Основы моделирования из бумаги

Я только осваиваю это направление, так, что мой комментарий вряд ли можно считать идеальным и 100%-верным. Но тем не менее, я считаю, что идеальнее всего подойдет та программа, с которой лично вам проще и комфортнее работать. Строго говоря, для решения задачи создания 3D-моделей нужен любой 3D-редактор. Сегодня существует несколько , позволяющих довольно быстро и просто освоить базовые принципы создания 3D-моделей. Но на мой взгляд, подобные редакторы недостаточно совершенны, хотя возможно, я и ошибаюсь.

Создавая 3D-модель, вам нужно продумать все возможные нюансы 3D-печати. Вы должны понимать принцип, как работает 3D-принтер, и знать некоторые основы инженерной графики и прочих инженерных дисциплин. Не будет лишним и знание основ сопромата: да, соглашусь, курс очень сложный и лично у меня с ним были особые отношения в университете: но я прекрасно понимаю, что если создавая ту или иную модель я буду игнорировать базовые правила, то при печати я получу просто гору расплавленного пластика, а не желанную модель. Понятно, что многое зависит еще и от сложности самой формы: создать простой объект, будь то прямоугольник или кубик не так уж и сложно. Гораздо сложнее создавать объекты сложной формы: вы всегда должны держать в памяти такой фактор как жесткость конструкции. Забыли подставить поддержку или выбрали маленький показатель плотности заливки? Отлично, получите испорченную вещь!

Что касается программ - все принтеры работают примерно по одному принципу: им необходимо подавать информацию о модели послойно. Представьте себе классический нарезной батон хлеба, разделенный на кусочки. Представили? Вот примерно также будет выглядеть и модель для 3D-принтера: аппарат сначала он сделает «горбушку», затем напечатает маленькие кусочки, затем перейдет к большим, и в конечном счете сделает еще одну «горбушку» и закончит модель. Соответственно, главная задача программы для создания 3D-моделей заключается в том, чтобы правильно упаковать эту самую модель в формат файла для послойной печати. И в принципе, с этой задачей сегодня легко справляются любые приложения. Я, например, заново открыл для себя , который довольно сильно помогал мне во время учебы, и который я использовал исключительно для создания простых чертежей. В современных версиях программы доступна возможность создания любых моделей в трехмерном пространстве, которые потом можно сохранить в нужный формат для 3D-печати. Так что, общий совет простой - используйте те средства, с которыми мы умеете работать. Я умею работать с AutoCAD, но возможно, это не оптимальный способ решения задачи. Просто лично для меня эта программа привычнее и удобнее в работе.

Люди давным-давно научились изображать разнообразные предметы, которые встречаются в повседневной жизни. Чтобы в точности передавать все геометрические параметры объектов, были разработаны правила составления чертежей, на которых объемные фигуры получают свое отображение в многочисленных проекциях.

В течение многих лет объем изображали художники, однако полотно, на котором писались картины, всегда оставалось двумерным, и на объект можно было смотреть только с одного ракурса. С развитием технологий появилось значительно больше возможностей в области моделирования.

При помощи компьютерных программ можно строить 3D-модели, которые более наглядно представляют объекты и даже окружающее пространство:

О построении таких моделей и пойдет речь в данной статье.

Сведения о 3D-моделях

Понятие 3D , так прочно обосновавшееся в нашей жизни, является сокращением от английского 3-dimensional (в трех измерениях ). Как известно еще со школьных уроков геометрии, чтобы квадрат стал кубом, к обычной длине и ширине необходимо добавить высоту, которая и выступает в качестве третьего измерения.

За 3D-модель можно смело принимать любую скульптуру, а этот жанр искусства появился несколько тысячелетий назад. Архитекторы очень часто прибегают к построению макетов, чтобы более точно представлять конструкцию здания.

В современном мире, где технологии с каждым днем упрощают человеческую жизнь, 3D -моделированием занимаются компьютеры. Строить объемные изображения можно буквально на «пустом месте», руководствуясь приблизительными данными о визуализации объекта (к примеру, спроектировать персонажа видеоигры, у которого нет прототипа в реальном мире ). Данный прием называется компьютерным моделированием.

