Autodesk Maya 2011: Skákací žabka, díl první – modelování - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

15. června 2010, 00.00 | Minule jsme si představili novinky v programu Autodesk Maya 2011, dnes si tentýž nástroj vyzkoušíme v praxi. Začneme krátký seriál, určený především začátečníkům, ve kterém probereme základy ze všech hlavních oblastí Mayi, od modelování po animaci.

Začneme seznámením se s rozhraním (GUI) Mayi a poté budeme modelovat s pomocí základních technik a nástrojů (Extrude, Insert edge loop , aj.) V druhé části seriálu model dokončíme, přidáme mu materiály a textury, nasvítíme scénu a vyrenderujeme. V posledním díle se pak budeme věnovat základům animace v Maye. A co že to vlastně budeme vytvářet? Jako inspirace nám poslouží plechová skákající žabka, hračka na klíček, kterou možná mnozí z vás pamatují:

Výsledný render: takto bude vypadat výsledek našeho snažení.

Přestože – jak jsem uvedl – je tutoriál určen především začátečníkům, předpokládá elementární znalost ovládání Mayi zhruba v rozsahu výukových videí dodávaných s programem (Essential skill movies dostupné z uvítací obrazovky po spuštění), a to jednoduše proto, že na obšírné vysvětlování naprostých základů zde bohužel není prostor.

Než se pustíme do samotného modelování, nastavíme si GUI Mayi tak, aby se nám pracovalo pohodlně a efektivně. Ve výchozím nastavení po instalaci vypadá Maya 2011 takto:

Spoustu prostoru zabírají věci, které nebudeme potřebovat, a pár užitečných nástrojů tam chybí: to však snadno napravíme, protože naprostou většinu rozhraní jde přizpůsobit podle aktuálních potřeb, a to tak, že klikneme RMB na jednu z ikonek v levém dolním rohu a v nabídce odškrtneme Command line, Range slider a Time slider. Stejným způsobem je můžeme kdykoliv opět zapnout, ostatně později to také uděláme. Dalším krokem v zabydlování bude přizpůsobení Shelf-u, klikneme tedy na záložku Custom. V současné chvíli je prázdná a je pouze na nás, čím ji zaplníme. Zjednodušeně řečeno tam můžeme nasypat cokoliv, na co lze kliknout v menu – pokud chceme např. přidat do Shelf-u funkci Extrude (Polygons; Edit Mesh -> Extrude), podržíme současně klávesy [Ctrl] a [Shift] a klikneme LMB. Smazat nebo přeházet pořadí, v jakém se budou nástroje v Shelf-u zobrazovat, je možné ve Window -> Settings/Preferences -> Shelf editor. Shelf – neboli doslova přeloženo polička – je místo, kam si můžete „odložit“ svoje oblíbené nástroje a mít je vždy po ruce, bez nutnosti se k nim proklikávat menu. Osobně mám nejradši, když na ní mám po ruce všechny nejpoužívanější nástroje, ale pro dnešek si vystačíme s Extrude, Bridge, Insert edge loop a Split polygon tool. Výše popsaným postupem tedy „dosypte“ do Custom záložky Shelf-u výše vyjmenované nástroje, pak se pustíme se do vlastního modelování, přičemž naše GUI bude vypadat takto:

Modelování – horní polovina těla

Jelikož budeme modelovat poměrně jednoduchý objekt a nezáleží nám ani tak na přesnosti výsledku, jako na ukázání a pochopení základních modelovacích postupů, budeme modelovat „od oka“, bez použití referenčních výkresů na pozadí. Výsledkem tak nebude přesný model, ale spíše taková stylizovaná napodobenina. Podíváme-li se na předlohu, zjistíme, že si ji můžeme zjednodušit do čtyř základních objektů: horní a dolní poloviny těla, nožiček a vnitřní mechaniky. Každou z těchto částí můžeme opakováním několika základních technik vymodelovat z takzvaných Primitives, nabídky základních objektů, které nám Maya nabízí. Začneme horní polovinou těla, které vytvoříme upravováním krychle, jednoho objektu ze sady z Polygon Primitives.

