ZSurf - tvorba plastických reliéfních ploch z obrázku

ZSurf4

Tento nenápadný prográmek dokáže odvést mnohem více práce než byste si mohli myslet a umožní vám rychle a elegantně vytvářet velice složité plochy, které byste jinak velice těžko modelovali. Mnoho zákazníků z oblasti designu, strojírenství a výroby nábytku se po něčem podobném pídilí a často se nás na to ptají, protože modelování jemně klenutých a hladkých plastických ploch není zrovna jednoduchá záležitost a díky ZSurfu je možné tento úkol značně zjednodušit tím, že si uživatel může požadovaný motiv (logo, reliéf atd) nakreslit v 2D editoru a následně jej přenést do 3D podoby. Ze ZSurfu tedy budou mít užitek nejenom "hobby" modeláři, ale zejména uživatelé z technické praxe, kteří potřebují vytlačit nebo naopak vyvýšit různé reliéfní obrazce a nápisy, například za účelem jejich frézování do dřeva nebo kovu pro použití ve formách pro tlakové lití plastů atd.

Autorem je tajemný člověk, vystupující na diskusním fóru Rhina pod jménem Jim - více informací se mi o něm bohužel získat nepovedlo.

Okno programu ZSurf

V distribučním souboru ZIP se nachází vlastní spustitelný program Zsurf4.exe, dále text readme.txt, jehož překlad naleznete níže a několik ukázkových obrázků, ze kterých mimo jiné poznáte, jak mají vstupní data pro ZSurf vypadat. Program není potřeba instalovat, stačí rozbalit archiv do připraveného adresáře a spustit EXE soubor. Použití programu je snadné, veškeré ovládací prvky se nachází v jednom okně . Otevřete obrázek nebo jej vytvoříte přímo v ZSurfu, nastavíte požadované parametry, stiskněte tlačítko "Process" a program zapíše výslednou plochu do souboru formátu IGES. Kvalitu plochy můžete ovlivnit množstvím tlačítek, jejichž popis najdete níže.

ZSurf3 je nejnovější verze programu Zsurf pro Windows. Tento program převádí bitmapy (soubory s koncovkou .bmp) na NURBS plochy. Obsahuje množství parametrů, kterými lze řídit převod obrázku na plochu a tyto parametry vám nemusí být na první pohled jasné, proto níže naleznete překlad uživatelského manuálu programu:

Formát obrázků a souboru

Zsurf akceptuje pouze obrázky ve formátu BMP bez komprimace a v barevné paletě true color a také nativné 32-bitové obrázky (formát .bsf). Obrázky mohou být převedeny na stupně šedé, ale musí být uloženy ve formátu true color (24 nebo 32 bitů). Omezena je také velikost - výška a šířka musí být menší než 1600 pixelů a minimální velikost je 64 pixelů v obou rozměrech. Pokud je váš obrázek příliš velký nebo malý, budete na úpravu jeho velikosti potřebovat nějaký obrázkový editor.

Program převede obrázek na NURBS plochu a uloží ji jako soubor IGES (srf.igs). Tento soubor je uložen do adresáře, ve kterém je nainstalován program samotný (zsurf3.exe).Ve stavovém řádku na spodku obrazovky se dozvíte, kam byl soubor uložen. Soubor je ukládán vždy pod stejným názvem (srf.igs), takže je budete muset nahrát do Rhina a uložit jej pod svým názvem. Pokaždé, když stisknete tlačítko Process, bude tento soubor přepsán novým souborem se stejným názvem.

Výstupní soubor IGES má nastavené jednotky na milimetry - v plánu je eventuální podpora všech jednotkových systémů, které IGES podporuje. Pokud importujete IGES do Rhina, měli byste změnit jednotky na milimetry, jinak se při importu objeví dialogové okno s požadavkem na změnu měřítka importované geometrie. Pro zrychlení importu ploch do Rhina můžete vytvořit tlačítko nebo alias, který by vypadal například takto (<cesta> je cesta k adresáři, kde se nachází ZSurf):

import "<cesta> srf.igs"

Stínování ploch v Rhinu

Zde je několik poznámek ke stínování vygenerovaných ploch v Rhinu. Typické nastavení "smooth and slower" (hladké a pomalejší) nefunguje v případě našich ploch moc dobře. Lépe funguje nastavení minimálního výchozího počtu obdélníků na nějaké hodně velké číslo (třeba 100000 až 400000) - je to rychlé a vypadá to dobře. Ujistěte se ovšem, že není zatržené tlačítko "Refine Mesh" (Zjemnit sí't). Také se ujistěte, zda nejsou viditelné nějaké stříhané plochy, protože s tímto nastavením by byl jejich převod na polygony velice, velice pomalý (vůbec nejlepší je nemít zobrazené žádné jiné plochy než tu, se kterou pracujete). Další možností je nastavit všechny parametry na nulu, pouze parametr "Maximum Distance, Edge to Surface" (Maximální vzdálenost hrany od plochy) nastavit na nějakou hodně malou hodnotu (například 0.01 nebo 0.001, ovšem záleží na tom, v jakých poracujete jednotkách a jaká je velikost modelu).

