Как сделать триангуляция в блендере

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 02.09.2024

Мне сильно нравятся скалы из сюжетной компании Titanfall 2, настолько, что я на протяжении двух лет, время от времени, предпринимал попытки их воссоздать, или хотя бы сделать что-то похожее:

Оригинал явно делался в Zbrush, но поскольку у меня нет на него денег, а пираткить я не хочу, я решил вложить человекочасы в Blender-овские туториалы по моделироанию скал, подсмотрел в них несколько техник, которые решил применить в своем изобретенном заново велосипеде.

Для набрасывания базовой болванки я использовал простой куб, два раздела (Ctrl + R) и модификатор Remesh в воксельном режиме. Чтобы не призывать куб каждый раз, я разместил его подальше от места действия, и просто копировал по необходимости:

После сборки центрального слоя я приподнял куб "кисточку" и начал наворачивать новый слой сверху:

По завершению сборки, я дополнительно подразделил камни чтобы сглаживать или заострять углы. То, что начиная с этого скриншота все блоки имеют больше ребер - ляп.

После того как верхний слой был завершен, я скопировал еще один куб с кисточки, наделил его дополнительными гранями и разместил наверху, тем самым создав своеобразную "ступеньку":

Для придания хаотичности можете выделить верхние или нижние грани одного из мешей и натянуть их на слой ниже.

In sketchup

In Blender

Я пробовал процедуру выше для

Модель выглядит одинаково со всеми форматами.

Вы не можете (по крайней мере - не так, как хотите)

SketchUp очень умно абстрагирует глубину геометрии, отображая все связанные грани в той же плоскости, что и одна поверхность (если вы этого не скажете). Благодаря этой визуальной абстракции SketchUp позволяет поверхностям иметь пробелы.

Модель геометрии Блендера, известная как BMesh, обрабатывает поверхности по-разному, у нее есть модель Tris, Quads и Ngons. BMesh не разрешает отверстия в Нгоне (по дизайну). Расширяя этот факт, вы не будете иметь точно такое же представление в Blender, как в SketchUp для той же модели. Блендер не будет магически абстрагировать связанные грани в одной плоскости на поверхности , как это делает SketchUp.

Загруженная геометрия будет правильной, но в режиме edit вы увидите реальную геометрию, как она существует в .dae .

Blender предназначен для редактирования базовой геометрии. это истинный многоугольник modeller . Поддержка Ngon с BMesh является относительно недавней разработкой - до этого это были только квадроциклы и трис.

Что вы можете сделать, так это:

enter Edit Mode for each object
select all
Delete -> Limited Dissolve

Вы получите сетку, которая, возможно, более удобна.

Другой вариант - нажать Alt + J в режиме редактирования, который преобразует все треугольники в квадратики.

Один из возможных вариантов:

Заметьте, что контур камеры стал оранжевого цвета. Это может имеет несколько значений:

Выделение

На иллюстрации вы видите три выделенных объекта: Камера, Suzanne и лампа. Я думаю, вы заметили слегка отличающийся оттенок оранжевого по контуру разных объектов. Более насыщенный оранжевый цвет обозначает последний выбранный объект (на этот раз это лампа).

Последнее замечание ОСОБЕННО ВАЖНО. В большинстве случаев последний объект будет доминантным при выполнении различных действий с группой объектов. Сейчас мы не будем заострять на этом внимание, но запомните это! Если вы зайдете в раздел Object в Окне Кнопок и

Но нам сейчас интересна не панель с кнопками. Вы можете заметить новую иконку, похожую на вспышку, которая позволяет контролировать световое пятно:

Вы можете изменять значение Energy (энергия), выбрать цвет света (тем же способом, как мы делали это с цветом материала) либо поэкспериментировать с различными типами освещения от разного типа ламп: Point (точка), Sun Spot (солнечное пятно), Hemi (мягкий свет) или Sun (солнце).

Копирование объектов

Мы используем этот способ для создания в сцене схемы освещения из трех источников света (ламп).

Наверняка вы заметили, что все копии имеют те же параметры Energy и цвет, что и первоначальная лампа.

Теперь выберите все лампы одну за другой, переместите их, измените параметры энергии и цвета (можно все лампы сделать белыми). Одно замечание, постарайтесь сделать так, чтобы суммарная энергия всех трех ламп была близка к 1.

