3D-Modeling ist langweilig, zeitaufwendig und ich habe keine Nerven dafür!
So oder so ähnlich höre ich es immer wieder.
Das zieht sich von meinen Anfängen bis heute, wie ein roter Faden durch meine Laufbahn als 3D-Artist.
Aber ist das wirklich so?
Nun ja, für manche ist Modeling eine entspannende Übung, andere jedoch treiben es bis zur Perfektion und verwenden jedes Polygon mit Bedacht.
Jetzt, nach 13 Jahren Erfahrung im Bereich 3D-Modeling kann ich sagen, ein wenig Geduld sollte man schon mitbringen und eine gewisse Neigung
zur Ordentlichkeit sollte vorhanden sein.
Auch der Zeitfaktor ist nicht unwesentlich.
Ein komplettes Auto mit Innenleben lässt sich jetzt mal nicht über Nacht modellieren. (Wobei, für einige womöglich schon. :D)
Es ist aber wie bei allen Dingen eine Frage der inneren Einstellung und das Machen.
Für 95 Prozent aller Modeling Anforderungen ist es vollkommen ausreichend, 6 Tools zu beherrschen. That’s it!
Mit den richtigen Techniken, Tricks und Herangehensweisen kannst Du Minuten und später sogar Stunden, wenn nicht sogar Tage sparen.
Genau diese Techniken werde ich Dir hier zeigen,
mit denen Du dieses Ziel erreichen kannst.
Gleich vorab, es geht hier um das SDS (Subdivision Surface) Modellieren im Allgemeinen, also nicht um das Modellieren mit einem bestimmten 3D-Programm.
In den weiteren Beiträgen werde ich die englischen Begrifflichkeiten verwenden, denn wer redet schon von Netzen und Maschen ;-).
Es gibt jedoch noch andere 3D Modellierungstechniken, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben und die ich hier der Vollständigkeit halber auflisten möchte:
Die polygonale Modellierung ist die am weitesten verbreitete 3D-Modellierungstechnik. Dabei wird ein 3D-Modell erstellt, indem Eckpunkte, Kanten und Flächen miteinander verbunden werden, um Polygone zu erzeugen. Diese Technik ist relativ leicht zu erlernen und eignet sich für die Erstellung von Objekten mit harter Oberfläche wie Gebäuden und Fahrzeugen.
Die NURBS-Modellierung (Non-Uniform Rational B-Spline) ist eine Technik, die mathematische Gleichungen verwendet, um glatte, gekrümmte Oberflächen zu erstellen. Sie eignet sich für die Erstellung organischer Formen wie Tiere und Menschen.
Beim Sculpting werden digitale Werkzeuge eingesetzt, um ein 3D-Modell aus einem virtuellen Tonblock zu formen. Es eignet sich für die Erstellung sehr detaillierter und organischer Modelle wie Figuren und Kreaturen.
Egal ob Du komplett von null startest oder schon Erfahrung mit dem 3D-Modellieren hast, in diesen Beiträgen wirst Du auf jeden Fall fündig.
Die Basics
Primitives (Grundobjekte)
Mit diesen Objekten beginnt meistens alles.
Das einfachste Primitive ist das Polygon, gefolgt von Würfel, Zylinder und Kugel.
Diese sollte man in jedem 3D-Tool vorfinden.
Dann gibt es noch weitere Grundobjekte, die aber seltener genutzt werden.
Diese Grundobjekte sind so definiert, dass sie sich leicht über ihre Einstellungen anpassen lassen. So kann man die Größe der Achsen/Radien frei definieren und Unterteilungen hinzufügen.
Das Mesh(Polygonnetz)
Setzt sich aus Faces (Polygonen) zusammen, die sich wiederum aus
Vertices (Punkten) zusammensetzen.
Jedes Face besteht aus Seiten, die sich Edges (Kanten) nennen.
Diese Kanten werden sichtbar, wenn man sich das Wireframe (Drahtgittermodell) eines Meshes anzeigen lässt.
Meshes können aus den Polygonen, Tris (Dreiecken), Quads (Vierecken) oder
N-Gons (mehr als 4 Vertices) bestehen.
Im SDS-Modeling fokussieren wir uns ausschließlich auf Meshes mit Quads. (Bei einigen Sachen kommen wir, um Tris nicht drumherum, aber ich zeige Dir, wie man diese im SDS-Modeling sinnvoll einsetzen kann, ohne Artefakte in der geglätteten Geometrie zu bekommen.)
