Subdivision surface что это

Первые шаги в Maya. Урок 9. Моделирование с применением подразбиваемых поверхностей

Как мы уже отмечали, большинство создаваемых в Maya моделей строится при помощи NURBS-поверхностей и полигональных сеток. Первые идеальны для генерирования совершенно гладких поверхностей, а вторые больше подходят для моделирования поверхностей, имеющих достаточно выраженные твердые края и грани. Однако существует и третий вид поверхностей — подразбиваемые поверхности, или поверхности с иерархическим разбиением (Subdivision Surfaces). Данный вид объединяет в себе лучшие черты полигональных и NURBS-поверхностей и прекрасно подходит для создания самых разных персонажей, так как позволяет получить объекты с гладкими поверхностями (что характерно для NURBS-моделей), сохранив возможность создавать их вытягиванием из полигональных примитивов, как это принято в полигональном моделировании. Поэтому моделирование на базе подразбиваемых поверхностей зачастую оказывается более предпочтительным, чем традиционное NURBS- и полигональное моделирование, тем более что выбор оптимального типа моделирования (NURBS или полигонального) не всегда очевиден на начальных этапах разработки модели.

Теоретические аспекты

Поверхность с иерархическим разбиением (Subdivision Surface) — это гладкая поверхность, генерирующаяся по некоторой управляющей полигональной сетке, которая может принимать произвольную топологическую форму, как любой полигональный объект, но при этом остается идеально гладкой почти во всей своих точках, как NURBS-поверхность.

Основным преимуществом Subdivision Surfaces по сравнению с NURBS- поверхностью является способность принимать произвольную топологическую форму, при этом поверхность остается единой и имеет сравнительно небольшое количество базовых контрольных вершин. Это достигается благодаря тому, что подразбиваемые поверхности за счет своей внутренней иерархической структуры позволяют динамически увеличивать и уменьшать детализацию моделируемых поверхностей лишь на тех участках, где это необходимо (рис. 1). Таким образом, более сложные в моделировании области с множеством мелких деталей могут иметь больше контрольных вершин, а значит, более тщательно прорабатываться, в то время как однородные плоские области будут ограничены гораздо меньшим числом вершин. Для сравнения стоит напомнить, что для увеличения детализации сплайновых поверхностей приходится вставлять дополнительные изопармы (например, в области глаз при моделировании лица), которые проходят через всю поверхность. Это приводит к добавлению большого количества контрольных вершин не только в тех областях, где это необходимо, но и в других, где это совершенно не требуется, — в итоге модель усложняется. В Subdiv-моделях увеличение детализации производится не путем добавления изопарм, а за счет появления дополнительных управляющих вершин, которые добавляются лишь внутри указанной области.

Рис. 1. Фрагмент модели руки, созданной на базе Subdivision Surface и имеющей в различных областях разный уровень детализации

Вторым важным преимуществом Subdiv-поверхностей является то, что они позволяют создавать сложные модели в виде полностью непрерывных поверхностей, без швов (одна модель из одной поверхности), в то время как при NURBS-моделировании модель сшивается из отдельных NURBS-поверхностей, что требует немало времени и приводит к ряду проблем, особенно при анимации.

Элементы Subdiv-модели

Любая Subdiv-модель представляет собой объект с иерархическими уровнями детализации и может трансформироваться посредством управления такими стандартными подобъектами, как вершины, ребра и грани, причем на разных уровнях иерархии.

Интуитивно представить математическую модель Subdivision Surface можно, взяв полигональный объект и многократно (в идеале бесконечное число раз) применив к нему операцию сглаживания (команда Polygons=>Smooth — Полигоны=>Сгладить). Полученный результат будет примерно напоминать подразбиваемую поверхность, соответствующую данному полигональному объекту (рис. 2), так как Subdivision Surface считается математическим пределом бесконечного количества полигональных сглаживаний.

Рис. 2. Пример дважды сглаженной полигональной модели (слева) и соответствующей ей поверхности с иерархическим разбиением

Математически поверхности с иерархическим разбиением содержат бесконечное число контрольных вершин, причем на разных уровнях детализации количество вершин различно и уже конечно (рис. 3). Это означает, что можно воздействовать на модель через разные наборы контрольных вершин (свои для каждого из уровней детализации) — при этом перестраивать поверхность не требуется, достаточно указать лишь нужный набор контрольных точек (соответствующий определенному уровню иерархии). Использование таких иерархических уровней позволяет работать как с грубой аппроксимацией модели, использующей сетку с низким разрешением (базовую сетку), так и с ее более подробными модификациями, базирующимися на сетках с высоким разрешением. С одной стороны, это позволяет выполнять некоторые операции (например, привязку к скелету или определение общих контуров модели) при минимальной детализации, что проще, так как число управляющих точек на базовом уровне невелико, а сделанные изменения гладко интерполируются на другие уровни. С другой стороны, появляется возможность проводить любое сколь угодно мелкое редактирование, пользуясь нужными уровнями детализации отображения данных фрагментов модели на экране. При моделировании переключиться с одного уровня иерархии на другой можно в любой момент.

Рис. 3. Вершины поверхности с иерархическим разбиением на разных уровнях детализации: слева — базовый уровень (Level 0), в центре и справа — более детализированные уровни Level 1 и Level 2 соответственно

По умолчанию Subdiv-поверхность имеет либо один (базовый Level 0), либо два иерархических уровня — Level 0 и Level 1, что зависит от варианта создания поверхности. По мере работы над моделью появляются новые уровни иерархии — всего может быть создано до 14 иерархических уровней (от 0 до 13), но чаще всего достаточно использовать лишь низкие уровни — с 0-го по 3-й. За увеличение уровня иерархии на единицу отвечает команда Refine Selected Components (Повысить детальность выделенных компонентов) из меню SubdivSurfaces или дублирующая ее команда Refine Selected (Повысить детальность) из контекстного меню.

Установка требуемого иерархического уровня осуществляется при помощи команды DisplayLevel (Отображение уровня) из контекстного меню либо через окно каналов (ChannelBox) или редактор атрибутов (AttributeEditor), где за выбор уровня отвечает одноименное поле, — в обоих случаях нужный уровень выбирается из списка уровней (рис. 4). Одновременно редактироваться могут только подобъекты текущего уровня.

Рис. 4. Выбор уровня иерархии

Принципы моделирования на базе Subdiv Surfaces

Теоретически можно выделить три метода построения моделей с применением подразбиваемых поверхностей. Самый простой — воспользоваться Subdiv-примитивами: Sphere (Сфера), Cube (Куб), Cylinder (Цилиндр), Cone (Конус), Plane (Плоскость) и Torus (Topус). Как и другие типы примитивов, Subdiv-примитивы обычно используются в качестве основы для формирования более сложных моделей и создаются командой Create=>Subdiv Primitives либо выбором нужного примитива на вкладке Subdivs (Поверхности) панели Shelf.

Однако гораздо чаще грубая основа объекта строится вытягиванием полигонов из полигональных примитивов, а затем при помощи команды Modify=>Convert=>Polygons to Subdiv (Преобразовать=>Конвертировать=>Полигональную сетку в Subdiv-поверхность) преобразуется в поверхность с иерархическим разбиением, отдельные участки которой детализируются и дорабатываются. Правда, стоит иметь в виду, что не любая полигональная сетка может быть преобразована в подразбиваемую поверхность. Например, нельзя создать поверхность с разбиением из полигональной поверхности, которая имеет свободные точки, плавающие ребра или внутренние вершины с двумя совпадающими ребрами, не имеет согласованных нормалей, отличается слоистой топологией (присутствуют грани, расположенные друг над другом и имеющие более двух общих вершин или более одного ребра) и т.д.

Кроме того, можно конвертировать подразбиваемые поверхности из NURBS-объектов, полученных, например, в ходе таких преобразований, как Revolve (Вращение), Loft (Лофтинг), Extrude (Выдавливание), Boundary (Граница), Birail (Поверхность по двум направляющим) и др. Подобное конвертирование осуществляется командой Modify=>Convert=>NURBS to Subdiv (Преобразовать=>Конвертировать=>NURBS-поверхность в Subdiv-поверхность) и может осуществляться по-разному. Самое простое — прямое конвертирование NURBS-модели, но в таком случае полученная Subdiv-модель нередко содержит слишком много полигонов. Кроме того, NURBS-модели часто состоят из нескольких фрагментов, которые не могут быть объединены, — прямое конвертирование их в поверхность с разбиением приводит к созданию нескольких поверхностей, которые потом придется объединять. Поэтому довольно часто вначале все NURBS-фрагменты комбинируются в одну полигональную модель (команды Modify=>Convert=>NURBS to Polygons и Polygons=>Combine), которая после этого упрощается путем уменьшения количества полигонов и слияния внутренних ребер (Edit Polygons=>MergeMultipleEdges). А затем упрощенная полигональная модель преобразуется в поверхность с разбиением. Стоит иметь в виду, что нежелательно конвертировать в поверхности с разбиением NURBS-поверхности с полюсами (например, примитив Sphere), так как получаются поверхности с пропадающими в точках полюсов нормалями — при их рендеринге в области полюсов будет наблюдаться темное пятно.

Довольно часто полученная путем Subdiv-моделирования модель по окончании формирования преобразуется обратно в полигональную сетку или в NURBS-поверхность, для чего используются команды Modify=>Convert=>Subdiv to Polygons и Modify=>Convert=>Subdiv to NURBS соответственно.

