3D grafika
Cvičení pro uživatele programu Cinema 4D Elektronická příručka Lekce 1 - 11 Základy
(c)
Cv.1
Téma: Geometrická primitiva, práce s paletou Objekty Vytvořte následující objekty a mírně je upravte. 1. hnědá krychle – délka hrany 200 m. Pomocí panelu Objekty po-klepáním na ikonu krychle vytvoříme oblé hrany (položka Zaoblení hran = 40 m). Objekt přejmenujte na „Zaoblená krychle“ 2. šedý dutý válec – vložte běžný válec o výšce 200 m, poloměru 100 m (poloměr ovlivníme v paletě Objekty pokliknutím na ikonu válce). Pomocí volby Uzávěr zrušíme spodní a vrchní dno. Pojmenujte „Dutý válec“ 3. Růžový zaoblený válec – poloměr 95 m, hloubka 213 m). Stejným způsobem jako u krychle uděláme zaoblené hrany. 4. Zelená trubka – nástroj trubka, který v paletě Objekty pokliknutím na ikonu upravíme tak, že vnitřní poloměr přepíšeme na 155, vnější bude 200 m). Hloubka (výška) je 100 m. Pojmenujeme jako „Trubka_zv_poloměr. 5. Kužel bez špičky oranžový – nástrojem kužel nakreslíme, v Objektu pak pomocí volby Horní poloměr (45) uděláme plochou špičku. Pojmenujte „Kužel bez špičky) 6. Kapka bledě modrá – vytvoříme kužel, horní poloměr 0, dolní 100 m, horní a dolní zaoblení 50/50 a 100/100 (poloměr/výška)
Cv. 2 Booleovské modelování Dětská stavebnice
Vytvořte jednoduchý model stavebnice. 1. Nejprve vytvoříme žlutý kvádr o rozměrech (540; 260; 210). V náhledu objektů je znázorněn žlutou texturou. Tam, kde chceme udělat výřez, umístíme válec (v náhledu objektů jako „výřez“. Ten bude stejně velký, jako plánovaný výřez v kvádru. V hl. menu Objekty / Modelování nalezneme fci. Booleovské. V manažeru objektů umístíme kvádr a výřez tak, aby byly podmnožinou fce. Booleovské (viz. obr.). Dojde k výřezu. 2. Vytvoříme samostatnou červenou kouli a pomocí souřadnic ji umístíme do prostřed žlutého kvádru tak, jak vidíme na obrázku. 3. Vytvořím modrý válec, umístěný ve výřezu. Jeho parametry jsou (160;200;160) poloměr 80 (poloměr získáme tak, že v záložce objektů klikneme na ikonu válce). 4. Pod válec dejte stejně velký kvádr, který stejným způsobem jako v bodě 1 použijte na odříznutí booleovskou funkcí. Zůstane tudíž jen polovina válce (kvádr jej odřízne, viz. první část obrázku vpravo).
Cv. 3
Téma: Vytažení NURBS
Ozubené kolo Ozubené kolo je vytvořeno pomocí 4 objektů a dvou funkcí. Při práci postupujeme takto: 1. Pomocí nástroje menu Objekty / Křivky / Ozubené kolo vytvoříme jednoduché ozubené kolečko. V záložce Objekty na pravé straně obrazovky klikněte na ikonu kola a doplňte počet zubů na 44. Pomocí poloměrů upravte sklon zubů. 2. Zvolte fci. menu Objekty / NURBS / Vytažení nurbs. V záložce Objekty klikněte na ikonu NURBS a vytažení zvolte 50 m. Ozubené kolo je podmnožinou NURBS. 3. Vytvořte válec o parametrech Pozice(0,0,25) Velikost (100,80,100) Rotace (0,90,0). Poloměr 50 (pokliknutím na ikonu v Objektech).V záložce Objekty klikněte na ikonu válce a zvolte zaoblení. Pokliknutím na název v paletce přejmenujte válec na Obruba. 4. Válec překopírujte ještě jednou a nazvěte Díra (CTRL+C / CTRL+V). Pozice(0,0,25) Velikost (80,100,80) Rotace (0,90,0). U té zrušte zaoblení. Poloměr 40. 5. Obrubu a díru pomocí booleovských funkcí upravíme tak, že v obrubě vyřízneme díru právě ve tvaru stejnojmenného objektu. Hl. menu Objekty / Modelování / Booleovské. V paletě objektů dejte obrubu a díru do podmnožiny Booleovské (viz. obr.) Dojde k výřezu 6. Posledním objektem je válec, který nazveme osa. Poloměr 40 m (pokliknutím na ikonu v Objektech), parametry Pozice(0,0,25) Velikost (80,160,80) Rotace (0,90,0). 7. Zadejte barvy dle obrázku.