Существует еще такой вариант, как создать 3D-модель , основываясь на многочисленных фотографиях объекта с различных ракурсов.

3D-моделирование применяется во многих областях человеческой жизни. Перечислим некоторые из них:

• Архитектура. Никто не отрицает преимуществ макетов, однако, если заказчик вдруг пожелает увеличить размер комнаты или добавить пару-тройку этажей, архитектору придется заново конструировать картонную модель. А используя компьютерные программы, можно управиться за несколько кликов;
• Игры и кино. Анимация в наше время по своему качеству начинает превосходить реальный мир (смотрите на фильм «Аватар» ). Любого человека можно сделать персонажем компьютерной игры, перенеся все особенности реальной внешности в виртуальный мир;
• Военная тактика. 3Д -моделирование местности помогает стратегам лучше спланировать маневры, соотнести риски и принять наиболее правильное решение;
• Дизайн. Здесь можно представлять все, что угодно: от модных платьев и украшений до интерьеров помещений. Так как творец по своей природе – очень беспокойная и переменчивая натура, то перед непосредственным созданием дизайнер должен быть на 100% уверен, что точно представляет готовое изделие. А 3D -моделирование выступает лучшим помощником в этом деле.

Компьютерное 3D-моделирование

Для того чтобы создать 3D-объект , необходимо воспользоваться компьютерной программой, которая предоставит необходимый инструментарий и шаблоны для проектировщика. Рассмотрим некоторые программы, которые позволяют осуществить компьютерное моделирование.

• Blender . Бесплатный 3D -редактор, вклад в совершенствование которого может сделать любой разбирающийся программист:

К преимуществам данного программного продукта можно отнести кроссплатформенность и низкие требования к аппаратному обеспечению (железу ). Обладает достаточно широкими (для бесплатного редактора ) возможностями, включая моделирование движущихся объектов.

• 3ds Max . Данный редактор имеет обширный функционал, ориентированный, прежде всего, на проектирование архитектурных сооружений и интерьеров помещений:

Имеет внушительное количество различных дополнений (в том числе и для визуализации природных катаклизмов ). Для новичка, к сожалению, редактор достаточно сложен в освоении.

• CINEMA 4D . Программа, главным образом, ориентирована на создание 3D -моделей в играх и фильмах, при этом на удивление легко осваивается новичками. Последняя версия приложения вышла в 4 вариантах, каждый из которых «заточен » под определенный вид трехмерной разработки (анимация, дизайн и т. д. ):

Цена этого редактора, по сравнению с конкурентами, также приятно удивляет.

• Maya . Мощнейший инструмент в руках профессионала, который позволяет моделировать практически любой объект:

Многие известные киностудии используют данный редактор при создании анимации.

3D-моделирование из фотографий

Если вам требуется создать объемную копию объекта из реального мира, не следует конструировать всё с нуля, ведь можно воспользоваться фотографиями, на которых четко запечатлены основные детали. В серьезных проектах профессионалы для такой работы используют множество фотографий с различных ракурсов, а затем с помощью сложных программ комбинируют полученные данные в одно изображение.

Но как быть, если вы не обладаете необходимым опытом и знаниями, но хотите получить, например, трехмерную модель головы человека?

Создание 3D -моделей из фотографий возможно и без специальных знаний с помощью простых в освоении программ. Ниже приведены некоторые подходящие редакторы:

• FaceGen Modeller . Данная программа активно применяется при разработке лиц персонажей для малобюджетных компьютерных игр. После того, как пользователь выберет подходящие параметры головы и лица, можно «наложить » фотографию человека:

При этом, для хорошего результата работы понадобится 3 изображения: 2 в профиль и 1 анфас.

• FaceShop . Редактор используется для создания трехмерных лиц на основе фотографии. После загрузки качественного изображения, пользователю необходимо расставить опорные точки (кончик носа, уголки рта, зрачки):

После того, как программа сгенерирует 3D -лицо, есть возможность дальнейшего редактирования и наложения фильтров.

• Strata Foto 3D . Программа автоматически создает трехмерные объекты на основе нескольких фотографий:

Все, что нужно от пользователя перед тем, как сделать 3D -модель – сфотографировать объект с нужных ракурсов и загрузить снимки в редактор.

