3d-mallin pintaurien mallinnustekniikoita : Hard surface -mallinnustekniikoita pinnan urien toteuttamiseen
Liuhto, Petri (2017)
Liuhto, Petri
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017112217792
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017112217792
Tiivistelmä
Opinnäytetyö käsittelee urien mallinnusta 3d-mallin pintaan. Urien toteuttaminen mallinnettavan esineen pintaan on haastava, mielenkiintoinen ja keskeinen mallinnuksellinen ongelma, sillä urat ovat usein vastaantuleva pintarakenne. Opinnäytetyössä esitellään lukuisia eri tapoja toteuttaa urat mallinnettuna geometriana ja toisaalta tekstuurin keinoin. Työssä vertaillaan eri toteutusmetodeja ja niitä sovelletaan pintaurien toteuttamiseksi 3d-mallin pintaan. Opinnäytetyössä vertaillaan metodeja urien toteuttamiseen perinteisillä polygonimallinnustekniikoilla, digitaalisilla veistotyökaluilla ja bump-tekstuureilla. Esimerkkimallina toimii Star Trek Enterprise -sarjan nimikkoalus USS Enterprise.
Syy opinnäytetyön tutkimuskohteen valintaan oli tarve löytää optimaalinen tapa urien mallintamiseen. Pintauria esiintyy Enterprise-mallissa koko mallin pinta-alalla. Oli välttämätöntä löytää keino pintaurien toteuttamiseen kustannustehokkaasti. Urat toteutettiin alun perin mallin pintaan veistettynä geometriana. Veistourakan työläys ja epätarkkuus vaativat muiden toteutusvaihtoehtojen harkitsemista. Urien toteuttamista displacement-tekstuurilla ja floater-geometrialla selvitettiin. Lopulta urat toteutettiin boolean-operaatiolla. Boolean-operaatiolla mallin urat kyettiin toteuttamaan nopeasti ja tarkasti. Opinnäytetyön soveltavassa osuudessa käydään läpi urien toteuttamisen työprosessi boolean-operaation avulla. Menetelmä perustuu bezier-käyrillä luotuun urageometriaan, jota käytetään urien tuottamiseen mallin pintaan vähentävän boolean-operaation avulla.
Opinnäytetyö on rajattu vain urien toteuttamiseen liittyvään mallinnukselliseen ongelmaan. Työ ei käsittele muiden pinnanmuodon yksityiskohtien toteuttamista, vaikkakin työssä esiteltyjä tekniikoita voidaan soveltaa myös urien tuottamisen ulkopuolella. Opinnäytetyössä esitellyt mallinnustekniikat eivät ole ohjelmistosidonnaisia, vaan niitä voidaan soveltaa monissa eri 3d-sovelluksissa. Opinnäytetyö edellyttää 3d-mallinnuksen perusteiden tuntemusta, vaikka termistöä avataankin työn toisessa alaluvussa. Siksi työ soveltuu parhaiten 3d-mallinnukseen jo jonkin verran perehtyneiden lukijoiden käyttöön.
Syy opinnäytetyön tutkimuskohteen valintaan oli tarve löytää optimaalinen tapa urien mallintamiseen. Pintauria esiintyy Enterprise-mallissa koko mallin pinta-alalla. Oli välttämätöntä löytää keino pintaurien toteuttamiseen kustannustehokkaasti. Urat toteutettiin alun perin mallin pintaan veistettynä geometriana. Veistourakan työläys ja epätarkkuus vaativat muiden toteutusvaihtoehtojen harkitsemista. Urien toteuttamista displacement-tekstuurilla ja floater-geometrialla selvitettiin. Lopulta urat toteutettiin boolean-operaatiolla. Boolean-operaatiolla mallin urat kyettiin toteuttamaan nopeasti ja tarkasti. Opinnäytetyön soveltavassa osuudessa käydään läpi urien toteuttamisen työprosessi boolean-operaation avulla. Menetelmä perustuu bezier-käyrillä luotuun urageometriaan, jota käytetään urien tuottamiseen mallin pintaan vähentävän boolean-operaation avulla.
Opinnäytetyö on rajattu vain urien toteuttamiseen liittyvään mallinnukselliseen ongelmaan. Työ ei käsittele muiden pinnanmuodon yksityiskohtien toteuttamista, vaikkakin työssä esiteltyjä tekniikoita voidaan soveltaa myös urien tuottamisen ulkopuolella. Opinnäytetyössä esitellyt mallinnustekniikat eivät ole ohjelmistosidonnaisia, vaan niitä voidaan soveltaa monissa eri 3d-sovelluksissa. Opinnäytetyö edellyttää 3d-mallinnuksen perusteiden tuntemusta, vaikka termistöä avataankin työn toisessa alaluvussa. Siksi työ soveltuu parhaiten 3d-mallinnukseen jo jonkin verran perehtyneiden lukijoiden käyttöön.