3D-МАСТЕРСКАЯ :: Моделирование робота

Моделирование робота в Blender

Уровень подготовки: начальный и средний

Введение

3Д моделирование есть одна из наиболее интересных отраслей компьютерной графики. В этом туториале мы пройдем несколько методик моделирования простого робота в Блендере.

Этот робот называется "Papero", он является роботом-компаньоном, производным компанией NEC, Япония. Хочу особо отметить, что эта статья не создана для извлечения какой-либо коммерческой выгоды, не допускается к распространению и любому использованию для извлечения коммерческой выгоды, и не спонсируется фирмой NEC. Робот данной фирмы просто использован в качестве обучающего примера.

Лучший метод использования данной статьи — изучать её совместно с руководством по Blender. То есть обращаться к руководству по мере необходимости, особенно если вы совсем новичок в Blender. Также следует просмотреть и запомнить набор понятий, применяемых в программе. Таких как окно просмотра, режим редактирования (Edit Mode), вершины, рукоятки управления и т. д. В этой статье мы будем давать последовательность шагов и местами сокращённую, так что если мы, к примеру, говорим «добавим куб», то подразумеваем, что пользователь уже обучен добавлять объекты в сцену ранее.

Начинаем

Первое — сбор информации. Наберите в поисковике что-то вроде «papero» или «NEC robots», чтобы найти информацию по нашей тематике. Полезно найти снимки объекта с разных точек, чтобы лучше представить себе, как он выглядит. Вы можете обнаружить немного разные версии робота — ничего, ведь мы собираемся моделировать общую форму объекта.

Постарайтесь найти подходящие изображения (лучше всего проекции с трёх сторон) в сети. Если не получится, то вы можете взять изображения из blend-файла к этому уроку.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОЛОВЫ (Часть 1)

Шаг 1 подкладываем изображения в виде фона: Запускаем Блендер и удалим куб, который есть в сцене по умолчанию. Выберите его, кликнув по нему правой клавишей мышки. Затем удалите его, для этого нажмите X или [Del]. Далее нужно загрузить изображение робота в фон. Нажмите [NumPad 1], для того что бы перейти в вид спереди, затем ищем вкладку View далее Backgound image - это меню фонового режима. Далее в появившемся окошке, нажимаем Use Backgound image, и, наконец кликаем по иконке папки и ищем каталог, где у нас хранится изображение Робота.

Шаг 2 добавление в сцену примитива: Добавляем в сцену примитив, для этого нажмите Spacebar ->Add ->Mesh ->UvSphere. Введите значение Segments - 24 и Rings - 24, нажмите ОК.

Шаг 3 рабочие режимы: Помните, что сфера добавляется в место расположения 3Д курсора (3Д курсор - это должна быть красно-белая полосатая окружность). Мы можем добавлять объекты и в режиме редактирования (Edit Mode - ЕМ), чтобы переключаться между объектным режимом (Object Mode - ОМ) и режимом редактирования для нажмите [Tab].

Шаг 4. Двигаем объекты: Теперь передвинем нашу сферу в режиме ОМ в центр головы робота на изображении. Для этого схватите мышью За одну из цветных стрелок в центре сферы и перемещайте вдоль выбранного направления. Если при этом зажать клавишу [Ctrl], то перемещение будет происходить скачками с привязкой к крупному шагу сетки, если держать зажатой клавишу [Shift], то перемещение привяжется к мелкому шагу сетки. Это можно использовать для более точного позиционирования. Итак установим сферу, как показано на рисунке.

Шаг 5. Масштабируем объекты: Чтобы масштабировать любой объект в режимах ОМ и ЕМ, необходимо сначала выделить объект или его части. Так как наша сфера уже выделена, то нажимаем клавишу [S] и теперь любое движение мышью от объекта будет увеличивать его, а движение курсором к объекту — наоборот уменьшать. Масштабируем сферу в размер головы робота, как показано на рисунке. Помните, что вы опять можете использовать клавиши [Ctrl] и [Shift] для точности позиционирования.

Шаг 6. Выбираем вершины: Пока мы работали в объектном режиме (ОМ)Переключаемся в режим редактирования ЕМ (Клавиша [Tab]).Режим ЕМ - основа 3Д моделирования. Сейчас мы будем учится выделять вершины. Блендер предлагает много различных способов выделения. Например для того чтоб выделить все вершины(или отменить выделение) нажмите кнопку [A]. Теперь нажмите кнопку [B], для выделения"рамочкой". Теперь кликните ЛКМ и тяните рамку так,чтоб захватить все вершины левой части головы(см. рисунок).