• Project Photofly . Данное решение отличается тем, что перевод фотографий в трехмерные изображения производится не на компьютере пользователя, а на удаленном сервере, что позволяет решать проблему низких возможностей аппаратного обеспечения клиентов:

Таким образом, 3D-моделирование позволяет с помощью компьютерных программ как создавать реалистичные копии объектов реального мира, так и осуществлять проектирование абсолютно новых предметов, ландшафтов и персонажей.

1

Для начала вам потребуется сделать от 20 до 40 снимков объекта с разных точек, используя камеру с матрицей в 3–6 мегапикселей. Фотографируйте модель по кругу; следите за тем, чтобы объект занимал большую часть пространства кадра. После каждого кадра делайте небольшой шаг влево, чтобы разница между углами от центра объекта составляла около 15 градусов. За один обход модели съёмки по кругу вам нужно сделать около 20–30 кадров. После того как вы закончили снимать с низкой точки, отснимите модель сверху с захватом макушки.

Фотографируемый человек должен
сидеть абсолютно неподвижно
и должен быть хорошо освещён

3

Отсняв объект, загрузите одну из популярных программ по захвату, самая доступная из которых, - 123D Catch компании Autodesk. Эта простая программа сама сделает практически всю работу.

4

После загрузки в 123D Catch все снимки автоматически конвертируются в 3D-модель в облаке. Однако если вы посмотрите на получившуюся модель с разных сторон, обязательно найдутся искажения. Они появляются из-за того, что программа не смогла в автоматическом режиме правильно выстроить точки.

Придётся расставлять дополнительные точки вручную. Для этого выбираем фотографию, расположенную ближе всего к искажённой зоне, выбираем пункт Check manual points. В новом окне появятся три фотографии: на главной нужно выбрать точки, на вспомогательных показать их местоположение. Далее вспомогательные фотографии необходимо пролистать и также выставить на них точки.

Современные технологии открывают для художников и дизайнеров бескрайние возможности! 3d-моделирование - вещь, обывателю кажущаяся чем-то запредельным, ужасно сложным и непонятным. Но если разобраться, эта задача не намного сложнее простого рисования на листке бумаги. Ведь рисунок - та же модель, но двумерная. А как сделать 3d модель из 2d модели?

ПО для 3d художников

Добавить недостающее третье измерение, переведя рисунок из плоскости в объём. Разумеется, обычного альбома для рисования для этого уже недостаточно. Чтобы приступить к моделированию, не требуется специальная студия - любой желающий может создать 3d модель дома при наличии персонального компьютера и специального пакета программ - Blender, Sculptis Alpha, Zbrush, 3ds max или другого. Одной из зарекомендовавших себя сред 3d моделирования является программа «Autodesk 3ds max» производства компании Autodesk. В ней есть абсолютно всё, что надо для создания 3d модели и даже её анимирования. С помощью программы можно ответить даже на такой профессилнальный вопрос, как создать 3d модель человека. Рассмотрим программу подробнее.

Среда 3d моделирования 3ds max

Основой программы являются четыре прямоугольных поля посередине экрана, появляющиеся при запуске программы и создании нового файла. Это вид нашей модели с различных ракурсов - сверху, справа, слева и в перспективе. Ракурсы можно менять мышкой, но как показывает практика, именно эти, стандартные направления оптимальны для полноценного восприятия модели и поиска огрехов. Все остальные кнопки, картинки и меню - элементы управления. С их помощью выполняется большинство операций над объектом. Общее число преобразований, которым можно подвергнуть заготовку модели поражает - чтобы описать возможности программы полностью, издают огромные тома по пять-шесть сотен страниц мелким шрифтом. Поэтому остановимся на базовых операциях.

