STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA, BRUNTÁL, P. O. POČÍTAČOVÁ GRAFIKA 2011 KVĚTOSLAV BEDÁŇ

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA, BRUNTÁL, P. O.

POČÍTAČOVÁ GRAFIKA

2011

KVĚTOSLAV BEDÁŇ

Obsah 1 EDITACE OBJEKTŮ K MODELOVÁNÍ ..................................................................................... 4 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

JEDNODUCHÉ OBJEKTY A OBJEKT HYPERNURBS ............................................................................................................ 4 MODELOVÁNÍ HRACÍ KOSTKY................................................................................................................................. 17 RENDERING OTEVŘENÉ SCÉNY. ............................................................................................................................... 33 VLASTNOSTI MATERIÁLŮ ....................................................................................................................................... 43 UV MAPOVÁNÍ ZÁKLADNÍCH TĚLES ......................................................................................................................... 66 EDITACE BODŮ, HRAN A POLYGONŮ ........................................................................................................................ 78

2 PRÁCE S KŘIVKAMI ............................................................................................................ 93 2.1 2.2

ÚPRAVA KŘIVEK .................................................................................................................................................. 93 KRUHOVÉ POLE KŘIVEK ......................................................................................................................................... 97

Počítačová grafika

3. ROČNÍK

3


1

EDITACE OBJEKTŮ K MODELOVÁNÍ

1.1 JEDNODUCHÉ OBJEKTY A OBJEKT HYPERNURBS Rychlý náhled Správná Segmentace v modelování pomocí polygonů má podstatný vliv na výpočet HyperNurbs objektu. Je možné jí dosáhnout různými metodami, např. pomocí nástroje nůž, zkosení hran nebo tzv. vyjmutím hran. Následující příklad je věnován těmto metodám

Cíle kapitoly    

Používat smyčky z hran, prstence z hran, vyjmutí z hran. Ukázat práci s modifikátory posun, změna měřítka, rotace. Nastavovat rozměry smyčkyz hran. Umět používat editaci bodů.

Čas potřebný ke studiu Předpokládaný čas samostudia kapitoly je 90 minut.

Klíčová slova Cyklus hran, prstenec hran, zobrazení izoparm, Goraudovo stínování, vytažení plochy, vytažení plochy uvnitř, rotace objektu, změna měřítka, přemostění hran, všesměrové světlo, vytažení křivky, zaoblení křivky.

Výklad Cílem našeho úsilí je jednoduchý objekt na obrázku č. 9. Aby se tohoto výsledku dosáhlo, je třeba objekt patřičně vytvarvat a nasegmentovat. Začneme tedy objektem krychle. Nastavíme rozměry x = 200, y = 50, z = 200. Nasegmentujeme příkazem Vyjmout hrany podle obrázku č. 1.

4


Obrázekč.1 1Segmentace objektu krychle Obrázek 

Označíme dva polygony uprostřed z obou stran hranolu a smažeme. Vzniká skořepina objektu, která je vidět na obrázku č. 2. Přepneme se do editace hran. Příslušné hrany spojíme pomocí nástroje Přemostit. Myší táhneme od jedné horní hrany ke druhé spodní hraně otvoru. Získáme jej z kontextového menu nebo klávesou B.

5


Obrázek č. 2 Tvorba otvoru mazáním dvou polygonů uprostřed   

Přemostění hran otvoru

Označíme prstenec hran před otvorem a za ním. Zvolíme příkaz Vyjmout hrany. Ve správci nastavení zvolíme počet hran 1 a odškrtneme mnohoúhelníky. Vytvoří se hrana totožná s osou z. Označíme prstenec hran, ale pouze hrany v hlavních osách, jak ukazuje obrázek č. 3. Ještě předtím zvolíme z menu Zobrazení izoparmy a Goraudovo stínování (hrany), obrázek č. 3 a 4. Zvolíme příkaz Velikost (změna měřítka) a tahem myši zvětšujeme otvor. Můžeme zadat hodnoty x a z v sekci velikost, jak ukazuje obrázek č. 4.

6


Obrázek č. 3 Zobrazení izoparm

7


Obrázek č. 4, Použití změny měřítka při tvorbě otvoru

8


Obrázek č. 5, Editace bodů  Přepneme se do režimu editace bodů.Klávesou F2 nastavme vrchní pohled. Zvolíme Výběr obdélníkem a zrušíme Označovat pouze viditelné prvky. Proč? Abychom při výběru obdélníkem označili také spodní, neviditelné body. Poté spodní polovinu objektu smažeme. Obrázek č. 5.

9


Obrázek č. 6, Použití příkazu Uzavřít otvor  Zůstane pouze jedna polovina objektu s otvory. Přepneme se do režimu editace hran a z kontextového menu vybereme příkaz Uzavřít otvor. Aby se nově vzniklé plochy nezhroutily, což je vidět na obrázku č. 6, je potřeba tyto plochy nasegmentovat. Použijeme nůž, klávesa K, v režimu rovina X-Y. Můžeme si dovolit ověřit správnost segmentace objektem HyperNurbs.

10


Obrázek č. 7, Kopie objektu ve správci objektů  Vytvoříme kopii oblouku, a to ve správci objektů tahem myši se stisknutou klávesou CTRL. Nový oblouk otočíme a posuneme pomocí příkazů Rotace, klávesa R a posun, klávesa E. Ve správci objektů přejmenujeme objekty například na Oblouk, poklepáním na ikonu objektu, obrázek č. 7.

11


Obrázek č. 8, Lomená křivka a zaoblení rohu  Chceme vytvořit částečně uzavřenou scénu, aby se vhodně odrážela světla a vytvářela stíny na podložce. Klávesou F3 se dostaneme do předního pohledu. Zvolíme nástroj Lomená křivka a třemi body načrtneme křivku, viz obrázek č. 8. Upravíme polohu křivky. Klikneme na levý krajní bod a v políčku pozice nastavíme y=0. Proč? Podložka by měla ležet v rovině X-Z. Pravý roh křivky (na obrázku č. 8 v zeleném rámečku) zaoblíme příkazem Srazit z kontextového menu. Vložíme objekt Vytažení a ve správci objektů podsuneme křivku pod objekt Vytažení. Ve správci nastavení jsem dal

12




posun ve směru osy x až na 5000 mm. Objekt přejmenujeme na Podložka a posuneme ve směru osy x tak, aby podložka překryla celou scénu. Přidáme alespoň dvě světla, vhodně je rozmístíme. Zvolíme jemné stíny. Objekty přiblížíme ke kameře. Zvolíme příkaz Nastavení renderingu, výstup. Šířku jsem nastavil na 1000 pixelů, výšku na 1400 pixelů. Objektům přidáme alespoň barvu, když ne materiál. Klikneme na ikonu oblouku ve správci objektů a ve správci nastavení na Zákl. Zvolíme Použít barvu - vždy a vybereme barvu pro objekt oblouku. Zbývá už jedině renderovat obraz a to do prohlížeče, klávesová zkratka SHIFT+R. Poté dáme Soubor, uložit a zvolíme příslušný formát rastrového obrázku. Dílo je hotovo, doufám, že se vám povedlo nejméně tak pěkně, jako mně.

Obrázek č. 9, Hotový renderovaný obraz

13


Otázky a odpovědi Pokuste se vymodelovat a správně nasegmentovat krychli na obrázcích č. 10 až č. 13. Jednoduchý postup je zřejmý z následujících obrázků.

Obrázek č. 10 Je vložena krychle, provedena segmentace, středem je vedena smyčka z hran. V režimu bodů je smazána polovina objektu.

Obrázek č. 11

14

Počítačová grafika Hrany, které tvoří čtvercový tvor, jsou vytaženy směrem do středu krychle

Obrázek č. 12 V režimu editace hran je použito přemostění, tím vznikají nové plochy. V režimu ploch je provedeno zrcadlení podle roviny X-Y.

Obrázek č. 13 Na závěr je vložen objekt HyperNurbs. Je možné zobrazit režim izoparm.

15


Shrnutí Při modelování objektů je důležité vědět, jak funguje objekt HyperNurbs. Krychle, která není nasegmentována, se mění v krychli. Zaoblování objektů totiž probíhá od hrany k hraně.

