultate.

Mane: Lično mislim da Zbrush skoro nimalo nije namenjen za inženjerstvo i arhitekturu zbog svoje moći modelovanja slobodnih formi, i slabije moći modelovanja pravilnih oblika i tačno dimenzionisanih ravni. Ipak, mislim da bi se dobro koristio za neke karikaturne verzije kuća, u animiranim filmovima i igricama.

Problemi pri modelovanju:

Kao što sam već napomenula, želela sam da ostvarim što verniji rezultat, ali naišla sam na dosta modela pri modelovanju detalja i nekih kompleksinih formi poput kose.

Pri modelovanju prstiju ruke isprobala sam više opcija od kojih sam tražila onu „manje bolnu“, jer bi pri skoro svakom pokušaju dolazila do problema sa poligonima, spajanjem različitih masa i pravilnosti oblika.

Modelovanje kose svodi se na razvlačenje mase i njeno teksturisanje, međutim, potrebna je mnogo veća veština poznavanja programa da bi ona izgledala pristojno.

Slične stvari dešavale su se pri spajanju i ostalih delova tela – torza i ruku, nogu, modelovanja haljine…

 

* Na slikama prikazani su primeri problema na koje sam naišla – spajanje vrlo malih i bliskih formi, iako to nije željeni efekat. Ovaj problem nažalost nisam znala da rešim i nakon nekoliko pokušaja, ali sam na kraju našla alternativni način za rešenje – dodavanjem nove sfere i njenin oblikovanjem i kopiranjem.

 

To sum up: Zadovoljna sam radom i izborom softvera. Volela bih da ga detaljnije proučim i bavim se njime ubuduće – ali pri višku vremena! :)

 

Na slici: Finalna verzija modela

Cilj istraživanja bilo je definisanje objedinjenog postupka upotrebe auxetic materijala na modelu patike, od faze modelovanja do pripreme za fabrikaciju.

Tokom rada, istražene su različite metode modelovanja da bi se pronašlo najoptimalnije rešenje za primenu na konkretan slučaj. Neki od problema koji su se u ovoj fazi rada javili tiču se preciznosti samog modela, nedostaci u vidu rupa u modelu, nedovršenost kontura, nemogućnost razvijanja površi, detaljnije objašnjeno u II fazi rada.

Auxetic materijali imaju brojne prednosti u odnosu na konvencionalne materijale, pre svega zbog svoje mogućnosti oblaganja zakrivljenih površina bez problema preklapanja materijala na zakrivljenim delovima, širenje do dvostruke vrednosti površine, primene na različitim materijalima poput tkanine, metala, sintetike.. U oblasti proizvodnje patika ova vrsta materijala  našla je primenu zbog  postizanja dobrih ergonomskih svojstava posredstvom prilagodjavanja materijala dinamici stopala i zanimljive estetike.

Inspiracija za ovo istraživanje proizašla je iz prethodno pomenutih referenci i izvedenih primera u istoj oblasti, ali i uprkos njihovom postojanju, nije pronadjen adekvatan kod čijom bi se primenom postigao cilj sa početka.

Model sa slike predstavlja maksimum koji je postignut tokom istraživanja, a biće predmet razrade na nekom naprednijem nivou edukacije iz ove oblasti.

 

 

 

I korak: U softverski program Rhinoceros, importovali smo 3ds objekat pomoću kog smo pokušali da uprostimo model. Grasshopper nam je pomogao da uz brži i jednostavniji način smanjimo broj vertexa i dobijemo jednostavniju formu koju bismo kasnije razvili po mreži.Međutim došlo je do problema. Ukoliko se modelu poveća veličina poligonalnih segmenata, ne dobijamo željenu formu, a ukoliko ga postavimo sa dosta sitnijim segmentima, model će biti komplikovan za izradu.

II korak: Došli smo do ideje da uz pomoć alatke objekat presečemo na pola zbog njegove simetričnosti i zatim za dalju analizu koristimo jedan deo. Pomoću te ideje uspelii smo da dobijemo željeni oblik poligonalnih segmenata gde je model jasan i precizan.Željenu formu razvili smo na mrežu i zatim uočili da dolazi do preklapanja segmenata.

III korak:Kako bismo se rešili novonastalog problema, došli smo do ideje da poligonalne segmente jednog dela objekta (slona) selektujemo i formiramo traku, kako ne bi došlo do preklapanja.

Zaključak za prvo rešenje : Ovaj vid generisanja poligonalnih modela zahteva dosta utrošenog vremena i veliki broj delova.

Nakon završenog modelovanja kalupa za kolače, izvršena je njegova fabrikacija. Pritom, postojala su tri moguća načina za to:

1) kalup od silikona

2) 3d štampani kalup

3) razvijena površ

 

Kalup od silikona (1) izradio bi se preko 3d štampanog negativa. Međutim, problem sa njim jeste taj što na tržištu ne može u slobodnoj prodaji da se nabavi silikon koji je pogodan da dođe u kontakt sa hranom, a dostupni silikoni su kancerogeni.

3d štampani kalup (2) urađen je sa preciznošću 0.2mm, upotrebljeno je 150gr plastike i bilo je potrebno 11h za njegovu fabrikaciju. Rezultati su prikazani na fotografiji ispod.

 

Kalup izrađen preko razvijene površi (3) nije uspeo, jer prilikom korištenja funkcije unroll developed surface dolazi do preklapanja stranica, odnosno kalup nije moguće izraditi sklapanjem istih.

 

Na kraju, mogu se izvesti sledeći zaključci:

-samo modelovanje u pogodnom softveru nije predstavljalo veći problem;

-moguće su različite variacije po pitanju oblika, dimenzija, ugla zakošenosti;

-dominantni su problemi fabrikacije;

-najpodesniji za upotrebu bio bi kalup od silikona.

Zakljucak:

Posle istrazivanja pravljenja modela iz pretkodnih postova, modela sa Voronoi celijama, pomocu Tekasil mase dosle smo do zakljucka da je izvodljivo, ali previse komplikovano i oduzima dosta vremena. Smatramo da se vise isplati da se model izradi uz pomoc 3D stampe ili CNC masine.

Prednost sa Tekasil masom je jedino ta sto je jeftinije, ali smatramo da je bolje vise platiti izradu modela i ne gubiti previse vremena na to uz pomoc vec navedenih mogucnosti izrade modela sa Voronoi celijama.