W poprzednich rozdziałach zaznajomiliśmy się z pracą w modułach Modeler i Layout — poznaliśmy kilka sposobów tworzenia obiektów: na podstawie jego połowicznego obrysu, wyciągając przekrój po ścieżkach oraz korzystając z prostych brył dostępnych standardowo w programie (rozdział 2.). Umiemy także nadać obiektom odpowiednie parametry materiałów i zrobić prostą animację z użyciem klatek kluczowych (rozdział 3.). Ogólnie można powiedzieć, że mamy już podstawową wiedzę, która umożliwia budowanie i wprawianie w ruch dowolnych, ale jednak tych z gatunku prostych, brył. Więc czas przejść do czegoś trudniejszego — w tym rozdziale nauczymy się, jak wymodelować i nadać odpowiednie parametry materiałów pierścieniowi z diamentem. Przy okazji modelowania zapoznamy się bliżej z Subdivision Surfaces, natomiast podczas tworzenia materiałów poznamy zasadę konstruowania szkła.
Obiekty Subdivision Surfaces mają wiele zalet, które sprawiają, że tworzenie nawet bardzo skomplikowanych siatek (na przykład postaci ludzkiej) nie nastręcza większych problemów dobremu grafikowi. Wykorzystywane są przede wszystkim w przypadkach, gdy modelowany obiekt powinien być realistyczny, to znaczy nie ma mieć ostrych zakończeń, a jego powierzchnia ma być jednolita i gładka. Niestety, tego typu bryły mają też jedną wadę — obiekt zamieniany na Subdivision Surfaces musi być zbudowany tylko i wyłącznie ze ścianek czworokątnych, ewentualnie trójkątnych. Dlatego też nie będziemy tworzyć pierścionka, na przykład, z różnicy
?
dwóch walców, ponieważ powstała figura nie spełniałaby powyższego wymagania — jej górna i dolna podstawa byłaby ścianką znacznie bardziej złożoną niż czworokąt.
Podstawową część pierścionka stworzymy tym samym sposobem, co kubek, czyli wykonamy jego przekrój, a następnie zrobimy z niego obiekt obrotowy. Powinniśmy także przyjąć odpowiednią skalę dla obiektu, ponieważ pierścionek w naturalnych rozmiarach jest dość małym przedmiotem — powiedzmy, że będzie to podziałka 10:1. Po uruchomieniu Modelera powinniśmy powiększyć nieco obraz w widokach, na przykład za pomocą lupy z paska tytułowego widoku tak, aby siatka miała wymiar 1 cm. Następnie tworzymy prostokąt (płaski sześcian) o wymiarach X=0; Y=1 cm; Z=2 cm — wybieramy polecenie Create/[Objects] Box w widoku Right, przytrzymujemy lewy klawisz myszy, a samą mysz przeciągamy, ustalając rozmiary obiektu. Jeżeli chcemy zbudować przedmiot o z góry narzuconych gabarytach, znacznie lepiej skorzystać z okna Numeric (n) i tam w odpowiednie pola zakładki Size (podajemy wymiary) czy Range (podajemy zakres obiektu) wpisać powyższe dane — rysunek 4.1.
Rysunek 4.1. Tworzenie przekroju
Nasz obiekt na razie nie jest jeszcze utworzony ostatecznie, więc przytrzymując lewy klawisz myszy w okolicach któregoś z jasnoniebieskich znaczników (które znajdują się na rogach, środkach boków i podstawy), możemy poprzez poruszanie myszą zmienić jego wymiary. Natomiast obiekt tworzymy, czyli nie będziemy go już mogli poddać modyfikacjom, w oknie Numeric za pomocą funkcji Modes/Deselect Tool (Make) (Enter).
Mamy już przekrój naszego pierścienia. Należy go teraz nieco przesunąć w górę, aby później zrobić z niego bryłę obrotową o środku w punkcie 0,0,0. Więc przechodzimy do narzędzia Modify/[Move] Move (t) i albo myszką, albo poprzez okno Numeric przesuwamy go o 10 cm wzdłuż osi Y. W tym drugim przypadku musimy dodatkowo nacisnąć przycisk Apply, aby operacja została dodana do obiektu. Na rysunku 4.2 widać efekt dotychczasowej pracy.
Rysunek 4.2. Przesunięcie przekroju
Teraz możemy już z przekroju utworzyć figurę obrotową, wykorzystując funkcję Multiply/[Extend] Lathe (L) wzdłuż osi Z, jednak parametr Sides zmniejszmy do 8.
W ten sposób uzyskaliśmy prosty pierścień taki, jak na rysunku 4.3.