16


1.2 MODELOVÁNÍ HRACÍ KOSTKY Rychlý náhled Následující příklad ukazuje, jak se v programu Cinema 4D pracuje s rozměry. Jak lze nastavit vzdálenost hran. Jak pracovat s příkazem změny měřítka. Jak zajistit stejnou velikost otvorů. Je zde řešen teké problém zaoblení krychle

Cíle kapitoly      

Označovat prstenec z hran nebo prstenec z hran Vkládat nové hrany Pracovat se změnou měřítka Používat příkaz posun Pochopit práci s nožem v režimu rovin Nastavit přesnou hloubku vytažení


Klíčová slova Změna měřítka, posun hran, vytažení polygonů, zkosení, polygonová síť, UV mapování, materiál, barva, odlesk

Výklad Objekt hrací kostky jsem vybral proto, že je možné na ní vysvětlit práci s rozměry. Stejné rozměry kruhových osazení, stejná vzdálenost smyček z hran atd.  Vložíme do 3D scény krychli. Ve správci nastavení změníme rozměry na 100 x 100 x 100 mm. Klávesou C převedeme objekt na editaci. Začínáme se segmentací. Označíme prstenec z hran, klávesová zkratka U B. Z kontextového menu

17

Počítačová grafika zvolíme příkaz vyjmout hrany. Ve správci nastavíme segmentaci na 2 a odškrtneme vytvoření N-úhelníků. Klikneme myší někam do prostoru a upravíme rozteč nově vzniklých smyček hran. Jak?



Obrázek č. 14, Nastavení rozteče smyčky z hran Stiskneme mezerník. Proč? Abychom ukončili předcházející příkaz. Zvolíme příkaz výběr/ smyčka z hran, klávesová zkratka U L. Označíme zmíněné smyčky pomocí klávesy SHIFT. A nyní to důležité. Ve správci souřadnic, v sekci velikost nastavíme x na 20 mm, jak ukazuje obrázek č. 14. Smyčky hran změní svoji rozteč na 20 mm.

18

Počítačová grafika 

Nyní něco k posunu smyček hran. Označíme opět prstenec z hran, které jsou rovnoběžné z osou x. Vzniknou další dvě nové smyčky, nastavíme jejich rozteč na 20 mm. Příkazem posun, klávesa E posuneme smyčky ve směru osy x doprava. V sekci pozice ve správci souřadnic nastavíme x na hodnotu 30 mm. Znamená to, že pomyslná osa těchto dvou smyček leží ve vzdálenosti 30 mm od počátku souřadnicového systému.

Obrázek č. 15, Segmentace krychle  Podobně vytvoříme smyčky hran kolmé na osy z a y, jak ukazuje obrázek č. 15 Příkaz nůž, obrázek č. 16. Je velmi potřebný při modelování všech možných objektů. Zde ho použijeme, abychom mohli kostku zaoblít. Tedy použít objekt HyperNurbs. Klávesou K spustíme příkaz nůž. Ve správci nastavení zvolíme režim rovina a

19

Počítačová grafika začneme například rovinou X-Y. Vzniknou smyčky hran, které umístíme poblíž hran kostky. Vždy vytvoříme dvě smyčky, na jednom a na druhém konci kostky. Zvolíme jinou rovinu, např. X-Z a postup opakujeme.

Obrázek č. 16, Použití nástroje nůž 

Příkaz velikost (změna měřítka), klávesa T. Označíme dvě smyčky z hran kolmé na osu z, které byly vytvořeny příkazem nůž. Stiskneme klávesu T, spustí se příkaz velikost. V ose z myší měníme rozteč, v sekci velikost ve správci souřadnic nastavíme z na hodnotu 82 mm. Tím nastavujeme velikost zaoblení až přidáme objekt HypeNurbs. Výsledek nové segmentace v rozích kostky je vidět na obrázku č. 17.

20


Obrázek č. 17, segmentace hran krychle  Vytažení ploch (polygonů). Smyčky hran jsme posouvali do vzdálenosti 30 mm popř. -30 mm. Nastavili jsme jejich rozteče. Vznikly čtvercové kapsy, které mírně zasuneme dovnitř, a to dvakrát. Vzniknou osazená kruhová místa pro tečky hrací kostky.

21


Obrázek č. 18, použití nástroje vytažení  Příkaz vytažení použijeme dvakrát, jednou do hloubky -1 mm, podruhé do vzdálenosti -0,5 mm.

22


Obrázek č. 19, objekt HyperNurbs  Objekt HyperNurbs krychli zaoblí. Ze čtvercových osazení vytvoří kruhové dutiny.

23


Obrázek č. 20, označení ploch  Nyní začneme s UV mapováním hrací kostky. Nejdříve označíme všechny budoucí tečky hrací kostky. Aby byla barva teček rovnoměrně rozložená při zapnutém objektu HyperNurbs, je potřeba označit ještě i plochy, které vznikly příkazem vytažení. Ručně označit 84 ploch by byl nadlidský výkon. Naštěstí je k dispozici příkaz zvětšit výběr, jak ukazuje obrázek č. 21.

24




Obrázek č. 21, použití příkazu zvětšit výběr Jak vytvoříme UV mapu hrací kostky? Zvolíme ikonu konfigurace. Vybereme možnost BP UV edit. Použijeme ikonu úpravu UV polygonů. V sekci UV mapování v pravém dolním okně nastavíme projekci na box. V pravém okně se objeví UV mapa vybraných polygonů. Tyto polygony mají stejnou barvu. Můžeme je posunout, zmenšit, popř. otočit pomocí nástrojů posun (klávesa E), velikost (klávesa T), rotace (klávesa R). UV mapa je vidět na obrázku č. 22

25


Obrázek č. 22, UV mapování hrací kostky  Mapu vybraných polygonů odsuneme kousek doleva, zmenšíme příkazem velikost. Zbývající část kostky můžeme snadno označit příkazem inverzní výběr. Takto se můžeme přepínat mezi dvěma skupinami polygonů. Všechny polygony označíme klávesovou zkratkou CTRL+A. Aby se všechny polygony umístily do UV plátna, použijeme příkaz přizpůsobit UV k plátnu, jak ukazuje obrázek č. 23. Výběr polygonů můžeme označit příkazem výběr obdélníkem.

26


Obrázek č. 23, UV mapa hrací kostky v rámci plátna Podíváme se na to, jak malovat štětcem na povrch hrací kostky a to přesně do míst barevných teček. Zobrazíme sekci materiály v levé spodní části okna. Poklepeme do plochy sekce a vytvoří se nový materiál. Klikneme na záložku textura a vytvoříme nový kanál barvy.

27


Obrázek č. 24, volba nové textury  Z palety barev vybereme barvu vhodnou na pozadí kostky. Klikneme na ikonu štětec. Klikneme na záložku barvy a vybereme barvu štětce. Pokud se ztratila UV mapa kostky, příkazem UV polygony mapu zase zobrazíme. V prostřední sekci nastavení sekce zvolíme tvar štětce, dále profil, velikost, tlak, zploštění a další vlastnosti. V sekci UV mapy polygony pro tečky spolu sousedí, takže je velmi snadné je štětcem vymalovat. Nemůžeme tedy omylem přemalovat nežádoucí polygony, jak ukazuje obrázek č. 25.

28


Obrázek č. 25, malování štětcem  Klikneme do sekce materiály a tahem myši přeneseme ikonu materiálu do sekce objekty. Hrací kostka se zobrazí v barvách textury a štětce. Přejdeme do prostředí modelování. Poklepeme na ikonu materiálu hrací kostky. Upravíme vlastnost odlesku, popř. barvu odlesku, ať se materiál kostky více leskne.  Právě vznikající 3D scénu ještě více obohatíme. Objekt HyperNurbs přejmenujeme například na fialovou kostku. Ve správci objektů zkopírujeme kostku tahem myši se stisknutou klávesou CTRL. Tento objekt znovu přejmenujeme

29

Počítačová grafika např. na zelenou kostku. Příkazem posun ( klávesa E ) nový objekt kostky odsuneme, protože doposud splývá z původním objektem kostky.

Obrázek č. 26, Zkopírovaný objekt kostky s novým materiálem  Změníme barvu kostky i barvu teček. Jak? Vypneme objekt HyperNurbs. Zapneme editaci polygonů, označíme polygony teček. Příkazem zvětšit výběr označíme i boční plochy teček a přejdeme do prostředí BP UV edit. V sekci materiály vytvoříme nový materiál. Vytvoříme u textury kanál barva, zapneme štětec, nastavíme barvu stětce. Nezapomeneme přiřadit nový materiál novému objektu kostky.

30


V prostředí modelování se objevily ikony dvou materiálů. Poklepeme na ikonu některého a změníme název materiálu např. na zelená, popř. fialová. Pro oživení 3D scény můžeme přidat další objekty a změnit barvy. Jeden z výsledků je vidět na obrázku č. 27.

Obrázek č. 27, Rendering scény bez osvětlení a kamery

31


Otázky a odpovědi Vyberte si nějaký objekt, který vymodelujete a na kterém požijete UV mapování a malování pomocí nástroje štětec. Takových objektů je hodně, co třeba dřevěné hračky?

Obrázek č. 28, témata k modelování

Shrnutí Pro zdárné UV mapování objektu je důležité rozumět tvorbě hran, které znamenají švy. Je nutné umět efektivně označovat skupiny ploch a manipulovat s nimi.

Literatura Zoch, P. (nedatováno). www.skolagrafiky.cz.

