Cinema 4D-Tutorial: Základy a praxe 3D pro začátečníky

Představení tréninku: V první části se naučíte základní pojmy modelování, textur, nastavení osvětlení a renderování. V druhé části se zaměříme na tvůrčí projekt, konkrétně: Postavíme divadelní reflektor - od A do Z, od začátku do konce. Závěr: Tento trénink má za cíl především témata tvůrčího modelování a scénického nasazení, méně animace.

Cinema 4D existuje ve čtyřech různých verzích. V tomto klipu vám představím tyto čtyři verze, kromě toho provedeme první důležitá přednastavení, abychom mohli pohodlně pracovat od začátku. Nakonec vám představím tři nejdůležitější „manažery“. V Cinema 4D se tato ovládací pole nazývají „palety“.

Zobrazení nepromítnutých scén lze v programu Cinema 4D upravit podle příslušných úkolů. Zde se dozvíte, která možnost zobrazení je nejvhodnější pro modelování a kde lze tuto možnost nastavit. Kromě toho máte možnost buď zachovat výchozí jednotku "cm" nebo ji změnit podle potřeby.

Na základě kostky a válcového tělesa se dozvíte, co jsou tzv. „parametrické základní objekty“ a jak je lze upravit. Tyto objekty existují v různých tvarech. Buď je potřebujete tak, jak jsou, tedy jako kostky, pruty, ploty, tyče, válce nebo krajiny, nebo je použijete jako základ pro složitější objekty, které se zpracovávají na základě polygonů.

Scénu byste měli vždy znovu zkoumat z různých perspektiv, abyste si mohli dobře představit prostorové uspořádání objektů. Zde se dozvíte, jak a pomocí jakých klávesových zkratek se pohybovat ve scéně v programu C4D, a co dělat, když se v nekonečně velkém prostoru programu Cinema 4D ztratí objekt.

Specifické technické modelování často vyžaduje tzv. izometrický pohled na scénu. Při tom je použit fotoaparát, který není podřízen perspektivnímu zobrazení a zobrazuje vše přesně shora, zdola, zleva, zprava, vpředu nebo vzadu. Kromě toho vám povím ještě něco o způsobu zobrazení nesestavených scén v Cinema 4D.

Objekty lze posunout, otočit nebo změnit měřítko. V tomto klipu se naučíte používat příslušné nástroje, ale nejen to, naučíte se také, co s nimi určitě neměli dělat: Pravidla a zákazy je snadné pochopit a zejména na začátku velmi přispívají k bezproblémové práci se scénou.

V tomto klipu můžete ukázat, co jste se naučili: Postavíme hrnec z parametrických základních objektů. Potřebujete tedy příkazy a nástroje, které jste se naučili v první kapitole tohoto tréninku. Vedle dvou válců a jednoho kroužku jde tedy o šikovný výběr vhodných základních objektů, vytvoření zaoblení a šikovné využití objektových souřadnic.

Převádíme-li parametrický základní objekt na polygonální objekt, pak je možné upravovat všechny body, hrany a plochy objektu. Stejně jako v programu Photoshop k tomu používáme výběry k úpravě částí objektu nebo k výběru konkrétních hran nebo bodů, jež lze poté posunout, otočit nebo měnit jejich měřítko. Existuje několik způsobů, jak vytvořit výběr - nejjednodušší způsob se dozvíte zde: nástroj pro živý výběr.

Speciálně u jemně rozlišených objektů je výběr jednotlivých polygonů docela pracný. Proto existují jiné metody výběru, které lépe fungují při velkém množství polygonů. Pokud mají být polygony po výběru smazány, je vhodné provést tzv. optimalizaci po smazání: Po smazání polygonů jsou body, které stále zůstávají, definitivně odstraněny z objektu.

Oba příkazy "extrudovat" a "extrudovat dovnitř" patří mezi nejdůležitější modelovací příkazy. Spolu s živou selekcí lze s těmito dvěma příkazy vytvořit téměř libovolný tvar. V tomto klipu se dozvíte, jaký je rozdíl oproti posunutí jednotlivých polygónových skupin a jak velkou tvůrčí rozmanitost lze dosáhnout pouze s těmito dvěma příkazy.

Tužka na kreslení polygonů je opravdu velký a všestranně použitelný konstrukční nástroj. S její pomocí lze bez jakýchkoli omezení jinými objekty vytvářet různé tvary, propojovat je a vytvářet tak velmi detailní modely. Tužka na kreslení polygonů může vytvářet jak hrany, tak i polygony a automaticky rozpozná, zda se kurzor přibližuje k bodu nebo hraně, aby je mohl posunout nebo případně propojit s jinou hranou.

