Vi vill inte göra denna handledning alltför teoretisk - arbetssättet med volymbaserad modellering visar sig bäst i en konkret praktisk exempel. Men först tar vi en kort kraschkurs och tittar på komponenterna när man arbetar med volymer.
Modellering med volymer - i korthet
För volymmodellering har en ny meny Volym integrerats i användargränssnittet i Cinema 4D Release 20. Här hittar vi de två viktigaste funktionerna för volymer - Volymgeneratorn, som genererar volymen från de tilldelade objekten, samt Volymmäshern, som skapar det faktiska meshelementet därifrån.
För finjustering eller individualisering av meshelementet finns även två filter tillgängliga. Mer om detta inom kort.
För att generera en gemensam volym från två objekt placerar vi dem enkelt som underobjekt i en Volymgenerator, eller så drar vi objekten genom att dra och släppa dem i fältet Objekt i Attribut-hanteraren för Volymgeneratorn.
Det ljusgrå färgade resultatet visar en tredimensionell form som är konverterad till Voxlar (Volume Pixlar). Beroende på Voxelstorlek blir strukturen grövre eller finare.
För att generera ett renderbart meshelement från Voxlar behöver vi en Volymmäsher. Vi tillordnar den Volymgeneratorn via hanteraren för Objekt. Nu har även den ljusgråa Voxelstrukturen förvandlats till ett användbart Mesh.
Det speciella med Volymmäshern är att den vid genereringen av meshelementet skapar ett helt rent Polygon-Mesh bestående av enbart fyrhörningar. Genom reglaget Adaptiv i inställningsdialogen för Volymmäshern kan man reglera upplösningen av meshelementet.
Precis som vid en polygonreducering kan vi genom att öka värdet på Adaptiv-parametern minska antalet polygoner för meshelementet. Volymmäshern försöker då sitt bästa för att behålla objektets grundform.
Modellering av en motorcykelhandtag - Konstruktion av grundobjekten
Efter denna korta kraschkurs tar vi oss an ett verkligt praktiskt exempel - att modellera ett motorcykelhandtag, bestående av en metallkonstruktion och själva gummihandtaget. För att inte ständigt visa parametrarna för grundobjekt i denna handledning, fokuserar jag mer på arbetet med Volymmäshern. I arbetsmaterialen till denna workshop hittar du det färdiga handtaget med alla ingående element samt scenen som är känd från öppningsbilden.
Början görs med ett Cylinderobjekt, där ytterligare parametriska grundobjekt placeras på båda ändar för att skapa en gemensam volym för metallformen. För att få ett bra mesh är en tillräcklig uppdelning eller segmentering av varje grundobjekt viktigt. Vi behöver inte vara onödigt sparsamma här, eftersom det framtida volymobjektet främst tar formen och inte upplösningen för att generera volymen.
För att forma den vänstra inre sidan av handtaget har jag samlat ett Cylinderobjekt, ett Ringobjekt samt ett Kegelobjekt med en bred "spets". För att öka översiktligheten visar jag de tre objekten bredvid varandra.
För att generera en gemensam form från dessa tre grundobjekt samt cylindern i basen skjuter jag helt enkelt ihop dem på det sätt som jag föreställer mig formen på handtaget. Överlappningar eller korsningar är helt ok, det handlar bara om de synliga ytorna.
Samma tillvägagångssätt på andra sidan av handtaget. För början förbereder jag två grundobjekt här - ett trubbigt Kegelobjekt och en kopia av Ringobjektet från handtagets vänstra sida.
Jag drar återigen ihop båda parametriska grundobjekten på önskat sätt och placerar dem på handtagets högra ände.
Modellering av ett motorcykelhandtag - Skapa en sammansatt volym
För närvarande består handtaget av oberoende, enskilda grundobjekt. För att generera en gemensam volym av dessa enskilda element hämtar vi en Volymgenerator från menyn Volym och tillordnar alla grundobjekt i handtaget till den. För att omedelbart få ett mesh skapar vi också en Volymmäsher och tillordnar Volymgeneratorn till den.
I inställningsdialogen för Volymgeneratorn hittar vi alla grundobjekt samlade i fältet Objekt. Deras läge är standardmässigt inställt på Förenat, vilket ger oss redan ett gemensamt volymobjekt. Med en Voxelstorlek på 3 cm uppnår vi en finare upplösning av volymen som behövs för det fortsatta arbetet med modellen.
För närvarande ser det masken även med minskad Voxelstorlek, speciellt vid övergångarna mellan grundobjekten, fortfarande grova och ojämna ut. Här kan vi använda Smoothingfilter som vi skapar via knappen med samma namn i inställningsdialogen för Volymgeneratorn.
Det integrerade Smoothingfiltret placeras automatiskt överst i fältet Objekt och påverkar därför alla element under det. I inställningarna för Smoothingfiltret ställer vi in Filtertyp på Laplacians flöde med 4 Iterationer. Denna typ av utjämning är bra för former som ska anpassas starkt till de ursprungliga objekten. Resultatet ser redan bättre ut – senare, när vi har skapat den slutgiltiga formen på handtaget, tar vi hand om finjusteringen.
Modellering av ett motorcykelhandtag - Subtraktion från volymen
För att fortsätta arbetet med den högra handtagsänden subtraherar vi grundobjekten från volymen. På så sätt skapar vi exempelvis urtag eller fåror eller till och med hål.
En kopia av det redan befintliga Ring-objektet ska skapa en omgivande fåra; ett nytt skapat Cylinder-objekt för ett hål där en skruv kan passa i handtagsänden.