32


1.3 RENDERING OTEVŘENÉ SCÉNY. Rychlý náhled Následující kapitola ukazuje, jak se v programu Cinema 4D renderuje otevřená 3D scéna. Stíny objektů by se měly zobrazit měkce. Barvy a materiály by měly být kontrastní. Celý obrázek by mě působit vyváženě.


Nastavit gammut obrazu Použít vlastnosti globální iluminace Vkládat textury do materiálů Využívat systému lineárního workflow Používat hrbolatost Používat kameru


Klíčová slova Globální iluminace, fyzikální obloha, rendering, velikost renderovaného obrazu, filtry barvy, kamera, podlaha, UV mapování, materiál, barva, odlesk, hrbolatost, odrazivost

33


Výklad Hrací kostky, které jsme vymodelovali v předchozí kapitole, jsou pokryté barvou, mají nastavený nějaký vzhled. Je potřeba vytvořit nějakou 3D scénu, ve které se tyto kostky budou nacházet. Vložíme tedy objekty podlahu, fyzikální oblohu, kameru. Ale především se budeme zabývat renderingem 3D scény.    

Nejdříve upravíme velikost renderovaného obrázku. Dáme příkaz rendering, nastavení renderingu. V sekci výstup nastavíme šířku a výšku obrázku v pixelech. Já jsem nastavil velikost prozatím na 300 x 200 pixelů. Vložíme do 3D scény podlahu, polohu objektů upravíme tak, ať leží na podlaze. Vložíme do 3D scény objekt fyzikální oblohy. A sice v menu objekty, sky, vytvořit oblohu. Je možné měnit polohu gizma, podle toho se mění osvětlení scény. V záložce datum a čas změníme roční období například na listopad. Zapneme rendering, například klávesovou zkratkou SHIFT + R.

Obrázek č. 29, rendering scény s fyzikální oblohou 

Zapneme globální iluminaci, která je velmi vhodná ve spojitosti s fyzikální oblohou. Zvolíme natavení renderingu, efekty, globální iluminace, irradiance cache, stochastické vzorky nízké a hustota záznamu nízká. V záložce hlavní nastavíme počet odrazů na 2

34


Globální iluminace je simulace odraženého světla ve scéně. Systém se týká například stínů, kam světlo nedopadá. Teoreticky by tam měla být tma, ale díky odraženému světlu se tam část světla vyskytuje. Opět scénu necháme renderovat, viz obrázek č. 29.

Obrázek č. 30, rendering s globální iluminací Nastavení gammutu. 

Pro PC je gammut 2,2. Gammut je nějaký rozsah barev a je odvozen z chromatického diagramu. Najdeme ho v nastavení renderingu, v sekci volby, gammut renderu. Nyní v nastavení renderingu zvolíme korekce barvy a gammu nastavíme na 0,5. Opět necháme renderovat, viz obrázek č 30.

35




Obrázek č. 31, rendering s gammutem 0,5 Nyní v nastavení renderingu u korekce barvy nastavíme gammut na 2,2. Obrázek necháme renderovat. Porovnejme s předcházejícím obrázkem. Tentokrát jsou barvy kostek poněkud nekontrastní, nezajímavé.



Obrázek č. 32, rendering s gammutem 2,2 Provedeme nastavení všech tří materiálů kostek. Poklepeme na ikonu materiálu nějaké kostky. Vybereme barvu filtru u textury a poté klepneme na tlačítko filtru, viz obrázek č. 32.

36


Obrázek č. 33, výběr filtru materiálu kostky 

Najdeme parametr gamma a do něj vložíme hodnotu 1/2,2. Tím je zaručena linearita osvětlení 3D scény.

37


Obrázek č. 34, vložení gamma faktoru do filtru materiálu

38






Obrázek č. 35, přidání materiálu podlahy Podlaha v naší 3D scéně s kostkami je zatím bez materiálu. Vytvoříme tedy materiál podlahy. Poklepeme do plochy ve správci materiálu. Přejmenujeme název materiálu na materiál podlahy. Vybereme kanál barvy, zvolíme bílou barvu. Klepneme na texturu, vybereme filtr. Nastavíme opět parametr gamma na hodnotu 1/2,2, jak je vidět na obrázku č. 36. Hodnota 1/2,2se rovná 0,4545. Přetáhneme ikonu materiálu na objekt podlahy ve správci objektů. Podlaha na obrázku č. 34 je jednoduchá pouze bílé barvy, Ze stránek http://www.cgtextures.com jsem stáhnul obrázek koberce, kterým pokryjeme podlahu

Obrázek č. 36, vzorek koberce

39


Obrázek č. 37, nastavení materiálu bílé podlahy    

Nastavíme materiál podlahy tak, aby se z ní stal koberec i s hrbolatostí. Připadají v úvahu kanály barva, hrbolatost, odlesk, odrazivost. Kanál barva. Je vložený výše uvedený obrázek. Zapnutý filtr, parametr gamma je 0,4545. Kanál hrbolatost. Načtena textura výše uvedeného obrázku. Sytost stažena na -100%. Parametr gamma je roven 0,4545. Intenzita hrbolatosti 100% i více. Kanál odlesku. Je nastaven režim plastu

40


Kanál odrazivosti. Načtena textura výše uvedeného obrázku. Režim mísení násobením. Jas nastaven na 15%. Gamma faktor na 0,4545. Sytost nastavena na 0%. Na obrázku č. 37 je rendering scény s kobercem.

Obrázek č. 38, koberec s nastavenou hrbolatostí Nastavení fyzikální oblohy 

Poklepeme na ikonu fyzikální oblohy. Otevře se dialogové okno správce oblohy. V něm je možné nastavit množství různých parametrů. Použít teplé barvy, použít chromatické barvy, nahrát přednastavené počasí. Je možné nastavit čas a umístění. Pravým tlačítkem myši můžeme posouvat s objektem oblohy. Nastavení oblohy ukazuje obrázek č. 38.

41


Obrázek č. 39, nastavení fyzikální oblohy

42


1.4 VLASTNOSTI MATERIÁLŮ Rychlý náhled V této kapitole probereme tvorbu materiálů. Vyzkoušíme si tvorbu porcelánu, kovu, dřeva, plastu atd


Nastavit gammut obrazu Použít vlastnosti globální iluminace Vkládat textury do materiálů Využívat systému lineárního workflow Používat hrbolatost Používat kameru


Klíčová slova Globální iluminace, fyzikální obloha, rendering, velikost renderovaného obrazu, filtry barvy, kamera, podlaha, UV mapování, materiál, barva, odlesk, hrbolatost, odrazivost

Výklad Vymodelujeme si objekt dětské hračky a na tomto objektu vyzkoušíme tvorbu materiálů a samozřejmě kvalitní rendering 3D scény 

Cíl našeho snažení je vidět na obrázku č. 58 na straně 62.

43


Rastrový obrázek stažený z internetu vložíme na pozadí 3D scény. Přepneme se do předního pohledu klávesou F4. Klávesovou zkratkou SHFT+V vložíme náš vybraný obrázek na pozadí scény. Můžeme upravit polohu obrázku pomocí souřadnic x, y. Můžeme také upravit velikost obrázku. Obrázek č. 42 ukazuje přední pohled. Jsou tedy zobrazeny osy x a y. Osa z je kolmá na rovinu obrazu. Velikost obrázku je 800 x 600 pixelů. V tomto předním pohledu můžeme obtáhnout křivkami obrys auta.

Obrázek č. 40, vložení obrázku na pozadí scény

44


Dalším krokem bude obtažení tvaru autíčka nástrojem lomená křivka. Jedna lomená křivka na obrys auta a další dvě lomené křivky na okna auta. S klávesou CTRL nezapomeneme křivku uzavřít. Ve správci objektů vzniknou tři objekty lomených křivek. Všechny je označíme a dáme příkaz funkce, spojit. Nový objekt spojené křivky ponecháme a předešlé tři křivky smažeme, jak ukazuje obrázek č. 41. Všimněte si změny barev křivek. Tam, kde má křivka bílou barvu, je její počátek, tzv. první bod. Tmavě modrá barva označuje konec křivky.

Obrázek č. 41, výsledná křivka po spojení tří křivek

45


Vytažení NURBS.Vložme objekt vytažení NURBS a křivku pod něj ve správci nastavení podsuneme. Snížíme segmentaci na minimum. Označíme dvě smyčky z hran, ale také smyčky z hran u oken. Zvolíme příkaz velikost a potáhneme za souřadnici z až k okrajům auta. Děláme to proto, abychom dosáhli zaoblení, až budeme vkládat objekt hypernurbs. Pokud byla čelní plocha auta n úhelníková, dáme pravé tlačítko myši a zvolíme odstranit n úhelníky.

