Organické modelování s T-Splines pro Rhino 4
Publikováno: 4.5.2007 | Autor: Ricardo Amaral, Modellistica | Rubrika: Modelování | Komentáře: 5 - Doporučit
Modelovací nadstavba T-Splines je již nějakou dobu k dispozici a různé ukázky modelů slibují značný potenciál této technologie, nicméně se zatím jednalo o jednoduché demonstrace jednotlivých funkcí. Nyní máte první možnost seznámit se s praktickým využitím T-Splines na skutečném projektu z oboru šperkařství.
Případová studie použití modulu T-Splines v oblasti šperkařského modelování volných tvarů
Úvod
Rhino používám od roku 1998. Nejprve jsem jej používal pro 3D renderování, ale od roku 2003 se stal klíčovou součástí mé práce, založené na rapid prototypingu, zejména v oblasti šperkařství. Po celé roky bylo Rhino tím nejlepším doplňkem.
Problém
V jedné oblasti jsem však s Rhinem neustále bojoval - a byla to oblast návrhu šperků volného tvaru. V minulosti jsem si pronajímal licenci Mayi, na které jsem tyto projekty navrhoval pomocí tzv. subdivision surfaces, přičemž veškeré úpravy modelu jsem prováděl v Maye a poté jsem model exportoval v NURBS, načetl jej do Rhina a pracoval s modelem jako s kusem nehybné geometrie.
Projekt
Nedávno jsem potřeboval vytvořit prsten ve tvaru větvičky se srdíčky místo lístků jako dárek pro svoji ženu. V minulosti jsem podobný prsten modeloval pomocí výše popsaného postupu, ale místo toho, abych si opět pronajal licenci Mayi a provedl redesign prstenu, rozhodnul jsem se, že to pojmu jako zcela nový projekt v Rhinu 4 pomocí T-Splines.
Řešení: T-Splines
V minulosti jsem již v pomocí T-Splines volné tvary modeloval a líbila se mi snadnost editace takto vytvořených modelů, ovšem toto byl můj první pokus o použití této technologie pro výrobu. Výsledkem jsem byl potěšen. Byl jsem schopen vytvořit hladkou a spojitou plochu, kterou jsem mohl snadno editovat s přihlédnutím na estetické, designérské a výrobní požadavky. Celé modelování mi trvalo šest hodin.
Postup práce
Následující tutoriál vás provede po krocích celým procesem modelování. V krátkosti: většina modelování byla provedena pomocí T-Splines příkazu "Skin" (pro rychlé vygenerování plochy) a také pomocí T-Splines příkazu "Insert Point" (lokální přidání bodů pro snadnější editaci tvaru). Na konci celého procesu jsem bezproblémově použil některé nové funkce T-Splines, dostupné v Rhinu.
1. skica
Základní formu jsem si naskicoval rukou a ve 2D kreslicím programu, zde je finální koncept:
Tvar byl definován v rozvinutém stavu, později bude sbalen do tvaru prstenu.
2. plánování modelu v Rhinu
V úvahu připadaly dva postupy:
- Modelování v typickém "subdivision surface workflow", pomocí T-Splines příkazu "Face extrusion".
T-Splines koule
Vybraná stěna
Stěna po vytažení
- Vytvoření požadovaného tvaru z klece křivek pomocí T-Splines příkazu "Skin", bez parametru "fitting".
Klec složená z úseček
Během provádění příkazu
Výsledný tvar
Obě strategie by vyústily ve vytvoření mnou požadovaného tvaru, ale protože jsem již měl rozvrženou topologii, použil jsem T-Splines příkaz "Skin." Všimněte si, že díky tomu, že jsme v tomto příkazu nepoužil volbu "fitting", získal jsem jeden řídicí bod na každý průsečík úseček, díky čemuž je usnadněné plánování geometrie a model se snáze upravuje.
3. vytvoření klece
Prvním krokem bylo nakreslení lomené čáry kolem požadovaného tvaru.
T-Splines "Skin" dokáže pracovat s téměř jakoukoliv topologií, ale nejvíce žádoucí jsou čtyřúelníky, takže jsem se pokusil umisťovat rohy tak pravidelně, jak to jenom šlo. Finální síť lomených čar obsahovala pár pětihranných oblastí a zbytek byly čtyřúhelníky.
