Панель продвинутых функций ткани

22.04.2020

«Пользователи ПК»

Год обучения

Индивидуальная работа

Тема: Симуляция ткани в Blender

Цель: познакомиться с возможностью симуляции ткани в Blender

Задачи обучающие:

· познакомиться с возможностью симуляции ткани в Blender

· систематизировать знания обучающихся по теме;

· закрепить знания, полученные на предыдущих уроках;

Задачи развивающие:

· развивать умения использовать знания, полученные на уроках информатики, в учебной деятельности;

· развивать логическое мышление, умение обобщать, сопоставлять и применять полученные знания на практике;

· развивать познавательную деятельность обучающихся, развивать умение анализировать происходящие изменения в решении задач;

· развивать познавательный интерес, творческую активность, интеллект;

· развивать интуицию, эрудицию, самостоятельность в суждениях, упорство в достижении цели;

· формирование информационной культуры и потребности приобретения знаний;

· стимулирование познавательного интереса обучающихся по данной теме и дисциплине Информатика и ИКТ в целом.

Задачи воспитательные:

· воспитание творческого подхода к работе, желания экспериментировать;

· профессиональная ориентация и подготовка к трудовой деятельности;

· воспитание информационной культуры, самостоятельности, ответственности;

· развивать культуру общения, воспитывать внимание, сообразительность, находчивость.

ХОД УРОКА

 

Теория

Симуляция ткани в Blender

http://blender3d.org.ua/tutorial/321.html

Ткань (Cloth)

Оригинал: https://archive.blender.org/wiki/index.php/Manual/Cloth/
Перевод: Striver

 

Моделирование Ткани

Моделирование Ткани - один из труднейших аспектов компьютерной графики, поскольку это обманчиво простой момент реального мира, который считается само собой разумеющимся, действительно имеет очень сложное внутреннее и внешнее взаимодействие с окружающей средой. После нескольких лет разработки, Блендер имеет очень достоверный симулятор ткани, который используется, чтобы делать одежду, флаги, знамена и так далее. Ткань взаимодействует и получает воздействие от других перемещаемых объектов, ветра и других сил, а также общей аэродинамической модели, всё это под вашим управлением.

Описание

Режим: объектный режим
Горячая клавиша: F7, чтобы получить контекст объекта, повторить F7 для изменения под-контекста.

Кусок ткани является любым мешем, открытым или закрытым, который был определен как ткань. Панели Ткани расположены в Физическом подконтексте и состоят из трех панелей опций. Ткань это любой открытый или закрытый меш с небольшой массой, принимается, что вся ткань имеет одинаковую плотность, или массу на единицу площади.

Ткань обычно моделируется мешем сетчатого примитива (grid), или кубом, но может также быть, например, мишкой. Тем не менее, система Мягких тел (Softbody) Блендера обеспечивает лучшую симуляцию закрытых мешей; Ткань (Cloth) же специализируется на моделировании тканей.

Ткань является модификатором в стеке модификаторов объекта, так что он может взаимодействовать с другими модификаторами, как например, Арматура (Armature) и Разглаживание (Smooth). В этих случаях, окончательная форма меша вычисляется в соответствии с порядком стека модификатора. Например, Вы должны разглаживать (smooth) ткань ПОСЛЕ ТОГО, КАК модификатор вычислит форму ткани.
Вы можете применить (Apply) модификатор ткани, чтобы заморозить форму меша в этом кадре, это удалит модификатор. Например, Вы можете задрапировать плоскую ткань над столом, запустить симуляцию, а затем приложить модификатор. В этом значении, Вы используете симулятор, чтобы сэкономить себе много времени моделирования.

Результаты моделирования сохраняются в кеше, чтобы форма меша, вычисленная однажды для каждого кадра в анимации, не вычислялась заново. Если сделаны изменения в симуляции, пользователь имеет полное управление над очисткой кеша и перезапуском симуляции. Прогон симуляции первый раз полностью автоматический.