Obrázek č. 42, zkosení čelní plochy auta

46




Označíme celou čelní plochu auta. Teď už se skládá z trojúhelníkových a čtyřúhelníkových ploch. Zvolíme příkaz zkosení, nastavíme segmentaci na 1, typ lineární. Tahem myši provedeme zkosení. Ukazuje obrázek č. 42. Vložíme objekt hypernurbs a zkontrolujeme zaoblení hran objektu. Auto musí mít kola, obrázek č. 43. Vložíme objekt válce. Snížíme segmentaci po obvodu např. na 18 segmentů. Orientace válce je ve směru osy z. Průměr kola asi 160 mm výška asi 35 mm. Převedeme na editaci, vhodně nasegmentujeme, aby bylo kolo zaoblené po vložení objektu hypernurbs. Vytvoříme čtyři kopie kola a rozmístme.

Obrázek č. 43, objekty kol

47


Zmíněné objekty čtyřech kol vložíme pod objekt, který se nazývá osy. Proč? Nechávám na zváženou.

Vizualizace 

Vložíme do scény kameru. Přejmenujeme na Sledkamera. Ve správci objektů je u kamery ikona, kterou zapínáme nebo vypínáme kameru. Pomocí oranžových teček, které jsou vidět na obrázku č. 44, měníme ohniskovou vzdálenost kamery. Také klávesou 2 na numerické klávesnici a pravým tlačítkem myši.

Obrázek č. 44, objekt kamera ve 3D scéně

48


Další nastavení ve správci objektů. Označíme objekt auta a objekt osy, který zahrnuje všechna kola. Vložíme opět objekt osy a pod něj podsuneme zmíněné objekty. Přejmenujeme např. na celé auto. Tento objekt mějme označený a vložíme objekt instance. Tento objekt zdědí veškeré vlastnosti od svého rodiče. Pomocí příkazů posun a rotace umístíme instanci vhodně do scény.

Obrázek č. 45, objekt instance

49

Počítačová grafika Vložíme do scény podložku 

Jsme v předním pohledu. Zvolíme objekt lomené křivky a načrtneme tvar podložky, která zároveň tvoří i pozadí scény. Označíme dva spodní body křivky. Ve správci souřadnic v sekci velikost nastavíme y=0. Proč? Popřemýšlejte. V sekci pozice bude také y=0. Zdůvodněte proč. Označíme pravý bod a zvolíme příkaz srazit. Křivka se poté zaoblí. Nastavíme poloměr něco kolem 1300 mm.

Obrázek č. 46, práce s lomenou křivkou

50


Pořád ještě pracujeme s podložkou. Na křivku použijeme objekt vytažení nurbs. Vytáhneme ve směru osy z do vzdálenosti asi 4000 mm. Dále použijeme objekt symetrie. Za rovinu zrcadlení zvolíme X-Y. Dáme vrchní pohled, tedy rovinu X-Z a otočíme podložku proti kameře. Na obrázku č. 47 se díváme shora na oba objekty aut. Ve správci objektů je vidět objekt symetrie, což je podložka a zapnutá kamera.

Obrázek č. 47, otočení podložky proti kameře

51


Tvorba oblohy 

V sekci materiály klepneme na menu soubor, načíst přednastavené materiály a vybereme materiál HDRI25, který je vhodný pro nasvícení pomoci oblohy. Tedy jedná se o systém globální iluminace. Oblohou je vyřešeno nasvícení objektů ve 3D scéně. Poklepeme na ikonu nového materiálu, klepneme na tlačítko textury a nastavíme gammut na 2,2. Vložíme objekt oblohy a myší přetáhneme ikonu materiálu HDRI25 na objekt obloha.

52


 

Obrázek č. 48, vložení materiálu HDRI25 Materiál HDRI25 je speciální mapa pro nasvícení 3D scény, je vhodná pro systém globální iluminace, tedy simulaci odraženého světla. Nastavení renderingu Klávesová zkratka CTRL+B , velikost obrázku 400 x 300, později může být vyšší. tlačítko efekty, kde najdeme globální iluminaci. Další parametry, množství odrazů 2. Gammut 1,4. Stochastické vzorky nízké, hustota záznamu nízká. Znovu tlačítko efekty, korekce barvy a gammut 2,2. Můžeme si vyzkoušet první rendering.

53


Obrázek č. 49, nastavení renderingu Tvorba materiálu podlahy 

Poklepeme do plochy správce materiálu. Označíme kanál barvy, zvolíme bílou barvu. Klikneme do šipky textury, opět zvolíme barvu a nastavíme bílou. Klikneme do šipky textury, zvolíme filtr. Klikneme do tlačítka filtru a nastavíme

54

Počítačová grafika gamma na 1/2,2. Výsledek je 0,4545. Další kanál je povrchová úprava. Klepneme do šipky textury, najdeme efekty, okolní prostředí. Zde snížíme maximální délku paprsků na 60 mm a rozptyl na 60%.

Obrázek č. 50, materiál podlahy 

Znovu provedeme rendering a ten už začíná být zajímavější. Na podlaze se objevují stíny s určitým rozptylem. Stíny jsou ale poněkud ostřejší. Klepneme znovu na ikonu materiálu podlahy a snížíme intenzitu mísení. Pod stínem je totiž bílá barva, takže promíchání stínu s bílou barvou bude slabší.

55


Obrázek č. 51, rozptyl stínů na podlaze Pořád to ještě není všechno, co se týká podlahy. U kanálu barva zvýšíme její jas na 50%. U kanálu iluminace naopak snížíme GI na dejme tomu 60%. Podívejme se, jak se změní rendering, obrázek č. 52. Podlaha je jasnější. U materiálu oblohy HDRI25 najdeme kanál iluminace a snížíme sytost GI na 60%. Podlaha bude více do bíla

Obrázek č. 52 Tvorba materiálu porcelán 

Poklepeme do plochy správce materiálu. V kanálu barva nastavíme bílou. U textury najdeme filtr. Nastavíme gamma na 0,455. Dále zpracujeme kanál odrazivost. Najdeme šejdr fresnel. Světlo se odráží jinak na přední části objektu a

56

Počítačová grafika jinak na okrajích objektu. U fresnela ve filtru nastavíme gamma opět na 0,455. Klepneme na tlačítko fresnel a upravíme přechod barev z bílé na šedou asi 65%.

Obrázek č. 53, nastavení přechodu fresnel 

Zmenšíme jas u kanálu odrazivosti asi na 40%. Porcelán není úplně hladký, proto změníme rozptyl na asi 20%, pořád u kanálu odrazivosti.

57

Počítačová grafika  

Nastavení hrbolatosti. Zvolíme parametr šum. Intenzitu hrbolatosti snížíme na několik procent. Celkové měřítko zvýšíme na 500%. Vytvoříme kopii materiálu porcelán. Kanál barva upravíme na barvu, která se nám líbí. Zapneme kanál alfa a nastavíme tam přechod pomocí barevných proužků. Ikonu materiálu opět přeneseme do správce objektů., jak ukazuje obrázek č. 54.

Obrázek č. 54, nastavení alfa kanálu 

Potřebujeme, aby se proužky na porcelánu přizpůsobily objektu. Označíme objekt autíčka i s příslušným materiálem a zvolíme vlastnosti, přizpůsobit objektu.

58


Obrázek č. 55, přizpůsobení proužků objektu

U porcelánu jsem ještě snížil intenzitu mísení. Šejdr barva jsem upravil na bledší modrou. U nastavení renderingu upravíme následující hodnoty. Gammut je mírně snížen na hodnotu 0,93. Tím se sníží jas obrázku. Je zvýšen kontrast obrázku na 45%. Je mírně zvýšena expozice obrázku na 0,2.

59


Obrázek č. 56, nastavení hodnot renderingu



Výsledný rendering je tedy na obrázku č. 57.

60


Obrázek č. 57 rendering 3D scény Tvorba materiálu kov 

Zkopírujeme materiál porcelánu a otevřeme jej. Zrušíme kanál barvy. U kanálu odrazivosti snížíme světlost na -20%. Parametr rozptyl snížíme na 5%. Jednomu objektu přidělíme materiál porcelánu, druhému objektu přidělíme materiál kovu. Můžeme nechat renderovat. Výsledek je na obrázku č. 58.

61


Obrázek č. 58, materiál porcelánu a kovu Tvorba průhledného materiálu       

Nastavíme kanály barva, průhlednost, Fresnelův efekt, odrazivost, odlesk Kanál barva. Nastavíme lehký odstín nějaké barvy, jas 100%, šejdr filtr gamma 0,455 Kanál průhlednost. Lom světla 1,5, hodnota je pro běžné sklo, jas 100% Fresnelův efekt. Intenzita mísení 25%, rozptyl 5% Odrazivost. Jas 50%, rozptyl 5% Odlesk. Režim plast Výsledek renderingu s výše uvedeným materiálovým nastavením je vidět na obrázku č. 59.