Режим Редактирования

Я использую эту возможность для некоторого расширения знаний о манипуляции с объектами:

Если вы попробовали редактировать несколько вершин, возможно вы почувствовали, что не все поддается контролю и перемещается/вращается куда бы хотелось. Не волнуйтесь, мы будем обсуждать это позже.

Опорная точка для вращения и масштабирования

Процедуры вращения и масштабирования напрямую зависят от точки, относительно которой они производятся.

По умолчанию опорной точкой для этих операций является точка Центра объекта, представленная жирной оранжевой . точкой.

Когда объект появляется в сцене его Опорная Точка находится в геометрическом центре этого объекта. Если мы перемещаем объект в Объектном Режиме его опорная точка так же перемещается. Но если мы переключимся в Режим Редактирования, выделим все точки объекта и переместим их, то сможем заметить что опорная точка объекта осталась на старом месте.

Мы можем вернуть точку в нужное место, но иногда положение опорной точки вне объекта используется с особыми целями.

В Режиме Редактирования положение опорной точки и объекта в большинстве случаев не влияет на поворот и масштабирование вершин, ребер и граней. По умолчанию, все операции производятся относительно геометрических центров выбранных элементов меша.

ObData to Center: перемещает объект без перемещения его центра
New Center: перемещает центр объекта без перемещения самого объекта (эта операция должна выполняться в объектном режиме, иначе Blender выдаст ошибку выполнения команды)
Center Cursor: перемещает центр объекта в место расположения 3D-курсора (эта операция должна выполняться в Объектном Режиме, иначе Blender выдаст ошибку)

Но есть и другие опции точек поворота в этом выпадающем меню:

На этом этапе стоит уделить особое внимание экспериментам для наилучшего понимания работы инструментов Blender.

EXTRUSION (выдавливание): наиболее мощное оружие 3D-моделирования

Я впечатлил вас, не так ли?

Серьезно, то что я сказал в заголовке раздела чистая правда. Я бы даже сказал что развитие 3D технологии было бы невозможно без механизма выдавливания. Не верите мне? Давайте сами посмотрим.

Запустите Blender и выделите куб. В Режиме Редактирования выделите у куба одну грань. У вас есть несколько способов сделать это:

Выделить вершины, образующие грань (vertexes)
Выделить ребра грани (edges)
Выделить саму грань (face)

В нашем случае я советую выбрать последнее.

Поиграйте с выделением граней и их выдавливанием. Сделайте что нибудь, похожее на реальные объекты. Наслаждайтесь!

Вы уже должны почувствовать себя комфортно при работе с мешем объекта.

Здесь бы я хотел немного остановиться и рассказать о двух вещах:

Вы можете включать и выключать полупрозрачность объекта нажатием кнопки справа от типа выбираемого объекта (в нашем случае грани).

Добавление меша в сцену, где уже есть другие

Здесь я бы хотел обратить ваше внимание на одну очень важную вещь. Если вы добавляете меш в Объектном Режиме – будет создан новый объект отдельный от всех остальных. Если же вы добавляете меш в Режиме Редактирования он станет частью объекта, в режиме редактирования которого вы находитесь. В примере ниже куб был создан в режиме редактирования UV-сферы:

Это означает следующее:

Оба меша будут иметь общий центр.
Вы не можете перемещать эти меши по отдельности в Объектном Режиме (при выделении куба будет автоматически выделится и сфера, как и наоборот):

Все свойства одного меша распространяются и на другой. Вообще-то, строго говоря, ничего не распространяется. Я повторюсь еще раз: оба меша представляют собой единый объект.

Выделение всего

Если у вас возникла необходимость в 3d-модели то существует два способа её получить. Первый и самый простой это просто приобрести её на специализированном ресурсе. Благо таких ресурсов — море. Например:

Второй способ это сделать модель самостоятельно. Существуют методики создания трёхмерных объектов. В зависимости от задачи эти методики могут использоваться либо отдельно, либо в связке.

1) Полигональное моделирование.