SDS je objekt, do kterého lze zařadit jak parametrické základní objekty, tak polygonové objekty. Hranice podřízených objektů jsou zaokrouhleny pomocí SDS podle své struktury. Můžete si to představit jako zaoblení cesty ve 3D prostoru, když její vrcholy přeměníte na křivky.

Nástroje nožů slouží k jemnému dělení polygonálních objektů. Toto dělení, tedy řezání polygonální struktury, lze velmi jemně a přesně určit. Tento nástroj se používá také při SDS modelování: Pokud je řez proveden poblíž hrany objektu, lze s ním zmenšit příliš měkké zaoblení.

Malá mezifáze workshopu část 1: z krychle má být postaven reproduktor. K tomu účelu upravíme strukturu krychle tak, aby v dolní části reproduktoru mohla vzniknout pravidelná otevřená plocha. Do této otevřené plochy se poté vloží kotouč, následně jsou oba objekty spojeny, aby zbylá mezera kolem kotouče mohla být uzavřena.

Po uzavření otvoru kolem skla vložíme krabici do SDS a začneme formovat membránu na basový reproduktor kombinací extruze a vnitřní extruze. Kalotu sestavíme z koule, nožový nástroj na konci zajistí mírně méně zaoblené hrany.

Spíny nejsou ničím jiným než cestami, které jsou možná již známé z jiných programů. Spolu s "Lathe" můžete vytvářet rotační tělesa. V tomto klipu postavíme sklenici s několika kliknutími. Skvělé na tom je, že i po vytvoření objektu zůstává spína aktivní a lze ji kdykoli změnit.

Pomocí spline pera lze velmi snadno vytvořit všechny druhy nepravidelných splinů. Různé režimy nástroje umožňují poměrně intuitivní úpravu nebo korekci kotvových bodů. Pokud vytvoříte druhý spline, oba lze spočítat dohromady pomocí "sweep". I v tomto případě zůstanou oba spliny zachovány a lze je kdykoli upravit nebo nahradit.

Objekt Extrudieren extruduje, jak název naznačuje, uzavřené splajny a vytváří tak objem. V tomto klipu používáme nástroj Text-Spline, protože s ním lze velmi snadno vytvářet slova nebo dokonce celé texty a přeměnit je na 3D text. Hrany písmen lze zaoblit nebo obklopit vlastním tvarem na různé způsoby.

Modelovací objekty jsou skvělou pomůckou při modelování konkrétních objektů. V tomto videu se podíváme na pole (array), pomocí kterého lze objekty koncentricky rozmístit ve scéně, dále na symetrický objekt, který může zrcadlově odrážet podřízený objekt podél jedné ze tří prostorových os a na atomové pole (Atom Array), které vytváří drátěnou strukturu z každého tělesa, které je mu podřízeno.

Hrany parametrických základních objektů lze snadno zaoblovat. Toto zaoblování, nazývané také "bisekce", musí být dosaženo jinak u polygonových objektů. Za prvé existuje příkaz, který umožňuje nejen zaoblení, ale také složitější přechody mezi dvěma polygony. Za druhé, pokud jde především o zaoblování hrany, existuje tzv. bevelovací deformátor, který je jednoduše zasazen do polygonového objektu.

Deformery jsou pomocné objekty, které jsou jednoduše podřízeny polygonové síti a mohou tak plnit velmi různé úkoly. V tomto klipu vám představím deformátor ohnutí a ukážu vám, jak ho použít k zakřivení objektu. Kromě toho se dozvíte o deformátoru otočení.

I v této malé mezistupni můžete znovu ukázat, co jste se naučili. S pomocí pole objektů a několika dalších komponent postavíme větrný mlýn. I když byste takovou instalaci jistě mohli postavit ještě podrobněji, tento miniaturní workshop vám pomůže s jednoduchými modelačními technikami postavit alespoň dobře rozpoznatelnou scénu.

Plošný světelný zdroj je jednou z možností, jak osvětlit objekt nebo scénu. Aby fungovala tak, jak je očekáváno od světelného zdroje, musí být přidělen stín a úbytek. Na rozdíl od toho se v tomto filmu dozvíte také o fyzikálním zdroji světla, který je již vybaven stínem a úbytkem a chová se tak fyzikálně správně.

Ani plošné světelné zdroje, ani fyzikální světelné zdroje nelze přiřadit tzv. viditelnost. Tím se rozumí druh atmosféry, která je přiřazena světelnému zdroji a která simuluje světelný kužel v kouřovém nebo mlhavém prostoru. K tomuto účelu vytváříme cílový bod, což má navíc velkou výhodu, že je vždy automaticky zaměřen na nulový objekt. To usnadňuje jeho zaměření na určité objekty.

Pro venkovní scény Cinema 4D nabízí dva světelné objekty: fyzikální nebe, které osvětluje podobně jako skutečné nebe - na jedné straně prostřednictvím nebeské kopule, na druhé straně, pokud je požadováno, slunečním objektem. S tím lze zobrazovat různé druhy mraků, duhy, mlhu, hvězdy nebo ozón. Druhým objektem pro osvětlení venkovních scén je „nebeobjekt“; pro realistické světlo do scény však potřebuje HDRI.

V Material Editoru lze vytvořit všechny kanály, které jsou důležité pro daný materiál, tedy vlastnosti. V tomto prvním klipu jde o kanály pro barvu, odlesk, průhlednost, reliéf a posunutí. Zejména odlesk, který byl zcela nově vyvinut ve verzi R16, nabízí širokou škálu nastavení. Vzhledem k tomu, že každý materiál obsahuje nějaký druh odlesku, tento kanál a jeho co nejvíce fyzikálně správné znázornění zaujímá klíčovou pozici pro realisticky vypadající materiály.

Fyzikálně správné materiály nejenže nepotřebují vkládání glitrových prvků, ale částečně nahrazují náročné vykreslovací efekty jako je Ambient Occlusion a Global Illumination. Jak správně nastavit reflexi pomocí "fyzikálního materiálu", se dozvíte v tomto klipu.

Jednomu a tomu samému objektu lze přiřadit více materiálů. To je zvláště důležité, pokud například chcete umístit štítek nebo vytvořit několik barev. V tomto videu vám ukážu, jak můžete pomocí selekcí, které lze "zmrazit" a uložit, namapovat různé materiály na jeden objekt.

Kromě standardní kamery, která obvykle postačuje k modelování scény, můžete vytvářet vlastní kamenné objekty. Ty mají tu výhodu, že se dají přesně umístit a bezpečně pohybovat v scéně, a také mají nastavitelnou ohniskovou vzdálenost. Jakmile je využit fyzikální renderování, je možné renderovat i pohybový a hloubkový rozmaz.

Ve Cinema 4D jsou materiálová nastavení velmi úzce spjata s použitým renderovacím programem. Porovnáváme klasické materiály a klasická nastavení renderování s novými fyzikálně správnými materiály a fyzikálním renderovacím programem. Pozoruje se, že materiály založené na fyzikálně měřitelných veličinách, jako je hrubost, odrazivost a nastavení Fresnelovy zóny, vypadají výrazně realističtěji než „staré“ materiály.

Samozřejmě jsou většinou vytvořené obrázky dále upravovány v jiných programech, jako je Photoshop nebo After Effects. Naše scénu renderujeme v obrazovém manažeru, uložíme ji a poté otevřeme soubor v Photoshopu. Co je zvláštní: Pro každý objekt v scéně vytvoříme vlastní renderovací kanál, což výrazně usnadňuje úpravu jednotlivých částí v Photoshopu, protože je možné využít již existující alfa kanály a ušetřit si tak náročné vystřihování.

Aby spline vypadal přesně podle formy světlometu, která je předepsána, načteme snímek světlometu do pohledu zepředu v programu Cinema 4D. Pak vytvoříme spline, ale pouze body. Poté vybereme body, které by měly být zaobleny, a jemně je zaobleníme pomocí příkazu "Fasen".

Z originálního splinu a zrcadlově zrcadleného splinu vytvoříme jeden celkový spline. Ten pak bude podřízen objektu vytlačování a rozšířen tak, aby přesně odpovídal tloušťce přední a zadní části těla kamery. Okraje horních ploch budou zaobleny, aby nevypadaly příliš ostré a tím pádem nerealisticky.

Vnitřní povrch zádové části se nejprve extruduje dovnitř, poté se extruduje. Pomocí symetrického objektu vytvoříme přední část, která je identická se zádí. Poté extrudujeme skutečnou skříňku světlometu ze spline, který je stále přítomen. Je trochu příliš velká, takže ji musíme přizpůsobit ve velikosti pro přední a zadní část skalováním spline.

Chladiče, které obklopují celý pouzdro, jsou tvarovány z jednoduchého kostky. První kostka je umístěna a přizpůsobena na jedné straně, poté je zduplikována. Takto postupně uspořádáme všechny 5 chladičů. Zapnuté SSAO pomáhá získat plasticitní dojem scény.

Na horní části světlometu chybí zakulacený koncový plech. Vytvoříme ho z těla, přičemž nejprve přeměníme trochu nepravidelnou spline do rovnoměrného. Tím vznikne druhé tělo. Vybráním požadovaných polygonů na vrchní straně a smazáním zbytečných zbyde pouze ohnutý plech na horní straně. Plech je nakonec vytlačen, aby získal typickou tloušťku plechu 1,5 mm.

Pro modelování světlometu sice není nutné vytvořit díru na přední straně, ale někdo kdo by chtěl později umístit světelný zdroj do pouzdra, by mohl být rád, když ví, jak pomocí objektu Boole dosáhnout tohoto. Poté vytvoříme prsten z jemně rozlišeného válce, který spojí bajonet se skříní světlometu.