Cv. 4
Rotace NURBS Protažení NURBS
Cukřenka Na jednoduché cukřence si procvičíme rotaci objektu podle středu (tělo cukřenky, poklička) a protažení křivky dle přilehlého objektu (ouško). 1. Pomocí křivky (Objekty / Vytvořit křivku / Kubická) nakreslíme polovinu těla cukřenky tak, abychom respektovali i vnitřní rozměr (křivka bude dvojitá – začneme uvnitř na spodní straně, pojedeme nahoru, kde vytvoříme obrubu na pokličku, vrátíme se stranou dolů a ukončíme. Tím vznikne polovina nákresu těla cukřenky. 2. Aktivujeme funkci Rotace NURBS a v Objektech na pravé straně obrazovky vytvoříme z nakreslené křivky podmnožinu rotace NURBS (viz. obr.). Nazveme „Rotace cukřenka“. 3. Pokličku cukřenky vytvoříme stejným způsobem (viz. červená řádka v náhledu). 4. Ouško cukřenky se udělá pomocí tzv. protažení NURBS. Nejprve si křivkou ve správném směru od cukřenky nakreslíme obrys ouška. Ten tvoří pouze jedna křivka. Potom v pravém úhlu od křivky naznačíme pomocí kružnice či oválu (poloměr kružnice je 25 – pokliknutím na ikonu kružnice v záložce Objekty). Dobře to naznačuje logo protažení (viz. obr.) Umístíme protažení NURBS z menu Objekty / NURBS / Protažení nebo z ikony v horní liště programu. Udělíme podmnožinu z kružnice a křivky v takovém pořadí, jak vidíme na obrázku vlevo. 5. Umístíme ouško k cukřence.
Cv. 5
Seskupování Segmentace Vyhlazování
1. Vytvoříme normální hrnek s ouškem a talířkem. K tomu, stejně tak jako v minulém cvičení, použijeme křivku (např. Akimu) a Rotaci NURBS. Na vytvoření ouška využijeme křivku spolu s Protažením NURBS (Křivka + ovál). 2. Ovál vytvoříme tak, že použijeme normální kruh a z něho uděláme elipsu (kliknutím v Objektech na ikonu kružnice a zatrhneme „elipsa“, rozměry X=35, Y=20) 3. Nyní ouško seskupíme s hrníčkem. V záložce Objekty v menu Objekty / Seskupit objekty (G), z kurzoru myši se stane kříž, kterým obkreslíme to, co chceme seskupit (nikoli ve výkresu, ale zde, v Objektech). Povšimněte si, že vznikne nová skupina „Osy“ a do ní se automaticky umístí vše, co patří ke skupině hrnku (od spodu: Křivka + Rotace NURBS = hrnek; Křivka + kružnice /elipsa/ + Protažení NURBS = ouško; Osy = seskupení). 4. Nyní uděláme talířek, a to opět pomocí křivky a rotace NURBS (vrchní položky na obr.) 5. Všem objektům, které zde vidíme, přidáme zelenou barvu. 6. Nyní se Vám zdá, že talířek není přesně kulatý, ale že má po hranách plochy. Tomu říkáme segmentace a čím vyšší segmentaci dáme, tím bude vyhlazení hrany kruhu lepší. Kliknutím na první symbol upravíme segmentaci, v mém případě na 66. Tak učiňte v celém výkresu. 7. Kliknutím na poslední symbol modré kuličky určíte mez vyhlazování.
