Princip tvorby objektů v Autodesk 3ds max

Původní koncept článku byl směřován více na začínající uživatele 3ds max, ale článek o studentském projektu rekonstrukce kostelíku na Zelené Hoře vyvolal řadu čtenářských dotazů. Proto se zaměřím dnes na jednotlivé postupy, které byly využity při tvorbě modelu. I začínající uživatelé 3ds max si jistě u takto složitého modelu najdou řadu zajímavých návodů. Kostelík je typickou stavbou, která je tvořena řadou geometrických obrazců. Santini se inspiroval jako génius své doby naprosto netradičními tvary a postupy. Vytvoření digitálnímo modelu je navíc komplikované tím, že se jedná ve většině případů o nepravidelné tvary a extrémně složité tvarové prvky.

Vytvoření počátečních koordinátů a referenčních pozic

Pro hledání postupů tvorby návrhu, které by vedly k cíli, byla jako základní reference pro tvorbu modelu zvolena metoda referenčních náčrtů a fotografie. Tento postup se využívá více v oblasti tvorby prvotního designu, ale je využitelný i u tvarově složitých rekonstrukcí staveb.
V archivech existuje celá řada snímků. Ty jsou ovšem často nepoužitelné pro nejednotnou expozici a rozdílnou ohniskovou vzdálenost objektivu. Nakonec muselo být vše vyfoceno fotoaparátem jediného výrobce s jediným typem objektivu. Postupnou modifikací fotografií a jejich kalibrací vzniklo několik referenčních snímků, které byly dále převedeny do 3ds max. Ve finále byly využity ovšem pouze pro stanovení návrh půdorysu modelu.

Filtrované hraniční křivky objektu pro zjednodušení pomocí úseček a oblouků

Při převodu do 3d editoru maxu jsme narazili na obtížnou kalibraci natočení referenčních rovin. Kostelík nestojí v rovném terénu a navíc snímky po editaci vykazovaly poměrně zásadní nepřesnosti především v oblasti ambitů. 3ds max je v této oblasti poměrně zdatným pomocníkem. Na základě rozboru rozměrů stavby bylo možné stanovit relativně přesně referenční natočení pohledu v době vytvoření snímků.

Finální půdorys

Po několika hodinách práce byl vytvořen základní santiniho půdorys s charakteristickým základem ambitů. V této chvíli již nebyly podkladové snímky nutné. Byly vypuštěny z modelovaného základu stavby a museli jsme se vydat do terénu s notebookem. V první fázi bylo nutné vytvořit obvodové zdivo stavby. Po obhlídce ambitů byla zvolena pro modelování prakticky nejjednodušší cesta vysouvaných skic. Náčrty a půdorysy byly z ohledem na co nejmenší objem dat (požadavek software na 3d tisk) vytvářeny ze segmentů úseček a oblouků. Na vyhlazené spline křivky a NURBS plochy bylo opravdu nutné u tohoto modelu zapomenout.

Definice uzavřených křivek a jejich vysunutí

Množinové operace sjednocení, rozdíl a průnik těles byly využity v případě nutnosti vytvořit výklenek nebo otvor pro okno. Z mých postřehů mám pocit, že 3ds max nemá příliš rád postupnou aplikaci množinových operací. Je lepší vše připravit předem a pak aplikovat operaci v jediném kroku. To znamená, například odečítané prvky napřed sjednotit do jediného celku logickým součtem všech prvků a finálně vzniklý pomocný model jako celek odečíst od stěny.

Vytvoření stěny a její transformace pomocí pozičního pivotu

Při tvorbě ambitů byly použity vysunuté tvary z různých typů skic. K pozicování jednotlivých objektů vůči sobě bylo využito tradičních transformací posun a rotace. Ty byly modifikovány na úrovni referenčního bodu (pivotu). Pro zjednodušení práce byl zvolen jemný krok. V případech, že nebylo možné kroku přesně využít byla aplikována funkce zarovnání. Výhodou 3ds max je poměrně intuitivní náhled 3D modelu. Práce byla výrazně zjednodušena zobrazením ve více oknech současně. Na modelu nebyly aplikovány žádné rozsáhlejší množinové operace. Jednotlivé prvky byly ponechány jako samostatné objekty. Například střecha se proto skládá z celé řady objektů, nikoliv z jediného geometrického celku.

Komplikovaná geometrie střech

Je mimo možnost tohoto článku popsat celý postup tvorby modelu jehož pracnost byla ve finále více jak sto hodin, nepočítaje desítky hodin modifikací a optimalizací pro 3D tisk. Proto se zaměřím již pouze na dvě oblasti modelu, kde bylo využito dalších postupů ze široké škály funkcí 3ds max. U hlavní střechy kostela je aplikována rotační plocha. Snad jako jediná je tvořena výrazně symetrickou rotačně vytvořenou věží. Dílčí části střechy jsou vytvořeny obdobnou metodou ze segmentů jak je tomu v případě ambitů.

Aplikace rotačních ploch a vysunutých těles

Geometricky nejkomplikovanější částí modelu je zastřešení zákristie. Jedná se o jediné místo modelu, kde byly aplikovány vyhlazené spline křivky na NURBS plocha. I tak zde musela být popuštěna fantazie tvůrce. Pro tyto části stavby jsme nenašli žádnou přesnou specifikaci a fotografie. Střecha je v některých bodech cíleně modifikována s ohledem na co možná nejjednodušší provedení a následné transformace.

Zákristie zastřešená NURBS plochou

Finální částí modelu je terén. Jedná se v našem případě pouze o ilustrativní objekty vytvořený jako vyhlazená 3D plocha. Na zobrazeném obrázku je terén ve fázi návrhu, kdy nebyl počet segmentů optimalizován. Důsledkem byla prakticky nulová pohyblivost modelu při prohlížení. I zde je vidět, že čtyři jádra CPU a výkonné GPU lze v 3D modelářích zahltit velmi rychle.

Definice plochy terénu

Související články: