Osnove 3D modeliranja Izbirni predmet - ntf.uni-lj.si · Osnove 3D modeliranja Izbirni predmet Helena Gabrijelčič Tomc Univerzitetni in visokošolski študijski programi. Tehnike

Osnove 3D modeliranjaIzbirni predmet

Helena Gabrijelčič Tomc

Univerzitetni in visokošolski študijski programi

Tehnike modeliranja

▪ modeliranje s poligoni▪ modeliranje s krivuljami▪ modeliranje s subdivizijo▪ modeliranje z implicitnimi površinami (proceduralni objekti)

Jaka Jejčič

Tehnike modeliranja

Tehnike modeliranja

Jaka Jejčič

na podlagi reference

določimo tehniko

modeliranja

posameznih objektov

modeliranje

Načrtovanje uporabe modelirnih tehnik?

materiali in teksture

postavitev scene

upodabljanje

Dvorec, Jaka Jejčič

▪ modeliranje iz kocke (Box modeling)

▪ modeliranje z izrivanjem - ekstruzijo poligona, robov (Extrusion mod.)

▪ modeliranje s krivuljami (Spline, Patch modeling)

UL, NTF, OT, Helena Gabrijelčič Tomc, Osnove 3D modeliranja

http://orgs.usd.edu/nmm/GiftShop/TechnicalDrawings/StradivariCelloDrawing.html

▪ primer (head Box modeling)http://www.youtube.com/watch?v=7DQWb1ieRYM


http://www.youtube.com/watch?v=7DQWb1ieRYM

Modeliranje iz kocke




Modeliranje z izrivanjem, ekstruzijo




Modeliranje s krivuljami


▪ primer (spline modeling): http://www.youtube.com/watch?v=_E7QCi8HDSg


http://www.youtube.com/watch?v=_E7QCi8HDSg


Predstavitev 3D modela v projekcijskih ravninah

žični model

objemajoči kvaderpolni modelbrez tekstur

žični model brez nevidnih robov

Načini prikaza

Poligonsko modeliranje (Polygonal modeling)

Poligonsko modeliranje: osnovna terminologija

http://www.youtube.com/watch?v=-bZ7gstIWyI

http://www.youtube.com/watch?v=-bZ7gstIWyI

• oglišče (vertex)• rob• lice poligona (površina, ploskev, “face”)• robovi se stikajo z najmanj dvema drugima poligonoma• število robov (3, 4, n-gon)

Poligoni (Polygons)

3D modeling & surfacing : modeling and surfacing / Bill Fleming

▪ velikostjo▪ številom stranic▪ postavitvijo stranic▪ postavitvijo poligona v prostoru▪ povezavo z ostalimi poligoni v objektu

Poligoni so definirani z:

• poligonska mreža• ločljivost modela (število poligonov)• uporaba in optimizacija

Ločljivost mreže

▪ Kaj je normala?▪ smer, senčenje, glajenje, teksture, osvetjevanje, animiranje▪ korekcija normal in njihove usmerjenosti

http://hr.wikipedia.org/wiki/Normala

Normala (normalni vektor) poligona

http://hr.wikipedia.org/wiki/Normala

Polygonam modeling (Autodesk Maya)

Normale verteksev poligonov

Soft, shared vertex normals Hard vertex normalsPolygonam modeling (Autodesk Maya)

• enostranski poligoni• obojestranski poligoni

Polygonal modeling (Autodesk Maya)

Normale površin poligonov

Polygonam modeling (Autodesk Maya)

Usmerjenost normal

nekoplanaren poligon (kvadriseti)smer, normala poligona

Usmerjenost in planarnost poligonov


Usmerjenost in planarnost poligonov


Poligonsko modeliranje : Osnovna modelirna orodja in tehnike

▪ manipulacija poligonov

1. osnovne transformacije (premik, nagib, rotacija)

2. množenje poligonov – rez, dodajanje poligona (Cut, Insert)

3. množenje poligonov - zaokrožanje robov (Bevel, Chamfer)

4. množenje poligonov celega objekta (Tesselation)

Osnovna modelirna orodja in tehnike

▪ modeliranje z množenjem1. rotacija okoli osi, vrtenje (Rotate, Lathe, Lattice, Revolve)2. izrinjanje (Extrude, Sweep); frontalno izrinjanje (Frontal Extrusion)3. izrinjanje po poti, profil po krivulji (Path Manipulation)

▪ kloniranje in urejanje (Cloning, Array)

▪ Booleanovi operatorji (Boolean operators)


Operacije na nivoju▪ celotnega objekta▪ površin poligona▪ robovih poligona▪ verteksih


Operacije na nivoju oglišč▪ premiki▪ izvlek▪ povezovanje

Verteksi

Polygonal modeling (Autodesk Maya) Maja Kralj: Mobster

▪ premik ▪ nagib, strig ▪ rotacija, zrcaljenje (površine)▪ izvlek▪ skaliranje (površine)

Osnovne transformacije robov in površin poligonov

https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/meshes/selecting/edges_faces.html

Osnovne transformacije robov in površin poligonov

Maja Kralj: Mobster

N=n+1 (N je število novo nastalih poligonov, n število robov prvotnega poligona)

i=3

i=12


Množenje poligonov – zaokroževanje robov

Množenje poligonov – rez poligona

Množenje poligonov – dodajanje poligona

rotacija: 9 segmentov, okoli minimalne osi

▪ začetni kot▪ končni kot▪ število segmentov▪ zamik (offset)▪ os rotacije

Modeliranje z množenjem - Rotacija okoli osi

rotacija: 40 segmentov, okoli centralne os

▪ linearno izrinjanje: dodana le debelina▪ dodajanje novih poligonov (število segmentov)▪ os ekstrudiranja▪ razdalja, jakost izrinjanja-izvleka, pozicija▪ odprtost/zaprtost telesa

Modeliranje z množenjem - Izrinjanje, izvlek

Modeliranje z množenjem - Izrinjanje, izvlek


• problematika: število poligonov

▪ nelinearno izrinjanje: dodana ukrivljenost▪ pot (neskončna ločljivost)▪ oblika objekta▪ način množenja objektov (rotacija, nagib..)▪ zamik od poti


Modeliranje z množenjem - Izrinjanje po poti

Množenje poligonov celega objekta

▪ izhodišče

▪ tesselate▪ smooth

▪ število ponavljanj: iteracije▪ z ali brez vpliva na geometrijo (robovi!)

Množenje ali deljenje poligonov celega objekta

http://wiki.blender.org/index.php/Extensions:2.4/Py/Scripts/Mesh/Mesh_poly_reduce

Deljenje poligonov celega objekta

▪ problematika: CAD – 3D surface modeling▪ digital sculpting!

http://wiki.blender.org/index.php/Extensions:2.4/Py/Scripts/Mesh/Mesh_poly_reduce

IN

ALI

NE

izhodišče:operand A, operand B


Booloveanove operacije


Subtrakcija – odvzemanje


Adicija – dodajanje


Unija – združevanje


Presek

http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.6/Manual/Modifiers/Generate/Booleans

Napake: Booleanove operacije

http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.6/Manual/Modifiers/Generate/Booleans

Primer: Eva kelih, Flavta

Primer: Eva kelih, Flavta

Podskupine tehnik modeliranja

Izvajajo se lahko vzporedno sli dodatno s glavnimi skupinami tehnik modeliranja:

• modeliranje s točkami

• modeliranje s primitivi

• modeliranje s preoblikovalci

• sestavljeni objekti (Compound object)

• modeliranje s teksturami

Podskupine tehnik modeliranja

Modeliranje s točkami

Digital modeling: William Vaughan

Modeliranje s primitivi




http://vimeo.com/2168099



• pomen primitivov v testnih scenah in animacijah • http://www.youtube.com/watch?v=PYUmiHyBHFI• primer: Žan Vidmar (testiranje na primitivih)


http://www.youtube.com/watch?v=PYUmiHyBHFI

Modeliranje s preoblikovalci

▪ orodja za deformacijo primitivov, poligonske ali NURBS mreže▪ spreminjanje: 1. področja mreže, 2. cele mreže▪ geometrija objektov▪ hierarhija: zaporedje dodajanja sprememb (!)▪ kontrola vpliva spremembe▪ končna aplikacija preoblikovalca

nagib, uklon

Preoblikovalci (Modifiers)UL, NTF, OT, Helena Gabrijelčič Tomc, Osnove 3D modeliranja

motnja + uklon

uklon + motnja

Hierarhija preoblikovalcevUL, NTF, OT, Helena Gabrijelčič Tomc, Osnove 3D modeliranja


• motnje• kontrola vpliva spremembe

Kontrolna mreža (Lattice) : obračanje, krčenje, strigUL, NTF, OT, Helena Gabrijelčič Tomc, Osnove 3D modeliranja

Kontrolna mreža


▪ operacija na celotnem objektu▪ 1D (linijsko), 2D (površinsko) ali 3D (prostorsko) ▪ zamik-premik novih klonov, rotacija, število klonov ▪ skaliranje

primeri: stopnice, zid, streha, ograja

Kloniranje in razporejanje

http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.6/Manual/Modifiers/Generate/Array

Primer Array

http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.6/Manual/Modifiers/Generate/Array

Sestavljeni objekti

▪ morfiranje (Morph) - animacije▪ povezovanje oblik, krivulj (Lofting) ▪ generiranje pokrajine (Terrain)▪ sipanje (Scatter)

Sestavljeni objekti


▪ tehnika za krivulje in 2D oblike▪ povezovanje krivulj▪ krivulja poti + oblika preseka poti (teh je lahko več)

Povezovanje oblik, krivulj


http://www.3dmax-tutorials.com/Loft_Object.html

http://www.3dmax-tutorials.com/Loft_Object.html

▪ sipani objekti (Source object)▪ razporeditveni objekti (Distribution object)

Sipanje


▪ modificirane poligonske in NURBS mreže▪ povezovanje oblik in presekov

Pokrajina v 3D- ju (Terrain)


Animacije/3D Digital Elevation Model of Post Mt. St. Helen's Volcano Eruption (1).mp4

Modeliranje s teksturami

Modeliranje s teksturami

prestavitve

pretvora v poligone ali NURBSe

Mapa prestavitev

▪ displacement map (heightfield map) + modeliranje detajlov


▪ topografija▪ oddaljeno zajemanje terena▪(UZ, radijski valovi, rentgen..)▪ informacija o reliefnosti▪ sprememba DEM v poligone in NURBSe

DEM (Digital Elevation Map)


http://forums.sketchucation.com/viewtopic.php?f=18&t=33894&p=297860#p297860

▪ modeliranje z nizko ločljivostjo (low-poly)▪ možnost spremembe mreže poligonov▪ povečevanje detajlov površine▪ intuitivnost

Prednosti uporabe poligonov

http://forums.sketchucation.com/viewtopic.php?f=18&t=33894&p=297860

poligon vs. krivulje

▪ problem neskončnih krivulj▪ “zahtevna” pretvorba v krivulje (NURBS)▪ vidne deformacije pri operacijah

Slabosti uporabe poligonov


Primeri

▪ Kralj: Mobster▪ Kralj: dnevna soba▪ Štancar: vasica

https://www.youtube.com/watch?v=54e189GbGck

Osnove 3D modeliranja Izbirni predmet - ntf.uni-lj.si · Osnove 3D modeliranja Izbirni predmet Helena Gabrijelčič Tomc Univerzitetni in visokošolski študijski programi. Tehnike

Documents