Этот учебник мы не собираемся делать слишком теоретическим – способ работы с моделированием на основе объема лучше всего понять на конкретном практическом примере. Прежде всего давайте рассмотрим всю работу с объемом в кратком курсе.
Моделирование с использованием объема – вкратце
Для моделирования объема в Cinema 4D Release 20 было интегрировано новое меню Объем в пользовательский интерфейс. Здесь мы находим две самые важные функции для работы с объемом – Генератор объемов, который генерирует объем из назначенных ему объектов, а также Сетчатка объемов, которая на основе этого создает собственную сетчатку.
Также для настройки или индивидуализации сетчатки доступны два дополнительных фильтра. Об этом подробнее вскоре.
Чтобы сгенерировать общий объем из двух объектов, мы просто размещаем их как Подобъект в Генераторе объемов или перетаскиваем объекты в поле Объекты в менеджере атрибутов Генератора объема.
Светло-серый результат показывает общую трехмерную форму, реализованную в Вокселях (Volumen-Pixel). В зависимости от размера вокселя, структура вокселя становится более крупной или более мелкой.
Для того чтобы из вокселей также была создана рендеризуемая сетка, нам понадобится Сетчатка объемов. Мы присваиваем ему Генератор объемов через Объект-менеджер. Теперь светлосерая структура вокселя стала полезной Сеткой.
Особенностью Сетчатки объемов является то, что при создании сетки формируется исключительно из четырехугольников, очень чистая полигональная сетка. С помощью регулятора Адаптивность в диалоговом окне настроек Сетчатки объемов можно регулировать разрешение сетки.
Как и при уменьшении полигонов, увеличивая значение Адаптивность, можно снизить количество полигонов сетки. При этом Сетчатка объемов делает все возможное, чтобы сохранить основную форму объекта.
Моделирование рукоятки мотоцикла – создание основных объектов
После этого краткого ознакомления мы приступаем к реальному практическому примеру – моделированию рукоятки мотоцикла, состоящей из металлической конструкции и самой ручки из резины. Чтобы не постоянно показывать параметры основных объектов в этом учебнике, я сконцентрируюсь на работе с Сетчаткой объемов. В учебных материалах к этому уроку вы найдете готовую ручку со всеми включенными элементами, а также сцену, известную по изображению введения.
Начнем с цилиндрического объекта, в конце которого сразу же устанавливаются дополнительные параметрические основные объекты, чтобы создать общий объем для металлической формы. Важно обеспечить достаточное количество сегментов у каждого из основных объектов для хорошей сетки. Здесь нам не нужно скупиться, потому что будущий объект объема опирается в первую очередь на форму, а не на разрешение для создания объема.
Для формирования левой внутренней стороны рукоятки я собрал цилиндрический объект, кольцевой объект и конический объект с широким «концом». Для большей наглядности я выстроил три объекта в порядке.
Чтобы из этих трех основных объектов и базового цилиндра создать общую форму позже, я просто сдвигаю их так, как представляю себе будущую форму рукоятки. Перекрытия или пересечения при этом не имеют значения, важны только видимые поверхности.
То же самое происходит на другой стороне рукоятки. Для начала я подготовил два основных объекта – тупой конический объект и копию кольцевого объекта с левой стороны рукоятки.
Повторно сдвигаю оба параметрических основных объекта по желанию и размещаю их в правом конце будущей рукоятки.
Моделирование рукоятки мотоцикла – Генерация объединенного объема
В настоящий момент ручка состоит из независимых отдельных основных объектов. Чтобы создать общий объем из этих отдельных элементов, мы берем из меню Объем Генератор объемов и назначаем ему все основные объекты ручки. Чтобы также сразу получить сетку, мы создаем дополнительно Сетчатку объемов и назначаем ему Генератор объемов.
В диалоговом окне настроек Генератора объемов мы видим, что все основные объекты собраны в поле Объекты. Их Режим стандартно установлен на Объединение, поэтому мы уже получаем общий объект объема. С размером вокселя 3 см мы добиваемся более тонкого разрешения объема, которое нам нужно для дальнейшей работы над моделью.
В данный момент сетка, несмотря на уменьшенный размер вокселей, все еще выглядит очень грубой и неровной, особенно на переходах между основными объектами. Здесь мы можем использовать фильтр сглаживания, который мы создаем через соответствующую кнопку в диалоговом окне настроек генератора объема.
Встроенный фильтр сглаживания автоматически помещается в верхнюю часть поля Объекты и, таким образом, воздействует на все элементы ниже. В настройках фильтра сглаживания мы устанавливаем тип фильтра как Поток Лапласа с 4 итерациями. Этот метод сглаживания хорошо себя показывает при формах, которые должны сильно ориентироваться на исходные объекты. Результат уже выглядит лучше – позже, когда мы создадим окончательную форму ручки, мы займемся тонкой настройкой.
Моделирование ручки мотоцикла – вычитание объема
Для дальнейшей разработки правого конца ручки мы используем основные объекты для вычитания объема. Это позволяет, например, создать выемки или углубления или же отверстия.
Копия уже существующего объекта кольца предназначена для создания окружной двутавровой ручки; новый объект цилиндр предназначен для отверстия, в которое может поместиться винт на конце ручки.
Снова помещаем два основных объекта, предназначенных для вычитания объема, в места, где мы хотим работать с объемом.
Два новых элемента в поле Объекты генератора объема получают режим Вычитание. Порядок обработки отдельных записей снова играет важную роль. Так, объект кольца должен находиться выше объекта конуса, чтобы кольцо могло оставить двутавровую ручку в конусе.
Для создания концовки ручки немного сложнее и для лучшего использования возможностей моделирования объема, добавляем дополнительные углубления вокруг конусного конца.
Для удобства отключаем видимость и вычисление волюмемешера и генератора объема на время и создаем новый объект капсула с указанными параметрами.
Объект капсулы должен быть расширен на пять копий и расположен кругово. Эту задачу выполняет объект клона из меню MoGraph для нас. Мы помещаем капсулу в качестве подобъекта в объект клона и в диалоговом окне настройки объекта клона на странице объекта выбираем режим радиальный с указанным количеством, радиусом и ориентацией к XZ-плоскости.
На странице координат объекта клона мы устанавливаем угол наклона в 90°, чтобы все клоны были корректно ориентированы для использования с нашим объемом.
После включения волюмемешера и генератора объема в менеджере объектов мы можем включить объект клона вместе с капсулой в уже существующие объекты в генераторе объема.
В диалоговом окне настройки генератора объема мы перемещаем объект клон на странице объекты перед двумя объектами кольца в правом конце ручки и устанавливаем режим на вычитание. Таким образом мы получаем необходимые углубления вокруг конца ручки.
Чтобы немного скосить углубления или приспособить их к углу конусного объекта, выделяем объект капсулы в менеджере объектов, активируем инструмент вращения и поворачиваем капсулу немного относительно ось X или угла наклона.
Моделирование ручки мотоцикла – тонкая настройка объема
Все элементы, участвующие в модели, настроены на свою функцию, теперь давайте настроим генератор объема так, чтобы создалось впечатление технической детали. Поскольку поверхность уже сглаживается с помощью фильтра сглаживания, нам просто нужно уменьшить размер вокселей в диалоговом окне настроек генератора объема. Значение 1 см обеспечит чистую, достаточно подробную поверхность.
Моделирование ручки мотоцикла – создание объектов для поворотной ручки
Поскольку поворотная ручка является отдельным объектом, мы моделируем ее отдельно – здесь снова используется моделирование на основе объема. В общей сложности используются три объекта цилиндра для базовой формы.
Чтобы объединить три цилиндрических объекта в одно общее объемное тело, нам снова понадобятся генератор объема и сеточник объема из меню объем. Затем мы снова размещаем три цилиндра в генераторе объема через менеджер объектов и помещаем в сеточник объема. Поскольку у нас уже есть правильное разрешение для сеточника объема, мы устанавливаем размер вокселя в его диалоговом окне на 1 см.
Аналогично с металлической частью ручки, генератор объема получает сглаживание на все цилиндрические объекты через кнопку фильтра сглаживания. Здесь также используем тип фильтра поток Лапласа, но на этот раз требуется всего 3 итерации.
Моделирование ручки мотоцикла – вырезание углублений с ручки
Для надежного захвата ручки деревянки необходимо сделать у вращающейся ручки углубления. Спиральное расположение также придает ей спортивный вид.
В качестве объекта для спиральных углублений используется спиральный объект. Мы можем использовать это основное сплайновое тело напрямую для работы с объемом, не создавая из него трехмерный объект заранее.
Если мы подчиним спиральный объект генератору объема, сначала получится шланг, состоящий из множества шаров. Сейчас мы это исправим через генератор объема.
Сначала устанавливаем режим для спирального объекта на вычитание, чтобы получить желаемые углубления. Однако углубления должны появиться только на самой ручке, а не на двух цилиндрических объектах по краям, поэтому мы перемещаем спиральный объект в иерархии над цилиндрами ручки.
Теперь остается только плохое сглаживание углублений в деревянной ручке. Это происходит из-за сильного сглаживания потока Лапласа фильтра сглаживания.
Чтобы применить другое сглаживание для углублений, просто создаем дополнительный фильтр сглаживания и размещаем его выше спирального и цилиндрического объекта средней ручки. На этот раз используем тип фильтра гаусс. Таким образом получаем органичное, мягкое сглаживание.
Готовая модель
После этого этапа наша модель мотоциклетной рукоятки готова. Преимущество нового метода моделирования в Cinema 4D станет особенно очевидным, если представить, сколько усилий потребовалось бы при использовании традиционных инструментов моделирования.
И лучшее в этом: например, для изменения спирали углублений в деревянной ручке или количества или ширины углублений в конце ручки, нам нужно просто повернуть несколько параметров.
Таким образом, мы завершаем это обучающее пособие. С помощью нескольких новых предустановок материалов на основе узлов моделированные только из нескольких основных объектов мотоциклетные ручки выглядят довольно реалистично. Подробнее об этом в следующем обучающем пособии по Cinema 4D Release 20.
