3D Engineering

...Лучшее из общего.

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Мир 3D моделирования

3D моделирование Трехмерная графика или 3D моделирование – это раздел компьютерной графики, предназначенный для создания объемного изображения. В современном мире 3D моделирование играет большую роль, так применение его достаточно широко. Можно даже сказать, что она проникает во все сферы человечества. Это медицина – учебные материалы, диагностика. Архитектура – проект будущего строения или дизайна. Наиболее частое обращение к трехмерной графике сейчас встречается при создании компьютерных игр, широко применяется в кино и мультипликационной индустрии. Создаются герои и объекты, которые невозможно отличить от «настоящих». Также имеет широкое применение в современной 3D инженерии. Проекция современных автомобилей, воздушной и водной техники невозможно сейчас представить без 3D моделирования. Создание 3D модели возможно только при использовании специальных компьютерных программ.

Программ для создания компьютерной графики большое множество. Самые известные – это Photoshop для растровой графики, векторная графика создается в программе CoralDraw и конечно 3D графика создается в основном в 3D Max.

Это только основные направления программного обеспечения компьютерной графики, существует много мелких программ для создания от простых, текстовых 3D, заканчивая сложной 3D графикой, которая включает в себя работу в нескольких программах одновременно. Например, векторная графика в Adobe Illustrator потом следует работа над изображением в 3D Max или другой программе создания 3D моделирования. Как правило создание 3D модели идет в несколько этапов. Это сбор нужные материалов (чертежи, фотографии, рисунки). Потом идет создание самой трехмерной модели и качество её изображения зависит от качества материалов первого этапа.

Но, можно сказать, что основой трехмерного моделирования является векторная графика. Примеры векторной графики – это линии, которые называют векторами. Векторы легко редактировать. Все материалы должны быть только хорошего разрешения. Последний этап создания – это визуализация модели, то есть её оживление. Дизайнер делает структуру модели, добавляет анимацию если нужно. Это очень сложный процесс, так как как фигура должно просматриваться в объеме со всех сторон. Главным отличительным свойством 3D модели является трехмерная проекция на плоскость, плоскостью может быть экран монитора или другое устройство. После чего модель можно запускать в любой другой редактор или программу для дальнейшего применения.

Дата публикации: 24.03.2013, 00:46

 

Архив статей

 май   Июнь 2019   июл

ВПВСЧПС
   1
  2  3  4  5  6  7  8
  9101112131415
16171819202122
23242526272829
30 
Julianna Walker Willis Technology

Случайная новость

Всем доброго времени суток!

Данный урок предназначен в помощь при создании материалов для помещения таких как пол, стены и подобное. Использоваться будут материалы под рендер mental ray  из состава  ProMaterials  и Arch & Design (mi) которые есть в составе 3d MAX 2009. Поскольку материалы группы ProMaterials узко специализированны для конкретных задач, то их настройка сведена к минимуму и останется только рассмотреть тонкие моменты.

Предназначен урок пожалуй для тех кто как минимум хорошо знаком с интерфейсом 3D max и я не показываю в каких меню и где взять ту или иную карту.

Все материалы урока получены на собственном опыте, поэтому я не претендую на сто процентную правильность выводов и действий, однако меня результаты пока устраивают :), надеюсь и Вы найдете что-то для себя полезное.

Начнем:

1. Пол

Как правило все описанное ниже будет касаться многих групп материалов, и разделил я их условно на пол , потолок и стены только для порядка изложения.

Материал для практически любого покрытия пола можно взять из ProMaterials. Имитация паркета и струганных досок – Hardwood

В слот Base Hardwood устанавливается текстурная карта. Следующий пункт настройки позволяет указать возможность использования и добавочный цвет, имитирующий дополнительное лаковое покрытие поверхности дерева. Пункт Surface Finish служит для указания степени полировки дерева от матового до глянцевого. Application type  - назначение покрытия  - покрытие для мебели или полов (естественно полов). Далее настройка неровностей поверхности с возможностью автоматического расчета (по базовой карте) или указанием своей карты.

