Oblast istraživanja– Chladni forms- modelovanje
Tema istraživanja– 3D modelovanje i vizualizacija u 3DS Maxu
Stanje u oblasti–
https://www.generativeart.com/GA2017/Yucel_Yildan.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=ZWm6DTBhbcI&ab_channel=QuantumVisions%28WWUM%C3%BCnster%29
Problemi– oblikovati 3D oblik talasa pomoću formule za Chladni šemu ili iz 2D prikaza talasa.
Cilj- naći najlakši način za modelovanje.
Metode- modelovanje u programu 3DS Max pomoću displacea.
Nakon sto smo izmodelirali svu geometriju na 3d obliku, potrebno je planirati i urediti ceo karakter tako da nam kasnije bude lakse da ga koristimo / rigujemo / obojimo. Nacin na koji smo do sada uklapali geometriju ce se pokazati presudan od ovog koraka na dalje.
Koriscenje kombinacije alata poput turbo smootha i extruzije se pokazuje kao valuabilan potez u ovim segmentima rada.
Naravno na kompleksom obliku poput ljudskog tela nije lako naci tacke gde ce se promena primetiti. U ovom slucaju “loop” selekcija ce nam biti od velike pomoci i poznavanje gde smo “izvukli” linije ili extrudovali “editable poly” ( ramena, noge, prsti… u vecini slucajeva zglobovi ) gde ce nam biti od velike pomoci “subtree view” kod levo situacioniranog modify panela.
Tacke trazimo na susretanju 3 i vise loopova
U ovom poglavlju cu se baviti sredjivanjem modela, uvw mapiranjem, segmetacijom pojedinih elemenata , bake-ovanjem mape.
Da bih sebi olaksao rad, transformisao sam tacke na poligonu tako da ceo karakter dobije vec odredjenu geometriju koja odgovara njegovom kostimu. Razlog iza ove akcije jeste da kasnije kada budem dodao unwrap unw modifier cu moci posebno da selektujem prema material ID koji sam dodao na karakteru.
SPECIFIKACIJE MATERIJALA : MULTI-SUBOBJECT MATERIAL :
1 : standard material : crna sa plavim odsjajom ( kasnije zamenjena sa spiderman plavom )
2 : standard material : crvena sa narandzastim odsjajom ( kasnije zamenjena sa spiderman crvenom )
3 : standard material : bela bez odsjaja
4 : standard material : crna bez odsjaja
Alatka Unwrap UVW se nalazi u modify panelu i sluzi za razdvajanje kompleksnih povrsina na elemente sa kojima mozemo da radimo bez distorzija. Najbolji “real life” primer je krojacka delatnost, u ovom slucaju posmatramo karakter kao osobu koju treba da obucemo i planiramo savove (seam-ove). Ne bi bilo lose da kad radimo ovaj posao oko sebe (ili na sebi) imamo odecu i obucu gde mozemo “ukrasti” plan savova.
Razvijanju karaktera mozemo pristupiti na nekoliko nacina :
Za pocetnike bih preporucio da razvijaju deo po deo i da kolapsiraju u editable poly iz razloga zato sto editable poly “pampti” uvw mapiranje koje je prethodno uradjeno na objektu. Time je lakse da se fokusira na odredjene segmente i greske ( ili promena misljenja ) su usresredjena na 1 segment a ne na ceo karakter.
Pre nego sto primenim Unwrap UVW modify-er, moramo znati kad je objekat dobro razvijen a kad nije, u suprotnom razvicemo ceo karakter i mapa ce nam biti distorzovana pa cemo morati opet. Greske u razvijanju oblasti mozemo videti na 2 nacina i koristicu oba:
Vise na : https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2015/ENU/3DSMax/files/GUID-2AEF6A44-859D-434E-8E08-00D2A480A0CD-htm.html
Unwrap UVW
Pre nego sto primenim uwnrap uvw modify-er , moramo prilagoditi 3ds max podesavanjima koje ce ovaj tip materijalizacije zahtevati. Preko CUSTOMIZE>PREFERENCE SETTINGS>VIEWPORT>DISPLAY DRIVER>>CHOOSE DRIVER budite sigurni da vam je aktiviran drajver sa najvecim brojem verzije (3ds max design : Nitrous Direct3D 11) . Ovo ce vam omoguciti da ne vidite savove u viewportu i mocicete time da steknete pravi utisak da li vam je mapa u redu.