Cv. 6
Ohnutí, světla, pozadí, rendering (v libovolných rozměrech)
1. Stojánek globusu je vytvořen klasickou metodou rotace NURBS tak, jak jste učinili v případě hrnečku v předcházejícím cvičení. Vytváříme tudíž jen polovičku hnědého stojánku, dále aplikujeme Rotaci NURBS. 2. Novým úkolem je kovový nosník, spojující stojánek osu (uvnitř, vedená středem koule šikmo). Nejprve vytvoříme krychli, kterou vytáhneme na tenký dlouhý kvádr. Pomocí fce. OHNUTÍ docílíme tvaru, který vidíme na obrázku. Doporučuji ohnutí natrénovat mimo dokument, chce to trochu píle. (třetí a druhá položka od spodu Objektů na obr. (Krychle / Ohnutí). 3. Třetím prvkem je osa, vedoucí šikmo napříč koulí. Jedná se o nástroj VÁLEC, přizpůsobený parametrům osy (tenký, dlouhý). Umístěte ho nakloněný, vede z konce kovového nosníku. Vše je seskupeno, viz. „Osy“. 4. Tělo globusu tvoří koule. Jako texturu použijte 3D shader Země. 5. Umístěte libovolně tři světla (tlačítko, nebo Objekty / Scéna / Světlo). Nyní si povšimněte červených, zelených a šedých teček v záložce objektů (viz. obr. 2). Červená = vypnuto, zelená = zapnuto, šedá = standardní vlastnosti. Horní tečka symbolizuje chování v editoru, spodní při výpočtu. Prohlédněte si možnosti nastavení světel (dvojklik do ikony světla v panelu Objekty), je opravdu velkolepé. 6. Doplňte zem (ikona, nebo Objekty / Scéna / Zem). Dejte ji texturu. 7. Vytvořte oblohu (Objekty / Scéna / Obloha, nebo ikona) a dejte ji texturu či barvu. 8. Pomocí fce. Rendering / Nastavení renderingu (CTRL + B) v záložce „výstup“ nastavte rozlišení 800*600, v záložce „uložit“ koncovku TIFF. Prohlédněte si celý panel. Vraťte se zpět do menu Rendering a aplikujte Renderovat do prohlížeče. Vyexportujte obrázek pro Photoshop (Soubor / Export / TIFF v prohlížeči)
Prohlédněte si konstrukci obrázku:
Cv. 7
Metaball, odlesk, průhlednost, záření 1. K funkci Metaball si připravíme čtyři koule. Je možné použít i jiná primitiva, koule je však vděčný nástroj. Rozmístíme je tak, jak vidíme na obrázku. Použijeme fci. Metaball z menu Objekty / Modelování, nebo pod tlačítkem v hlavním menu (pozn. zde je i booleovské modelování z cvičení 2 s dětskou stavebnicí). Koule dáme do podmnožiny modelování tak, jak vidíme zde na obrázku. Postup je shodný se všemi postupy, co jsme zatím dělali. 2. Vytvoříme modrý válec a protneme s ním metabools. Slouží nám pouze jako kulisa pro zvýraznění průhlednosti. 3. Průhlednost uděláme tak, že si pro ni „namícháme“ nový materiál. Podívejte se na menu Materiál, konkrétně na zatrhávátka Průhlednost, Odlesk a Záření.
Cv. 8
Symetrie Potažení NURBS 1. Symetrie se věnuje umísťováním objektů kopií v určitém směru a souřadnicích. Na obrázku vyhotovený anuloid je pomocí symetrie překopírován v rovině ZY. Symetrie se vytváří stejně jako jiné efekty – nejprve uděláme objekt a pak jej dáme do podmnožiny dané funkce. V symetrii můžeme volit mezi promítnutím do ZY, XY a XZ. Pokuste se udělat s tímto obrázkem všechna tři promítnutí.
2. Pro vytvoření potažení u druhého obrázku použijeme tři ozubená kole. První největší, druhé střední a třetí nejmenší. Umístíme je tak, aby byly v rámci osy X přesně za sebou. Pak zvolíme funkci Potažení, kterou najdeme v menu Objekty / NURBS (neplést s protažením, cvičení 3). Můžeme postupovat i z tlačítek. Potažení se nám na první pohled nebude líbit. To zapříčiní nízké hodnoty v segmentacích. Proto přepíšeme stávající hodnoty na 1000. Menu získáme tak, že v panelu Objekty (obr.) klikneme do loga Potažení.
Pozor, operace je hardwarově poněkud náročná!
Cv. 9
Práce s textem
K napsání textu použijeme stejnojmenný nástroj, který nalezneme v tlačítkách mezi geometrickými útvary (tlačítko s kruhem), nebo v hl. menu Objekt / Křivky / Text. Do některého z oken (např. pravého) klikneme a objeví se nápis TEXT. Nyní musíme v panelu se záložkou Objekty dvakrát kliknout do ikony textu (AZ), čímž aktivujeme zde zobrazený panel. Nastavení textu odpovídá možnostem kdekterého text. editoru, volby získáme kliknutím na tlačítko „Písmo TrueType“ (ukáže TT a OpenType na vašem disku), či „Písmo Type1“, kdy ale musíme zadat lokaci na disku. Efekt, který vidíte na obrázku, vznikl použitím Vytažení NURBS a aplikováním na text. V Materiálech byla pak zvolena barva s průhledností a vnější září (viz. neonový efekt na obr.)