Kliknutím na ikonku v levém menu nebo stisknutím [Space] se přepneme do 4 pohledového zobrazení, kliknutím do bočního pohledu (Side) ho učiníme aktivním a vložíme první objekt, kterým bude zmíněná krychle (Cube). To můžeme udělat vícero způsoby:

1. Na záložce Shelf-u „Polygons“ klikneme na ikonku , tažením vytvoříme v bočním pohledu obdélník, poté ho v předním pohledu (Front) vytáhneme v kladném směru osy X (doprava)
2. V horním menu klikneme na Create -> Polygon Primitives -> Cube a dále viz výše
3. Poslední, asi nejrychlejší cestou je vložit Cube přes Hotbox, podržte tedy stisknutý [Space] a klikněte na Create -> Polygon Primitives -> Cube a dále viz výše

Při bližším pohledu Vám neunikne, že menu dostupná přes Hotbox jsou tytéž, jako přes hlavní nabídku. Pokud si tedy hotbox přizpůsobíte tak, aby ukazoval všechny nabídky, bez horního menu se dokážete zcela obejít. Pravý profesionál prý dokáže pracovat jen s hotboxem a – samozřejmě řádně přizpůsobeným – Shelf-em

Zpátky k naší Cube. Nejprve si Cube přejmenujeme na něco více popisného, například zaba_vrsek. V okně Channel boxu tedy klikneme na současný název objektu, pCube1, a přepíšeme ho.

Abychom si ušetřili čas a hromadu problémů, budeme modelovat pouze jednu polovinu žabky, o tu druhou se nám postará Maya sama. Tento postup je v 3D grafice zcela běžný, a to jak u organického, tak anorganického modelování. Zrcadlovou kopii objektu vytvoříme pomocí Duplicate Special – vytvoříme zrcadlově převrácenou instanci jedné poloviny těla, přičemž změny provedené na ní, nebo na původním objektu se projeví zrcadlově převrácené na obou zároveň.

Zkontrolujeme, že máme vybrán objekt zabka_vrsek, (musí být obarven modrozeleně), stiskneme a držíme [Space], abychom zobrazili Hotbox, a u Edit -> Duplicate Special klikneme na ikonku . Tím vyvoláme dialogové okno s parametry pro Duplicate Special. Nastavíme Geometry Type na Instance, aby se na vytvořené kopii projevovaly úpravy, a Scale nastavíme -1 pro osu X, což kopii vytvoří zrcadlově převrácenou:

Klikneme na Duplicate special a na první pohled se ve scéně nic nezměnilo; bližším pohledem do Channel boxu však zjistíme, že právě vybraný objekt se jmenuje zabka_vrsek1. Zvolíme nástroj pro přesun (buď ikonkou v Toolset-u nebo klávesou [W]) a posuneme ho po ose X záporným směrem (klikneme na červenou šipku manipulátoru a táhneme proti jejímu směru, až jsou oba objekty těsně vedle sebe).

Nezapomeneme si práci uložit (File –> Save Scene) a během práce také pravidelně ukládat pomocí [Ctrl] + [S].

Nyní můžeme pokračovat vytvořením hrubého tvaru horní části žabky, přičemž konečně využijeme nástroje, které jsme si přidali do Shelf-u. Klávesou [F10] tedy z režimu pro výběr objektů přepneme na výběr hran (edges), na záložce Sehlf-u "Custom" klikneme na ikonku , čímž aktivujeme nástroj Insert edge loop tool – v překladu tedy nástroj pro vložení řady hran do modelu, a klikneme a táhneme po jedné z podélných hran modelu tak, bychom ho rozdělili přibližně v poměru 2:1. Nezapomeneme poté Insert edge loop tool vypnout, což uděláme stisknutím [Q] – tedy přepnutím zpět na Selection tool:

Nyní vybereme horní obvodové hrany [Shift] + LMB a pomocí Move tool [W] je posuneme kousek směrem dolů. Poté posuneme přední a zadní svislou hranu o kousek směrem ke středu, opět pomocí Move Tool, a pak o kus směrem k sobě, což můžeme snadno udělat pomocí Scale Tool [R] – „zmenšením“ podle osy Z (modrá). Stejným způsobem k sobě přesuneme ještě přední a zadní horní hranu. Ještě přepneme na výběr vertexů pomocí [F9], vybereme horní „rohové“ vertexy a stejně jako jsme to udělali předtím je posuneme kousek dolů ( [W] ) a k sobě ( [R] ). Výsledek si můžeme zkontrolovat otočením pohledu v perspektivním pohledu (stiskněte [Alt] a táhněte LMB), spolu se zobrazením v Solid (stínovaném) zobrazení, které zapnete klávesou [5]. Zpět na „drátěné“ (Wireframe) zobrazení přepnete [4]. Váš výsledek by měl vypadat zhruba takto:

Před pokračováním, kterým bude postupné přidávání detailů, ještě smažeme středové a spodní faces, které jsou zbytečné a později by nám pouze překážely. Klávesou [F11] tedy zapneme výběr faces, [Shift] + LMB vybereme spodní faces a [Delete] je smažeme. To samé uděláme s těmi uprostřed modelu.

