Kytara, akustická a trochu jinak (6) - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

14. ledna 2010, 00.00 | Práce na struníku a kobylce, tak by se mohl jmenovat dnešní díl. Pomocí polygonových nástrojů si vytvříme všechny objekty nutné k ukotvení strun na těle kytary.

Podíváme se na náš model z vrchního pohledu a opět začneme tím, že si vytvoříme primitivum Polygon. Polohu tohoto objektu, a také jeho velikost a rotaci si upravíme tak, aby odpovídal předloze – objektu, a nyní se, doufám, nebudu plést a pokud ano, tak mne prosím opravte, struník. Jakmile máme objekt umístěný, můžeme jej převést na polygonový (zkratka C). Dále jej budeme editovat ručně.

Přepneme se do režimu bodů a rozmístíme tak, aby odpovídaly vnějším rohům objektu.

Přepneme se do režimu editace hran a vybereme si (ručně) dlouhé z daného pohledu svislé hrany. Použijeme na ně příkaz Struktura > Vyjmout hrany, vypneme volbu pro tvorbu N-úhelníkových polygonů a tahem doprava vytvoříme tři víceméně vodorovné řezy. Pomocí klávesy Shift (tlačítko myši stále držíme) roztáhneme nové hrany tak, aby alespoň rámcově odpovídaly ostrým výčnělkům, které jsou na původním modelu.

Přepneme se zpátky do režimu bodů a opět si rozmístíme nově vzniklé body.

Vrátíme se do režimu editace hran a vybereme si (opět asi stačí ručně) krátké „vodorovné“ hrany a na tyto hrany opět aplikujeme příkaz Vyjmout hrany, ale tentokráte jen se segmentací 2 (tedy myš budeme muset asi potáhnout mírně doleva, abychom snížili dříve zadanou hodnotu 3 na 2).

Zůstaneme v režimu hran a aktivujeme si nástroj Struktura > Posunout (a nebo Kyamaslide plugin). Posuneme si na každé straně jednu hranu  v místě prohnutí, abychom doladili tvar těchto smyček.

Přepneme se do perspektivy, protože budeme v dalším postupu kombinovat několik technik. Nejdříve ale vytvoříme výškový profil tohoto objektu. Přepneme se tedy do režimu polygonů, ujistíme se, že nemáme žádný polygon vybraný a aktivujeme si příkaz Struktura > Vytažení. Tímto příkazem (všechny volby necháme ve výchozím nastavení) provedeme vytažení základní výšky objektu (okolo cca 3-3,5 jednotek).

Vybereme si střední polygony a na tyto polygony si aplikujeme příkaz Struktura > Posun ve směru normály. Tím vytvoříme základní výšku plochy, ve které jsou zachyceny struny.

Vrátíme se do režimu editace hran. Využijeme příkaz Výběr > Prstenec z hran a vybereme si prstenec hran na bocích (zkosená plocha). Nejdříve na jedné straně. Pak na tento výběr aplikujeme příkaz Nůž > Smyčka. A nyní se naučíme další opravdu zajímavou techniku. Přiblížíme kurzor jedné vnější hraně prstence a stiskneme klávesu Shift. Nebudeme ji držet, jen ji stiskneme. Bílý náhled řezu změní barvu na šedou a my, ve Správci nastavení můžeme, velmi precizně, nastavit hodnotu polohy řezu v parametru Posun. Zadáme hodnotu takovou, aby byl řez mírně od středu hran a to směrem „nahoru“. V mém případě jsem zadal hodnotu 45%, ale možná bude sekvence bodů u Vás odlišná a zadáte hodnotu 55%. Jsme-li se zadáním spokojeni, jen klikneme do plochy editačního okna. Řez je hotový.

To samé provedeme i na druhé straně.

Vybereme si vrchní tři hrany nově vytvořených smyček a pomocí prostého nástroje Posun (zkratka E) je posuneme ve směru osy –Y skoro do stejné výšky, jakou mají hraniční hrany objektu. Ne do stejné, přeci jen o maličko výše, ale velmi podobné.

Pomocí příkazu Výběr > Smyčka z hran (zapnutá volba „Zastavit na okraji hran“) vybereme vytvořené smyčky a ty pomocí příkazu Struktura > Zkosení zkosíme s hodnotou segmentace 0.