62


Obrázek č. 59 Tvorba materiálu dřeva pro podlahu  

Nastavíme kanály barva povrchová úprava, hrbolatost, odlesk Najdeme si obrázek textury dřeva, například obrázek č. 60.

   

Obrázek č. 60, textura dřeva Otevřeme kanál barva, u textury nahrajeme obrázek textury dřeva. Kanál povrchová úprava. V textuře zvolíme povrchy, okolní prostředí. Maximální délka paprsků 60 mm. Rozptyl 50%. Otevřeme kanál hrbolatost. Načteme obrázek dřeva textury, intenzitu nastavíme na 35% Kanál odlesk. Je nastaven na režim plast.

63


Obrázek č. 61, průhledné materiály na dřevěném podkladu Materiál kapaliny      

Nastavíme kanály barva, průhlednost, odrazivost, hrbolatost, odlesk Kanál barva. Vybereme nějaký lehký odstín. Textura má odstín stejný. U textury klikneme na bílou šipku. Najdeme filtr. U filtru nastavíme gamma = 0,455. Kanál průhlednost. Lom světla 1,33. Zapnout volbu Fresnel. Intenzita mísení 29%, rozptyl 5% . Kanál odrazivost. Barva bílá, jas 50%. Kanál hrbolatost. Intenzita 5%. Textura, šejdr voda Kanál odlesk. Režim barevný, šířka a výška 50%. Úbytek 0%. Vnitřní šířka 15%.

64


Obrázek č. 62, materiály kapaliny

Užitečné hodnoty lomu světla Materiál Akrylátové sklo Achát Vzduch Jantar sůl Sklo

Index lomu světla 1,491 1,544 1,000 1,550 1,544 1,440 - 1,900

Materiál Smaragd Diamant Olovnaté sklo Led Vakuum Olovnaté sklo

65

Index lomu světla 1,580 2,418 1,613 1,310 1.000 1,613

Materiál Křemen Rubín Safír Cukr Voda Topaz

Index lomu světla 1,550 1,765 1,760 1,560 1,333 1,625


1.5 UV MAPOVÁNÍ ZÁKLADNÍCH TĚLES Rychlý náhled UV mapování těles slouží pro nanášení textur a barev na povrch těles. V programu Cinema k tomu slouží prostředí BP UV edit. V režimu editace hran se vyznačí tzv. hrany švů a v těchto hranách se pláště těles rozdělují.


Označovat hrany švů Použít čelní projekci mapování Manipulovat s UV mapou objektu Pochopit metody UV mapování


Klíčová slova Inverzní výběr, zvětšit výběr, čelní projekce, projekce sférická, cylindrická, box, UV mapování

Výklad UV mapy těles slouží pro nanášení textur a barev na povrchy těles. UV mapa objektu má být pokud možno spojitá. Různé části uv mapy se nesmí vzájemně překrývat. Potom by nebylo možné korektně nanést barvu na povrch objektu. Vložíme do 3D scény základní tělesa a u každého z nich vytvoříme jeho UV mapu. Objekt krychle. 

Vložíme krychli do 3D scény a převedeme klávesou C do režimu editace. Přepneme se do režimu editace hran.

66


  

Obrázek č. 63, vybrané hrany švů u krychle Nyní vybereme ty hrany, které mají funkci švů. V těchto hranách se plášť krychle rozpojí. Vybrané hrany jsou znázorněny na obrázku č. 28. Pomocí ikony zapneme prostředí BP UV edit. Zapneme režim editace polygonů a označíme všechny polygony na krychli. Zmáčkneme ikonu nástroj pro úpravu polygonů UV. V sekci UV mapování zvolíme projekce čelní. V záložce Uvolnění UV zatrhneme vyjmout vybrané hrany. Poté zmáčkneme provést. Vyjmout vybrané hrany znamená, že UV mapa bude respektovat vybrané hrany švů.

67


Na vytvořenou UV mapu můžeme použít nástroje posun (klávesa E), nástroj rotaci (klávesa R) a nástroj velikost (klávesa T). Především však uplatníme příkaz UV příkazy přizpůsobit k UV plátnu.

Objekt anuloid. 

V prostředí modelování a v režimu hran označíme vnitřní nebo vnější kruhovou smyčku. Dále označíme radiální kružnici, jak ukazuje obrázek č. 29. Zapneme prostředí BP UV edit. V režimu ploch označíme všechny plochy na anuloidu. Zmáčkneme nástroj pro úpravu polygonů UV, dáme projekce čelní a uvolnění UV. Použijeme také příkaz přizpůsobit k UV plátnu.

Obrázek č. 64, UV mapa anuloidu

68

Počítačová grafika Objekt koule 

Vložíme objekt koule. Převedeme na objekt k editaci klávesou C. Označíme dvě smyčky z hran vzájemně kolmých rovin kružnic. Zapneme prostředí BP UV edit a vytvoříme UV mapu koule. Je vidět na obrázku č. 30.

Obrázek č. 65, UV mapa koule  UV mapa je rozdělena na čtyři čtvrtiny. Tohle je možné využít k tomu, že na každou čtvrtinu koule může být aplikována jiná textura.

69

Počítačová grafika Aplikování nástroje štětec na UV mapu koule 

Poklepeme v sekci materiály do plochy. Vytvoří se ikona nového materiálu. Klikneme na záložku textura a vytvoříme nový kanál barvy. Nahrajeme z disku například texturu dřeva. Obrázek textury dřeva je možné najít např. na stránkách www.cgtextures.com.

Obrázek č. 66, vkládání textury dřeva

70

Počítačová grafika  

Celá UV mapa koule se pokryje touto novou texturou. Vybereme nástroj štětec a pro něj rovněž nahrajeme jinou texturu dřeva, jak ukazuje obrázek č. 32.

Obrázek č. 67, vkládání textury pro štětec  Nástrojem štětec překreslíme jednotlivé čtvrtiny UV mapy koule. Pro každou čtvrtinu vybereme jinou texturu dřeva pro štětec. Můžeme si zvolit také tvar štětce. Systémem drag and drop přeneseme ikonu materiálu ze sekce materiály do sekce objekty, jak ukazuje obrázek č. 33. Poté se objeví jednotlivé textury na povrchu koule v sekci modelování.

71




Obrázek č. 68, malování štětcem na UV mapu koule Na obrázku č. 34 je vidět rendering koule se čtyřmi texturami ne jejím povrchu. Tohoto stavu bylo dosaženo tvorbou UV mapy koule. V prostředí modelování poklepeme na ikonu materiálu a můžeme zvýšit odlesk povrchu koule. Upravíme také barvu odlesku materiálu.

72


Obrázek č. 69, rendering koule Objekt rotačního kužele 

Vložíme objekt rotačního kužele. V režimu editace hran označíme kruhovou smyčku obvodu podstavy. S klávesou SHIFT označíme také povrchovou hranu kužele. Nezapomeneme přizpůsobit UV mapu kužele velikosti UV plátna. Vše je vidět na obrázku č. 31.

73


Obrázek č. 70, UV mapa kužele  I zde je UV mapa rozdělena na dvě části, povrch kužele a podstavu kužele. Opět je možné plášť využít pro nanesení různých barev nebo materiálů. Objekt pravidelného šestibokého jehlanu 

Vytvoříme ve 3D scéně pravidelný šestiboký jehlan. Jak? To je úkol do kapitoly otázky a odpovědi. Na obrázku č. 32 je vidět, že k vytvoření úplné UV mapy stačí označit v režimu editace hran pouze jednu povrchovou hranu šestibokého jehlanu. Nezapomeneme přizpůsobit UV mapu k UV plátnu.

74


Obrázek č. 71, UV mapa šestibokého jehlanu  Objekt jehlanu je v prostředí modelování zobrazen jako drátěný model. Tato možnost se vyhledá v menu zobrazení, drátěný model. Goraudovo stínování se vypne.

Otázky a odpovědi 

Vytvořte v prostředí modelování objekt pravidelného šestibokého jehlanu

75


Na obrázku č. 35 je UV mapa objektu trubky. Vytvořte UV mapu tohoto objektu, Které hrany se musí označit, aby vznikly vhodné švy?

Obrázek č. 72  Vytvořte spojitou UV mapu objektu kapsle a barel

76


77


1.6 EDITACE BODŮ, HRAN A POLYGONŮ Rychlý náhled Základní objekty v programu Cinema 4D se upravují pomocí ploch, hran a bodů. Objekty se tedy převádějí do editačního režimu a zde nastupuje řada důležitých příkazů pro označování ploch a hran a jejich úpravu


Označovat hrany, plochy, body. Nastavit pozice a velikosti objektů. Ukázat základní nástroje pro použití souměrnosti. Pochopit metody používání řezů


Klíčová slova Cyklus hran, prstenec hran, zobrazení izoparm, Goraudovo stínování, vytažení plochy, rotace hrany, zaoblení, vyjmutí hran

Výklad K pochopení editačních příkazů objektu jsem vybral modelování objektu, který je na obrázku číslo 25. Krok za krokem se k tomuto výsledku dopracujeme 

Začínáme tedy základním objektem krychle, který vložíme do přední roviny. Rozměry upravíme následovně, výška 200 mm, šířka 110 mm a hloubka 60 mm. Segmentace v ose x je 1. Převedeme klávesou C do editace k modelování.