Первая самая классическая техника моделирования – полигональная. Полигональная техника самая простая и понятная, она базируется на операциях с четырёхугольниками. Четырёхугольники – полигоны или квады состоят из точек (vertex) и рёбер (edge). Пространство, заполненное между рёбрами, называется гранями (face). К базовым операциям можно отнести: перемещение (translate), вращение (rotate), масштабирование (scale), выдавливание (extrude), разделение (subdivide), слияние (merge), скольжение (slide). Эти операции будут очень часто повторяться. В любом пакете общего назначения существуют полигональные заготовки — примитивы: плоскость (plane), куб (cube), сфера (shere), цилиндр (cylinder), конус (cone). На основе этих простых объектов можно компоновать более сложные. Либо использовать простые как основу для более сложных. Методом разделения, последовательного выдавливания и череды простых трансформаций фрагментов куба можно получить человеческую руку или шланг от пылесоса. Кому как нравится или как того требует задача.

Если моделируемый объект симметричный, то эффективнее будет разрезать объект по оси симметрии и применив модификатор симметрии или зеркалирования выполнять операции только с одной частью модели, допустим левой. Изменения возникшие на одной стороне модели (левой) будут автоматически добавляться модификатором на другую (правую) зеркальную сторону.

Все действия производимые с объектом записываются в историю действий. По истории можно перемещаться вперёд и назад. Модификаторы используются для простого типового изменения формы объекта. В зависимости от пакета моделирования их название и состав могут отличаться.

В технике полигонального моделирование существуют правила построения полигональной сетки или меша (от англ. mesh — сетка). Правила описываю подходы позволяющие формировать и поддерживать корректную топологию сетки. Топология как раздел математики изучает явление непрерывности пространства. Что это означает применительно к сетке? Выстраиваясь полигоны образуют направления — полигональные кольца или петли (loop). В зависимости от того как взаимно расположены или склеены полигональные петли зависит то, как будет происходить сглаживание объекта при операциях подразделения. Дело в том, что сложные полигональные объекты состоят из тысяч полигонов. 3d-художник редактирует форму объекта только на базовом уровне детализации, а финальное сглаживание выполняет модификатор подразделения. Для того, чтобы такое сглаживание приводило к ожидаемому результату, 3d-художнику нужно предусмотреть расположение полигональных петель на критичных участках формы. Иначе будут заметны артефакты сглаживания или форма объекта будет казаться оплавленной. Также нужно следить, чтобы плотность сетки была одинаковой по всей поверхности объекта и состояла только из квадов. Иногда допускается врезка треугольных фейсов, но это исключение. Есть небольшие различия в моделировании высокополигональных моделей (для кино) и моделей предназначенных для визуализации реального времени (интернет, игры). Для высокополигональных моделей важна правильная топология и сетка состоящая из четырёхугольных граней, а для игровой графики важна оптимизация. Поэтому модели, которые прошли оптимизацию имеют большую угловатость и состоят приемущественно из треугольных граней.

Полигональное моделирование одинаково хорошо реализовано во всех современных конкурентноспособных пакетах моделирования: Blender, 3Dsmax, Maya, Cinema 4D, LightWave, Modo.

Варианты размещения полигональных ептель для получения требуемой фаски или закругления формы

Артефакты проявляющиеся при подразделении если топология – мусорная

Процесс моделирования от простой формы к сложной

2) Скульптинг или воксельная лепка.

Следуюшая технология — скульптинг основана на принципах скульптурной лепки, позаимствованных из реальной жизни. 3d-художник лепит форму объекта, не задумываясь о топологии сетки. По взмаху виртуальной кисти на модели появляются вмятины, вздутия или текстурный рельеф. Естественно после такого творческого процесса топология получается очень мусорная и нужно производить в обязательном порядке ретопологию. Ретопология это уменьшение количества полигонов (полигонажа) за счёт создания в ручную новой более оптимизированной сетки. Ретопология это буквально обрисовывание высокополигональной модели. Чтобы работать в такой технике требуется мпециализированный софт: ZBrush, 3D-Coat, Mudbox.

Третий способ моделирования основан на использовании криволинейных поверхностей. Такие поверхности называют NURBS -поверхностями (с англ. Non-uniform rational B-spline). От полигональной техники данный метод отличается тем, что 3 d -художник оперирует не гранями, а кусками ограниченными кривыми линиями. Чтобы изменить характеристики поверхности нужно изменить кривизну линии. NURBS -поверхности имеют бесконечную детализацию, так как форму таких поверхностей описываются математическими формулами, а не расположением вершин как в полигональном моделировании. Перед тем как визуализировать такую поверхность программа предварительно её триангулирует. Триангуляция это процесс разбиения на треугольные грани. У данного метода моделирования есть преимущества перед полигональным. А именно - точность. Данную методику применяют для изготовления точных промышленных изделий, который потом будут изготавливаться литьём штамповкой и т. д. Данная технология реализована в 3 dsmax и Maya и доведена до совершенства в CAD -пакетах: Rinoceroc , Katia , Fusion 360.

