Программа для моделирования автомобилей на русском

Моделирование автомобилей с использованием полигонов · 3dtotal · Учиться | Создать

Али Исмаил знакомит с теорией и основами полигонального моделирования автомобилей в
3ds Max и Maya

В этом руководстве рассматривается создание полигональных сеток с высоким качеством кривизны для получения лучшего отражения. Он ориентирован на художников, которые имеют опыт моделирования сложных многоугольных твердых поверхностей, таких как автомобили, но хотят лучше понять предмет. На примере кузова автомобиля те же принципы могут быть применены к любому отражающему объекту, будь то лодка, футуристический концептуальный поезд или сложный водопроводный кран.

Несмотря на то, что это учебник по моделированию автомобилей, он не будет вдаваться в подробности основного процесса создания сетки, специальных инструментов или сопоставления эталонных пропорций, которые, на мой взгляд, лучше подходят для общего учебника по моделированию или моделированию твердых поверхностей. Еще одна важная вещь, которую следует отметить, заключается в том, что уровень качества, который рассматривается в этом учебном пособии, связан с визуализацией объекта с непрерывными полосами отражения по нему. Если все, что вам нужно, это что-то, отражающее окружение неба HDR, и вы не возражаете против некоторых искажений отражения, которые неподготовленный глаз не заметит, то это не для вас.

Большой причиной для создания этого учебного пособия было другое учебное пособие, которое я создал много лет назад, когда начинал свой путь в 3D-графике и до сих пор работаю по сей день (Изготовление Mercedes S600). Я чувствовал, что необходимо продолжить, чтобы углубиться в понимание тонкостей автомобильного моделирования и изложить основные принципы, которые отличают его от любого другого типа трехмерного моделирования.

Class A Surfacing

Пожалуй, самая большая определяющая характеристика кузова автомобиля - это его отражающая способность! Сильно отражающие поверхности отчетливо демонстрируют кривизну вашей модели, в отличие от матовых объектов.Представьте себе вмятину или удар на зеркале, а не на пыльном деревянном шкафу. Для всех целей и целей этого урока вы можете определить поверхность класса A как поверхность, которая действительно хорошо отражает.

, если вы занимаетесь автомобильным или промышленным моделированием для реального производства, где вы будете использовать программное обеспечение для моделирования NURBS, такое как Autodesk Alias ​​или Rhino3D, вы непременно столкнетесь с такими терминами, как допуск и непрерывность, но все технические подробности в промышленности оставляют в стороне то, что нас интересует создание автомобиля для рендеринга это преемственность; который относится к тому, насколько непрерывно отражение на поверхности.

Некоторые элементы непрерывности

На изображении выше…

• Непрерывность положения (G0): поверхности выровнены и не имеют промежутков между ними.
• Тангенциальная непрерывность (G1): имеют скругленное скругление между ними с указанным минимумом радиуса.
• Непрерывность кривизны (G2): смешиваются вместе, и блики, движущиеся на них, выглядят так, как будто они находятся на одной поверхности.
• Скорость изменения кривизны (G3): еще более смешанная, но разница очень мала и едва заметна.
• G4-G5-ad infinitum: не используются, но теоретически вы можете добавить столько, сколько захотите. Для математически склонных просто подумайте о дифференциалах и интегралах и скорости изменения (скорости) или скорости скорости изменения (ускорения) или скорости скорости изменения (ускорения ускорения).

Чтобы узнать больше о NURBS и классах A, я рекомендую прочитать файлы справки Autodesk Alias ​​или некоторые из этих ресурсов ниже. (если какая-либо из ссылок не работает, просто используйте эти ключевые слова в любой поисковой системе, и вы обязательно получите хорошие результаты.Вики тоже неплохие.)

• Рабочая среда Alias ​​
• Файлы справки Autodesk Alias ​​
• Rhinoceros NURBS
• Экстремальные основы NURBS
• Обучающие псевдонимы
• Фридолин Бейзерт
• Владимир Панченко

Возврат к полигонам

9005 Приобретение Поверхности обратно в любое программное обеспечение для моделирования многоугольников, мы можем попытаться повторить ту же самую кривизну, используя очень простую геометрию и применяя типичное подразделение Catmull-Clark, и приблизиться к оригиналу.

Вы можете скачать сцену здесь (щелкните правой кнопкой мыши и сохраните цель как)

Теперь, только то, что мы можем получить приближение с полигонами, не означает, что мы создаем точную непрерывность отражения.Если вы попробуете это сами или откроете сцену выше, вы увидите, как трудно точно сопоставить поверхность NURBS с разделенной сеткой Catmull-Clark, потому что они используют очень разные алгоритмы (обратите внимание, что мы не тестировали сложная поверхность).

Если из всей предыдущей информации можно что-то придумать, так это то, что отражения важны, и перемещение вершины или петли даже в небольших количествах может повлиять на результат в больших пропорциях.

Ужас!

Ниже приведены изображения автомобилей.Любой, кто имел опыт рендеринга автомобилей, будет знаком с этим.

Крупные планы автомобильного рендера

Итак, у вас есть хорошая сетка с хорошо выглядящими краевыми петлями, и вы хотели сделать рендер высокого разрешения в помещении. К вашему ужасу вы столкнулись с дилеммой волнистых и зубчатых отражений. Вы можете попытаться уменьшить его эффект, переместив блоки отражения ближе к сетке, сделав ее почти диффузной текстурой, но если вы делаете анимацию, в которой вы хотите, чтобы блики проходили по всему кузову автомобиля, вы не сможете обойти его, если вы не делает очень трудоемкие ротации в композите и в основном рисует отражения для длины анимации.Но - всего можно избежать, если у вас есть хорошая модель для начала.

Некоторые из вышеперечисленных артефактов могут быть из-за слегка смещенных вершин, но по большей части причина гораздо более тонкая. Пожалуйста, обратите внимание на этот эффект:

Артефакты, сделанные простым вырезом или ударом

Итак, как вы можете видеть, полюс, простой разрез или даже краевая петля могут вызвать значительные артефакты в отражениях, ниже приведены некоторые примеры автомобильных кузовов, которые иметь чистую топологию и все же демонстрировать похожую волнистость или неровности в отражениях.

Аналогичный эффект на отражения автомобилей

Это то, что происходит, когда мы начинаем сталкиваться с ограничениями моделирования полигонов, этого эффекта нельзя полностью избежать с помощью полигонов, но его можно смягчить до некоторой степени. Модели, спроектированные в NURBS с классами наплавки класса A, демонстрируют отличные отражения, и машины, создающие пресс-формы для автомобильных панелей, могут отслеживать поверхность настолько хорошо, насколько это возможно физически, создавая таким образом безупречную форму, на которую можно запрессовать металлические листы.В результате получается поверхность, достаточно точная для непрерывного отражения. Данные САПР также имеют точные допуски для всех винтов и механически крепких деталей.

С другой стороны, если вы хотите дать машине полигональную сетку, вам придется увеличить итерации подразделения до невообразимо более высокого уровня. Возможно, в будущем мы могли бы увидеть какой-нибудь умный гибридный метод, использующий новый алгоритм разбиения полигонов, но он еще не изобретен.

Загрузите HDRI или кубическую карту, использованную в этом руководстве, здесь и здесь (щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Сохранить объект как»).Вы можете легко создать аналогичный с помощью HDR Light Studio, и если вы заинтересованы в механизмах реального времени или кубических картах, вы можете проверить любой из этих двух руководств, чтобы узнать, как преобразовать HDRI в кубическую карту

• Учебник CGTextures
• Учебник Xoliul

Подсказка

Для интерактивного просмотра карт отражений в окне просмотра 3ds Max в меню «Виды» в разделе «Показать материалы в окне просмотра как» выберите «Реалистичные материалы с картами». Если вы хотите больше узнать о возможностях реального времени в 3ds Max, вы можете проверить Xoliul Shader от Laurens Corijn и Robbert-Jan Brems.

Решения

Как далеко вы идете, чтобы уменьшить этот эффект, зависит от вас, но важно всегда помнить о вашей конечной цели. Только вы можете решить, хотите ли вы, чтобы отражение было как можно лучше или вы хотите иметь более чистую сетку. Вы создаете это для неподвижного изображения? Сколько изображений вы будете создавать? Можете ли вы исправить недостатки отражений в Photoshop или вы делаете анимацию? Или вы просто любите моделировать автомобили и одержимы идеей сделать идеальный автомобиль?

Прежде чем переходить к каким-либо сложным объектам, таким как автомобиль, лучше сначала убедиться, что мы можем создать простые, а затем ознакомиться с некоторыми практиками.

Используйте как можно меньше вершин.

Получение наименьшего количества вершин позволяет легко создавать плавные отражения и впоследствии редактировать поверхность. Несмотря на то, что я старался расположить вершины поверхности как можно лучше, я не смог получить то же качество отражения, что и слева, с очень небольшим количеством вершин.

Меньше - больше с вершинами

Равномерно распределить петли по краям

Попробуйте равномерно распределить петли по краям или использовать любые инструменты кривой, доступные для вершин, чтобы постепенное изменение плотности петель по краям.Правильное расстояние между краями и расположение вершин для следования кривой может значительно улучшить отражения. В 3ds Max вы можете использовать инструменты цикла для этого.

Равномерно расположенные краевые петли улучшают отражения

Делайте обрезки после подразделения

Делайте любые обрезки или разрезы по любой поверхности только после того, как вы окончательно доработали поверхность и имеете достаточные подразделения. Любые накладки, сделанные на поверхности с низким поли, вносят радикальные изменения в кривизну. Таким образом, чтобы минимизировать артефакты и в качестве меры контроля ущерба, выполнение обрезок или сокращений после разделения уменьшит артефакты.Этот эффект обычно можно увидеть в области ручки двери автомобиля, когда многоугольник режет и все мелкие детали были сделаны на сетке с низким поли.

Эффекты создания обрезок до и после подразделения

Без опорных петель

Для финальной сетки, я собираюсь использовать пример в конце этого урока. Я добавил опорные петли, но только в самом конце. Рабочий процесс, который я предлагаю здесь, - это метод, добавляемый в ваш инструментарий, а не основной и конец всего моделирования твердой поверхности.

Мало того, что добавление вспомогательных краевых петель вручную занимает много времени, но гораздо сложнее изменить базовую сетку и сосредоточиться на кривизне поверхности. OpenSubdiv позволяет легко контролировать наши складки, но даже без него мы все равно можем сохранить наши жесткие края, используя группы жестких краев / складок / сглаживания и сохраняя жесткие края при выполнении стандартного подразделения Catmull-Clark. Это позволяет нам формировать основные формы с минимальными усилиями.

Примечание: Задолго до ажиотажа Autodesk OpenSubdiv у нас был плагин от Marius Silaghi под названием TurboSmooth Pro, который в основном делает то же самое.Пожалуйста, просмотрите его веб-сайт, чтобы проверить этот плагин и другие интересные и полезные плагины.

Подсказка инструмента

3ds Max: Установите группы сглаживания для определения вашей поверхности, затем добавьте MeshSmooth / TurboSmooth с помеченными группами сглаживания. Или, если вы используете OpenSubdiv, отрегулируйте значения Crease кромки вручную на вкладке Editable Poly Edit Edges. Я заметил некоторые ошибки в 3ds Max, где иногда вы видите странный артефакт подразделения при использовании групп сглаживания. Всегда дважды проверяйте свою сетку и смотрите на полученную каркасную сетку, и если вы заметили что-то неправильное, вы можете исправить, удалив поверхность и заново построив полигоны или в качестве безопасной меры, экспортировав в OBJ и импортировав
снова.

Maya: Либо используйте инструмент «Сгиб» из меню «Инструменты сетки» и примените тип подразделения OpenSubdiv, либо выберите свои ребра, а затем в меню «Нормальные» выберите «Закалить край», затем выберите «Сглаживание» и используйте Maya Catmull-Clark в качестве типа подразделения и убедитесь, что флажок "Жесткие края" отмечен на вкладке "Сохранить".

Некоторые из различных методов сглаживания

Blending Surfaces

Я не предлагаю вам начинать создавать вашу сетку на отдельных поверхностях вместо того, чтобы нацеливаться на поли-сетку, которую вы считаете подходящей, но это помогает понять, что, хотя ее легко создать простые поверхности, которые отражают должным образом, мы почти всегда вынуждены иметь сложные поверхности, которые могут вызвать искажения.

Умышленное искажение сетки для достижения определенного эффекта

Процесс

Простое желание улучшить кривизну многоугольных сеток для получения лучших отражений привело нас через кроличью нору изучения NURBS и различных методов разделения. Корпус автомобиля / лодки / самолета очень сложен, многие поверхности пересекаются и смешиваются. Обратите внимание, что даже если вы используете инструмент NURBS для создания вашей модели, создание непрерывных отражений не всегда будет простым, особенно если вы нацелены на качество поверхности класса А.Есть определенные практики, которые могут быть изучены для создания таких областей, как колесные арки и колонны.

Я ни в коей мере не притворяюсь, что мы можем создать непрерывность G2 или G3 в многоугольниках, но я пытаюсь создать репрезентативную отражающую поверхность, особенно на более крупных частях, таких как боковые панели автомобиля, крыша и капот, и избегать искажения, которые легко исправить.

Модель, которую я здесь представляю, могла бы быть лучше создана. Может быть, без нескольких краевых петель здесь или там, и есть несколько областей, где я мог бы сделать топологию лучше или, возможно, сделать некоторые обрезки в более высоком подразделении, чтобы избежать артефактов отражения.Есть также одно место, которое я собираюсь показать в конце урока, где простое движение вершины могло бы спасти меня после работы, но в целом я очень доволен улучшениями, которые я сделал по сравнению с моими предыдущими моделями автомобилей.

Создать базовую сетку

Это, безусловно, самый важный шаг, где вы его делаете или ломаете. Топология выглядит простой, но продуманной. Сетка, созданная на этом этапе, будет очень похожа на ту, которую вы видите в играх с низким числом поли.Если бы я добавил еще несколько петель, я мог бы даже получить высококачественную модель без использования каких-либо подразделений, только осторожно используя сглаживающие группы / жесткие края.

Низкополигональная базовая сетка для кузова автомобиля

Подразделение и проверка потока

Добавьте свои подразделения, сохранив жесткие края или поэкспериментируйте со значениями сгиба для OpenSubdiv. Постоянно делайте тесты на отражение и продолжайте возвращаться к базовой сетке, пока вы не будете абсолютно уверены, что качество сетки находится на том уровне, который вы ищете.

Подразделения и проверка отражения

Завершение

Выберите уровень подразделения, который, по вашему мнению, не вызовет значительных искажений на планках (здесь ниже вы можете увидеть каркасы выбранной мной сетки) и начните добавлять планки , детали и опорные петли. Пожалуйста, имейте в виду, что как только вы начнете добавлять обрезки, вы не сможете вернуться к исходной базе, и вы не сможете ничего изменить или изменить.

Добавление подстроек, деталей и проверки отражений

Ахиллесова пята

Просто для того, чтобы указать на несколько проблемных областей, которые у меня есть в этой сетке, которые вы могли обнаружить непосредственно из карты отражений проверки потока.Это может показаться тривиальным и неважным, но, как вы увидите на конечном изображении, они могут оказать значительное влияние. Конечно, это зависит от расположения отражателя / светового короба и угла камеры, но если у вас есть полоса отражения, проходящая через область артефакта, она будет показана.

Некоторые из отражений, проходящих через артефакт

Reference

Это эталонное изображение, которое я использовал для рендеринга этого автомобиля. В настоящее время практически все внутренние фотографии студийных автомобилей подвергаются сильным манипуляциям, поэтому вы не можете быть полностью уверены в отражениях, которые видите на автомобиле.Тем не менее, они могут служить хорошим ориентиром.

Эталонное изображение, использованное для создания автомобиля

Визуализация

Здесь вы видите, что в моем последнем рендере вокруг колесной арки, где вы ранее видели крошечный артефакт, эффект заметен, и мне пришлось его отфотошопить. Для анимации я должен был бы либо исправить это в компе, либо переделать сетку панели на базовом уровне.

Сравнение отражений в финальном рендере

Вы можете посмотреть финальный рендер высокого разрешения здесь.Помимо форумов 3dtotal и CGFeedback, которые отлично подходят для проверки готовых и незавершенных работ, вы можете искать веб-форумы, специализирующиеся на моделировании автомобилей. Одним из веб-сайтов, который я настоятельно рекомендую, был бы SMCars.net и особенно раздел с расширенными возможностями WIP, в котором есть темы, которые являются сокровищницей для 3D-моделей автомобилей.

Спасибо за чтение этого учебника, и я надеюсь, что часть информации здесь была полезна. Если вы найдете что-нибудь, что можно улучшить, пожалуйста, напишите мне по электронной почте.

Ссылки по теме:

Посетите сайт Али
Хотите узнать больше советов по созданию автомобилей? Попробуйте наши учебники
Посмотрите наши электронные книги для получения дополнительных советов по созданию автомобилей

,

---

Смотрите также

• 
  Что будет если дышать газом
• 
  Как прозвонить статор генератора
• 
  Система егр что это
• 
  Ремонт и эксплуатация ваз 2110 8 клапанов инжектор
• 
  Уступи дорогу пешеходу правила
• 
  Как поставить детское кресло в машину
• 
  Гибриды автомобили марки
• 
  Как оплатить госпошлину за права через госуслуги
• 
  Как снять радиатор охлаждения шевроле нива с кондиционером
• 
  Абсорбер в автомобиле что это такое
• 
  Царапины на машине покраска