Космічний корабель Восток-1 в 3D — рендерим в Blender



Робототехніка цікава тим, що це синтез багатьох напрямків — програмування, конструюванням, математика, фізика і так само є моделювання. В тому році, до дня Космонавтики ми робили невеликий пост про моделювання корабля Восток-1 з допомогою OpenSCAD, на цей раз — продовжимо традицію, і спробуємо на практиці — Blender. Навичка моделювання — зайвим не буде.

Blender — це платформна, безкоштовна система для 3д моделювання (+анімація), і так само в ній можливо «рендери» моделі.

Створення 3д моделей, тим більше космічних кораблів — це не просте завдання, і можуть піти місяці. Але ми скористаємося вже готовими 3д моделями корабля Восток-1 (розповімо де вони перебувають), і створимо просту 3д сцену.

Моделі корабля Восток-1
По-перше, розповімо про джерело моделей — вони викладені на github — їх автор Славутинский Віктор створював їх для авіа-симулятора FlightGear, за його роботу — велике спасибі.

Установка Blender
З установкою Blender ніяких проблем не повинно бути, офіційної сторінки скачується дистрибутив для вашої ОС — розпаковані, і запускається.

Імпорт AC3D в Blender
Файли моделей для FlightGear у форматі AC3D (*.ac) — нам необхідно імпортувати їх в Blender. Для цього є плагін Blender-AC3D.

Установка плагінів полягає в копіюванні папки в папку з плагінами, мені потрібно скопіювати папку «io_scene_ac3d», в папку мого дистрибутива «blender-2.76 b-linux-glibc211-x86_64/2.76/scripts/addons/». Після цього необхідно активувати плагін, для цього (після перезапуску Blender) вибираємо меню «File» — «User Preferences ...» — на вкладці «Addons» в поле пошуку набираємо ac3d — і відображається наш плагін, ставимо навпроти нього «крыжик» — з цього моменту плагін стає доступним (якщо ми хочемо щоб він завжди підключався — натискаємо на кнопку «Save User Setting»).

Тепер ми можемо імпортувати моделі у форматі *.ac — вибираємо File — Import — AC3D».

Моделі Схід-1
Моделі знаходяться в папці Models, у відповідних (мовців) під-папках:

ControlHandle
Effects
Exhausts
GasHandle
Illuminators
LeftPanel
LeftSwitchPanel
MainPanel
Parachutes
RightPanel
RightSwitchPanel
Seat
Spacecraft
Vzor

Наприклад, це результат візуалізації в Blender файлу LeftPanel/Vostok-1-Left-Panel.ac:


Або MainPanel/Vostok-1-Main-Panel.ac:


Там повністю змодельований Схід-1, від ракети, до спускного апарат, і кабіни космонавта.

З часом, для спрощення роботи — всі файли будуть переведені у формат Blender, і розміщені тут Vostok-1-blender.

Сцена
Тестова сцена, що використовувалася для візуалізації нашої картинки викладена на github (файл Vostok-1-scene.blend), і після її відкриття ви побачите


Процес створення
Для створення сцена необхідні 3 елемента:
  • 3д об'єкт
  • фонова картинка
  • освітлення
3d об'єкт нашого космічного апарату Схід-1 можна взяти відразу у форматі Blender (файл Vostok-1.blend там же). Фонова картинка була імпортована з допомогою плагіна «Import Images as Planes» (за замовчуванням він вимкнений, його треба знайти в списку Add-ons — і активувати). З'являється відповідна функція:


В цьому випадку — картинка стає об'єктом «панель» з якою зручно працювати і розміщувати на 3д сцені.

Основні операції
Коротко торкнемося базовий дій при роботі зі сценами в Blender (для початківців).

По-перше, це орієнтування в просторі — для цього натискається середня клавіша миші, і відбувається переміщення точки огляду.

Робота з об'єктами: виділення об'єкта — права клавіша миші (але все радять переробити її на ліву).

З обраним об'єктом можна проводити дії:
  • переміщення [G]
  • обертання [R]
  • масштабування [S]


Як правило, це робиться через клавіатуру — натискаються відповідні клавіші — і модель переходить в соотв. режим. Можна вказувати дані для переміщення, обертання — відразу на клавіатурі, вибравши соотв. вісь (x, y, z).

Наприклад, якщо ви відкриєте сцену по-замовчуванню — там одразу буде обраний куб (це видно зліва внизу, де до речі видно і осі), і натиснувши на клавіатурі, послідовно наступні клавіші «g y 3 Enter» — ми змістимо його по осі Y на 3 клітинки. А ця комбінація «r y 45 Enter», поверне його навколо осі y на 45 градусів:



Далі зручною функцією є працювати в координатах об'єкта — для цього треба два рази натиснути на назву осі — візуально буде підсвічена вісь, або в глобальній системі координат, або локальною, наприклад повернути навколо осі z (куба) на 45 градусів: «r z z 45 Enter»:



Плани перегляду
За допомогою клавіш на правій цифровій панелі можна перемикати види — 0,1,2,3…

0 — це вид з камери, те, що буде рендеритись (відображається рамкою та зона сцени, що буде захоплена):


Рендер
Для запуску рендера — натискаємо на клавішу F12 — Blender почне перетворювати сцену з допомогою Cycles Render. Esc — зупинка. F3 — збереження результату (картинки).

Якість візуалізації залежить від кількості Samples — чим їх більше — тим більш реалістична сцена буде, але тим довше буде відбуватися рендеринг.

Цей ключовий елемент налаштовується в блоці Render — це іконка «Фотоапарат» — справа в панелі інструментів:

та є можливість вибрати з випадаючого списку «Preview» або «Final», або виставити вручну значення «Samples Render» — я рендерил на значенні 200. Для якісних результатів — збільшують значення.

Елементи
Всі елементи на сцені — складають ієрархію, і її можна бачити в правому верхньому вікні:


Ми бачимо, що у нас є:
  • Camera — з допомогою камери ми отримуємо картинку
  • Sun — це джерело освітлення — що создет ефект Сонця на нашій 3д моделі
  • Sun.001 — це джерело світла, що створює ефект відбиття світла від Землі
  • Vostok-1 — це батьківський об'єкт для нашої моделі корабля Восток-1
  • earth_from_space — це панель з текстурою картинкою Землі — для отримання ефекту перебування в космосі


Освітлення
Основним джерелом світла на нашій сцені — є Сонце. Для змін параметрів — вибираємо цей елемент в ієрархії елементів, і натискаємо на панелі інструментів на іконці «Сонце»:


Тут можна змінювати розмір «Сонця» — «Size» чим менше — тим менше кутовий розмір джерела світла. І так само Strength — визначає силу світла.

Змінюючи ці параметри можна змінювати рівень освітлення моделі Сонцем.

Так само у нас є фонове освітлення, це налаштовується на вкладці «World» (іконка Земля):


І натискаючи на Color:

бачимо, що в нашому прикладі фонове освітлення виставлено на рівні — 0.005

Поворот 3д-моделі
Для роботи з моделлю — вибираємо елемент Vostok-1 на ієрархії елементів, і можемо переміщати або повертати (наприклад, для зміни різного кута падіння світла), робимо це за допомогою клавішних команд: «R», далі вісь — («x», «y», «z») — навколо якої хочемо повернути (натискаємо два рази — якщо це вісь щодо об'єкта) — і далі рухаючи мишку — можемо бачити одразу зміни — Enter — для підтвердження змін або Esc для відміни.

Експерименти
Звичайно, це лише проста сцена, але навіть тут можна варіювати різні параметри, і дивитися, що вийде


Подяки
Ще раз хочеться висловити подяку Славутинскому Віктору — за його титанічну роботу по 3д моделювання Схід-1. Так само подяку Михайлу Шаблину — що підтримав мене в цьому починанні, і приділив час на мої питання.

Далі
Звичайно — це лише мала частина можливостей Blender, не розглянута анімація, робота з текстурами, робота з відео, звуком і т. п.

Російськомовні ресурси для самостійного вивчення Blender:


Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.