Diplomsko delo/Bachelor thesis - jure logar by jure Logar

UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA

DIPLOMSKO DELO

JURE LOGAR LJUBLJANA, 2012

UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA TEKSTILSTVO

PREDSTAVITEV PROGRAMOV ZA 3D MODELIRANJE IN POVEZLJIVOST MED NJIMI (MAYA, 3DS MAX, BLENDER, ZBRUSH) PRESENTATION OF 3D MODELING SOFTWARES AND CONNECTIVITY BETWEEN THEM (MAYA, 3DS MAX, BLENDER, ZBRUSH) DIPLOMSKO DELO

Jure LOGAR LJUBLJANA, december 2012

POPRAVKI Stran

Vrstica

Namesto

Beri

PODATKI O DIPLOMSKEM DELU: Ime in PRIIMEK: Jure LOGAR Naslov diplomskega dela: Predstavitev programov za 3D modeliranje in povezljivost med njimi ( Maya, 3ds Max, Blender, Zbrush) Kraj: Ljubljana Leto: 2012 Število listov: 50; število slik: 63; število preglednic: 6; število lit. virov: 16 Smer študija: Graﬁčna in medijska tehnika Področje raziskovalnega dela: 3D modeliranje Kraji izvajanja dela: Rovte Mentor: viš. pred. mag. Andrej Iskra Komisija za zagovor diplomskega dela: Predsednik: prof. dr. Momir Nikolić Član: viš. pred. mag. Andrej Iskra Član: doc. dr. Dunja Šajn Gorjanc Datum oddaje diplomskega dela: Datum zagovora diplomskega dela:

ZAHVALA: Zahvalil bi se moji Lučki za vzpodbudne besede in podporo pri pisanju diplomskega dela, mentorju mag. Andreju Iskri za korektno mentorstvo, Mateji Kuhar za pomoč pri lektoriranju ter svojim staršem za potrpljenje skozi celoten proces šolanja.

iii

Diplomsko delo

IZVLEČEK 3D tehnologija je vedno bolj prisotna v našem vsakdanu. Opazimo jo lahko v več oblikah in na različnih vizualnih medijih, kot so na primer kinematografi, filmi, oglasi, risanke itd. Ko govorim o 3D sliki, s tem mislim na tehnologijo, ki nam ustvari navidezno globino, s pomočjo različnih prikazovalnih metod (polarizirana stekla itd). Vsak film je namreč posnet v 3D svetu, predstavljen pa večinoma na 2D mediju (televizija, kino). Vendar se trend 2D prikaza spreminja v trend 3D prikaza, kar gledalcu poveča občutek navidezne resničnosti. V primeru 3D tehnologije ne moremo govoriti samo o tem, ali je nek video prikazan v 3D ali 2D tehniki. Naj si bo eno ali drugo, dejstvo je, da je lahko slika prikazana v 2D tehniki, pa vseeno vsebuje veliko 3D modelov in 3D scen, ki so bili uporabljeni pri snemanju, vendar jih je zaradi fotorealistične vizualizacije zelo težko prepoznati. Tu ne govorimo samo o vesoljskih ladjah ali o nezemljanih, temveč tudi o stvareh, ki jih vidimo v vsakdanjem življenu: hiše, avtomobili, eksplozije ali pa kar cela mesta, za katere bi sklepali, da so bili enostavno posneti s kamero. Znano je, kako ogromna je filmska in oglaševalska industrija v današnjem času, in če upoštevamo, da je velik del filma ustvarjen s 3D grafičnimi programi, potem se lahko zavemo, kako pomembno je znanje 3D modeliranja in renderiranja. Zato želim s to diplomsko nalogo predstaviti marsikomu neznan svet 3D modeliranja in spodbuditi k odkrivanju neskončnih ustvarjalnih možnosti, ki so nam pri tem na voljo . Ključne besede: 3D modeliranje, povezljivost, formati 3D datotek, renderiranje, 3ds Max, Maya, Blender, Zbrush.

Diplomsko delo

ABSTRACT The presence of a 3D technology can be seen in many different forms and media nowadays, for example cinema, movies, advertisements, cartoons etc. When I talk about the 3D scenes, it is the technology that creates the depth of the field, that I have in mind. This depth of field or virtual depth can be achieved in many ways (with polaroid glasses, for example). As you know, every movie scene is shot in a 3D world, but presented mostly with a 2D media, such as TV, cinema etc. But in the last few years we can all witness that this trend has been changing, so we can see many more movies presented with the 3D technology. But it is not all about the 2D or 3D way of the presentation when we talk about a 3D technology. Either way, the fact is that a movie presented in 2D may still involve a lot of 3D models and 3D scenes made for the purpose of shooting movie. It can be all sorts of objects from civil houses to cars and even the whole cities. But because they are modeled and rendered so realistically it is very hard to identify whether it is a model or a real object. It is generally known that the film and advertisement industry nowadays is huge. What is more, a big part of it is made in the 3D programmes, therefore we can easily realise the importance of the knowledge of 3D modeling. So the purpose of the thesis is to entroduce the world of 3D that is unknown to many people and hopefully encourage them to start discovering the endless possibilities of creativity that are available to use. Key words: 3D modeling, connectivity, 3D files formats, rendering, 3ds Max, Maya, Blender, ZBrush.

Diplomsko delo

KAZALO VSEBINE IZVLEČEK ABSTRACT SEZNAM SLIK SEZNAM PREGLEDNIC

iv v viii ix

1 UVOD 1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMATIKE POVEZLJIVOSTI 2 OPIS PROGRAMOV 2.1 AUTODESK MAYA: 2.2 AUTODESK 3DS MAX: 2.3 PIXOLOGIC: ZBRUSH 2.4 BLENDER 3 PRIMERJAVA MED PROGRAMI 3.1 AUTODESK 3DS MAX PROTI AUTODESK MAYA: 3.2 BLENDER PROTI AUTODESK MAYA: 3.3 ZBRUSH IN AUTODESK MAYA: 4 EKSPERIMENTALNI DEL 4.1 ZASNOVA EKSPERIMENTALNEGA DELA 4.2 PREDSTAVITEV POSTOPKOV MODELIRANJA IN IZRISA 3D SCENE 4.2.1 Izdelava ogrodja avtomobila s pomočjo EP in CV

1 1 2 2

4.2.2 Modeliranje avtomobila

4 5 6 6 7 7 8 8 8 8 8

4.2.3 Postopek izdelave 3d izrisa končne scene

4.2.3.1 Postopek apliciranja materialov na 3d objekt

4.2.3.1.1 Mia_car_paint

4.2.3.1.2 Mia_material X

4.2.3.2 Dodajanje svetlobnih virov

4.3 POVEZLJIVOST MED PROGRAMI 4.3.1 Izvozno okno formata .*FBX 4.3.2 Splošni vtis glede izvoznega okna formata .*FBX

24 26 28

4.3.3 Izvozno okno formata .*OBJ 4.3.4 Splošni vtis gledeizvoznega okna formata .*OBJ

28 29

4.3.5 IZVOZ ROBOTSKE ROKE V FORMATU *.OBJ IN *.FBX 4.3.6 UVOZ ROBOTSKE ROKE V FORMATU *.OBJ IN *.FBX V 3DS MAX 2012 4.3.7 UVOZ ROBOTSKE ROKE V FORMATU *.OBJ IN *.DAE V BLENDER 2.64A 4.3.8 UVOZ ROBOTSKE ROKE V FORMATU *.OBJ IN *.MA V ZBRUSH 4V4

29 31 34 36

5 ZAKLJUČEK IN RAZPRAVA 6 LITERATURA

39 40

Diplomsko delo

SEZNAM SLIK Slika 1:

Uporabniški vmesnik programa Maya 2012

Slika 2:

Uporabniški vmesnik programa 3ds MAX 2012

Slika 3:

Uporabniški vmesnik programa Zbrush 4v4

Slika 4:

Uporabniški vmesnik programa Blender 2.64a

Slika 5:

Uporaba krivulj

Slika 6:

Uporaba orodja Create polygon tool

Slika 7:

Uporaba orodja Append to polygon tool

Slika 8:

Uporaba orodja Extrude Edge

Slika 9:

Smooth mesh preview

Slika 10: Edge loop tool

Slika 11: Bevel edge tool

Slika 12: Split polygon tool

Slika 13: Zrcaljenje avtomobila na negativno stran osi x

Slika 14: Izdelava 1/10 platišča

Slika 15: Zrcaljenje objekta

Slika 16: Dupliciranje ploskev

Slika 17: Končni izgled platišč

Slika 18: Izdelava zavornih diskov z Bololeanovo operacijo (diference)

Slika 19: Končni izgled zavornega diska

Slika 20: Končni izgled celotnega kolesa

Slika 21: Oblikovanje stola s funkcijo Extrude

Slika 22: Prilagajanje naslonjala s scale tool-om

Slika 23: Izdelava naslona za roke z ekstrude in edge loop tool-om

Slika 24: Armature z ekstrude in Chamfervertex tool-om

Slika 25: Izdelava robotske roke in dupliciranje le-te

Slika 26: Izdelava tekočega traku in halje s pripadajočimi teksturami

Slika 27: Prikaz halje brez tekstur in z mrežo

Slika 28: Mrežni prikaz celotne scene

Slika 29: Prikaz zunanjosti in krogle na katero je pripeta HDR slika

Slika 30: Prikaz celotne notranjosti z materiali in teksturami

Slika 31: Pogled na uporabniški vmesnik materiala: Mia_car_paint

Slika 32: Zavihek Diffuse, kjer izbiramo barvne vrednosti materiala

vii

Slika 33:

Izbirno okno za upravljanje s teksturami (texture map)

Slika 34: Podskupina Refraction, kjer določamo lastnosti loma svetlobe.

Slika 35: Izbirno okno za upravljanje s teksturami (Gloss map)

Slika 36: Podskupina Bump, kjer določamo vrednosti nagubanosti površine

Slika 37: Izbirno okno za upravljanje s teksturami (Bump map)

Slika 38: Ustvarjanje naključne bump mape

Slika 39: Image Based Lightning (IBL), ki se uporablja za osvetljitev scene

Slika 40: Uporabniški vmesnik programa sIBL GUI 4.

Slika 41: Končni izris 1

Slika 42: Končni izris 2

Slika 43: Končni izris 3

Slika 44: Končni izris 4

Slika 45: Končni izris robotske roke

Slika 46: Original robotske roke v Mayi 2012

Slika 47: Fbx izvozno okno (zavihek Preset)

Slika 48: Fbx izvozno okno (zavihek Geometry)

Slika 49: Fbx izvozno okno

Slika 50: Fbx izvozno okno

Slika 51: Obj izvozno okno

Slika 52: Pogovorno okno, ki opisuje prvo napako pri izvozu

Slika 53: Pogovorno okno, ki opisuje drugo napako pri izvozu

Slika 54: Uvozne možnosti v programu 3ds MAX 2012

Slika 55: Uvožen model robota v 3ds MAX 2012 (format *.fbx)

Slika 56: Uvozne možnosti v programu 3ds MAX 2012 (format *.obj

Slika 57: Uvožen model robota v 3ds MAX 2012 (format *.obj)

Slika 58: Uvožen model robota v 3ds MAX 2012 (format *.obj)

Slika 59: Prikaz napake pri izvozu v format *.dae

Slika 60: Manjkajoči elementi objekta po uvozu *.obj formata

Slika 61: Uvoz se je v tretjem poizkusu uspešno zaključil

Slika 62: Napaka pri uvozu v Zbrush

Slika 63: Uspešno uvožen model robota v Zbrush

Slika 64: Ikona za zagon dodatka GoZ (v Mayi)

viii

SEZNAM PREGLEDNIC Preglednica 1: ocenjevanje področij pri izvažanju formata *.fbx

Preglednica 2: ocenjevanje področij pri izvažanju formata *.obj

Preglednica 3: primerjava področij pri izvažanju formata *.obj in *.fbx

Preglednica 4: primerjava področij pri uvažanju formata *.obj in *.fbx v 3ds Max 2012

Preglednica 5: primerjava področij pri uvažanju formata *.obj in *.fbx v Blender 2.64a

Preglednica 6: primerjava področij pri uvažanju formata *.obj in *.fbx v Blender 2.64a

Diplomsko delo

1 UVOD 3D graﬁčni programi omogočajo uporabnikom ustvarjati in spreminjati 3D modele preko njihovih 3D mrež. Za razliko od 2D programov za graﬁčno oblikovanje (npr. Photoshop, Illustrator, Corel Draw) je v 3D modelirnikih mogoče uporabljati tudi Z os, kar omogoča prikaz prostora na sicer dvodimenzionalem računalniškem monitorju.

1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMATIKE POVEZLJIVOSTI Uporabniku je pri uporabi teh programov na voljo veliko število orodij, s katerimi lahko te mreže razteza, rotira in spreminja njihove koordinate v prostoru. Seveda je dandanes na voljo že ogromno različnih 3D modelirnikov, pa vendar ostajajo osnovne funkcije povsod zelo podobne, če ne celo enake. Razlika med programi in njihovimi funkcijami je v tem primeru le vizualna in imenska. In čeprav so si programi med seboj tako podobni, problem nastane pri formatih datotek, saj na tem področju žal ni nobenih standardov, ki bi omogočali enostavno odpiranje datotek v vseh programih. Namesto tega ima vsak program svoje formate datotek, ki se v drugih programskih orodjih ne odpirajo, kot bi se morale. O tej problematiki bom obširneje pisal v poglavju 4.2. V sklopu te diplomske naloge se bom posvetil nekaterim programom, za katere menim, da se v praksi najbolj uporablja, in sicer: Autodesk: 3D studio Max 2012, Autodesk Maya 2013, Blender 2.64a in Zbrush 4v4, ter opisal nekaj njihovih bistvenih značilnosti, zgodovino in povezljivost med njimi.

Diplomsko delo

2 OPIS PROGRAMOV 2.1 AUTODESK MAYA: Je 3D graﬁčni program, ki deluje na vseh računalniških platformah. Program so razvili v podjetju Alias System Corporation (prej znano kot: Alias|Wavefront), ki pa je trenutno v lasti podjetja Autodesk. Ime je vzeto iz jezika Sanskrit in v izvirniku pomeni iluzija. Maya je dandanes eden najbolj razširjenih 3D programov za izdelavo kompleksnih 3D modelov, animacij in računalniških iger. Autodesk Maya 1.0 je bila izdelana februarja 1998. Iz leta v leto je pridobivala mnoge posodobitve, leta 2005 pa je pristala v lasti Autodeska in seveda pridobila tudi novo ime: Autodesk Maya, vendar pa je še vedno bolj razširjena krajša različica imena. Do danes je ta program prejel tudi nekaj nagrad: 1. Leta 2003 je bilo podjetje Alias nagrajeno s strani Academy of Motion Picture Arts and Sciences z akademsko nagrado za tehnični dosežek (Academy Award for Technical Achievement) za znanstveni in tehnični dosežek na področju razvoja programa Maya. 2. Leta 2005 so isto nagrado dobili Jos Stam, Edwin Catmull in Tony DeRose (vsi zaposleni pri Alias|Wavefront) za izum tehnike podploskev (subdivision surfaces) 3. Leta 2008 so to nagrado še tretjič osvojili Duncan Brinsmead, Jos Stam, Julia Pakalns in Mar n Werner, tokrat zaradi izuma in implementacije sistema Maya Fluid Effects.

Slika 1: Uporabniški vmesnik programa Maya 2012

Diplomsko delo

2.2 AUTODESK 3DS MAX: Tudi ta program deluje na vseh obstoječih računalniških platformah. Tako kot pri Autodesk Maya tudi tega programa v začetku ni razvilo podjetje Autodesk, temveč Yost Group, izdal pa ga je Autodesk. Program so najprej poimenovali 3D Studio, nato 3D Studio MAX, potem pa so ga preimenovali v Autodesk 3ds Max. Prav tako kot Autodesk Maya je tudi ta program eden izmed najbolj razširjenih programov v 3D industriji. Z najnovejšimi različicami se je že močno približal vsesplošni Mayini uporabnosti, njegova največja uporaba pa je še vedno močno zasidrana v arhitekturi. Prvi 3D Studio produkt je bil razvit za operacijski sitem DOS ter nato za Windows NT. Razvijalci so ob tej priložnosti obenem tudi spremenili ime v 3D Studio MAX. Z leti se je ime večkrat spremenilo in se sedaj imenuje Autodesk 3ds Max. Program uporablja veliko proizvajalcev računalniških iger z vsega sveta. Uporabljali so ga za snemanje ﬁlma Avatar, med drugim je tudi eden izmed nepogrešljivih programov, ki jih uporabljajo študenti Fakultete za arhitekturo Univerze v Ljubljani.

Slika 2: Uporabniški vmesnik programa 3ds MAX 2012

Diplomsko delo

2.3 PIXOLOGIC: ZBRUSH ZBrush je računalniški program, ki prav tako kot prej opisana programa omogoča modeliranje objektov ter njihovo premikanje po 3D prostoru. Njegova bistvena značilnost pa je ta, da imajo lahko objekti, ki jih obdelujemo, precej večje število poligonov, kot objekti v Autodesk Mayi in 3ds Maxu. Govorimo o vsaj 20.000.000 poligonov, medtem ko Max in Maya preneseta največ do približno 100.000 poligonov na objekt. Ta zmožnost uporabniku programa ZBrush omogoča, da oblikuje visoko detajlne organske skulpture, ki jih v Maya ne more. Kar se tiče upodabljanja končnih vizualizacij (renderjev), so prejšnje verzije ZBrush-a zaostajale za ostalimi programi, vendar se lahko z najnovejšo različico programa ZBrush 4v4 z drugimi kosa tudi na tem področju. Prav tako kot lahko 3D mrežo deformiramo, lahko nanjo nanašamo tudi barve s čopičem (Brush), kar v ostalih programih ni bilo mogoče. ZBrush so razvili v podjetju Pixologic, prvič pa je bil predstavljen leta 1999 v Los Angelesu. Demo verzijo 1.55 so izdali leta 2002, verzijo 3.5 pa leta 2007, najnovejša verzija tega programa 4v4 pa je bila izdana na sredini leta 2012. ZBrush je od nekdaj gonilo inovativnosti v svetu 3D oblikovanja, saj se po njegovih inovacijah zgleduje veliko podjetji te branže, ogromno pa je pripomogel tudi pri problemu izmenjave datotek med programi s funkcijo GoZ.

Slika 3: Uporabniški vmesnik programa Zbrush 4v4

Pri ZBrush-u je način modeliranja drugačen kot pri prejšnjih dveh. Za oblikovanje objektov ne premikamo posameznih točk, temveč uporabljamo čopič (brush), s katerim enostavno rišemo in oblikujemo površino objekta. V praksi bi to delo najlepše opisali z oblikovanjem gline. Čopičem lahko z drsnikom enostavno določimo premer delovanja in njegovo jakost. Ker je sam program namenjen bolj za dodajanje končnih detajlov objektu kot pa ustvarjanje novih objektov, so orodja, namenjena temu opravilu, bolj okrnjena. Lahko si sicer izberemo kocko in jo nato oblikujemo, vendar se v tem postopku bolje izkaže Maya, saj kot sem že omenil, ZBrush ne omogoča premikanja posameznih točk. Zato tudi ne čudi dejstvo, da se proces visoko poligonskega 3D objekta začne v Mayi, kjer ustvarimo je način modeliranja drugačen kot pri prejšnih dveh. Za oblikovanje objektov ne

Diplomsko delo

nizkopoligonski objekt, nato pa ga prenesemo v ZBrush, kjer mu dodamo končne detajle. Količina poligonov, ki jo lahko 3D objekt oz. program prenese, je ogromna, tudi do 100.000.000 (odvisno od zmogljivosti računalnika). Poleg preoblikovanja površine se v ZBrushu odlično izkaže tudi teksturiranje objektov, saj na enak način kot objekt preoblikujemo, nanj tudi nanašamo barve. 2.4 BLENDER Blender je odprtokodni in zastonjski 3D graﬁčni program, ki se ga tako kot ostale uporablja za ustvarjanje animacij, vizualizacij, vizualnih efektov, itd. Razvil ga je nizozemski animacijski studio NeoGeo in podjetje Not a Number Technologies (NaN), pod vodstvom Tona Roosendaala. Podjetje NaN je leta 2002 propadlo, programsko kodo pa je neproﬁtna organizacija Blender foundation odkupila za 100.000 €. Zanimivost Blenderja je izredno majhna poraba prostora na disku, saj program sam zasede le okoli 120 MB. Če primerjamo to število z ostalimi tremi programi, vidimo, da je to zelo malo, saj potrebujeta Autodeskova Maya in 3ds Max kar desetkrat več prostora, ZBrush pa okoli 300 MB. Razlog temu je manjše število dodatkov, ki so v program vstavljeni že »tovarniško«, kot pri ostalih programih in pa enostavnejša programska koda. Uporabniški vmesnik je tako kot pri ostalih programih precej samosvoj in zahteva od uporabnika nekaj ur, da se nanj privadi. Ne glede na to, da je program odprtokoden in da zasede tako malo prostora na disku, pa omogoča še vedno zelo kakovostno produkcijo 3D objektov in kasneje animacij, ki se po kvaliteti enostavno kosajo z animacijami, narejenimi v dražjih programih. Primeri dobre prakse so izdelki Elephants Dream, Big Buck Bunny, Sintel.

