oleum_13 (oleum_13) wrote in doll_art_bjd,
oleum_13
oleum_13
doll_art_bjd

Categories:

3d - куклы

Представляю вашему вниманию краткий экскурс в процесс создания куклы в 3d-программе. Это большой объем информации, и в одном посте это все, конечно, не уместить, поэтому только в общих чертах, ознакомительство и азбука. Подробнее есть в моем жж, там я выкладываю нюансы и уроки, которые смогут (я надеюсь) помочь немного в этом деле при условии наличия базовых навыков работы в zbrush.

Я ужасно извиняюсь, что получилась такая большая статья, но это настолько большая область, а 3d это так интересно, заманчиво, открывает столь широкие перспективы и на самом деле вовсе не запредельно сложно, (да и нет ничего такого, что не сможет освоить кукольник бжд, клянусь всеми шарнирными суставами!) что более вкратце, чем я написала, нет смысла писать что-то вообще, вот и получилось очень много букв и картинок, поэтому советую устроиться поудобнее, и запастись мандаринками и терпением)

Картинка для привлечения внимания:

11




Вначале - несколько слов о трехмерной графике. Все объекты, которые создаются в трехмерных программах, по сути есть множество точек, расположенных в трехмерном пространстве (по осям X, Y и Z). Точки соединены линиями, которые ограничивают полигоны. Полигон - это многоугольник, у которого есть плоскость, вершины (точки) и грани (ребра). В збраше приходится иметь дело с трех- и четырехугольниками. Из таких штук, примыкающих друг другу, и выстроена вся поверхность объекта, которая называется Mesh. Это очень похоже на накрахмаленный чулок, который держит форму, а внутри которого - пустота, с тем отличием, что чулок, хоть и тонкий, имеет толщину, у полигона же (а значит, и  у сетки, которая образована гранями всех этих полигонов) толщины нет вовсе. Выглядят полигоны вот так:

1

и если мы смотрим на трехмерный объект (персонаж в мультфильме или просто картинку, созданную в 3d-программе) и не видим полигонов, это означает всего лишь, что их очень много, что мы имеем дело с сеткой высокой плотности и с объектом высокой детализации. Чем ниже плотность сетки, чем ниже разрешение модели, ниже детализация, легче обрабатывается компьютером и работать быстрее. Чем выше плотность сетки, тем больше информации о модели содержится в памяти компьютера, тем больше возожности прорисовать все более тонко (морщинки, сладки, ноготки), но и ворочать, скажем, 7 млн полигонов даже в относительно сильной машине то еще удовольствие) Тут нужен действительно мощный комп, настоящий монстр, чтоб программа не вылетала все время и не тупила и не бесила. 

Итак, приступая к работе, мы начинаем с болванки. Есть довольно удобный инструмент в збраше, которым просто и быстро накидывать скелеты. Делается это для того, чтобы подготовить будущую сетку как можно более равномерной. Затем пребразуем наш скелет в обычный объект, состоящий из полигонов, и начинаем его всячески деформировать, постепенно приближая его к своему замыслу.

4

 В збраше есть стопиццот всяких кистей, которые по разному воздейстуют на поверхность: вытягивают, раздувают, сдувают, двигают, сглаживают, прочерчивают, мнут, полируют и так далее. Я активно пользуюсь чуть более, чем десятью. Особенно люблю "глину" (clay), "раздувалку" (inflate) и "двигалку" (move), но это все исключительно дело вкуса и привычки.

Материал под  куросором пера ведет себя практически так же, как полимерная глина под пальцами и так же выглядит:

3

А вот часть объекта скрыта под маской, обратите внимание: внутри пустота, а полигоны инвертированы (то есть их изнанка)

2

Это действительно очень похоже на ручную лепку (в отличие от, скажем, 3d-Max, где мы именно простраиваем и моделируем), поэтому процесс збрашелепки называют "скульптингом", и, разумеется, навыки ручной лепки здесь как нельзя более кстати. И что хочу заметить: можно научиться скультпить что-нибудь (персонажку или просто предметы), не умея лепить руками, но слепить бжд, не отлепив шарниры руками какое-то время - анриал.