Přepneme se do režimu editace polygonů, vybereme si na každé straně polygon, který má být v „prohnutí“ tvaru objektu. A tento polygon pomocí příkazu Struktura > Posun ve směru normály posuneme.

Vrátíme se do režimu hran, měli bychom mít stále vybrané předešlé dvě smyčky hran (vzniklé ze zkosení) a na tyto smyčky aplikujeme další zkosení s hodnotou segmentace 0. Tvar je v této části dokončený.

Úprava (prohnutí) v hlavní části provedeme úplně stejným postupem. Nejdříve tedy vybereme prstenec z hran, ten rozdělíme pomocí příkazu Vyjmout hrany na 3 segmenty (tři pruhy smyček polygonů), posuneme ve směru normály. Pak ještě jednou vzniknuvší dvě smyčky opět zkosíme. Jak jsme si řekli, postup je víceméně shodný.

Poznámka: zkosení hran, jak jsme jej zde popsali, není úplně ideální. Tedy, v našem případně nám nečiní ještě vizuálních potíží, ale problém je v tom, že posun nových hran je absolutní, nikoliv relativní k délce sousedící hrany, po které se nový bod posouvá. Pokud je podmínkou tohoto relativního chování, lze použít jiný postup. Vytvořit pomocí nástroje Nůž > Smyčka a nebo Vyjmout hrany nové smyčky a pak do této smyčky svařit smyčku původní. Je to pracnější, ale výsledek je přesnější.  

Nyní již jen odladíme tvar objektu. Respektive jeho zaoblení. Vybereme si pomocí Výběr > Smyčka z hran v režimu hran smyčky, kde jsou „výčnělky“. Tyto hrany pomocí příkazu Struktura > Zkosení zkosíme, přičemž můžeme nastavit hodnotu segmentace 1 a způsob nastavit na Bézier.

Abychom měli pěkné zaoblení, je nutné myslet na chování vyhlazení Phong. Musíme tedy vytvořené zkosení „potvrdit“ novou těsně sousedící smyčkou, abychom zastavili tvorbu vyhlazení, které by jinak končilo až na další, poměrně vzdálené smyčce. Můžeme pro toto omezení použít příkaz Nůž v režimu Smyčka, kdy jej aplikujeme vždy na vybraný prstenec z hran. Tuto „ochranu“ použijeme na všech vnitřních zkoseních, které jsme vytvořili.

Pomocí smyčky z hran a dalších výběrů vybereme vrchní smyčku a krajové vertikální smyčky. Na tento výběr aplikujeme příkaz Struktura > Zkosení s hodnotou segmentace 0.

A opět musíme potvrdit Phong vyhlazení další smyčkou. Vybereme si tedy prstenec z hran a ten pomocí příkazu Nůž > Smyčka rozřízneme. I zde mimo to platí to, co v poznámce.

Předposlední „pojištění“ vyhlazení, které provedeme v této sekvenci, je na začátku a konci objektu. Systém práce je přitom stále shodný.

Poslední smyčky přeřízneme po délce objektu. Popis jistě již opakovat nemusíme.

Co ještě k tomuto objektu dodat? No samozřejmě, v tomto objektu jsou otvory, ve kterých jsou válečky zachycují struny (neptejte se mne jak, nevím to). Samotné válečky jsou  pak v konických prohlubních. Vytvoříme si tedy tyto prohlubně, a pak do nich jen umístíme zmíněné válečky.

Nejdříve ale využijeme možnosti pracovat s N-úhelníkovými polygony. Vybereme si polygony, ve kterých mají být umístěné válečky a ty převedeme na N-úhelníky pomocí příkazu Funkce > Roztavit.

Pro další využijeme objekt Kužel. Ten si nastavíme na hodnotu –Y (aby byl převrácený) a aktivujeme si příkaz Posun. V něm nastavíme přichytávání na polygon ve 3D režimu a umístíme si nově vytvořený objekt na plochu vrchního polygonu (N-úhelníku), první prohlubně. 

Kužel měl v mém případě následující nastavení (jako na obrázku).

Vybereme si objekt kužele a následně aktivujeme příkaz Funkce > Duplikovat. V nastavení tohoto nástroje zadáme tvorbu režimu na lineární a vytvoření 5 kopií (skutečných kopií). Hodnoty posunu zadáme tak, aby se nám kopie správně rozmístily. Pomocí Vám může být níže uvedený obrázek, ale samozřejmě každý model dopadne trochu odlišně podle úvodní velikosti podkladu...