Часто используемые опции

Существует целое меню таких функций, как создать 3d модели из заготовок. Там и кубы, шары и даже традиционный чайник. Можно создать побольше фигурок в рабочей области и экспериментировать с ними. Казалось бы, от десятка кнопок с названиями «выделение объектов» пользы будет мало. Но порой необходимо применить какую-то функцию к группе частей модели сразу - например, передвинуть или повернуть. Без выделения пришлось бы тащить каждый кусочек композиции и мучительно восстанавливать на новом месте их положение друг относительно друга. Куда проще выделить сразу несколько кусков и перетащить, куда надо. И порядок не собьётся и действий меньше. Создание хоть сколько-нибудь сложной модельки не обходится без операций со слоями. Слой - фиксированная группа объектов, которая помечена особым образом. Преобразования над такой группой никак не заденут элементы остальных групп. То есть, включая и выключая слои можно работать с отдельными элементами, не обращая внимания на соседние детальки и не беспокоясь о том, что их можно случайно сдвинуть или стереть.

Что понадобится сегодня?

• fragMOTION - лучше не старше 1.1.
• MilkShape 3D - у самого 1.7.6.
• GUI StudioMDL - последнюю.
• Прямые руки - с рождения.

(Перед прохождением урока, возьмите v_deagle.mdl и v_knife.mdl, и положите в отдельные папочки, для удобства).

Часть первая. Подготовка к работе.

1. Для начала откройте MilkShape 3D, затем вкладочку Tools, и Kratisto"s Half-Life MDL Decompiler v.1.x (x=версия) .
2. Нажимаем кнопочку обзор, ту, которая находится справа от слов MDL File...

3. Открываем обычный v_deagle.mdl, который находится в специально подготовленной папочке.
4. Жмем ОК, и ждем пока процесс завершится.
5. Готово! Откройте папочку, и найдите в ней.smd, .bmp и.qc файлы.
6. Открываем наш fragMOTION, жмем File --> Open..., выбираем ref_deonly.smd.
7. Мы получим так называемый "референс" дигла. Сейчас нам нужно удалить все кости, кроме меша (модели).

Но прежде чем что-то сделать, откройте Edit --> Customize User Interface. Если все стоит по-дефолту, кликните на строчку, и выберите Mouse Configurations.
Перед вами есть настройки Default. По ним, кстати, очень сложно работать.
Нажмите правой кнопкой по вкладке MouseConfigurations --> New... --> MouseConfig.
Появится новый конфиг. Щелкаем на нем левой кнопкой мыши, и настраиваем все как у меня.

Все сделали? Жмем File --> Save Changes.

8. Как же удалить эти кости? Легко. Зажмите правую кнопку, и обведите все, что есть вокруг пистолета. Жмем клавишу Delete. Готово.
9. Осталось подготовить пистолет для дальнейшего использования.
Щелкаем на Transform --> Transform Options...
Выкатывается окошечко.

Убираем галочку со Scale. Ставим галку на Position, затем кнопку Apply.
Наш пистолет выравнивается по центру.
Теперь нужно его повернуть для того, чтобы он ровно лег в руках...
В руках? В руках?! Что же мы делаем такое?
А делаем мы вот что.

Часть вторая. Запекание костей.

10. Теперь нужно его повернуть для того, чтобы он ровно лег в руках...
Жмем на галочку Rotate, в поле Y вводим - 90,0000, и жмем Apply два раза.
Стираем в поле Y девятку, оставляем 0,0000. Теперь вводим 90,0000 в поле Z.
Жмем на Apply три раза.
11. Убираем галочку с Rotate и ставим галочку на Position. Оставляем все как есть. Жмем один раз Apply.
Примечание: Если вдруг пушка улетела куда не надо, нажимайте Apply до того, пока пистолет не ляжет в середину .

Так, я же не рассказал одну вещь.
Жмем View --> Layout --> 4 corners. Так очень удобно ориентироваться в дальнейшем.
Чтобы летать в 3D виде, зажмите кнопку на колесике мыши. Чтобы разворачивать камеру, зажмите Shift + Mouse3 (колесико мыши). Приближать, я думаю, умеете.

После всех операций, описанных выше, у вас должно получиться нечто такое.

12. Жмем File --> Merge..., открываем reference.smd от вашего декомпилированного ножа. Ничего не выделяя, просто жмем ОК.
В сцену попадают руки и нож.

13. Теперь нам надо уничтожить остатки ножа, и вставить пистолет.
Пушку мы не трогаем, сейчас займемся ножиком.