Kada primenimo Unwrap UVW modifier, pre nego sto pocnemo moram uci u OPEN UV EDITOR(EDIT UVs) i aktivirati neka podesavanja.
Ovde cemo izvesti mali “hack”, sudeci da 3ds max nema neka ogranicenja povodom selekcije, iskoristicemo ne smetanu tranziciju izmedju “edit poly polygon selection” i unwrap modifiera. Ovo ce nam omgouciti da nemamo pretrpan ekran nepoznatim poligonima.
Kad smo u editable poly (ili Edit Poly) modify-eru , sa selekcijom poligona cemo selektovati jedan prst, nakon toga ( dok je selektovano ) samo kliknuti na spisak modify-era i selektovati unwrap uvw.
Kad se ucita modify-er onda kliknemo na Open UV Editor i trebalo bi da vidimo nas prst. (Paznja ponekad je objekat koji smo selektovali van kvadrata gde treba da ga smestimo, u tom slucaju pod projection kliknemo na planar map i smestice se sam objekat na poziciju gde treba)
Ovde imamo mogucnosti da iskoristimo presete koji su u okviru ovog modify-era ukoliko se objekat moze upisati u odredjeni pravilan geometrijski oblik ( Cilinadar, Kocka , ravan …. ). Mozemo koristiti te opcije za razvijanje geometrije, ali takvo razvijanje cesto podrazumeva dodatan posao u sredjivanju dobijenih mapa, te sam ovde koristio Normal mapping sa top-bottom mapping preferencom.
Onda sam sa quick-peel alatkom razvio delove prstiju u oblik koji im je prirodniji. Onda sam “pobegle poligone” break-ovao i iskoristio alatku tools>stitch selected za ih vratim gde im je mesto. Sa aktivacijom Show Edge Distortion elementa mogao sam da primetim da imam izrazitu distorziju na vrhovima prsta. Sa relax alatkom i preferencom by polygon angle alatkom sam resio distorziju do granice prihvatanja, jer prsti nisu glavni fokus u vecini kadrova sa kojim se radi.
Nakon sto zavrsimo prste , elementi ID vrednosti materijala i sub-object materijala dolazi u fokus. Posto karakter ima 2 tipa teksture na sebi , moramo shvatiti da svaka testkura mora da se posmatra posebno ( na jednoj ima mreza, na drugoj ima samo motiv pauka na ledjima ) te je potrebno da se razdvoje fizicki, da bi se olaksalo kasnije obradjivanje u fotoshopu. Sa selektovanjem razlicite mat ID mozemo razdvojiti segmente i razviti ih kako prilici obliku koji se dobija.
Kad zavrsimo ceo model (pola spajdermena) mozemo sjediniti model sa symetry modify-erom ( ako ga nismo stavili do sad ) i imamo ceo model sa UVW podesavanjima.
Unwrap UVW se vecinom koristi u grafickoj finalizaciji 3d modela u fotoshopu ili u generisanja teksture a mogu i oba. UVW je samo sistem referentih tacaka na koje se kasnije program oslanja da bi omogucio pravilno rasporedjenu teksturu, sto znaci da mi na ovaj nacin mozemo generisati sve vrste mapa koje 3ds max pruza ( bump,displacement… ).
Na 3d model ponovo primenimo multy/sub-object mapu koju smo koristili ranije. U modify-eru Unwrap UVW pod segmentom channel idemo na save i snimimo je kako nam odgovara. Snimamo UVW postavke iz razloga zato sto ponekad 3ds max nakon pecenja tekstura ume da obrise ceo UVW, pa nam je potrebna rezerva. U channel segmentu postoji deo pod nazivom map channel i neki broj, taj broj zapamtimo ili zapisemo.
Pre nego sto zapecemo teksturu potrebno je da imamo poligonu referencu, sto podrazumeva ceo nas rad u raster formatu. Unutar Unwrap UVW:Open UV Editor, pod tools kliknemo na Render UVW Template , zadamo dimenzije koje smo planirali za mapu (1024, to smo podesili pod Options>Preferences) . Dobicemo kostur koji cemo koristiti za distorziju mapa ili kao vodilju gde se poligoni preklapaju i sl.