Шаг7. Удаляем вершины: Теперь удалим выделенные вершины, для этого нажмите X или [Del]. Это мы сделали потому, что хотим добиться симметрии головы, а с половинкой это получится легче. Как вы видете на рисунке мы также выделяем и удаляем вершины в области уха.

СОЗДАНИЕ ЧАСТЕЙ ГЛАЗА

Шаг 8. Изменение масштаба в главном окне: Для того что бы изменить масштаб в главном окне воспользуйтесь колесом мышки или [NumPad+ ] или [NumPad -], а теперь нажмите [Z], для того что бы увидеть нашу модель в режиме сплошной окраски. В этом режиме мы можем выделить вершины переднего плана, не затрагивая другие вершины. Выделите 2 вершины с помощью ПКМ и зажатой клавиши [Shift], а затем удалите их. Получилось отверстие для глаза.

Шаг 9. Использование инструмента сглаживания граней - Subsurface: Subsurf является одной из самых используемых опций в 3Д меш моделировании. Для того что бы применить Subsurf, нажмите [F9] и во вкладке Mesh, найдите опцию Subsurf. Оптимальное значение для Subsurf — 2. (для последних версий Блендер Subsurf применяется так: нажмите [F9] и во вкладке Modifiers(в объектном режиме), находим кнопку Add Modifiers, далее выбираем из списка Subsurf. Примечание переводчика)

Шаг 10. Создание граней из вершин: Выберите три вершины как показано на рисунке, и нажмите клавишу [F] для того что бы создать грань из выделенных вершин, повторите это и для остальных вершин. Результат должен быть как на рисунке.

Шаг 11. Подразделение рёбер: Выделите две вершины, находящиеся ближе к краю отверстия глаза робота. Нажмите клавишу [W] и выберите опцию Subdivide, на месте одной грани мы получили две. Сделайте тоже самое и для других граней, которые вы сделали.

Шаг 12. Преобразование граней: Треугольные грани плохо работают с Subsurf. Поэтому мы должны преобразовать все треугольные грани в четырехугольные. Для этого выделим все вершины в области треугольных граней, смотрите как это сделано на рисунке. Теперь зайдем в диалоговое окно Mesh и из списка выбираем: Faces -> Convert triangles to quads, после этого грани из треугольных должны преобразоваться в четырехугольные.

Шаг 13. Масштабирование вершин: Выделите вершины указанные на рисунке, и отмасштабируйте их так чтоб прорезь была немного похожа на кружок, передвиньте внешние вершины глаза, создавая округлую форму. Здесь постарайтесь сохранить крайние вершины на одной прямой. Используйте навыки, полученные ранее.

Шаг 14. Экструдирование граней: Выберите вид сбоку, для этого нажмите [NumPad 3]. Выделите вершины округлого очертания глаза. Нажмите клавишу [E], после этого появятся новые вершины которые сразу можно передвигать. Передвиньте их немного внутрь головы робота, вдоль оси Y (зелёная стрелка). Результат должен быть таким как на рисунке.

Шаг 15: Сохраняя выделение вершин, войдите вновь в вид спереди - [NumPad 1], опять нажмите [E] и сразу же нажмите клавишу [S]. Немного уменьшите новые вершины.

Дублирование вершин: Для дублирования вершин используется сочетание клавиш [Shift+D]. Пока глаз робота является частью меша головы. Чтобы превратить его в самостоятельный объект воспользуемся функциями дублирования и отделения. Выбрав все вершины глаза нажимаем [Shift+D] и не двигая мышь сразу клавишу [P]. В появившемся окошке выбираем строку «selected» (выбранное). Глаз отделится в отдельный объект. Теперь выходим клавишей [Tab] из режима ЕМ в режим ОМ, выбираем объект глаза и снова переходим в режим ЕМ для его редактирования.

Шаг 16. Теперь сделаем ободок по краю глазницы. Выделим все вершины и экструдируем их, как на рисунке А, перейдите в вид сбоку и экструдируйте выбранные вершины вдоль зеленой оси, сделайте это дважды, смотрите рисунок В.

Шаг 17. Совмещение вершин: Мы должны сделать дно у глазницы внутри. Выбираем крайнее кольцо вершин, жмем опять же [E], сразу же делаем клик ПКМ или жмём [Esc], далее нажимаем комбинацию клавиш [Alt + M] (совместить), выберите в диалоговом окошке 'at cursor' (к курсору — при этом курсор должен быть расположен в центре глазного отверстия), вы увидете, что отверстие закрылось, при этом были удалены ненужные вершины, как на рисунке.

Итак у нас есть пустая глазница. Сделаем теперь стекло, закрывающее глазницу робота. Для этого воспользуемся инструментом выбора последовательностей Loop-selection Выбор Loop-последовательностей: Loop (петля) — последовательность из нескольких рёбер, соединённых общими вершинами. Blender имеет инструмент для автоматического выбора таких последовательностей. В режиме ЕМ нажмите [Alt+B] просто перемещайте курсор мыши над мешем. Доступные последовательности будут отображаться в виде голубых линий. Найдите таким образом нужный вам Loop и завершите выбор щелчком ЛКМ. (Данное сочетание клавиш работает только в версиях Blender до 2.40 — примечание переводчика). Итак выделите таким образом второе кольцо вершин ободка глазницы, отделите его от меша глазницы. Перейдите в режим ЕМ для отделённого меша.

Шаг 18. Следуя примеру на рисунке экструдируйте и масштабируйте вершины, затем экструдируйте их вновь, не перемещая сразу сделайте клик ПКМ (или нажмите [Esc])и закройте прорезь с помощью [Alt + M]. Выйдете из режима редактирования.

СОЗДАНИЕ УШЕЙ И ВТОРОЙ ПОЛОВИНЫ ГОЛОВЫ (Часть 2)

Как вы заметили, ранее мы часто пользовались дублированием вершин. По двум причинам. Во первых, созданные дублированием объекты точно располагаются на своих местах, по отношению к донорскому мешу, и второе — это экономит массу времени.

Шаг 1. Внутреннее кольцо уха: И снова мы будем использовать метод дублирования для создания ушей. Для начала выделим меш головы и зайдем с ним в режим редактирования. Экструдируем как показано на рисунке В, на очень маленькое растояние по красной оси (Х), дублируем их [Shift + D], и отделяем от головы. Покиньте режим редактирования для этого меша и войдите в него с новым мешем. И экструдируйте вершины как показано на рисунке С.

Последний раз экстудируем вершины и немного уменьшим их [S]. Продублируйте выделенные вершины [Shift + D] и отделите их от меша [P].

Шаг 2. Внешняя часть уха: Выйдете из режима редактирования и выберите только что созданный вами меш. Экструдируйте вершины как показано на рисунке, затем закройте отверстие [Alt + M].

Шаг 3. Опять покинем режим редактирования и добавим сферу, разрешением 16х16(SpaceBar-> Add-> Mesh-> UvSphere). Установим ее посередине уха как на рисунке. Установите ее ровно посередине, для этого двигайте ее в виде спереди и виде сбоку.

Шаг 4. Создание второй половинки головы методом "зеркального отражения": Теперь голова робота почти готова. Так как голова робота абсолютно симметрична, то вторую половину мы получим зеркальным отражением копии первой. Для этого выделите меш головы, зайдите с ним в режим редактирования. Нажмите клавишу [A] для выбора все вершин, нажмите [Shift D], для дублирования выделенного меша. Прекратите движение нового меша [Esc], теперь нажмите клавишу [M] для входа в меню выбора направлений "зеркального отражения". Здесь выберите 'x Global' (вдоль абсолютной оси Х), вы увидете что одна половинка меша стала зеркальной копией второй половинки.

Шаг 5. Объединение половинок меша: Выделите новую половинку меша. Двигайте ее как можно ближе ко второй по оси X(G - X), приближайте масштаб главного окошка и опять пытайтесь максимально совместить крайние вершины одной половинки головы с соответствующими другой половинки.

В итоге выделите все вершины и нажмите [W] из меню выберите пункт Remove Doubles (Удалить дубликаты). Должно показаться сообщение о количестве удаленных вершин.

Далее на вашем меше в режиме Solid [Z] могут появится черная полоса, чтобы убрать ее нужно выделить все вершины [A] и нажать [Ctrl + N] (Recalculate Normals Outside – Пересчитать нормали наружу). Полоса должна исчезнуть.

Шаг 6. Создание остальных симметричных частей головы: Все описанные процедуры с дублированием и зеркальным отображением необходимо выполнить и для оставшихся симметричных частей головы — глазницы, стёкла глаза, частей уха. После всех этих шагов мы должны получить модель такую как на рисунке.

ВЕРХНЯЯ И НИЖНЯЯ ПОЛОВИНЫ КОРПУСА (Часть 3)

Шаг 1. Войдите в объектный режим, затем следует перейти в вид сверху [NumPad 7]. Добавьте кольцо (SpaceBar-> Add-> Mesh-> Circle), укажите количество вершин - 24. Войдите в режим редактирования и отмасштабируйте кольцо как показано на рисунке, затем покиньте этот режим и установите вид сбоку [NumPad 3]. Позиция кольца должна находится на уровне ушей.

