Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Doar rabdarea si perseverenta in invatare aduce rezultate bune.stiinta, numere naturale, teoreme, multimi, calcule, ecuatii, sisteme




Biologie Chimie Didactica Fizica Geografie Informatica
Istorie Literatura Matematica Psihologie

Informatica


Index » educatie » Informatica
GRAFICA 3D - Modelare


GRAFICA 3D - Modelare




GRAFICA 3D - Modelare

Modelarea reprezinta procesul de creare a obiectelor intr-un soft 3D. In Maya exista trei tipuri de modelare:

  • Modelare poligonala;
  • Modelare NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline);
  • Modelare subdivision.

Fiecare tip de modelare necesita tehnici separate si fiecare are beneficiile proprii.




1 Introducere in modelarea poligonala

Un poligon este o forma care are n-fete definite de un grup de vertices(puncte) si n- laturi definite de perechi de astfel de vertices(puncte). Un obiect poligonal este o colectie de poligoane. Obiectele poligonale pot sa reprezinte fie forme primitive (sfera, cub, cilindru, inel, con fie modele complexe obtinute cu ajutorul tehnicilor de modelare puse la dispozitie in Maya. Componentele poligonale sunt:

  • Vertices- puncte   
  • Edges- muchii
  • Faces- fete
  • UV-uri

In figura de mai jos este prezentat aspectul implicit al componentelor unui model poligonal.

Fig. 1 - Componentele unui model poligonal

Implicit componentele poligoanelor sunt prezentate in diferite culori si marimi pentru a le putea deosebi. Urmatorul tabel prezinta forma si culoarea fiercarei componente poligonale:

Componenta

Neselectata

Selectata

Punct

mov

galben

Muchie

albastre (linii)

portocaliu

Fata

albastra (in centrul muchiilor)

portocaliu

UV-uri

albastre (puncte)

verde

Tab. 1 - Culorile componentelor in functie de selctie

1.1 Punctele poligonale

Punctele poligonale (vertex-uri) determina forma finala a unui model polygonal si sunt reunite prin muchii. In partea dreapta a figurii de mai jos punctele sunt selectate pentru a demonstra legatura cu forma finala a modelului.

Fig. 2 - Puncte poligonale

1.2 Fete poligonale

O fata este definita ca fiind regiunea inchisa de muchii unite intre ele. Un obiect poligonal este format dintr-un un set de fete.

Fetele pot fi folosite in diferite moduri pentru a transforma un obiect. De exemplu daca vrem sa creem un cub fara "capac" atunci selectam fetele din partea de sus si le stergem.

Fig. 3 - Fete poligonale

1.3 Muchii poligonale

O muchie reprezinta o latura a unei fete poligonale si este definita de 2 puncte ordonate. Muchiile sunt reprezentate de o linie ce uneste punctele definitorii.

Muchiile pot fi folositoare atunci cand se lucreaza cu modele separate. Putem unifica muchiile a doua obiecte separate formand astfel un singur model.

De exemplu putem crea in mod separat elemente ale unui obiect complex, si apoi sa le "coasem" pe modelul dorit; cum ar fi coarnele unui dinozaur "cusute" pe corpul acestuia.


Fig 4 - Imbinarea a doua elemente realizate separat

1.4 UV-uri poligonale

Denumirea provine de la faptul ca, in mediului Maya fetele au doua directii U si V folosite pentru aplicarea materialelor asupra modelelor create. Astfel UV-urile sunt puncte de referinta folosite de Maya pentru a aranja o culoare sau o textura pe un obiect poligonal.

2 Poligoane planare si non planare

Un poligon planar reprezinta un poligon care are toate punctele in acelasi plan. De exemplu un triunghi va fi totdeauna un poligon planar.

Un poligon non-planar este un poligon cu mai mult de 3 puncte care nu se afla toate in acelasi plan. Un poligon cu 4 sau mai multe puncte poate fi deformat daca modificam pozitia unuia sau mai multor puncte.

Fig 5 Poligoane planare si non-planare

3 Crearea poligoanelor

Poligoanele pot fi create utilizand instrumentul Create Polygon Tool din meniul Polygons.



Daca selectam patratul din dreapta denumirii instrumentului putem stabilii proprietatile instrumentului astfel:

unde

Subdivisions - valoarea introdusa schimba numarul de subdiviziuni distribuite de-a lungul muchiilor poligonului ce urmeaza a fi creat. Valoarea implicita e 1. Puncte suplimentare sunt create de-a lungul muchiilor. Se pot manipula aceste puncte in operatiile subsecvente.

Limit Points To - valoarea specifica cate puncte va avea noul polygon. Poligonul se inchide automat dupa ce s-au plasat numarul de puncte specificate aici si se poate continua cu crearea de noi poligoane in suprafata de lucru fara a reselecta instrumentul.

Ensure Planarity - daca optiunea e selectata, in mod implicit orice fata adaugata se va situa in acelasi plan cu obiectul poligonal.

Scimbarea optiunii Texture - defineste modul in care sunt creeate coordonatele (UV-urile) pentru noul poligon. Daca e selectata valoarea Normalize, coordonatele texturii sunt scalate pentru a incapea intr-un spatiu textural de valoare cuprinsa intre 0 si 1. Daca este selectata valoarea Unitize, coordonatele texturii sunt plasate la colturile si granitele spatiului textural de valoare cuprinsa intre 0 si 1. Astfel unui poligon format trei puncte i se va aplica o textura triunghiulara, in timp ce unui poligon cu mai mult de trei varfuri i se va aplica o textura de orientare patratica, ca in figura de mai jos:

Fig 6 - Modul de aplicare a texturii pe suprafete normalizate si pe suprafete unitizate

1 Etapele de creare a unui poligon

Se selecteaza polygons > create polygon tool, cu optiunea Limit points to: setata

In orice "view" se plaseaza primul punct(vertex) din poligon printr-un click de mouse:

Se da click in pozitia dorita pentru a crea al doilea punct.

Maya traseaza o muchie intre cele doua puncte create:

Pentru a inchide poligonul plasam un al trei-lea punct.

O linie intrerupta va conecta ultimile doua puncte plasate

4. Pentru a defini poligonul se apasa tasta Enter


2 Primitive Poligonale

Pentru a usura procesul de construire, modelare a obiectelor Maya pune la dispozitie cateva obiecte predefinite numite Primitive. Acestea sunt:

Pentru a crea o primitiva se va selecta Create > Polygon Primitives > si se va opta pentru primitiva dorita. Implicit Maya pozitioneaza obiectul nou creat in originea celor trei axe. Pentru fiecare primitiva putem specifica anumite atribute selectand patratul din dreptul primitivei. De exemplu raza sferei sau dimensiunea planului.

Daca nu vrem sa setam anumiti parametri pentru primitiva pe care dorim sa o cream, Maya ne pune la dispozitie o bara de instrumente denumita "shelf" din care putem selecta rapid primitiva dorita, precum si alte tool-uri care se pot folosi pentru modificarea obiectelor poligonale:

4 Text in MAYA

Cand alegem sa creem text, Maya il converteste intr-un poligon care poate fi editat si modificat ca orice alt obiect poligonal.

Pentru a crea text se va alege din meniul Create optiunea Text. Se deschide o caseta de dialog unde putem scrie textul dorit. Sunt puse la dispozitie toate instrumentele standard pentru formatarea textului: font, marime, etc.

De exemplu sa introducem in caseta de dialog textul "Maya".

In urma acestei operatii in scena maya va aparea urmatorul obiect poligonal:

Fig. 7 - Text in maya format din suprafete poligonale

5 Tehnici de modelare folosite in MAYA

5.1 Operatii booleene:

Operatiile booleene care se pot efectua intre doua suprafete sunt asemanatoare cu cele care se efectuau intre doua multimi A si B din algebra booleana. Aceste operatii pot fi aplicate numai pe suprafete care se intersecteaza. In urma acestor operatii vor rezulta alte obiecte bazate pe diferenta, unirea sau intersectia modelelor initiale. Operatiile boolene reprezinta instrumente intuitive pentru modelarea obiectelor si pot furmniza solutii la diferite probleme ale modelarii. De exemplu putem sculpta dintr-un cub forma unei sfere:

Notand cu A cubul si cu B sfera, iata care sunt operatiile pe care le putem folosi:

Reuniunea (AUB) Diferenta (AB) Intersectia (A∩B)

Pentru a folosi aceste operatii se selecteaza doua obiecte si apoi din meniul Polygons cu submeniul Booleans selectam operatia dorita.

Reuniunea (Union):     Diferenta:

Reuneste doua obiecte Este operatia prin care se sterge volumul rezultat
din intersectia a doua obiecte.



Fig. 8 - Cub si con dupa reuniune    Fig. 9 - Diferenta dintre o sfera si un cub

Intersectia:

Este operatia inversa diferentei si consta in pastrarea volumului intersectiei a doua obiecte.

Fig 10 - Intersectia unei sfere cu un cub

Pentru a exemplifica aceste operatii pe un caz concret vom creea unui model simplu, o cada cu apa . Dupa modelarea obiectelor ca in figura de mai jos vom face apoi diferenta lor:


Si rezultatul final:

5.2 Sculptarea

O alta tehnica de modelare foarte des folosita in Maya o reprezinta "sculptarea " suprafetelor. Prin Sculpt polygon tool se fac transformari la nivelul punctelor prin tehnica de pictare cu o pensula pe suprafata. Pensula poate avea asociate diferite comportamente (push, pull,etc)

Push & Pull


Operatia push este similara apasarii cu degetul pe o suprafata de lut, lasand o impresie asupra modelului.

Operatia pull asemanatoare cu push, transformarea facandu-se in sens invers.

Se poate picta in orice directie, suprafata up-datandu-se in consecinta.

Smooth

Operatia prin care suprafetele cu asperitati sunt finisate prin rotunjire.


Erase

Operatie de stergere aupra transformarilor survenite in urma operatiilor anterioare.


6 MODELARE NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline)

Putem crea suprafete NURBS in mai multe moduri. De exemplu putem crea o curba NURBS pentru a desena profilul unui pahar si apoi sa o rotim in jurul axei sale cu 360 de grade ca sa obtinem paharul.

Diferenta intre modelarea poligonala si cea NURBS este aceea ca modelele poligonale sunt create din fete si puncte poligonale, iar suprafetele NURBS sunt descrise de curbe NURBS.

Aceleasi primitive folosite in modelarea poligonala le intalnim si in modelarea NURBS:


6.1 Bazele constructiei modelelor NURBS


Primitivele reprezinta intotdeauna un bun punct de plecare in modelarea unui obiect. Operatiile de translatare, scalare, rotire sunt doar cateva din optiunile puse la dispozitie de soft-urile 3D. De exemplu putem crea o scara foarte rapid prin duplicarea, scalarea si translatarea unui cub pentru a forma treptele.

O modalitate, mult mai puternica, de a modifica primitivele o reprezinta transformarea componentelor acestora.

Componentele NURBS sunt:

1. CV-uri (Control Vertex) (echivalentul punctelor de la componentele poligonale).

2. Isoparm - izoparametri (echivalentul muchiilor de la componentele poligonale).

Surface point - punct de suprafata (punctul de intersectie a doi izoparametri).

4. Surface patch - echivalentul fetelor de la componentele poligonale

5. Hull - o retea de CV-uri de pe un izoparametru

In figura de mai jos sunt evidentiate aceste componente pe o sfera NURBS:

CV-uri    Isoparm

Surface point Surface patch


Hull

6.2 Tehnici pentru modelarea obiectelor NURBS

Revolve

Aceasta tehnica consta in rotirea unei curbe in jurul unei axe. Pentru obtinerea anumitor efecte se pot seta mai multi parametri printre care unghiul de inceput al rotirii, unghiul de rotire (0.360), axa pe care se face rotirea, numarul de segmente ale produsului rezultat, etc.

Selectam Surfaces > Revolve pentru a crea o suprafata prin rotirea unei curbe in jurul axei sale.

Loft

Selectam Surfaces > Loft pentru a crea o suprafata care "matura" o serie de curbe numite curbe profil.

Planar


Selectam Surface > Planar pentru a "umple" o suprafata inchisa de o curba

Extrude


Selectam Surface > Extrude pentru a crea o suprafata prin " maturarea " unei curbe profil pe o curba numita curba cale.








Politica de confidentialitate





Copyright © 2021 - Toate drepturile rezervate