Litt om 3D-programmet Blender og 3D-begreper

Hvorfor tegne med et 3d-program?

Når du bruker et tegneprogram slik som f.eks. Gimp, har du bare 2 dimensjoner å forholde deg til: bredde og høyde, fordi det tradisjonelle (2d) tegneprogrammet etterligner det fysiske papirarket som er en flate.

Du kan selvsagt lage en illusjon om av at den flate tegningen har dybde ved å tegne inn et perspektiv vha. linjer eller skyggeeffekter, men du har allikevel bare 2 dimensjoner å ta hensyn til mens du tegner; nemlig bredden og høyden på tegningen.
I matematikken og geometrien kalles bredden for ‘x’ og høyden for ‘y’ og dybden for ‘z’, og disse betegnelsene brukes også i 2d-tegneprogram og 3d-program.
Et 3d (tegne) program etterligner det fysiske rommet, og fordi et fysisk rom har 3 dimensjoner (bredde, høyde, og dybde) har også et 3d-program mulighet til å gjengi 3 dimensjoner. Når du tegner et objekt i et 3d-program må du derfor forholde deg også til dybde-dimensjonen (z) i tillegg til bredde og høyde.

Dette er de samme forhold som en skulptør jobber under, derfor kalles det å «modellere» når du tegner i et 3d-program.

 

 

Så kan man jo spørre seg hva som er meningen med å lage en tegning på denne omstendelige måten, så lenge du kan oppnå samme effekt vha. et 2d tegneprogram, og så lenge tegningen kun kan vises via et 2d medium slik som monitor og papir-utskrift?
Svaret er at et objekt modellert i et 3d program har flere bruksmuligheter. Når du har laget et 3d-objekt kan du gjengi bilder av et og samme objekt fra mange ulike vinkler.
Et 3d-objekt kan også animeres på en overbevisende måte, slik at du kan lage svært realistiske filmer som gi inntrykk av å vise reelle miljø. På samme måte kan 3d-objekter brukes i interaktive spill, presentasjoner og rom-simulatorer som lar brukeren ta del i virtuelle 3d dimensjonelle miljøer på en overbevisende måte.
Og ikke minst er 3d-objekter en presis måte å å visualisere en gjenstand på, før den produseres fysisk, f.eks. ved industridesign o.l.

 

Å modellere 3d-objekter

Å modellere et 3d-objekt i et 3d-program er en etterligning av skulptørens arbeid med å modellere en skulptur (i ordets videste betydning).

I det virkelige liv endrer skulptøren på modellen ved å fysisk med hendene sine, og i 3d-programmet etterlignes denne prosessen ved å endre posisjonene til «vertexer» som alle 3d-objekter er bygd opp av. En vertex er et punkt i det tredimensjonale rom, og dette punktet har en x, y, og z-verdi som forteller om punktets nøyaktige posisjon i rommet.

 

Avstanden mellom hver vertex kalles «egde», og blir vist som en heltrukket linje.
3 vertexer forbundet med hverandre vha. egdes danner en trekantet flate som kalles et «polygon». Denne platen er den minste bestanddelen i flaten til et 3d-objekt.
Det finnes to typer polygoner: trekantete (som består av 3 vertexer), og firkantede (som består av 4 vertexer). Alle overflater i et 3d-objekt består av en eller flere polygoner.
Polygoner kalles ofte for «faces» i 3d-programmer.
Både face og egde kan flyttes, på samme måte som vertexer, for å endre på 3d-objektet.
Det er i denne sammenheng også viktig å nevne at et 3d-objekt under modellering ofte kalles en «mesh», som betyr «samling av polygoner».
Alle 3d-programmer har en mengde forskjellige verktøyer (med like mange ulike benevnelser!) til bruk under modellering, men grunnprinsippene er de samme:

a. Du starter modelleringen utifra en grunnform, også kalt standard-objekter eller
«primitives». Standard-objektene er ferdig modellerte grunnformer slik som f.eks.
en likesidet boks, en kule, en sylinder, en likesidet flate e.l.
Dette standard-objektet endrer du så formen på, slik at 3d- objektet får den formen
du ønsker. Dette er samme prinsippet som som brukes i det virkelige liv, der du
former en gjenstand ut i fra en tre-klosse eller en leirklump.

b. Du kan endre formen på et 3d-objekt ved å flytte vertexene, egdes eller faces,
enten enkeltvis eller flere samtidig.

 

c. Formen på et 3d-objekt endres ved å kopiere eksisterende vertexer/egdes/
faces. Denne metoden kalles «extrude». Når f.eks. en vertex er kopiert vha.
extrude blir kopien automatisk forbundet med orginal-vertexen via en linje (egde),
slik at den nye vertexen blir en del av 3d-objektet. På denne måten kan du bygge
ut et 3d-objekt ved å legge til nye vertexer/egdes/faces.