При создании поверхностей с иерархическим разбиением необходимо выполнять следующие правила:

Рис. 5. Результат Subdiv-конвертирования модели с четырехугольными (слева) и различными по числу ребер полигонами

Особенности работы с подразбиваемыми поверхностями

Предусмотрены два режима редактирования разбиваемых поверхностей (рис. 6): StandardMode (Стандартный режим) и PolygonProxyMode (Режим замещающего полигона). Первый из них позволяет манипулировать (поворачивать, масштабировать, перемещать, анимировать и т.д.) вершинами, ребрами и гранями на любом уровне иерархии. Выбор нужного типа подобъектов осуществляется нажатием следующих клавиш: F9 — для перехода в режим редактирования вершин, F10 — редактирования ребер и F11 — граней, а возврат к режиму редактирования на уровне объекта — F8. Кроме того, в данном режиме возможно увеличение уровня иерархии любого участка поверхности путем создания на нем дополнительных ребер и вершин. Однако следует учитывать, что история создания поверхности в данном режиме не поддерживается.

Переключение во второй режим, PolygonProxyMode, приводит к генерации связанного с Subdivision Surface полигонального объекта, совпадающего с базовой сеткой подразбиваемой поверхности, который можно использовать для косвенного редактирования базовой сетки точно так же, как редактируются обычные полигональные объекты, например можно экструдировать (рис. 7) или удалить грань. История создания поверхности в данном режиме поддерживается.

Рис. 6. Представление Subdiv-поверхности в режимах StandardMode (слева) и PolygonProxyMode

Рис. 7. Экструдирование граней в режиме PolygonProxyMode

За переключение между данными режимами отвечают команды StandardMode и PolygonProxyMode из меню SubdivSurfaces, предназначенного для управления подразбиваемыми поверхностями. Среди прочих команд данного меню наиболее важны следующие:

Созданные Subdiv-поверхности в зависимости от установок могут отображаться с разным уровнем сглаживания, который определяется в меню Display=>SubdivSmoothness (Отображение=>Subdiv-сглаживание) и только для выделенных объектов. Всего предусмотрено четыре типа сглаживания: Hull, при котором отображается только каркас, Rough, обеспечивающее грубый набросок модели, а также Medium и Fine, отображающие объекты со средним или высоким уровнем детализации. Для трех последних режимов имеются горячие клавиши — 1, 2 и 3 соответственно.

Для редактирования подразбиваемых поверхностей используются стандартные средства Maya, такие как инструменты Move Tool (Перемещение), Rotate Tool (Поворот) и Scale Tool (Масштабирование). При этом низшие уровни иерархии переносят детализацию на высшие, что позволяет глобально изменять поверхность без потери ее детализации.

Для примера создайте Subdiv-шар, применив команду Create=>SubdivPrimitives=>Sphere (Создать/Subdiv-примитивы/Сфера), — сначала его вид будет далек от шара, так как по умолчанию объект отображается с низким уровнем сглаживания Rough. Поэтому установите средний, а затем высокий уровень сглаживания, последовательно нажимая клавиши 2 и 3 соответственно (рис. 8).

Рис. 8. Вид Subdiv-шара при разной степени детальности: слева — грубая, в центре — средняя, справа — высокая

По умолчанию для Subdiv-поверхностей устанавливается базовый уровень иерархии, в чем несложно убедиться по значению 0 в поле DisplayLevel окна каналов (рис. 9). При помощи команды DisplayLevel (Отображение уровня) из контекстного меню установите иерархический уровень Level 1 — число контрольных вершин увеличится (рис. 10). Следующие уровни иерархии уже придется создавать — попробуйте создать новый иерархический уровень, выделив все вершины объекта и применив команду Refine Selected (Повысить детальность) из контекстного меню (рис. 11).

Рис. 9. Шар в режиме редактирования на базовом уровне (Level 0)

Рис. 10. Вершины, соответствующие иерархическому уровню Level 1

Рис. 11. Вершины, соответствующие иерархическому уровню Level 2

Для отдельных вершин или ребер Subdiv-поверхностей можно формировать складки. Для экспериментов сделайте две копии Subdiv-шара. Чтобы оценить, насколько сильно влияние полных складок на поверхность, проведем следующий опыт. Выделите первый шар, нажмите клавишу F9 и произвольным образом перетащите одну из вершин — образуется тупообразный шип. Выделите второй шар, нажмите клавишу F9, выделите произвольную вершину и создайте для нее полную складку, выбрав в меню Subdiv Surfaces команду Full Crease Edge/ Vertex (Полная складка вершин/ребер), — на первый взгляд ничего не изменится, хотя при рендеринге можно будет заметить некоторую шероховатость. Перетащите вершину со складкой — появится острый (а не тупообразный, как ранее) шип (рис. 12), что связано с наличием складки.