PSR Position, Skalierung und Rotation
Jetzt, da wir wissen, was Grundobjekte sind und aus welchen Komponenten sie bestehen, können wir damit anfangen diese in der 3D-Welt zu manipulieren.
Das machen wir zum einen mit unseren Modeling Werkzeugen auf die wir später genauer eingehen, aber auch mit den PSR Werkzeugen, die es uns ermöglichen
3D-Objekte und deren Komponenten zu verschieben, skalieren und zu rotieren.
3D-Koordinatensystem, lokal oder global? Das ist hier die Frage.
Um genau zu bestimmen, wie und wo unsere Objekte in der 3D-Welt ausgerichtet sind, müssen wir diesen bestimmte Koordinaten zuweisen. Das geht zum eine über das Welt-Koordinatensystem, welches vom jeweiligen 3D-Tool vorgegeben ist.
Und zum anderen über das Koordinatensystem des Objektes bzw. dessen Mutter (Parent) Objektes.
Das Koordinatensystem wird über die Achsen x, y und z definiert.
Wenn wir also im Global-Mode arbeiten, manipulieren wir die Objekte und deren Komponenten auf den Achsen des Welt-Koordinatensystems.
Wenn wir im Lokal-Mode arbeiten, manipulieren wir die Objekte und deren Komponenten anhand des Koordinatensystems, das die Achse des Objektes vorgibt.
Diese kann frei definiert werden.
Vektor
Jetzt möchten wir noch ganz eindeutig wissen, wo sich unsere Objekte
in der 3D-Welt befinden.
Dazu müssen wir diesen einen Ortsvektor zuweisen, der die exakte Position im
3D-Koordinatensystem definiert.
Als Beispiel: Der Würfel hier befindet sich am Ortsvektor: x=2 y=0 z=1
Da wir in der 3D-Welt gerne mit realen Größen arbeiten, definieren wir die Achsen unserer Koordinaten in mm, cm, m usw.
Der Startpunkt des Vektors geht vom 0-Punkt des Welt-Koordinatensystems aus.
Demnach ist dies der global gültige Ortsvektor des Objektes.
Matrix
Wir wissen jetzt, wo sich die Position unseres Objektes befindet, aber nicht wie es ausgerichtet ist und welche Größe es hat.
Um dies genau bestimmen zu können, wie ein Objekt in der 3D-Welt transformiert ist, können wir Position, Rotation und Skalierung in eine Matrix schreiben.
Das ist wiederum für das Globale und Lokale Koordinatensystem des Objektes möglich.
Polygon Normale
Jedes Polygon hat eine Vorderseite und eine Rückseite, die durch die Normale des Polygons definiert wird. Die Normale steht senkrecht zu Oberfläche des Polygons.
Die Vorderseite des Polygons ist im Rendering sichtbar, die Rückseite nicht.
Jedoch gibt es in den 3D-Tools auch die Möglichkeit Polygone, die rückseitig ausgerichtet sind, trotzdem zu rendern.
Im SDS Modeling führt die falsche Ausrichtung in den meisten Fällen allerdings zu unschönen Artefakten im Shading des Objektes, deshalb gilt es dies zu vermeiden.
Damit wir schon während der Arbeit erkennen, ob die Normale eines Polygons falsch ausgerichtet ist, nutzen wir die Anzeigeoption Backface Culling im Viewport unseres 3D-Tools (wenn vorhanden).
Alternativ können wir uns auch, die Normalen Anzeigen lassen oder wir erkennen schon anhand der Farbe der selektierten Polygone, ob diese richtig ausgerichtet sind.
Subdivision Surface
Wir versuchen stets so wenig Polygone wie möglich für unsere Objekte zu verwenden und diese dann mithilfe des Subdivision Surface Verfeinerungsschema zu glätten.
Dabei werden die Vertices (Punkte) unserer Polygone im Mesh interpoliert.
Wir verwenden im Normalfall den Catmull-Clark Unterteilungsalgorithmus,
der Quads sowie auch N-Gons und Tris in ein gleichmäßige Quad-Meshes unterteilt.
Aus einem Quad entstehen bei einer Unterteilung vier Quads,
aus einem Tri drei Quads usw.
Dies kann theoretisch unendlich so fortgesetzt werden, in der Praxis
kommen aber in der Regel nicht mehr als 3 Unterteilungsschritte zu Anwendung.