Při duplikování nám vznikl objekt Osy, pod kterým jsou vytvořené duplikáty (primitiva Kužel). Původní objekt Kužel si také vložíme do této skupiny (tento krok není nezbytný, užil jsem jej jen pro zachování přehlednosti práce).

Abychom měli jistotu, že Booleanovská operace proběhne korektně, natočíme si náš hlavní objekt tak, abychom na něj viděli odspodu a použijeme, vlastně v jakémkoliv režimu, příkaz „Uzavřít otvor“, kterým se uzavře spodní otevřená plocha.

Vytvoříme si nový objekt Booleanovských operací. Upřímně, nemám tento objekt příliš v oblibě pro jeho ne úplně korektní chování a trochu nepředpokládatelnou kvalitu. Vždy při jeho užití je nutné odladit výsledný tvar – strukturu – a také je vhodné využívat v případě planárních ploch N-úhelníkové polygony. Ty ale ne vždy lze generovat pomocí volby Booleovského objektu, a tak je často nutné, a to bude i náš případ, postupovat poněkud odlišně.

Přejděme ale k věci. Vytvoříme si objekt Objekty > Modelování > Booleanovské operace. U tohoto objektu si ve Správci nastavení zadáme volbu B odečíst od A a aktivujeme (zcela jistě) volby Vysoká kvalita a Vytvořit jeden objekt. Vyzkoušet můžeme také volbu Skrýt nové hrany, která vytváří v místě „řezu“ místo mnoha trojúhelníků N-úhelníkový polygon. Jenže, v případě mnoha vytvořených prohlubní (jako v našem případě) a nebo otvorů to nemusí úplně vždy fungovat. V mé ukázce nefunguje. Lépe bychom na tom byli, pokud bychom jednotlivé „prohlubně“ odečítali postupně, ale to není efektivní. Raději tedy věnujeme nějaký čas optimalizaci a půjdeme níže uvedenou cestou.  

Pod vytvořený objekt Booleanovských operací vložíme náš objekt a objekt Osy s kužely (v tomto pořadí). Ujistíme se, že máme aktivované výše zmíněné volby a měli bychom dostat asi následující výsledek.

Vybereme si objekt Booleanovských operací a převedeme si jej stiskem klávesy „C“ na polygony. Převede se tím na objekt Osy se jménem Booleanovských operací, pod kterým bude polygonový objekt, jehož jméno bude složeno ze jmen dvou předešlých objektů.

Přepneme se do režimu bodů a dáme si tu práci, že vyčistíme okraje kuželových ploch, které jsou vyvrtané v ploše našeho objektu. Pracovat budeme v režimu editace bodů a vždy si vybereme bod, který budeme mazat a bod, který je vlastní kruhové segmentaci kužele. Je to poměrně pracný proces, ale pokud budeme mezerníkem přepínat výběrový nástroj a příkaz Sešít, jsme za pár vteřin hotovi. Zkontrolujeme tak všechny okraje kuželových ploch, samozřejmě.

Pokud jsme hotovi, přepneme se do režimu polygonů. Převedeme si vrchní plochu v okolí prohlubní, která je tvořena velmi divokou strukturou úzkých polygonů, do jednoho N-úhelníkového polygonu. Opět je zde jedno úskalí. Pokud bychom si vybrali všechny polygony této plochy najednou, pak by se mohlo stát, že výsledná plocha bude vadná. Preferuji tedy následující postup, kdy si vybereme vždy jen polygony, které obklopují jeden otvor a tyto polygony pomocí příkazu Struktura > Rozpuštění převedeme na N-úhelník. Pak si ke vzniklému N-úhelníkovému polygonu přidáme další polygony obkružující sousedící prohlubeň a operaci zopakujeme a tak dále. Měli bychom tak bez potíží získat jeden velký N-úhelníkový polygon s 6 prohlubněmi.

Pokud se zdařilo, přepneme se do režimu editace hran a vybereme si výběrový nástroj Výběr > Smyčka z hran. Vybereme si první ze smyček záhubně a pak s klávesou Shift další a další smyčky. Vybereme samozřejmě všechny.

Pomocí příkazu Struktura > Zkosení zkosíme vybrané smyčky. Hodnota segmentace zůstane na 0 a v tomto případě se ujistíme, že je aktivní volba Vytvořit N-úhelníky.

Stále v režimu hran zvolíme Výběr > Prstenec z hran a stejnou sekvencí vybereme výškové hrany kuželů.

Aktivujeme si nástroj Nůž a nastavíme mu režim Rovina, využijeme rovinu XZ (lokální či globální, mělo by to být jedno) a opět „potvrdíme“ vyhlazení Phong dalším řezem, jak jsme již asi zvyklí. Ujistíme se jen, že je ve Správci nastavení aktivní volba „Omezit na výběr“.

Vrátíme se do režimu polygonů a vybereme si vrchní N-úhelníkový polygon. Provedeme na něm maličký příkaz Struktura > Vytažení uvnitř (segmentace 1, volba Vytvořit N-úhelníky by měla být aktivní) a potáhneme do plochy nový vnitřní polygon.

Přepneme se do režimu hran a vybereme si Výběr > Smyčka z hran a vybereme si vnější smyčku právě vytvořeného N-úhelníkového polygonu a smyčku sousedící. Pomocí příkazu Struktura > Sešít obě hrany sešijeme dohromady. Objekt je hotový.

Pokračovat budeme dalším objektem. Vytvoříme si nové primitivum Válec. To bude válečkem, který „drží“ strunu v objektu, který jsme právě připravili. Válečku nastavíme segmentaci po obvodu na 24 a orientaci +Y. Aktivujeme si nástroj Posun a u tohoto nástroje Přichytávání na body v režimu 3D. Posuneme si váleček tak, aby jeho poloha odpovídala umístění první prohlubně (přichytávání nám s tím hravě pomůže, pak si jej ale nezapomeneme opět vypnout).

Upravíme si poloměr válečku podle potřeby, mne se zdála jako odpovídající hodnota 3,3 jednotek, Opět ale tato hodnota záleží na konkrétní scéně. Výšku jsem zadal 15 jednotek.

Váleček si pomocí zkratky „C“ převedeme na polygonový objekt, ten pomocí příkazu Funkce > Optimalizovat optimalizujeme do spojité struktury...

Objekt si můžeme umístit do finální polohy (ve výšce), přepneme se do režimu polygonů a pomocí nástroje Struktura > Nůž > Rovina XZ si vytvoříme řez v jeho cca 1/3 výšky odshora.

Aktivujeme si příkaz Výběr > Smyčka z hran a vybereme si obvodovou smyčku, která právě vznikla. Na tomto výběru provedeme jednoduchý příkaz Struktura > Vytažení s hodnotou segmentace 0 a vypnutými všemi ostatními volbami.

V perspektivě si pomocí  Výběr . Smyčka z hran vybereme vrchní uzávěr u právě provedeného vytažení. Pomocí nástroje Velikost (zkratka T) jej jednoduše zmenšíme. Následně provedeme maličké vytažení směrem do objektu (Struktura > Vytažení). Dokončíme si jen přípravu na materiály a pomocí Výběr > Zvětšit výběr (duální zkratka je U~Y) si tento výběr rozšíříme a následně jej uložíme pomocí Výběr > Zachovat výběr. U objektu vznikne nová vlastnost uloženého výběru, kterou využijeme v případě materiálů.

Přepneme se do režimu hran a vybereme si vrchní vnější smyčku pomocí Výběr > Smyčka z hran. Na tuto smyčku aplikujeme příkaz Struktura > Zkosení s režimem zkosení nastaveným na volbu Beziér a segmentací 4. Vypneme volbu pro tvorbu N-úhelníků. Vytvoříme si vrchní zaoblení.

Podíváme se na váleček odspoda tak, abychom mu lidově řečeno viděli pod klobouček. Pomocí příkazu Výběr > Smyčka z hran vybereme spodní smyčku z hran pod kloboučkem a tu pomocí příkazu Posun ve směru osy –Y posuneme mírně dolů.  

Vybereme si opět smyčkou i výše umístěnou smyčku a obě dvě zkosíme pomoc Struktura > Zkosení o hodnotě 0.

Poslední, co učiníme na tomto objektu je, že si aktivujeme nástroj Struktura > Nůž, nastavíme mu rovinu XZ a vytvoříme opět řez, který „zastaví“ vyhlazování Phong. Abychom nemuseli nic vybírat, vypneme v nastavení nože volbu Omezit na výběr. Objekt je hotov.

Ujistíme se, že máme náš nový objekt vybraný a provedeme příkaz Funkce > Duplikovat o stejných hodnotách, jaké jsme použili v případě struníku. Co můžeme změnit, je nastavení tvorby klonů z kopií na renderované instance. Příkaz potvrdíme.