«Extrude»-metoden er den viktigste modellering-metoden, nest etter metoden med å flytte vertexer/egdes/faces.

 

d. Formen på et 3d-objekt kan endres ved å skalere hver enkelt (eller gruppe av)
faces/egdes/vertexer.

e. Formen på 3d-objekter kan endres ved å rotere hver enkelt, eller grupper av
faces/egdes/vertexer.

f. Formen på 3d-objekter kan endres ved å slette hver enkelt, eller grupper av
faces/egdes/vertexer.

Alle disse metodene brukes innenfor det som kalles «mesh modellering» (dvs. at 3d-objektet endres ved å manipulere den enkelte vertex).
En annen mye brukt måte å modellere på kalles «boolean». Dette er en helt annen tilnærmingsmåte for å endre formen på et 3d-objekt. Ved bruk av boolean-modellering endres formen på et 3d-objekt vha. et annet 3d-objekt. Dersom du f.eks. ønsker å lage et rundt hull tvers igjennom en kube, plasserer du en sylinder tvers gjennom kuben, og gjør sylinderen om til et hull. På denne måten bruker du sylinderen for å endre formen på kuben.

3d-programmet «Bryce» bruker kun denne måten å modellere på, men de fleste 3d-programmer har mulighet for å modellere vha. både mesh-modellering og boolean.
Legge merke til at de to måtene å modellere på har to ulike syn på 3d-objektet:
Ved mesh-modellering betraktes 3d-objektet som et byggverk bestående av mange del-elementer (vertex, egde, faces), mens man ved boolean-modellering betrakter 3d-objektene som enheter.

3d-programmets tegneark

Som sagt så etterligner 3d-programmet det fysiske rommet, og i tillegg til at dette gir muligheter til å modellere et objekt i tre dimensjoner (bredde, høyde og dyb de), gir de tte også mulighet til å manipulere andre egenskaper ved rommet, slik som lys og synsvinkel (betrakterens plassering illustrert som et kamera).
Fordi 3d-programmet på denne måten simulerer et h elt miljø med flere ulike momenter
(tredimensjonalt rom, 3d-objekt, lys, betrakterens synsvinkel) kalles tegne-arket til 3d-programmet for en «scene», hvor alle disse momentene bearbeid es og manipuleres under arbeidet.
Når du oppretter en ny fil i et 3d-program, og begynner å bearbeide de ulike momentene, kalles det derfor å «sette opp en 3d-scene». (Denne prosessen er den samme som en teater-regissør gjennomfører i arbeidet sitt, og derfor brukes denne metaforen om en scene).

Lyssetting

Når du setter opp 3d-scenen arbeider du med å plassere momentene i forhold til hverandre, samtidig som du kan bearbeide hvert enkelt moments egenskaper:
Du kan i denne sammenheng sette inn så mange lyskilder som du ønsker hvor som helst i det tredimensjonale rommet for å belyse 3d-objektet på best mulig måte. Samtidig kan du bestemme lysets intensitet, og 3d-objektets plassering og refleksjons-evne.
I det virkelige liv har lyset og lyskildens plassering i rommet like stor betydning for objektenes utforming som objektenes fysiske form, og 3d-programmet har mulighet for å etterligne disse forholdene.
De ulike 3d-programmene har ulike typer lys, og de 3 viktigste er:

a. retningsbestemt lys-kilde som lager skygger på 3d-objektene (sammenlignes ofte med en lampe).

b. spot-lys som kun lyser opp 3d-objekter innenfor en lys-stråle (sammenlignes ofte med en lommelykt eller lyskaster).

c. hemi-lys som lyser opp alle sidene til et 3d-objekt i en scene like mye (sammenlignes ofte med dagslyset fordi lyset ikke kommer fra et punkt, og det lyser opp alle steder i scenen like mye overalt).

Alle lys typene har egne egenskaper som kan justeres, slik som f.eks. lysstyrke, lys farge, formen på stråle (spot), posisjonen til sola (hemi) o.l.
Lyssetting i en 3d-scene er like viktig som modellering av objekter, og ofte er det arbeidet som gjøres med lyset som tilfører 3d-scenen og objektene en overbevisende realisme.