Vše. co musíte udělat pro převod obrázku do výškové mapy je nastavit hlavní posuvník (Master), stisknout tlačítko Process a poté importovat plochu do Rhina. Hlavní posuvník nastavuje úrovně jednotlivých filtrů. Čím více jej posunujete doprava, tím hladší bude výsledná plocha. Nevýhodou je, že čím je plocha hladší, tím méně detailů obsahuje. Samotný "Master" posuvník vám může stačit k vytvoření výstupu v požadované kvalitě. Obecně platí - čím větší obrázek, tím více filtrování je potřeba. Samozřejmě se úměrně zvyšuje i doba zpracování.

Co je nového v ZSurfu verze 4

Hlavní funkce V4 jsou:

• možnost uložit zpracovanou bitmapu (32-bitový formát).
• možnost změnit měřítko (nebo roztáhnout) bitmapy při nahrávání obrázků.
• transformační nástroje pro modifikaci tvarů ve funkci pro tvorbu textu.
• funkce Basesurf (základní plocha).
• možnost měřit body na obrazovce v souřadnicích reálného světa.
• do zobrazení "step response" (odezva na krok) bylo přidáno zobrazení pozic řídicích bodů. Výraz „odezva na krok“ si dobře zapamatujte, v dalším textu jej budeme často používat. V podstatě se jedná o to, jak bude vypadat prodil plochy při plném kroku – přechodu z černé do bílé.

Ukládání vám umožní ukládat data, která lze později použít jako základní nebo hlavní plochu. Při otevírání souboru můžete také změnit velikost obrázku tak, že zadáte novou výšku a šířku. Při otevírání základní plochy je změněna velikost obrázku tak, aby souhlasila s výškou a šířkou hlavního obrázku.

Funkce Basesurf (základní plocha) umožní uživateli vybrat typ plochy, na kterou bude výšková plocha z obrázku aplikována. K dispozici je také několik bude vytvořena základní plocha se stejným rozlišením jako  ploch standardních geometrických typů. Když s těmito typy zpracujete obrázek, bude vytvořena základní plocha se stejným rozlišením jako výšková mapa a poté bude vytvořena konečná plocha. Pro všechny základní plochy bude tvořena výsledná plocha sumou 2 obrázků, sloučených dohromady. Oblasti, které jsou bílé v hlavním obrázku budou zvýšeny nad základní plochu v Z-ovém měřítku a černé oblasti budou ležet na základní ploše (odstíny šedé budou škálovány mezi těmito dvěma extrémy). Momentálně je k dispozici 5 typů základních ploch - rovina, koule, válec, anuloid a bitmapa. V budoucnu přibude více typů. Aktuální obrázek, který je zobrazen, bude aplikován na aktuální základní plochu, jakmile stisknete tlačítko "Process".

Nástroj pro tvorbu textu byl také vylepšen. Text lze do bitmapy přidat buď jako jeden znak nebo jeden řádek najednou. Před vložením textu do bitmapy můžete transformovat jeho tvar mnoha způsoby. Lze jej zvětšit a zmenšit, roztáhnout, zkosit a otočit. Byla také přidána možnost vyjmout z bitmap přesné reálné rozměry.

Rozvržení okna

Rozvržení Zsurfu je jednoduché. Na pravé straně je hlavní jezdec, pod ním je tlačítko Process a oblast pro zobrazení obrázku. Vlevo jsou jednotlivé ovládací prvky. Pod nimi je černý pruh, který rozděluje levou stranu na dvě části. Ovládací prvky nad černým pruhem se používají pro řízení zpracování obrázku a jeho převodu na plochu. Žádný z prvků pod černým pruhem nemá vliv  na výstupní plochu. Slouží k analýze a k řízení zobrazení obrázku.

Osm horních ovladačů jsou jezdci, kteří ovládají chování různých filtrů při zpracování bitmapy (vytváření plochy). Filtry lze rozdělit do 3 skupin. Horní 3 filtry jsou určeny zejména pro antialiasing nebo vyhlazování zubatosti, která se může v obrázcích vyskytovat. Posláním dolních 2 filtrů je zejména úprava tvaru příčných řezů plochy. Prostřední 3 filtry leží někde mezi výše uvedenými – jsou užitečné pro tvarování i pro vyhlazování.

Pod jezdci filtrů leží ovladače, které umožňují ovlivnit změnu velikosti plochy. Můžete nastavit šířku (měřeno v x-ovém směru) a výšku (z-ový směr). Tlačítko Invert, pokud je zatržené, obrátí výslednou plochu v z-ovém směru. Tlačítko Invert process převrátí způsob, jakým ovladače zpracují bitmapu při generování plochy. Tlačítko Invert má podobný účinek jako nastavení měřítka Z scale na zápornou hodnotu. Rozdíl je v tom, že pokud je měřítko Z nastaveno na 1.0, pak bude černá v obrázku na nule a bílá na jedničce. Pokud je zatržená inverze, pak černá bude jednička a bílá bude nula. Pokud je měřítko Z nastaveno na -1.0, pak s inverzí bude černá na nule a bílá bude mínus jedna.