Рис. 12. Сравнение вариантов создания шипа: слева — шип, полученный только перемещением вершины, справа — с дополнительным формированием складки

Теперь разберемся с зеркальным отображением и объединением подразбиваемых поверхностей. Сформируйте Subdiv-конус и нажмите клавишу «3» для придания его поверхности более округлой формы (рис. 13). Нажмите клавишу F9, выделите верхнюю вершину конуса и создайте для нее полную складку (команда Subdiv Surfaces=>Full Crease Edge/ Vertex) — рис. 14. Нажмите клавишу F10, выделите четыре нижних ребра и масштабируйте их (рис. 15). Отрегулируйте положение верхней вершины так, чтобы конус напоминал верхнюю половину детского волчка (рис. 16). Переключитесь в режим редактирования на уровне объекта (F8), выделите конус и примените к нему команду Mirror (Зеркало) из меню SubdivSurfaces — будет создана его зеркальная копия (рис. 17). Заметим, что зеркальное отображение можно было получить и простым дублированием с отрицательным масштабированием, но для Subdiv-поверхностей это чревато проблемами при дальнейшем их редактировании по причине не всегда корректного направления нормалей. И напоследок объединим две созданные поверхности в единый объект. Для этого включите для копии высокую детальность отображения (клавиша «3»), отрегулируйте положение объектов друг по отношению к другу, выделите их и воспользуйтесь командой SubdivSurfaces=>Attach. Результатом станет генерация модели, объединяющей оба исходных объекта (рис. 18) и напоминающей детский волчок.

Рис. 13. Исходный конус

Рис. 14. Результат создания складки для верхней вершины

Рис. 15. Масштабирование нижних ребер

Рис. 16. Окончательный вид конуса

Источник

Subdivision surface: артефакты

Набрел на этот старый заброшенный канал, на нём всего 13 роликов. Несмотря на то что большая часть информации мне известна, я не смог остановиться пока не просмотрел все. Очень залипательные ролики о 3d моделировании, анимации, текстурировании и.т.п. для начинающих, с отличной подачей информации. Жаль что на канале не было новых роликов с 2009 года.

CGI Media

2.2K постов 5.6K подписчиков

Правила сообщества

• Посты должны соответствовать тематике cообщества.

• Не допускается спам и нарушение правил сайта pikabu.

там в комментах есть инфа, почему новых видео нет

Hi guys, yeah we were attacked by a virus and the hosting company took us down. I was having a lot of troubles with the comment sections spam etc. Overall it was just taking too much time to monitor. I’ll see if i can get it up again at some time as I do have a backup lying around somewhere. All of the content is in the videos anyway and the youtube/vimeo pages will remain up for good. I should at least get a html page up explaining the situation. Thanks for reminding me. As for the project itself, i gave myself a year to get it growing and sustainable. at first we had a lot of interest but the vids did take to long for everyone to make. and after that year life got in the way, I moved countries and went through a divorce and it was just too much work to keep it going. Bit dissapointing but it’s what happens with these non profit things. ta for the feedback, I’m still proud of what we created. 😉

Найти бы нормальный учебник по топологии.

PBR для новичков — материалы, пайплайны и текстурные карты

Всё о работе с физически корректной визуализацией от преподавателя курса «Процедурный трип» Антона Агеева.

В июне на нашем YouTube-канале прошёл стрим с Антоном Агеевым, который уже больше семи лет занимается текстурами в игровой индустрии и успел поработать с Nival, Playrix и Game Insight. Антон рассказал, что такое PBR, разобрал параметры материалов, основные пайплайны работы и дополнительные текстуры.

На стриме он работал в Substance Painter и Marmoset Toolbag, но все принципы применимы и в других утилитах. Ниже пересказываем самые важные моменты стрима.

PBR расшифровывается как Physically Based Rendering — физически корректная визуализация. То есть, рендеринг материалов происходит с учётом законов физики. Основное преимущество материалов с этой технологией в том, что их можно использовать и в программах для рендеринга, и в игровых и неигровых движках — от одной утилиты к другой пайплайн материала не меняется.

Применяя одни и те же текстуры [PBR] в разных движках, вы будете получать немного разный результат, но если они правильно откалиброваны, то их суть будет оставаться неизменной и они будут выглядеть хорошо и в Unity, и в Unreal Engine, и в любом не-real time рендере с трассировкой.
Антон Агеев

Существует два основных типа материалов: диэлектрики и металлы. Их отличие во взаимодействии с освещением состоит в том, что металлы не пропускают внутрь себя свет.

У диэлектриков есть диффузное отражение, то есть лучи света проходят внутрь материала, рассеиваются, и после этого часть света поглощается, а часть выходит наружу. А ещё у диэлектриков белый блик.

Металлы не пропускают свет, а отражают его, частично или полностью, в результате чего получается цветной блик. Диэлектрики тоже отражают свет, но в гораздо меньшем количестве, чем металлы.

При падении света на материалы обоих типов действует эффект Френеля. Согласно ему степень отражений зависит от угла падения света на поверхность. Чем острее угол — тем больше света отразится. Отражающая же способность диэлектриков равна количеству света, которое отражает материал при освещении под прямым углом.

Закон сохранения энергии

В реальности по закону сохранения энергии количество отражённого света не может превысить количество поглощённого. В Marmoset Toolbag есть специальный чекбокс Conserve Energy, который «следит» за выполнением этого закона. Если он включён и сумма зеркальных и диффузных отражений равна 1 или больше, то диффузные отражения начинают затухать. А если зеркальные отражения равны 1, то диффузные отражения вообще перестают на что-то влиять. То есть сохраняется «реалистичность» материала.

Такая ситуация, то есть высокий показатель зеркальных отражений и отсутствие диффузных, характерна для металлов.

Когда вы настраиваете металлы, цвет диффузных отражений нужно убирать.
Антон Агеев

Albedo (диффузный цвет). Это сила и цвет диффузных отражений. У металлов их нет, поэтому Albedo у них чёрный. В текстуре Albedo в PBR, в отличие от пастгена, не должно быть запечённого освещения, бликов и теней. Цвет должен выглядеть так, будто взят с поверхности, которая обращена к камере под прямым углом и освещена 100% белым рассеянным светом. В Albedo лучше избегать ахроматических и «открытых» цветов, корректный диапазон для этого параметра — 50-245 в sRGB.

Reflectivity (отражающая способность). Это определяющий параметр при достижения достоверности любого материала, лучше всего брать его из готовых источников (например, в Substance Painter есть заготовки металлов).

Диапазон корректных значений для диэлектриков — 2-14%. 8-14% отражают редкие материалы вроде рубина или алмаза, а у большинства других показатель находится в диапазоне 4-6%. Диапазон металлов — 60-100%. 100% отражают некоторые чистые металлы, но они встречаются редко, так что лучше держаться в пределах 96%.

Как только Reflectivity падает ниже 60%, тут же должен подключаться цвет Albedo, потому что материалов, которые просто поглощают столько света и ничего не отдают назад, не существует.
Антон Агеев

Чистых материалов с коэффициентом отражений 14-60% почти не бывает. Такое значение может получиться только при сильном загрязнении или окислении. Также Reflectivity металлов в большинстве случаев никогда не меняется.

Microsurface (шероховатость/микрорельеф/глянцевость поверхности). Этот параметр указывает, насколько гладкой или шероховатой является поверхность вашего материала.

Очень часто новички путают Reflectivity и Microsurface, потому что им кажется, что если отражения чёткие, то материал отражает хорошо, а если размытые, то материал отражает плохо, хотя процент отражений никак не меняется. Гладкие поверхности просто отражают свет под правильными углами, а матовые — с большим количеством искажений.
Антон Агеев

Пример влияния рельефа на отражения

В работе с Microsurface тоже лучше избегать крайних значений. Для большинства материалов корректным диапазоном будет 0,1-0,9.

Существует два основных пайплайна, которые основаны на базовых параметрах: Specular/Gloss и Metallic/Roughness. Под пайплайном здесь имеется в виду не порядок действий при работе, а набор текстур материала.

Specular/Gloss. В этом пайплайне используется три основных текстуры: Diffuse, Specular и Glossiness.

С одной стороны, это простой для понимания пайплайн, с другой — сложный для настройки.
Антон Агеев

Параметр Diffuse отвечает за силу и цвет диффузных отражений. Specular — за силу и цвет зеркальных. Проверить правильность этого параметра относительно материала можно с помощью специальных таблиц, где за Specular отвечает цвет напротив буквы S. А параметр Glossiness отвечает за то насколько гладкая и шероховатая поверхность материала.

Калибровочная таблица от Quixel

Metallic/Roughness. Этот пайплайн, по словам Антона, сложнее для понимания, но проще для применения. За параметр Albedo в нём отвечает текстура BaseColor, за Reflectivity отвечает Metallic, а за Microsurface — текстура Roughness. Условно, Roughness и Glossiness — это инвертированные текстуры, то есть низкое значение первой соответствует высокому значению второй и наоборот.

Когда параметр Metallic равен 1, то текстура BaseColor отвечает за отражающую способность материала и работает аналогично параметру Specular из Specular/Gloss. Если же он равен 0, то BaseColor отвечает за силу и цвет диффузных отражений, то есть материал отражает свет как диэлектрик.

В данной системе мы не можем настроить числовое значение отражающей способности для диэлектриков, потому что, когда BaseColor отвечает за диффузное отражение, нет «крутилки», которая отвечает за процент отражения. Но на глаз отличить разницу этого показателя у диэлектрика сложно, поэтому в пайплайне отказались от этой настройки в угоду оптимизации — отражающая сила в нём заблокирована на 4% и её нельзя изменить.
Антон Агеев

Также, по словам Антона, многие считают, что Metallic не может быть равен промежуточному значению, но на самом деле «лок» на 0 или 1 обычно продиктован техническими ограничениями.

Правильность выставленных параметров в Substance Painter можно отследить с помощью фильтра PBR Validate. Его нужно применить поверх всего, что есть в документе — тогда некорректные с физической точки зрения зоны будут окрашены в красный цвет.

Пример использования PBR Validate

Преимущества и недостатки пайплайнов

У Specular/Gloss несколько минусов. Во-первых, он сложнее для новичков, потому что в работе с ним нужно постоянно сверяться с таблицами и следить за значением Specular. Во-вторых, он более ресурсоёмкий, потому что использует две цветные текстуры — цвет есть и у Diffuse, и у Specular.

Но в нём можно настроить числовое значение отражающей способности диэлектриков. Таким образом, если в одной текстуре используются несколько типов диэлектриков, можно более тонко настроить отражения для каждого из них.

В обоих пайплайнах в местах перехода одного материала в другой появляется «окантовка» шириной в один полупрозрачный пиксель, но в Specular/Gloss она не так заметна, потому что окрашена в чёрный, а в Metallic/Roughness у неё белый цвет.

«Окантовка» в Metallic/Roughness

Избежать этого можно, если повысить разрешение текстуры, или с помощью эффектов. Сначала нужно размыть текстуру Metallic, а затем с помощью фильтра Histogram Scan уменьшить или увеличить радиус размытия.

Открываем карту Metallic, размываем материал добавлением эффекта Blur и ползунком в Histogram Scan соотносим радиус размытия с окантовкой

Дополнительные текстуры — что это и как этим пользоваться

Помимо основных Albedo, Reflectivity и Microsurface существуют и необязательные вспомогательные текстуры, которые делают процесс работы удобнее или дополняют материал.

Curvature Map — это «карта кривизны», чёрно-белая текстура, на которой яркость пикселя показывает изменение кривизны поверхности. С помощью Curvature Map можно получить маски внутренних (Cavity) и внешних (Concavity) углов, а получить эту текстуру можно из Normal Map через конвертацию. О том, что такое Normal Map, мы подробно писали здесь.

Пример Curvature Map и зависимости цвета и кривизны

Для создания текстуры Антон сначала добавил на модель пустую маску, а затем добавил на неё карту Curvature. После этого он применил эффект Levels, который позволил специальным ползунком регулировать значение текстуры.

Ambient Occlusion — это текстура «самозатенения», которая может использоваться и как дополнительная, и как одна из основных текстур материала. В Marmoset Toolbag для неё есть отдельный слот, в котором её можно дополнить текстурой Cavity.

[Она показывает] тени, которые возникают в условиях полностью рассеянного освещения, то есть когда нет направленного источника, а есть просто среднее освещение вокруг, и есть места на модели, куда свет попадает меньше или больше.
Антон Агеев

На основе инвертированной AO с Curvature Map можно создать, например, текстуру загрязнения. Антон объяснил, как это работает, на примере модели канистры — грязь скапливается сильнее в труднодоступных местах, как и свет.

Position Map — эта текстура содержит несколько градиентов, которые проходят вдоль одной из осей модели. Она используется для создания различных эффектов вроде того же загрязнения.

World Space Normal — это текстура нормалей в мировых координатах. Она используется для создания базовых масок по схожему с Position Map принципу, но вместо однородного градиента World Space Normal учитывает топологию модели.

Её можно даже использовать в качестве Normal Map до тех пор, пока объект не поворачивается, так как в WSN сохранены данные мировых координат нормалей.

Color ID — это цветная текстура. Она содержит цветные маски, которые можно в любой программе конвертировать в чёрно-белые. Чаще всего её используют в двух случаях: при большом количестве деталей, которые не поддержаны геометрией, и моделировании однотипных ассетов с похожими материалами.

При работе на большом проекте вы можете договориться и выработать гайдлайн, по которому, например, материалу дерева в Color ID будет соответствовать красный цвет, а материалу резины — синий.
Антон Агеев

Пример Color ID на той же канистре

Thickness — «текстура толщины», на которой обозначается толщина поверхности в конкретном месте. Чем темнее пиксель — тем тоньше. Она запекается похожим с Ambient Occlusion образом. Если инвертировать нормали Ambient Occlusion, то получится текстура Thickness.

Она используется в основном для материалов с эффектом поверхностного рассеивания. Например, для человеческой кожи, некоторых камней и фруктов.

Малахитовая лягушка с текстурой Thickness

Соблюдай дистанцию

3D принтер: ANYCUBIC Photon Mono X

Высота слоя 35 мкм.

Фотополимер Harzlabs, INDUSTRIAL ABS.

3D скульптинг, печать и роспись: Amforma

Ну погоди!

Модель ножа

Вот такие демонюги для 3д печати, думаю персонажи узнаваемые.

Ковидная бригада

3D принтер: ANYCUBIC Photon Mono X

Высота слоя 35 мкм.

Фотополимер Harzlabs, INDUSTRIAL ABS.

3D скульптинг, печать и роспись: Amforma

Сказ о том как программист скульптуру создавал

Приветствую читателей 👋Сегодня я расскажу как создавал первую в своей жизни скульптуру.

Может быть в кругах профессионалов это явление называется как-то иначе, но в моем кругу уже твердо устоялось что это именно скульптура и ничто иное. Это моя первая статья на Пикабу, надеюсь что не последняя. Может быть мой пример того как можно сделать что-то прекрасное не имея значительных ресурсов и инструментов подтолкнет кого-нибудь сделать что-то классное, всегда приятно быть хорошим примером.

Манекены это дело такое, пришлось ходить несколько раз. Сначала я притащил верхнюю часть, потом подумал, а не собрать ли мне этот конструктор целиком и решил протащить ноги. Но видимо было не суждено и каким-то образом я притащил две левые ноги которые полностью разрушали картину полноценного манекена. Вообщем я их выбросил.

Прошло может быть несколько дней как я придумал что все так буду делать, эти дни мне явно спалось не спокойно, ведь я творец-изобретатель, а не знаю как мне вдохнуть душу в этот запачканный краской кусок пластика.. и вот образ.. : проволока, паяльник, олово. Зачем выдумывать что-то если я почти всю жизнь паяю-создаю-чиню электронику, почему бы просто не спаять все проволокой в виде полигонов (Полигональная сетка — это совокупность вершин, рёбер и граней, которые определяют форму многогранного объекта в трёхмерной компьютерной графике и объёмном моделировании. Википедия). Да изначально это даже мне представлялось не более чем какая-то авантюра, соединить узлы, все грани, изначально это казалось фантастичной идей. Но авантюры я люблю, возможно даже просто обожаю идти наперекор всему в чем сомневаюсь я и другие.

Тем временем блуждающий разум не оставляет мне ничего кроме как идти за идеей не смотря ни на что. Уже спустя несколько часов, я обсудил эту идею с множеством своих друзей и можно сказать утвердил ее окончательно, если и были какие-то сомнения то они только подрывали мой интерес. Тем не менее мне было чем рисковать, единственные на тот момент деньги я мог бы потратить хотя бы не на самый дорогой компьютер и не оставлять себя без любимой работы, но я все же решил что хочу сделать скульптуру.

Утром того же дня я отправился за проволокой и припоем, я не особо прикидывал сколько материалов мне нужно, поэтому слепо решил взять 5 метров проволоки с тремя жилами под оплёткой это получится 15 метров, также я купил плоскогубцы чтоб придерживать и резать проволоку и новый паяльник на 400 ват. Вернулся и начал творить. Недолго думая я очистил всю проволоку от оплётки и пробил голову манекену гвоздем, в последующем это и стало основной точкой опоры всего металического каркаса.

Затем я нарезал все 15 метров проволоки на кусочки по 2-3 сантиметра, это было не так сложно для первого раза, быстрая но все же монотонная работа начинала изматывать и я время от времени переключался на пайку.

Удивительно как быстро у меня закончились 15 метров проволоки, их хватило буквально на один вечер и только покрыть голову без затылка.

Вот и настал следующий день и я решил снова пойти в магазин, дабы не упускать возможность пройти эту игру в спидран режиме (speedrun — прохождение компьютерной игры за наименьший промежуток времени в рамках соревнования или для развлечения. Википедия). В этот раз закупиться я решил уже обстоятельней чтобы постоянно не ходить в магазин и засесть на неделю так. В этот раз я уже купил 15 метров проволоки всего это 45 метров, также я купил припой чтобы точно не застрять из за нехватки того или другого компонента.

Дни шли, а я паял по 12-15 часов, уже убедившись в том что победа неизбежна. Обычно когда я вижу положительный результат на каком-то из шагов я считаю что уже победил и мне становится не интересно, в этот раз было точно также и временами меня поглощала тоска и пробуждался я только когда понимал что это еще не законченная идея.

Временами на меня все таки наплывало какое-то вдохновление и я продолжал делать дальше огромными скачками.

Потом у меня очередной раз кончалась проволока и я шел в магазин и снова ее покупал, также как и припой, деньги уходили стремительно.

Но еще стремительней уходило терпение, но эта эпопея близилась к концу к тому времени было готово уже 70% работы, я показывал результаты своим друзьям, они меня подбадривали и давали интересные и ценные советы и я шел дальше.

Еще один интересный факт: Частично я спаивал узлы на кровати, потому что так было удобно во всяком случае мне.

Наконец я спаял все 96 метров медной проволоки с помощью 500 грамм олова за две недели из которых одну неделю я был в состоянии депрессии, а другую я был в состоянии абсолютного вдохновления. Всего на данный момент было потрачено 8 тысяч рублей, примерно 4 500 рублей из которых было потрачено на проволоку и 2 500 рублей на оловянный припой. Также инструменты в виде паяльника и плоскогубцев обошлись примерно в 800 рублей.

Также стоит упомянуть и другие цифры которые заслуживают внимания. Проволока была разрезана 3840

раз на кусочки в среднем 2.5

сантиметра. Общее число соединений в конструкции 640

узлов. В среднем на один узел уходило 1.28 грамм олова. Ве конструкции коло 7кг.

Я помню что так и не рассказал как я буду вынимать манекен из прочного металического каркаса, все весьма просто. Может быть для некоторых моих друзей и читателей до этого момента было секретом то что пайка это совсем не тоже самое что сварка и не подразумевает монолитного крепления железа. Любая пайка получается что временное явление и никогда не происходит смешивания двух металлов чтобы потом их нельзя было разъединить. Не хочу знать понятен ли намек, просто приведу пример: Я разберу этот каркас как шоколадное яйцо разделив его вдоль границ фигуры. Эта процедура безболезненна, за исключением процесса отслаивания прикипевшего к пластику каркаса — что в целом тоже не стало большой проблемой.

Теперь соберем, а вот собрать оказалось не так просто как я думал изначально, хоть нижняя часть у нас и является полой и добавляет некоторой просторы, все таки, это было не так просто.

Тем не менее, мне удалось все соединить аккуратно разместив грани стыков и спаяв их обратно.

Спустя некоторое время хоть скульптура и имела уже вполне благородный вид, все же ей чего-то не хватало и полноценной она не казалась, я решил что нужно придумать какую-то платформу на которой она будет стоять изначально я представлял что это будет как в музее, ну или хотя бы как на какой-то не самой невзрачной выставке. Вообщем требовался достойный результат. Не далеко от дома у меня есть мастерская по дереву, я прикинул что единственный вариант для меня изготовить подставку это выточить что-то из дерева. сам то я не в состоянии это сделать по вполне ясным причинам отсутствия инструментов.

В ходе не долгих размышлений и предложений на месте событий было принято решение использовать цельный экземпляр орехового дерева для изготовления подставки.

Так как все были заняты и отдать этот кусок за 2 000 рублей мне решили только при условии что я его сам обработаю, также разрешили использовать местные инструменты и в общих чертах объяснили как этот процесс происходит.

Некоторое время спустя у меня начало получаться, что впрочем и не удивительно. Обработка дерева очень успокаивающий процесс, советую всем попробовать.

Следующий шаг был покрыть дерево маслом, после чего оно раскрывает свою структуру и становится шоколадно-коричневым.

Но это еще не все, теперь нужно обработать саму скульптуру и покрыть ее прозрачной матовой краской, чтобы она не почернела через несколько месяцев на воздухе.

Если присмотреться к изначальному результату и к этому можно заметить ощутимую разницу после обработки, все острые капли неудачно застывшего припоя стали гладкими блестящими точками, а сама медь начала блестеть отражая свет.

Один из моих друзей посоветовал мне замочить скульптуру в лимонной кислоте чтобы снять окислившийся слой и обезжирить весь метал. Чтобы не рисковать лишний раз я для начала решил провести эксперимент с небольшим треугольником из медной проволоки.

Результат не заставил себя долго ждать и в самом деле медь стала как новая, а олово никак не изменило свой цвет.

После удачного опыта, я тут же пошел в магазин хоть и была уже поздняя ночь, но я успел купить 20 пачек лимонной кислоты и прозрачную матовую краску. Все это обошлось мне примерно в 500-700 рублей.

Затем я набрал ванну на одну треть водой в которой размешал 200 грамм лимонной кислоты. После чего поставил туда скульптуру и омывал ее минут 30 из стакана, также протирая чистой губкой замоченной в лимонной кислоте.

Следующим шагом нужно было где-то покрыть лаком метал пока он не обветрился и не покрылся пылью и жиром. Не долго думая я понес скульптуру в подвал где и покрыл ее краской из баллончика в несколько слоев.

Подождав около часу я занес ее обратно домой и повесил на люстру.

Утром следующего дня я снова отправился в мастерскую по дереву, теперь речь шла уже о том как прикрепить скульптуру к основе, опять же я сложности в этом не видел никакой, для меня все было очевидно. Мне представлялось это именно так: восемь отверстий в дереве, в каждом из которых проволока, припаиваем к скульптуре и готово, а проволоку к дереву на супер клей. Так я и сделал. (фото до обработки метала)

Завершая эту статью хотелось бы еще раз напомнить о том что даже не имея колоссальных ресурсов, широкого набора инструментов и тем более навыков их использования. Можно сделать что-то прекрасное и да, делайте красиво пожалуйста.

Источник