Cv. 10
Chování skla Polygony a body Slunce
Prvním objektem je láhev. K tomu, aby došlo k efektnímu zvýraznění tloušťky skla, je zapotřebí vést křivku určenou pro rotaci NURBS i vnitřkem lahve. Na láhev aplikujte texturu skla (Materiály: Soubor / Načíst materiály / ... /Mat/Glass). Třetím krokem (po křivce a rotaci NURBS) je vyhotovení dlaždic (specifický materiál ve funkci ZEM). Aby vše vypadalo věrohodně, musíme ještě umístit slunce. To nalezneme mezi světly (nebo v menu Objekty / Scéna / Slunce) a na jeho nastavení se blíže podívejte na následující paletce. Podívejte se na dokonalost nastavení: Rozdíl ve svitu je podmíněn časem, dnem i měsícem. To proto, abychom mohli nastolit realistickou atmosféru osvitu. Zatímco láhev a sklenice je kombinací křivky a rotace NURBS, modrá výlevka (také sklo, ale namodralé) je po dosažení NURBS převedena na polygony (Menu Struktura / Převést na polygony). Potom v ikonách na levé straně přepneme na ikonu „Zapne editace bodů“ a pomocí nástroje na přesun se pokuste vydeformovat výlevku v horní částí modelu. Musíte přidat bod pro správnou deformaci (Struktura / Přidat body). Doporučuji udělat nanečisto. Pro práci s objekty v normálním režimu pak znovu aktivujte tlačítko „Zapne editaci objektu“ – třetí vlevo.
Cv. 11
Generátor částic a jeho modifikace Rendering animací
Princip generátoru částic je následující: Vytvoříme libovolný objekt (kouli, kvádr, skupinu objektů, rybu, sněhovou vločku, kapku ...) a budeme chtít, aby se tyto objekty náhodně nakopírovaly a utvořily „živé“ pohybující se hejno. Použijeme to např. pro animaci pomořského života (uděláme jednoho delfína a vznikne nám hejno), můžeme pracovat i s vlastnostmi (místo objektu světlo, vítr...). Vytvoříme jednu kouli (poloměr 10 jednotek) a aplikujeme fci. „Generátor částic“. Kouli dáme do podmnožiny tak, jako tomu je u všech zatím probraných funkcí. Generátor částic se nachází v menu Objekty / Částice / Generátor. Můžeme použít i ikonu (třetí zprava nahoře). Dokud však nezatrhneme „Zobrazovat objekty“ v Generátoru částic (dvojklik na logo generátoru v záložce Objekty), nebudou se nám obrazy zobrazovat, místo nich uvidíme jen malé čárky. Další ikony po generátoru, nebo položky v menu Objekty / Částice, rovněž ovlivňují fci. částicových systémů. Je to např. přitažení, tření, gravitace, rotace, vítr apod. Všechny tyto fce. slouží ke změně pohybu částic – ovlivňují proud vodních kapek, hejna ryb apod. Tyto mezníky se na obrazovce objeví jako pomocná geometrická primitiva (např. žlutá krychle na obr.), při renderingu animace pak vidět nejsou a postřehneme až výsledný efekt. Na použitém obrázku vidíme „Destruktor“ – efekt, který systematicky ničí vystřelované červené koule. Zatím jsem renderovali pouze statické snímky, nyní vyrenderujeme sérii snímků, tj. animaci. Nejprve musíme v menu Rendering / Nastavení renderingu na záložce Výstup určit položku „Všechny snímky“. To proto, aby se nám nevykreslil jen ten obrázek, na který se díváme. V záložce „Uložit“ pak určete typ souboru a destinaci (kam uložit), příp. kvalitu DPI. Samotný render po uložení tohoto nastavení provedeme povelem Rendering / Renderovat do prohlížeče.
Cv. 12
Generátor částic a jeho modifikace Rendering animací
Princip generátoru částic je následující: Vytvoříme libovolný objekt (kouli, kvádr, skupinu objektů, rybu, sněhovou vločku, kapku ...) a budeme chtít, aby se tyto objekty náhodně nakopírovaly a utvořily „živé“ pohybující se hejno. Použijeme to např. pro animaci pomořského života (uděláme jednoho delfína a vznikne nám hejno), můžeme pracovat i s vlastnostmi (místo objektu světlo, vítr...). Vytvoříme jednu kouli (poloměr 10 jednotek) a aplikujeme fci. „Generátor částic“. Kouli dáme do podmnožiny tak, jako tomu je u všech zatím probraných funkcí. Generátor částic se nachází v menu Objekty / Částice / Generátor. Můžeme použít i ikonu (třetí zprava nahoře). Dokud však nezatrhneme „Zobrazovat objekty“ v Generátoru částic (dvojklik na logo generátoru v záložce Objekty), nebudou se nám obrazy zobrazovat, místo nich uvidíme jen malé čárky. Další ikony po generátoru, nebo položky v menu Objekty / Částice, rovněž ovlivňují fci. částicových systémů. Je to např. přitažení, tření, gravitace, rotace, vítr apod. Všechny tyto fce. slouží ke změně pohybu částic – ovlivňují proud vodních kapek, hejna ryb apod. Tyto mezníky se na obrazovce objeví jako pomocná geometrická primitiva (např. žlutá krychle na obr.), při renderingu animace pak vidět nejsou a postřehneme až výsledný efekt. Na použitém obrázku vidíme „Destruktor“ – efekt, který systematicky ničí vystřelované červené koule. Zatím jsem renderovali pouze statické snímky, nyní vyrenderujeme sérii snímků, tj. animaci. Nejprve musíme v menu Rendering / Nastavení renderingu na záložce Výstup určit položku „Všechny snímky“. To proto, aby se nám nevykreslil jen ten obrázek, na který se díváme. V záložce „Uložit“ pak určete typ souboru a destinaci (kam uložit), příp. kvalitu DPI. Samotný render po uložení tohoto nastavení provedeme povelem Rendering / Renderovat do prohlížeče.
13. Model letadla Potažení NURBS / Zúžení / Booleovské / Symetrie
1. Nejprve se pokusíme vytvořit křídlo. Zkusíme to nanečisto. Rozmístěte za sebou tři kružnice, resp. elipsy, a u každé mírně zmenšete velikost. Potom aplikujte POTAŽENÍ NURBS. Pokuste se nyní přemísťovat jednotlivé elipsy a pozorujte, jak se mění deformace křídla.
2. Tímto způsobem uděláte přední i zadní křídlo. Můžete ho udělat pouze polovinu a potom aplikovat fci. SYMETRIE.
3. Motory uděláme pomocí KAPSLE (je v geom. primitivech) a aplikujeme na ni DEFORMACI zúžením. 4. Kokpit je vytvořen běžnou koulí s vlastností skla. Můžete aplikovat také oříznutí pomocí booleovské funkce, aby v trupu byl otvor. 5. Dodejte barvy, seskupte. 6. Nasviťte obrázek a vyrenderujte tak, aby vypadal co nejlépe.
14. Animace podle cesty VESMÍR 1. Základem animace je otevření okna s názvem Správce animací (Shift + F3), které se nachází v menu Okno.
2. Na pravé straně panelu se budou objevovat objekty, které jsou součástí scény. 3. Nahoře vpravo máme 8 barevných čtverců – každý označuje jednu vrstvu, přičemž o řádku níž máme oko a zámek – oko umožňuje aktivování zobrazení, zámek logicky uzamkne vrstvu. 4. V horní části Správce animací je časová osa. Zeleným ukazatelem určujeme „životnost“ objektu, který je předmětem animování. Šedým ukazatelem „zoomujeme“ časovou osu. 5. Vytvořte kouli. 6. Vytvořte kružnici (jde to pochopitelně i s křivkou) 7. V Správci animaci klikněte na slovo „koule“. Zadejte Soubor / Nová stopa / Geometrie / Natáčet ke křivce
8. Chytněte název objektu kružnice a myší odneste do časové osy pod 0F proti objektu Koule. Těsně před časovou osou naleznete indikaci „Vyrovnat na křivku“. (viz první obrázek). 9. Časová osa funguje v sounáležitosti se spodní lištou pro animaci dole v programu.
10. V menu Navigace dejte Režim přehrávání / Cyklicky. Tím zajistíte pohyb jako smyčku. 11. V menu Navigace dejte Rychlost přehrávání / Všechny snímky + Projekt. 12. Dále postupujte standardně – dejte textury, nasvícení a dodělejte scénu podle svého názoru. Výsledkem by měly být různé obíhající planetky.