Pod ovladači Scale leží několik ovladačů, které jsou vhodné pro analýzu funkce jiných ovládacích prvků. Tyto ovladače nemají vliv na zpracování obrázku. Nejúčinnějším analytickým nástrojem je tlačítko "Step Response" – odezva na krok. Když jej stisknete, obrazí se nové okno, představující příčný řez plochou, která by byla vytvořena pomocí aktuálního nastavení. Tento nástroj vám ukáže, jak různé ovladače ovlivňují tvar plochy.

V dolní části okna je stavový řádek, který zobrazuje různé informace. V horní části je menu. Položka File je pro otevírání a ukládání souborů s obrázky. Importovat lze pouze 24 a 32 bitové obrázky (soubory .bmp). Bitmapy lze také otevřít a uložit ve formátu Zsurf BSF. Je to 32-bitový formát ve stupních šedé, který nahraje pouze Zsurf. Uložené zpracované bitmapy lze poté použít jako základní plochy nebo jako hlavní obrázek. Položky Edit a Option nejsou zatím implementovány. Mezi možné budoucí funkce v menu Edit patří operace ořezání a vyjmutí a vložení. Mezi kandidáty na menu Options patří možnost výstupu do různých typů ploch, například různý stupeň NURBS plochy nebo plocha typu polygonová síť.

Položky menu Text, Fractal a Basesurf probereme níže v samostatných kapitolkách. Položka Help vyvolá tento dokument.

Filtry

Filtry se ovládají pomocí posuvných jezdců. Obecně platí, že přesunutí jezdce úplně doprava má za následek maximální efekt daného filtru. Přesunem jezdce úplně doleva efekt zcela vypnete. Výjimkou je filtr "Stretch Z-level", který má minimální efekt v prostřední pozici. Posunem jezdce doleva roztahujete plochu dolů a posunem doprava nahoru. Čtyři filtry rovněž obsahují vertikální jezdce, které zlepšují práci filtru. Okno Step Response je nejlepším prostředkem vizualizace práce každého filtru. Nejlepším způsobem, jak zjistit účinek určitého filtru je nastavit všechny ostatní na nulu (například posunem hlavního jezdce úplně doleva) a experimentovat s různým nastavením filtru,který vás zajímá. Okno Step Response zobrazuje profil aktuálního nastavení a obrys (bílou barvou) předchozího nastavení, takže je můžete porovnat. Níže najdete stručný popis jednotlivých filtrů.

Smoothing (vyhlazení)
Tento filtr se používá při downsamplingu (vzorkování směrem dolů) obrázku. Před konverzí na plocu jsou všechny obrázky zmenšeny 4x (to znamená šířka/4 a výška/4). Každý pixel ve zmenšeném obrázku je namapován na pozici uzlu NURBS plochy. Čím vyšší nastavení (ukazatel posunutý více doprava), tím hladší plocha bude, ale také ztratí více detailů. Existují 2 stupně (samostatné ovladače) tohoto vyhlazovacího filtru. Každý stupeň je aplikován při zmenšení obrázku o polovinu.

Blurring (rozostření)
Tento filtr je podobný jako Smoothing, ale produkuje zaoblenější hrany plochy. Je podobný gaussovu filtru, který najdete v editorech obrázků. Tyto první tři filtry nejsou zrovna  výkonné filtry, které by měly velký vliv na tvar schodu v odezvě na schod. Tento filtr použijete, pokud chcete zachovat co nejvíce detailů a přitom odstranit zubaté antialiasové artefakty. To znamená, když se nepokoušíte změnit tvar plochy, ale jen chcete odstranit vlnky a šum.

Mean-variance (střední odchylka)
Tento filtr je ze skupiny filtrů, které se často používají pro zlepšení radarových obrazů (někdy nazývané "radarové filtry"). Jedním z účelů tohoto filtru je odstranění šumu a tvarování prvků s minimální ztrátou detailu. Aplikace tohoto filtru má také za následek zvýšení strmosti (rychlosti změny ze světlé do tmavé nebo z vysoké do nízké). Také může pomoci s odstraňováním antialiasingových artefaktů.         

Dilation (dilatace, rozšíření)
Tento filtr zvyšuje velikost světlých oblastí v obrázku a redukuje tmavé oblasti. Horizontální jezdec řídí počet aplikací filtru. Vertikální jezdec ovládá intenzitu filtru při každé jeho aplikaci. Použití dilatace produkuje na výsledné ploše podobný efekt, jako by byla odsazena směrem ven.

Erosion (eroze)
Opak dilatace. Současná aplikace filtrů Erosion a Dilation má podobný efekt jako filtr střední odchylky – takže jej můžete použít s některými efekty jako antialiasový filtr. Antialiasové filtry mohou mít mírný přirozený erozivní efekt – to znamená, že při vyhlazování „ukusují“ materiál. Dilatační a erozivní filtry lze použít pro obrácení tohoto efektu.

Profile Shape (tvar profilu)
Název tohoto ovládacího prvku byl změněn z původního "Domed Top". Ve své výchozí pozici stále vytváří efekt klenutého vrcholu. Je to hlavní funkce, kterou použijete při tvarování profilu příčného řezu plochy, jako jsou obrázky vytvořené pomocí textové funkce. Ostatní funkce můžete považovat za úpravy tvaru, který dostanete pomocí této funkce. Zobrazení odezvy na krok vám dá dobrou představu o tom, jak který filtr pracuje.

Hlavní jezdec ovládá velikost nebo rozsah tvarování. Vertikální „zvětšovací“ jezdec řídí tvar. Ve své výchozí pozici produkuje tento jezdec klenutý tvar. To znamená, že produkuje zakulacený vrchol na bílých oblastech obrázku. Když je posunut dolů do střední pozice, je tento tvar bližší zkosení. Na nejnižší pozici je změněna křivost tak, že je zaoblený na spodku. Chcete-li si lépe představit funkci tohoto filtru, přesuňte jezdec Profile shape  zhruba do 1/3 dráhy a zobrazujte si okno Step Response s různým nastavením vertikálního jezdce. 

Stretch Z-level (roztáhnout z-ovou úroveň)
Tento ovladač transformuje z-ovou úroveň každého pixelu tak, že jej roztáhne nahoru nebo dolů, podle toho, kterým směrem posunete jezdec. Pracuje v reálném čase, takže si jeho výsledek můžete ihned prohlédnout. Tento filtr je užitečný pro modifikaci tvaru příčného řezu, vytvořeného filtrem Profile Shape. Okno Step Response je opět tou nejlepší metodou, jak sledovat efekt tohoto filtru na plochu.

Text

Funkce Text umožňuje vytvářet obrázky uvnitř Zsurfu pomocí písma True Type. Tyto obrázky vytvořené Zsurfem produkují velice hladké (antialiasované) plochy. Implicitně jsou písmena zobrazena bílou barvou na černém pozadí, což má za následek vytvoření plochy, kde se písmena zvedají nad základní rovinu. Pro získání efektu, kdy jsou písmena zahloubena nebo gravírována dovnitř plochy můžete použít zatržítko Invert nebo můžete použít záporné měřítko v ose Z.

Pro vyvolání režimu vkládání textu zvolte položku Text v roletovém menu hlavního okna programu. Obrázek textu je vytvořen po zadání textu a jeho případném napolohování a transformaci. Obrázek na kterém pracujete se nazývá „Pile'“ Do „pile“ můžete přidat tolik znaků („glyph“), kolik chcete. Obsah „pile“ je zobrazen v pozadí, zatímco aktuální text je v popředí. Poté, co je obrázek (pile) sestaven, můžete jej převést na bitmapu, která se zobrazí v hlavním okně a je tak připravená na zpracování a převod na plochu. Následuje popis jednotlivých položek v okně pro zadávání textu.

New
Vymaže „pile“ (dočasné úložiště obrázku) a vytvoří nový obrázek. V současné době není k dispozici funkce Undo, takže po vytvoření nového obrázku není možné vrátit zpět předtím vykonané změny.

Make Bitmap
Tím dokončíte obrázek (včetně všech znaků vytvořených, ale nepřidaných do „pile“) a převedete bitmapu do hlavního okna. Obrázek před odesláním do hlavního okna podstoupí určité předběžné filtrování, takže při zpracování těchto obrázků je zapotřebí jenom velice malého antialiasingového filtrování.

Add to Pile
Přidání aktuálně zobrazených znaků do „pile“. Aktuální editovatelný obrázek je zobrazen v popředí a „pile“ je v pozadí ve formě zobrazení nahromadění obrázků. Velikost vnějšího rozsahu pile je určena bílým obdélníkovým okrajem okna. Velikost obdélníku lze změnit tažením za jeho rohy (klikněte myší a táhněte roh). Pokud do pile přidáváte více znaků, je velikost rámečku upravena tak, aby se do okna vešly.

Transform
Tato položka zobrazí manipulátory pro změnu velikosti, protažení, zkosení a natočení momentálně zobrazených znaků. Uživatel může aktivovat manipulátory také kliknutím do okna pravým tlačítkem myši do grafického okna. Jakmile jsou manipulátory zobrazeny, uživatel je může táhnout levým tlačítkem myši a manipulovat tak interaktivně s obrázkem. Pokud kliknete přímo na šipku manipulátoru, je transformace směrově omezena více, než když kliknete do středu manipulátoru – to může být užitečné pro přesnou manipulaci.

Když v transformačním režimu (manipulátory jsou viditelné) klikněte levým tlačítkem do pohledu (ne na manipulátory), zresetujete znaky do původní polohy a orientace. Chcete-li znaky jednoduše přetáhnout myší na jiné místo, nesmí být manipulátory viditelné (transformační režim vypnutý) a pak můžete jednoduše kliknout na text a přetáhnout jej myší na požadovanou pozici.

Cancel
Zavřete okno Text, zrušíte obrázek a vrátíte se zpět k bitmapě, která byla zobrazena před otevřením tohoto okna.

Help
Otevře a zobrazí tento dokument v angličtině.        

Okno Font
Okno Font je doplňkem okna Text a umožňuje uživateli vybrat jakékoliv písmo True Type, které má nainstalované na počítači. Také zde naleznete posuvník pro změnu velikosti zobrazených znaků a ovladač pro nastavení roztečí mei písmeny (pokud jsou zobrazeny více než 2 znaky). Jsou zde i tlačítka pro zrcadlení a natočení textu. Tlačítko pro natočení otáčí o 90 stupňů. Pokud potřebujete jakýkoliv jiný úhel, použijte příslušný manipulátor.

Internet je skvělým zdrojem písma. Fonty nemusí být textové – existuje množství fontů jako je Dingbats a Wingdings, které obsahují obrázky a dekorativní prvky.

Různé druhy písma a profilových křivek při převodu bitmapy písma na 3D plochu

Basesurf – základní plocha

Funkce Basesurf umožňuje aplikovat výškově mapovanou plochu na jinou výškově mapovanou plochu. V současné době je implementováno 5 typů základních ploch a v budoucnu jich přibude více . Čtyři typy jsou základní geometrické primitivy a pátý typ je bitmapa. Následuje popis položek v menu Basesurf:

None (žádná)
Při tomto nastavení není aplikována žádná základní plocha – je to stejné, jako vytvoření základní roviny bez úhlu náklonu.

Bitmap (bitmapa, obrázek)
Bitmapy lze použít jako základní plochy. Bitmapy mohou pocházet buď z předtím uložených 32 bitových souborů BSF nebo z 8 bitových souborů BMP. Dialog, který řídí tento typ základních ploch, se nachází ve spodní polovině dialogového okna File Open. Dvě volby řídí způsob importu obrázku - Natural a Custom Resolution.

Pokud je zatržena volba "Natural Resolution", je základní plocha importována pomocí výchozí velikosti a měřítka obrázku, pokud souhlasí s velikostí hlavního obrázku. Jinak je roztažena pomocí implicitního nastavení pro velikost a měřítko tak, aby souhlasila s hlavním obrázkem.

Pokud je  "Custom Resolution" zatrženo, může být nastaveno měřítko z-ové složky obrázku a 2 jezdci určují, jak bude obrázek zvětšen, aby souhlasil s hlavním obrázkem. Obrázek základní plochy (basesurf) je vždy zvětšen nebo zmenšen tak, aby souhlasil s aktuálně zobrazeným obrázkem (dokonce i když je hlavní obrázek prázdný). Účinek těchto ovladačů velikosti je určitým způsobem podobný antialiasingovým filtrům, je to záležitost zvyšování hladkosti za cenu ztráty detailů. 

Na rozdíl od jiných typů základních ploch je bitmapa vytvořena a uschována když je otevřena. Pokud je otevřen obrázek jiné velikosti v hlavním okně, je základní plocha zrušena. Pokud je otevřena bitmapa základní plochy a v hlavním okně je otevřen nový obrázek, budete pravděpodobně chtít vymazat základní plochu (to znamená vybrat rovinu jako základní plochu) nebo otevřít novou základní plochu, která bude mít správnou velikost vůči novému hlavnímu obrázku. Pokud k tomu dojde, zobrazí se varování.

Plane (rovina)
Základní plocha typu rovina umožní uživateli nastavit úhel náklonu mezi 60 a -60 stupni ve směrech os x a y. Výchozí nastavení je rovina bez náklonu. To znamená plocha v z=0, která má levý dolní roh na globálních souřadnicích 0,0,0. Šířka (délka v x-ovém směru) plochy je určena nastavením X-ového měřítka. Délka v y-ovém směru je určena poměrem stran zpracovávaného obrázku. Když je rovina nakloněna, zůstává levý dolní roh na pozici 0,0,0 a ostatní 3 rohy jsou napolohovány v ose z podle nastavení úhlů. Pozice X a Y rohů jsou definovány X-ovým měřítkem a poměrem stran bitmapy.

Sphere (koule)
Základní plocha typu koule vytváří celou nebo částečnou polokouli. Rozsah plochy v X a Y je stejný jako u typu rovina a je určen nastavením měřítka v X-ové ose. Nastavení X-ové osy lze provést přímo v dialogu základní plochy, ale aby se nové nastavení projevilo, musíte stisknout tlačítko Apply nebo Set. Můžete nastavit poloměr (radius) koule. Střed koule je umístěn do přesného středu plochy ve směru X a Y. Lze nastavit také hloubku (vzdálenost pod z=0) středu. Přípustný rozsah je od 0 po hodnotu poloměru. Funkce "auto-calc" automaticky vypočítá hloubku. Provede to tak, že napolohuje plochu takovým způsobem, aby procházela bodem z=0 v daném umístění. Volby pro umístění koule procházející rovinou z=0 jsou horní/dolní hrany, levé/pravé boční hrany nebo rohy. Pokud je zatržená volba "clip to z=0", je plocha sférická pouze v té části, která leží na rovinou z=0. Zbytek plochy leží v rovině Z=0. Je důležité uvědomit si, že se všechny tyto volby vztahují na zpracování hlavního obrázku, který je všude černý. Jakékoliv pixely bitmapy ve stupních šedé (hodnoty větší než 0) přidají k základní ploše určitou výšku na základě měřítka v ose Z.

Cylinder (válec)
Válec má středovou osu rovnoběžnou s rovinou XY a vycentrovanou vůči výstupní ploše.  Lze nastavit úhel osy (ve stupních), nulový úhel přitom znamená, že osa válce je rovnoběžná s x-ovou osou. Lze nastavit hloubku osy, která může sahat od 0 po poloměr válce. Při maximální hloubce je vršek válce na z=0.

Torus (anuloid)
U anuloidu lze nastavit dva poloměry. Vedlejší musí být vždy menší než hlavní. Střed anuloidu leží ve středu plochy v X a Y. Hloubku středu lze nastavit od 0 po součet obou poloměrů. Ve své maximální hloubce bude vršek anuloidu ležet v z=0.

Na spodku každého dialogu základní plochy je makro Rhina pro vytvoření srovnatelné plošné primitivy v Rhinu. Chcete-li makro použít, klikněte na něj pravým tlačítkem myši, vyberte jej a zkopírujte do schránky pomocí kontextového menu nebo kláves. Zkopírovaný text můžete vložit do Rhina a výslednou geometrii použít jako referenci. Po provedení případných úprav parametrů základní plochy klikněte na tlačítko pro náhled (Preview), aby se aktualizoval obsah makra, ještě než jej zkopírujete do schránky. Pozor, pokud používáte české Rhino, budete si muset nejprve zkopírovat makro do nějakého textového editoru (například Notepad) a přepsat anglický příkaz na český – např. Sphere na Koule. Autor bohužel nepočítal s lokalizovanými verzemi a nenapsal příkazy s podtržítkem (např. _Sphere, tento příkaz by český Rhinoceros „pochopil“).

Otevírání a ukládání souborů

Při otevírání hlavního obrázku může uživatel zvolit prázdnou bitmapu. Pokud je zvoleno uživatelské rozlišení (custom resolution), lze zvolit velikost tohoto prázdného obrázku. Pokud zpracujete prázdný obrázek, bude obsahovat pouze základní plochu.

Při otevírání souboru může uživatel zvolit přirozené nebo uživatelské rozlišení. Když vybere uživatelské rozlišení, lze změnit velikost obrázku převzorkováním. Jsou zde dva ovladače, které ovlivňují, jak bude toto převzorkování provedeno. Jezdec Density ovlivňuje rozteč vzorků. Přesun jezdce doleva má za následek nižší rozlišení. Jezdec Tension určuje, jak těsně budou nové vzorky sledovat originál. Ovladač pro hustotu je velice užitečný pro obrázky, které budou přidány (pomocí základní plochy).

Ovladače "Density" a "Tension" lze považovat za další metodu vyhlazování obrázku. Jako u všech vyhlazovacích metod závisí nejlepší účinnost na obsahu obrázku a může vyžadovat trochu experimentování. A nezapomeňte, že vyhlazování všeho druhu potlačuje detaily. Čím lepší kvalitu bude mít vstupní obrázek, tím méně vyhlazování bude potřeba a tím více detailů zůstane zachováno. Nastavení hustoty na nízkou hodnotu (jezdec posunutý doleva) je obecně dostačující, pokud bude obrázek přidán k jinému (se základní rovinou). Pokud chcete celou plochu s nižším rozlišením, je obvykle nejlepší nastavit menší hodnotu velikosti (šířky a výšky).

Bitmapy můžete uložit ve formátu BSF. Je to 32 bitový formát ve stupních šedé. Pokud vyberete položku v menu "process and save", bude před uložením obrázek zpracován na základě aktuálního nastavení. Pokud v menu vyberete "Save" nebo "Save As", bude obrázek uložen tak jak je zobrazen na obrazovce s přídavkem základní plochy (pokud existuje). To znamená, že obrázek je uložen s použitím nastavení, které bylo aktuální při posledním stisku tlačítka Process, nebo pokud od nahrání nebo vytvoření obrázku žádné zpracování neproběhlo, pak je obrázek uložen tak jak je.

Jedním ze způsobů jak vytvořit zajímavý profil plochy je použít stejný obrázek jako základní plochu i jako hlavní obrázek. Pokud je každý z nich zpracován s jiným filtrem a rozlišením, pak mohou být pomocí součtu a rozdílu dvou obrázků vytvořeny velice složité profily. Jinými slovy, celková odezva na krok bude sumou nebo rozdílem jednotlivých odezev na kroky.

Zpracování obrázků

Zpracováním rozumíme převod bitmapového obrázku na NURBS plochu. Když stisknete tlačítko Process, je obrázek filtrován a poté převeden na plochu a uložen do složky Zsurfu ve formátu iges – výsledný soubor se jmenuje srf.igs . Tento soubor je po každém vytvoření plochy přepsán novou plochou. Pokud si jej přejete zachovat, měli byste jej ihned po vytvoření načíst do Rhina a uložit jej pod jiným názvem ve formátu Rhina.

Zpracování probíhá podle filtrů a měřítka, nastaveného před spuštěním zpracování. Jak budete posunovat horizontální jezdce jednotlivých filtrů více doprava, bude narůstat i doba zpracování obrázku. Na celkovou dobu zpracování má samozřejmě vliv i velikost vstupního obrázku. Výsledkem je samozřejmě plocha, kterou lze importovat do jakéhokoliv CAD nebo CAM programu, který načítá formát IGES. Kvalita výsledné plochy závisí na kvalitě vstupního obrázku. Fotografie a komprimované obrázky ve formátu JPG nejsou zrovna nejlepšími kandidáty na vytvoření dobré plochy, většinou proto, že obsahují množství vysokofrekvenčního šumu. Filtrováním můžete tento šum potlačit, ale zaplatíte za to ztrátou detailů.

Přírodní obrázky také poskytují špatné výsledky, protože stínování neodpovídá správně z-ové hloubce. Vezměme si například fotografii tváře – nejlepších výsledků dosáhneme s přímo zepředu osvětlenou tváří (to znamená, že nikde nejsou stíny). Ale dokonce i s tímto dobrým osvětlení budou detaily jako obočí a rty tmavé a tudíž by byly ve výsledné ploše vtlačené dovnitř (aby byly vystouplé, musely by být totiž světlejší než okolní oblasti). Bylo by sice teoreticky možné v kreslicím obrázku doladit stínování určitých oblastí, bylo by to však příliš pracné a výsledky by stejně byly stěží přijatelné.

Na druhou stranu syntetické obrázky, vytvořené pomocí textu, ozdobných znaků a clipartů  bývají značně kvalitní (prosté šumu) a budou generovat pěkné hladké plochy. Obrázky by neměly být ukládány v žádném ztrátovém kompresním formátu jako je JPEG – takto uložené obrázky obsahují množství šumu, který nemusí být postřehnutelný okem, ale na výsledné ploše bude viditelný. Text a ozdobné znaky jsou skvělým příkladem obrázků, poskytujících skvělé výsledky (zvláště pokud použijete funkci Text v Zsurfu). Instalační složka obsahuje obrázky s ukázkovými styly textu s různými typy profilů, které lze dosáhnout u textu.

Fraktály

Geometrii fraktálů poprvé představil Benoit Mandelbrot. Odvodil algoritmus, který pro tvorbu fraktálů využívá i Zsurf. Fraktální terén je čistě matematická entita, sestavená z forem a prvků zahnízděných uvnitř sebe sama. Velké formy jsou utvářeny ze soběpodobných menších forem a tyto malé z ještě menších. Teoreticky můžete do těchto forem zoomovat do nekonečna. V realitě je to o něco horší, protože aritmetice s plovoucí řádovou čárkou dojde dech zhruba po 20 přiblíženích. Na internetu můžete najít množství informací o fraktálech. Dobré stránky jsou například http://www.felicite-parmentier.freeserve.co.uk/page3.htm a http://plus.maths.org/issue9/features/mandelbrot/

Když vytvoříte nový fraktál, uvidíte velkou tmavou oblast (černou, pokud máte nastaveny stupně šedé nebo modrou, pokud máte nastaveno barevné zobrazení). Tato oblast je zámá pod názvem Mandelbrotova množina. V této oblasti není celkem nic zajímavého (vásledná plocha by zde byla rovina ležící na nule). Nás ovšem budou zajímat oblasti ležící vně Mandelbrotovy množiny; zde se tvoří ty nejzajímavější vzory. Pokud je chcete prozkoumat blíže, klikněte levým tlačítkem myší a táhněte okno pro přiblížení, nebo klikněte pravým tlačítkem a táhněte okno pro oddálení.

Fraktální plochy jsou vždy ukládány v nejvyšším rozlišení. Nižší rozlišení získáte tak, že uložíte obrázek do souboru BSF a poté při opětovném otevření tohoto obrázku nastavíte nižší rozlišení.

Fraktál v ZSurfu

Tolik tedy manuál Zsurfu a závěrem si dovolím přidat několik vlastních tipů a rad, na které jsem přišel během krátkého používání tohoto prográmku:

1. Pokud chcete zvýšit jemnost detailů a rozlišení plochy, musíte zvětšit vstupní obrázek, buď v nějakém editoru obrázků (ACDSee, Photoshop atd), nebo přímo v ZSurfu v dialogovém okně pro otevření obrázku. Zde je ukázka výstupu při různých velikostech stejného obrázku (veškeré parametry převody obrázku na plochu zůstaly stejné):

Původní bitmapa

Rozlišení vstupního obrázku: 127x126 pixelů, výsledná plocha má 31x31 izočar

Rozlišení vstupního obrázku: 400x396 pixelů, výsledná plocha má 100x99 izočar

Rozlišení vstupního obrázku: 800x793 pixelů, výsledná plocha má 200x198 izočar

Jak vidíte z výše uvedených hodnot, počet izočar výsledné plochy je čtvrtina rozlišení obrázku v každém směru – například obrázek s X-ovým rozlišením 800 pixelů bude mít ve směru U 200 izočar. Vyvarujte se proto použití příliš velkých obrázků, protože by mohly vygenerovat extrémně husté plochy, které se budou pomalu vykreslovat a stínovat. Také si všimněte, že na posledním obrázku jsou různé nepravidelné hrboly, zejména v horní části modelu. To je tím, že velký obrázek (800x793 pixelů) byl nazvětšován z malého (127x126) obrázku a tím v obrázku vzniknul šum a nepravidelnosti. Nejlepší je samozřejmě mít velký originál a ten v případě nutnosti zmenšovat než naopak.

2. Vstupní obrázky můžete nakreslit v některém editoru obrázků, nebo je můžete vytvořit vyplněním vstupních křivek ve formátu AI (Adobe Illustrator), nejčastěji asi půjde o různá loga a ornamenty. Jako vstup ale můžete využít i render Z-bufferu, tedy hloubkové informace o scéně. Možnost uložení Z-bufferu nabízí skrytý příkaz testshowzbuffer. Vytvořte si model, nastavte pohled na model a zadejte výše uvedený příkaz. Níže vidíte názornou ukázku:

3D model hvězdy v Rhinu

Zbuffer pohledu Shora

Bitmapa byla v Zsurfu převedena na plochu a načtena zpět do Rhina

Je vidět, že díky nahrubo vyvořenému 3D modelu pomocí Zsurfu a uložení zbufferu z Rhina můžete vytvořit komplexní organickou plochu s hladkými zaobleními, mnohem složitější, než byste dosáhli prostým zaoblením ostrých roků. Navíc můžete pomocí experimentování s hladkostí plochy v Zsurfu vytvářet nekonečné variace tvarů výsledné plochy.

3. Pokud se vám výsledná plocha zdá příliš vysoká nebo naopak mělká, nezoufejte. Mohli byste sice změnit parametr Stretch Z-Levels v Zsurfu a plochu vygenerovat znovu, ale to není nutné. Úplně postačí, když v Rhinu použijete příkaz Měřítko1D (Scale1D) a plochu ve vertikálním směru jednoduše roztáhnete nebo smrštíte. Vliv na plochu není nijak destruktivní a proto ji můžete libovolně zvětšovat či zmenšovat mnohokrát po sobě. Jenom dejte pozor na to, že při velkém zvětšení vyniknou výrazně nepravidelnosti a hrbolky, pokud je tato plocha obsahuje.

Plocha byla zvýšena příkazem Měřítko1D

4. Pokud chcete plochu místo vyvýšení zahloubit (aby tvořila prohlubeň, ne „kopec“), můžete invertovat bitmapu v Zsurfu a znovu vyexportovat výslednou plochu, mnohem jednodušší ale bude použít funkci Zrcadlit (Mirror) v Rhinu a ozrcadlit plochu podél horizontální osy…

Plocha byla „zahloubena“ příkazem Zrcadlit

5. Zsurf představuje poměrně zajímavou alternativu tvorby terénů a to dokonce i skutečně existujících. Stačí, když trochu pohledáte na Googlu – zadejte slovo DEM (běžně užívaná zkratka pro digital elevation map), přepněte si vyhledávání obrázků a to by v tom byl Bill, abyste nenašli spoustu vhodných terénů:

DEM mapy v Googlu

Příklad DEM modelu terénu, vhodného pro zpracování ZSufem

Výsledná plocha terénu otevřená v Rhinu – porovnejte s výše uvedenou DEM mapou

Další netušené možnosti v sobě skrývá spojení Zsurfu a UDT deformačních funkcí Rhina 4. Zde je malý tutoriálek od Carlose Péreze z McNeel Europe:

ZSurf 4 + Rhino 4.0 UDT: stručný návod (nejen) pro šperkaře

1. Spusťte Zsurf (Zsurf4.exe) a otevřete ukázkový soubor Sample_Zsurf2.bmp. Před otevřením pzměňte hodnoty uživatelského rozlišení, abyste získali větší bitmapu:

2. Změňte hodnotu “Scale Z” na 6.0.  klikněte na tlačítko “Process” a Zsurf z této bitmapy vytvoří 3D soubor (implicitně srf.igs v instalačním adresáři Zsurfu4).

3. Otevřete vygenerovaný soubor srf.igs v Rhinu 4.0 a vystínujte jej

4. Vytvořte nebo importujte jednoduchý prsten a použijte příkaz Splop pro aplikaci plochy, vytvořené Zsurfem na prsten

5. ustřihněte vnější plochu prstene hranicí nabalené plochy a spojte všechny části dohromady. Nyní máte prsten jako uzavřené těleso s obrázkem, aplikovaným v podobě geometrického plastického reliéfu

A to nejlepší nakonec – Zsurf 4 si můžete stáhnout úplně zdarma, odkaz na stažení najdete pod článkem. Tak tedy vzhůru do experimentování, věřím, že nebudete zklamáni!

Související odkazy

• http://mwt.net/~sjedging/ZSURF4.zip – Instalační soubor ZSurfu (0.5 MB)

Diskuse k článku

• [6] lospedros – 14. 06. 2008, 20:52

  reagovat

  Dobrý den, nejde mi ulozit render prikazu testshowzbuffer. Obrazek se mi zobrazi ale nevim jak je ulozit..???Diky za rady

• [4] delph – 22. 11. 2007, 17:10

  reagovat

  to je čeština jak od nějakého Roma :) s takovou asi moc nepochodíš

• [3] jano – 22. 11. 2007, 10:22

  reagovat

  prosim vas daalz biste mitan program?????,

• [2] adrian – 05. 07. 2007, 11:52

  reagovat

  wow.......hned idem tahat :-o

• [1] delph – 17. 04. 2006, 16:40

  reagovat

  vostrý jako břitva jdu stahovat a uvidíme o z toho vyleze :)

Hlavní navigace

• Titulní stránka
• Produkty
• Články
  • Rhinoceros
  • Zásuvné moduly
  • Modelování
  • Obrábění
  • Renderování
  • Projekty uživatelů
  • Tiskové zprávy
  • Archiv článků
  • Akce
• Galerie
• Diskuse a komentáře
• Časté dotazy
• Provozovatel
• Odkazy
• Download
• Školení
• Vyhledávání
• Mapa stránek