Slika 4: Uporabniški vmesnik programa Blender 2.64a

Diplomsko delo

3 PRIMERJAVA MED PROGRAMI V tem poglavju bom primerjal programe 3ds Max 2012, Blender 2.64a in ZBrush 4v4 z Mayo 2012. Kot osnovni program sem izbral Mayo, saj jo v praksi največ uporabljam in jo zato tudi najbolje poznam. 3.1 AUTODESK 3DS MAX PROTI AUTODESK MAYA Če primerjamo računalniške programe med sabo in če se odločamo za nakup enega izmed njih, je vprašanje cene velikokrat odločilnega pomena. V primerjavi 3ds Maxa in Maye opazimo, da sta ceni za ta dva produkta identični (3.495$), kar je tudi razumljivo, saj gre za podobna produkta enega proizvajalca. Za točno 2.000$ več pa dobimo paket petih programov (Entertainment Creation Suite), v katerem so zbrani programi: 3ds Max, Maya, Motion bulider, Mudbox, Softimage. Bodočim uporabnikom je seveda na voljo preizkusna 30-dnevna različica za katerikoli program, študentom pa je omogočena kar zastonjska licenca. Za pridobitev lete je dovolj že zgolj registracija na uradni strani proizvajalca. Če se torej odločamo med tema programoma, se na podlagi cene torej težko odločimo. Zato bom predstavil nekaj drugih dejavnikov. Po krajši raziskavi in poznavanju obeh programov sem ugotovil, da Autodesk Maya ponuja bolj celovito uporabniško izkušnjo kot 3ds Max, kar pomeni, da omogoča uporabniku na splošno več svobode pri ustvarjanju. Temu primerno je tudi število orodij, ki so na voljo v Mayi, kar pa seveda podaljša čas učenja programa. Po raziskavi, ki jo je naredila skupina Machinimart, znaša čas učenja Maye manj kot 3 mesece, učenje 3ds Maxa pa manj kot 2 meseca. Po tem času naj bi uporabnik pridobil osnovno znanje za uporabo programa. Eden izmed razlogov, zakaj je tako, je tudi ta, da je Mayin uporabniški vmesnik na prvi pogled malenkost manj pregleden kot 3ds Maxov. Bistvene razlike pa se skrivajo v tem, da je Maya v profesionalnem svetu bolj uporabljena predvsem v filmski industriji, medtem ko je 3ds Max najbolj uporabljen v arhitekturnih dejavnostih. Maya ima namreč poleg vseh osnovnih orodji za modeliranje objektov tudi veliko drugih orodji za dodajanje elementov sceni, ki delujejo glede na fizikalne vrednosti in niso odvisne le od postavitve v prostoru. To so: Particles, Fluid Effects, Fur, Hair, Ncloth itd. Tudi področje animiranja je v Mayi bolj dodelano kot v 3ds Maxu. Oba programa uporabljata Mental Ray kot priložen izrisovalnik slik, s katerim lahko dosežemo fotorealistične vizualizacije. Pa vendar lahko tukaj poudarim, da v tem primeru prednjači 3ds Max. Ne glede na to, da oba programa uporabljata Mental ray, so možnosti prednastavljenih materialov veliko večje pri 3ds max. Primer tega je podjetje Siger Studio, ki je izdelalo zbirko kar 888 materialov, katerih uporaba je zelo enostavna, saj jih samo spustimo na želen objekt. Vendar pa takšna rešitev za Mayine uporabnike žal še ni na voljo, zato si morajo uporabniki materiale in njihove specifikacije nastaviti sami, kar pa precej podaljša čas dela.

Diplomsko delo

3.2 BLENDER PROTI AUTODESK MAYA V tej primerjavi je vprašanje cene nedvomno na prvem mestu, sploh če je uporabnik na področju 3D oblikovanja še neizkušen. Kot sem že omenil, je Blender odprtokodni program, zato je njegova uporaba brezplačna. Blender sicer zadovoljuje večino uporabnikovih potreb, vendar pa se lete čez čas povečajo in Blenderjeva uporabnost se posledično zmanjša. Takrat se izkažejo plačljivi programi, kot je npr. Autodesk Maya za uporabnejše, ne le zaradi boljših možnosti ustvarjalnosti, temveč tudi zaradi boljše dokumentacije in ogromnega števila t.i. tutorialov, ki so na spletu dostopni. Za primerjavo: eno izmed vodilnih podjetji, ki se ukvarja zgolj z izdelavo digitalnih vaj (Digital tutors: http://www.digitaltutors.com), ima v svoji zbirki vadnic pokritih kar 41 grafičnih programov, med katerimi pa ni Blenderja. Glede na število vseh vaj prednjači Maya, za katero so različni ustvarjalci spisali kar 6982 vaj. Na drugem mestu je program Softimage (2208 vaj) in na tretjem mestu 3ds Max s 1843 vajami. Definitivno je za uporabnika ključnega pomena tudi podatek o naboru spletnih vaj, ki jih bo kot uporabnik določenega programa imel na voljo. Ena izmed zadnjih novosti in pridobitev pri Blenderju je izrisovalnik oz. renderer Mental Ray, ki ga uporablja tudi Maya. Ta omogoča izrisovanje fotorealističnih slik, kar z vgrajenim izrisovalnikom ni bilo mogoče. Žal pa je Mental Ray plačljiv tudi za program Blender, njegova cena se vrti okoli 60-130 $. Blender je za svojo ceno nedvomno dobra izbira, saj omogoča uporabniku ustvariti vse, kar si zaželi, vendar je pot do tega znanja zaradi pomanjkanja vaj nekoliko daljša kot pri ostalih dražjih programih. 3.3 ZBRUSH IN AUTODESK MAYA: Zbrush je 3D grafični program, katerega licenca stane 699 $. Sam program je bolj kot samostojen program uporabljen kot del ustvarjalnega procesa bolj kompleksnih in organskih 3D objektov. Zato je primerjava med Mayo in ZBrushem težka. Pa vendar se je skozi leta ZBrush precej spremenil in se vedno bolj osamosvaja. Če sem pred tem omenil, da se programi za 3D grafično oblikovanje v osnovi razlikujejo le po vizualni podobi uporabniškega vmesnika, to nikakor ne drži pri ZBrushu. ZBrush-ev način oblikovanja objektov se precej razlikuje od ostalih. Pri Mayi na primer oblikujemo objekte s premikanjem posameznih ploskev, robov ali stičišč (točk) teh objektov. Maya sicer omogoča uporabo soft selection mode-a, s katerim lahko vplivamo na več ploskev/robov/točk hkrati. Vseeno pa največkrat premikamo dele objekta posamezno, kar pa je velikokrat zelo zamudno. Zato izgleda postopek modeliranja v Mayi tako, da postopoma in zelo premišljeno dodajamo nove površine, ki tvorijo objekt, saj ga je le tako možno nadzirati in oblikovati. Temu primerno je tudi število končnih poligonov na objektu, ki po navadi ne presega števila 10.000.

Diplomsko delo

4 EKSPERIMENTALNI DEL 4.1 ZASNOVA EKSPERIMENTALNEGA DELA V prvem delu tega poglavja bom predstavil postopek izdelave 3D modela avtomobila Lamborghini Murcielago v Autodesk Mayi. Predstavil bom tudi bistvena orodja, ki sem jih uporabljal med modeliranjem. Modeliranju je sledilo apliciranje različnih materialov na elemente 3D modela, ki jih bom tudi opisal. Ker sem želel projekt še malenkost razširiti, sem zmodeliral tudi druge 3D modele, ki skupaj tvorijo namišljeni industrijski obrat. Za izris pa sem uporabljal program Mental Ray. V drugem delu poglavja pa bom predstavil problematiko povezljivosti med programi za 3D grafično oblikovanje. To sem preizkusil z delom končne scene , ki sem jo izvozil v dva najbolj uporabljena formata (*.obj in *.fbx). Datoteki sem nato uvozil v ostale 3 programe (3ds MAX 2012, Blender 2.64a in ZBrush 4v4) in ugotavljal splošno kvaliteto uvoza, čas in ostale dejavnike, ter ugotovitve strnil v grafičnem prikazu. 4.2 PREDSTAVITEV POSTOPKOV MODELIRANJA IN IZRISA 3D SCENE 4.2.1 Izdelava ogrodja avtomobila s pomočjo EP in CV krivuljnim orodjem (curve tool) Podobno kot v programih za 2D grafično oblikovanje lahko tudi v Mayi uporabljamo krivulje. Te lahko prilagajamo v 3D prostoru, zato lahko enostavno oblikujemo še tako zapleteno obliko 3D modela, kar zelo poenostavi celoten postopek modeliranja. Uporabljal sem EP in CV curve tool. Razlika med njima je, da je pri EP curve tool-om že vnaprej določeno število vmesnih točk, s katerimi nato oblikujemo krivuljo, pri CV curve tool-om pa sprotno določamo gostoto, pozicijo in število točk na krivulji.

Slika 5: Uporaba krivulj

Celoten postopek, ki je viden tudi na zgornji sliki, se je odvijal še s pomočjo pomožnih stranskih pogledov avtomobila, s pomočjo katerih sem lahko točno preučil linije in poteze avtomobila. Končni izdelek je postala 3D kletka avtomobila, na katero sem potem nanašal poligone, ki so tvorili posamezne dele avtomobila.

Diplomsko delo

4.2.2 Modeliranje avtomobila Osnovno orodje, ki ga uporabljam pri modeliranju, je orodje za izdelavo poligona (Create polygon tool). Postopek je tak, da na vnaprej ustvarjeno krivuljo s pomočjo ukaza za pritrditev točke poligona na krivuljo (snap) pritrdimo prvo točko poligona ter nato še ostale tri. Tako dobimo prvi poligon, kateremu pa potem na poljubno stranico dodamo še naslednjega. To storimo z orodjem za dodajanje poligonom (append to polygon tool). Najprej kliknemo na željeno stranico poligona, nato pa spet ponovimo postopek pripenjanja ostalih dveh točk na nadaljevanje krivulje. Ta postopek nato ponavljamo, dokler ne pokrijemo celotne krivulje oz. dokler ne dobimo ustrezne oblike nekega dela 3D objekta. Pri tem procesu moramo biti pozorni na pravilno gostoto poligonov, saj je v primeru premajhne gostote težje natančno deformirati 3D model. V primeru, da je gostota poligonov prevelika, porabimo bistveno preveč časa za željeno obliko modela. V vsakem primeru je mogoče robove poligonov dodajati ali odstranjevati.

Slika 6: Uporaba orodja Create polygon tool

Slika 7: Uporaba orodja Append to polygon tool

Ko končamo z nameščanjem poligonov na povrišino dveh krivulj, je najbolje element, ki ga modeliramo, čim bolj dokončati. Zato kot naslednji korak izberem orodje za izvlečenje (Extrude tool). S pomočjo tega orodja lahko enostavno dodamo globino prej samo ploskovnim elementom in tako dosežemo bolj realističen izgled. Uporaba Extrude tool-a je precej enostavna. Potrebno je samo klikniti na rob, ki ga želimo izveči, klikniti na ukaz „extrude“ ter s pomočjo prostorskih puščic ta rob izvleči v željeno koordinato.

Diplomsko delo

Slika 8: Uporaba orodja Extrude Edge

Autodesk Maya ima dobro funkcijo, ki omogoča ogled 3D objekta z gladko mrežo (smooth mesh preview). Uporabimo jo s pritiskom številke 3 na tipkovnici, njen učinek pa je ta, da mrežo z nizkim številom poligonov spremeni v mrežo z veliko večjim številom poligonov, kar zelo izboljša izgled 3D objekta. Seveda lahko prestavljamo iz enega načina prikaza v drugega in obratno. Pri tem moramo poznati nekaj zakonitosti, saj se lahko izgled objekta ob pritisku na številko 3 najprej popolnoma spremeni. To se navezuje na orodje za izvlečenje, ki sem ga opisal na prejšni strani, saj si lahko objekt, ki ima vsaj dve stranici, že ogledamo v gladki različici. Če želimo zmodelirati kocko, je to delo seveda zelo enostavno, vsaj dokler je le-ta sestavljena iz samo šestih ploskev oziroma poligonov. Problem pa nastane, ko si želimo ogledati še gladek izgled te kocke. Takrat se, prej kocka z ostrimi robovi, spremeni v precej bolj okrogel objekt. Razlog je v tem, da ima ta kocka 6 enakopravnih stranic, ki se ob gladkem predogledu enakomerno ukrivijo. Da ta problem rešimo, je potrebno na robove, za katere želimo, da ostanejo ostri, dodati robove takoj zraven obstoječega roba. Tako bodo imeli precej manj prostora za ukrivitev, kocka pa bo posledično bolj ostra ter se bo v fazi renderiranja lepše izrisovala.

Slika 9: Smooth mesh preview

Na voljo imamo precej orodij, vseeno pa ni vsako od njih vedno najboljša rešitev, vendar pa njihovo uporabnost najbolje spoznamo skozi prakso, zato bom nekatere opisal.

Diplomsko delo

EDGE LOOP TOOL: to orodje ustvari rob, ki je sklenjen v krog oziroma teče ob že obstoječem robu od prve do zadnje točke. Uporaben je pri dolgih stranicah. BEVEL EDGE TOOL: to orodje iz enega roba ustvari dva robova oz. prednastavljeno število robov. Ponavadi se uporablja v kombinaciji z Edge loop tool-om. SPLIT POLYGON TOOL: s tem orodjem sami določamo tek roba, ki ga želimo dodati, in tako za razliko od Edge loop tool-a sami določamo tudi dolžino celotnega roba.

Slika 10: Edge loop tool

Slika 11: Bevel edge tool

Slika 12: Split polygon tool

To so torej najbolj uporabljena orodja, ki jih potrebujemo pri modeliranju. Seveda obstajajo še druga, vendar jih je preveč, da bi vsakega opisoval. Prav tako je uporaba drugih orodij odvisna od navad uporabnikov, medtem ko so opisana orodja skoraj obvezna oprema vsakega ustvarjalca. Tako sem s temi orodji dokončal prvo polovico avtomobila ter jo nato prezrcalil na negativno stran osi x, kar je splošna navada pri modeliranju, če imamo opravka s simetričnim 3D modelom.

Slika 13: Zrcaljenje avtomobila na negativno stran osi x

Diplomsko delo

Zanimiv postopek je tudi postopek modeliranja koles in njihovih elementov. Seveda so orodja, ki jih uporabljamo, spet ista kot pred tem. Če sem pri modeliranju školjke avtomobila zmodeliral polovico avtomobila, pa sem pri kolesih oz. natančneje, platiščih, zmodeliral 1/10 le-teh. Nato sem z dupliciranjem in rotacijo pod določenimi stopinjami dodal še ostalih 9 delov. Te dele sem nato združil in nastalo je platišče. Enako sem naredil pri vijakih na platišču in pnevmatikah, le da sem spremenil kot vrtenja. Naj omenim še način izdelave zavornih diskov. Ti so preluknjani, razmaki med luknjami pa so povsem identični. To sem zmodeliral tako, da sem skozi površino diska postavil določeno število valjev, katerim sem določili tudi premer. Nato sem s pomočjo Boolove operacije z ukazom Difference na mestih, kjer so bili prej valji, ustvaril luknje.

Slika 14: Izdelava 1/10 platišča

Slika 15: Zrcaljenje objekta

Slika 16: Dupliciranje ploskev

Slika 17: Končni izgled platišč

Slika 18: Izdelava zavornih diskov z Bololeanovo operacijo (diference)

Slika 19: Končni izgled zavornega diska

Diplomsko delo

Slika 20: Končni izgled celotnega kolesa

Po tem sem se lotil še izdelave notranje opreme. Postopek je bil enako dolg, če ne celo daljši kot modeliranje zunanjosti, saj vsebuje ogromno detajlov, zato bom prikazal sam postopek izdelave s pomočjo slik, pod katerimi so opisi in imena orodij, ki sem jih pri tem uporabljal.

Slika 21: Oblikovanje stola s funkcijo Extrude

Slika 22: Prilagajanje naslonjala s scale tool-om

Slika 23: Izdelava naslona za roke z ekstrude in edge loop tool-om

Slika 24: Armature z ekstrude in Chamfer vertex tool-om

Diplomsko delo

Modeliranje avtomobila se je tako končalo. Na vrsti je bilo modeliranje ostalih 3D objektov, ki bodo skupaj tvorili namišljen industrijski obrat. Najprej sem s pomočjo ekstrude orodja izdelal robotsko roko. Nato sem iz kvadra izdelal ogrodje za tovarno, ki sem jo nato dodelal in postopoma dodajal elemente, ki so lepo zapolnili prostor.

Slika 25: Izdelava robotske roke in dupliciranje le-te

Slika 26: Izdelava tekočega traku in hale s pripadajočimi teksturami

Slika 27: Prikaz hale brez tekstur in z mrežo

Slika 28: Mrežni prikaz celotne scene

Slika 29: Prikaz zunanjosti in krogle na katero je pripeta HDR slika

Slika 30: Prikaz celotne notranjosti z materiali in teksturami

Diplomsko delo

4.2.3 Postopek izdelave 3D izrisa končne scene V tem delu diplomske naloge bom predstavil postopek izdelave končnega izrisa scene (render), in sicer od nanašanja in nastavitev različnih materialov do izrisovalnih nastavitev (render settings). 4.2.3.1 Postopek apliciranja materialov na 3D objekt Za fotorealistične izrise potrebujemo materiale, ki imajo možnost nastavljanja različnih parametrov, s katerimi dosežemo zelo podobno reakcijo materiala na zunanje vplive, kot se to dogaja v naravi. Mental ray, ki sem ga uporabljal, uporablja arhitekturne materiale, kot so mia_material x, mia car_paint_phen, dielectric_material, dgs_material in druge. Pri svojem projektu sem največkrat uporabil mia_material x, saj je najbolj splošen in omogoča največ možnosti. Ta material in material mia_car_paint bom tudi opisal. 4.2.3.1.1 Mia_car_paint Ta material vsebuje različne parametre, s katerimi lahko ustvarimo zelo realen avtomobilski lak/barvo. Vsebuje več skupin, te pa se razdelijo še na druge elemente. Prva skupina se imenuje Diffuse Parameters. V njej uravnavamo barvo materiala.

Slika 31: Pogled na uporabniški vmesnik materiala: Mia_car_paint

Diplomsko delo

Posebnost tega materiala je, da lahko vsebuje več različnih odtenkov barv in sicer: -Base Color: osrednja barva, ki je najbolj vidna in najbolj vpliva na barvni izgled materiala -Edge Color: barva, ki se odseva samo na robovih materiala -Lit color: barva, katere odsev je odvisen od količine svetlobe, ki pada na material.Torej, kjer se svetloba najbolj upira ob material, tam bo ta barva najbolj vidna. Največkrat se ta pojav vidi na bolj ostrih robovih 3D modela Ti trije parametri so najpomembnejši, če želimo doseči pravilen izgled barve.S pravilno uporabo dodatnih parametrov (Lit color bias, Difuze Weight, itd) pa lahko dosežemo resnično fotorealističen izgled materiala. Druga skupina se imenuje Specular Parameters in vsebuje naslednje parametre: -Specular color: barva sijaja, ki se odseva od površine materiala -Specular weight: določa moč sijaja -Specular Exponent: določa velikost sijaja (manjša vrednost pomeni večjo površino sijaja) Tretja in najpomembnejša skupina se imenuje Flake Parameters, s katero uravnavamo lastnosti posebnih ploščic (flake), ki dajo materialu kovinski izgled. Vsebuje naslednje parametre: -Flake Color: določa baravo ploščic -Flake Scale: določa velikost ploščic -Flake weight: določa sijaj ploščic Četrta in zadnja skupina, ki jo bom opisal v sklopu Car_paint materiala, se imenuje Reflection Paramater. Z njo uravnavamo odseve svetlobe na materialih. Vsebuje naslednje parametre: -Reflection color: določa barvo odseva -Edge factor: definira širino ali debelino roba modela s pomočjo odseva, s tem da se obrobni odsev tanjša z dviganjem vrednosti temu parametru -Reflection Edge Weight: definira moč odseva na robovih -Reflection Base Weight: definira moč odseva po celotni površini 4.2.3.1.2 MIA_Material X Kot sem že omenil, je v programu Mental ray ključnega pomena material Mia_material x. Gre za arhitekturni material, ki ga največkrat apliciramo na elemente, ki niso organskega izvora, kot na primer človeška koža. Primeri so zidovi, tla, steklo, marmor, kovina itd. Da dosežemo čim bolj realen izgled, pa je potrebno poznati precej različnih parametrov, ki so na srečo podobni v materialu, ki sem ga prej opisoval. V bistvu so ti parametri po funkcionalnosti enaki kot pri Mia_car_paint, bistvena razlika je le, da Mia_material x ne vsebuje skupine Flakes. V izogib ponavljanju bom torej opise parametrov preskočil, bom pa opisal druge, zelo pomembne parametre za doseganje realnih izrisov.

Diplomsko delo

Velikokrat določena površina v realnosti ni popolnoma gladka, temveč vsebuje različne vdolbine, izbokline in ostale deformacije. Da to reliefnost dosežemo še pri 3D modelu, lahko uporabimo posebne 2D mape, ki glede na sivinsko sliko vplivajo na 3D model. Imenujemo jih Bump map. Map, ki na tak in drugačen način vplivajo na izgled površine 3D objekta, je kar precej, zato jih bom opisal na konkretnih primerih iz diplomskega dela. Najprej bom opisal usnje. Ta material sem uporabil pri sedežih v avtomobilu. Če začnem na začetku imamo pri materialu najprej možnost izbrati njegovo barvo. To lahko storimo, tako da v zavihku Diffuse kliknemo na pravokotnik poleg napisa Color. Prikaže se nam barvni krog, kot ga lahko vidimo v vseh programih nasplošno. Na ta način izberemo barvo. Če želimo, da je 3D model obarvan po naših željah in želimo, da ne vsebuje samo ene barve ampak kar celo bitno sliko z željeno graﬁko, potem kliknemo na šahovnico na desni strani vrstice.

Slika 32: Zavihek Diffuse, kjer izbiramo barvne vrednosti materiala

Program nam odpre okno, kjer izberemo vrsto teksture, ki jo bomo dodali materialu. V našem primeru sem dodal bitno sliko, zato sem izbral vrstico File. Odpre se novo okno, kjer lahko vpišemo pot do te bitne slike, barvni profil, barvno ravnovesje (Color balance) itd. Pripeto sliko si lahko tudi ogledamo, jo ponovno naložimo ali pa urejamo. Slika, ki sem jo pripel, vsebuje vzorec, ki je viden na pravem usnju v rdeči barvi. Tem bitnim slikam ponavadi rečemo texture, zato se celotna mapa imenuje Texture map. Pomembna stvar pri teksturni mapi je izbira pravega barvnega profila. Če imamo opravka s teksturo, ki bo dejansko prikazala barve, izberemo profil Linear sRGB.

Slika 33: Izbirno okno za upravljanje s teksturami (texture map)

Diplomsko delo

Druga stvar, ki smo ji dodali mapo, se nahaja v skupini Lom svetlobe (Refraction). V njej najdemo zavihek Glossiness, ki vpliva na sijajnost materiala. Ker je usnje precej zgubano, tudi sijajnost ni povsod enaka. Zato smo na isti način dodali še drugo mapo imenovano Gloss map. Vzorec je identičen vzorcu na teksturni mapi, le da ne vsebuje barve, temveč sivinsko lestvico, ki jo program prepozna kot različne vrednosti sijaja. Kjer je slika temnejša, tam bo sijal manj kot na svetlejših mestih. V tem primeru pa je ključnega pomena, da v barvnem proﬁlu izberemo Use default Input Proﬁle.

Slika 34: Podskupina Refraction, kjer določamo lastnosti loma svetlobe.

Slika 35: Izbirno okno za upravljanje s teksturami (Gloss map)

Zadnja mapa, ki sem jo uporabil v tem primeru, je prej omenjena Bump mapa. Njena naloga je ustvariti ploskovno reliefnost, kar smo dosegli s pomočjo teksture. Način je podoben kot pri Gloss mapi, le da se pri temnejših vrednostih na teksturi izrišejo večje reliefne razlike kot pri svetlejših vrednostih. Tudi v tem primeru moramo izbrati isti barvni proﬁl kot pri Gloss mapi.

Slika 36: Podskupina Bump, kjer določamo vrednosti nagubanosti površine

Diplomsko delo

Slika 37: Izbirno okno za upravljanje s teksturami (Bump map)

Ustvarjanje bitnih slik pa ni edini način za dosego na primer reliefnih razlik na površini objekta. Objektu lahko to lastnost dodamo tudi z vgrajenim programskim vmesnikom, ki ustvari naključno bump mapo. Pri ustvarjanu takih Bump map imamo na voljo nekaj različnih prednastavljenih vrst, katere pa lahko še dodatno spreminjamo s nižanjem ali višanjem hrupa (noise), nasičenostjo, različnimi vzorci itd. Bistvo tega principa ustvarjanja bump map je v tem, da dobimo nepovezano reliefno obliko, ki deluje bolj realno in naravno. Ta način sem uporabil pri materialu armaturne plošče v avtu.

Slika 38: Ustvarjanje naključne bump mape

Postopek ustvarjanja in apliciranja materialov se je nato na podoben način nadaljeval. Vseh objektov v sceni je precej, zato lahko enostavno rečem, da je bilo delo precej dolgotrajno, dodaten problem pri tem delu pa je tudi to, da od oblikovalca po mojem mnenju zahteva najmanj ustvarjalnosti v celotnem procesu.

Diplomsko delo

4.2.3.2 Dodajanje svetlobnih virov V tem poglavju bom opisal še zadnjo stopnjo v postopku, in sicer izdelavo končnega 3D izrisa ustvarjene scene. V naši sceni imamo pripravljeno in dokončano vse, kar želimo, da Mental Ray izriše. Imamo objekte z materiali, kamere in sceno. Pa vendar potrebujemo še en element in to je vir svetlobe. Brez nje bi bila slika tako kot v realnosti črna. Vrst svetlobe oz. objektov, ki svetlobo oddajajo, je več. Od osnovnih: Area light, Point light, Directional light itd, pa do bolj kompleksnih: Sun and Sky, Image Base Lightning (IBL). Splošno je znano, da lahko dosežemo najboljše rezultate z načinom IBL, še bolje pa se izkaže uporaba IBL-a in ene izmed osnovnih luči. V našem primeru smo uporabili IBL + directional light. IBL ne deluje kot običajna luč, temveč deluje s pomočjo 360º panoramske fotografije, ki mora biti posneta v 32-bitnem načinu, kar pomeni, da vsebuje veliko več barvnih informacij, kot jih vsebujejo npr. 8-bitne fotografije, ki so v domači uporabi največkrat uporabljene. To fotografijo apliciramo na 3D kroglo, ki jo progam sam ustvari. Tako dobimo navidezno okolje, v katerega lahko postavimo sceno. Fotografija služi za pridobivanje svetlobe, ki jo Mental ray pridobi iz barvnih informacij fotografije. Dodatna dobra lastnost IBL-a je tudi to, da se fotografija vidi tudi na odsevih materialov, ki so v sceni. Tako dobimo zelo realen izris že v samem začetku izrisovanja. Tudi sence so zelo realne, saj so njihovi prehodi zelo mehki. Problem s senčenjem nastane, če je na fotografiji vidna direktna svetloba, medtem ko so na izrisu sence mehke namesto ostre. V tem primeru pa lahko sceni dodamo še usmerjeno luč, ki odpravi ta problem.

Slika 39: Image Based Lightning (IBL), ki se uporablja za osvetlitev scene

Princip uporabe IBL-a je preprost, vseeno pa je potrebno poznati kar nekaj njenih parametrov, če želimo doseči dober izris v željenem času. Če pa IBL-u dodamo še usmerjeno svetlobo, je potrebno poznati še parametre le-te. Tako moramo luč postaviti na pravilno mesto, ji določiti pravilno moč oz. intenziteto, pravilno barvo, realne sence itd.

Diplomsko delo

Na spletu obstaja zelo uporaben brezplačen program, ki vse to naredi sam. Imenuje se sIBL (smart IBL), izdelalo ga je podjetje hdrlabs (www.hdrlabs.com). Program je zasnovan tako, da ima že prednastavljene vse parametre, ki so pomembni, uporabnik pa samo izbere motiv slike, za katero želi, da se jo vidi v ozadju. Na ta način lahko samo z nekaj kliki dosežemo okoli 60% kakovosti izrisa, ki smo si ga zadali. Govorim seveda o fotorealističnem izrisu. Ostalih 40% pa lahko dosežemo z ročnim nastavljanjem.

Slika 40: Uporabniški vmesnik programa sIBL GUI 4.

S tem zadnjim dejanjem se je končno lahko začel postopek izrisovanja. Za boljšo kakovost slik in svetlobe sem uporabljal možnost Global Illumination, ki poskrbi, da se svetlobni žarki odbijajo po prostoru. Za glajenje robov sem uporabil način Adaptive sampling. To sta dve funkciji, ki sem ju vedno uporabil, z ostalimi pa sem eksperimentiral, saj sem ustvaril več različnih izrisov, ki so potrebovali drugačne nastavitve. Vsi izrisi so bili ustvarjeni v formatu *.exr (32 bit), njihove dimenzije pa so 4.000 x 4000 pikslov. Vsak končni izris je sestavljen iz večih t.i. izrisnih elementov (render element), kot so: Ambient occlusion, Reﬂections, Refractions, Matte, Zdepth. Uporabil sem jih v postprodukciji, in sicer zaradi večjega nadzora nad reﬂeksijami, senčenjem in podobnim. Končni izrisi so vidni na naslednjih straneh.

Diplomsko delo

Slika 41: Končni izris 1

Slika 42: Končni izris 2

Slika 43: Končni izris 3

Diplomsko delo

Slika 44: KonÄ?ni izris 4

Slika 45: KonÄ?ni izris robotske roke

Diplomsko delo

4.3 POVEZLJIVOST MED PROGRAMI Kot sem že omenil, je največji problem pri prenašanju datotek s 3D grafično vsebino potencialna nezmožnost pravilne prepoznave 3D objekta v drugem programu. Če primerjamo npr. odpiranje slikovnih datotek končnice .tiff, .jpeg, .gif vemo, da lahko te datoteke odpremo v vseh mogočih programih za urejanje in ogled slik. Ti formati so postali standard, zato so programi prirejeni za učinkovit ogled le-teh. Pri 3D modeliranju pa je stvar drugačna. Končni produkt, ki ga lahko ustvarimo z 3D grafičnim programom, je lahko bitna slika ali video animacija. Ti dve stvari lahko odpremo v vsakem, za to namenjenem programu. Da pa do končnega produkta sploh lahko pridemo, moramo v 3D grafičnem programu (npr. Maya) najprej ustvariti t.i. sceno. Scena je ponavadi sestavljena iz osvetlitve ter 3D objekta ali večih objektov, ki imajo različne lastnosti glede tekstur, premikanja po prostoru in različne materiale. Najbolj priporočljivo je seveda celotno sceno ustvariti v enem programu ter v tem istem programu ustvari tudi končni produkt, saj nam to omogoča najbolj transparentno delo. Na žalost pa se velikokrat pojavi potreba po uporabi dodatnih programov, ki so bolj specializirani za določeno delo, in sicer dodajanje končnih detajlov (Zbrush), texturiranje (Mari), Renderiranje (Vray), Retopologiranje (Topo gun), Animiranje (Match mover), itd. In če torej želimo našemu 3D objektu, ki smo ga ustvarili npr. v Mayi, dodati teksture ali retopologirati njegovo mrežo, ga moramo izvoziti iz programa v določenem formatu, ki ga prepoznajo ti programi. Največkrat se uporablja format .obj (=object), ki je postal standard pri 3D grafičnih programih. Vendar pa se pri izvažanju/uvažanju .obj datotek nemalokrat pojavijo problemi, kot so na primer to, da je uvožen objekt v drugem programu v prostor drugače postavljen kot v originalu. Objekt je lahko tudi večji oz. manjši. Spremenjena je lahko tudi topologija mreže (namesto prvotnih kvadratov se pojavijo trikotniki). Obj format ni zmožen prenesti informacij o teksturah in materialih, zato je le-te potrebno v drugem programu ponovno dodati. Pri uvažanju .obj datotek imamo lahko probleme z normali (t.j. vektor, ki je pravokoten na površino objekta oziroma v primeru ovalne površine pravokoten na tangento površine objekta in prikazuje usmerjenost ploskve v prostoru), saj so lahko napačno obrnjeni ali pa zaklenjeni. Na vse te in še nekatere probleme moramo biti pozorni tudi pri poteku izvažanja objekta, zato moramo dobro pregledati izvozne/uvozne nastavitve. Omenil bi tudi to, da mora biti uporabnik zelo dosleden ter sproti urejati in logično poimenovati datoteke, ki so del neke scene, saj je lahko v nasprotnem primeru kaj hitro priča precejšnji zmedi, kar pa zelo oteži ustvarjalni potek dela. Če želimo torej del scene oziroma 3D objekt nadgraditi, nam je vseeno v veliko pomoč format .obj. Kaj pa se zgodi, če želimo celotno sceno, ustvarjeno v Mayi, odpreti v katerem drugem 3D grafičnem programu (Autodesk 3ds Max, Blender, Cinema 4d)? Podjetje Autodesk je v tem primeru lastnik zanimive in precej uporabne rešitve, imenovane FBX. Gre za vrsto datoteke, ki se uporablja za povezovanje dela med različnimi 3D grafičnimi programi. Izdelalo ga je podjetje Kaydara. Fbx je zamenjava prejšnega formata Filmbox 1.0 (*.FLM), ki je omogočal zajem podatkov

Diplomsko delo

za gibanje iz naprav za zajemanje gibanja. Leta 1996 so izdelali novo verzijo formata datotek FiLMBOX 1.5 (FBX), ki poleg hranjenja podatkov o gibanju hrani tudi 2D, 3D, avdio in video podatke. FBX format je najprej podpiral SoftImage 3D, Alias|Wavefront PowerAnimator, Newtek LightWave ter Kinetix 3D Studio MAX. Čez čas je vedno več programov podpiralo format *.fbx, FiLMBOX pa se je leta 2002 z verzijo 4.0 preimenoval v MotionBuilder. Leta 2004 je podjetje Alias|Wavefront kupilo podjetje Kaydara, Alias|Wavefront pa je nato leta 2006 pristalo v lasti podjetja Autodesk, ki je tako prevzel skrbništvo nad formatom *.fbx. Ta format sedaj podpirajo že vsi uveljavljeni plačljivi 3D graﬁčni programi, medtem ko je pri Blenderju trenutno omogočen le izvoz .fbx datotek, vendar pa programerji že zbirajo ideje za izdelavo uvoznika, ki naj bi bil vgrajen v naslednih verzijah programa. Na naslednjih straneh bom opisal postopke izvažanja in uvažanja 3D modela robotske roke, ki je del scene, ki sem jo predstavil pred tem. Izvažanje bo potekalo iz Maye, uvažanje pa v ostale tri opisane programe (3ds Max, Blender, ZBrush). Na Mayo sem se osredotočil zato, ker jo v praksi najbolj uporabljam. Razlog zakaj ne bom izvažal celotne scene, pa je v tem, da je scena preveč kompleksna in bi računalnik potreboval veliko časa, da bi končal proces. Zato sem se odločil zgolj za del scene, ki pa vsebuje vse potrebne elemente, ki so pomembni za odkrivanje učinkovitosti izvoza.

slika 46: Original robotske roke v Mayi 2012

Za vsak program bom izvozil en dokument .*obj ter en dokument .*fbx. Najprej bom opisal izvozno okno za vsak način izvoza, ter ju primerjal glede na zahtevnost.

Diplomsko delo

Obe datoteki bom nato uvozil v ostale tri programe, ter opisal dobre in slabe ugotovitve glede uvoženega objekta. Na koncu bom za lažjo predstavo izrisal še vrednostno tabelo, ki bo vključevala vse pomembne elemente. Tabeli pa bo sledil še kratek povzetek ugotovitev. 4.3.1 IZVOZNO OKNO FORMATA .*FBX Maya ima možnost izvoza datotek, shranjeno na lokaciji: ﬁle > export. S pritiskom na gumb 'export’ se nam odpre okno, ki smo ga vajeni praktično že iz vseh programov. Leva polovica okna je namenjena poimenovanju datoteke, določitve izvozne poti in določitve izvoznega formata. Druga polovica pogovornega okna pa je namenjena določitvi izvoznih lastnoti, ki se bodo izvozile iz originalne scene. Na voljo imamo tudi dve izbiri prednastavljenih nastavitev izvoza „Autodesk Media&Entertainment“ ter „Autodesk MotionBuilder“. Prva vsebuje nastavitve, ki naj bi predstavljale najboljše pogoje za osnovni animacijski potek dela. „MotionBuilder preset“ pa vsebuje skupek možnosti, ki se najbolje uporabljajo pri karakterni animaciji ob uporabi Maye in programa MotionBuilder.

Slika 47: Fbx izvozno okno (zavihek Preset)

Uporabnik ima tudi možnost lastne izbire izvoznih parametrov, ki jih bom v nadaljevanju na kratko opisal. Prvi zavihek se imenuje Include(vključi) in vsebuje naslednje zavihke: Geometry , Animation, Cameras, Lights ter Embed Media. Vsaka izmed teh skupin vsebuje označevalna okenca, s katerimi označimo, kako želimo, da se določena lastnost scene pretvori v format .*fbx.

Slika 48: Fbx izvozno okno (zavihek Geometry)

Diplomsko delo

Opisal bom nekaj takih okenc, ki so vključena v Autodesk Media&Entertainment. -Split per-vertex Normals: če vključimo to možnost, ločimo geometrijo točkovnih normalov, ki temeljijo na neprekinjenosti robov objekta. Točkovni normali determinirajo vizualno glajenje med robovi. S to možnostjo dosežemo to, da so robovi 3D objekta manj vidni -Smooth Mesh: omogoča izvoz originalne 3D mreže z atributi zglajene mreže (smooth mesh) -Triangulate: spremeni geometrijo mreže iz prvotnih kvadratov v trikotnike -Animation: omogoča izvoz animacije, ki je del scene -Deformed Models: omogoča možnost izvoza prepogibnih lastnosti objekta (Bend Shape) -Constraints: omogoča izvoz vseh konstrant (Constraint), s katerimi lahko vplivamo na premikanje enega ali več objektov v sceni oz. animaciji. Format .*fbx omogoča izvoz naslednjih konstrant: point, aim, Orient, Parent, IK Handle

Slika 49: Fbx izvozno okno

-Cameras: omogoča izvoz vseh kamer, ki jih vsebuje scena. Dodatek Maya FBX podpira izvoz nastavitev kamer, ne podpira pa izvoza nastavitev izrisovanja (render settings), ki so povezane s kamero, kar lahko spremeni rezultate izrisovanja -Lights: omogoča izvoz vseh luči oziroma virov svetlobe v sceni. Dodatek Maya FBX izvozi in konvertira različne tipe luči, da zagotovi optimalno delovanje v vseh programih. FBX podpira standardno točkovno luč (point light), reﬂektor (spot light) in usmerjeno luč (directional light) -Units: omogoča vpogled v faktor pretvorbe, ki jo uporablja dodatek ter omoča spreminjanje konverzacijskih enot Automatic option: omogoča avtomatično določanje merskih enot in ujemanje merskih enot originalne datoteke z gostiteljskim programom, kar onemogoči nerazumljivo mersko odstopanje pretvorjene scene z originalno sceno -Information: omogoča preverbo verzije pretvornika, ki ga uporabljamo, hkrati pa sta nam ponujena tudi dostop do posodobitev dodatka ter pomoč pri uporabi dodatka

Slika 50: Fbx izvozno okno

Diplomsko delo

4.3.2 SPLOŠNI VTIS GLEDE IZVOZNEGA OKNA FORMATA FBX ZA: Pogovorno okno za izvoz formata .*fbx nedvomno ponuja veliko možnosti pri izvozu 3D objekta. Zavihki so lepo urejeni pri tem, so zgornji bolj pomembni za dober rezultat pri izvažanju kot spodnji. Podobna hierarhija glede pomembnosti je vidna tudi znotraj zavihkov. Druga dobra lastnost tega pogovornega okna so tudi prednastavljene lastnosti Autodesk Media&Entertainment ter Autodesk MotionBuilder, ki omogočajo neizkušenemu uporabniku dokaj kakovosten in hiter izvoz objektov. Seveda pa vsi izkušenejši 3D graﬁčni oblikovalci vedo, da nikoli ne moreš biti povsem prepričan, kako se bo izvoz končal oziroma kako bo izgledal uvoženi objekt. PROTI: Čeprav je veliko možnosti pri izvažanju objektov dobra lastnost tega dodatka, pa je tak način vseeno precej težaven za neizkušene uporabnike. Kot sem že omenil, ima uporabnik možnost izbora prednastavljenih lastnosti, vendar lahko v tem primeru le upa na to, da se bo izvoz uspešno končal. Pogrešam tudi enostaven priročnik, ki bi začetnikom poenostavljeno opisal vse pomembne funkcije izvoznega okna. Izgled: Zahtevnost uporabe Dostopnost priročnikov: Urejenost funkcij: Možnosti izvoza: Preglednica 1: Ocenjevanje področij pri izvažanju formata *.fbx

4.3.3 IZVOZNO OKNO FORMATA .*OBJ Format *.obj je najbolj uporabljen format v svetu 3D modeliranja. Kot sem omenil, bom robotsko roko izvozil tudi v tem formatu. Pred tem pa bi rad predstavil izvozno pogovorno okno le-tega in ga primerjal z prej opisanim fbx.

Slika 51: Obj izvozno okno

Diplomsko delo

Prva stvar, ki jo lahko opazimo, je precej manj izbire pri izvoznih nastavitvah. Uporabnik ima zgolj možnost izbire ali bo nek zelo osnoven atribut objekta (npr. materiali) izvozil skupaj z objektom ali ne. Okno nima nobenih podskupin in deluje precej bolj prijazno in enostavno za uporabo. Kako je z njegovo uporabnostjo, pa bomo videli v praksi. 4.3.4 SPLOŠNI VTIS GLEDE IZVOZNEGA OKNA FORMATA OBJ ZA: Izvozno okno deluje zelo pregledno in enostavno za uporabo. Uporabnik ima na izbiro najosnovnejše možnosti izvoza, ki glede na to, koliko časa se ta format datotek že uporablja, povsem zadoščajo. Na voljo je tudi precej več priročnikov in navodil za boljše razumevanje izvoznih možnosti. PROTI: Samo na podlagi izgleda je težko določiti splošno oceno izvoznega okna. Kar se tiče izgleda in enostavnosti tako ni ničesar, kar bi človek pogrešal na prvi pogled. Izgled: Zahtevnost uporabe Dostopnost priročnikov: Urejenost funkcij: Možnosti izvoza: Preglednica 2: Ocenjevanje področij pri izvažanju formata *.obj

4.3.5 IZVOZ ROBOTSKE ROKE V FORMATU *.OBJ IN *.FBX Najprej bom izvozil robotsko roko iz prej opisane scene. Ta 3D model vsebuje materiale, mrežo, teksturno mapo in t.i. okostje, namenjeno animaciji, tako da bom najprej primerjal čas, ki ga vsak način izvoza potrebuje. Glede na kompleksnost modela lahko pričakujemo čas okoli 30 sekund. Pozoren bom tudi na morebitne napake pri izvažanju materialov in tekstur. Izvažal bom s privzetimi nastavitvami in zapisal morebitne spremembe, ki bodo nujne za pravilen izvoz objektov. Izvoz se je končal. Najprej bi rad omenil čas, ki je bil potreben za izvoz obh datotek. Izvoz formata *.obj je trajal 8 sekund, medtem ko je izvoz formata *.fbx trajal 14 sekund, torej skoraj enkrat dlje. Razlog za to je verjetno posledica večih možnosti izvoza, ki jih mora program izvoziti oz. vsaj pregledati. V tem primeru sta oba časa zelo kratka, problem pa bi lahko nastal ob kompleksnejših objektih ali scenah. Dejavnik, ki bi lahko upočasnil izvoz, je tudi strojna oprema. Druga pomembna informacija pri izvozih so morebitne napake v postopku. Izvoz v format *.obj ni javil napake niti glede materialov, ki so bili aplicirani na objekt. Kot sem že omenil, sem v sceni uporabljal posebne Mental ray materiale Mia_metallic paint x. Ali se bodo materiali prenesli tudi v drug program, bomo videli pri izvozu. Izvoz v format *.fbx pa je javil dve napaki. Prva je javila nezmožnost izvoza materiala. V opisu napake je zapisano tudi, da bo ta material zamenjan s privzetim materialom Lambert v sivi barvi. Slika prve napake sledi na naslednji strani.

Diplomsko delo

Slika 52: Pogovorno okno, ki opisuje prvo napako pri izvozu

Druga napaka, ki jo opisuje program, je vezana na animacijsko lastnost 3D modela, saj objekt vsebuje t.i. okostje (skeleton), ki je namenjeno animiranju objekta s pomočjo t.i. omejitev (constraints). To so lastnosti nekega objekta, ki omogočajo kontrolirano manipulacijo objekta v 3D prostoru.

Slika 53: Pogovorno okno, ki opisuje drugo napako pri izvozu

Program nam predlaga tudi dve možnosti za rešitev tega problema. Prva možnost je, da v izvoznem oknu omogočimo izvoz Omejitev (File Type Speciﬁc Options > Include > Animation > Constraints). Druga možnost pa je, da zapečemo animacijske možnosti pred izvozom. Izbral sem prvo možnost, ki je zadostovala za rešitev problema. V spodnjem delu okna program izpiše tudi pot do tekstovne datoke, v kateri so zapisane vse pomembne informacije. IZVOZ V *.OBJ

Čas izvoza: Velikost datoteke: Možnost izvoza materialov: Možnost izvoza tekstur: Možnost izvoza luči: Možnost izvoza kamer: Možnost izvoza animacij:

IZVOZ V *.FBX

8 sekund 9.69 MB DA DA NE NE NE

Čas izvoza: Velikost datoteke: Možnost izvoza materialov Možnost izvoza tekstur: Možnost izvoza luči: Možnost izvoza kamer: Možnost izvoza animacij:

14 sekund 1.92 MB DA DA DA DA DA

Preglednica 3: Primerjava področij pri izvažanju formata *.obj in *.fbx

Časovno je *.obj veliko boljša rešitev, vendar pa je velikost datoteke skoraj 5x večja od datoteke *.fbx. Fbx omogoča tudi več možnosti izvoza, ki lahko začetnika odvrnejo od uporabe, vendar pa obenem nudi tudi natančno pomoč pri odpravi morebitnih napak.

Diplomsko delo

4.3.6 UVOZ ROBOTSKE ROKE V FORMATU *.OBJ IN *.FBX V 3DS MAX 2012

Prvi program, v katerega bom izvozil objekt robotske roke, bo Autodeskov 3ds MAX 2012.Glede na to, da je izvozni dodatek FBX v lasti Autodeska, bi moral biti uvoz v ta program najbolj kvaliteten. Najprej sem uvozil format *.fbx. Pred uvozom nam program predstavi uvozne možnosti in kratek opis lastnosti uvoženega objekta.

Slika 54: Uvozne možnosti v programu 3ds MAX 2012

Zavihki so identični, kot smo jih srečali pri izvozu, tako da se nisem poglobil v vse podrobnosti. Uvoz je trajal malenkost dlje kot izvoz in sicer 20 sekund. Prva stvar, ki sem jo opazil, je bil drug material na robotu. Na to sem bil opozorjen, zato sem lahko ta pojav tudi pričakoval. Kakovost modela oziroma njene mreže se ni spremenila popolnoma nič. Poligoni so torej popolnoma pripravljeni na nadaljno obdelavo.

Slika 55: Uvožen model robota v 3ds MAX 2012 (format *.fbx)

Uvozilo se je tudi prej omenjeno okostje, tako da ima objekt tudi možnost animacije. Imena posameznih delov robota so ostala nespremenjena, uspešno se je prenesla tudi tekstura. Splošna kakovost uvoza je torej odlična, pogrešam le material, ki sem ga ustvaril v Mayi.Glede na to, da mi pri izvozu v format *.obj ni javilo nobene napake v tem kontekstu, lahko pričakujemo, da se bo prenesel tudi ustrezen material.

Diplomsko delo

Začel sem torej s postopkom uvoza formata *.obj. Najprej lahko opazimo uvozno pogovorno okno formata *.obj. Ta deluje, podobno kot pri izvozu, nekoliko lažje berljiv in enostavnejši kot tisti pri uvozu *.fbx. Na spodnji sliki lahko opazimo štiri možnosti, ki nam jih program ponuja za posamezne dele robota. Pod njimi so ti deli tudi zapisani in obkljukani. V primeru, da nečesa ne želimo uvoziti, izbiro enostavno odkljukamo. Na desni strani imamo možnosti glede uvoza Geomterij, Normalov in Materialov. Izberemo lahko tudi velikost in metrično enoto novega objekta.

Slika 56: Uvozne možnosti v programu 3ds MAX 2012 (format *.obj

Z nastavitvami, kot so prikazane na sliki, sem nato začel postopek uvoza. Tokrat se je objekt uvozil hitreje, in sicer v 9 sekundah. Prva stvar, ki sem jo v tem primeru opazil, pa je bil zelo čuden izgled robota. Objekt je izgledal votlo in nisem vedel, v čem bi bil problem. Po krajšem premisleku sem ugotovil, da so za problem krivi normali, ki so bili narobe obrnjeni. Kot lahko vidite v uvoznem oknu, je okno Flip normals v skupini Geometry, obkljukano. Drug problem, ki sem ga zasledil, pa je ta, da je robot sestavljen iz trikotnikov in ne iz kvadratov, kot je bil v originalu. Slika uvoženega modela sledi na naslednji strani.

Diplomsko delo

Slika 57: Uvožen model robota v 3ds MAX 2012 (format *.obj)

Razlog za ta problem je v tem, da je v uvoznem oknu odkljukano Retriangulate Polygons. Naj omenim, da sem potreboval kar nekaj časa, da sem ta dva razloga odkril. Sedaj, ko sta obe okni pravilno označeni, je tudi izvoz pravilen.

Slika 58: Uvožen model robota v 3ds MAX 2012 (format *.obj) - napake odpravljene

Vseeno nisem popolna zadovoljen z rezultatom, saj kot lahko vidimo vsebuje model drug material kot v originalu, in sicer material Lambert. Očitno se materiala ne da izvoziti med programi. To bi delovalo le z enostavnejšimi materiali. Razlog je v tem, da so materiali, pisani za MentalRay (Maya), drugačni od MentalRay materialov za 3ds Max, tako da pretvorba med temi materiali ni mogoča. Če se torej odločimo za izdelavo končnih materialov, moramo biti prepričani, da bomo v istem programu kot so materiali, izdelali tudi končni render. Podobno bi lahko rekli tudi za viri svetlobe in kamero v scenah.

Ostali elementi so se sicer lepo uvozili, tako da lahko objekt naprej obdelujemo. Okostje se ni uvozilo, kar je bilo sicer pričakovano, saj obj izvoznik nima te možnosti, vendar bi nas lahko, po mojem mnenju, na to vseeno opozoril. UVOZ *.OBJ (v 3ds MAX 2012)

Čas uvoza: Zahtevnost uvoza Problemi pri uvozu Kakovost materialov Izgled objekta Ločeni elementi DA Ohranjeni materiali NE

UVOZ *.FBX (v 3ds MAX 2012)

9 sekund

Čas izvoza:

20 sekund

Zahtevnost uvoza Problemi pri uvozu Kakovost materialov Izgled objekta Ločeni elementi DA Ohranjeni materiali NE

Preglednica 4: Primerjava področij pri uvažanju formata *.obj in *.fbx v 3ds Max 2012

Glede hitrosti se ponovno bolje obnese *.obj, vsi drugi paramateri pa kažejo v prid *.fbx. Vidi se, da si Maya in 3ds max delita ta izvozni program, zato se vse izvozne informacije ohranijo in se nato uspešno uvozijo. Pri uvozu *.obj smo morali popravljati uvozne nastavitve, medtem ko je pri *.fbx vse uspelo v prvem poizkusu. 4.3.7 UVOZ ROBOTSKE ROKE V FORMATU *.OBJ IN *.DAE V BLENDER 2.64A

V tem poglavju bom opisal izkušnjo uvoza modela robotske roke v program Blender. Da bi bili rezultati čim bolj realni, sem uporabljal najnovejšo verzijo Blenderja. Najprej sem želel uvoziti datoteko *.fbx, vendar sem opazil, da v oknu import ta format ne obstaja. Glede na razširjenost formata se mi je zdelo to čudno, zato sem prebrskal spletna mesta na to temo in ugotovil, da uvoz formata *.fbx dejansko ni mogoč. Kje iskati krivce za to, ni mogoče uganiti. Zato sem iskal alternativo temu formatu in v Mayi opazil možnost izvoza formata *.dae (collada). Vendar tudi v tem primeru ni šlo brez problemov. Program mi je namreč javil precej napak, ki jih na prvi pogled nisem razumel.

Slika 59: Prikaz napake pri izvozu v format *.dae

Zato sem ponovno prebrskal splet glede te napake in ugotovil, da je problem v Mayinem izvozniku, ter da potrebujem dodaten izvoznik imenovan OpenCollada.

Diplomsko delo

Vendar se problemi tukaj še niso končali. Pred namestitvijo tega dodatka sem ugotovil, da podpira le starejše verzije programa Maya. Glede na to, da uporabljam Mayo 2012, na trgu pa je pol leta že Maya 2013, se mi zdi to nedopustno. V upanju, da bom vseeno uspel najti rešitev za moj problem, sem naslednjih nekaj ur namenil temu, vendar neuspešno. Zaključiti moram z ugotovitvijo, da uvoz formata *.fbx v Blender do sedaj še ni mogoč. Naslednji korak je bil uvoz formata *.obj. Uvoz se je končal izjemno hitro, in sicer v zgolj 6 sekundah. Prva stvar, ki sem jo tokrat opazil, pa je bilo to, da objekt ni vseboval vseh elementov.