Poslední, co z pohledu modelu na této části vytvoříme, je náhodné vertikální umístění jednotlivých válečků.

Zbývá vlastně poslední drobnost, která se týká této strany upevnění strun. Jejich vertikální rozmístění pomocí maličkého podpůrného objektu - kobylky. I tento objekt si připravíme pomocí primitiva, tentokráte primitiva Rovina nastaveného do orientace +Y počtu segmentů šířka 1, výška 6 a velikosti, stejně tak natočení podle obrázku.

Objekt si převedeme a aktivujeme si výběrový nástroj Přímý výběr (šipka). Následně se ve Správci nastavení přepneme. Protože, musíme si uvědomit, že i výběr je vlastně nástroj, a tak má své vlastní volby. Mezi ty nejvýznamnější patří takzvaný „měkký výběr“, tedy možnost posouvat výběrem „měkce“ s přechodem účinnosti. Nástroj funguje velmi podobně jako magnet s tím rozdílem, že je na výběru fixně upevněn, a tak nemusí být 100% účinnost jen v jednom jediném místě, ale celé ploše. My přesně tuto vlastnost využijeme.

Vybereme si dva středové body a přepneme se do zmíněného „měkkého výběru“ v záložce Volby. Přejdeme do záložky Měkký výběr (která se tímto aktivuje). Můžeme si všimnout, že po výběru se na objektu (podle jeho velikosti, případně budeme muset příslušný parametr upravit) zobrazil žlutý přechod znázorňující vliv, respektive úbytek vlivu, nástroje.

V nastavení si změníme typ úbytku na Kopule a nebo případně Koule. A upravíme velikost poloměru vlivu nástroje podle našeho objektu. Já jsem volil hodnotu 45.

Následně uchopíme osu výběru Y a posuneme „výběr“ směrem vzhůru. Tím vytvoříme potřebné „prohnutí“.

Jsme-li s touto úpravou hotovi, opět si měkký výběr vypneme (režim normální). Následně pomocí Ctrl+A vybereme všechny body objektu a posuneme je ve směru osy Y nahoru, do jejich finální pozice.

Přepneme se do režimu hran a zvolíme si příkaz Výběr > Smyčka z hran (případně budeme muset vypnout volbu zastavit na okraji) a vybereme si vnější smyčku vytvořeného objektu. Na tuto smyčku aplikujeme nástroj Struktura > Vytažení, s hodnotou segmentace 0 a parametrem Posun také 0. Použijeme náš starý trik s jednoduchým posunem. Posuneme si novou smyčku malinko směrem dolu (o kousek více, než bude následující zkosení).

Následně si celý postup zopakujeme a velikost takto zkopírované smyčky ve směru osy Y zadáme na 0 a polohu také na 0. Objekt je připraven na následující zkosení.

Vybereme si vertikální hrany na okrajích. A následně tyto hrany pomocí příkazu Struktura > Zkosení zkosíme. Segmentaci zadáme na 2 aktivujeme práci s N-úhelníky. Zkosení zadáme na Beziér.

Přepneme se do režimu polygonů a aktivujeme si Výběr > Smyčka z hran a vybereme si obvodové polygony. Na tyto polygony aplikujeme příkaz Odstranit N-úhelníky.

Vrátíme se do režimu hran a vybereme si vrchní smyčku (Výběr > Smyčka z hran). Na tuto smyčku aplikujeme úplně stejný příkaz Zkosení, jen s maličko menším poloměrem.

Vzhledem k povaze objektu již jen zajistíme konec zaoblení funkcí Phong. V režimu polygonů si aktivujeme Výběr > Smyčka z hran. Vybereme si polygony vytvořeného zkosení a ty pomocí příkazu Funkce > Odstranit N-úhelníky převedeme na standardní polygony.          

Ujistíme se, že nemáme aktivní žádný výběr. A je v tomto kroku nepodstatné, zda jsme v režimu bodů, hran a nebo polygonů. Aktivujeme si nástroj Struktura > Nůž > Smyčka, ujistíme se, že není aktivní volba Omezit na výběr a naopak je aktivní volba Vytvořit N-úhelníky a vytvoříme pomocné řezy ovlivňující funkci phongova vyhlazení. Samozřejmě na obou okrajích tohoto objektu.