78

Počítačová grafika Následuje první důležitý příkaz, Struktura/ Zarovnání os a v políčku Akce zvolíme objekt k. Souřadnici y stáhneme na 100%. Tím se souřadnicový systém posune dolů na začátek objektu, obrázek č. 1. Proč tato akce? Jde o to, že všechny souřadnice y objektu budou kladné.

Obrázek 2, Posun hrany ve směru osy z 

 



Zapneme režim editace ploch, označíme dvě zadní plochy, přiřadíme pozici z=0 a plochy smažeme. Proč? Protože tím se rovina X-Y stává rovinou symetrie. Zapneme editaci hran, označíme přední hranu podle obrázku č. 2 a posuneme ve směru osy z na hodnotu z= -30 mm. Označíme smyčku z hran a ve správci nastavení zaškrtneme Zastavit na okraji hran. Zvolíme příkaz Zkosení hran, ve správci nastavení zvolíme typ Béziér a segmentaci 5. Typ Béziér přední ponechává zaoblení. Zapneme editaci bodů, klávesou F2 přejdeme do horního pohledu, označíme všechny body, které jsou vlevo od osy z a smažeme je. Tím získáme pouze čtvrtinu nádoby a tu budeme dále upravovat Zvolíme nástroj Nůž a vytvoříme několik řezů rovnoběžných s rovinou X-Z. Tyto řezy začneme upravovat až dostaneme tvar podle obrázku č. 2. Je potřeba nakreslit hrdlo k nádobě. Ve vrchním pohledu nakreslíme křivku osmiúhelníku, jak ukazuje obrázek č. 4. Vybereme prstenec horních hran a pomocí příkazu Vyjmout hrany, rozdělíme tyto hrany. Zapneme režim editace bodů a příkazem Posunout vytvarujeme čtvrtinu osmiúhelníka. Nyní nově vzniklé polygony vysuneme ve směru osy y. Označíme tyto plochy, dáme příkaz Vytažení klávesou D, nastavíme posun na 0 a klikneme na Aplikovat (obrázek č. 3). Poté příkazem Posun (klávesa E) vysuneme tyto plochy

79

Počítačová grafika ve směru osy y. Proč tak složitě vysunujeme dvě plochy? Protože příkazem Vytažení by se plochy vysunuly ve směru normály.





Obrázek 3 Využití symetrie tělesa Křivka, osmihranu pro hrdlo nádoby Vybereme smyčky z hran a hrany zaoblíme. Vložíme objekt symetrie, nastavíme rovinu Y-Z a ve správci objektů podsuneme objekt nádoby pod symetrii. Vložíme ještě jeden objekt symetrie, nastavíme rovinu X-Y a opět podsuneme stávající objekty pod tento objekt (obrázek č. 6). Klávesou C převedeme do editačního režimu, označíme všechny objekty kromě křivky a příkazem Funkce/ Spojit objekty spojíme v nový objekt, předešlé objekty smažeme.

Vytvoříme řezy na hrdle, označíme prstenec ploch a plochy vytáhneme. Parametr maximální úhel zvětšíme, aby se vysunuté plochy spojily. Plochy uzávěru hrdla označíme, zvolíme příkaz Vytažení uvnitř a poté vnitřní plochy Obrázek 4 Vysunutí ploch hrdla Správce objektů

80

Počítačová grafika vysuneme dovnitř. Dno nádoby také vytvarujeme. Označíme polygony dna, zvolíme příkaz Vytažení uvnitř a poté vnitřní plochy vysuneme dovnitř, jak ukazuje obrázek č. 7. Nyní si můžeme dovolit vložit objekt HyperNURBS a ověřit správnou segmentaci nádoby, výsledek je na obrázku č. 8.

Obrázek 5 Tvarování dna nádoby 

Výsledek po vložení objektu HyperNURBS

Modelování závitu na hrdle nádoby. Vložíme objekt spirály a nastavíme tyto parametry, počáteční poloměr a koncový poloměr 24 mm. Koncový úhel 1080° (3 x 360°). Velmi důležitá je segmentace. Na jeden závit je 24 segmentů, tedy 3 x 24 je 72 segmentů na tři závity. Závit se musí spojit s hrdlem nádoby a to má také 24 segmentů. Výška spirály je 9 mm. Mezilehlé body, žádné.

81


Vložíme objekt Vytažení NURBS. Nastavíme následující parametry, posun v ose y 3 mm, segmentace je 1. Uzávěry žádné. Ve správci objektů podsuneme objekt spirály pod objekt Vytažení NURBS, (Obrázek č. 9).

Obrázek 6 Vysunutí spirály do tří závitů  Klávesou C převedeme objekt Vytažení NURBS do editace polygonů. Umažeme několik horních polygonů, vznikne asi 2,5 závitu. Zapneme režim editace hran, a označíme prstenec hran podle obrázku č. 10. Příkazem Vyjmout hrany vytvoříme střední pruh. Zapneme editaci polygonů a označíme prstenec vnitřních ploch. Zvolíme příkaz Zkosení , nastavíme segmentaci na 1, vytažení na -0,5, vnitřní posun na 0,5, obrázek č. 10.  Přepneme se do režimu hran a nástrojem Přemostit (klávesová zkratka B), přemostíme přechodové hrany na obou koncích závitu, jak ukazuje obrázek č. 11.

82


Obrázek 7 Prstenec hran a výjmutí hran 



Lineární zkosení ploch

Závit je potřeba na obou koncích zarovnat a připravit ke spojení s hrdlem nádoby. Celou horní smyčku označíme příkazem výběr cestou (klávesa V/ Výběr cestou.). Dáme příkaz Vytažení, nastavíme posun na 0 a aplikujeme. Zapneme příkaz Posun (ukazuje obrázek č. 11) celou smyčku vysuneme ve směru osy y a nyní to nejdůležitější, ve správci souřadnic v sekci Velikost nastavíme y=0. V tom okamžiku se smyčka zarovná s osou y. Připojení závitu k hrdlu nádoby. Závit posuneme ve směru osy y půl milimetru nad hrdlo. Ve správci objektů označíme objekty nádoby a závitu a spojíme příkazem Funkce/ Spojit. Vznikne nový objekt. Ten ponecháme a předešlé objekty smažeme. Nezapomeneme optimalizovat objekt . a dále zarovnat normály polygonů.

83


Obrázek 8 Ukončení závitu a zarovnání smyčky hran s osou y 



Přepneme se do předního pohledu klávesou F4. Výběrovým nástrojem obdélník označíme cyklus hran závitu a nádoby (obrázek č. 12). Zvolíme příkaz Přemostit a s klávesou SHIFT spojíme závit s nádobou. Zdůrazňuji, že přemostění se podaří, pokud hrdlo a závit mají stejný počet segmentů, v našem případě 24. Vložíme objekt HyperNURBS a tím ověříme správnost segmentace. Vytvoření stěny objektu. Ve správci objektů zkopírujeme objekt nádoby. Jak? Tahem myši s klávesou CTRL. Původní objekt skryjeme. Na novém objektu smažeme závit a nahradíme válcovou plochou. Pokud máte klenuté dno nádoby, tak zarovnáme i dno. Přepneme se do režimu úpravy polygonů. Označíme celý objekt nádoby a z kontextové menu vybereme příkaz Posun ve směru normály, hodnotu nastavíme na -1(obrázek č. 12). Tím se celý objekt zmenší a je vytvořen základ pro vnitřní stěnu nádoby.

84


Obrázek 9 Spojování objektu závitu s objektem nádoby 





Ve správci objektů oba objekty spojíme příkazem Funkce/ Spojit. Nový objekt ponecháme, původní objekty smažeme. Zapneme režim editace hran a horní hrany vnitřní a vnější nádoby spojíme příkazem Přemostit se stisknutou klávesu SHIFT. Ukazuje obrázek č. 13. Zbývá zkosit hrany na konci hrdla, aby byl správně vypočítán objekt HyperNURBS. Vložení nálepky na povrch nádoby. Přepneme se do režimu polygonů. Označíme ty polygony, kam potřebujeme vložit nálepku. Zvolíme příkaz Rozdělit, vznikne nový objekt, který ve správci objektů podsuneme pod stávající objekt, nazveme jej "Nálepka". Znovu označíme celý objekt a příkazem posunout ve směru normály posuneme tyto plochy o desetinu milimetru směrem ven. Poklepeme do sekce správce materiálů, otevřeme ikonu nového materiálu. Klikneme na šipku textury a dáme vložit obrázek. Vybereme nějaký obrázek, vhodný pro nálepku nádoby. Klikneme na ikonu konfigurací (obrázek č. 14) a vybereme BP UV edit. Prostředí editoru se poněkud změní. V levé části je model nádoby. V pravé části je rozvinutý plášť Nálepky.