Имитация паркета:

Имитировать материал линолеума  позволит материал  Plastic/Vinyl, с профилем именно винила

Слот Color – цвет или карта покрытия, Type – имеет три шаблона – пластик, прозрачный пластик и винил (который нам и нужен)

Surface Finish -  характер поверхности от глянцевой до матовой.  Далее дается возможность подключить две карты для выдавливания и дополнительного рисунка в первом случае Surface bumps, по указанной карте будет только нанесена теневая карта неровностей, а во втором –Pattern  еще с указанной карты примешается цвет.

Из распространенный покрытий пола осталась керамическая и каменная плитка: соответственно Stone и Ceramic

Настройки поверхности  у них практически идентичны вышеописанным материалам, единственное на что можно обратить внимание, так это то  что в слоты Pattern и Tiling Pattern удобно устанавливать карту Tiles, для имитации стыков плитки

Не забывая при этом что если текстуру плитки мы кладем,  например шагом 30см, то карту Tiles придется повторять шагом 60см, так как она в себя включает по умолчанию  4 плитки

Пол покрытый матовой керамикой и полированным камнем:

Для продолжения настройки материала пола я остановился на деревянном паркете покрытым лаком

Посмотрим на первый нюанс, который заметен при дневном освещении (когда практически вся комната освещена фотонами непрямой иллюминации):

Материал пола вносит значительный вклад в цвет фотонов GI , от чего комната излишне погружена в бежевые тона, а потолок белым назвать трудно даже с натяжкой.

Вероятно в безвоздушном пространстве (где воздух не рассеивает свет) такая бы картина и имела место, но в данном случае надо что-то делать с потолком, материал которого чисто белый и матовый.

Выход в замене шейдера фотонов и редактирования в нем параметров диффузного и отражающего цвета.

Если используется материал Arch & Design (mi) то для смены шейдера необходимо открыть вкладку mental ray Connection, найти шейдер фотонов и снять с него замочек:

После чего установить в активированный слот шейдер -  Photon Basic (base)

Если используется материал из группы ProMaterials, прямой возможности в замене шейдера фотонов нет. Необходимо создать новый материал «mental ray», в слот Surface  установить карту «Material to Shader». В данной карте всего один слот для исходного материала – то есть для нашего настроенного пола. Переносим туда созданный и настроенный  ранее ProMaterials в виде копии или зависимой копии для сохранения возможности редактирования (перенести можно путем перетаскивания мышкой).

Теперь можно в слот фотонов установить Photon Basic (base):

В самом шейдере Photon Basic (base) нас интересуют две позиции:  цвет Diffuse  и цвет Specular:

Диффузный цвет окрашивает фотоны GI – это то что мы сейчас исправляем. Если пол у нас бежевый то указываем цвет либо нейтрально серый , либо светло желтый. Важно помнить что составляющие цветов нежелательно делать более 128, выбор слишком яркого цвета приведет к усилению эффекта GI и внесет дисбаланс.

Цвет в слоте Specular – это цвет фотонов каустики отражения – про него чуть ниже. Третий слот не трогаем, он у нас не используется – это фотоны каустики в прозрачных средах

Итак сменили шейдер и смотрим что изменилось:

На всей сцене стало светлее, потолок приобрел более правдоподобный оттенок.

Второй нюанс – наш пол покрыт лаком который должен еще и «отзеркаливать»  лучи света  вверх а еще и желательно бросать блики на потолок и стены J. Это все эффекты каустики, которая по умолчанию отключена.

Для более наглядного примера я сменю пол в спальне и сделаю его из полированного белого камня (наверное мерзко утром просыпаться и ставить ноги на такой пол). Не включая каустику делаю рендер:

После чего в свойствах модели пола включаю возможность расчета каустики и включаю каустику для всей сцены:

Сразу стало светло и радостно, да еще и шальной блик на стене появился.