Rysunek 4.3. Utworzenie bryły obrotowej
Oczywiście widać, że obiekt jest zbyt kanciasty, czy zatem nie trzeba było jednak pozostawić parametru Side w wartości domyślnej? Otóż nie — co prawda na razie pracujemy w trybie ściankowym, ale gdy przełączymy obiekt w tryb Subdivision Surfaces, wtedy wszystkie kanty zostaną zaokrąglone przy jednoczesnym zachowaniu małej komplikacji siatki bryły. Aby zobaczyć, jak prezentuje się pierścień w powyższym trybie, wykonujemy polecenie Cunstruct/[Subdivide] SubPatch (tab) — powinniśmy otrzymać obraz z rysunku 4.4.
Rysunek 4.4. Pierścień jako obiekt subdivision surfaces
Małymi? Dużymi literami?
Używając klawisza tab, możemy w każdej chwili przełączać się pomiędzy trybami Subdivision Surfaces i ściankowym. Oznacza to, że czynności prezentowane poniżej, również można wykonywać w pierwszym z trybów, ale warto przełączać się w drugi, aby cały czas kontrolować efekt pracy. Jednak należy pamiętać, że podczas zmiany trybów żadna część obiektu nie może być zaznaczona, ponieważ wtedy tryb zostanie zmieniony jedynie dla tej części.
W obecnej postaci pierścień nie jest zbyt atrakcyjnym wizualnie obiektem, więc teraz przeprowadzimy czynności dodające mu nieco „blasku”.
Przede wszystkim pierścień jest za wąski, zatem warto byłoby chociaż z jednej strony trochę go poszerzyć. Wybieramy opcję Modify/[Stretch] Taper2, ustawiamy kursor myszy w widoku Right w dole pierścienia i przytrzymując prawy klawisz myszy przeciągamy ją w górę. Powstały błękitny ostrosłup wskazuje zakres działania narzędzia: im jest szerszy, tym zakres większy. Zatem rozciągniemy w poziomie (wzdłuż osi Z) na wysokości Y=10 cm jeden z końców pierścienia o 200% i tę wartość należy wpisać w pole Horizontal Factor okna Numeric lub ustawić ją w widoku za pomocą myszki (co nie jest najdokładniejszą metodą). Można jeszcze zmienić opcję Presets z Linear na Erase In, co nada przekształceniu bardziej obły kształt — rysunek 4.5. Pozostaje nacisnąć Apply, aby dodać zmiany do obiektu i Enter lub Modes/Deselect Tool (Make), aby je zatwierdzić.
Rysunek 4.5. Pogrubienie górnych partii obiektu
Rezultatem jest nieco zmieniony pod względem grubości kształt pierścienia, który odpowiada zarysowi błękitnego ostrosłupa — rysunek 4.6. Możemy teraz zapisać obiekt poleceniem File/Save Object As (S) pod nazwą „Pierscien”, czego konsekwencją będzie również zmiana jego nazwy na belce obiektów z Unnamed na Pierscien.
Rysunek 4.6. Ostateczny kształt pierścienia po pogrubieniu
Model nabrał już bardziej nieregularnego kształtu, jednak warto jeszcze trochę popracować nad jego górnymi partiami. Przechodzimy zatem do trybu Polygons (Ctrl+h) i zaznaczamy dwie ścianki (na przykład w widoku Perspective), które tworzą górną zewnętrzną część pierścienia. Użyjemy na nich funkcji Multiply/[Extend] Bevel (b), aby wysunąć je o 1 cm, co zostało pokazane na rysunku 4.7.
Rysunek 4.7. Wysunięcie zaznaczonych ścianek
Podczas wysuwania ścianek została stworzona dodatkowa geometria przy ich rozwarciu. I właśnie to miejsce doskonale nadaje się do usytuowania diamentu, ale najpierw trzeba je jeszcze dopracować. Przede wszystkim trochę rozsuńmy od siebie pary punktów wierzchołkowych, aby w widoku Top tworzyły one zarys kwadratu. W tym celu przechodzimy do trybu Points (Ctrl+g), zaznaczamy odpowiednie punkty i używamy opcji Modify/[Stretch] Stretch (h), rozsuwając je o około 520% — rysunek 4.8.
Rysunek 4.8. Zaznaczenie punktów brzegowych
Powinniśmy jeszcze dodać trzy punkty, w obrębie tych czterech, aby powstało wgłębienie dla diamentu. Najprościej tego dokonać, przecinając cały obiekt wzdłuż osi X. Zatem usuniemy zaznaczenie punktów poleceniem Modes/Drop Current Tool (/) i wybierzemy nóż z zakładki Construct/[Subdivide] Knife (K). Następnie w widoku Top przytrzymujemy lewy klawisz myszy i przeciągamy ją od symbolu –X do +X, aby objąć cały pierścień — rysunek 4.9.