Dalším krokem je vytvoření základů výstupků pro stehna a oči naší žabky a dále vytvoření jakéhosi lemu v místě, kde je horní část těla spojena se spodní. Nejprve tedy do modelu přidáme další vertexy a edges pomocí již známého nástroje Insert edge loop tool. Kliknutím na jeho ikonu v Shelf-u ho tedy aktivujeme a přidáme jednu řadu do zadní části žabky a dvě do přední:

Nyní je potřeba nově vložené edges a vertexy porůznu přesouvat, aby se tvary našeho modelu co alespoň trochu začaly blížit předloze. Vzhledem k tomu, že nemodelujeme podle referenčních výkresů, je to čistě na vás. Doporučuji použít edge select [F10] a nejprve posunout svislé hrany směrem ven, a poté přepnout na výběr vertexů a tvary doladit tak, aby od „nosu“ plynule stoupala řada vertexů až po nejvyšší bod, který je v místě, kam jsme na začátku vkládali první edge loop, a poté opět plynule klesala. Můj výsledek je zde:

Nyní vytvoříme „stehna“ naší žabky, k čemuž využijeme nástroj Extrude, který vybraný face/faces vytáhne/vytlačí z/do povrchu modelu. Vybereme proto 2 faces v zadní části žabky a na Shelf-u kliknutím na ikonu aktivujeme nástroj Extrude. Objeví se nám již známe manipulátory pro přesun a změnu velikosti, nyní spolu s přepínačem , který určuje, zda Extrude pracuje v lokálním (Local, ve vztahu ke zvolené části modelu) nebo globálním (World, ve vztahu k soustavě souřadnic celé scény) režimu. Nám nyní vyhovuje lokální režim, takže klikneme a potáhneme šipku (=přesun) ve směru od povrchu objektu, abychom vytvořili mírně vystupující výstupek:

Ke „stehnům“ to však má ještě daleko, opět je jejich tvar potřeba upravit. [Q] se vrátíme k vybírání a [W] aktivujeme move tool a posuneme oba vyextrudované faces směrem dolů, a to tak, aby jejich spodní hrana byla zarovnána se spodní hranou celého modelu. Smažeme spodní dva faces a poté přepneme pomocí [F10] na výběr hran – posuneme horní dvojici směrem dolů a k povrchu žabky, to samé uděláme s přední svislou hranou. Vznikne tak základ pro pozdější plynulé zaoblení v těchto místech, ale to už předbíhám. Nyní je potřeba ještě plynule napojit zadní část stehna na původní model, protože zatím se nám tam vytvořil nehezký zlom:

proto tento face smažeme a to samé uděláme s dalšími dvěma, které na něj na stehně navazovaly. Vznikne nám tak díra, kterou zacelíme následujícím způsobem:

1. Vybereme dvě svislé protilehlé edges jako na obrázku, na Shelf-u zvolíme kliknutím na ikonku nástroj Bridge
2. vytvoří se nám spojení mezi zvolenými Edges, ale pro nás nevhodně rozdělené pěti dalšími edges. To napravíme tak, že v Channel boxu rozklikneme poslední použitý nástroj, tedy v sekci INPUTS to bude polyBridgeEdge1, a parametr Divisions přepíšeme z 5 na 0.
3. Stále však máme ještě menší díru v modelu. Proto dvojklikem na jednu z edges, které ji ohraničují, vybereme celou řadu a poté zvolíme Mesh -> Fill Hole, čímž ji zacelíme.

Jak jste si všimli, vytvořili jsme trojúhelníkový polygon, triangle. Jsou situace, kdy se za trojúhelník v modelu pomalu nabodává na kůl, protože jejich výskyt může později v procesu tvorby způsobit neočekávané chyby při vyhlazování, animaci atd. Na druhou stranu, ulehčí nám často práci, protože nebudeme muset model upravovat a „překopávat“ tak, abychom se bez nich obešli. V našem případě trojúhelník ničemu nevadí, budeme s nimi ale velmi šetřit.