Вычисление формы ткани в каждом кадре автоматическое и сделано фоновым; таким образом Вы можете продолжить работу, пока симуляция вычисляется. (по моему, врут — прим. пер.) Тем не менее это нагружает процессор и в зависимости от мощности вашего PC и сложности моделирования, сумма CPU, необходимая для вычисления изменений меша создаёт задержку, на которую Вы можете обратить внимание.

 

Не перепрыгивайте вперед: Если Вы настроили симуляцию ткани, но Блендер не вычислил форму в течение симуляции, и если Вы перепрыгиваете вперед на много кадров дальше в вашей анимации, симулятор ткани не способен вычислить или показать Вам точную форму меша для этого кадра, если прежде он не вычислил форму для предшествующего кадра (кадров).

 

Рабочий процесс

Общий процесс для работы с тканью — это:

1. Смоделируйте объект ткани, как базовую начальную форму.
2. Смоделируйте другие объекты отклонения, которые будут взаимодействовать с тканью. Гарантируйте что модификатор Отклонения (Deflection) последний в стеке модификаторов, после всех других модификаторов деформации меша.
3. Осветите ткань и назначте материалы и текстуры, разверните UV, если хотите.
4. Если хотите, дайте объекту частицы, как например, пар, срывающийся с поверхности.
5. Запустите симуляцию и отрегулируйте Опции, чтобы получить удовлетворительные результаты. Окно временной шкалы (timeline) элементов управления VCR прекрасно для этого шага.
6. Дополнительно используйте постаревший меш в некоторой точке в симуляции, чтобы получить новую стартовую форму по умолчанию.
7. Немного подредактируйте меш кадр-за-кадром, чтобы корректировать незначительные разрывы.

Опции панели ткани

Панель ткани

Панель столкновений ткани

Определение Ткани

Сначала включите Cloth. Установите тип ткани, которую Вы имитируете. Вы можете выбрать один из предустановленных типов, чтобы было с чего начать.

Как Вы можете видеть, чем тяжелее ткань, тем меньше она гнётся, меньше растягивается и подвергается воздействию воздуха.
Затем, спозиционируйте и приколите ткань в желаемом месте. Прикалывание (Pinning) описано ниже. Отметьте, что если Вы перемещаете объект ткани после того, как Вы уже запустили некоторую симуляцию, Вы должны снять защиту и очистить кеш; в противном случае, Блендер использует позицию вершин текущего/кешированного меша при попытке представить, где они. Редактирование формы меша после симуляции, также обсуждается ниже. Вы можете отключить ткань и редактировать меш нормальным процессом редактирования меша. Наконец, используйте кнопку Play временной шкалы или нажимите Alt-A в 3D-виде, чтобы запустить симуляцию. Ваша ткань будет падать и взаимодействовать с объектами Отклонения (Deflection objects) как будто бы в реальном мире.

Столкновения (Collisions)

В большинстве случаев, кусок ткани не просто висит в 3D-пространстве, он взаимодействует с другими объектами в окружающей среде. Для того, чтобы гарантировать соответствующую симуляцию, есть несколько пунктов, которые должны быть установлены и работают вместе:

·  Объекту Ткани нужно сообщить об участии в Столкновениях (Collisions)

 

· Опционально (но рекомендуется), сообщить ткани о коллизиях с собой

 

· Другие объекты должны быть видимыми на объекте Ткани через коллективные слои (shared layers)

 

· Другие объекты должны быть меш-объектами

 

· Другие объекты могут перемещаться или могут сами быть деформированы другими объектами (такими, как арматура или ключи формы).

 

· Другим меш-объектам нужно сообщить об отклонении (deflect) объекта ткани
 Blend-файл должен быть сохранён в каталоге, чтобы результат симуляции мог быть сохранён.

 

· Затем Вы выпекаете (Bake) симуляцию. Имитатор вычисляет форму ткани для заданного диапазона кадров.
 Вы можете затем редактировать результаты симуляции, или перестроить меш ткани, в специфических кадрах.

 

· Вы можете сделать настройки среды или деформирующих объектов, и затем перезапустить симуляцию ткани из текущего кадра дальше.