Kameraet: betrakterens synsvinkel

Arbeidet med lyssettingen gjøres som regel samtidig med justeringen av betrakterens plassering; nemlig kameraet. Fra kameraets synsvinkel renderes bildet av 3d-scenen. Når 3d-programmet renderer et bilde av scenen genereres et bilde av scenen sett i fra kameraets synsvinkel, der alle egenskapene du har tillagt scene-elementene (slik som 3d-objektets farge og glans, og lysets farge og styrke) blir generert og vist i det ferdige bildet. Bilde-informasjonen kan deretter lagres i et ønsket format, slik som jpeg, png e.l.
Det er derfor metaforen «kamera» brukes på betrakterens synsvinkel, fordi det å generere et bilde av scenen er som å ta et fotografi av arbeidet du har gjort med 3d-scenen.
Kameraet brukes også for å rendere en animasjon. Da renderes flere enkeltbilder i en sekvens, og deretter settes alle enkelt-bildene sammen til en film-fil i ønsket format, f.eks. avi eller mpeg.


Farger og Tekstur: 3d-objektets materialkarakter

Alle 3d-objektene kan også fargelegges og tekstureres. Å fargelegge et 3d-objekt innebærer mer enn å gi det en bestemt farge. Du kan også bestemme hvordan lyset påvirker overflaten til objektet (shader?), og hvilken refleksjons-evne overflaten skal ha ( hardness?). Fordi ethvert tredimensjonalt objekt gjengi 3 farger i det virkelig liv (skygge, midtoner og høylys) kan du også i 3d-programmet bestemme hvilke valører disse fargene skal ha.

En tekstur er overflatens material-karakter i 3d-objektet. Denne egenskapen skaper en illusjon av at 3d-objektet består av et spesielt materiale, f.eks. tekstiler, metall, treverk etc.
Du kan tillegge et 3d-objekt en tekstur ved å justere innstillinge ne til spesielle funksjoner i 3d-programmet som legger inn et mønster i overflaten på 3d-objektet, eller du kan legge inn et foto av et materiale (f.eks. treverk) på overflaten til 3d-objektet.

Når du gir et 3d-objekt material-karakter er dette et arbeide der du kombinerer mange ulike momenter. Teksturene kan fargelegges og skaleres i tillegg til at fargene i 3d-objektet gir overflaten egen hardhet og refleksjonsevne. På denne måten kan du få 3d-objekter til å framstå som den mykeste pute eller som en knallhard krystall. De fleste 3d-programmene har også mulighet til å legge flere teksturer på samme 3d-objekt, noe som gjør det mulig å lage svært realistiske og avanserte tekstur-virkninger.

Hvorfor bruker de ulike 3d-programmene ulike betegnelser på de samme begrepene?

Å modellere 3d-objekter virtuelt via et dataprogram er en komplisert oppgave for programmereren som skal lage funksjonene for å få dette til. Det er mange måter å gjøre dette på, og derfor finnes det også mange løsninger på programmerings-problemet. Det er av denne enkle årsaken at de fleste 3d-program har sine egne løsninger og betegnelser på funksjonene i programmet.
Grunnprinsippene for 3d-modellering som er forklart tidligere i dette kapitlet er de samme for alle 3d-program, men løsningene for å få gjennomført modelleringen er ulik fra program til program.

Hvilket 3d-program skal jeg velge?

Noen 3d-program har brukergrensesnitt som er lettere og raskere å bruke enn i andre program, og noen 3d-program har også spesial-verktøy som gjør modellerings-arbeidet raskere og enklere.
Hvilket 3d-program du velger å bruke avhenger av hvilke behov du har, og hvor mye du er villig til å betale for det. Noen 3d-program er spesiellt laget for spesielle modelleringsformål. «Terragen» er f.eks. spesiellt egnet til å modellere rene landskap/terreng og atmosfærer, mens «Bryce» er et 3d-program som en kan modellere og animere både landskap, vegetasjon, atmosfærer og boolean-objekter med. 3d-programmet «Poser» er beregnet for å modellere og animere menneskelige figurer, og «FloorPlan 3D» er egnet til å modellere hus-modeller med. Andre 3d-program modellerer objekter kun for spesielle fil-format, slik som f.eks. «Swift 3D» og «Plasma» som er spesiellt laget for å lage 3d-objekter i flash-formatet, og «AutoCad» som er spesiellt egnet til å lage 3d-objekter etter tekniske mål og spesifikasjoner.

Dersom du ikke har slike spesielle modelleringsbehov finnes det en rekke 3d-program som en kan bruke til alle mulige modellerings-oppgaver.
«Blender», «LightWave», «TrueSpace», «Maya», «3DS Max», og «Cinema 4D» er eksempler på 3d-program som kan brukes til ulike modellerings-formål.