Återigen placerar vi de två grundobjekten avsedda för subtraktion från volymen på de platser där vi vill bearbeta volymen med dem.
De två nya tilläggen i fältet Objekt i Volymgeneratorn får båda tilldelat läget Subtrahera. När varje post bearbetas spelar ordningen återigen en roll. Så för att Ring-objektet ska lämna en fåra i Kon-objektet måste det stå ovanför Kon-objektet.
För att göra handtagsänden lite mer avancerad och utnyttja möjligheterna med volymmodelleringen ännu bättre, skapar vi ytterligare försänkningar runt den konformade änden.
För att få bättre överblick stänger vi av synligheten och beräkningen av Volymmeshern och -genererare tillfälligt och skapar ett nytt Kapsel-objekt med de angivna parametrarna.
Kapsel-objektet ska nu utökas med fem kopior och placeras cirkulärt. Denna uppgift utförs åt oss av ett Klon-objekt från menyn MoGraph. Vi placerar kapseln som ett underobjekt i Klon-objektet och väljer i inställningsdialogen för Klon-objektet på sidan Objekt- läget Radial med det angivna Antalet, Radie och inriktningen längs XZ-planet.
På sidan koordinater- lägger vi till en Bankningsvinkel på 90° för att alla kloner ska vara korrekt riktade för att användas med vår volym.
Efter att ha aktiverat Volymmesheren och -genereraren igen i objekthanteraren kan vi placera Klon-objektet inklusive kapseln under de befintliga objekten i Volymgeneratorn.
I inställningsdialogen för Volymgeneratorn flyttar vi Klon-objektet till sidan Objekt- före de två Ring-objekten vid högra handtagsänden och ställer in läget till Subtrahera. På så sätt får vi de önskade försänkningarna runt handtagsänden.
För att lätta på försänkningarna eller anpassa dem till Kon-objektets vinkel, väljer vi Kapsel-objektet i objekthanteraren, aktiverar rotetolet och roterar kapseln försiktigt runt X-axeln eller med Pitching-vinkeln.
Modellering av ett motorcykelhandtag - Finjustering av volymen
Alla element som är involverade i modellen är nu konfigurerade för sina funktioner, så nu finjusterar vi Volymgeneratorn så att en teknisk del skapas. Eftersom ytan redan jämnas till med Smoothingfiltret, behöver vi bara minska Voxelstorleken i inställningsdialogen för Volymgeneratorn. En storlek på 1 cm ger en ren yta tillräckligt fint upplöst.
Modellering av ett motorcykelhandtag - Konstruktion av objekten för handtaget
Eftersom handtaget är en separat modell, modellerar vi det också separat - här används återigen volymbaserad modellering. Totalt tre Cylinder-objekt används för grundformen.
För att sammanfoga de tre Cylinder-objekten till en gemensam volym behöver vi återigen en Volymgenerator och en Volymmästare från menyn Volym. Återigen placerar vi de tre cylindrarna under Objekt-hanteraren till Volymgeneratorn och lägger den i Volymmästaren. Eftersom vi redan känner till den korrekta upplösningen för Volymmästaren, ställer vi in voxelstorleken i dess inställningsdialog till 1 cm.
Analogt med metallhandtaget får Volymgeneratorn genom knappen Slätfilter en slätning som påverkar alla Cylinder-objekt. Här används filtertypen Laplaces flöde, men denna gång räcker det med 3 iterationer.
Modellera en motorcykelhandtag - Subtraktion av inkavningar i handtagsgummit
Handtagets vridna grepp behöver självklart inkavningar för att säkerställa ett halkfritt grepp. En spiralformad placering ger dessutom en sportig look.
Som objekt för de spiralformade inkavningarna används en Helix-objekt. Vi kan använda detta spline-grundobjekt direkt för att arbeta med volymen, utan att först skapa en tredimensionell objekt med det.
När vi underordnar Helix-objektet till Volymgeneratorn, genereras först en slang bestående av många kulor. Detta justeras nu med hjälp av Volymgeneratorn.
Först ställer vi in läget för Helix-objektet till Subtrahera, för att få de önskade inkavningarna. Eftersom inkavningarna endast ska visas på själva handtaget i mitten och inte på de båda Cylinder-objekten vid kanten, flyttar vi Helix-objektet i ordningen över handtagets cylinder.
Nu är det bara den dåliga slätningen av inkavningarna i handtagsgummit som är störande. Det beror på den kraftiga Laplace-flödesglättningen från Slätfilter.
För att applicera en annan slätning på inkavningarna skapar vi bara en extra Slätfilter och placerar den ovanför Helix- och Cylinder-objektet i handtagets mitt. Den här gången används filtertypen Gauss. Med det får vi en organisk och mjuk slätning.
Färdig modell
Efter detta steg är vårt motorcykelhandtag färdigmodellerat. Fördelen med denna nya modelleringsmetod i Cinema 4D blir särskilt tydlig när vi tänker på arbetsinsatsen med de konventionella modelleringsverktygen.
Och det bästa är: För att exempelvis ändra vridningen av inkavningar i handtagsgummit eller antalet eller bredden på urtagningarna i handtagets ände, behöver vi endast justera några parametrar.
Härmed har vi nått slutet av denna handledning. Med några av de nya nodbaserade materialpreseten ger de endast modellerade motorcykelhandtagen en ganska realistisk effekt. Mer om detta i en annan handledning om Cinema 4D Release 20.