Válec, na kterém jsou připevněny tři výstupy pro bajonet objektivu, se skládá z osově symetrického zrcadlově obráceného půlválce. Vybráním, extruzí a následným zaoblením pomocí Bevel-Deformeru získají všechny hrany perfektní technické zakulacení.

Objektiv světelného reflektoru je vyrobeno ze jednoduchého válce. Abyste vytvořili charakteristický přechod na zadní části a zakončení pro držák fólií na přední části, používáme elegantní techniku: Obě části modelujeme výběrem a extruzí hran.

Tvarování pojistného kotouče není technicky náročné. Vlastně stačí jen získat představu o tom, jak tato mechanika funguje a jak je uspořádaná. Proto se podíváme na detailní fotografii mechaniky a vytvoříme ji pomocí různých základních objektů.

Světlomet obvykle má držák, na který ho lze zavěsit do rámu. Držák navrhujeme v pohledu z přední části pomocí splinu. Správce struktury nám pomáhá umístit body kolmé. Pak jsou oba rohy zrnoštěny a splin je podřízen objektu se zvýšení.

Aby byla rukojeť realistické tloušťky a především získala svůj typický, směrem ven prohnutý tvar, nejprve vybíráme její vnější hrany pomocí smyčkového výběru. V pěti malých extruzních krocích, které se liší o úhel 15°, vytvoříme prohnutí, poté je celá rukojeť extrudována.

Technické objekty jako tento reflektor „žijí“ z detailů. Proto musíme držák upevnit k pouzdru šroubem na obou stranách. Šroub je modelován základním objektem nádrže s olejem a krychle pomocí booleovského objektu. Válec pak tvoří chybějící podložku.

Rám má pět kulatých výřezů, jejichž technický význam mi zcela nerozumí, ale těchto 5 děr určitě patří k designu rámu. Vezmeme válec a pomocí příkazu Duplikovat ho naklonujeme čtyřikrát. Nulový objekt obsahující pět válců je nyní umístěn do rámu jako Booleovský objekt, tímto způsobem vzniknou díry.

Dalším velmi charakteristickým dílem světlometu je pěkně zaoblený, hladký prstový šroub. Modelujeme ho z válce, jehož vrchní část je hrubě předklopena ručně. I "prsty" rukojeti jsou předmodelovány. Po optimalizaci válce převezme SDS objekt zaoblení původně velmi rohovitého válce.

Velmi rád bych vám také ukázal, jak byly modelovány různé technické detaily, jako je pojistka bajonetu. Ale každý, kdo dosud zvládl, může tyto detaily snadno modelovat sám. Proto vám raději ukážu, jak importovat stávající data do scény. Tip: Stejný příkaz existuje také pro materiály v Materiálovém manažeru.

Aby lesklý plech opravdu zářil, potřebujeme tzv. HDRI: obrázek s vysokým dynamickým rozsahem, který se mapuje na objekt nebe. HDRI pak obklopuje celou scénu, aby se odrazy po vykreslení jevily velmi realisticky.

Standardní materiál by mělo být tmavě lakovaný plech. K tomu potřebujete, chcete-li mít fyzikálně správný materiál, pouze kanál reflexe. To totiž umožňuje nastavit jak barevné vlastnosti laku, tak jeho lesk.

Pro místa, kde bude později vidět odposlouchaný, nelakovaný plech, nyní pokládáme další materiál, který by měl vypadat jako kov. Kromě toho potřebujeme sklo, které se použije na přední čočce.

Jedná se o vertex mapu, což je druh matice, která je přímo aplikována na geometrii, konkrétně na body, z nichž se geometrie skládá (body v angličtině "vertex"). Pokud na této vertex mapě vyberete určité body pouhým "malováním", pak tito body později určují, kde by měla být vidět tmavá barva a kde holý plech.

Vertex Map musí nyní fungovat jako jakýsi prostředník mezi tmavým a kovovým materiálem. K tomu bude vytvořena složka přepnutá do režimu "Vrstva masky". Ale šikovností je Noise Mapa, která je spočítána v režimu "Levr" a vytváří velmi realistické výsledky.

Pro doplnění scény potřebujeme podlahu, protože bez ní nelze zachytit žádné stíny. Aby však podlaha byla tak světlá jako pozadí, potřebuje značku pro vykreslování s určitou konfigurací. Cílové světlo zajistí ostré kontrasty a efektní základní osvětlení.

Scéna bude vykreslována fyzikálním renderovacím motorem, protože umožňuje renderování i neostrých oblastí. Než se podíváme na nastavení renderování a přizpůsobíme je našim potřebám, naučíte se, jak vytvořit novou kameru, zapnout ji a přizpůsobit.