12.08.2019

Криейтив Старт: Какво е нужно за да бъдеш 3D моделър?

12.08.2019

Криейтив Старт: Какво е нужно за да бъдеш 3D моделър?

Здравейте и добре дошли във втората статия от поредицата Creative Startпътеводителят за вашите първи стъпки в криейтив индустрията! В рамките на Пътеводителя ще намерите систематизирана информация и съвети по теми, важни за всеки начинаещ.

Статиите от серията Криейтив Старт ще излизат регулярно като някои от тях са вече избрани като теми, но тъй като целта е да извлечете максимална полза от тях, дискусията е отворена и насочена към вас като читатели.

Пишете ни на мейл info@cgzen.com или на фейсбук страницата на Cgzen с предложения за теми, които ви интересуват и смятате, че ще са ви полезни.

Въведение – Какво означава да бъдеш 3D моделър?

В първата статия от Creative Start ви запознахме с това как да подходите поетапно към създаването на своето портфолио. Представихме ви основните и най-важни моменти, на които да обърнете внимание. Говорихме си също така за това колко е важно да направите подробно проучване, преди изобщо да започнете работата по портфолиото си.

В тази статия ще обърнем внимание именно на една задължителна част от вашето проучване – да можете пълноценно да си отговорите на въпроса “Какво означава да бъдеш 3D моделър?

В първата част на статията ще си говорим предимно за основните видове технически умения на един 3D моделър и ще ви насочим кои от тях е задължително да усвоите, както и за какво биха ви били необходими останалите.

Във втората половина ще ви представим кратко и нагледно в ТАБЛИЦА основните 3D индустрии и съответно къде колко задължителни, важни или препоръчителни са техническите умения, с които вече сте се запознали в първата част.

Два важни въпроса.

Първите стъпки в света на 3D моделирането могат да бъдат объркващи. Съществува огромен избор от инструменти(софтуери), свързани с различни умения, измежду които трябва да се ориентирате. За да направите своя избор и за инструменти и за умения, то следва да сте избрали индустрията, в която искате да се реализирате. Нуждите за моделиране за холивудски филм например са различни от тези за моделиране на игра или пък за целите на индустриалния дизайн. Общото е, че все си говорим за 3D моделиране, но дори само, за да започнете да учите, е необходимо да имате общ поглед върху различните сфери на приложение и начини, по които се използва 3D моделирането.

Ще се опитаме да разплетем за вас тези първи стъпки. За целта има два въпроса, които трябва да зададем:

Кои са основните умения?

Тук става въпрос за основните умения, които е задължително да усвоите, за да бъдете какъвто и да е 3D артист. Това са умения, които ще ви се налага да използвате постоянно, независимо коя е индустрията, в сферата на която работите.

Кои са специфичните умения?

Тези умения са малко или повече специфични за дадена индустрия, а често и за конкретната позиция в рамките на тази индустрия. За да си отговорите кои са необходимите за вас специфични умения, трябва да добиете добра обща представа за сферите, в които можете да бъдете 3D моделър и със сигурност да проучите максимално подробно тази индустрия и позиция, която ви интересува.

Не можем да отговорим на тези два въпроса, без да знаем…

Първо – Кои са основните техники(уменията, за които говорим по-горе) за 3D моделиране.
Второ – Кои са индустриите, в които тези техники се използват и до колко са застъпени?

Основни техники на 3D моделиране.

  • Poly modeling / Архитектурно моделиране

    Поли моделингът е може би най-универсалната техника за моделиране. Името и идва от думата полигон. Това, което се разбира под поли моделинг е специфичният инструментариум, който даден софтуер ни предоставя за ръчно боравене с полигоните и техните съставни компоненти – vertex, edge и face.

    Този тип моделиране е често използван в архитектурното моделиране и е подходящ за работа с по-нисък детайл.

    Полигоните могат да бъдат триъгълни, четириъгълни или многоъгълни, както се вижда на долната картинка.

    При всички форми на 3D моделирането, винаги ще работим с полигони по някакъв начин. Това превръща поли моделингът в основно и задължително умение. Без да разбирате принципите на поли моделирането и операциите, които всяка 3d програма предлага (като например extrude, inset, bevel, bridge и т.н.), не бихте могли да продължите с останалите техники на моделиране.

    С достатъчен брой полигони можем да опишем всяка форма, но истината е, че поли моделирането е ефикасно за обекти, които са изградени предимно от плоски части (стени, прозорци, прости мебели ). Много по-трудно ще е да създадем комплексен модел с гладки извити повърхности и вариативни ръбове като например модел на автомобил. Ще е нужно да усвоим един от следващите подходи.

  • Sub-D Modeling

    Sub-Division modeling е един от начините за получаване на високо детайлен модел. При него ние първо създаваме нискополигонален модел, който наричаме control cage. Този модел създаваме чрез същите инструменти като при поли моделирането. Разликата е, че софтуера подразделя автоматично всеки полигон като същевременно заобля контурите на обекта.

    Във видеото можете да видите как един прост на вид обект с техниките на sub-D може да бъде подразделен и така да придобие една много по-гладка, органична и завършена повърхност. Този похват на моделиране е един от най-старите и съответно най-широко използвани.

    Само по себе си това разделяне не е моделинг – то е автоматично действие, което програмата извършва за нас по съществуващ алгоритъм ( Catmull–Clark subdivision ). Въпреки това Sub-D моделирането Е техника за моделинг, защото има правила и изисквания, които трябва да спазим при конструирането на нискодетайлния меш, за да постигнем желания резултат. А именно – модел с добра топология и без видими дефекти в повърхнините и кривите си.

    Обърнете внимание на горната картинка как модела е изграден предимно от четириъгълни полигони, а всеки ръб на обекта е подкрепен с допълнителни полигони (наричаме ги support loops), които ще помогнат той да запази формата си, но да има заоблени ръбове след подразделянето.

    Sub-D моделингът продължава да бъде една от най-добрите техники на моделиране, когато става въпрос за твърди повърхности, независимо за коя индустрия и се нарежда сред абсолютно задължителните умения за един 3D моделър.

    Едно добро начало в полигоналния и Sub-D моделинг може да ви даде курсът на cgzen 3D Studio Max за начинаещи.

  • Boolean modeling

    Най-просто обяснено boolean modeling наричаме комбинирането на обеми по различни начини – да ги добавяме един към друг, да изваждаме един обем от друг, да използваме пресечната област на обемите. Тези обеми могат да са прости, примитивни форми, както е примерът във видеото, но може и да са други, съответстващи на целите на проекта ни.

    Важно условие, за да можем да извършим булева операция е двата обема да се пресичат.
    Тази техника ни дава възможност да постигнем определени резултати доста бързо. Сам по себе си похватът има недостатъци – той просто пресича две повърхности, без да се грижи за връзките между тях – тоест само с булеви операции често ще получим топология, която е неупотребима, ако искаме да я използваме за Sub-D след това. За да можем да я използваме, първо ще трябва да я преработим на принципа на ретопология (разяснено е в точката “Lowpoly modeling / Retopology”).

    Все пак има и случаи, в които можем да използваме директно резултата – например за високополигонален моделинг в програма като ZBrush.

    Boolean моделирането съществува още от зараждането на компютърната графика и за това присъства във всеки съвременен 3D софтуер. Това е и техника, която е много силно застъпена в следващата точка.

  • CAD/ NURBS

    NURBS е съкращение от Non-uniform rational basis spline. При този тип моделиране обектите, които създаваме не са изградени от полигони, а от математически описани криви с огромна точност. При получените с този метод модели няма нужда да подразделяме. Силата на този тип моделиране е в булевите операции и работата с криви.

    В долното видео използваме програмата MoI3d за демонстрация:

    Основното приложение на CAD/NURBS моделирането е в индустриалния дизайн, където се изисква много висока степен на точност. Този вид моделиране позволява моделите след това да се произведат от машини (CNC фрези). Можем да го наречем технически моделинг за производство.

    Основна разлика, която можем да посочим с полимоделирането е, че при него имаме контрол върху всеки вертекс, ръб, повърхнина. Можем във всеки един момент да местим тези елементи и в реално време да виждаме как се отразява това на цялостния обект.Чрез поли моделиране и SubD можем да създаваме както твърди повърхности, така и органични модели като човешко лице. При NURBS моделирането работим с криви и boolean операции – инструменти, които не са подходящи за създаването на човешка фигура, но прекрасни за създаването на автомобил или сложен продуктов дизайн и то с абсолютно точни размери.

    Важно е да се отбележи, че за да внесем NURBS обектите в други програми извън тези за CAD моделиране, в които са създадени, те отново трябва да бъдат конвертирани в полигонален модел. Например, за да внесем един NURBS модел в 3DSmax или Zbrush, то е нужно да го обърнем в стандартни полигони.

    В горното видео можете да обърнете внимание на сравнението как изглежда топологията на един и същи обект, но направен чрез Sub-D и чрез NURBS и внесен в 3DSmax.

    Разбрахме, че NURBS не е най-добрия избор за моделиране на човешки фигури, лица и създания. Какъв тогава е начина да постигнем това?

  • Sculpting/Voxel Modeling

    Работата със софтуер като ZBrush е нещо средно между рисуване и скулптура. Този вид моделиране ще срещнете като скулптиране и при него задължително боравим с таблет. Тази техника ни позволява да използваме всички знания, които имаме от традиционното изкуство – например, ако сме работили с глина или сме рисували, то именно тук този опит ще ни бъде наистина от полза. Едно от най-големите предимства на скулптирането е, че премахва фокуса ни от топологията. Това означава, че имаме възможност да мислим повече върху формата, дизайна и визуалните качества на това, което градим.
    Все пак в един момент и при този вид моделиране ще се наложи да помислим за топологията на модела, но това е едва накрая на процеса.

    Обърнете внимание, че в това видео започваме с пример на обект, а не на герой, за да илюстрираме една от най-силните страни на ZBrush. А именно свободата да променяме дизайна на това, което моделираме бързо и лесно – освен инструмент за финално моделиране, ZBrush е добър и за разработване на идеи. Например, в тази статия разглеждаме създаването на бижу от идея до сребърна отливка.

    Ако искате да овладеете основите на скулптирането в ZBrush, курсът 3D моделиране със ZBrush e точно за вас!

    На горната картинка виждате скулптура на стилизиран персонаж – обърнете внимание на гъстотата на мрежата от полигони. В конкретния пример модела е изграден от над 12 милиона полигона!

    Тъй като в Zbrush няма ограничение за броя на полигоните и можем да превърнем дори най-малкия детайл в истински релеф/форма, крайния модел става прекалено тежък за анимация и в никакъв случай не би могъл да се използва за real-time графика – като например в компютърна игра.

    За да анимираме този модел е нужно да създадем организирана топология и да намалим броя на полигоните. Това ще разгледаме в следващата точка.

  • LowPoly modeling / Retopology

    Lowpoly моделирането ще срещнете още с името ретопология. Когато става дума за игри, ретопология означава толопогията да е оптимизирана и да може да се анимира без грешки.

    Следвайки предходния пример, на картинката по-долу ще видите версия на персонажа, която е оптимизирана (от 12 милиона вече е 18 хиляди полигона) и подходяща както за анимация, така и за функциониране във видео игра.

    Можете да си представите този вид моделиране като обличане на скулптурата с обвивка от полигони, която пресъздава преди всичко силуета на обекта, а оставя детайлите за текстурата.

    Софтуерът, използван във видеото е 3DS max. Той е един от удобните за нискополигонално моделиране, но почти всеки съвременен пакет за моделиране има удобни инструменти за тази цел. Във видеото ще видите пример за това как се облича един модел с висок детайл в такава нискополигонална обвивка.

    В клипчето също показваме как може да се преизползва топология, така че да не се налага да градим всичко от нулата. Можете да видите как са използвани вече готовите крака на персонаж, за да се превърнат в панталон посредством дърпане, разместване, мека селекция и всички останали възможности на програмата.

    Самите инструменти, с които изграждаме нискополигоналната обвивка са същите, които се използват в поли моделирането. Същественото е обаче, че получената обвивка трябва да бъде функционална. Това означава, че тя трябва да може да бъде анимирана или деформирана правилно. Отново се връщаме към примера с панталона от горното видео: за да се движи дрехата заедно с героя, използваме за изграждането й базовия модел на персонажа – така вертексите на двата обекта си пасват и това ще направи движението им заедно естествено и правилно изпълнено в анимираната версия.

    Втората цел на lowpoly модела е да бъде оптимизиран (с намален брой полигони), за да се пресмята бързо в реално време и за да можем да играем, потопени в красиви светове в 30 кадъра в секунда.

    В долното видео ще разгледате модела на каубой отблизо като ще забележите, че са използвани много триъгълници, което не е никакъв проблем при моделирането за игри. Мрежата от полигони е по-наситена там, където очакваме деформация с разтягане (кокалчетата на пръстите, колена, лакти, стави) и опростена на местата, където няма деформация или имаме компресия.

    При създаването на персонажи се поражда нуждата от преизползване на топологията за анимация от персонаж на перснаж в рамките на един проект. Това не само спестява време, но отключва повече възможности за анимиране (лицева анимация чрез blend shapes), а също така и подлежи на автоматизация (автоматичен rigging на герои).

    В тези случаи често се прибягва до автоматичното прехвърляне на вече съществуваща геометрия от един върху друг модел.

    В следващото видео ще видите как чрез WrapX (софтуер за трансфер на топология) един нискополигонален модел на глава бива прехвърлен върху глава с други пропорции. Със същия успех можем да преизползваме топологията на мъжко лице и да я прехвърлим върху женско лице и т.н.

  • powered by Typeform
  • Photogrammetry / Scanning

    Фотограметрията представлява накратко техника, посредством която можем да дигитализираме елементи от реалния свят чрез множество от снимки.

    Използва се изключително за създаване за реалистично изглеждаща околна среда – флора, фауна, скали. Има приложение също при създаването на реалистични персонажи и дигитални дубльори (digital doubles) – дигитална версия на актьори или други хора, които искаме да пресъздадем едно към едно. На снимките можете да видите как изглежда едно професионално студио.

    Най-просто обяснено при тази техника се правят снимки на един обект от множество гледни точки в един и същ момент или докато обекта е статичен. Софтуерът използва след това тези снимки за създаването на триизмерен модел. Постигнатият резултат не е краен, но е страхотен старт и може да бъде 70%-80% от крайния резултат. Спестява много време и труд.

  • VR sculpting – Бъдещето на скулптурата?

    Това е много млад и все още не достатъчно развит в дълбочина метод за моделиране, но отварящ нови хоризонти.

    Инструментите при него все още са доста базови от една страна, а освен това за VR скулптиране се изисква допълнителен хардуер (VR очила и мощна видео карта), което го прави по-малко достъпно.
    Голямото предимство от друга страна е че това е най-удобния интерфейс за дигитална скулптура, тъй като работите с ръцете си и моделирайки имате почти тактилно усещане. Можете да обикаляте около скулптурата си и да работите максимално интуитивно, използвайки дигитална глина. Също така има софтуери, които позволяват екипна работа върху един и същи модел – нещо като multiplayer 3d моделиране! 🙂

3D индустрии и необходими за тях умения

След като накратко разгледахме техниките за моделиране, ще ви представим таблица, която да ви помогне да се ориентирате къде ще ви е нужна всяка една от тези техники. Уменията са оцветени в различен цвят според това колко са ви необходими в отделните индустрии:

-Архитектурни визуализации;
-Видео игри;
-Кино и анимационно кино;
-ТВ реклами и маркетинг;
-Играчки / Фигурки;
-3D printing;
-Индустриален и продуктов дизайн;
-Издателство;

Вместо заключение

С тази статия се постарахме да изясним за вас какво означава да бъдеш 3D моделър, какво е необходимо да знаете и умеете. В таблицата видяхте извадени техниките за моделиране и къде и колко са необходими те.

ОБЪРНЕТЕ ВНИМАНИЕ: Важно е да отбележим, че предмет на тази статия и на таблицата са само Техническите умения, които ще са ви необходими, за да бъдете 3D моделър. Другият голям дял от нужния ви скил сет са Креативните умения.

В стремежа си да ви помогнем с етапа на разбиране и проучване на необятният свят на 3D артиста, няма да спрем до техническата част, а ще разгледаме подробно темата за креативните умения в отделна следваща статия от Creative Start. Дотогава оставаме отворени за вашите предложения за теми и дискусии по вече съществуващите статии във фейсбук групата ни Cgzen Creatives.

Нашия екип (Мартин Пунчев, Андрей Андронов, Даниела Славчева и Маги Милчева) ви пожелава креативен старт!

Още публикации

Коментирай

Коментирай Имейл адресът ти няма да бъде публикуван

Не изпускай полезни статии

Запиши се за известия и бъди в крак с индустрията.