HAIR modul pro Cinemu 4D R9.5, aneb malujeme válečkem - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

Navigace:  » Úvodní stránka  » 3D grafika  

16. března 2006, 00.00 | Začátkem letošního roku se na trhu objevil nový modul pro Cinemu 4D R9.5, který nese označení HAIR. Jak samotný název napovídá, jedná se především o modul k tvorbě vlasů. Možnosti využití však mohou být mnohem širší.

Začátkem letošního roku se na trhu objevil nový modul pro Cinemu 4D R9.5, který nese označení HAIR. Jak samotný název napovídá, jedná se o modul k tvorbě vlasů. Využít jej ale můžeme i k tvorbě vousů, chlupů, trávníků a všemožných vymyšleností tohoto typu. O vývoj tohoto skvělého modulu se postarala samotná firma Maxon, kterou jistě všichni dobře znají.

A dnes si ukážeme jednu z mnoha možností využití tohoto modulu v praxi na projektu, kterému jsem dal jednoduchý název – Malířský váleček.

Pracovat tedy budeme v programu Cinema 4D R9.5, který obsahuje modul HAIR. Demoverzi aktuální verze tohoto programu včetně modulu si můžete zdarma stáhnout po registraci v uživatelské sekci na serveru digitalmedia.cz

Modelování
Dříve, než se pustíme do práce s Hair modulem, si vytvoříme jednoduchou scénu malířského válečku, který se bude skládat ze tří částí – kovová část, rukojeť a valeček. Začneme třeba od prostřed a to od kovové části. Zapneme si tedy Cinemu a otevřeme novou, prázdnou scénu.

Pomocí klávesy F4 se přepneme do předního pohledu a v menu objekty>vytvořit křivku>lomená aktivujeme nástroj, pomocí kterého v modelačním okně naeditujeme hrubý tvar kovové části. Pozn: pokud nám překáží zobrazené osy bodů, můžeme je snadno v menu nástroje>zobrazit úchopky objektů skrýt.

Pozn: abychom byli v jedné stopě, jsou na obrázku uvedeny přesné souřadnice jednotlivých bodů. Pokud máme křivku dokončenou, zaoblíme ji. V menu výběr si aktivujeme přímý výběr a označíme všechny vnitřní body křivky (všechny body mimo prvního a posledního)



V modelačním okně klikneme pravým tlačítkem myši a v menu vybereme parametr měkká interpolace, čímž se křivka v označených bodech zaoblí. Teď už víme, jak bude vypadat boční tvar kovové části. Ještě musíme definovat další křivku, která bude určovat tvar průřezu tohoto objektu. V menu objekty>křivky>kružnice vytvoříme křivku kružnice a ve správci nastavení změníme její poloměr na 5m. Tak, nyní máme obě křivky, které budou definovat tvar kovové části. Právě teď je ten pravý čas vložit z menu objekty>Nurbs objekt Protažení Nurbs. Ve správci nastavení tohoto objektu se podíváme na záložku uzávěry, na které nastavíme parametry počátek i konec na otevřený. Nakonec pod tento objekt hierarchicky umístíme obě křivky v pořadí kružnice - křivka. Pomocí klávesy F1 se přepneme do 3D pohledu, ve kterém už můžeme sledovat náš objekt ve 3D. Pokud se ale podíváme na náš objekt z malé vzdálenosti, zjistíme, že po jeho převedení do editovatelného tvaru by se skládal z obrovského množství polygonů.



Tento problém vyřešíme snadno. V nastavení křivky kružnice změníme parametr mezilehlé body na přirozené a počet snížíme na 2, to by mohlo stačit. Teď už je objekt podstatně „lehčí“. Pozn: pokud aktivujeme v menu zobrazení>gouraudovo stínování, můžeme sledovat změny okamžitě. Ve správci objektů označíme celý objekt Protažení Nurbs a pomocí klávesy C ho převedeme do editovatelného tvaru, tedy na polygony. V menu nástroje si aktivujeme zobrazení hran, v menu struktura aktivujeme nástroj uzavřít otvor a uzavřeme otvor na bočním průřezu.



V menu výběr aktivujeme smyčka z hran a označíme hrany kolem právě uzavřeného otvoru. V menu struktura aktivujeme nástroj zkosení a ve správci nastavení změníme typ na konvexní, počet segmentů na 2 a vnitřní posun na 3m. Toto nastavení potvrdíme stiskem tlačítka aplikovat (nebo ENTER). Tím jsme dokončili objekt kovové části, který přejmenujeme třeba na kov. Aby nám tento objekt nepřekážel při modelování následujícího objektu, ve správci objektů jej poklikáním na symbol vrchní tečky tak, aby zčervenala, skryjeme.

Další pán na holení bude třeba rukojeť. Vytvoříme ji tak, že definujeme několik křivek, na které aplikujeme objekt Potažení Nurbs a dále jej upravíme. V menu nástroje aktivujeme zobrazení objektů. Z menu objekty>křivky vytvoříme křivku obdélník, jejíž velikost ve správci nastavení upravíme na 35x35m. Tuto křivku pětkrát zkopírujeme, takže budeme mít celkem pět stejných křivek. První kopii přesuneme ve správci souřadnic na souřadnici z=-30m a ve správci nastavení změníme její velikost na 30x30m. Druhou kopii přesuneme na souřadnici z=-35 a její velikost změníme na 25x25m. Třetí kopii přesuneme na souřadnici z=-90 a její rozměry změníme na 30x30m. Čtvrtou kopii přesuneme na souřadnici z=-140 a její rozměry změníme na 25x25m. A konečně poslední kopii přesuneme na souřadnici z=-150 a její rozměry upravíme na 30x30m. Tyto křivky určují tvar rukojeti. Z menu objekty>Nurbs vytvoříme objekt Potažení Nurbs a ve správci nastavení tohoto objektu se podíváme na záložku objekt. Zde změníme parametry segmentace … U na 5 a segmentace … V na 2. Dále se podíváme na záložku uzávěry, na které nastavíme oba parametry na otevřený. Nakonec pod tento objekt ve správci objektů hierarchicky přesuneme všechny křivky (obdélníky) v pořadí, v jakém jdou po sobě.


Pozn: po aplikaci Potažení Nurbs

To ale není vše, rukojeť bude sice dutá a bez uzávěrů, ale její stěny musím mít objem, který můžeme vytvořit například objektem O-Nurbs, který najdeme v menu MOCCA>O-Nurbs. Tento objekt se používá například při editaci látek, aby měly svůj objem. V našem případě ho můžeme také použít. V nastavení tohoto objektu nastavíme parametry segmentace na 1, faktor na 20% a šířka na 4m. Pozn: v parametrech segmentace a faktor jsme nastavili takové hodnoty záměrně, protože nechceme, aby rukojeť měla kruhový tvar. Dokonale rukojeť uhladíme pomocí objektu HyperNurbs. Pod tento objekt ve správci objektů přesuneme objekt Potažení Nurbs, pod kterým jsou všechny křivky.


Pozn: po aplikaci O-Nurbs

Aby toho nebylo málo, z menu objekty>Nurbs vytvoříme ještě objekt HyperNurbs, jehož nastavení ponecháme na výchozích hodnotách a ve správci souřadnic pod něj přesuneme objekt O-Nurbs. Rukojeť se vyhladí a je přesně taková, jak má být.


Pozn: po aplikaci HyperNurbs

Vlastně ještě není, něco jí ještě chybí, ale co? No jo, „dírka“, za kterou bude váleček pověšen, třeba v regálu v obchodě, kde budeme váleček kupovat. To ale není žádný problém. Z menu objekty>primitiva vytvoříme objekt válec a podíváme se na jeho nastavení. Poloměr nastavíme na 4m, výšku na 40m, počet segmentů na výšku 1 a po obvodu 18. Nyní válec posuneme na souřadnici z=-135m. A konečně ho odečteme od rukojeti pomocí booleovského modelování, které najdeme v menu objekty>modelování>Booleovské. Ve správci souřadnic pod tento objekt přesuneme objekty válec a HyperNurbs v pořadí HyperNurbs – válec. Pokud jsme postupovali správně, měl by se v krajní části rukojeti vytvořit otvor. Toť vše, celý objekt přejmenujeme na rukojeť, ve správci souřadnic jej otočíme o 90° v ose P, posuneme ho na souřadnici y=-35m a přejmenujeme na rukojeť. Pro usnadnění práce ho můžeme zatím také skrýt.


Pozn: asi takto by měl zatím náš objekt vypadat

Posledním ze tří základních objektů, ze kterých se váleček skládá a který budeme modelovat, je váleček, na kterém později vytvoříme pomocí modulu Hair chlupy. Z menu objekty>primitiva vložíme objekt válec a podíváme se na jeho nastavení, konkrétně na záložku objekt, kde změníme parametry poloměr na 25m, výška na 285m, segmentů na výšku bude 1, po obvodu 27 a orientace v ose +X. Dále se podíváme na záložku uzávěr, kde nastavíme počet segmentů na 1. Všechno, ve správci souřadnic tento objekt posuneme v ose Y na souřadnici y=100, pomocí klávesy C ho převedeme do editovatelného tvaru a přejmenujeme ho na váleček. V menu nástroje aktivujeme zobrazení polygonů, v menu výběr aktivujeme smyčka z hran a označíme polygony na obou průřezech.