Шаг 2. Вращение объекта: Нажмите клавишу [R], вращайте кольцо так как показано на рисунке А. Вновь войдите в режим редактирования и экструдируйте вершины вниз по оси Z, и масштабируйте их как на рисунке В.

Шаг 3. Экструдируйте остальные вершины вниз, как на следующем рисунке А. Теперь мы должны повторить элемент дизайна корпуса робота. Выбираем вид спереди [NumPad 1] и выделяем рамочкой [B] вершины как показано на рисунке. Нажимаем [G], сразу же Z и двигаем их вниз.

Шаг 4. Добавление Loop-последовательности (петли): В этом месте нам нужно экструдировать вершины вниз и немного уменьшить их масштаб. Так мы получим плавно загибающийся нижний край. Вы можете заметить, что тело робота в нижней части слегка выпуклое, а у нас почти цилиндр. Поэтому нам нужно добавить вершин в виде loop-петли. Для этого нажмите [Ctrl+R], должна появиться петля голубого цвета. Двигая мышкой установите ее как показано на рисунке Б. Появятся новые вершины.

Шаг 5. Нижняя часть корпуса: Продублируйте выделенные вершины нижнего края и отделите их от туловища [P]. Из них мы сделаем нижнюю часть туловища. Выйдите из режима редактирования и выберите новый меш. Опять зайдите с ним в режим редактирования. Экструдируйте вершины и немного уменьшите их масштаб. Опять экструдируйте новые вершины немного вниз. Экструдируйте дальше, как показано на рисунке А. Уменьшите масштаб последнего ряда вершин, и закройте проем (Alt + M).

Шаг 6. Перейдите в вид сбоку и масштабируйте верхнюю часть тела подгоняя под нижнюю, затем нижнюю под верхнюю. Пример на рисунке А, выйдите из режима редактирования и добавьте плоскость (SpaceBar ->Add ->Mesh->Plane), разместите ее из вида сбоку так как изображено на рисунке Б. Добавьте к этому мешу Subsurf, меш должен округлиться.

Шаг 7. Оставаясь в виде сбоку, экструдируйте боковые края плоскости (две вершины), и верхний край (Рис А). Передвиньте крайние пары вершин, как показано на рисунке В.

Шаг 8. Перейдите в вид спереди. Экструдируйте вершины три раза, вдоль красной оси Х. Передвиньте их как указано на рисунках А и Б. Выйдете из режима редактирования. Примените для сглаживания SetSmooth ([F9]). Мы сделали ногу робота.

Шаг 9. Как и с частями головы, необходимо зеркальноотразить вершины, чтобы сделать ногу с другой стороны. Выделяем все вершины, дублируем [Shift – D], перемещаем на другую сторону и после позиционирования нажимаем [M] и [X], чтобы отразить по оси Х. См. Рисунок.

ПОСЛЕДНИЕ ДЕТАЛИ (Часть 4)

Шаг 10. Изменение режимов выбора: Итак основная модель почти готова, мы забыли только сделать небольшой выступ посередине головы. Выбираем объект головы и входим в режим ЕМ. Теперь нам необходимо активировать режим выбора фейсов для более лёгкого выбора элементов. Нажимаем сочетание [Ctrl – Tab] и в появившемся окошке выбираем 'Faces' (фейсы). Изображение во вьюпорте слегка изменится (как на рисунке) и вы сможете щелчком ПКМ выбирать отдельные фейсы. Группы фейсов выбираются с зажатой клавишей [Shift]. Выберем группу фейсов сверху головы (см. рисунок)

Шаг 11. Экструдирование вершин: Заходим в вид сбоку [Num 3]. Экструдируем выбранные фейсы верха головы вверх. Теперь нам нужно повернуть немного выбранное вокруг оси Х.

Для этого нажимаем [R] и сразу [X]. Теперь движение мышью будет вызывать видимое вращение во вьюпорте вркруг выбранной оси. Позиционируем в нужное положение и щёлкаем ЛКМ.

Шаг 12. Переходим в вид спереди. Теперь меняем режим выбора на выбор вершин. [Ctrl – Tab] и в появившемся окошке выбираем 'Vertices' (вершины). Выделяем боковые вершины (по три с каждой стороны) как на рис. А и смещаем их слегка вниз по оси Z, как на фоновом рисунке (рис. В)

Остались некоторые мелкие детали. Пусть они будут читателям упражнениями для самостоятельной работы. Используйте методы, показанные здесь для их моделирования (динамики в передней части корпуса, шины колёс). И прочитайте обязательно следующее упражнение по текстурированию робота. Смотрим на итоговую модель в режиме Solid ([Z])
На этом всё. Удачного Блендинга!

Автор: Gaurav Nawani

Перевод: Balista, cyberdime

< назад :: Оглавление :: вперед >