Tvorba iónského sloupu, voluta hlavice, část první - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

3D sloupy

3D sloupy

3. března 2005, 00.00 | Jsou věci, které jsou vizuálně poměrně jednoduché, ale které se vytvářejí poměrně složitě, někdy až nečekaně. Jedním z příkladů by mohla být spirálovitá hlavice iónského sloupu, jejíž podstatnou část si dnes vytvoříme.

V různých diskuzích, například na www.cgtalk.com či na českém oborovém serveru CINEMY 4D se objevily dotazy, které se týkaly tvorby řeckých sloupů. Nebude tedy jistě od věci, pokud se na jeden z těchto sloupů, iónský, podíváme podrobně. Vytvoříme tedy model takového iónského sloupu, připravíme si pro něj jednoduché materiály, světla a také si jej můžeme vyšperkovat pomocí technologie subpolygonální deformace, kterými vytvoříme vliv zubu času na běloskvoucí architektuře.

V prvé řadě si budeme samozřejmě nejdříve vytvořit model sloupu. Popisovaný postup se bude týkat samozřejmě „devítky“, ale jak jsme si již vyzkoušeli u návodu na bronzovou sekeru, tak uvádět budeme (většinou, některé samozřejmosti zmiňovat nebudeme) také ekvivalentní postupy pro starší verze, to abychom nebyli nařčeni, že na uživatelé starších verzí zapomínáme. Další postupy, které se budou týkat vytvoření materiálů a také SPD (subpolygonální deformace) budeme ale popisovat jen pro verzi aktuální jednoduše proto, že vývoj se nedá zastavit a obdobné nástroje ve starších verzích (mluvíme hlavně o Ce (R) 6) prostě nevyskytují. Možná se také opět koukneme co na to BodyPaint a využijeme také ex shadery SLA, shader Zašpinění atd.

Začneme tedy. Ale vlastně ještě ne. Než se do toho pustíme, měli bychom vědět, jak takový iónský sloup vypadá. Stačí si pomocí přítelem Googlem. Osobně jsem tam našel inspirujících obrázků více než dost.

Ale zpět do C4D. Pomocí zkratky F3 se přepneme do pohledu zprava. Budeme v tento a také několik dalších okamžiků pracovat právě v tomto pohledu, protože si nejdříve plošný objekt hlavice sloupu, který budeme teprve poté vytahovat a dále editovat. A ještě jedna věc na úvod. Valnou část tvorby hlavice budeme vytvářet pomocí dvou symetrií, stačit nám tedy bude alespoň v úvodu jen jedna čtvrtina modelu.

Pomocí Objekty > Křivky > Spirála si vytvoříme křivku spirály. Ta se nám objeví samozřejmě ve Správci objektů, vybereme si jí a přejdeme do Správce nastavení, kde zadáme parametry této křivky.

„Závit“ hlavice vytváří tři otáčky (tedy alespoň podle předlohy, podle které jsem postupoval). Necháme tedy Počáteční úhel na 0 a Koncový úhel zadáme na 360*3, což je hodnota 1080. Spirála by měla být samozřejmě pouze dvourozměrná a tak zadáme její Výšku na 0. Počáteční poloměr zadáme na 25, koncový na 148 a Střed stoupání zadáme na 36 stupňů, díky tomu bude „váha“ zakřivení spirály větší u středu spirály. Rovinu zadáme, pokud není na ZY.

Právě vytvořenou křivku spirály si zkopírujeme. Většinu parametrů necháme tak jak jsme ji nastavili u první spirály. Změníme ale hodnotu Počáteční poloměr na 17 a Koncový na 133. Střed stoupání zadáme na 37 stupňů. Máme tedy základ toho, co potřebujeme.

Pomocí Objekt > NURBS > Potažení NURBS si vytvoříme objekt Potažení NURBS, pod který dáme obě naše vytvořené spirály. Abychom ale viděli jak je vnitřně členěna generovaná plocha, tak se v editačním okně přepneme do režimu drátěného zobrazení a pak teprve nastavíme segmentaci objektu Potažení NURBS a to pod naší přímou vizuální kontrolou. Tedy v editačním okně si zvolíme pomocí menu Zobrazení režim, který podporuje zobrazení izoparm či hran a pak si nastavíme zobrazení drátěného modelu.

Ve Správci objektů si vybereme objekt Potažení NURBS a tím si načteme jeho nastavení do Správce nastavení. V prvé řadě si vypneme všechny volby mimo volby Organický tvar. V R9 (a také 8) můžeme přímo sledovat, jak se postupně mění vliv těchto voleb na tvar segmentace Potažení NURBS. Parametr Segmentace polygonové sítě ve směru V zadáme na 2, což je nejmenší možná hodnota a díky zapnuté volbě Organický tvar je ve výsledku na „výšku“ vytvořen jen jeden polygon. Co nás zajímá dále je hodnota Segmentace ve směru U. Zde zadáme hodnotu 70, přičemž podstatné je, že při hodnotě 70 jsou jednotlivé smyčky spirály vždy proti sobě a tak půjde v budoucnu mezera mezi spirálou přemostit dalšími polygony. K hodnotě 70 jsem samozřejmě dospěl postupným zadáním a vizuální kontrolou. Ostatně kvůli tomu jsme si zapnuli drátěný způsob zobrazení.

Pokud máme, tak si pomocí Objekty > Primitiva > Kruh vytvoříme nový plošný objekt kruhového disku. Opět si objekt vybereme a tím se načtou do Správce nastavení jeho parametry. I v tomto případě nastavíme parametry tak, aby objekt svou vnitřní segmentací odpovídal segmentaci spirály. Jedná se opět o to, že následně tyto objekty, jak Potažení NURBS, tak Kruh spojíme do jednoho a budeme mezeru přemosťovat. Musíme tedy zajistit, že jednotlivé segmenty objektu budou mít tu správnou polohu a polygony vzniklé při přemostění tak nebudou deformované. V uvedeném příkladu se osvědčili hodnoty Poloměr 24, Počet segmentů 1, Počet segmentů po obvodu 23 a osa X. Aby nám kruh svou segmentací odpovídal, tak jej ještě otočíme okolo osy B o 180 stupňů a také jej posuneme ve směru osy Y o hodnotu 1.

Pomocí zkratky „C“ si převedeme jak objekt Potažení NURBS, tak Kruh na polygonové objekty. Přepneme se na levé straně do režimu bodů, vybereme si body kruhu, které na levé straně zasahují již do objektu spirály a ty smažeme.

Vybereme si oba objekty (u R6 si jeden dejte pod druhý a pak si vybereme ten vrchní) a provedeme spojení obou objektů do jednoho). Využijeme příkaz Funkce > Spojit. Původní dva objekty smažeme a necháme si jen objekt nový, ve kterém jsou obě původní geometrie.

Jsme-li stále v režimu bodů, tak si vybereme všechny vnitřní body původní geometrie spirály, které byly předtím v oblasti středu spirály a také si vybereme bod střední. Všechny tyto body svaříme pomocí příkazu Struktura > Svařit a to do místa původního středu kruhu (jak známo v R9 můžeme řídit místo svaření, ve starších verzích bychom postupovali tak, že bychom svaření aplikovali jen na body spirály, výsledný bod bychom pomocí přichytávání posunuly do původního středu kruhu a pak bychom vše zoptimalizovali).

Vybereme si dva body, které jsme měli u styku původní geometrie kruhu a spirály a ty také svaříme do jednoho. Polohu bodu můžeme případně mírně upravit. Abychom se ujistili že je vše tak jak má, tak si ještě vše zoptimalizujeme pomocí Funkce > Optimalizovat (ve starších verzích Struktura > Optimalizovat).

Nyní vytvoříme již avizované přemostění mezi hranami spirály. Je to vlastně přemostění mezi sebe samou… Přepneme se do režimu hran (u R6 a R8 bychom mohli pracovat v režimu bodů a využívat plugin Stich and Sew, kterým lze přemosťovat v jeho free podobě vždy pět a pět bodů najednou), vyvoláme si příkaz Výběr > Vybrat obrys.

Při přemostění (tedy při aplikaci příkazu Sešít, neboli anglicky Stich and Sew) musíme mít vždy vybrané proti sobě ležící body či hrany. Nyní ale máme vybraný celý obrys. Musíme tedy odebrat z výběru ty hrany, které se „sešití“ účastnit nebudou. Vybereme si tedy výběrový nástroj, stiskneme Ctrl a odebereme všechny vnější hrany spirály, které nemají svou „protější hranu“ a také dvě hrany, které se u středu spirály stýkají, protože u nich by příkaz nefungoval.

Vyvoláme si pomocí Struktura > Sešít nástroj pro hromadné sešití, či v tomto případě přemostění hran (popis pro starší verze jsem již nastínil výše, vždy se musí vybrat pět a pět bodů a použít plugin Stich and Sew a nebo standardní Přemostění, ale to je velmi pracné). Stiskneme klávesu Shift, klikneme na jeden bod a za stisknutého tlačítka myši vytvořit spojnici s protějším rohem. Pokud budeme stále držet Shift, vytvoří se mezi vybranými hranami nové polygony.

Tak ještě si musíme vytvořit jeden polygon, trojúhelníkový, který je u středu závitu. Použít můžeme příkaz Struktura > Uzavřít otvor. Alternativou je samozřejmě přemostění, či tvorba polygonu. Tím jsme si připravili základní polotovar hlavice sloupu.

Vybereme si celý objekt hlavice a zadáme jeho polohu podle osy Z na 230. Tím se nám posune celý tvar doprava, což je v pořádku, protože přeci chceme vytvořit jednu čtvrtinu a tak musíme vytvořit i střední část hlavice.

Vybereme si hrany ukončení tvaru spirály a aplikujeme příkaz Struktura > Vytažení. Zadáme hodnotu vytažení 0 (ve Správci nastavení) a poté pomocí Správce souřadnic nastavíme polohu „nulově“ vytažených nových hran na Z = 0. Tedy do středu budoucího zrcadlení.   

Vybereme si nově vytvořené dlouhé vodorovné hrany a pomocí příkazu Struktura > Vyjmout hrany je šestkráte rozdělíme. Alternativou je samozřejmě použití nože. Zvolíme tedy příkaz a zadáme parametr Segmentace na 6.

První dva body nově vytvořené segmentace, které jsou u původní spirály „přivaříme“ k tělesu spirály. Přejdeme tedy do režimu editace bodů, vybereme si vždy pár bodů které chceme svařit a pak je pomocí nástroje Struktura > Svařit opravdu svaříme. Alternativou je posunout inkriminované body na body na spirále a provést optimalizaci.

Rozmístíme vrchní vytvořené svislé hrany. Ne že by nyní byly nějak špatně, je to spíš otázkou budoucí práce, respektive že budeme potřebovat mít body v dále upravovaných hranách někde jinde, než ve stavu, který bychom generovali v případě, že bychom nechali rozmístění těchto hran tak jak je. Upravíme si tedy polohu vrchních svislých hran podle níže uvedeného obrázku (pomocí prostého nástroje Posun).

Vybereme si spodní dva body, které jsou u osy budoucího zrcadlení a ty si posuneme ve směru osy Y tak, aby tvořili spodní část hlavice. Opět je trochu upravíme co se polohy týče. Upravíme polohu ještě oněch dvou zbývajících bodů tak, aby vytvořili spodní část hlavice. Ve střední části hlavice, v její spodní partii je totiž u náběhu na volutu další vystouplý prvek, kterému musíme připravit podklad. Těžko se to popisuje, kdo ale našel nějaký ten obrázek, jistě ví o čem mluvím. 

Pravý z těchto dvou bodů ještě přivaříme k protějšímu bodu na volutě. Levý umístíme tak, aby nám vznikla pokud možno ladná náběhová hrana.

Vybereme si pět nově vzniklých svislých hran, které jsou vlevo a pomocí příkazu Struktura > Vyjmout hrany je jednou rozdělíme (vypneme si, pokud máme, volbu pro vytváření N-úhelníků). Nové hrany bychom měli umístit do spodní části (v R9 pomocí klávesy Ctrl). Pomocí Nástroje > Posun a nebo Struktura > Posun si rozmístíme nově vzniklé body tak, aby tvořili ladně vykreslující hranu.

Samozřejmě že přeorganizujeme také vzniklý trojúhelník a čtyřúhelník, který je v pravé části výše uvedeného obrázku. Samozřejmě použijeme příkazy Převést na trojúhelníky a Spojit trojúhelníky.

Poslední co si dnes uděláme jsou dva polygony, jeden z nich trojúhelníkový, které vytyčíme mezi spodní hranou střední části hlavice a volutou. Použít můžeme příkazy Přemostit a nebo Vytvořit polygony. Ujistíme že nemáme nic vybrané a zarovnáme si pomocí příkazu Funkce > Zarovnat normály normály objektu. Máme celý výchozí tvar čelní části hlavice. A tak to také pro dnešek zůstane. Hlavici jako takovou si doděláme příště.