Som nybegynner og hobby-bruker er det egentlig det samme hvilket 3d-program du velger. Alle 3d-program er avanserte og kompliserte verktøy som det tar forholdsvis lang tid å oppnå gode resultater med, så det lønner seg å holde seg til ett 3d-program og fordype seg i modellerings-løsningene dette programmet har kommet fram til. Det er i bunn og grunn brukerens ferdigheter og kjennskap til programmets funksjoner som er avgjørende for å oppnå gode resultater, og ikke programmets funksjoner i seg selv som bestemmer hvor bra et 3d-arbeid skal bli!

Fordi du sannsynligvis kommer til å bruke flere måneder og år på å sette deg ordentlig inn i hvordan programmet kan brukes, bør du tenke i et lengre perspektiv når du velger deg et 3d-program. Selv om du har råd til å kjøpe et 3d-program, må du også tenke på at du først og fremst investerer i din egen tid når du lærer deg programmet. Det er alltid uten unntak en dårlig idé å bruke årevis på å lære å bruke et dyrt 3d-program som du sannsynligvis aldri får råd til å kjøpe lisens på, fordi du da blir sittende med masse kunnskap du kanskje aldri får brukt på en lovlig måte. Dersom du ønsker å lære deg et kommersielt 3d-program, så bruk derfor et program du en gang har råd til å investere en lisens i. Når du blir god til å modellere vil du alltid før eller senere få sjansen til å tjene noen kroner på ferdighetene dine. Og husk på at det i de aller fleste tilfeller er din kunnskap til programmets funksjoner som er avgjørende for et godt modellerings-resultat, og ikke selve funksjonene til programmet.
Kommersielle 3d-program har stort sett høy kvalitet. De har bare én ulempe: Du vet aldri når programmets rettighetshavere bestemmer seg for å avslutte programutviklingen. Salg av programvare for 3d-modellering er en vanskelig og konkurranse-utsatt bransje. Det er en smal markeds-nisje, og det selges få kopier årlig.

Denne ulempen har ikke open source programvare, hvor det er alle brukerne og utviklerne sammen som «eier» programmet, og hvor salgstall ikke har noen betydning fordi programmet er gratis til privat og kommersiell bruk. Så snart du begynner å bruke programmet er det ditt! Det vil alltid komme til nye brukere og interesserte utviklere som ivaretar programmet. Kildekoden til open source programvare er åpen og fri for alle, så dersom en bruker ønsker å endre, videreutvikle eller tilføre nye funksjoner kan dette gjøres uten at kommersielle lisensrettigheter hindrer dette. «Wings» og «Blender» er to open source 3d-programmer med høy kvalitet. Wings er først og fremst et program for å modellere med. Det er enkelt å sette seg inn i og bruke, og har kraftige og brukervennlige verktøy, som du etter kort tid kan lage svært kompliserte 3d-objekter med.

Blender er et unikt og avansert 3d-program med like mange funksjoner som ethvert kommersielt 3d-program, i tillegg til at det lages for mange operativsystem (Linux, Windows, Mac m.fl.) I Blender kan du både modellere, teksturere, animere og rendere 3d-objekter, og programmet har til og med en egen spill-motor som du kan bruke til å lage og eksportere dine egne 3d-spill. Denne funksjonen er helt unik, og ingen andre 3d-program har denne muligheten til å eksportere interaktive kjørbare filer.
Det er utviklet flere gode plug-ins til programmet som gjør det lett å bl.a. modellere menneskelige figurer (slik som i 3d-programmet «Poser»), og realistiske trær og landskap (slik som i 3d-programmet «Bryce») for å nevne noen.
Blender har også bl.a. en funksjon for å «lime på» egne teksturer/bilder på 3d-objekter (såkalt wrapping), slik at f.eks. 3d-objektene i en interaktiv fil (slik som 3d-spill o.l.) får materialkarakter. Det er utviklet egne programmer for dette (slik som f.eks. «Deep Skin»), men Blender har altså innebygd denne funksjonen. Blender har også en egen video-editor som gjør det mulig å sette sammen flere animasjons-sekvenser til en sammenhengende animasjonsfilm med flere scener. Her kan du også legge til lydfiler i animasjonen.

Det følger ikke med noen egen hjelpefil som kan åpnes fra brukergrensesnittet, men programmet har en stor og aktiv brukergruppe som bidrar med omfattende programutvikling og brukerinformasjon på internett. Programmet, plug-ins og all brukerinformasjon er gratis, og kan fritt lastes ned fra Blenders webside eller ulike brukerforum.

På grunn av funksjonaliteten og den kostnadsfrie lisensen er derfor Blender et veldig bra utgangspunkt for den som ønsker å lære seg 3d-modellering.

Her finner du mer informasjon på norsk om Blender:
Den norske Blender-siden

Reklamer
Publisert i 3d. Stikkord: , , . Leave a Comment »
%d bloggere like this: