Tvorba brazilského deštného pralesa v 3D studiu - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

Odběr fotomagazínu

Fotografický magazín "iZIN IDIF" každý týden ve Vašem e-mailu.
Co nového ve světě fotografie!

 

Zadejte Vaši e-mailovou adresu:

Kamarád fotí rád?

Přihlas ho k odběru fotomagazínu!

 

Zadejte e-mailovou adresu kamaráda:

Poptávka práce
Soutěž

Sponzorem soutěže je:

IDIF

 

Kde se narodil známý fotograf František Drtikol?

V dnešní soutěži hrajeme o:



3D grafika

Tvorba brazilského deštného pralesa v 3D studiu

6. prosince 2002, 00.00 | V dnešním obsáhlém tutorialu se vám budeme snažit objasnit tvorbu komplexní scény deštného pralesa. Naučíme se pracovat s nurbs křivkami. Budeme vytvářet objekty taháním po křivce, a použijeme i částicové systémy, to vše s realisticky vypadajícími materiály, nepřímým osvětlením a rozostřením obrazu.

Drazí čtenáři, pohodlně se usaďte ve svých pracovních křeslech, nepohodlných postelích, vrzavých stoličkách a nastartujete svoje oblíbená 3d studia. Máte před sebou obsáhlý tutoriál na komplexní scénu deštného brazilského pralesa a jednoho hladového slimáka.

    Naučíme se pracovat s nurbs křivkami, s pomocí kterých můžeme vytvářet hladké organické povrchy, jakým tělo určite je. Budeme vytvářet objekty taháním po křivce, a použijeme i částicové systémy a vytvoříme kapku, která se po dopadu rozprskne na listě. To všechno samozřejmě z realisticky vypadajícími materiály, nepřímým osvětlením a rozostřením obrazu. Takže pojďme na to:
    ...a Bůh nám dal křivky...

    Jak jsem říkal, nurbs křivky jsou velmi vhodné na vytváření  hladkých povrchů a plynulých přechodů, při tom se s nimi dá pracovat velmi rychle a efektivně a všechny úkony jsou špatně modifikovatelné, dalším plusem je možnost kontroly nad výsledným počtem hran a ploch objektu a tím velmi jednoduchá optimalizace scény před výpočtem. Vytvoření objektu, jehož povrch je tvořený s nurbsových ploch, spočívá v tvorbě tvaru objektu z nurbs křivek a následného vytvoření povrchů mezi nimi.
    Zkusme si představit, možná trochu nepěknou představu, že bychom  našeho slimáka rozřezali napříč, jak by vypadal jeho průřez? To je přesně to, co potřebujeme nakreslit! Vytvořit křivky představující pomyslné průřezy tělem v různých částech, jejichž pospojováním dostaneme celek. Na kreslení použijeme nabídku CREATE > NURBS Curves > POINT CURVE. Průřez by měl vypadat asi takto:

    Po vytvoření dalších průřezů v různých částech a jejich vzájemným uspořádáním bychom se měli dopracovat k přibližně k tomuto tvaru:

    Teď nám už jen chybí spojit jednotlivé části dohromady. Vybereme krajní křivku, například poslední na konci těla a rozbalením nabídky NURBS CREATION TOOLBOX se dostaneme do obsáhlého menu práce s křivkou. Zde následně zvolíme funkci CREATE U LOFT SURFACE. Potom postupně vybíráme křivky v takovém pořadí, v jakém chceme, aby byl povrch vytvořený, výběr ukončíme stlačením pravého tlačítka myši. Na závěr nezapomeňte zkontrolovat správnou orientaci normál!! Výsledek vašeho snažení by měl vypadat takto:

    Samozřejmě slimák by měl mít ještě i oči na stopkách, ty vytvoříme obdobným způsobem. Rozdíl bude vtom, že první křivka bude tzv. CURVE ON SURFACE, tu vytvoříme tak, že z menu vybereme funkci CREATE POINT CURVE ON SURFACE. To nám umožní tvořit křivky, které přesně kopírují povrch, na který kreslíme. Ostatně křivky vytvoříme předcházejícím způsobem a všechny zase pospojujeme. Aby však byl přechod z těla na tykadla plynulý,  musíme mít zaškrtnutou položku USE COS TANGENS pro křivku na povrchu. Pro názornou ukázku postupu při tvorbě si raději prohlédněte animovaný gif. Už zbývá dodělat  jen oči, to však hravě zvládneme i použitím obyčejných koulí.. Takže nurbs model by měl vypadat takto:

