эндо инструментация и лечение. Слаква А. - Инструменты моделирования в Blender v2.93. Инструменты моделирования вBlenderВерсия 5 (Blender 93)Автор Артем Слаква
 Скачать 6.86 Mb.
|
|
1 Инструменты моделирования в Blender Версия 1.5 (Blender 2.93) Автор: Артем Слаква 2 Благодарность Выражаю огромную благодарность Филатовой Евгении за помощь в создании данной книги. Уже по сложившейся традиции, ею был создан дизайн книги, дизайн лендинг-страницы, а также произведена работа по улучшению изображений, находящихся в данной книге. Помимо этого, Евгения провела десятки часов за чтением книги, с целью выявления грамматических ошибок и улучшения описания различных моментов, которые могли бы вызвать затруднения у читателя. За то, что она смогла выдержать меня на протяжении всего этого времени и за оказанную помощь, еще раз выражаю огромную благодарность. 3 Об авторе Артем Слаква родился и проживает в Украине. После окончания школы поступил в Национальный Горный Университет, на последнем курсе которого была дисциплина "Современные методы создания мультимедиа". Выбор преподавателя пал на замечательный редактор трехмерной графики Blender. В период сдачи дисциплины ощущалась острая нехватка материалов по данному редактору, особенно на русском языке. Практически все приходилось добывать на зарубежных сайтах, которых также было гораздо меньше, нежели сейчас. По окончанию университета, Blender был отложен в сторону примерно на год, который был посвящен улучшению и развитию полученных навыков в сфере веб-технологий и изучению языков программирования. Но в начале 2013 года возникла навязчивая идея о создании своего сайта по Blender, с целью исправления той острой нехватки материалов, которую автор испытал на своей шкуре два года назад. Так 13 мая 2013 года появился сайт Blender3D, который по сегодняшний день выполняет поставленную перед собой цель. 4 Введение О чем данная книга Цель данной книги показать инструменты Blender, с помощью которых вы сможете создавать различные модели с высокой точностью. Данная книга полностью сосредоточена на инструментах моделирования и различных способах выравнивания объектов. Рендеринг, освещение, текстурирование, риггинг и прочие аспекты 3D-графики в ней не затрагиваются вовсе. Стоит отметить тот факт, что все, о чем пойдет речь в данной книге является встроенным инструментарием Blender. В книге не рассматривается ни одно дополнение. Несмотря на всю полезность и возможности, которые дают дополнения, в большинстве своем, они только ускоряют рабочий процесс (что, безусловно, очень здорово) и лишь в редких случаях привносят что-то существенно новое. С помощью этой книги я хочу донести до читателя, что зная возможности программы, можно создавать абсолютно любые модели с высокой точностью, даже без использования дополнений и сторонних скриптов. Толчком для написания книги стали частые отзывы посетителей сайта blender3d.com.ua на тему того, что в уроках практически все моделируется «на глаз», а в других пакетах 3D-графики можно вводить точные значения, при работе с теми или иными инструментами, быстро производить сложное выделение объектов (например, каждую 4-ю грань объекта) и многое другое. Самое интересное во всей этой ситуации, что в 99% случаев то, чего так не хватало пользователям было реализовано в Blender уже много лет назад и находилось на расстоянии нажатия одной клавиши. Происходит это по двум простым причинам: 1. Действительно, практически в каждом уроке моделирование производится «на глаз», даже в том случае, когда используется фоновое изображение или чертеж. Все лишь потому, что так 5 проще. Если вы создаете модель автомобиля, чтобы впоследствии поделиться рендером в сети или продать модель на 3D-стоке, то оттого, что длина капота будет на 2 мм короче оригинала, ничего страшного не случится. На рендере это даже невозможно выявить. Существуют определенные рамки, в пределах которых погрешность позволительна. И подобная практика применяется во многих сферах. Если вы проектируете микросхему для компьютера или ракетный двигатель, то ошибка в 2 мм обернется стоимостью в миллионы (или даже миллиарды) долларов. Но если вы создаете кухонный стол, и его ширина окажется короче на 2 мм, чем должна быть, то без должной проверки никто даже не сможет заметить этого. Трудозатраты должны быть целесообразными. Именно поэтому при создании просто красивой картинки никого не волнует тот факт, что моделируемый объект не на 100% соответствует своим размерам. 