Rysunek 4.9. „Przekrojenie” pierścienia
Nie należy przejmować się poziomą linią widoczną w widoku Back — nie oznacza ona końca działania narzędzia (gdyż nóż przetnie wszystko wzdłuż osi Y), a jedynie służy do jego obrotu. Po zatwierdzeniu operacji pierścień został przecięty, czyli zwiększyliśmy liczbę jego ścianek.
Od tej pory będziemy już tylko dopracowywać górną część pierścienia, więc jego dolną część można schować, aby niepotrzebnie nie zaprzątała naszej uwagi. Więc zaznaczmy 24 górne ścianki (rysunek 4.10a) i korzystając z opcji Display/[Visibility] Hide Unsel (=) ukryjmy niezaznaczoną część.
Jeżeli modelujemy metodą Subdivision Surfaces i korzystamy z opcji chowania części obiektu, to trzeba bezwzględnie pamiętać o jego ponownym wyświetleniu, zanim wprowadzimy jakieś globalne zmiany w siatce modelu (na przykład przecięcie). W przeciwnym razie zmiany te będą oddziaływały jedynie na tę siatkę, która nie jest ukryta, co spowoduje błędy w obiekcie.
Rysunek 4.10. Zaznaczenie części górnej obiektu i ukrycie niezaznaczonego obszaru
Aby lepiej zobrazować parę następnych kroków, przełączmy się w postać ściankową obiektu poprzez naciśnięcie klawisza tab. Następnie w trybie Points (Ctrl+g) zaznaczmy cztery punkty, które poprzednio rozsunęliśmy; najprościej będzie to zrobić w widoku Top, przytrzymując Shift i klikając lewym klawiszem myszy każdy z nich — rysunek 4.11.
Rysunek 4.11. Zaznaczenie par punktów, które chcemy połączyć
Teraz musimy połączyć przeciwlegle pary punktów tak, aby powstał swego rodzaju lejek. Najpierw jednak możemy wyzerować ich współrzędne X za pomocą narzędzia Detail/[Points] Set Value (Ctrl+v), które pozwala na przemieszczenie punktów w dowolne miejsce w przestrzeni — jest ono przedstawione na rysunku 4.12.
Rysunek 4.12. Opcja Set Value przesuwająca zaznaczenie do określonego miejsca w przestrzeni
Po naciśnięciu przycisku OK zauważymy, że punkty zostały połączone. Jednak jest to błędny wniosek, gdyż w polu Selection nadal widnieje cyfra 4, co pozwala sądzić, że punkty jedynie zostały na siebie nałożone. Aby je połączyć, musimy wykonać polecenie Construct/[Reduce] Merge Points (m), pozostawić aktywną opcję Automatic, która łączy punkty o tych samych współrzędnych we wszystkich trzech wymiarach (dla opcji Fixed można zdefiniować odległość, w obrębie której ma być przeprowadzone połączenie) i zamknąć okno, zatwierdzając operację (rysunek 4.13a). Otworzy się jeszcze małe okno obwieszczające, ile punktów zostało połączonych (rysunek 4.13b).
Rysunek 4.13a i 4.13b. Łączenie punktów (a) i okno informacyjne (b)
Na poziomie innym niż Beginner (okno Display Options/Interface/Alert Level) informacja o liczbie połączonych punktów zostanie wyświetlona w polu podpowiedzi na dole ekranu. Dla użytkowników zaznajomionych już z programem jest to o tyle istotne, że nie są oni odrywani od pracy przez otwarcie okna i konieczność jego zamknięcia.
W efekcie przeprowadzonych czynności otrzymamy obraz taki, jak na rysunku 4.14.
Rysunek 4.14. Wygląd obiektu po połączeniu par punktów
Widać już, do czego dążyliśmy — w powstałym „lejku” umieścimy diament. Jednak po przełączeniu aktualnej postaci pierścienia w tryb Subdivision Surfaces za pomocą polecenia Construct/[Subdivide] SubPatch (tab), uzyskamy obiekt, którego geometria nie ma nic wspólnego z gładkością prawdziwego pierścienia. Jest to głównie spowodowane faktem, że ścianki „lejka” współdzielą punkty z zewnętrzną częścią pierścienia. Więc przełączmy nasz obiekt z powrotem w tryb ściankowy i aby pozbyć się tego niepożądanego efektu, zaznaczmy wszystkie wewnętrzne ścianki, co najlepiej zrobić w cieniowanym widoku Perspective, przytrzymując lewy klawisz myszy i przesuwając ją po nich (rysunek 4.15a); następnie łączymy zaznaczenie w jedną ściankę przy użyciu polecenia Construct/[Reduce] Merge Polygons (Z) (rysunek 4.15a). Warto zwrócić uwagę, że powstały w wyniku tego polygon
nadal ma jedynie cztery wierzchołki, więc spełnia wymogi obiektu Subdivision Surfaces.
...
lukaszwalda