Общие Слои (Shared Layers)

Предположим, например, что у вас есть два объекта: пара Брюк в слоях 2 и 3, и ваш меш-Персонаж в слоях 1 и 2. Вы включили Брюки как ткань, как описано выше. Вы должны теперь сделать Персонаж "видимым" для объекта Ткани, чтобы когда ваш персонаж изгибал свою ногу, он выталкивал ткань. Этот принцип одинаков для всех симуляций; симуляции взаимодействуют только с объектами в общем слое. В этом примере, оба объекта разделяют слой 2.

Чтобы посмотреть/изменить слои объекта, щёлкните ПКМ, чтобы выбрать объект в режиме объектов в 3D-виде. Нажмите M, чтобы появилось выпадающее окно Перемещения Слоев. Это окно показывает Вам слои, в которых объект включен. Чтобы поместить объект в единственный слой, щёлкните ЛКМ на кнопке слоя. Для того, чтобы поместить объект в несколько слоёв, щёлкните Shift-ЛКМ на кнопке слоя. Для того, чтобы удалить объект из выбранного слоя, просто щёлкните Shift-ЛКМ на слое снова, чтобы переключить его.

Ткань - Объект столкновений

Объект ткани должен отлоняться (deflected) каким-то другим объектом. Чтобы отклонять ткань, объект должен быть включен как объект, который взаимодействует с объектом ткани. Чтобы включить столкновения Ткань - Объект, Вы должны включить отклонения (deflections) на объекте столкновения (не на объекте ткани).

В Окне Кнопок, Контекст объектов, подконтекст кнопок Физики, расположена панель Столкновений (Collision) показанная слева. Также важно отметить, что эта панель столкновений используется, чтобы сообщить всем симуляциям, что этот объект участвует в взаимодействии/отклонении других объектов в общем слое (жидкости, мягкие тела, и ткань).

Диагностика

Если Вы сталкиваетесь с некоторыми проблемами с обнаружением столкновений, есть два пути исправить их:

 

Самое быстрое решение - это увеличить настройку 'Min Distance' под панелью Cloth Collisions. Это будет самым быстрым путем исправить вырезы, тем не менее, он будет менее точным и не будет выглядеть хорошо. Использование этого метода стремится делать ткань, выглядящей, как будто плавающую в воздухе, и дает очень округлый вид.

 

Второй метод - это увеличить "Quality" (Качество) (на первой панели). В результате уменьшатся шаги симулятора и, следовательно, более высока вероятность, что будут пойманы быстро движущиеся столкновения. Вы можете также увеличить "Collision quality" (качество Столкновения), чтобы выполнять больше итераций для расчёта столкновений.

 

Если ни один из методов не помогает, Вы можете просто отредактировать кешированный/запеченный результат в режиме редактирования впоследствии.

 

Пример
Чтобы начать с работать тканью, первая вещь, которая Вам, конечно, нужна - это немного ткани. Так, давайте удалим встроенный куб и добавим плоскость (plane). Я расширил мою вдоль оси Y, но Вы не обязаны делать это. Для того, чтобы получать немного хорошей свободно висящей и гибкой ткани, вам понадобится подразделить её несколько раз. Я проделал это 8-ми кратно для этого примера. Так TAB для входа в режим редактирования, и нажмём клавишу W и затем 'Subdivide multi' (Подразделить много), и установим на 8. Теперь, мы сделаем это тканью, переходя на кнопки Объекта (F7), затем под-секцию кнопок Физики. Перемещайтесь вниз, пока Вы не увидите панель 'Cloth' и нажмите кнопку 'Cloth'. Теперь появится множество настроек, большинство из которых мы сейчас проигнорируем.

Это - все, что Вам нужно сделать, чтобы настроить вашу ткань для анимации, но если Вы нажмёте Alt-A, ваша красивая ткань просто упадет очень НЕ-эффектно. В следующих двух секциях мы опишем прикалывание и взаимодействие.

Прикалывание ткани

Первая вещь, которая Вам нужна при прикалывании ткани - Группа Вершин. Есть несколько путей сделать её, включая использование средств Weight Paint (окраски весов), чтобы закрашивать области, которые Вы хотите приколоть (смотри секцию Weight paint в руководстве).

Как только у вас будет заданная группа вершин, всё, что Вы должны сделать - нажать кнопку 'Pinning of cloth' на панели Cloth и выбрать, какую группу вершин Вы хотите использовать, и stiffness (неподвижность), которая Вам нужна. Вы можете оставить stiffness как есть, значение по умолчанию отличное.

 

Сглаживание Ткани

Теперь, если Вы последовали написанному в предшествующей секции, вероятно, ваша ткань выглядит немного блочной. Для того, чтобы сделать её выглядящей хорошо и гладко, как на картинке, Вам нужно применить Smooth (гладкий) и/или Subsurf модификатор на панели модификаторов под кнопками редактирования (F9). Затем, также под кнопками редактирования, найдите панель Links and Materials (Связь и материалы, то же, что Вы использовали для групп вершины) и нажмите 'Set Smooth' (Сделать гладко).

Теперь, если Вы нажмёте Alt-A, Вещь начинает выглядеть очень мило, не Вы думаете?

 

Ткань на арматуре

Ткань с ветром

https://www.blend4web.com/ru/develop_article/47

 

2.    Задание: повторите урок

22.04.2020

«Пользователи ПК»

Год обучения

Индивидуальная работа

Тема: Симуляция ткани в Blender

Цель: познакомиться с возможностью симуляции ткани в Blender

Задачи обучающие:

· познакомиться с возможностью симуляции ткани в Blender

· систематизировать знания обучающихся по теме;

· закрепить знания, полученные на предыдущих уроках;

Задачи развивающие:

· развивать умения использовать знания, полученные на уроках информатики, в учебной деятельности;

· развивать логическое мышление, умение обобщать, сопоставлять и применять полученные знания на практике;

· развивать познавательную деятельность обучающихся, развивать умение анализировать происходящие изменения в решении задач;

· развивать познавательный интерес, творческую активность, интеллект;

· развивать интуицию, эрудицию, самостоятельность в суждениях, упорство в достижении цели;

· формирование информационной культуры и потребности приобретения знаний;

· стимулирование познавательного интереса обучающихся по данной теме и дисциплине Информатика и ИКТ в целом.

Задачи воспитательные:

· воспитание творческого подхода к работе, желания экспериментировать;

· профессиональная ориентация и подготовка к трудовой деятельности;

· воспитание информационной культуры, самостоятельности, ответственности;

· развивать культуру общения, воспитывать внимание, сообразительность, находчивость.

ХОД УРОКА

 

Теория

Симуляция ткани в Blender

http://blender3d.org.ua/tutorial/321.html

Ткань (Cloth)

Оригинал: https://archive.blender.org/wiki/index.php/Manual/Cloth/
Перевод: Striver

 

Моделирование Ткани

Моделирование Ткани - один из труднейших аспектов компьютерной графики, поскольку это обманчиво простой момент реального мира, который считается само собой разумеющимся, действительно имеет очень сложное внутреннее и внешнее взаимодействие с окружающей средой. После нескольких лет разработки, Блендер имеет очень достоверный симулятор ткани, который используется, чтобы делать одежду, флаги, знамена и так далее. Ткань взаимодействует и получает воздействие от других перемещаемых объектов, ветра и других сил, а также общей аэродинамической модели, всё это под вашим управлением.

Описание

Режим: объектный режим
Горячая клавиша: F7, чтобы получить контекст объекта, повторить F7 для изменения под-контекста.

Кусок ткани является любым мешем, открытым или закрытым, который был определен как ткань. Панели Ткани расположены в Физическом подконтексте и состоят из трех панелей опций. Ткань это любой открытый или закрытый меш с небольшой массой, принимается, что вся ткань имеет одинаковую плотность, или массу на единицу площади.

Ткань обычно моделируется мешем сетчатого примитива (grid), или кубом, но может также быть, например, мишкой. Тем не менее, система Мягких тел (Softbody) Блендера обеспечивает лучшую симуляцию закрытых мешей; Ткань (Cloth) же специализируется на моделировании тканей.

Ткань является модификатором в стеке модификаторов объекта, так что он может взаимодействовать с другими модификаторами, как например, Арматура (Armature) и Разглаживание (Smooth). В этих случаях, окончательная форма меша вычисляется в соответствии с порядком стека модификатора. Например, Вы должны разглаживать (smooth) ткань ПОСЛЕ ТОГО, КАК модификатор вычислит форму ткани.
Вы можете применить (Apply) модификатор ткани, чтобы заморозить форму меша в этом кадре, это удалит модификатор. Например, Вы можете задрапировать плоскую ткань над столом, запустить симуляцию, а затем приложить модификатор. В этом значении, Вы используете симулятор, чтобы сэкономить себе много времени моделирования.

Результаты моделирования сохраняются в кеше, чтобы форма меша, вычисленная однажды для каждого кадра в анимации, не вычислялась заново. Если сделаны изменения в симуляции, пользователь имеет полное управление над очисткой кеша и перезапуском симуляции. Прогон симуляции первый раз полностью автоматический.

Вычисление формы ткани в каждом кадре автоматическое и сделано фоновым; таким образом Вы можете продолжить работу, пока симуляция вычисляется. (по моему, врут — прим. пер.) Тем не менее это нагружает процессор и в зависимости от мощности вашего PC и сложности моделирования, сумма CPU, необходимая для вычисления изменений меша создаёт задержку, на которую Вы можете обратить внимание.

 

Не перепрыгивайте вперед: Если Вы настроили симуляцию ткани, но Блендер не вычислил форму в течение симуляции, и если Вы перепрыгиваете вперед на много кадров дальше в вашей анимации, симулятор ткани не способен вычислить или показать Вам точную форму меша для этого кадра, если прежде он не вычислил форму для предшествующего кадра (кадров).

 

Рабочий процесс

Общий процесс для работы с тканью — это:

1. Смоделируйте объект ткани, как базовую начальную форму.
2. Смоделируйте другие объекты отклонения, которые будут взаимодействовать с тканью. Гарантируйте что модификатор Отклонения (Deflection) последний в стеке модификаторов, после всех других модификаторов деформации меша.
3. Осветите ткань и назначте материалы и текстуры, разверните UV, если хотите.
4. Если хотите, дайте объекту частицы, как например, пар, срывающийся с поверхности.
5. Запустите симуляцию и отрегулируйте Опции, чтобы получить удовлетворительные результаты. Окно временной шкалы (timeline) элементов управления VCR прекрасно для этого шага.
6. Дополнительно используйте постаревший меш в некоторой точке в симуляции, чтобы получить новую стартовую форму по умолчанию.
7. Немного подредактируйте меш кадр-за-кадром, чтобы корректировать незначительные разрывы.

Опции панели ткани

Панель ткани

Панель столкновений ткани

Панель продвинутых функций ткани

Ткань управляется тремя панелями, показанными выше. Каждые опции (кнопки и элементы управления) на этих трех панелях полностью документированы в Справочнике. Эта секция обсуждает, как использовать эти опции, чтобы получить эффект, который Вам нужен.

 

Определение Ткани

Сначала включите Cloth. Установите тип ткани, которую Вы имитируете. Вы можете выбрать один из предустановленных типов, чтобы было с чего начать.

Как Вы можете видеть, чем тяжелее ткань, тем меньше она гнётся, меньше растягивается и подвергается воздействию воздуха.
Затем, спозиционируйте и приколите ткань в желаемом месте. Прикалывание (Pinning) описано ниже. Отметьте, что если Вы перемещаете объект ткани после того, как Вы уже запустили некоторую симуляцию, Вы должны снять защиту и очистить кеш; в противном случае, Блендер использует позицию вершин текущего/кешированного меша при попытке представить, где они. Редактирование формы меша после симуляции, также обсуждается ниже. Вы можете отключить ткань и редактировать меш нормальным процессом редактирования меша. Наконец, используйте кнопку Play временной шкалы или нажимите Alt-A в 3D-виде, чтобы запустить симуляцию. Ваша ткань будет падать и взаимодействовать с объектами Отклонения (Deflection objects) как будто бы в реальном мире.