Модель собранная из NURBS-кусков (Blender)

4 ) Процедурное моделирование

Четвёртый подход к моделированию процедурный. Процедурное моделирование востребовано в таких задачах, где требуется создание систем объектов и поверхностей, которыми нужно еще и гибко управлять. К таким системам можно отнести деревья (растения), небоскрёб или целый город (архитектурные объекты), толпу людей, взаимодействующих по определённому сценарию. Процедурное моделирование может быть линейным (стековым) и нелинейным (узловым или нодовым). Линейную процедурность поддерживают все серьёзные пакеты моделирования, она основана на вертикальном стеке модификаторов. Нодовое процедурное моделирование хорошо реализовано в Houdini , Cinema 4 D с модулем MoGraph, R hinoceros с плагином Grasshopper . Процедурное моделирование имеет большое преимущества над всеми остальными за счёт отсутствия деструктивных операций. В любой момент 3 d -художник может вернуться на любой этап моделирования и изменить нужный параметр. Естественно рабочая сцена хранит всю информацию о произведённых действиях пользователя. В определённый момент, если не контролировать процесс моделирования и своевременно не чистить историю, рабочий файл может разростись до гиганских размеров. Компьютер перестанет справляться с возросшим объёмом информации. В параметрическом моделировании легко уживаются сплайны и полигональные объекты.

Процедурное дерево (SpeedTree)

Процедурная модель здания, выполненная с помощью нодового редактора (Houdini)

Поворот

Для выбора направления просмотра можно воспользоваться пунктом меню View или кнопками на цифровой клавиатуре. 3 NumPad — для вида справа, 1 NumPad — для вида спереди, 7 NumPad — для вида сверху. При нажатии клавиши Ctrl + 1, 3, 7 NumPad будет показана противоположная сторона (слева, сзади, снизу).

Помимо вышеперечисленных направлений, сцену можно повернуть на любой угол. Самый простой способ сделать это — зажав колесико (находясь в окне 3D view), перемещать мышку в любом направлении. Такого же результата можно добиться, зажав Ctrl + Alt вращать колесико мышки для изменения угла обзора по горизонтали, или зажав Shift + Alt вращать колесико мышки для изменения угла обзора по вертикали. Есть еще и третий способ изменения угла обзора, используя клавиши 4, 6 NumPad и 8, 2 NumPad для поворотов влево/вправо и вверх/вниз соответственно.

Перемещение

Для перемещения по сцене используются следующие клавиши и их сочетания. Если необходимо сместить обзор в любом направлении, необходимо, зажав клавишу Shift и колесико мышки, двигать мышку в нужном направлении. Аналогом этих действий будет нажатие сочетаний клавиш Ctrl + 2, 4, 6, 8 NumPad. Для перемещения вида по вертикали, необходимо зажав Shift прокручивать колесико, а для перемещения вида по горизонтали — зажав Ctrl прокручивать колесико.

Также в Blender существует так называемый режим полета (fly mode). Этот режим очень часто используется при настройке вида из камеры. Для его активации нужно нажать сочетание клавиш Shift + F. В этом режиме управление происходит за счет перемещения мышки за пределы появившегося прямоугольника или же с помощью клавиш W, S, A и D. Чтобы остановится достаточно вернуть мышку в пределы этого треугольника или если вы использовали клавиатуру, то нажать противоположную кнопку. Для выхода из режима необходимо кликнуть мышкой в любом месте.

Масштабирование

Для приближения/отдаления сцены лучше всего подходит прокрутка колесика мышки. Клавиатурным аналогом данного действия служат кнопки + и — на цифровой клавиатуре. Также можно зажав клавишу Ctrl и колесико мышки, перемещать мышку вверх/вниз для отдаления/приближения масштаба. Этот способ позволяет наиболее точно приблизить или отдалить сцену.

Если вы неожиданно заблудитесь в 3D-пространстве, то есть две горячие клавиши, чтобы быстро в нем сориентироваться. Кнопка Home изменит вид таким образом, что Вы сможете видеть все объекты сцены, а кнопка . NumPad (точка на цифровой клавиатуре) покажет выбранный в данный момент объект.

Читайте также: