Metody modelowania obiektów trójwymiarowych

SYNTEZA I OBRÓBKA OBRAZU

Wykonujący: Ocena:

Specjalność: IDiO, sem. II/3 Data wykonania ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawami modelowania obiektów trójwymiarowych. Podstawy teoretyczne zawarte są w prezentacji „Modelowanie obiektów trójwymiarowych” do wykładu z przedmiotu. Ćwiczenie wykonywane będzie w programie Blender (www.blender.org), instrukcję opracowano do wersji 2.62. W nawiasach kwadratowych [] podano skróty klawiaturowe do wykonania komend w programie, lub przyciski myszy (LPM, ŚPM, PPM).

Należy wykonać kolejne polecenia i zanotować w sprawozdaniu wnioski i odpowiedzi na pytania w zaznaczonych ramkach. Sprawozdanie ma być wypełnione elektronicznie (w pliku). W nazwie pliku należy podać nazwiska osób wykonujących ćwiczenie. Po zakończeniu zajęć należy plik ze sprawozdaniem umieścić w systemie sprawozdań.

Zadanie 1 – zapoznanie z programem i siatką przykładowego obiektu

Uruchomić program Blender. Zaznaczyć sześcian [PPM] (każde zaznaczenie wykonuje się PPM). Usunąć go [X]. Dodać przykładowy obiekt: [Shift+A] > Mesh > Monkey (uwaga: obiekt dodawany jest w miejscu kursora – czerwono-białego kółka). Włączyć wyświetlanie siatki [Z].

Trzymając wciśnięty [ŚPM] obracać widok, obejrzeć model z różnych stron. Z jakich figur zbudowana jest siatka? Które fragmenty modelu mają gęstszą siatkę, a które rzadszą i dlaczego?

Przełączać widok klawiszami [NUM1], [NUM3], [NUM7] na klawiaturze numerycznej. Powtórzyć po przełączeniu klawiszem [NUM5]. Jaki widok prezentuje każdy z trybów? Czym różnią się tryby Ortho i Persp?

Zadanie 2 – predefiniowany model bryły

Usunąć model Monkey. Dodać model kuli: [Shift+A] > Mesh > UV Sphere. W panelu Add

UV Sphere po lewej stronie zmieniać parametry Segments i Rings. Na co wpływa każdy z

tych parametrów? Dla jakich wartości parametrów obiekt można uznać za kulę, a nie wielościan (można obejrzeć wynik renderingu klawiszem [F12])?

Zadanie 3 – własny model bryły

Otworzyć nowy projekt [Ctrl+N]. Zaznaczyć sześcian. Przejść do trybu edycji [Tab]. Usunąć wszystkie wierzchołki: [X] > Vertices. Ustawić widok z góry [NUM7], Ortho [NUM5], powiększyć widok (kółko myszy). Kursor ustawić na środku płaszczyzny ([Shift+S], Cursor

to Center).

Trzymając wciśnięty [Control] i klikając [LPM] na wybranych punktach ekranu utworzyć w miarę regularny ośmiokąt (nie domykać go). Odznaczyć wierzchołki [A]. W miarę potrzeby

można przesuwać wierzchołki zaznaczając [PPM], ustawiając tryb przesuwania [G], przesuwając myszą i zatwierdzając [LPM].

Usunąć zaznaczenie [A]. Zaznaczyć cztery wierzchołki tworzące jeden czworokąt [Shift+PPM], można też obrysować wierzchołki do zaznaczenia [B]. Utworzyć czworokąt [F]. Powtórzyć operację tak aby zbudować cały ośmiokąt.

Ustawić widok z boku [NUM1] lub [NUM3]. Zaznaczyć wszystkie wierzchołki [A]. Włączyć tryb Extrude [E], przeciągnąć myszą w górę, zatwierdzić [LPM]. Obejrzeć obiekt w trybie perspektywicznym.

Jaki powstał obiekt? Z ilu składa się wierzchołków? Jaki jest efekt działania operacji Extrude?

Zaznaczyć tylko górne wierzchołki. Wykonać operację [Alt+M], At Center. Jaki jest wynik tej operacji? Z ilu wierzchołków składa się teraz bryła?

Zadanie 4 – przekształcenia bryły

Opuścić tryb edycji [Tab]. Przy zaznaczonej bryle, wybrać na dolnym pasku Pivot center >

Median Point. Odznaczyć też ikonę Manipulate center points (ma być jasna).

Sprawdzić działanie trybów po wciśnięciu klawiszy (osobno); [G], [S], [R]. Nie zatwierdzać operacji, anulować je [PPM]. Sprawdzić co stanie się jeżeli po wybraniu trybu zostanie dodatkowo naciśnięty klawisz [X], [Y] lub [Z].

Przełączyć Pivot center na 3D Cursor. Ustawić kursor na wierzchołku bryły (najlepiej wejść w tryb edycji, zaznaczyć wierzchołek, [Shift-S], Cursor to Selected, opuścić tryb edycji). Czym różni się teraz operacja w trybie [S] i [R] od poprzedniego przypadku?