Итак  мы увидели что отредактировав в материале шейдер фотонов можно сделать освещение на сцене значительно приятнее.

Далее рассмотрим третий нюанс материала пола, который опять косвенно связан с непрямым освещением:

Ваза с зеленым насаждением  производит впечатление полета, хотя она прижата к полу. Виновата тень, точнее ее отсутствие. При отсутствии прямого освещения ярко выраженные тени не просчитываются, подобие теней можно получить только уменьшив площадки сбора фотонов GI и увеличив количество фотонов на сцене. Данная проблема связанна не только с предметами стоящими на полу (как у нас) но и к потере рельефа декоров мебели в слабоосвещенных местах, нереальная яркость стен в темных углах итд. Решать эту проблему с помощью фотонов сложно, приходиться генерировать на сцену по несколько миллионов фотонов, что затягивает рендер, а на слабых машинах невозможно по причине нехватки ОЗУ. Поэтому проще и удобнее оставить фотоны в покое и обратиться к специальным настойкам материала – на основе Ambient Occlusion (АО)  будем сами имитировать тени от эффекта глобально освещения.

В свойствах материалов групп ProMaterials  и Arch & Design (mi) есть закладка Special Effects:

Которая позволяет включить и настроить АО. В настройках Samples  - это качество просчета эффекта значения от 32 до 64 дают вполне приемлемый результат не особо замедляя процесс рендеринга, значение 128 даст  хорошее качество даже на поверхностях, попавших на передний план, выше выставлять значения уже наверное неуместно(для интерьерных сцен). MAX Distance – это радиус полусферы вокруг точки просчета, в пределах которой учитывается геометрия объектов для создания тени (слово геометрия важно, – полностью прозрачные объекты дадут такие же тени, как  и непрозрачные). В данном случае параметр показывает, что все что находиться не выше чем 10см от пола даст тень. Включаем, рендерим:

Не слишком заметный эффект, но ваза уже не летает над паркетом.

Закончим с полом.

2. Стены и потолок

Для имитации побелки потолка и однотонных крашенных стен в ProMaterials есть материал Wall Paint:

Довольно простой и требует только указать цвет покрытия, свойство поверхности (матовый или несколько типов глянца) и тип (инструмент) нанесения.

На стенах покрытых плиткой останавливаться не буду- все аналогично полу, а остановлюсь на обоях.

Виниловые обои можно имитировать опять же ProMaterials – винилом, матовым, но это в том случае если Вам не жалко тратить время на очень долгий рендер из-за получения сильно размазанных отражений объектов стоящих недалеко от стен и размазанные пятна от  светильников. Если на этом внимание акцентировать ненужно то можно воспользоваться просто материалом Arch & Design (mi) с убранным на ноль Reflectivity и Glossiness  близким к нулю, то есть материалом  имитирующем бумагу.

Но в последнее время мало кого удивишь бумажными обоями, как правило на всех теперь есть металлизация и блестки.

Попробуем сделать обои с металлизацией. Настроить один материал под такую задачу крайне проблематично поэтому сделаем материалом смесью «blend»:

В нем два материала (первые два слота) смешиваются по растровой маске – Mask.

Для обоев я подготовил две текстуры – диффузную и маску для металлического напыления:

Черно белую маску я помещаю в слот Mask, для белых мест будет соответствовать материал на основе Arch & Design (mi) – полностью матовый с диффузной картой моей цветной  текстуры, а черным местам будет соответствовать материал из ProMaterials – металл (слабо полированная латунь ).

И подобный материал назначил декоративным шторам, смешав два материала- глянцевый и матовый, тем самым получив что-то вроде тиснения на ткани а добавив текстуру из маски смешивания на бамп одному из материалов можно получить довольно симпатичные вещи:

Вроде со стенами все.. не забываем про АО на материале стен, это избавит нас от излишне светлых углов и смазывания элементов декора на стенах.