14. Зажимаем Shift+ЛКМ (левая кнопка мыши), и обводим не нужный нож.
Жмем клавишу Delete. Ого, кусочки остались!

15. Теперь на видах Left, Top, Front проделайте тоже самое, удаляя последние остатки ножа.

16. Ура! Ножа нет, и теперь можно приступить к запеканию костей.
Нажмите ЛКМ два раза по ref_deonly.

Теперь ЛКМ передвиньте пушку к синей точке, которая находится на месте удаленного ножа. Дулом вперед, соответственно.

У вас должно получиться нечто похожее.

Примечание: У вас нет на руках текстур? Не волнуйтесь! Это совсем не важно. Текстуры у меня остались со старых экспортов.

17. Теперь выделяем ПКМ синюю точку, которая находится у нас на дуле.
Примечание: Пистолет должен быть обязательно выделен, и быть красным.

18. Теперь Bone --> Assign Selected Vertices to Bone.
Вуаля! Кость прилепилась к пушке! Чтобы снять выделение, нажмите ПКМ на сцене, и сочетание клавиш Ctrl+Shift+N.

Проверяем.

19. Давайте посмотрим, что у нас вышло. Нажмите File --> Merge Animations... и выберите, например, draw.smd от ножа. Ничего не выделяя, жмем ОК.
Теперь в правом верхнем углу маленькая кнопочка Anim..., жмем. Получаем такую картину.

Выбираем анимацию draw, и ниже дергаем ползунок.

Если все получилось, то, я очень за вас рад!

Часть третья. Добавление оружия в игру.

20. Создайте отдельную папочку под названием Deagle Knife.

21. Нажмите на анимацию draw, и щелкните клавишу Delete. Анимации нет, и значит, у нас в руках, так называемый, референс.

21. Нажмите File --> Export..., сохраняйте с названием reference, и ниже с форматом Half-Life SMD Files (.smd).

Оставьте точечку на Mesh.

22. Теперь, кстати, самое легкое, но, скажем так, очень нудное.
Жмем File --> Merge Animations..., и выбираем, например, draw.smd.
Ничего не трогаем, жмем ОК.
Затем File --> Export..., в спец. папочку Deagle Knife, вводим название анимации draw, формат.smd.
Выкатывает окошечеко. Щелкаем на точечку Animation, и ниже выбираем draw. ОК,

Теперь нужно проделать тоже самое с idle, midslash1, midslash2, slash1, slash2, stab, stab_miss.
Примечание: Не трогаем reference! Мы уже подготовили его в самом начале.

23. Открываем папочку, проверяем наличие таких файлов.

24. Если все на месте, сейчас мы познакомимся с новой для нас программой - GUI StudioMDL.

25. Перекиньте v_knife.qc из папки с декомпилированным ножом, в папку Deagle Knife. Так же, текстуру knifeskin.bmp.
Примечание: Почему? А чтобы не заморачиваться с изменением кода.qc, оставим текстуру. Она не мешает.

26. Из папки с декомпилированным диглом достаем DE_slide1.bmp, DE_handle.bmp, DE_slide2_eagle.bmp, view_glove.bmp, view_skin.BMP, view_finger.bmp, и кидаем в нашу папку Deagle Knife.

27. Перенесите папку Deagle Knife в директорию C:/, чтобы программа GUI StudioMDL не конфликтовала с кириллицей.

28. Открываем GUI StudioMDL, жмем File --> Load QC File.
После чего ставим галку на Dump Hitboxes, и потом, восторженно кликаем на Compile.
Если все прошло успешно, в папке Deagle Knife появится v_knife.mdl.

Примечание по всему уроку: Вставить в руку можно не только тот же самый дигл, вставьте туда ножовку, отвертку, ведро, да все что угодно!

Но вот третья часть подошла к концу, да и вообще весь урок. Если у кого, что не получается, пишите, помогу, чем смогу. Спасибо за внимание, с вами был Валентин.
В следующем уроке я расскажу как сделать свое огнестрельное оружие, и мы серьезно поговорим о аттачинге костей.

Так же хочу поблагодарить Михаила , за его подробные объяснения на эту тему, и весь портал GCC за моральную поддержку.