Pozn: označíme polygony na obou stranách průřezu

Aktivujeme si nástroj vytažení uvnitř (I) a polygony vytáhneme dvakrát směrem ke středové ose. Nejprve o 9m a následně o dalších 10m. Dále v menu struktura aktivujeme nástroj posun ve směru normály a ve správci nastavení nastavíme posun asi tak na -3m. Nakonec aktivujeme nástroj vytažení (D) a označené polygony zapustíme do vnitřní části válečku o -50m a stiskem klávesy delete je smažeme. V tuto chvíli máme dokončený celý objekt, takže můžeme všechny skryté objekty zobrazit a hle, váleček je na světě, teda zatím pouze hrubý tvar válečku. Přepneme se na nástroj objekt.


Pozn: a je domodelováno

Ještě ve správci objektů označíme všechny tři vytvořené objekty, stiskem kombinace kláves Alt+G je seskupíme do jedné struktury a tu přejmenujeme na váleček. Nakonec celou strukturu označíme a otočíme ji o 180° v ose P.

Materiály
Váleček už jsme sice vymodelovali, ale kdo by se na něj chtěl dívat, když má nudnou, šedou barvu? Hnedka to napravíme. Zaměříme se na správce materiálů, kde z menu soubor zvolíme nový materiál. Pokud na vytvořený materiál dvakrát klepneme myší, otevřeme jeho nastavení. Takže začínáme.

Celkem budeme definovat dva materiály a prvním z nich je plast, který aplikujeme na rukojeť a váleček. Vytvoříme tedy nový materiál a otevřeme jeho nastavení. Podíváme se na kanál barva. Zde klikneme na symbol šipky a načteme shader šum. Když klikneme na obrázek shaderu, otevřeme jeho definici. Barvu č.1 nastavíme tmavě-modrou, tedy R=0, G=73, B=108. Barvu č.2 pak nastavíme šedou. Typ šumu ponecháme, ale zmenšíme jeho velikost v parametru celkové měřítko na 1%. Parametr rozměr nastavíme UV (2D). Parametry spodní oříznutí, jas a kontrast nastavíme na 0% a vrchní oříznutí nastavíme na 100%.



Přímo v kanálu barva ještě nastavíme modrou barvu R=27, G=73, B=141, Jas=75% a intenzita mísení bude 35%. Jako další budeme definovat kanál hrbolatost. V něm rovněž načteme shader šum a v jeho nastavení pouze upravíme celkové měřítko na 0,7%. Podíváme se také na kanál odlesk, ve kterém nastavíme typ na plast, šířka 75%, výška 60%, úbytek -5% a vnitřní šířka 0%.



Nyní můžeme nastavení uzavřít, materiál přejmenujeme na plast a aplikujeme ho na objekty rukojeť a váleček.

Dalším materiálem bude kov pro kovovou část válečku. Vytvoříme další materiál a otevřeme jeho nastavení. Nejprve se podíváme do kanálu barva, kde načteme shader šum a otevřeme jeho nastavení. Barvu č.1 nastavíme světle-šedou, barvu č.2 tmavě-šedou, typ voronoi 2, rozměr UV (2D), celkové měřítko 3%.



Přímo v kanálu barva potom ještě nastavíme šedou barvu, jas na 100% a intenzitu mísení na 100%. Dále se zaměříme na kanál odrazivost, ve kterém nastavíme úroveň jasu na 75% a parametr rozptyl na 2%. Nakonec nastavíme odlesk. Šířku nastavíme na 38%, výšku na 82%, úbytek na 9% a vnitřní šířku na 5%.



Také se ještě podíváme do kanálu svítivost, ve kterém nastavíme pouze jas na 7%. Nastavení uzavřeme, materiál přejmenujeme na kov a aplikujeme ho na objekt kov.

“Konečně HAIR“
Hurá, konečně jsme se dostali k tomu nejhlavnějšímu, k důvodu, proč vlastně tento tutoriál vznikl, ke skvělému modulu Hair. „Takže ať vlasy, vlastně chlupy na válečku, rostou!“. Jdeme na to!

Označíme si objekt váleček a přepneme se na nástroj pro editaci polygonů. V menu výběr aktivujeme smyčka z hran a označíme polygony na velké ploše válečku.



V menu Hair zvolíme možnost Add Hair, čímž se vytvoří základ pro chlupy. Jsou ale moc dlouhé, takže ještě jednou zavítáme do menu Hair>Tools a zvolíme nástroj Scale. Tažením v modelačním okně nastavíme rozumnou délku.



Pokud nyní scénu vyrenderujeme, vidíme, že chlupů je příliš málo.


Pozn: zatím nic, moc

Označíme tedy ve správci objektů nový objekt Hair a zavítáme do jeho nastavení, konkrétně na záložku hairs, kde nastavíme počet count asi na 40000 a segmentů postačí 6 (segmenty na výšku). Dále se podíváme na záložku guides, kde nastavíme počet segmentů na 4 (segmenty po obvodu). To zatím postačí. Aby však nebyly chlupy pravidelně rovné, zvolíme v menu hair>tools nástroj brush, ve správci nastavení nastavíme parametr radius na 30 (poloměr nástroje) a v modelačním okně libovolně ručně pokroutíme základní křivky chlupů za body.


Pozn: jen to pořádně pokroutíme

To je všechno, zbytek už doladíme pomocí materiálu.

Koukneme se na správce materiálů a hle, co to tam je? No jo, to je nový materiál pro naše chlupy. Otevřeme si tedy jeho nastavení. Chlupy bychom asi měli rozcuchat, k tomu nám dobře poslouží parametr kink, ve kterém nastavíme parametr kink na 10% a parametr variation taktéž na 10%.



Pokud nyní zkusíme scénu vyrenderovat, zjistíme, že je to už lepší, ale pořád to přeci jenom není to pravé ořechové. Chlupy jsou totiž stejně velké, a tudíž je váleček moc „plochý“. Tento problém za nás vyřeší parametr scale, ve kterém nastavíme parametr variation na 25%. Když nyní scénu znovu vyrenderujeme, vypadá to daleko lépe. A ještě zapneme parametr frizz a nastavíme v něm jak parametr frizz tak parametr variation na 15%.

A nakonec ještě hodíme chloupky válečku do nějakého hezkého oblečku. V nastavení materiálu Hair Mat se zaměříme na kanál color, ve kterém rozbalíme nabídku roots a v ní již klasickým způsobem načteme shader šum.


Pozn: hezky nastavíme barvu

Přejdeme k editaci tohoto shaderu. Barvu č.1 nastavíme tmavě-modrou (R=0, G=54, B=110), barvu č.2 nastavíme čistě bílou, typ šumu zvolíme zada, celkové měřítko 700%, spodní oříznutí 55%, vrchní oříznutí 99%, jas 29% a kontrast 100%.


Pozn: paráda

Pokud scénu vyrenderujeme, vidíme krásný, barevný výsledek.


Pozn: pořád to ještě není ono

Teď už nám zbývá dotvořit okolí a vše nasvítit a je hotovo. Takže, v menu objekty>scéna zvolíme pozadí. Pro tento objekt vytvoříme ve správci materiálů nový materiál, otevřeme jeho nastavení, přejdeme na kanál barva, načteme shader přechod a otevřeme jeho nastavení. Barvu přechodu nastavíme od šedé do černé, typ shaderu nastavíme 2D- kruhový. Nastavení tohoto materiálu uzavřeme, materiál přejmenujeme na pozadí a aplikujeme jej na objekt pozadí.
Svícení
V této chvíli už nám zbývá pouze vytvořit a nastavit světla. Začneme tak, že z menu objekty>scéna vložíme objekt světlo, které ve správci souřadnic posuneme na souřadnice x=100, y=50, z=222, nastavíme u něho jemně žlutavou barvu a jas na 20%. Vytvoříme další stejné světlo, které posuneme na souřadnice x=280, y=50, z=-322 a jas nastavíme na 30%. Vytvoříme další světlo, posuneme jej na souřadnice x=-180, y=0, z=160 a jas nastavíme na 20%. Vytvoříme ještě jedno, poslední světlo, které posuneme na souřadnice x=290, y=285, z=60, jas nastavíme na 30% a ostrý typ stínu. Nakonec scénu ještě malinko prosvětlíme objektem prostředí (objekty>scéna>prostředí), u něhož nastavíme také lehce žlutavou barvu a intenzitu prostředí na 20%.

Závěrem
To je pro dnešek v podstatě vše, stačí vybrat vhodný pohled kamery a scénu vyrenderovat. Já doufám, že vás tento tutoriál naučil alespoň základním praktikám práce v modulu HAIR a že si z něho něco vezmete. Jak jsem ale na začátku zmínil, toto je pouze jedna z mnoha možností, jak tento modul využít. Přeji hodně zdaru a těším se na vás už v dalším tutoriálu, jehož hlavním tématem bude opět modul Hair.


Pozn: asi takto by to mělo vypadat


Pozn: fantazii se meze nekladou, můžeme si nastavit barvy, na jaké si vzpomeneme