Modelování v CINEMĚ 4D, přeložené referenční tutoriály. - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

Navigace:  » Úvodní stránka  » Rubriky  » Go verze  

10. dubna 2003, 00.00 | Modelování pomocí funkce HyperNURBS, je tématem dalších dvou referenčních tutoriálů programu CINEMA 4D. Najdete zde podrobný popis funkce a také názorný příklad jejího využití.

V prvé řadě musím upozornit, že jsem na základě doporučení společnosti Digital Media (v jejíž spolupráci vznikal tento seriál) nepřekládal ostatní tutoriály tématu modelování, vyhledem k značnému obnosu mých vlastních autorských článků, zveřejněných na serverech grafika.cz a 3dscena.cz.
Kromě toho vznikl z popudu obohatit tuto kapitolu tutoriál "Cinema: Využití primitivního objektu jako polotovaru pro polygonové modelování" a také revize staršího článku týkajícího se funce Lathe (vyjde hned po tomto článku).



Modelování 1, HyperNURBS 1

Tvorba velmi jednoduchého modelu, majícího zaoblený povrch s ostrým trnem je výborným příkladem modelování. Naučí nás, jak výkonná je práce s funkcí HyperNURBS.



Nurbsové modelování je metoda tvorby objektů, při které je potřeba pro vytvoření plochy objektu poměrně malý počet kontrolních bodů. HyperNURBS nám poskytuje možnost vytvoření vyhlazených a zároveň složitých objektů bez nutnosti jeho rozdělení na jednotlivé dílčí části.



(Toto je B-Spline, tedy NURBS křivka, jejíž body ovlivňují směr jejích částí. Spojnice jednotlivých po sobě jdoucích bodů tvoří tečny modelované křivky. Jsou tedy jejími derivacemi (pozn. překladatele).)

Jestliže se pozorně podíváme na výše uvedenou křivku, tak tato křivka nám exaktně ilustruje jak se chová objekt při pohybu řídících bodů. Máme zde pět bodů, které definují tvar a směr křivky. Budeme li ignorovat první (startující, žlutá barva) bod a poslední (červená barva), tak při polohování jakéhokoliv mezilehlého bodu bude tento bod křivku ovlivňovat tak, jako kdybychom působili na tvar křivky magnetem.

HyperNURBS jde ještě o něco dále než B-Spline (Nurbs křivka) a to proto, že přidává vzhledem ke své aplikaci u objektů další dimenzi. Tedy místo využití bodů ke tvarování křivek, které však samostatně netvoří plochu, je zde obdobně pracující funkce HyperNURBS, díky níž jsme schopni dodat objektům reálnou geometrii. Budeme tedy spolu postupovat na tvorbě velmi jednoduchého příkladu, který nám objasní, jak tato funkce působí.

Přidáme si do naší scény objekt Cube (krychle) z hlavního nástrojového menu.



(Cube (krychle) je prvním elementárním objektem ve skupině objektů, které se nám objeví na paletě aktivované jejím stisknutím.)

V naší malé ukázce bude povrch krychle ovlivňován funkcí HyperNURBS. Pozn. naše základní krychle se skládá z osmi bodů, čtyř na vrchní a čtyř na spodní stěně, tedy v každém rohu je jeden.


Přidáme do scény objekt HyperNURBS z vrchního hlavního nástrojového menu.



(HyperNURBS je prvou funkcí, které se vyskytují na paletě jež se objeví po stisknutí ikony.)

Objekt HyperNURBS netvoří sám o sobě žádný povrch, místo toho se používá s nějakým objektem, který přímo tvoří model. Funkce HyperNURBS a také dříve vložená krychle se nám kromě toho, že se vložily do scény, také přidaly do záložky Object manager (správce objektů). Objekt krychle je zařazen níže než HyperNURBS, protože byla prvním objektem.

V záložce Object manageru (správce objektů) uchopíme levým tlačítkem myši objekt krychle a ten zařadíme pod objekt HyperNURBS.



(Systém CINEMY 4D chy» a pus» objekt v Object manageru není nezvratným zařazením objektů. Toto zařazení se dá kdykoliv stejným způsobem pozměnit.)

Jestliže jsme umístili objekt krychle pod funkci HyperNURBS, tak si všimněme, že se nám v modelačním okně změnila Krychle v kouli. Důvodem této změny je právě to, že jsme aplikovali na krychli funkci HyperNURBS, tím, že jsme ji zařadili pod tuto funkci ve správci objektů. Body které tvoří objekt krychle se nyní chovají úplně stejně jako mezilehlé body na naší ukázkové křivce. A jelikož vlastně žádný z těchto bodů není první ani poslední, tak se naše krychle chová tak, že vytvoří kouli uvnitř krychle.