3. Теперь поскольку зажглись фонарики на сцене, остановлюсь на материале для абажуров светильников и прозрачных занавесок:

Назначим на абажур светильника полупрозрачный материал и сделаем рендер:

Задняя стенка абажура ярко освещена, а вот передняя - со стороны камеры – нет. Она является полупрозрачной, что мы явно видим, а вот освещение с тыльной стороны в учет не берется. Для исправления данного недоразумения есть параметр  Translucency (просвечивание)  в материалах Arch & Design (mi):

 в  ProMaterials – прозрачный пластик, он работает по умолчанию.

Выставляю на абажур 0,5 прозрачности и 1,0 просвечивание и получаю приемлемый результат:

Использовав на абажур прозрачный пластик из набора ProMaterials получил что-то подобное, но с учетом что абажур теперь не тканевый а пластиковый:

С материалом штор все аналогично:

Есть еще одна особенность , когда в абажурах или тканях имитируются разного рода отверстия с помощью масок  то могут возникнуть ситуации когда материал начинает вести себя некорректно:

На рисунке сильно бликующая поверхность в фотометрическом свете. На прозрачность поставлена карта «шахматка» (материал Arch & Design) эта же  карта стоит на рефлекшн и  блики , коф преломления  = 1  :

И все равно на местах где должна быть пустота мы видим блики.

Справиться с этим поможет опять материал Blend. По маске нужно смешать материал основной поверхности, а там где будут отверстия поставить материал mental ray в котором на шейдере поверхности стоит шейдер « Transmat» он не имеет параметров и служит как раз для таких целей.

По основным материалам вроде все.. конечно к интерьерным еще нужно отнести кожаные и меховые покрытия мебели и ковров.. но это огромная тема для отдельного урока.

В конце хочу остановиться не совсем на материале, а на окружение, которое к нам заглядывает в окна:

Как правило хочется чтобы вид из окна представлял не банальное синее небо, которое генерируется Physical Sky и не HDRI карта с небом, а нормальный пейзаж или сделанная когда-то фотография, то есть стандартное растровое изображение.

При использовании растровой карты в качестве фона, и фотометрической экспозиции (а куда без нее) на фоне мы увидим скорее всего либо непроглядную черноту, либо неяркие контуры нашего изображения. Происходит это из-за того что глубины цвета в формате bmp (jpg итд) не хватает для работы в фотометрической экспозиции. В этом случае нужно «повысить» яркость фона до того в который мы в данный момент работаем.

Для этого добавляем наше растровое изображение в карту Output

Или Environment/Background Camera Map (что как правило я предпочитаю)

Нам нужен параметр «Output amount»  или «Multiplier» соответственно. Устанавливаемый параметр считается по формуле:

3,75 х 2 (EV-1)

Параметр EV берем из свитка контроля экспозиции:

После этого диапазон цвета должен совпадать.

Есть еще одна неприятность при использовании текстуры несферического окружения, а экранного (как это чаще всего бывает) получается такая неприятность:

Вид за окном нас устраивает, а вот отражение на полу…… мягко говоря не соответствует и там где должно отражаться небо, мы наблюдаем низ фоновой картинки.

Для исправления нужно разделить окружение для фона и окружение для отражения воспользовавшись шейдером Environment/Background Switcher:

Верхний слот для фона, нижний для отражения , если на отражение также ставиться растровая карта, то необходимо и в ней проконтролировать соответствие текущей экспозиции, но в принципе там можно установить Physical Sky.

После точной настройки материалов уже меньше проблем будет с качественной настройкой света, по крайней мере использование АО сократит Вам время и ресурсы при расчете карт фотонов, а индивидуальная настройка шейдеров фототонов снизит необходимость постобработки изображения.

Всем удачи!

С Уважением КАА

Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

далее