    Takže aktéra scény bychom už měli a nebylo to ani těžké. Na řadě jsou větve a listy. Vytvořit větev, když  už ovládáme nurbs modeling, je otázka několika sekund. Na průřezu nám postačí obyčejné kružnice, výstupek pro větvičku vytvoříme systémem curve on surface. To, že dostaneme velmi hladký povrch nás nemusí velmi trápit, lehce to brzy odstraníme vhodně použitou bump mapou. Takže už máme tvar křivek a výsledný povrch:

    LIST PŘES LOFT MODELING
    S technikou modelovaní objektu pomocí tahání profilu po křivce jste se už určitě všichni střetli, je to poměrně používaná technika. Základem jsou dva objekty, SHAPE a PATH, anglicky profil a cesta. Na vytvoření použijeme obyčejné spline křivky, jejichž vrcholy by však určitě neměly být typu corner, doporučuji typ BERZIER, který umožňuje výbornou kontrolu nad tvarem křivky v blízkosti kontrolního bodu. Profil a cesta by měli vypadat následovně:

    Když to máme, vytvoříme loft objekt, z menu CREATE > COMPOUND OBJECTS > LOFT. Výsledek však určitě nebude odpovídat našim představám, proto musíme ještě upravit šířku profilu na jednotlivých částech. Na to nám slouží položka SCALE z menu DEFORMATIOS nového objektu. Zde pomocí křivky určujeme změnu profilu vzhledem na délku. Na křivce si vytvoříme pomocné body typu BERZIER SMOOTH a uspořádáme je podle naší představy tak, abychom dostali požadovaný tvar:

    V dalším kroku se pokusíme "vyhryznout" část listu. Toto můžeme jednoduše docílit použitím logických operací mezi dvěma objekty, najdeme je v menu CREATE > COMPOUND OBJECTS >BOOLEAN. Jedním s operandů bude náš list a druhým nově vytvořené těleso, jehož vnější profil bude mít "zubatý" tvar. Nastavíme se na list a klikneme na funkci PICK OPERAND B, označíme druhé těleso a jako operaci, která se má převést, vybereme SUBCTRACTION A-B, která doslova vyhryzne část objektu. Výsledek:

     

    ...trochu pohybu ještě nikomu neuškodilo...

    Naší scénu si oživíme kapkami deště, kapky se po dopadu na list rozprskávají, menší částečky zůstávají na listech v podobě kuliček, velké zůstávají viset na konci listů a odkapávají. Zajímavou událostí je však dopad kapky na list a její rozprsknutí na menší částečky. 3D Studio Max je pro takovéto efekty vybavené velmi silnými nástroji, několika částicovými systémy, různými deflektory, gravitací, větrem a podobně.
    My použijeme jeden emitor částic typu Super Spray, jedno gravitační pole a Omni Deflector. Jejich uspořádání by mělo být následovné:

    Začneme vytvořením emitoru směřujícího dolů. Emitor bude vytvářet částice typu META PARTCLES, ty se spravují tak, že disponují určitou afinitou, když jsou spolu chovají  se jako jednotná hmota, čím jsou od sebe dále, tím je vzájemná přitažlivost menší, až se rozdělí a každá putuje dále samostatně. Jsou ideální na simulaci tekutin. Aby se nám podařilo vytvořit kapku skládající se z více částic, ale navenek vypadajících jako celek, musí ve velmi krátkém okamžiku dojít k emitaci více částic. Například emitor bude zapnutý jen v průběhu framů 51-52, při čemž dohromady vytvoří 200 částic. Čím více částic použijeme, tím detailnější bude povrch tekutiny. Zvýší se však čas potřebný na výpočet.
    Dále vytvoříme Omni deflektor, od kterého se budu částice odrážet. Cizí částice se nebudou odrážet přímo od listu, ale od gizma emitoru. Kdybychom pracovali s odrazem přímo na objektu, výpočet by se značně prodloužil, hlavně při větším počtu hran a částic. Průměr emitoru nastavíme tak, aby jeho vnější zaoblení přibližně odpovídalo zaoblení listu v oblasti kolize a umístíme ho na správné místo. Potom vytvoříme vazbu mezi emitorem a deflektorem. Vybereme částicový systém a vybereme funkci BIND TO SPACE WARP a vybereme Omni Deflektor. Tak jistě vytvoříme gravitační pole a navážeme ho na emitor. Výsledek ještě nebude asi podle očekávání, musíme ještě experimentovat z různými hodnotami, jako jsou síla gravitace, rychlost částic, odrazivost a podobně. Nakonec by to mohlo vypadat asi takto:

    Dalším objektem bude kapka visící na konci listu těsně před spadnutím. Jednoduše ji vytvoříme z obyčejné koule použitím modifikátorů geometrie. Nejprve aplikujeme modifikátor STRETCH, ten kouli trochu natáhne a hmotu přesune směrem k okraji. Potom přidáme modifikátor TAPER, který objekt vytvoří podle zkoseného čtyřbokého jehlanu, tak dosáhneme celkem přijatelný aerodynamicky tvar pro padající kapku. Ta naše však bude visící, a proto ji je potřeba ještě volně upravit, nejlépe použitím FFD - free form deformation modifier, pomocí něhož můžeme tvarovat objekt kontrolními body gizma.

    Posledním objektem budou maličké kapičky vody na listu..Vytvářet velké množství kapiček a přesně je rozmísťovat po povrchu, by bylo náročné a zdlouhavé. I na tyto věci mysleli autoři 3dstudia a připravili nám funkci SCATTER, která vybraný objekt rozmístí po povrchu druhého v libovolném počtu, rotaci a velkosti. Také si vystačíme s obyčejnou sphere, na kterou aplikujeme funkci scatter, zde musíme jako disturbtion objekt vybrat list. Důležité je nastavení, kde se budou kapky objevovat. Vhodné je zvolit jen na Selected faces a mít označené požadované faces na listě, tím zabráníme tomu, aby se kapky neobjevovali tam, kde by to nebylo možné, například na spodní strany listu anebo přesně na hraně. Potom stačí nastavit počet kapek a upravit velikost položkou base scale, která udává počet roztroušených objektů vzhledem na ten původní. Samozřejmostí je, že původní objekt můžeme špatně upravovat, když ho vybereme z menu sub-objects.

    ..na počátku bylo světlo...ale u nás raději až na konci...

    Velmi důležitým aspektem tvorby scény je efektivní naplánování postupu práce. Sami určitě víte, že nejvíc času vám při tvorbě scény zabere konečné nastavovaní světel a dolaďovaní materiálů. Scénu je potřeba mnohokrát nechat přepočítat, poupravit a znovu přepočítat. Mnohokrát tato část zabere víc času než samotné modelování a je nepříjemně závislá na výkonu vašeho počítače. Právě proto je potřebné často nějakou finesu,trik, který nám to ulehčí. Například pro celou scénu nejprve použít jen jeden jediný jednobarevný materiál a nejprve nastavovat světla, tak aby osvětlovaly to, co mají a kde mají, nezapomínat používat funkci exclude, která vyloučí objekty, u kterých víte, že žádné světlo určitě dopadat nebude. Důležitý je výběr rendereru, který nám výslednou scénu vypočítá. Momentálně je na trhu více špičkových programů podporujících metodu nepřímého osvětlení, takže nám hravě postačí jedno globální světlo. Mezi špičku patří: :BRAZIL R/S, FINAL RENDER, MENTAL RAY, avšak jejich použitím se čas na výpočet pravděpodobně několikrát prodlouží.

    ...time is money...

    Jak si poradit i s tímto problémem? Co si takhle celou scénu rozdělit do tzv. Layers, vrstev, ze kterých každá obsahuje různé objekty, přičemž můžeme pracovat na každé samostatně, a když jsme s ní spokojení, tak ji vypočítáme a vrátíme se k ní až při tvoření finální kompozice. Výhodou je, že vypočítanou vrstvu uloženou i s alpha kanálem můžeme upravovat i mimo 3D studia. Můžeme měnit barvy,  rozostřovat obraz, dokreslovat objekty a podobně.Například můžeme levý list a pravou větev rozmazat funkcí blur ve photoshopu, a  tak po výsledném pospojování bude obraz vypadat jako by byl zaostřeny na slimáka. Jinak nemusíme vůbec počítat s reálným DEPTH OF FIELD. Já jsem si scénu rozdělil na 3 vrstvy, uložené ve formátu TGA s alfa kanálem:

    Tímto trikem dosáhneme pospojováním jednotlivých částí do jednoho celku, a obrázek máme hotový.

    ...dobrá rada na závěr....

    Ukládejte všechno a často, abyste se měli k čemu vrátit, vymazat to můžete kdykoliv. Doufám, že se vám tento tutoriál líbil a že se co nejdříve setkáme při dalším zajímavém článku.

    Obsah seriálu (více o seriálu):

    Tématické zařazení:

     » Rubriky  » 3dscena  

     » Rubriky  » Go verze  

     » Rubriky  » 3D grafika  

     

     

     

 

Přihlášení k mému účtu

Uživatelské jméno:

Heslo: