Как изогнуть меш в блендере
Создание труб и проводов в Blender с помощью кривых
Моделировать тонкие протяженные объекты вроде труб и проводов при создании сцен приходится достаточно часто – в интерьерных сценах, научных, технических или фантастических. Одним из самых простых и удобных способов создания подобных объектов – использовать кривые (curves).
Основным достоинством кривых является простота управления и редактирования: в любой момент можно менять форму кривой, передвигать ее точки, добавлять новые и удалять лишние. Плюс, работать приходится не с большим количеством точек меша, а, что гораздо удобнее, всего с одной-двумя точками кривой. Расчет сцены для рендера с кривыми так же производится быстрее, чем с мешами.
Простые провода
Назначив кривой подходящий материал, получим готовый ровно уложенный провод:
В результате этих нехитрых манипуляций провод стал выглядеть гораздо интереснее:
Трубы
Трубы – это те же провода, просто чуть больше по диаметру, все преимущества работы с кривыми сохраняются и здесь.
Произвольные сечения и обводка
Трубы и провода имеют круглое сечение, которое легко устанавливается регулировкой параметра Bevel – Depth. Однако очень часто нужно моделировать длинные объекты, имеющие произвольное сечение. Это может быть плинтус, короб для проводов, рельсы, балки и множество иных объектов, в процессе создания которых хотелось бы так же использовать легкость и гибкость построения объектов кривыми.
Для того, чтобы получить желаемое сечение, моделируемый объект должен состоять из двух кривых. Первая кривая – направляющая. Как и при моделировании труб, конечный объект будет сроиться вдоль нее. Вторая кривая – обводка. Она будет задавать форму сечения конечного объекта.
Сделанные изменения сразу же отражаются на итоговом “коробе”:
Ребра и переменный диаметр
Все объекты, рассматриваемые выше, по всей своей длине имеют одну и ту же толщину. А что делать, если необходимо смоделировать трубу с переменным диаметром? Путем несложных манипуляций с кривыми, такое тоже возможно.
Таким образом мы получили участок трубы с переменным диаметром. Осталось применить к нему направляющую.
Заполнение направляющей или постоянное количество ребер?
Для построения труб с переменным диаметром характерны два случая:
Пример экструдирования одной из крайних точек направляющей:
Теперь, если перемещать или экструдировать точки направляющей, новые сегменты не добавляются, а имеющиеся растягиваются в соответствии с изменением длины направляющей:
Осталось расположить направляющую нужным образом и назначить трубе материал.
Изгиб¶
Согнуть преобразования с влюченым и выключеным зажимом
Этот инструмент вращает линии отдельных элементов, образуя дугу между курсором мыши и 3D-курсором.
Использование¶
Инструмент для загиба можно использовать в том случае, когда Вы, возможно, захотите, согнуть форму с постепенным переходом между обеими сторонами.
Это может занять немного времени чтобы привыкнуть, основные элементы управления перечислены ниже.
Исходное положение курсоров определяет оси изгиба.
Расстояние от указателя мыши до 3D-курсора определяет, насколько резким будет поворот.
Относительный угол курсора мыши к начальной оси определяет угол загиба.
Если это кажется слишком сложным, вероятно, лучше попробовать этот инструмент, и почувствовать наглядно и его действие быстро становится очевидным, как инструмент реагирует на ввод данных.
С ограничением (зажим)
Обычно поворот дуги через зажатый угол вращения с выделенными элементами расширяется вдоль касательной (см. выше слева). Когда зажим выключен, дуга продолжается вокруг выравнивая некоторые элементы в круг (справа).
Когда выключен ( Alt ) все выбранные элементы, следуют за кругом, даже вне отрезка между 3D-курсором и мышью.
В отличие от большинства других режимов трансформирования изгиб не осуществляется от опорной точки или ориентации трансформирование, вместо этого всегда используется плоский вид.
Вы можете повернуть угол сгиба через несколько поворотов, потенциально образуя спиральную форму.
Каталог статей
Сей инструмент в целом напоминает «модификатор» из программы Anim8tor, который был моим первым трехмерным редактором. Суть его такова: мы создаем дополнительный меш в виде многоуровневой коробки, окружающей модель. Объект будет «привязан» к этой коробке таким образом, что, изменяя положение вершин коробки, мы соответственно трансформируем и нашу модель.
Рассмотрим действие MeshDeformна примере простого цилиндра. Сначала мы должны объединить все вершины модели в группу. В режиме редактирования на вкладке Link and Materials рядом со списком Vertex Groups нажмите New. Можете ввести группе новое имя, например, DeformGroup. Теперь нажмите A, а затем — кнопку Assign.
Теперь выйдите из режима редактирования, разместите 3D-курсор по цетру цилиндра и добавьте куб ( → Add → Mesh → Cube). Экструдируйте его, пока он не станет многоуровневым, как на рисунке. Получившаяся коробка обязательно должна полностью заключать в себе цилиндр.
При этом удобно переключиться на каркасный режим
отображения. Также введите коробке какое-нибудь имя, например, DeformCube. Теперь вернемся к цилиндру. Выделите его и, находясь в объектном режиме, на вкладке Modifiers нажмите Add Modifier и выберите MeshDeform. В графе Ob введите имя коробки (DeformCube), а в графе VGroup — имя группы вершин (DeformGroup). Нажмите кнопку Bind. Процесс привязки может занять несколько секунд (в зависимости от сложности модели и деформационного меша).
Теперь дело за вами. Выделите коробку, перейдите в режим редактирования и перемещайте вершины коробки, наблюдая за тем, как «реагирует» на это цилиндр. Можно просто согнуть его, а можно сделать воронку, увеличив масштаб необходимых частей куба. Если вы переместите коробку целиком, цилиндр тоже переместится. То же самое—в отношении поворота и масштабирования.
Теперь встает вопрос: как отрендерить модель, не удаляя деформационную коробку?
Надо сделать коробку «невидимой». Чтобы она не заслоняла нам цилиндр, можно назначить ей каркасный режим индивидуально: Объектный режим → Вкладка Draw →Drawtype →Wire. А чтобы коробка не отображалась при рендеринге, создаем ей новый материал и делаем следующее:
1. На вкладке Material уменьшаем значение A до нуля;
2. На вкладке Links and Pipeline включаем Ztransp и отключаем Traceabl и Shadbuf;
3. На вкладке Shaders уменьшаем значение Spec до нуля и отключаем Shadows.
Вот такой нехитрый метод. С его помощью вы без труда сможете деформировать любой объект.
Mesh-объекты
Меши являются одним из типов объектов Blender. Их также называют сетками, полисетками. Это трехмерные геометрические примитивы, изменяя которые с помощью базовых трансформаций и других модификаторов, создают другие, обычно более сложные, фигуры.
По-умолчанию Blender содержит десять mesh-объектов, добавить которые можно через меню заголовка редактора 3D Viewport. Это же меню вызывается комбинацией клавиш Shift + A.
Хотя плоскость (Plane), круг (Circle) и сетка (Grid) двумерны, в режиме редактирования их можно сделать трехмерными. Плоскость отличается от сетки тем, что первая состоит из одной грани, а вторая – из множества.
Различие между UV-сферой и Ico-сферой заключается в форме составляющих их граней. В первом случае это четырехугольники, уменьшающиеся от экватора к полюсам, во втором – одинаковые треугольники.
Голову обезьяны сложно назвать геометрическим примитивом. Нередко ее используют для проверки материалов, текстур и другого, когда ваши собственные объекты еще не готовы или их не хочется портить.
Объекты добавляются в позицию 3D-курсора. Бывает удобно, чтобы меш появлялся в центре сцены. Для точной установки туда курсора, следует нажать Shift+S и в появившемся меню привязки (snap) выбрать Cursor to World Origin.
Когда вы только добавили объект, в регионе последней операции появляются его настройки, которые можно изменить. Панель этого региона может быть свернута, находится внизу слева. Содержащиеся в ней настройки зависят от используемого до этого действия, в данном случае – от добавляемого меша.
У некоторых мешей настойки можно сделать такими, что исходная форма объекта будет изменена до неузнаваемости. Ниже показаны два тора. У одного из них сильно уменьшено количество сегментов.
Чем больше у объекта сегментов, тем более сглаженным он выглядит. Наиболее наглядно это видно на шарах.
Однако в пользу увеличения количества сегментов есть одно большое «но». Их прорисовка приводит к увеличению затрат ресурсов. Как следствие компьютер начинает тормозить. Поэтому в Blender существуют другие способы сглаживания мешей. Например, в контекстном меню, которое появляется при клике правой кнопкой мыши, можно выбрать Shade Smooth.
Вы можете добавить новый mesh, находясь в режиме редактирования другого. Тогда при переключении на объектный режим оба меша образуют один более сложный. Не забывайте обращать внимание, где находится центр объекта.
Другой способ объединения мешей воедино – это выделить их вместе в объектном режиме и нажать Ctrl+J. Таким образом, комбинируя и трансформируя различные полисетки, можно получить достаточно сложные фигуры.
Кроме того, можно включить дополнительные mesh-объекты через редактор Preferences (настройки), вкладка Add-ons (дополнения), панели Add Mesh (добавление полисеток). Включенные меши появятся в меню Add, там же где все остальные.
В прошлом уроке, рассматривая базовые трансформации, мы опустили так называемое пропорциональное редактирование, так как по отношению к кубу в нем нет большого смысла. Однако в случае мешей с большим количеством вершин и граней пропорциональное редактирование может играть ключевую роль.
Суть его в том, что когда вы изменяете один элемент, вслед за ним меняются рядом стоящие. Как меняются, зависит от настроек. На рисунке ниже вершина левого шара поднята вверх при отключенном режиме пропорционального редактирования, а справа – с включенным.
Включение выполняется специальной кнопкой в заголовке 3D Viewport или нажатием буквы O.
Хотя пропорциональное редактирование доступно также в объектном режиме, чаще его используют в режиме редактирования.
Если пропорциональное редактирование включено, то при трансформации элемента будет видна окружность. Ее размер меняется с помощью колеса мыши. Все элементы меша, которые попадают в пределы этой окружности будут пропорционально изменяться вслед за выделенным элементом.
На изображении показан результат применения варианта Random.
Практическая работа
Создайте модель молекулы воды.
Угол между связями равен 104.5 градусов. Комбинация клавиш Shift+D выполняет дублирование объектов.
Курс с инструкционными картами к части практических работ:
android-приложение, pdf-версия
Кривые
Кривые наиболее часто используются конструирования логотипов или других объектов сложных органических форм (то есть состоящих из плавных линий).
Главное преимущество использования кривых вместо полигональных сеток является то, что кривая задает меньше данных, и поэтому может производить результаты, используя меньше памяти, времени и дискового пространства при моделировании.
Blender предлагает два вида кривых Bezier (кривая Безье) и Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS). Оба вида кривых — Безье и кривые NURBS — определяют поверхности в виде набора “контрольных точек” (или “управляющих вершин”), которые определяют “контрольный полигон”.
Слева — NURBS, справа — Безье
Кривые Безье, как правило, более понятны, потому что они начинаются и заканчиваются на контрольных точках, которые были установлены. Именно кривые Безье мы и будем использовать. NURBS кривые являются более эффективными для расчета компьютера, когда есть много изгибов и поворотов в кривой.
Чтобы добавить кривую Безье в сцену, выбери соответствующий пункт в разделе Curves (кривые).
Из чего состоит кривая
Перейдя в Edit Mode, ты увидишь состав кривой. Основные элементы, используемые при редактировании кривых Безье это опорные точки и рукоятки. Сегмент находится между двумя опорными точками. В приведенном ниже изображении опорные точки могут быть найдены в середине розовой линии. Cтрелки на сегменте показывают направление кривой, если она является 3D.
Добавление новой точки между двумя существующими
Чтобы добавить новые точки между существующими, следую инструкции:
Типы рукояток кривой Безье
Существует четыре типа рукояток в кривой Безье. Указать тип ты можешь, нажав V и выбрав нужный вариант из появившегося списка или нажав соответствующую комбинацию клавиш. Ручки можно вращать, перемещать, увеличивать и сжимать/разжимать, как любые вершины полисетки.
2D и 3D кривые
По умолчанию новые кривые будут в 3D. Это означает, что контрольные точки могут быть размещены в любом месте 3D пространства. Кривые могут также быть заданы в 2D, ограничивающих положение контрольных точек на кривой локальными XY осями.
Конвертация кривой в меш
Иногда может понадобится преобразовать кривую в меш (например, для применения модификатора).