Dále jsem 2D výres převedl do 3D podoby tím, že jsem spodní plán nakopíroval do potřebné výšky a propojil oba plán vertikálními úsečkami - "pilíři".
4. T-Splines "skinning" - potažení "kůží"
Nyní jsem zadal T-Splines příkaz "Skin", což je tříkrokový proces. První krok se nazývá "dicing", při kterém je topologie rozdělena v průsečících vstupích úseček.
Dále se příkaz pokusí sám určit topologii. Obvykle je však zapotřebí pár zásahů uživatele. Tento proces je však spíše zábavnou hrou.
Nastavení priority na spodní křivky vyřešilo téměř celou topologii najednou.
Náhledové plochy můžete přidávat nebo odebírat tím, že na ně klikáte a za pár minut je vše hotovo. Konce byly ponechány otevřené, takže udou navzájem souhlasit, až prsten svineme do tvaru válce.
Volba Fitting je vypnutá, stačí jedno kliknutí a je hotovo. Výsledkem je jedna hladká a editovatelná spojená plocha s 256 řídicími body.
5. přidávání detailů
Geometry můžete stále ladit přidáváním nebo odebíráním řídicích bodů. V tomto případě jsem chtěl rozšířit základnu, takže jsem použil T-Splines příkaz "Insert Point" a do hlavní "větvičky" jsem vložil pár řídicích bodů.
Originální plocha
Začínáme přidávat body
Výsledný tvar
Zvolil jsem jednoduché vkládání bodů, které nebere ohled na geometrii plochy a vztahuje se přímo k řídicí kleci. Místo celé řady řídicích bodůů je také možné vkládat pouze jednotlivé body.
6. tvar srdíčka
Srdíčko bylo navrženo pomocí stejné strategie - vytvoření klece z úseček, použití T-Splines příkazu "Skin" a následné doladění tvaru pomocí řídicích bodů.
Klec z úseček
T-Splines Skin - potažení "kůží"
Výsledný tvar
Do zamýšlené kolekce patří také pár náušnic a přívěsek náhrdelníku. Článek náhrdelníku byl vytvořen také pomocí T-Splines funkce "Skin."
Tvaru srdíčka byla následně přidělena geometrie držáků kamene pomocí pluginu TechGems 4.2.
7. rozmístění jednotlivých částí
Srdíčka byla umístěna jako bloky (pomocí příkazu Rhina "Blok") na konce "větvičky" podle následujícího obrázku.
Nyní mi přišel modul T-Splines opravdu vhod. Výše znázorněné rozvržení mělo dva problémy: v některých místech byla větvička příliš tlustá a zkrývala špičku srdíčka. V jiných oblastech se větvička srdíčka sotva dotýkala, což je pro rapid prototyping a odlévání dost špatné. To vše jsem velice rychle opravil pomocí manipulace s řídicími body.
Špatné propojení srdíčka a větvičky - a výsledek po minutě úprav
Nyní bylo vše na svém míst a z rozvinutého modelu jsem mohl vytvořit prstýnek.
8. vytváříme válcový tvar
Válcový tvar větvičky byl vytvořen pomocí přkazu Rhina DeformovatPodélPlochy (Flow Along Surface). Srdíčka (definovaná jako bloky včetně geometrie držáků) byla převedena z roviny do tvaru prstene příkazem Rhina OrientovatNaPloše (Orient On Surface).
Na výsledném modelu byly pak provedeny booleovské operace.
9. příprava pro rapid prototyping a odlévání
Posledním krokem bylo vytvoření podpor pro výrobu prstene.
Podpor byla vytvořena vytažením stěn krychle pomocí T-Spline příkazu "Extrude".
10. výroba fyzického prototypu
Přívěsek náhrdelníku a náušnice byly vytvořeny za pomocí stejného tvaru srdíčka jako prsten. Modely byly převedeny do formátu STL a vytištěny na 3D tiskárně Solid-Scape T612-BT2.
RP vosky byly poté odlity přímo ve zlatě, s kameny připravenými ve vosku.
Závěrečné postřehy
T-Splines odvedly skvělou práci, neboť během modelován organického prstenu uchovaly plochy tak jednoduhé, jak jen to bylo možné. Díky silné sadě nástrojů T-Splines měla výsledná plocha velmi malý počet řídicích bodů a díky tomu byla snadno "čitelná" a editovatelná. T-Splines vyplňují mezeru v oblasti nástrojů pro organické modelování v Rhinu.
Tento prsten jsem již dříve vytvářel v Maye pomocí technologie SubD a v Rhinu jsem jej převedl na NURBS. Redesign prstenu v T-Splines jsem provedl proto, že jsem ho chtěl znovu odlít. Zde je porovnání mezi prvním a druhým prstenem:
SubD model
T-Splines model
SubD model z Mayi byl převeden na 348 NURBS ploch, zatímco T-Splines model byl převeden na pouhých 148 ploch. Výhody T-Splines jsou následující:
- Méně ploch: Maya SubD model byl převeden na 348 NURBS ploch, zatímco T-Splines model na 148. Většinu práce jsem v Rhinu prováděl ve fázi, kdy byl model jedinou T-Splines plochou (s výrazně nižším počtem řídicích bodů než SubD).
- Kompatibilita s Rhinem: SubD model nelze v Rhinu jednduše editovat, to by byla noční můra.
- Plná integrace: při prvním modelování tohoto prstenu jsem si musel pronajmout licenci Mayi; s T-Splines už mohu nyní pracovat v důvěrně známém prostředí Rhina.
- Úspora času: modelování T-Splines prstenu (šest hodin) mi zabralo méne než polovinu času, stráveného modelováním Maya SubD prstenu (dva a ž tři dny).
Ricardo Amaral studioval architekturu lodí a NURBS modelování se zabývá od roku 1990. Provozuje firmu Modellistica, která byla založena v roce 2003 a provozuje služby v oblasti rapid prototypingu.
Kontaktní informace:
ricardo@modellistica.com.br
http://www.modellistica.com.br
Související odkazy
- http://www.tsplines.com/ – Domovská stránka T-Splines
Související články
- Oficiální vydání T-Splines pro Rhino 4.0 - 21.09.2007
- Organické modelování s T-Splines pro Rhino 4 - 04.05.2007
- Vývoj T-Splines pro Rhino byl otevřen všem uživatelům - 01.11.2006
- T-splines: organická revoluce v Rhinu? - 08.03.2006
Diskuse k článku
[5] drag – 29. 10. 2007, 09:31
reagovat
TSplines jsou pomalý modelační nástroj oproti SubDS, které vychází z polygonů a pro ty má Maya velmi dobrou sadu nástrojů ... jde jen o cvik a zkušenost při tvorbě proxi polygonu ... tento prsten je práce na dvě až tři hodiny včetně konverze do NURBS ... pro minimalizaci výsledných ploch je dobré se maximálně vyhnout trigonům a pentagonům ... tedy pracovat pokuďmožna se čtyřúhelníky to pak také dává lepší výsledky při vizualizaci ... TSplines jako plugin pro Mayu nejsou zatím zdaleka tak komfortní jako v Rhinu. Hlavní rozdíl tkví v matematickém modelu a lze říct, že pro tvorbu většich obecných ploch (karoserii aut a ne šperků) jsou SubDS bez provázání-vyhlazení návazností výsledných NURBSů vyšších řádů nepoužitelné
[4] Khalid – 09. 05. 2007, 20:45
reagovat
Moje chyba, mel jsem starsi beta verzi, pardon
[3] Khalid – 09. 05. 2007, 20:30
reagovat
Autor clanku casto pouziva funkci skin, at hledam, jak hledam nalezti ji nemuzu.
[2] Jan Slanina – 09. 05. 2007, 09:09 – reakce na [1]
reagovat
Těch příkazů moc není a všechny začínají na "ts" (když v příkazovým řádku napíšeš ts tak se zobrazí všechny příkazy).
[1] delph – 09. 05. 2007, 08:22
Reaguje: [2] - reagovat
heh takhle to vypadá fakt jednoduše, ale znát ty příkazy. když jsem se já pokoušel dělat s t-splines tak mi to moc nešlo...