Ujistíme se, že máme v Object manageru (správci objektů) vybraný objekt krychle a stiskneme tlačítko Make Editable (převede objekt na editovatelný), které je na vrchu levého menu.



(Primitivní objekty (základní objekty jako krychle, koule a podobně) neumožňují další editaci jejich povrchu, a proto se musí v případě další editace převést na editovatelné.)

Každý objekt převedený na editovatelný se změní trvale (funkce není později vratná, tedy jestliže upravíme např. plochy převedené koule a poté bychom chtěli objekt opět převést na primitivní kouli tak to nelze). Tím že jsme objekt převedli jsme ale získali možnost jej editovat pomocí úpravy bodů, hran a polygonů, které definují jeho povrch. Primitivní objekt není nutné převádět na editovatelný ihned po vložení do scény, protože v nastavení každého takového primitivního objektu se dá velmi lehce nastavit počet segmentů ze kterých se skládá, míra zaoblení a další parametry, které nám ulehčí následnou práci s převedeným objektem.

Vybereme Points mod (Mód editace bodů), stisknutím tlačítka na levém menu.



(Rozdílné módy nám zapínají rozdílné řídící elementy objektu.)

Při modelování můžeme využít tří druhů řídících elementů objektu. Body, hrany a polygony. Při editovaní pomocí každého jednoho z nich můžeme využít rozličných nástrojů, které nám umožní editovat model specifickým způsobem pro daný režim, jež je v jiném režimu jen těžce dosažitelný.

V modelačním okně vyberte poklikáním jeden z řídících bodů a potáhněte jej směrem od koule, což změní tvar koule.



(Touto změnou jsme docílili změny tvaru objektu, náš model již není perfektní koulí…)

Jak jsme odtáhli bod směrem od koule, tak tento bod nám ovlivnil tvar koule ve směru svého potažení. Jestliže bychom bod umístili na původní místo, tak by se stal náš model identickým s původní koulí.

Při stále vybraném bodu se ujistíme, že máme vybraný výběrový nástroj (šipka) z horního menu a zapneme záložku Active Tool, která se nachází pod Object managerem (správcem objektů).



Spodní část záložky Active tool obsahuje nastavení míry zaoblení objektu, HyperNURBS Weight. Ujistíme se že je nastavena hodnota jezdce na 100% a stiskneme tlačítko Set, nastavit.



Vytvořili jsme slzu.

Tím že jsme nastavili míru zaoblení na úplné zostření (100 %) jsme změnili míru ovlivnění, kterým působí daný řídící bod na tvar objektu. Tento jev je na dále popisován jako HyperNURBS Weight, tedy HyperNURBS váha. Můžeme také nastavit váhu zaoblení na některém z ostatních bodů objektu, což by mohlo dodat našemu modelu na atraktivitě.

Souhrn:

Ukázali jsme si, jak se používá HyperNURBS u velmi rychlého vytvoření vyhlazeného objektu vycházejícího z jednoduchého modelu o několika mála řídících bodech. Od této chvíle můžeme experimentovat s polohováním polygonů či bodů a sledovat, jak se bude se změnou pozice těchto řídících fragmentů měnit tvar našeho modelu. Můžeme také zkusit posunout bod dovnitř stávajícího objektu a vytvořit tak konkávní prohlubeň.

Jak je vidět, tak i z objektu o osmi řídících bodech se dá vytvořit velmi zajímavý a tvarově složitý model.

Modelování 2, HyperNURBS 2

Díky rozsáhlým novým možnostem, které máme v programu CINEMA 4D je tvorba realistických modelů podstatně snazší než dříve. Na následujícím uvedeném příkladu si ukážeme, jak takový model vytvořit.



Předchozí kapitolou jsme ukončili základní seznámení s prací s funkcí HyperNURBS a nyní je vhodná chvíle k využití našich znalostí při výrobě praktického objektu. Dotvoříme standardní americkou dvoukonektorovou zástrčku. Důvodem výběru tohoto příkladu je využíti funkce Bridge (přemostění) a několika dalších zajímavých pracovních postupů.

Nahrajeme si scénu nazvanou "Plug Before.c4d", která se nachází v adresáři Modeling, který je v adresáři CINEMA 4D Tutorials.

Jak vidíme tak náš model nebudeme vyrábět od základu, máme již k dispozici základní část zástrčky. My model dotvoříme za použití rozličných nástrojů a postupů.

Vybereme mód editace polygonu z menu na levé straně.



(S funkcí HyperNURBS se nejvíce pracuje právě za využití módu editace bodů, polygonů a hran, kdy je v těchto módech přístupný velký počet rozličných funkcí.)

Při módu editace polygonů je přístupno mnoho funkcí, přičemž většina těchto nástrojů se nachází v adresáři Structure.

V modelačním okně označíme pomocí myši a stisknutím klávesy Shift dva centrální polygony, tak jak jsou označené na obrázku.



(Vybereme ty polygony, které potřebujeme upravovat.)

Se stisknutou klávesou Shift můžeme myší označovat více objektů. Těmito objekty nemusí být jen polygony, ale i hrany a body, či celé objekty. Za stisku klávesy Ctrl můžeme objekty odznačovat od vyznačených skupin. Jestliže budeme chtít upravit některé části objektu tak vybereme ty části na které budeme aplikovat další nástroje. V našem případě vybereme dva přední polygony, což jsou základy obou konektorů.

Z menu Struktura vybereme příkaz Extrude (vytažení) a táhneme v modelačním okně myší doprava, až se nám vytvoří základní tvary obou konektorů.



(Pomocí nástroje Extrude můžeme polygony vytáhnout ven, ale také je můžeme zapustit dovnitř.)

Příkaz Extrude (vytažení) je aplikovatelný jak v režimu polygonů tak v režimu editace hran a to stejným způsobem jako byl výše uveden. Tímto se dají velmi prostě vytvořit nové polygony. Tento příkaz je používán pro tvorbu detailů bez narušení struktury okolních ploch. Jestliže budeme táhnout po zvolení tohoto příkazu myší doprava, vytáhneme nové polygony ven (ve směru normál, žlutých kolmic z polygonů), táhneme li doleva, tak vtáhneme nové polygony dovnitř. Tyto změny směru neberou ohled na globální polohu objektu.

V modelačním okně táhneme za stálého zapnutí funkce Extrude ještě jednou myší doprava stávající polygony tím přidáme k vytaženým konektorům ještě jednu sekci.



(Toto další vytažení nám připraví model pro budoucí tvorbu detailů.)

Vytažení další sekce na obou konektorech je přípravou na několik dalších kroků a my jej budeme potřebovat pro vytvoření detailů na koncích konektorů. Na tomto místě je věcná poznámka, že bychom se při modelování měli vyvarovat použití trojúhelníkových polygonů za současného užití funkce HyperNURBS, protože by tím mohli vznikat nechtěné artefakty, které by se mohli nepříznivě mohli projevovat při renderingu.

Vybereme selektivní nástroj (©ipka), nebo můžeme pracovat i s nástroji pohyb, rotace, měřítko (ale práce s těmito nástroji je při označování objektů náročnější, poz. překladatele) a označíme čtyři čtvercové polygony, které budeme upravovat (nezapomeneme na možnost stisknutí klávesy Shift pro vícenásobný výběr).



(Polygony vybíráme klikáním myši za stisknuté klávesy Shift.)

Při výběru polygonů při zapnutých funkcích pohyb, rotace a měřítko musíme za stisku klávesy Shift pouze klikat na polygony, které chcete přímo označit. Jestliže bychom při tomto označovaní i mírně potáhli, tak by se nám označené polygony posunuly, pootočili či změnili velikost podle zvolené funkce. Proto je lepší a snazší využít výběrového nástroje, u kterého toto nehrozí a je často také rychlejší, protože lze pouze táhnout myší při stisknuté klávese Shift a nové polygony se označují bez nutnosti dalšího klikání.

Stiskem klávesy "i" vyvoláme funkci Extrude Inner (vytažení uvnitř) a tažením myši doleva v modelačním okně vytáhneme uvnitř označených polygonů nové vnitřní polygony.



(Použití funkce Extrude Inner.)

Stiskem klávesy "i" jsme použili jednu z mnoha zkratek, které slouží ke zpuštění různých funkcí v rozličných módech editace objektu. Ve standardním případě (nebyly li nadefinovány jinak) se klávesovou zkratkou "i" spustí příkaz "Vytažení uvnitř". Jestliže po spuštění této funkce táhneme myší v modelačním okně doprava, tak vytvoříme polygony větší než ty ze kterých jsme tyto polygony vytáhli, táhneme li doleva, pak menší, stažené.

Stiskneme klávesu "b" (příkaz Bridge) a poté tahem vytvoříme spojnici mezi korespondujícími rohy obou vybraných vnitřních polygonů. Tento postup aplikujeme u obou konektorů.



(Klikneme na jeden roh z vybraných polygonů, poté táhneme se stále stisknutým tlačítkem myši nad korespondující roh protějšího vybraného polygonu. Jestli-že jsme měli stále stisknuté tlačítko myši, pak se nám určitě vytvoří otvor.)

Jednou z mnoha možností využití nástroje Přemostění (zkratka "b", Bridge) je vytvoření otvoru či tunelu skrz objekt. Jestliže se na místě budoucího otvoru nenacházejí žádné polygony, tak můžeme v módu editace bodů vytvořit stejným způsobem jako jsme propojili polygony polygony nové. Opět je nutností pospojovat navzájem korespondující rohy, body. Nástroj Bridge nám umožňuje propojovat jednotlivé části objektu!

Vybereme mód editace hran z levého menu.



(Mód editace hran nám zapne hrany našeho objektu k editování.)

Zvolte výběrový nástroj z vrchního menu.



(Výběrový nástroj nám zapne možnost aktivního výběru (viz. výše).)

V modelačním okně vyberte za stisku klávesy Shift osm hran okolo otvorů, které jsme před chvíli vytvořili na konektorech.



(Vybereme hrany na které budeme aplikovat míru zaoblení hran pomocí HyperNURBS váhy.)

Jestliže chceme nastavit míru zaoblení hran (HyperNURBS váha) u hran (i v ostatních módech), tak nejdříve musíme vybrat hrany, na které chceme tuto funkci aplikovat. Poté teprve nastavíme hodnotu zaoblení.

V menu Active Tool (aktivní nástroj) v Attributes manageru se ujistíme, že je nastavena hodnota jezdce váhy nastavena na 100% a poté tuto hodnotu potvrdíme stiskem tlačítka Set.

Můžeme zkusit měnit hodnoty váhy a sledovat jak se tyto změny projeví na míře zaoblení.



(Po nastavení hodnoty míry zaoblení HyperNURBS váhy na 100% se nám na koncích konektorů vytvořili otvory s ostrými hranami.)

Raději než opakované nastavování míry zaoblení na jednotlivých hranách je vhodnější pečlivě využít výběrového nástroje a nastavit hrany najednou. To je obzvláště důležité jestliže chceme nastavit extrémní hodnoty zaoblení.

---

Na tomto místě je vhodné upozornění, že můžeme v případě, že nevidíme nějaké elementy objekty které potřebujeme vybrat díky tvarování objektu funkcí HyperNURBS tuto funkci vypnout. V našem případě se to týká třeba styku kovových zástrček s plastovým základem.

Pro vypnutí funkce HyperNURBS stačí kliknout na zelené zatrhávací znaménko u této funkce v Object manageru, které se tím změní na červený křížek.

Zapnutí funkce je stejné, klikneme na červený křížek a ten se spolu se zapnutím funkce změní na zelené zatrhávací znaménko.

---

Využijeme výběrový nástroj pro označení čtyř velkých polygonů tvořících základ u každého konektoru a také polygony nad a pod vytvořenými otvory.



(Vybereme ty polygony, na které budeme aplikovat míru zaoblení HyperNURBS váhu.)

V menu aktivního nástroje se ujistíme, že je jezdec nastaven na hodnotu 100% a stiskneme tlačítko Set.

Musíme si i nadále zapamatovat skutečnost, že funkce míra zaoblení HyperNURBS váha je aktivní a nastavovatelná v menu Aktivního nástroje jen při zapnutí výběrového nástroje!

V modelačním okně vybereme polygony mezi budoucími žebry a také velké plochy na vrhu a ve spodu zástrčky. Řiďte se při tomto výběru níže uvedeným obrázkem.



Budeme vytvářet uchopovací plochy a ohebná žebra.
U většiny elektrických zástrček jsou identické některé části, které pomáhají při jejich uchopení. Také se u těchto objektů často nachází plastové žebrování v ohebné části, které zajiš»uje kabel proti zlomení a odtržení od konektoru.

V modelačním okně klikneme pravým tlačítkem myši a vyvoláme menu příkazů, ze kterého vybereme příkaz Extrude.



(Uživatelé Macu musí simulovat pravé tlačítko stiskem klávesy Command.)

Tento způsob je jeden z mnoha jak vyvolat tytéž příkazy. Kromě tohoto menu se dá také použít zkratek pro jednotlivé funkce a také se tyto příkazy nalézají v menu Structure. Sensitivní menu které se objeví po stisku pravého tlačítka myši obsahují nejčastěji používané příkazy pro jednotlivý objekt specifické pro jednotlivé módy editace.

V modelačním okně táhněme myší doleva a tím vytvoříme žebra u kabelu a uchopové plochy na velkých plochách zástrčky.



Přesné hodnoty nejsou v tomto principiálním příkladu podstatné, je na nás jak moc výrazné budou námi vytažené fragmenty, tedy jak moc budou vytaženy. A» každý využije svůj úsudek.

Vybereme v modelačním okně polygony žeber, přičemž ignorujte vertikální polygony.



(Výběr těchto polygonů je přednostní pro následné zaoblení hran pomocí HyperNURBS váhy.)

Vybereme nástroj Convert Selection (konvertovat výběr) z menu Selection a vybereme změnu výběru z polygonů na hrany.

Než nastavovat míru zaoblení u polygonů, tak je efektivnější ovlivňovat zaoblení u příslušných hran a bodů. Když u téže plochy budeme nastavovat větší míru zaoblení (zostření) u polygonu, tak se nám zostří rohy podobně jako bychom je zostřili při nastavení zaoblení v režimu bodů. Při změně výběru z polygonů na hrany můžeme bezpečněji využít zaoblení bez nechtěného zostření zaoblení v rozích, které můžeme následně dosáhnout, budeme li to potřebovat v režimu bodů.

Nyní máme vybraný automaticky mód editace hran.

Zvolíme výběrový nástroj a v menu aktivního nástroje nastavíme míru zaoblení.



(Nadefinujeme míru zoblení hran.)

Míra zaoblení hran musí být zvolena tak, aby nebyly tyto hrany zcela ostré, ale mírně zakulacené. Nechceme totiž, aby tyto hrany vypadaly nepřirozeně.

Vybereme mód editace polygonů z levé palety.

V modelačním okně vybereme čtyři vnitřní polygony na každé straně zástrčky, které spojují propadlé polygony úchytové části s tělesem zástrčky.

Musíme pamatovat na to, že se dá případně vypnout funkce hyperNURBS pro lepší a přesnější práci při výběru polygonů.



Za stisknutého výběrového nástroje nastavte v menu aktivního nástroje míru zaoblení u HyperNURBS váhy úchytové části.



(Toto je typický příklad procesu formování objektu.)

Když se tvoří úchytová část zástrčky, tak opět nejsou potřeba zcela ostré hrany. Potřebujeme vytvořit ne zcela ostré, mírně zaoblené hrany.

Přepneme na mód editace hran a vybereme čtyři hrany na počátku a konci kabelu.



(Jsou to hrany na které bude aplikovaná míra zaoblení HyperNURBS váha.)

V menu aktivního nástroje nastavíme váhu na 100% pro plnou váhu, zostření hran kabelu.



(Nyní má kabel konstantní profil po celé délce, náš model je tím hotov.)

Souhrn:

Naučili jsme se několik základních postupů jak pracovat při modelování za použití funkce HyperNURBS. Důležité je se pokud možno držet pravidla používat čtyřstranné polygony a vyvarovat se použití trojúhleníků. Jestliže je jejich použití nezbytné tak je použijeme, ale nesmíme jejich využívání přehánět, protože by mohlo dojít k problémům při vyhlazování a renderingu.

Jestliže je to možné, tak je vhodnější tvořit modely o menším počtu ploch, které můžeme vyhlazovat pomocí funkce HyperNURBS. Menší počet polygonů na našich objektech je vkladem do budoucna, kdy budeme pracovat s animacemi, protože se samozřejmě lépe pracuje s modelem o 500 polygonech než s modelem o 5000 polygonech.

Nemusíme také nastavovat pouze míru zaoblení na polygonech a hranách, ale i na bodech. To, že jsme tento fakt nepoužili na našem modelu bylo vyvoláno pouze tím, že nebyla tato funkce u našeho modelu potřebná. Její využití, stejně jako všech ostatních funkcí je vyvoláno individuálně.

---

Jestliže jste si zakoupili modul Mocca charakter animation, či jej obsahuje Vámi zakoupená licence, tak naleznete v dokumentaci k tomuto modulu tutoriály na modelování pomocí funkce HyperNURBS s přípravou objektů pro jejich animování.

---