2. Вторая причина вовсе банальна. Моделлер просто не знает всех возможностей программы или конкретного инструмента, либо просто забыл их. Даже после написания данной книги я не могу вспомнить по памяти добрую половину инструментов моделирования (несмотря на то, что их не так-то и много). Где-то применяются дополнения, где-то проще выделить несколько граней с помощью Shift и не забивать голову лишним сочетанием клавиш, и т.д. Отсюда и выливаются претензии к тому, что Blender чего-то там не может, хотя на деле вы просто можете не знать, как это реализовать. Данная книга развеет все эти сомнения. Дочитав ее до конца, вы будете знать, что пределы возможностей Blender наступают при моделировании объектов, размеры которых меньше одного микрометра (хотя точнее сказать — нанометра, но обойдемся без фанатизма), и непригодным он становится лишь в тех сферах использования, для которых и не предназначался вовсе. А все, что касается визуализации, 3D-печати, моделирования ювелирных изделий и прочей атрибутики, которую можно увидеть невооруженным глазом, то здесь он справляется не хуже любой другой программы 3D-моделирования, причем во многих случаях даже быстрее. 6 Условные обозначения, используемые в этой книге Все горячие сочетания клавиш в данной книге выделяются жирным, например: Shift + A, G, Alt + C и т.д. То же самое касается и путей к инструментам: Select → Random. Ссылки (внешние и внутренние) выделяются подчеркиванием и синим цветом, например: ссылка В книге используются следующие сокращения: ЛКМ — левая клавиша мышки ПКМ — правая клавиша мышки СКМ — средняя клавиша мышки (нажатие на колесико мышки) Scroll — прокрутка колесика мышки Части интерфейса Blender и различные режимы выделяются курсивом, например: окно 3D-вида, режим редактирования. Примечание о точности моделирования Перед тем как приступить к моделированию в Blender, нужно ответить на несколько вопросов: Насколько точным я хочу/мне нужно создать этот конкретный объект? Если вы создаете модель собственного дома, какой точности вам будет достаточно? Сантиметры? Миллиметры? Что случится, если толщина одной стены будет на 1 см больше другой? Подумайте об этом. Приведет ли это к каким-либо последствиям или ничего страшного не произойдет, и можно даже не думать об этом? Точность самого Blender ограничена примерно 0.001 мм (микрометр). Можно моделировать еще точнее, но этот вариант мы даже рассматривать не будем. Поэтому, если ваш дом должен быть выполнен с точностью до микрометров, скорее всего, Blender тут не поможет и придется использовать одну из CAD-программ. Но если нет, то предоставляемой блендером точности будет более чем достаточно. 7 Сколько времени вы готовы потратить на то, чтобы достигнуть желаемой точности? Как вы уже поняли, в Blender можно моделировать достаточно точно, но чем выше точность, тем больше времени придется потратить на модель, в сравнении с популярным методом моделирования «на глаз». Также стоит учитывать, что вам потребуется время на то, чтобы овладеть инструментами и, возможно, дополнениями для точного моделирования. Какова точность исходного объекта? Часто используются различные чертежи и фоновые изображения для максимального соответствия пропорций будущей модели. Идеальным случаем будет ситуация с высококачественным чертежом, на котором, помимо самого изображения, указаны точные размеры деталей, углы пересечения, масштаб, пропорции и прочие значения, которые помогут вам достигнуть максимального соответствия. К сожалению, в большинстве случаев ничего подобного просто не оказывается под рукой, а иногда попадаются «любительские» чертежи, на которых вовсе не сходятся проекции объекта. Точность — хитрая штука. Ширина стола может составлять 150.5 см. При использовании рулетки с шагом в 1 мм вы можете получить результат как 150.4 см, так и 150.6 см. В таких ситуациях, когда нельзя гарантировать точность измерений, говорят, что погрешность измерений составляет 1 мм. Стоит помнить этот момент при точном моделировании в Blender. Если вы будете ошибаться в точности отдельных деталей или получать неверные результаты измерений, в таком случае рассчитывать на то, что итоговая модель будет идеальной, тоже не стоит. Разберем пример. В геометрии существует понятие «идеального круга». Это такой объект, в котором множество точек удалено от центральной на одинаковое расстояние. В Blender вы никогда не сможете создать подобный объект. 8 Рис. 1.1: Слева — меш-объект кольцо с 12 вершинами, по центру — кольцо Безье, преобразованное в меш, справа — поверхность круга, также преобразованная в меш. Для круга Безье и меш- объекта были добавлены дополнительные вершины методом подразделения, для наглядной демонстрации зависимости длины ребра от удаленности от центра. Отображение длин выделенных ребер включено в меню Overlays (Edge Length). Как видите на Рис. 1.1, длина ребер колеблется в диапазоне от 96.593 см до 1.006 м. Можно сказать, что созданные нами кольца имеют радиус 1 м, с погрешностью 3.4 см. Помните об этом при работе в Blender. Расстояние в 1 м будет лишь от центра кольца до вершины. Во всех остальных местах расстояние будет отличаться (а в случае с поверхностью и в местах вершин тоже). Чем больше вершин будет содержать кольцо, тем выше его точность. Надеюсь, данный пример дал вам общее представление о точности измерений и потенциальных проблемах, с которыми вы можете столкнуться в будущем. Но, конечно же, не стоит думать о точном моделировании лишь в рамках размеров создаваемых объектов. Это также вращение объектов и их частей на определенный градус, расстояние между объектами, выравнивание объектов относительно друг друга, или их отдельных элементов (вершин/ребер/граней), и многое другое. Все это легко делается в Blender, и с помощью данной книги вы узнаете, как это делать. 9 Рис. 2.1: Режимы работы с меш- объектом. Общие сведения Режимы работы Blender Для работы в Blender предусмотрено несколько режимов работы. В данной книге мы сосредоточимся лишь на двух из них: объектный (Object Mode) и режим редактирования (Edit Mode). Помимо выбора режима в заголовке окна 3D-вида, вы можете производить переключение между ними, с помощью клавиши Tab. В объектном режиме вы можете добавлять/удалять объекты, перемещать их, вращать и масштабировать. В режиме редактирования можно изменять меши, кривые, текст и т.д. В объектном режиме вы можете манипулировать множеством объектов одновременно. В режиме редактирования, с выходом Blender 2.80 также появилась возможность манипулировать множеством объектов, но с некоторыми ограничениями. Объекты должны быть одного типа (меши или кривые), невозможно создать грань/ребро между двумя различными объектами и т.д. При редактировании одного объекта, можно забыть обо всех ограничениях. Объекты в Blender Все объекты в Blender состоят из двух частей: объект (Object) и данные объекта (Object Data, или сокращенно ObData). Object Это своеобразный контейнер, содержащий в себе информацию о центре объекта (его положении в сцене), масштабе и угле вращения. Данная информация является общей для всех типов объектов доступных в Blender. Object Data Данными объекта является все остальное. Например, для 10 мешей это координаты вершин, группы вершин, UV-развертки и многое другое. Каждый объект имеет ссылку на связанные с ним данные объекта, и в то же время эти данные могут принадлежать многим другим объектам. В данной книге будут рассмотрены только два типа объектов для моделирования: меши и кривые. Поверхности, метаболлы и текст не рассматриваются, ввиду своей малой популярности, относительно первых двух. К тому же набор параметров и инструментов работы с ними значительно ограничен и достаточно прост. В случае необходимости, их можно разобрать отдельно, поэтому в данной книге для них места не нашлось. Для того чтобы добавить новый объект в вашу сцену, воспользуйтесь меню Add (Shift + A) окна 3D-вида. Меню добавления объектов контекстно-зависимое. Другими словами, содержимое данного меню зависит от текущего режима работы. Новые объекты всегда появляются в месте положения 3D-курсора. 11 Рис. 2.2: Меню добавления в объектном режиме. Рис. 2.3: Меню добавления в режиме редактирования меша. Рис. 2.4: Меню добавления в режиме редактирования кривой. Небольшие определения мешей и кривых: Меш (Mesh) Меш — это объект, состоящий из вершин, ребер и граней. Ребра и грани не могут существовать без вершин, поэтому редактирование мешей можно свести к перемещению, добавлению и удалению вершин. Кривая (Curve) Кривые — это объекты, форма которых определяется математическими функциями. Манипулировать ими можно с помощью контрольных точек (control points/vertices) и их ручек (handles). Выделение объектов и их частей В Blender существует огромное количество способов выделения объектов и их частей. По умолчанию выделение производится с 12 помощью левой клавиши мышки. Если вы выделяете несколько объектов, то последний выделенный всегда будет активным объектом. Рамка выделения активного объекта также будет отличаться по цвету от остальных объектов. То же самое справедливо и для режима редактирования. Последний элемент (вершина, ребро, грань) также является активным и отличается от остальных цветом. Рис. 2.5: Три куба в режиме Wireframe. Черный — невыделенный объект, оранжевый — выделенный объект, желтый — активный объект (выделен последним). Активный объект служит целью для многих функций Blender. Если вы выделяете часть меша для того, чтобы просто удалить ее, то в данном случае активный элемент меша не играет никакой роли. Но если вы выделяете пару вершин, с целью их последующего объединения, то от порядка выделения и выбранной функции будет зависеть конечный результат. На страницах данной книги вы неоднократно столкнетесь с инструментами, для которых активный объект или активный элемент объекта играют ключевую роль. Заметка: Цвет активного объекта/элемента (и всех остальных, соответственно) зависит от выбранной темы оформления интерфейса Blender. 13 Рис. 2.6: Режимы выделения меша. В режиме редактирования вы можете выбрать один из трех режимов выделения. Сделать это можно как в заголовке окна 3D- вида, так и с помощью цифр на клавиатуре (1 – вершины, 2 – ребра, 3 – грани). Вы также можете производить выделение объекта сразу в нескольких режимах. Для этого необходимо выбрать нужные с помощью клавиши Shift (либо же удерживать ее при использовании цифр). Структура меша Меш состоит из трех частей: вершины, ребра и грани. Рис. 2.7: Структура меша. Вершина представляет из себя координаты точки в трехмерном пространстве. Создать вершину проще всего нажатием Ctrl + ПКМ (при этом ни один элемент меша не должен быть выделен). Если вы продолжите создавать вершины таким способом, то они будут соединяться между собой ребром. Ребро — это всегда прямая линия, соединяющая между собой 2 вершины. Чтобы создать ребро между двумя вершинами, выделите их и нажмите F. Грани создают поверхность объекта, и именно их мы видим на финальном рендере. Если объект будет состоять исключительно из 14 вершин и ребер, то на рендере вы его вовсе не увидите. Чтобы создать грань, необходимо выделить три и более вершины, или два и более ребра, и нажать F. Грани могут быть треугольными (tris), четырехугольными (quads) и многоугольными (Ngons). Треугольник всегда плоский (все три вершины находятся в одной плоскости), за счет этого вычисляются они быстрее всех остальных граней. Именно по этой причине при создании игр не используются меши, состоящие из многоугольников. Но при традиционном моделировании, с использованием подразделения поверхности (Subdivision Surface), работать уже значительно проще с четырехугольниками, ввиду особенностей человеческого мозга, а также возможности деформировать четырехугольные грани. Также в данном разделе стоит разобрать такое понятие, как петля (loop). Петлей называют наборы ребер и граней, которые образуют замкнутые структуры (замкнутыми они бывают не всегда). Рис. 2.8: Замкнутая и незамкнутая петли. Петля прерывается в тот момент, когда не существует единственного пути, по которому она могла бы продолжить свой путь. Если вершина соединяет одно, два или четыре ребра, то петля не будет прерываться. Если же одна вершина соединяет три, пять и более ребер, то на данном этапе петля прервется. 15 Петли очень часто встречаются в моделировании, особенно при создании топологии персонажей для анимации. Забегая немного вперед, скажу об одном из наиболее часто используемых инструментов, Loop Cut and Slide (Ctrl + R). Он используется как при органическом моделировании, так и при создании неорганических объектов. При отсутствии треугольников и многоугольников с помощью данного инструмента можно создавать дополнительные петли в различных частях меша, что позволяет быстро достичь желаемой формы объекта и при этом получить «правильную» топологию. Слово «правильная» взято в кавычки, потому как нет четких законов того, как должен быть построен тот или иной объект. Все зависит от целей, предпочтений и личного желания моделлера. Но тем не менее моделировать все на свое усмотрение тоже нельзя, особенно если модель в дальнейшем будете использовать не только вы. Существует огромное количество общепринятых правил, прошедших проверку временем, и игнорировать которые не стоит. |