8. 3D-Modeling Praxis

blender
Subdivision Surface Modeling

Je mehr Geometrie ein Objekt hat, desto schwieriger wird es, damit zu arbeiten. Daher möchten wir nur das Notwendigste selbst bauen.

Das kann z.B. bedeuten:

Blender bietet über Object Modifiers nicht-destruktive Operationen an, die unsere Geometrie als Input nehmen, und daraus neue Geometrie generieren. Modifiers werden in einem Modifier Stack kombiniert. Der Stack wird von oben nach unten ausgeführt:
Der Modifier Stack

Die Geometrie die also herauskommt, hat eine deutlich höhere Auflösung (Resolution), als die Ausgangs-Geometrie, mit der wir arbeiten.

Subdivision Surface Modeling

Beim Subdivision Surface Modeling steuern wir die finale Geometrie (highres Mesh) mit einer grober aufgelösten Geometrie (lowres Mesh). Edges werden strategisch platziert um die Form bei der Subdivision zu halten.

lowres und highres am Beispiel Espressokanne:
Subdivision Modeling am Beispiel der Espressokanne

Über die Nähe der Edges zueinander lässt sich die Schärfe einer Kante steuern:
Im Subdivision Modeling wird eine highres Mesh über ein lowres Mesh gesteuert

TipÜbung

Gib einer Plane einen Subdivision Surface Modifier und baue das oben gezeigte Bild nach.

Modeling Reference

Zur Erstellung einer Referenz fürs 3d-modeling, nutzen wir Hilfsobjekte, sog. Empties.
Empties sind im Grunde nur ein Punkt im Raum, also nur ein Transform.

Das Icon eines Empty, also die Darstellung im Viewport, kann unterschiedliche Formen annehmen. Eine dieser Formen ist ein Bild, welches wir selbst wählen können. Diese Darstellung ist ideal für das 3D modeling anhand einer Referenz.

Lade diese Referenz herunter und speichere sie in deinem Arbeitsordner:
Orthogonale Front- und Seitenansicht

TipÜbung

Blender hat keinerlei Information darüber, welche Größe ein Bild im Raum haben soll, damit das dargestellt Objekt den korrekten Scale hat. Dies müssen wir anhand von Größenangaben manuell selbst einstelltn. Ein Empty mit einem Bild als Referenz, wird am einfachsten durch Drag and Drop des Bildes auf den Viewport erstellt.

Folge der Beschreibung in den Bildern, um die Referenz korrekt einzustellen:

Drag and Drop das Bild auf den Viewport. Beobachte den Outliner Stelle alle Transforms auf 0 (z.B. mit Clear Transform) Stelle die Referenz senkrecht in den Raum

Um eine Referenz im Raum für die angestrebte Objektgröße zu erhalten, kann ein Cube genutzt werden. In der Sidebar lässt sich unter Dimensions die reale Größe einstellen (Dimensions steuert eigentlich nur den Scale des Transforms):
Stelle die Höhe einer Cube korrekt ein Platziere die Cube auf den Boden. Hierbei kann eine Expression in das Property eingegeben werden Platziere das Bild so, dass die Unterkante der Stuhlbeine auf dem Boden stehen Platziere den 3D-Cursor am World Origin und stelle den Transform Pivot Point auf 3D-Cursor. Skaliere das Empty, so dass der Stuhl die Größe der Cube annimmt Dupliziere das Empty und platziere beide so, dass aus Front- und Seitenansicht, die entsprechende Ansicht aus dem Bild mittig zu sehen ist Lock alle Transform Properties der Empties

Mit welchem anderen Weg könnten wir die Cube ebenfalls auf den “Boden” platzieren?

Finde die Einstellungen (Settings) für das Empty und probiere die Settings aus.

Modifier: Mirror, Subdivision Surface und Solidify

Starte mit einer Plane und setze sie so auf, dass du nur eine Seite bearbeiten musst. Achte auch immer auf den korrekten Scale ([1,1,1]) im Object Mode. Wenn du im Object Mode skalierst und andere Values bei Scale hast, kannst du den Scale “anwenden” (Object -> Apply -> Scale) und die Skalierung wird auf [1,1,1] gesetzt.

TipÜbung

Starte mit einer Plane und skaliere sie, dass sie der Sitzfläche entpricht Achte immer darauf, dass der Scale 1,1,1 ist

Halbiere die Plane und füge einen Mirror Modifier hinzu Die Achsen des Mirror Modifier entsprechen dem Local Space des Objects Aktiviere das Wireframe Overlay (solltest du möglichst immer tun!) Extrudiere die Rückenlehne Füge einen Subdivision Surface Modifier hinzu

Beobachte, was bei der Subdivision passiert: über die Nähe der Edges zueinander lässt sich das Ergebnis des Subdivision Surface steuern:
Füge Loop Cuts hinzu. Beobachte was mit dadurch bei der Subdivision passiert Arbeite die Form heraus Probiere aus, was diese Buttons im Modifier Stack tun Bewege dich beim modellieren in 3D um das Objekt Extrudiere die äusseren Edges um die Abrundung des Sitzes zu bekommen Gleiches am Rückenteil Merge Vertices Die grobe Form die den Subdivision Surface Modifier steuert Smooth Shading im Object Mode

Die Dicke des Sitzes können wir automatisch generieren lassen. Füge einen Solidify Modifier hinzu und platziere ihn im Stack. Beobachte was passiert, wenn Solidify an unterschiedlichen Positionen im Stack ist:
Für die Dicke können wir einen Solidify Modifier nutzen Nutze Z als Shortcut um zwischen Wireframe und Solid Shading zu wechseln Prüfe die Form von allen Seiten

Probiere die Settings des Subdivision Surface Modifier aus.

Bevels

Die zusätzlichen Kanten zum schärfen einer Edge im Subdivision Surface Modifier nennt man auch Bevels. Bevels können manuell oder per Modifier erstellt werden.

TipÜbung

Starte mit einem Cylinder für die Stuhlbeine. Direkt nach dem Erstellen erscheint links unten ein kleines Interface in welchem du die Topologie des Cylinders kontrollieren kannst.

Direkt nach dem Erstellen kannst du die Topologie der Geometrie steuern Passe den Cylinder grob den Abmessungen der Stuhlbeine an

Probiere manuelles Bevelling aus:
Selektiere die obere umlaufende Kante. Probiere manuelles Bevel mit CTRL-B aus

Im Subdivision Surface Modeling wird gern ein sog. Edge Fence genutzt. Dies ist ein Bevel mit jeweils einer Kante neben der Original-Edge wobei die Original-Edge an ihrer ursprünglichen Stelle bleibt:
Hier besser: nutze einen Bevel Modifier. Gezeigt werden die Einstellungen für einen Edge Fence

Empties haben viele Anwendungsmöglichkeiten. Hier wird ein Empty genutzt, um eine beliebige Achse für den Mirror Modifier festzulegen:
Platziere das Stuhlbein Füge einen Mirror Modifier hinzu. Warum scheint nichts zu passieren? Füge ein Empty am Origin hinzu Nutze das Empty im Mirror Modifier als Spiegelachse Die hinteren Beine können mit dem selben Modifier erstellt werden

Probiere zwei Mirror Modifier für jede Spiegelachse aus.

Local View

Vor allem beim 3d modeling will man sich oft auf ein paar Objekte konzentrieren und alles andere ausblenden. Anstatt im Outliner die Sichtbarkeit (Visibility) zu steuern, können Objekte über den sog. Local View isoliert werden. Dies ist ein Toggle, funktioniert also wie ein “An/Aus”-Schalter. Beachte den Shortcut im Menüeintrag:
Der Local View Toggle

Duplizieren: Collection Instances

Das Objekt ist fertig gemodelt. Wie platzieren wir nun mehrere Stühle so, dass wir Änderungen an der Geometrie für alle Kopien machen können?

Grundsätzlich sollte eine Szene immer gut aufgeräumt sein. Alle Teile eines 3D-Modells sollten auf einer Collection sein:

Da Collections auch nur Data-Blocks sind, können sie dupliziert und an andere Data-Blocks gelinkt werden. Ein solche Kopie einer Collection nennt man Collection Instance. Das bedeutet, wir können eine Collection wie ein neues Objekt aus dem Add Menü in der Szene platzieren:

Die Collection Instances sind nur Empties an die die Daten der Collection gelinkt wurden:

TipÜbung

Erstelle Collection Instances des Stuhls.

Mache ein paar Änderunge an der Geometrie und beobachte was passiert.

Duplizieren: Mesh Data-Blocks

Data-Blocks sind überall in Blender.

Wenn wir uns den Outliner genau anschauen, sehen wir, dass unter dem Eintrag des “Sitz” weitere Einträge aufgeführt sind:

Das orangene und das grüne Icon begenen uns ebenfalls weiter unten in den Properties:

Ein Mesh besteht immer aus mindestens zwei Data-Blocks:

  • dem Object Data-Block (das orangene Icon), dieser enthält z.B. den Transform
  • dem Data Data-Block (das grüne Icon), dieser enthält die eigentliche Geometrie

Zusätzlich können noch andere Data-Blocks, wie z.B. Materialien, angehängt werden.

Da wir Data-Blocks beliebig kombinieren (linken) können, können wir also mehrere Objekte in einer Szene haben, welche z.B. dieselbe Geometrie-Daten verwenden (aber ein anderes Material, oder einen anderen Modifier Stack).

TipÜbung

Probiere diese Übung in einer leeren Szene aus. Erstelle eine Cube und eine Sphere. Gib der Cube dann die Geometrie-Daten der Sphere:
Erstelle Cube und Sphere In den Data Properties der Cube, linke die Geometrie der Sphere Beobachte den Outliner

TipÜbung

Nun probiere das Gleich mit dem Stuhl:

Dupliziere den Sitz mit Shift-D Nutze diesmal CTRL-L um die Daten zu verlinken Beachte, dass nun beide Objekte den selben Data-Block nutzen Lösche alle Modifier auf einer der Kopien und editiere das Objekt

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