Další na řadě je vytvoření „očí“. Nejprve do modelu pomocí Insert edge loop vložíme další řadu edges, tentokrát vodorovnou, která rozdělí bok zhruba na polovinu. Poté vybereme face v místě oka a stejně jako u stehna ho pomocí Extrude v lokálním režimu vytáhneme kousek nad povrch modelu. Nyní vybereme vždy protilehlé dvojice vertexů na spodní hraně nového výstupku a původního povrchu a sloučíme je pomocí Edit Mesh -> Merge.

Ještě doladíme tvar očí a nezapomeneme upravit tvar těla posouváním edges a vertexů, které jsme na začátku tohoto odstavce vytvořili. Výsledek by měl vypadat zhruba takto:

Posledním krokem v této první části seriálu je vytvoření lemu a pacek, kterými horní polovina těla dosedá na spodní. [F10] přepneme na výběr edges a vybereme celou spodní hranu modelu. Opět použijeme nástroj Extrude, nejprve lokálně směrem od modelu. Vytvořenou řadu edges posuneme směrem dolů a opět vyextrudujeme, tentokrát globálně směrem dolů, a pak ještě jednou, lokálně směrem dovnitř:

Jakmile použijete nástroj Extrude poprvé, na další extrudování ho nemusíte aktivovat kliknutím na ikonu v Shelf-u, ale stačí stisknout [G] – opakování naposledy provedené operace. Samozřejmě to funguje i na ostatní nástroje, nejen na Extrude.

Pokud si nyní model prohlédneme ve „vyhlazeném“ (Subdivivded) zobrazení – [3], uvidíme, že hrany lemu jsou málo ostré. Abychom to napravili, přidáme ještě jednu edge loop. takže zpátky do normálního zobrazení pomocí klávesy [1] a použijeme tedy nám již důvěrně známý Insert Edge loop tool, který máme v Shelf-u, abychom vložili jednu edge loop do spodní části před chvílí vytvořeného lemu:

Zbývá už jen dodělat „packy“, které drží obě poloviny těla pohromadě. Modelovat budeme celkem tři, po dvou na přední a zadní straně a jednu na boku. Použijeme opět Extrude, nejprve však musíme do modelu přidat další dvě edge loops, abychom měli odkud:

nyní vyextrudujeme vždy dva faces v patřičném místě směrem dolů (globální extrude):

Když si zkontrolujeme výsledek ve subdivided zobrazení [3], zjistíme, že v místě přechodu lemu v packy se nám vytvořil nepěkný přechod, který nejsnáze opravíme přidáním dalších edges do tohoto místa, čímž vytvoříme ostřejší přechod mezi packou a lemem. Mohli bychom opět přidat další edge loops, ale tím bychom zbytečně zahustili celý model i v místech, kde to nepotřebujeme. Proto použijeme poslední z nástrojů, který jsme dnes přidali do Shelf-u, a to Split Polygon Tool. Ten umožňuje vést edge loop namísto celého povrchu modelu a mezi dvěma sousedícími edge loops, jako to dělá Insert edge loop, ale prakticky libovolně dle našeho přání.

Klikneme tedy na ikonku , čímž aktivujeme nástroj Split Polygon Tool. poté klikneme na edge ve spodní části lemu v blízkosti packy a umístíme tak první bod. Dále pokračujeme přes všechny edge na horní stranu lemu a cestu zakončíme ve vertexu jako na následujícím obrázku:

Nezapomeneme Split Polygon Tool ukončit klávesou [Enter]. Pokud se během přidávání bodů spleteme, můžeme poslední bod smazat klávesou [Delete] a chybu opravit. Ten samý postup zopakujeme i na druhé straně packy. Poté stejným postupem doděláme zbylé dvě packy:

Ještě prohlédneme celý model a doladíme některé části. Opět se řiďte spíše citem, porovnávejte svůj 3D model s předlohou. Já jsem upravil tvar stehen, očí a hřbetu. Nakonec jsem ještě přepracoval topologii kolem pacek, abych se zbavil trojúhelníků a nebyl tak obviňován z toho, že dávám špatný příklad:

Výsledek si můžete stáhnout zde.

Tím by byl první díl u konce, doufám, že se vám vše podařilo a příště spolu žabku domodelujeme.