Zadanie 5 – bryła obrotowa

Dodać do projektu sześcian, przesunąć go na wolne miejsce, usunąć jak poprzednio wszystkie wierzchołki. Ustawić widok Ortho z boku.

W trybie edycji, dodać wierzchołki [Control+LPM] tworzące obrys połowy profilu daszka typu parasol, widzianego z boku (nie domykać go). Ustawić kursor na wierzchołku reprezentującym środek daszka ([Shift+S], Cursor to Selected). Zaznaczyć wszystkie wierzchołki profilu. Ustawić widok z góry [NUM7].

Wykonać operację [Alt+R]. W oknie Spin (po lewej) ustawić Degrees na 360.

Jaki jest efekt funkcji Spin? Jak zmiana parametru Steps wpływa na obiekt? Dobrać i podać wartość tego parametru dającą pożądany wygląd.

Zadanie 6 – łączenie obiektów

Opuścić tryb edycji. Zaznaczyć daszek. Korzystając z trybów [G]/[R]/[S] i widoków z góry i z boku, umieścić daszek na utworzonej wcześniej bryle, dobierając proporcje rozmiarów obiektów. Zweryfikować efekt w trybie perspektywicznym.

Zaznaczyć daszek, potem zaznaczyć podstawę z wciśniętym [Shift]. Wykonać operację [Control+P] > Object. Usunąć zaznaczenie [A]. Spróbować przesunąć obiekt ([G]), zaznaczając podstawę, a następnie zaznaczając tylko daszek. Czym różnią się efekty? Co spowodowało wykonanie operacji [Control+P]?

Zadanie 7 – podział powierzchni (subdivision)

Utworzyć nowy projekt. Zaznaczyć sześcian, ale nie usuwać go. W panelu po prawej stronie wybrać zakładkę Modifiers – ikona klucza narzędziowego. Kliknąć Add modifier, wybrać

Subdivision surface.

Zmieniać wartość parametru View, obserwować efekt wizualny oraz liczbę wierzchołków na górnym pasku programu (Verts). Jaki jest efekt działania narzędzia Subdivision? Jaka wartość parametru daje efekt gładkiej powierzchni bryły?

Przetestować działanie opcji Subdivision na innych bryłach, np. Cylinder, Monkey. Jaka jest zaleta stosowania tej metody w tworzeniu modeli 3D?

Zadanie 8 – powierzchnia z siatki wierzchołków

Otworzyć nowy projekt, usunąć cały sześcian. Ustawić widok Ortho z góry.

Dodać siatkę: [Sfift+A] > Mesh > Grid. Powiększyć ją [S] na cały obszar roboczy. Wejść w tryb edycji, podzielić siatkę na mniejsze fragmenty: [W] > Subdivide. Powtórzyć tę operację jeszcze 2 razy. Usunąć zaznaczenie [A].

Ustawić widok perspektywiczny pod wybranym kątem [ŚPM]. Wybrać i zaznaczyć dowolny wierzchołek [PPM]. Włączyć tryb przesuwania [G], przesunąć wierzchołek do góry, zaobserwować efekt, anulować operację [PPM].

Włączyć tryb proporcjonalnej edycji (Proportional editing) [O]. Ponownie przesuwać [G] zaznaczony wierzchołek w górę, zmieniać promień zasięgu kręcąc kółkiem myszy. Jaki efekt daje włączenie trybu proporcjonalnego? Jak zmiana promienia wpływa na efekt?

Zmieniać opcję Faloff type na dolnym pasku (na prawo od niebieskiego kółka). Jaki efekt uzyskuje się w każdym z trybów? Który tryb jest najlepszy do uzyskania efektu pagórkowatego terenu?

Utworzyć „pagórek”, zaznaczyć jeden z wierzchołków na jego zboczu. Włączyć tryb [R]. Jakie efekty można uzyskać tą metodą?

Zadanie 9 – powierzchnia NURBS

Usunąć utworzoną wcześniej powierzchnię. Dodać powierzchnię NURBS: [Shift+A] >

Surface > NURBS Surface. Przełączyć się w tryb edycji.

Zaznaczać wybrane punkty kontrolne i przesuwać je [G]. W jaki sposób zmiana położenia punktów kontrolnych wpływa na kształt powierzchni?

Wypróbować działanie zaznaczonych opcji Cyclic i Endpoint w panelu Object Data po prawej stronie (wybrać odpowiednią ikonę). Jaki wpływ na powierzchnię mają te opcje? Co dzieje się gdy zmniejszy się parametr Order?

Zaznaczyć jeden z „górnych” punktów kontrolnych, otworzyć panel [N], zmieniać wartość W w panelu Transform. Jak zmiana wagi wpływa na działanie punktu kontrolnego?

Czym różni się modelowanie powierzchni NURBS od modelowania siatki wielokątowej? Jakie są zalety i wady tej metody? Wskazówka – zwrócić uwagę na liczbę wierzchołków .