Klikom na MATERIALS>CREATE/EDIT MAPS>BAKE MAPS/RENDER TO TEXTURE ( shortcut 0 ) mozemo pristupiti interfejsu za pecenje tekstura. Pod general settings>output zadamo lokaciju direktorijuma gde ocekujemo da ce da snimi rezultate.
Selektujemo Spajdermena i u Bake Maps/Render to texture panelu ce mo videti naziv 3d modela koji smo mu dali.
Pod Mapping Coordinates treba da ubacimo Map Channel broj koji smo zapisali ( zapamtili ranije ).
Pod output podesimo diffuse map i kliknemo render.
Dobijenu mapu mozemo obraditi u fotoshopu, dodati teksturu , obraditi za finalni render. Ali bih hteo da dodam da 3ds max ima opciju u okviru Materials menu > Create/Edit Maps > Paint Bitmap (Viewport Canvas) koja poput fotosopa obradjuje mape u 3d prostoru.
Za kraj vam ostavljam priloge, u rar datoteci se nalazi 3ds scena sa poligonima, slika spajdermena koja mi je posluzila kao referenca, UVW fajl gde su snimljene UVW koordinate, PSD datoteke ( Finalna mapa, i reference rasporedjene za izvornu kutiju odakle sam krenuo da modelujem). Na vama je da li zelite da se isprobate u ovom polju, te eto vam prilozi .
Osnovne ideje trodimenzionalne projekcija jeste da iz projekcija se moze izvesti celokupan 3d figura. Koristeci ovu metodologiju koristicu osnovne metode iz perspektive da dobijem oblik spajdermena od osnovne primitive ( kutije ).
Da bi se u 3d-u napravio odredjeni nepravilni oblik vecina programa koristi 3 metoda manipulacije:
Edge metodu : Izvlacenjem ivica primitive da se postigne odredjeni oblik.
Box metodu : Ekstruzijom i manipulacijom tacaka se postize odredjeni oblik
Shape metodu : Za programe poput 3ds maxa, ZBrush-a Maya-e i sl.
3d objekat moze biti high ili low poly model. Tip objekta definise odredjeni broj variajbli , velicina objekta ( velicina objekta diktira broj tacaka koje se mogu manipulisati ) i broj polyline-ova koje objekat ima. U sustini, osnovna razlika izmedju high i low poly modela jeste u detaljnosti.
Edge i box metoda zahtevaju eventualnu tranziciju iz low u high poly model, dok Shape metoda pocinje od primitivnog oblika sa sto vse tacaka koje se mogu manipulisati pa se modelar odnosi prema modelu poput gline.
Koristicu box metodu u ovom modelovanju posto je ona daje najbolji posao za najkrace vreme i model koji radimo nije dosta zahtevan povodom geometrije lica ( koje je lakse raditi u edge metodi )
Pre nego sto pocnem, za modelovanje ljudskog tela u bilo kom obliku i deformaciji potrebno je da se poznaje anatomija ljudskog tela. Preporucio bih da se pre upustanja u ovakav projekat konsultuju makar neki od sledecih linkova
Stan Prokopenko – Anatomija za umetnike : http://www.proko.com/human-anatomy-for-artists/
Ilustracije Grejove Anatomije : http://www.bartleby.com/107/indexillus.html
Leonardo – Anatomija : http://artandcreative.rs/proizvodi/leonardo-04-anatomija/
Modelovanje se pocinje sa razlicitim ciljem u zavisnosti od toga da li radimo karakter za animaciju , da li radimo karakter za promo materijal ili radimo karakter da bi se pohvalili prijateljima. Necu mnogo duziti o tome, ali moram nagovestiti da ako neko planira da radi “rigging” sistem za preporucljivo je da se “riguje” svaki element posebno.
Koristicu sledece modifier-e: Symmetry, Editable Poly, TurboSmooth ( sa jednom iteracijom ).
TurboSmooth je ovde jedan od vaznijih alatki koje cu koristiti, ovaj modifier uravnotezuje poligone u zavisnosti od njihovih medjusobnih uglova, kao kada bi od kocke napravili krug. Ova alatka nam omoguce da sa svakom iteracijom ovog modifier-a dobijamo duplo vise poligona i samim tim vise elemenata sa kojima mozemo da radimo.
TurboSmooth funkcionise na principu konstruisuci najkrace rastojanje izmedju razlicitih tacka, nakon cega generise nove tacke na ekvidinstcijalnim rastojanjima izmedju 2 tacke koje se posmatraju.