Итак, мы лепим поэтапно, постепенно уплотняя сетку, не торопясь перейти на следующий уровень дивайда. Сейчас объясню подробнее. Например, на первой картинке в модели 32 тысячи полигонов. Набрасываем основные объемы и формы. И когда этот уровень полностью выработан и уже ничего уточнить и детализовать нельзя, только после этого увеличиваем плотность сетки (divide - каждый полигон разбивается на 4). Теперь здесь (вторая картинка) 130 тысяч полигонов, продолжаем уточнять модель и переходим на следующий уровень только тогда, когда на этом уже делать нечего. И так далее, пока не окажемся на таком уровне, когда комп еще тянет и есть возможность прорисовать складки, ноготки и прочие мелочи. В данном случае это 6-й уровень дивайда и плотность сетки -  2 млн. полигонов. 

5

В процессе работы бывает очень удобно откатываться к прежним уровням и вносить какие-то крупные изменения туда и возвращаться обратно, со временем появится навык прогнозирования результата и неожиданностей будет все меньше и меньше. И да - нужно обложиться со всем сторон анатомическими атласами, но, думаю, это и так понятно =)
Есть еще такой нюанс - не везде нам нужна одинаковая плотность сетки. Например, на лице, особенно вокруг глаз, на ушах, на кистях и стопах нам нужно разрешение выше, чем на остальных участках - мы можем повысить плотность сетки избирательно, и это высший пилотаж - такая модель будет весить меньше (а значит, с ней удобнее будет работать) при значительной степени детализации. И еще такой нюанс - когда мы скульптим именно бжд, не стоит сразу детализировать дотошно, так как после нарезки, формирования шарниров и прочих манипуляций все еще перекроится, перестроится и потеряется столько раз, что нюансы рельефа (жилки, сухожилия, линии на ладонях, ноготки, складки, морщинки) лучше оставить на самый потом, когда детали будут полностью готовы. Так что в данном случае мне стоило остановиться на 5 уровне дивайда, но ктож знал) и вообще, я наступила, наверное, на все возможные грабли - если основы работы в збраше можно посмотреть в туториалах, то нюансы скульптинга именно бжд мне взять было неоткуда. Все эти грабли подробно описаны у меня в жж, надеюсь, кому-то это поможет сэкономить время.

Итак, анатомичная хорошая модель у нас готова:

6

И мы продолжаем над ней работать точно так же, как работали бы с моделью из натурального материала, а именно:

- режем на детали
- формируем с помошью шаров шарниры и шарнироприемники
- постоянно проверяем объем двжений и ищем компромисс между анатомичностью и эстетичностью сустава
- делаем полости, каналы и прорези под резинку
- окончательно детализуем детали

Режем на детали (с помощью масок и полигрупп), закрываем дырки:



Подставляем сферы, погдоняем их по размеру



Проверяем объем движений:



а затем формируем сустав. Одну и ту же сферу объединяем с той деталью, где будет шарнир, и вычитаем ее же из той детали, где должен быть шарнироприемник. На этом вся халява автоматических процессов заканчивается, и мы начинаем муторно и кропотливо вручную обрабатывать места перехода детали в шарнир (сглаживать, выравнивать, и всячески делать красиво) и обрабатывать край после вычитания (обычно он просто вообще не аллё, торчат полигоны в разные стороны, артефакты лезут, дырки зияют - все закрывать, выглаживать, перстраивать сетку, опять закрывать и выглаживать, пока результат не устроит). Хорошо хоть, что автоперестройка сетки вполне себе вменяема, и даже можно умудриться сделать избирательную плотность сетки, но если комп тянет, ну его нафиг, и так сойдет.



С конечностями точно так-же: с помощью масок формируем полигруппы (полигруппы - это объединенная группа полигонов в составе одного меша),  потом по полигруппам разделяем общий меш на разные меши (по количеству полигрупп), лишние меши удаляем, подставляем сферы:



Закрываем дырки, ровняем край



Вычитаем сферы из шарнироприемников, и объединяем их с деталями, где должен быть шарнир, все вручную ровняем и выглаживаем:



Проверяем объем движений, подгоняем края:



Всегда помним о толщине стенки шарнироприемника (чтобы достаточно прочно, но красиво) и о том, чтобы поверхность шарнироприемника была чуть больше трети поверхности сферы - шарнира. Чтоб не вывихивалось и фиксировалось достойно.

Вот и следующий этап завершен - кукла почикана на суставы:



В принципе, на этом этапе можно остановиться, если вы хотите сделать ММ под литье, а не собирать в полноценную куклу сам принт.

Какие я рекомендую в этом случае технологии:

- ABS-пластик: дешево и сердито. Запекается температурой из пластикового шнура. Стоит копейки, да что там, сам принтер можно прикупить за тысячи полторы-две долларов, и расходники стоят копейки. Поставь дома на кухне да печатай себе) Но качество весьма стремное - будут видны отчетливые горизонтальные полосы, потеряется много мелких деталей, надо грунтовать. Прочный зато. По деньгам - моя кукла обошлась бы тысячи в 2-3 рублей. 