Slika 60: Manjkajoči elementi objekta po uvozu *.obj formata

Na sliki lahko opazimo, da objektu manjka spodnji del in cilinder. Konkretnega razloga za ta problem nisem mogel ugotoviti, vsaj ne predno sem ponovil postopek. Ker se je v 3ds MAX-u model lepo uvozil, sem sklepal, da ni bil problem v izvozu, temveč bolj v uvozu v Blender. Uvoz sem ponovil in opazil, da se je napaka ponovila. Druga razlaga za ta problem je bila torej slab izvoz objekta. Kar pa bi bilo čudno, saj mi program ni javil napake ob izvozu. Ta postopek sem se odločil ponoviti. Še enkrat sem pregledal izvozne nastavitve, vendar nisem opazil nastavitve, ki bi lahko povzročala problem. Ko je bil postopek končan, mi program napak ni javil. Datoteko sem uvozil v Blender. Tokrat se je uvoz uspešno zaključil. Vsi elementi so vidni in vsakega je moč naprej modelirati. Imena so ostala ista, prav tako njihova hierarhija. Kot sem že omenil, omogoča format *.obj le izvoz geometrije modela in materiale, zato se okostje ni preneslo. Originalni material je Blender zamenjal z nekoliko bolj svetlečim materialom od Lamberta imenovanim Blinn.

Slika 61: Uvoz se je v tretjem poizkusu uspešno zaključil

Diplomsko delo

UVOZ *.OBJ (v Blender 2.64a)

Čas uvoza:

UVOZ *.DAE (v Blender 2.64a)

6 sekund

Zahtevnost uvoza Problemi pri uvozu Kakovost materialov Izgled objekta Ločeni elementi DA Ohranjeni materiali NE

Čas izvoza:

Uvoz ni uspel

Zahtevnost uvoza Problemi pri uvozu Kakovost materialov Izgled objekta Ločeni elementi / Ohranjeni materiali NE

Preglednica 5: Primerjava področij pri uvažanju formata *.obj in *.fbx v Blender 2.64a

V tem primeru na vem, nad čim sem bolj razočaran: nad Blenderjem, ki ne omogoča uvoza FBX datotek, ali pa nad formatom *.obj, ki ne javlja napak pri izvozu. Obstaja možnost, da je za slab uvoz kriv tudi Blender. Dokler se stvari na področju uvoza ne bodo uredile, bo po mojem mnenju Blender težko sledil konkurenci. 4.3.8 UVOZ ROBOTSKE ROKE V FORMATU *.OBJ IN *.MA V ZBRUSH 4V4 Nazadnje bom opisal izkušnjo uvoza modela robotske roke v program za digitalno kiparjenje Zbush. Da bi bili rezultati čim bolj realni, sem ponovno uporabljal najnovejšo verzijo Zbrush-a. Najprej sem želel preizkusiti uvoz formata *.fbx, vendar, sem opazil, da Zbrush ne podpira tega formata. Kot sem to že storil v Blenderju sem tudi tokrat poiskal alternativo temu. Zbrush omogoča uvoz kar celotne Mayine scene (*.ma), zato sem se odločil za slednjo možnost. Prednost tega je, da ni potrebno predhodno izvoziti določenega objekta, ampak lahko kar shranjeno sceno namesto v Mayi odpreš v Zbrushu, kar zmanjša možnost napak pri izvozu. Vseeno prvi poizkus uvoza ni uspel brez napake. Zbrush je namreč zaznal, da je model sestavljen iz t.i. n-gonov (površina z več kot štirimi stranicami) in sporočil, da je operacija zaključena.

Slika 62: Napaka pri uvozu v Zbrush

To napako sem uspel hitro popraviti v Mayi, ponovil postopek in uvoz je bil uspešen. .

Diplomsko delo

Slika 63: Uspešno uvožen model robota v ZBrush

Prva stvar, ki sem jo opazil je bil drugačen material. Tudi v tem primeru se material ni prenesel, čeprav gre za originalno Mayino sceno, temveč se je spremenil v privzet material, ki po videzu spominja na glino. Model je tako pripravljen na obdelavo oz. digitalno kiparjenje, kar predstavlja nekoliko drugačen način modeliranja. Zelo pomemben dejavnik pa je dejstvo, da je iz večih elementov nastal en sam element, tako da posameznih delov ni mogoče več ločiti. Če bi želeli samostojnost delov ohraniti, bi morali izvoziti oz. shraniti vsakega posebej in tudi vsakega posebej uvoziti v ZBrush. Drugih problemov glede prvega izvoza nisem zasledil. . uvozu formata *.obj z nepravilnimi liki ni bilo več problema, saj sem ponovil Pri postopek izvoza. Uvoz je trajal zgolj 3 sekunde, kar je verjetno posledica tega, da ZBrush združi vse elemente modela v en element. Izgled robota je bil identičen prejšnemu izgledu, torej brez napak in z rdečkastim materialom. Bi pa pri ZBrushu želel poudariti zelo uporabno funkcijo, imenovano GoZ. To je dodatek, ki ga je potrebno samo zagnati, uporablja pa se ga ravno za namene enostavnejšega izmenjevanja datotek med programi. (npr. Maya > ZBrush >Maya).

Slika 64: Ikona za zagon dodatka GoZ (v Mayi)

Princip uporabe dodatka je zelo enostaven. V Mayi zmodeliramo nek objekt in ga s klikom na ikono GoZ avtomatično pošljemo v Zbrush, kjer ga lahko naprej obdelujemo in kasneje ponovno pošljemo v Mayo. Vse kar, ta dodatek naredi, je to, da izvozi objekt v format *.obj in ga odpre v ZBrushu. Na ta način se rešimo velike količine datotek in imen, ter prihranimo ogromno časa, porabljenega za izvoz in uvoz. Cel postopek se s pomočjo GoZ dodatka namreč konča v 10 sekundah.

Diplomsko delo

UVOZ *.OBJ (v Zbrush 4v4)

Čas uvoza: Zahtevnost uvoza Problemi pri uvozu Kakovost materialov Izgled objekta Ločeni elementi NE Ohranjeni materiali NE

UVOZ *.MA (v Zbrush 4v4)

3 sekunde

Čas izvoza:

3 sekunde

Zahtevnost uvoza Problemi pri uvozu Kakovost materialov Izgled objekta Ločeni elementi NE Ohranjeni materiali NE

Preglednica 6: Primerjava področij pri uvažanju formata *.obj in *.fbx v Blender 2.64a

V tem primeru je bil splošni občutek dober, saj nisem naletel na velike probleme, temveč samo na enega. Program me je lepo opozoril na napako in sem jo lahko zelo hitro odpravil. Izvažanje vsakega elementa je lahko malenkost daljše opravilo, vendar postane to opravilo s pomočjo dodatka GoZ zelo enostavno in hitro.

Diplomsko delo

5 ZAKLJUČEK IN RAZPRAVA Kot sem uvodoma zapisal, je svet 3D grafičnega oblikovanja precej nov in zato marsikomu neznan. Osebno zato v njem vidim prihodnost, znanje 3D modeliranja pa mi predstavlja pomembno referenco v tekmi za delovna mesta, saj je 2D grafičnih oblikovalcev kar nekajkrat več. Konkurenca pa je zato tudi temu primerna. Zaenkrat je postopek modeliranja in renderiranja še precej zahteven, vendar pričakujem, da se bo to v prihodnosti spremenilo oz. se že spreminja. Lep primer je Googlov program Sketch up, ki je zelo enostaven za uporabo in kljub sicer ne velikim možnostim oblikovanja omogoča izdelavo zelo kakovostnih 3D izrisov, seveda v povezavi z izrisovalnikom Vray. Poenostavljenosti se osebno precej veselim, saj je v postopku modeliranja in renderiranja še vedno ogromno del, za katere porabimo precej časa. Eden takih je postopek mapiranja objektov, ki je že precej poenostavljen. Po drugi strani pa se poenostavljenosti malce bojim, saj se s tem poveča število uporabnikov in posledično konkurenca. Vendar je na srečo pri oblikovanju pomemben faktor tudi posameznikova ustvarjalnost in njegova volja, da se izobražuje skozi celo življenje. Prepričan sem, da bodo ustvarjalci programov v prihodnosti uspeli izdelati tudi rešitev problema povezljivosti med programi, saj so že sedaj vidni poskusi v tem smislu. Lep primer je Autodeskov dodatek fbx exporter, vendar je v tej smeri definitivno še veliko prostora za izboljšave. V bližnji prihodnosti sam vidim format datotek, ki bo skupen za vse programe, med katerimi bo prenašanje objektov in materialov zelo poenostavljeno in bo res služilo samo svojemu namenu, tako da se bo lahko oblikovalec posvetil samo svojemu delu in se hkrati izognil uram predhodnjega izobraževanja in brskanja po internetu. Pozdravljam tudi programsko rešitev, ki jo lahko opazimo v programu Zbrush, imenovano GoZ in sama poskrbi ne samo za izvoz objekta v formatu *.obj, temveč tudi za uvoz v drug program in obratno. Pomanjkljivost vidim le v tem, da program Zbrush ni zmožen pretvoriti morebitnih n-kotnikov na objektu v kvadrate oz. trikotnike. Zaključil bi torej lahko, da vidim v prihodnosti veliko izboljšav programov za 3D grafično oblikovanje ter izboljšano sodelovanje med njimi oz. tudi med proizvajalci samimi.

Diplomsko delo

6 LITERATURA 1. MACHINIMART - Maya vs. 3ds Max [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://machinimart.com/maya-vs-3ds-max/ > 2. CGSOCIETY - Comparison of 3D tools [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: <http://wiki.cgsociety.org/index.php/Comparison_of_3d_tools > 3. TDT 3D - The 3D softwares comparisons table - 2007 edition : updated on 2008-03-27 [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://www.tdt3d.be/articles_viewer.php?art_id=99 > 4. THE TECHLABS - Blender 3D animation software review [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012].Dostopno na svetovnem spletu: <http://www.thetechlabs.com/tech-news/reviews/blender-3d-software/> 5. 3D BUZZ- Thread: Zbrush vs Maya [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: <http://www.3dbuzz.com/vbforum/showthread.php?151954-Zbrush-vs-Maya > 6. YOUTUBE - Blender Obj importing scale problem [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://www.youtube.com/watch?v=bWtwT9Cf01k > 7. CGSOCIETY - FBX or COLLADA today [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: <http://forums.cgsociety.org/archive/index.php/t-970631.html> 8. FILEINFO - .DAE file extension [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: <http://www.fileinfo.com/extension/dae> 9. FILEINFO - .FBX file extension [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: <http://www.fileinfo.com/extension/fbx> 10. BLENDERARTISTS - Blender FBX importer [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://blenderartists.org/forum/showthread.php?249973-Blender-FBXImporter-Use-Case-Brainstorming> 11. AUTODESK FBX 2012 - Autodesk Maya FBX plug-in help [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://images.autodesk.com/adsk/files/maya_fbx_plugin_2012.pdf>

12. SCRIBD - Constraints & motion capture [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://www.scribd.com/doc/8365250/Maya-Constraints 13. COLLADA - Collada faq[dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://collada.org/mediawiki/index.php/COLLADA_FAQ > 14. COLLADA - Opencollada [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://collada.org/mediawiki/index.php/ColladaMaya_NextGen > 15. KHRONOS - Collada - digital asset schema release 1.4.1 [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://www.khronos.org/ďŹ les/collada_spec_1_4.pdf > 16. PIXLOGIC - Go ZBrush [dostopno na daljavo] [citirano 10. 9. 2012]. Dostopno na svetovnem spletu: <http://www.pixologic.com/zbrush/features/GoZBrush/>