Rastojanjem izmedju poligonskih polja se moze uticati na krivu figurativne obline koju TurboSmooth generise. Ovo je princip koji cu intezivno koristiti u ovom postu.
Od kocke do glave.
Napravio sam osnovnu kocku jednakih dimenzija i postavicemo je na centar glave u obe projekcije i pretvorio sam je u editable poly. Ovde dolazi dobro znanje da se ljudska glava moze podeliti na 12 jednakih delova ( 4 ceona, 4 u sredini i 4 koja cine vilicu ) , te znamo unapred da moramo imati oblik od broja pojedinacnih celina koji je deljiv sa 6 (12/6=2)
Ekstruzijom i dodavanjem “loop”-ova postizemo osnovni oblik glave, nakon prve iteracije TurboSmootha mozemo jasnije da definisemo osnovne definicije ljudskog lica, dodatnu preciznost mozemo postici sa “smoothing-groups” delom palete “polyline”-a.
Pri svakoj iteraciji TurboSmooth alatke, poligonska polja se udvajaju, ali kada pravimo odredjene elemente moramo da pazimo koliko poligona predvidjamo za tu namenu, te u odredjenim uslovima mozemo da povecamo broj linija sa Swift-loop alatkom iz Graphite modeling palete.
NPR: Saka se sastoji iz 5 valjkastih falangi, koje treba da prozivedemo iz cilindricnog diska koji cini zglob. Cilindricni zglob mozemo proziveti na bezbroj nacina ali broj polja koje taj element treba da ima treba da bude deljiv sa 4 ( posto palac ekstrudira iz trapezoidne sake ) sto znaci da vec od ramena moramo da planiramo da extrudiramo 4 polja za celu ruku a nakon toga sa TurboSmoothom da dobijemo 8 gde mozemo da proizvedemo cilindricna prsta 4 prsta.
Od kocke do ruke
Konstruisanje Ekstremiteta i torzoa postoje komplikovano ukoliko karakter nije obucen od glave do pete u krzno/bundu. Ruke, noge i grudi nismo samo proizvod oblika koji definisu datu formu.
U slobodnorucnom crtanju postoji jedno pravilo, ukoliko se crtez coveka predstavi previse detaljno prestaje da bude pozeljan crtez coveka, jer svi mi imamo neku idalisticku viziju u glavi kako nase licno telo izgleda ( npr pogrbljeniji smo vise nego sto mislimo, pore , bore , nabori na kozi, podocnjaci … ) ali ako se crtez coveka ne predstavi dovoljno ljudski izgleda nelagodno.
Cesto je ovo problem kod ilustracije ili konstrukcije 3d modela, jer iako smo mozda perfektno savladali program , modeli ne izgledaju ljudski. Ovaj problem resava anatomija i spoznaja koji delovi ljudske anatomije su hiperbolisani a koji umanjeni.
Iznad naveden primer mozemo videti na slici iznad. Iako je forma tacna na slici ( druga gore ) bez spoznaje o usmerenju bicepsa, tricepsa i ramene grupe misica model bi bio tacan, ali bi izgledao previse “kockasto” ma koliko ga zaoblili.
U sledecem broju cu govoriti sub-object/multi mapiranju i teksturi i prikazati render celog modela.
Početak modelovanja karaktera počinje procesom istraživanja referenci. U ovom segmentu što više referenci imamo to je kvalitetniji rezultat. Reference su često u vidu slika, skica , tekstualnog obrazloženja ili osnovnih karakteristika koje karakter treba da poseduje. U toku modelovanja , potrebno je imati ili biblioteku tipičnih delova ljudskog tela ili konstantan pristup internetu kako model napreduje za dodatnu referencu.
Pri generisanju modela bilo imaginarnih likova, industrijskog dizajna ili elemenata za igrice često dobijamo reference od strane konceptnog tima sa razlozenim elementima za reprodukciju. Ali pri vežbanju ili samostalnom radu često za reference se moramo snaći sami, te je preporučljivo tražiti reference iz perioda koji je dobro snabdeven različitim tipovima i fromatima referenci.
Imaginarni karakter koji sam odlučio da izmodelujem je super heroj Spiderman iz zlatne ere stripova ( cirka 1930-1950.-e godine n.e. ) zato što sam obim prodatih i digitalizovanih stripova koji je ispratio ovaj period mi omogućava da imam pregršt informacija i referenci o materijalizaciji i formi karaktera. Spajdermen predstavlja lak podvig zbog nedostatka detalja kompleksnih segmenata što predstavlja lako rešenje za svakog ko bi hteo da se oproba u 3d modelovanju karaktera.
Sve osnovne reference možemo naći tako što ćemo pretražiti slike pod sintaksom : ime lika charachter design. Gde pojedinačne delove možemo naći u zavinsoti od toga gde osnovne reference gube informacije ( npr. Nemamo dovoljno informacije za modelovanje šake, stopala itd. možemo naći dodtane reference putem rengen snimaka i drugih referenci).
Pre nego što počnemo da generišemo 3d model, potrebno je da definišemo visinu lika koju možemo dobiti iz visine slike koju posle možemo razviti na potrebne dimenzije kubusa u koju ćemo smestiti kasnije reference ( visina slike [ px] / visina kubusa [u] = jedinica[px/u] ). Koristeći visinu kao referentnu jedinicu možemo generisati kubus preko proprocija ostalih dimenzija preko visine, što znači da onog momenta kada definišemo širinu jedne projekcije podela reference predstavlja podelu osnovne geometrije.
Naravno, kao što pomenuh ranije, što više referenci posedujemo to je kvalitetniji rezultat modela, što znači da minimum potrebnih referenci predstavlja 2 ortogonalne projekcije, sve preko toga je bonus.
Za pocetak moramo da pripremimo prilozenu fotografiju da mozemo da je uvezemo kasnije u 3ds max. Podelimo crtez na segmente koji su vazni za model, minimalno nam je potrebno frontalni izgled i strana.
Nakon toga u photoshopu mozemo naci velicinu slike pojedinacnih delova i odatle mozemo naci buduce dimenzije kutije u koju cemo smestiti spajdermena. No ovde moramo imati u vidu da je najlakse “smestiti” sliku u pravilni geometrijski oblik, u ovom slucaju pravougaonik, sto znaci da se slika mora sastojati iz jednakih delova ( 2 baze , 2 strane, front i pozadina ), to treba imati u vidu kada se razvija slika u “box”.
Pošto smo dobili osnovne referentne dimenzije primitivnog objekta (kutije) potrebno je da odlučimo dimenzije prostora u kojem nam je najlakše da radimo. Naravno ovaj korak je usko povezan sa označenim jedinicama koje smo prethodno namestili u programo 3ds max (design).
U ovom koraku moram malo da digresujem i da naglasim da softver nema nikakav sistem koji može da definiše jedinice mere u stvarnom svetu. Sve jedinice su virtualne, tačnije nepostojeće, koje se kasnije samo pretvore ili reprezentuju kao jedinice u stvarnom svetu. Centimetar na papiru nije isto što centimetar na ekranu. Centimetar na ekranu ne postoji, to je virtuelna jedinica mere koju kasnije na primer štampač definiše kao jedinicu mere pomeraja, gde preciznost jedinice zavisi od kalibracije mašine koja je reprodukuje.
Ovo je važno zbog sledećeg aspekta, ukoliko želimo da nam 3d objekat bude dimenzija pravog standardnog čoveka (180 cm = 1,8 m = 1800 mm) možemo raditi u metrima a možemo generisati objekat u centimetrima ili milimetrima. Vritualne jedinice mere predstavljaju preciznost 3d modela, što znači da ako generišemo model visine 1.8 m ( osnovna jedinica u metrima ) nećemo moći da precizno modelujemo elemente u milimetarskoj skali.
Nakon formiranja kubusa, potrebno je da u propertis objekta čekiramo backface cull opciju i da odčekiramo show frozen in gray. Sa ovim opcijama omogućavamo da posmatramo samo suprotnu stranu u odnosu na one koje posmatramo iz perspektive, a show forzen in gray nam omogućava da kada “zamrznemo” objekat da taj isti objekat zadrži materijalizaciju u viewport-u.
Nakon podešavanja kutije možemo postaviti potrebnu materijalizaciju putem multi-sub-object materijalizacije ili možemo podeliti kubus na strane i svakoj strani podesiti posebnu mapu. Ovaj proces ostavljam čitaocu kao ličnu preferencu, u ovom primeru sam koristio multi-sub-object mapu iz razloga zato što nisam hteo da mi snap opcija “hvata” duple tačke na spoju ravni.