85


Obrázek 10 Vnitřní stěna nádoby

Výpočet nádoby s nálepkou



Ikonu materiálu nálepky přetáhneme do správce objektů nad ikonu Nálepky. Můžeme ještě dát příkaz UV příkazy/ Přizpůsobit UV k plátnu. Dále ve správci materiálu najdeme vhodný materiál pro plast, tuto ikonu opět přetáhneme nad objekt HyperNURBS.  Do 3D scény vložíme ještě další objekty. Všesměrové světlo, u kterého zapneme jemný stín. Objekt podlahy, která hraničí se dnem nádoby. U nastavení renderingu jsem nastavil šířku a výšku obrázku 900 x 900 pixelů. Pořád to ještě není všechno. Chybí ještě vymodelovat vršek k nádobě. Z vnější strany je vroubkovaný a v tom bude modelování zajímavější. Vnitřní závit už dělat nebudeme.  Začínáme tedy lomenou křivkou v pohledu předním, klávesa F4. Načrtneme profil vršku. Poloměr vršku je 13 mm, výška vršku 25 mm. Označíme všechny body křivky a z kontextového menu vybereme příkaz Vytvořit obrys. U horního bodu, který splývá s osou y, nastavíme první bod, obrázek č. 15. Proč? Křivka musí být v ose rotace otevřená, kvůli segmentaci. Ve správci objektů klikneme na ikonu křivky a ve správci nastavení odškrtneme Uzavřít křivku.

86


Obrázek 11 Tvorba samostatných ploch pro nálepku  Vložíme objekt Rotace NURBS a nastavíme počet segmentů na 3, úhel rotace na 20°. Zvolíme Zobrazení/ Drátový model. Objekt křivky podsuneme pod objekt Rotace NURBS. Převedeme na editaci klávesou "C". Označíme prstenec vodorovných hran a vyjmeme hrany. S klávesou SHIFT přesuneme hrany k hranicím ploch. Zvolíme příkaz Zkosení, zvolíme lineární a nastavíme vhodné vytažení a vnitřní posuv. Vložíme objekt pole, nastavíme poloměr 0, počet kopií na 17, protože 18. Kopie už je vložena. Podsuneme Rotaci NURBS pod objekt Pole, jak je vidět na obrázku č. 15. Objekt pole převedeme na editaci klávesou "C". Vznikne 17 segmentů, ty označíme, příkazem Funkce/ Spojit je spojíme v nový objekt a stávající objekty pole smažeme.  (Zoch)Těleso vršku už je na světě, ale je potřeba ještě udělat některé úpravy. Na horní straně vršku vytvoříme kruhové osazení, které je vidět na obrázku č. 16. Byly použity nástroje Prstenec z hran, vyjmout hrany, Vytažení polygonů. Kruhové osazení je potřeba také zkosit. Na spodní straně vršku přechází vroubkování ve válcovou plochu, jak ukazuje obrázek č. 16. Označila se kruhová smyčka z hran, byl použit příkaz Vytažení s posunem 0, potom se kruhová smyčka zvětšila nástrojem změna velikosti a následovalo vysunutí dolů ve směru osy y.

87


Obrázek 12 Kruhová výseč vršku 

Nesmíme zapomenout na vložení vodorovných řezů na spodní straně vršku, aby výpočet HyperNURBS proběhl podle našich představ. Nakonec najdeme ve správci vhodný materiál pro vršek a výsledek je vidět na obrázku č. 16 vpravo.

88


Obrázek 13 Přechod vroubkování vršku ve válcovou plochu

Výpočet nádoby s vrškem

89


Otázky a odpovědi Na obrázku č. 13 jsou další varianty lahví. Nakreslete tato tělesa, popřípadě se pokuste o jiné tvary. Na krajním pravém obrázku je vroubkovaný vršek. Byla nakreslena pouze kruhová výseč vršku a kruhovým polem byl dokreslen zbytek.

Obrázek 14 Varianty plastových nádob



Na obrázku č. 14, je vymodelována sklenice na víno. Opět byla nakreslena, kruhová výseč objektu s jednou řadou hranatých výstupků. Poté kruhovým polem byly rozkopírovány do celého objektu. Ve spodní části je se stopkou spojen šestihran. Podmínkou správného spojení je stejný počet segmentů šestihranu a stopky sklenice

90


Obrázek 15 Segmentace sklenky

Výpočet scény se sklenkou

Shrnutí Dobře vymodelovaný objekt by měl mít správnou a logickou segmentaci, pokud možno tvořenou čtyřúhelníkovými plochami. Na takový objekt fungují bez chyb řezy a zkosení hran. Správnou segmentaci lze snadno ověřit vložením objektu HyperNURBS. U správně segmentovaného objektu také funguje bez chyb osvětlení a stínování objektu


91


92


2

PRÁCE S KŘIVKAMI

2.1 ÚPRAVA KŘIVEK Rychlý náhled Křivky jsou tvořeny body, kterými se ovládají tvary křivek. V následující kapitole si ukážeme, jak se dají křivky spojovat ve složitější obrazce. Jak se dají obrazce zrcadlit, posouvat, upravovat jejich rozměry atd.b


Popsat typy křivek. Nastavit souřadnice bodů křivek. Ukázat základní nástroje pro vkládání křivek. Pochopit metody kopírování křivek spojování křivek, zrcadlení křivek


Klíčová slova Bézierova křivka, bod, hrana polygon, posunutí, změna měřítka, rotace, editace objektu, režim přichytávání, začátek a konec křivky.

93


Výklad Otevřeme program Cinema 4D. Klávesou F4 se přepneme do předního pohledu, klepneme na ikonu křivek na nástrojovém panelu. Vložíme objekt čtverce, obdélníku a kružnice a upravíme jejich polohu zhruba podle obrázku č. 1. Naším úkolem je spojit tyto objekty a vytvořit složitější obrazec, který je na obrázku č. 3.

Obrázek 16 Spojování křivek

Použití nástroje Nůž

A nyní konkrétní postup práce. 

Ve správci objektů označíme všechny tři křivky a převedeme klávesou C do režimu editace. Všimněte si, že se změní ikona editovatelného objektu. Na hraně čtverce, který se nachází vlevo, potřebujeme získat další dva připojovací body. K tomu použijeme nástroj Nůž. Ve správci objektů označíme objekt čtverce a obdélníku. Klávesou K spustíme příkaz Nůž. Ve správci nastavení zapneme režim přichytávání a zaškrtneme bod a křivku. Klikneme na horní krajní bod obdélníku (předtím tento bod zasvítil), potáhneme myší vpravo. V průsečíku čtverce a obdélníku vznikne nový bod. Tím samým způsobem vytvoříme i druhý bod na spodní hraně obdélníku. Vypneme režim přichytávání a nástrojem Nůž další dva body vpravo od čtverce, jak ukazuje obrázek č. 2. Pokud přidržíme klávesu SHIFT při tažení myši, bude se měnit směr nože po kroku 45°.

94




Začátek křivky začíná bodem s bílým koncem křivky. Konec křivky představuje modrý konec. Smažeme levé krajní body obdélníku a u horního levého bodu nastavíme první bod. Ve správci objektů zrušíme zatržítko Uzavřít křivku. Tím se křivka otevře u svého začátku. Podobně u čtverce nastavíme bod, který vzniknul řezem, jako první bod a opět zrušíme zaškrtnutí uzavřít křivku. Ve správci objektů označíme čtverec i obdélník a dáme příkaz Funkce/ Spojit. Vznikne nový objekt, původní dva smažeme. Zapneme režim přichytávání, zaškrtneme bod a křivka, uchopíme dva krajní body obdélníka a spojíme je se čtvercem, jak ukazuje obrázek č. 3.

Obrázek 17 Spojení obdélníku se čtvercem  



Výsledný objekt jediné křivky

Podobně spojíme i obdélník s kružnicí. Nožem vytvoříme dva nové body, nastavíme počátek křivky a nakonec ve správci objektů spojíme objekty v jeden nový objekt. Výsledek nového objektu křivky je na obrázku č. 4. Výsledný profil je vhodný pro nový objekt rotace. Celou křivku posuneme po ose x doprava. Vložíme objekt Rotace NURBS. Segmentaci nastavíme na 12 a ve správci objektů podsuneme objekt křivky pod objekt Rotace NURBS. Vznikne kolo, které je na obrázku č. 5. Nyní se pokusíme vytvořit kolo s loukotěmi. Objekt Rotace NURBS převedeme do režimu editace klávesou C. Zapneme editaci polygonů a ve správci nastavení zrušíme volbu Označovat pouze viditelné. Klávesou F2 se přepneme do Vrchního pohledu a označíme každou druhou plochu. V menu Zobrazení zvolíme hrany, tím se dostaneme do drátěného režimu. Klikneme pravým tlačítkem do plochy, zvolíme příkaz Přemostit. U vybraných ploch tahem myši vytvoříme otvory do disku kola.

95


Do správce objektů přidáme objekt HyperNURBS. Objekt kola se zaoblí a výsledek je na obrázku č. 18.

Obrázek 18 Objekt kola po rotaci profilu křivky

Obrázek 19 Výsledek po vložení objektu HyperNURBS

96

Ukázka přemostění ploch pro tvorbu otvorů


2.2 KRUHOVÉ POLE KŘIVEK Výklad V následujícím příkladu budou použity tyto metody. Lomená křivka, úprava jejich rozměrů, rotace křivky, segmentace objektů. Použití kruhového pole, optimalizace hran a ploch. Použití zkosení, nástroje nože. Použití a úprava objektu barel. Vizualizace 3D scény, vložení kamery materiálů a textur, osvětlení. Jako názorný příklad jsem zvolil model skleněné cukřenky s kovovým uzávěrem a trubičkou 

Začneme tedy skleněnou nádobou cukřenky. V přední rovině pomocí objektu lomená křivka načrtneme profil cukřenky. Prostým klikáním vložíme body lomené křivky. Tam, kde je svislá část křivky, v panelu souřadnic nastavíme v sekci velikost x=0. U vodorovné části křivky, která se dotýká počátku souřadnicového systému, zase nastavíme v panelu souřadnic velikost y=0 a hlavně pozice y=0. Ukázáno na obrázku č. 8.

Obrázek 20 Kreslení lomené křivky Nastavení prvního bodu křivky  Vytvarujeme profil nádoby, označíme všechny body křivky klávesovou zkratkou CTRL + A a z kontextového menu vybereme příkaz Vytvořit obrys. Tahem myši získáme požadovanou tloušťku. Svislá hrana, která se kryje s osou y (obrázek č. 9) není vhodná pro rotaci křivky kolem osy y. Označíme tedy horní bod této hrany, z kontextového menu vybereme příkaz Nastavit první bod, poté ve správci objektů označíme objekt křivky a ve správci nastavení

97

Počítačová grafika odškrtneme Uzavřít křivku. Křivka se tak stala neuzavřená a svislá hrana pod prvním bodem byla odstraněna (Obrázek č. 9).

Obrázek 21 Rotace a tvarování segmentu nádoby cukřenky Objekty rotačního pole 





Přidáme objekt Rotace NURBS a nastavíme v políčku úhel 360/20 a segmentaci na tři. Ve správci objektů podsuneme objekt křivka pod objekt Rotace NURBS. Tento objekt převedeme klávesou C a zapneme editaci polygonů. Nástrojem Výběr označíme střední pruh polygonů, klikneme na nástroj Posun a ve správci nastavení vybereme Orientaci modelačních os na Normála. Vysuneme dopředu označené polygony podle obrázku č. 10. Vložíme objekt pole, nastavíme poloměr na 0, počet kopií na 19 (dvacátá kopie už je ve scéně) a podsuneme objekt Rotace NURBS pod objekt Pole. Objekt Pole převedeme klávesou C na editovatelný. Ve správci objektů označíme všechny podobjekty pole a spojíme příkazem Funkce/ Spojit. Vznikne nový objekt, ten si ponecháme a stávající objekty smažeme, obrázek č. 11. Z kontextového menu vybereme příkaz Optimalizovat pro případ, že by někde byly zdvojené hrany, body nebo plochy. Přepneme se do editace polygonů, zmáčkneme klávesu V a zvolíme smyčku z hran. Označíme smyčku ploch na hrdle nádoby, zvolíme příkaz Vytažení klávesou D a hrdlo mírně vysuneme. Zapneme editaci hran. Označíme smyčku obou hran na hrdle (obrázek č. 12), zvolíme příkaz Zkosení, segmentaci nastavíme na 0. Zkosení se provádí proto, aby byl správně vypočten objekt HyperNURBS.

98


Dno nádoby. Zapneme editaci ploch, označíme prstenec ploch a zvolíme příkaz Vytažení uvnitř, klávesa I. Vznikne nový prstenec ploch a ten příkazem Vytažení mírně zasuneme dovnitř. Označíme smyčku hran dna a opět zkosíme (obrázek č. 13). Nyní můžeme vložit objekt HyperNURBS a zkontrolovat výsledek modelu nádoby cukřenky.

Obrázek 22 Zkosení hran hrdla





Tvarování dna nádoby

Kovové víčko k cukřence. Vložíme objekt barel. Poloměr 15, výška 15, segmentů na výšku 2, výška víka 2. Převedeme na polygony, přepneme se do předního pohledu a spodní polovinu barelu smažeme. Označíme horní kruhový prstenec polygonů a smažeme. Nastavíme smyčku zbylých hran na průměr 9 mm, tedy souřadnice x=9, z=9. Zapneme editaci polygonů, označíme celý objekt klávesovou zkratkou CTRL + A. Zadáme příkaz Vytažení klávesou D a vysuneme plochy vně objektu. Parametr maximální úhel ve správci nastavení je třeba zvětšit, až se všechny plochy spojí. Obvodové ostré hrany objektu vnější i vnitřní zkosíme, aby se správně vypočetl objekt HyperNURBS. Výsledek víčka je na obrázku č. 14. Kovová trubička. Vložíme objekt trubka a nastavíme následující parametry. Vnitřní poloměr 4, vnější poloměr 4,5, segmentace po obvodu 8, výška 90 mm. Převedeme na editaci. Přepneme se do editace bodů. Zvolíme nástroj Nůž a provedeme šikmý řez pod úhlem 45°. Body, které zůstaly nad řezem, smažeme výběrovým nástrojem obdélník, přitom odškrtneme ve správci nastavení volbu Označovat pouze viditelné. Po provedeném řezu zůstala trubička bez

99




uzávěru, jak je vidět na obrázku č. 15. Tyto uzávěry se vytvoří příkazem Přemostit prostým tahem myši od jedné hrany ke druhé. Posléze všechny ostré hrany trubičky zkosíme kvůli zdárnému výpočtu objektu HyperNURBS. Ve správci objektů zůstaly tři objekty HyperNURBS, které můžeme přejmenovat na Sklo, Víko a Trubička a výsledný objekt necháme vypočítat klávesovou zkratkou CTRL + R. Výsledek je na obrázku č. 16.

Obrázek 23 Objekt víčka

Nástroj přemostit

100




Je na čase vložit materiály. Zvolíme příkaz Soubor/ Načíst přednastavené materiály/ Cinema4D/ Basics/ Glass. Ikonu tohoto materiálu skla přetáhneme do správce objektů k objektu Skla. Objektu víka a trubičky je přiřazen materiál chrómu. Scénu je potřeba také osvětlit. Zvolil jsem všesměrové světlo, které je potřeba posunout ve směru osy y nad objekt cukřenky. Do scény jsou vloženy také objekty podlahy a oblohy. Výsledek je vidět na obrázku č. 16.

Otázky a odpovědi 

Na obrázku č. 18 je objekt odpadkového koše. Byla nakreslena kruhová výseč 36° a poté přidán objekt kruhového pole. Pod horním osazením koše jsou přidána žebra k vyztužení. Otvory v koši jsou obdélníkové, z toho důvodu jsou přidány svislé a vodorovné řezy a zkosení. Nakreslete objekt odpadkového koše.

Obrázek 24 Objekt odpadkového koše

Editace poloviny lopatky

101


Obrázek 25 Výsledek objektu lopatky 



Objekt koše na prádlo

Nakreslete objekt lopatky. Vycházel jsem z objektu válce. Boční stěny lopatky jsou rotací zešikmeny. Zadní hrana je vysunuta v rukojeť, jak ukazuje obrázek č. 19. Opět je využito souměrnosti lopatky. Výsledek lopatky je na obrázku č. 20. Nakreslete koš na prádlo. Zde je využito zase lineárního pole děr a samozřejmě souměrnosti objektu. Otvory jsou obdélníkové, byly tedy použity svislé a vodorovné řezy a zkosení hran. Horní hrana koše byla převedena na křivku a po této křivce tažen obrys lemu koše. Přeji mnoho úspěchů v práci.

Shrnutí U rotačních objektů je využita pouze kruhová výseč a ta je kruhovým polem doplněna na celý objekt. Další vlastností je symetrie, která podstatně zefektivňuje modelování.

102



103

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA, BRUNTÁL, P. O. POČÍTAČOVÁ GRAFIKA 2011 KVĚTOSLAV BEDÁŇ

Recommend Documents