- Фотополимер: гладкий, высокоточный. Запекается ультрафиолетом. Дороже, но детализация отличная. Но совсем непрочный, пальчики обломятся как спички, если формы снимать, то силиконку и не дыша, ни о каком гипсе речи идти не может. Моя кукла обошлась бы тысяч в 5.

- Всякие джеты и мультиджеты: довольно прочно, очень точно и гладко, но сильно дороже всего остального. Мне насчитали около 10 за мою куклу. Но супер, да: 

7

Под литье просто самое то.

Ни одна из этих технологий не годится под принт полноценной куклы, так как при печати (а все печатается слоями) сложных форм неизбежно такое, как висящие в воздухе участке. А поскольку в нашем мире, подчитяющемся физическим законам, это невозможно, используют какой-нибудь дополнительный материал-поддержку. Который потом либо вымывается водой, либо легко крошится и очищается руками, либо это воск, который выплавляется или вычищается растворителем. Поэтому если мы отдадим наши чудные полые, полностью готовые к сборке детали в печать по этим технологиям, мы получим детали, полости в которых будут полностью забиты материалом-поддержкой, который никак не достать. Разве что вот воск можно выплавить, но джеты и мультиджеты дают желтоватый полупрозрачный пластик - не годится по визуальным свойствам. Но я еще буду думать, искать и экспериментировать в направлении джетов, чую я, что там есть какая-то перспектива, уж больно чудная получается поверхность.

Но после долгих и упорных поисков я нашла технологию SLS - селективного лазерного спекания. Порошок - полиамид (тот же полимер, что идет на изготовление нейлоновых нитей, инертный, безопасный, проверенный) запекается температурой послойно (толщина слоя 0.3 мм), сам же и выступает в качестве поддержки, в полостях его немного остается, но его можно вытряхнуть, выдуть, вымыть. Поэтому для печати полноценной куклы годится из доступных на сегодняшнй день только он. 

Итак, моделируем полости, каналы, штифры и порези под резинку.

Когда я начинала этот проект (около года назад) збраш был еще несовершенен, и очень плохо годится под такое дело. Буквально на моих глазах в этом уходящем году на великую мне радость вышли новые версии, в которых алгоритмы вычитания и сложения были так усовершенствованы, а также появилась достойная авторетопология (перестройка сетки) и вместе с ней возможность делать полые детали с задаваемой толщиной, что сомнений не осталось - его целенаправленно затачивают на печать, на прикладные штуки, под ювелирку и мелкопоточное производство. Вот уж истина - дорога возникает под наогми идущего) В общем, сейчас делать полые детали - это одно удовольствие. 

На примере вот такой вот самой, пожалуй, сложной детали, покажу: часть бедра прячем под маской для удобства, масимально отводим назад, намечаем один конец прорези, затем максимально вперед - намечаем другой конец прорези

8

По меткам поставим будущую "прорезь" - объект, который при вычитании даст нам желобки под резинку. Слева - после процесса вычитания. Прорези под резинку уже есть, полости пока еще нет

9

Чтобы збраш понял, что мы хотим деталь сделать полой, нужно прорезать в ней любое отверстие, чтобы он смог объединить и внешнюю, и внутреннюю поверхности в один меш. Нам как раз такое отверстие и нужно - под резинку. Ставим цилиндр (который после процедуры вычитания вревратится в канал) и указываем збрашу, что не только, мол, вычти, но еще и сделй полость, дружище. Толщину стенки выбираем сами. 

10

Вот таким образом обрабатываются все детали:

10

В кисти и стопы ставим штифры (просто цилиндрики). 2 мм достаточно, чтоб оно выдерживало натяжение резинки и не морщилось. Здесь у меня еще толстые стенки, первую куколку я печатала наугад, не пощупав материала, и заложила на стенки около 4 мм. Но это ни к чему, достаточно 2 мм стенки, чтоб швырять детали об стену безо всякого для них вреда. 

С головой все намного сложнее. Пока в збраше нет алгоритма, чтоб разрезать уже полые детали, он не понимает, какие меши ему друг с другом сливать. Поэтому череп с замочком - это те еще танцы с бубном, я как-нибудь  сделаю подрбонейший пост на эту тему. Без замочка - проще: сначала режем, потом уж делаем полости. 

9

Также перед печатью можно набросать мейк

2

Проверить как следует объемы движений, поставить разные позы, поиграть (к сожалению, в збраше нет костей, ставить позы непросто, есть только обычные инструменты поворотов, но наловчиться можно)

1

Затем готовим в печать.
Расставляем детали с учетом возможных дефектов (толщина слоя 0.3 мм, эти полосы видны особенно там, где поверхность почти горизонтальная, и следует учитывать этот момент, ориентируя детали в пространстве) Сбоку я ставлю цилиндр, равный высоте моей куклы, по нему я выставляю масшаб - 290 мм. Можно выставить и напечатать любой размер.

1

В збраше есть спецальный плагин для подготовки в печать и оптимизации (если я пришлю печатникам файл в 7 тысяч полигонов, то наслушаюсь о себе много нехорошего, так как он пороняет им все проги). В процессе оптимизации количество полигонов можно уменьшить до 20% от исходных, с таким файлом работать уже нельзя, только сохранять в формате STL и отправлять печатникам. И да, помимо мощного компа еще такой совет: храните все в облаке. Я пользуюсь дропбоксом и совершенно теперь спокойна за свои наработки, даже если что-то случится с дропбоксом, у меня получается так, что все автоматически забекаплено на всех компах, за которыми я бываю (ноут, другой ноут, комп на работе). Когда летом у меня сгорел комп, я чуть не поседела, благо винты оказались живы.

Постобработка.

Вот такое счастье получаем, и если в модели все было ок, очень быстро собираем. Если что-то не ок, то поправить руками мало что представляется возможным: материал плохо сверлится, плавится, режется с трудом, плохо шлифуется.

1

Вообще материал классный. Он ослепительно белый, легкий как безе, очень прочный и бархатистый. Он очень-очень мелко пористый. Фиксиация у суставов просто супер. Точность неплохая - у меня пропечатались и ноготочки, и линии на руках. Но текстура грубая, маркая, видны полосы. Надо шкурить, но руками это нереально. Я прошкурила все и подлезла почти во все труднодоступные места в помощью всякх нехитрых самодельных насадок:

4

Там, куда не подлезла насадкой (глубокие складки например), прошлась глянцевым лаком, совсем чуть-чуть. 

Разница существенная:

3

Хорошо вышкуренный материал более гладкий, несколько бархатистый и похож на кожу на ощупь. Он не реагирует на растворители (ацетон, уайт-спирит, спирт и пр), прекрасно себя чувствует в воде. Я пробовала его грунтовать всякими разными штуками (чтобы сделать еще более гладким). Оказалось, что на максимально вышкуренные детали лучше всего наносить супер-клир, потом еще чуть шкурить, потом опять супер-клир. Красила я сухим пигментом, пастелью и акрилом (в след. раз попробую генезис, так как полиамид поавится при 180 - 200 градусах, я запекала в нем глаза на 130 - все отлично) Роспись хорошо зафксировал обычный акриловый матовый лак, лег матово и сделал поверхность совсем гладкой и немаркой. После лака я терла детали намыленной щеткой - все ок, но вообще, конечно, надо наблюдать. Тонкий слой клира+лака (а под ним легкая тонировка) с шарниров не стирается. Вообще шарниры тут, получается, живут в довольно щадящем режиме - нет необходимости сильно туго затягивать резинку, когда суставы подогнанны хорошо и материал сам с собой хорошо сцепляется. Вообще я у полиамида вижу только один недостаток - только белый цвет, но во-первых, надеюсь, скоро появится еще (будет спрос, будет и предложение), а во-вторых, и белый материал можно выкрасить вполне себе живенько  (ну вы и сами знаете):

11

Ну и что хочу сказать в заключение. Я думаю, что это очень интересная метода. Не панацея, но и не "бездушная цифра". Думаю, надо не забывать о ручной работе, но и достижения науки и техники тоже не стоит сбрасывать со счетов. Я буду дальше продолжать в ней работать, поскольку фарфор ну вообще не моё, а до больших партий полиуретановых я пока не доросла)
Всем, кому интересно, я буду всячески помогать и  отвечать на вопросы. 

Позволю себе порекомендовать вам канал, где можно получить базовые знания zbrush - в основном я училась по этим урокам. А вообще zbrush, конечно, не единственный во вселенной, есть много хороших программ, тут дело исключительно вкуса и личной привязанности. 

Кто дочитал до конца - тот молодец!

С новым годом, дорогие мои собратья по разуму, да принесет этот год вам много новых открытий, достижений, прекрасных кукол и хороших заказчиков!
  



Tags: Куклы 3D печать, Статьи и заметки
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 56 comments