Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo, laboratorij LECAD
Avtor: Damir Škrobot
Vpisna številka: 23940150
Predmet: Postopki konstruiranja
Mentor: mag. Leon Kos
Datum:16. Feb. 1999
Tema seminarske naloge:

NAPIS LECAD



 

KAZALO VSEBINE:


ABSTRACT

Assignment: model a 3D flying logo LECAD, equiped with textures and generate a movie (size 320x200).

1st step:
getting started:
- For modeling use program Alias Wavefront 8.5 which is accessible on the Silicon Graphics workstation - LECAD.
- Starting the program: type aw command into the Unix shell.
- Clear the workspace: from the File menu select New, and from the Layouts menu select All windows and option User windows.

2nd step:
modeling the logo:
- From the Curves menu pick the appropriate icon and begin with modeling. For the straight parts of the logo use an icon that represents straight line and for the rounded parts use an icon that represents the curve, for instance an arc.
- When the 2D model is finished you need to extend it into third the dimension (3D): model it just like you modeled 2D logo, or use the special function: from Surfaces menu select Swept Surfaces and option Extrude and confirm it by clicking Go.
- Notice that each surface must have three or four edges, so consider this fact in this step.

3rd step:
building the surfaces:
- Build all the surfaces: from the Surfaces menu select Swept Surfaces and option Birail. On the logo, click on the first, second, third and the fourth edge that represents one surface. If the surface has only three edges, then change the option in the Birail Control window from 2 to 1+ at option Generation Curves.
- The simpliest control of your work is quick rendering the model: from the Render menu select Quick Render. If the whole model is rended, then you have successfully finished your assignment in this step.

4th step:
deleting construction lines:
- Construction lines are no longer needed. From the Pick menu select Component, then pick your logo (so it is highlighted). In the window switch Surfaces off, then from the Delete menu select Del Active and confirm it by clicking Yes.
- If you want to be sure that you didn't delete anything unwanted then select command Quick Render, just like before.

5th step:
setting a pivot point:
- In the Front view pick your logo.
- From the Xform menu select Local and Set Pivot option. By using the middle mouse button, click-drag the pivot point to the bottom center of the model, so it sits approximately in the middle of the logo and on the X -axis.

6th step:
moving and rotation:
- From the Anim menu select View Frame and move to the last frame.
- Pick your logo and from Animation menu select Set Keyframe. So the last keyframe is set at some value.
- Again select View Frame and enter 1 to move to this frame.
- From the Xform menu select Move and enter value. Of course the logo must be picked.
- Rotation of the logo is quite similar: select Rotation instead of Move and enter rotation value.
- Again set the keyframe: this one set as the first one.
- If you wish that your logo will perform circular motion, make another keyframe and prescribe the move and rotation values which are equal to the ones you entered before.

7th step:
preview the animation:
- At the left end of the time slider, click on the Start/End button so it changes to Min/Max and you will get the time slider range that you prescribed in the previous step.
- Click on the play button on the time slider. The animation of, at this moment still wired, logo begins.

8th step:
shaders to the letters:
- Move to the last frame.
- From the Windows menu select Multilister and option Shaders....
- In the Shader lister window select Edit and New Shader.
- Pick the whole logo and select Shading and Assign shader. By double-click on the new texture icon, open the Shader editor. Than adjust the parameters up to your need (Shading Model, Diffuse, Shininess, Reflectivity, Color...).

9th step:
the environment shader:
- To make the animation more interesting, make environment shader that represents the background.
- In the Shader editor click the Environment Shader. The Shader editor updates to become the Environment editor. In the background section click the Map... button next to the Color. An Environment Color Map window opens. In the Environment section click on Sky and a sky texture appears in the Shader editor, and the Shader editor becomes the Sky Texture editor. Set some parameters and then you will be done with the sky.
- The whole, just slightly changed, procedure must be repeated for the floor and the clouds.
- In the Shader editor click on the little white box icon in the bottom right corner of the sky texture. A green texture grid and diagonal arrow appears in the modeling window representing the environment.
- Click on the environment icon to make it active. From the Xform menu select Move and enter required amounts (they are equal to the ones in the 6th step). The environment floor is now below the flying logo in the Prespective view. Next, click the little box at the bottom right corner of the sky texture to make the icon invisible.
- From the Render menu select Quick Render and Global Quick Rendering window opens. In that window set some parameters and click Go. In the Perspective window environment texture appears right behind the rended flying logo.

10th step:
animating the environment shader:
- Move to the first frame.
- In the Shader editor open Fractal texture editor. From the Animation menu select Param Control... and in the Parameter Control window click the white box to turn on the fractal attributes for animation.
- From the Animation menu click Set Keyframe, in the Set Keyframe Options window set some parameters and click Go.
- Move to the last frame, in the Fractal editor set parameters and from the Animation menu select Set keyframe.
- In the Parameter Control window turn all attributes off and close all windows.

11th step:
rendering the animation:
- From the Render menu select Globals... and set everything that you have to. Choose the quality level and set the resolution value.
- From the Render menu select Render , type the name and click the Save SDL button. Now you must wait for a few minutes.

12th step:
viewing the animation:
- From the Animation menu select Flipbook, then choose the first frame and animation starts.
- If you think that animation is too fast, you can slow it down: from the Options menu select Frame Rate and enter lower number.

Želim nazaj na kazalo vsebine


1.0 DEFINICIJA NALOGE

Črke napisa LECAD naj bodo modelirane z osnovnimi površinskimi gradniki s prilepljeno teksturo. Izberite si enostavno animacijo preleta in generirajte film v velikosti 320x200.

Želim nazaj na kazalo vsebine

2.0 OSNOVE

Modeliranje napisa se izvaja na delovni postaji Silicon Graphics na programu Alias Wavefront 8.5. Osnova seminarske naloge je naučiti se uporabljati program Alias Wavefront 8.5, pri čemer je v pomoč knjiga Learning Alias. V njej je predstavljenih že veliko modelov različnih nivojev težavnosti, poanta seminarske naloge pa je spoznati problem nekega modela, izluščiti bistvene stvari in s tako pridobljenim znanjem rešiti nek drug problem.

Prav zaradi njegove uporabnosti in sposobnosti animiranja, je program Alias Wavefront 8.5 zelo uporaben v vseh večjih oblikovalskih firmah. Ko se nam odpre delovni prostor, takoj opazimo veliko število menijev: zgoraj, na levi strani in spodaj. Do posamezne ikone v menijih na levi strani zaslona pridemo tako, da z levim klikom kliknemo na ime menija. Z desnim klikom na ime menija pa dobimo meni z izpisanimi funkcijami, kar je zelo priročno v primeru če ne vemo, katero funkcijo predstavlja določena ikona. Če se postavimo v področje menijev v zgornjem delu zaslona in kliknemo na ime menija, se odpre spisek funkcij, ki so zastopane v posameznem meniju. V primeru, da v tem spisku izberemo neko funkcijo, ki ima ob svojem imenu kvadratek in kliknemo nanj, se odpre posebno okno, v katerem lahko nastavimo vse parametre in atribute, ki jih dotična funkcija vsebuje, skratka s tem priredimo funkcijo našim potrebam.

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.0 REŠEVANJE NALOGE
V Unix shellu z ukazom aw poženemo program. Nato si pripravimo delovni prostor in izberemo poglede s štirih možnih perspektiv (naris, tloris, stranski ris in 3D pogled).

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.1 MODELIRANJE NAPISA
Ker naloga zahteva animacijo preleta se odločimo za tri dimenzionalni napis. V meniju Curves izberemo ustrezno ikono in pričnemo z modeliranjem. Za ravne dele posameznih črk uporabimo ravno črto, za okrogline pa seveda krivulje (npr. krožni lok). Ko je končan 2D model (Slika 1) se lotimo razširitve v tretjo dimenzijo (Slika 2). To lahko naredimo podobno kot sedaj, ali pa bolj elegantno tako, da 2D model enostavno potegnemo v prostor (znotraj Surfaces menija izberemo funkcijo Swept Surfaces in od tu naprej opcijo Extrude ter potrdimo s klikom na Go). V naslednji delovni fazi se pojavi potreba po tem, da določajo eno površino le trije ali največ štirje robovi, zato moramo to dejstvo upoštevati že v tem koraku.

                      

                                                                                                                                        Slika 1
 

                     

                                                                                                                                            Slika 2

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.2 OZNAČEVANJE IN DOLOČITEV POVRŠIN
Ko končamo z modeliranjem našega napisa preidemo v novo fazo. Vse ploskve je portebno označiti in določiti, saj bodo nanje prilepljene osnovne teksture. V meniju Surfaces izberemo ukaz Swept Surfaces in od tu naprej opcijo Birail. Nato na našem napisu kliknemo prvi, drugi, tretji in četrti rob, ki določa eno površino. Ker pa lahko površino omejujejo le trije robovi, je v tem primeru potrebno biti previden in v Birail Control oknu spremeniti opcijo Generation Curves, s katero določamo štiri robove, v opcijo za določevanje treh robov (z 2 spremenimo na 1+). Paziti moramo tudi na to, da je vklopljen Non-prop Scale. Ko določimo vse površine je najenostavnejša kontrola naše uspešnosti ta, da z ukazom Quick Render (meni Render) začasno prilepimo teksture. Če nismo pozabili na nobeno površino, je naše delo v tem koraku opravljeno.

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.3 ODSTRANITEV KONSTRUKCIJSKIH ČRT
V tej fazi pridemo do spoznanja, da nam konstrukcijske linije niso več potrebne. V meniju Pick izberemo ukaz Component (kliknemo na kvadratek). Označimo naš napis tako, da je osvetljen in v oknu ugasnemo kljukico ob polju Surfaces. Nato v meniju Delete izberemo Del Active ter potrdimo našo zahtevo. Če se želimo prepričati, da se ni zbrisalo kaj neželjenega, zopet izberemo ukaz Quick Render (Slika 4).

                        

                                                                                                                                                Slika 3

                        

                                                                                                                                                    Slika 4

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.4 DOLOČITEV CENTRALNE TOČKE
V pogledu Front označimo naš napis, v meniju Xformizberemo Local ter Set Pivot in s srednjim miškinim gumbom postavimo centralno (Pivot) točko tako, da leži na x osi in hkrati na sredini napisa.

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.5 PREMIKANJE IN ROTACIJA NAPISA
V meniju Anim izberemo View Frame in se postavimo v zadnji Keyframe (okvir), npr. 60, označimo napis in v Animation meniju izberemo Set Keyframe ter tako nastavimo zadnji Keyframe na neko vrednost, npr. 60. Ponovno izberemo View Frame in vpišemo 1 ter se tako pomaknemo v prvi Keyframe. Iz menija Xform izberemo Move in določimo vrednosti za katere se želimo premakniti (v vseh treh smereh koordinatnega sistema). Opisano ponovimo tudi za rotacijo: iz menija Xform izberemo Rotate in vpišemo vrednosti. Ponovno izberemo Set Keyframe in tudi tega nastavimo na neko vrednost, npr. 1. V primeru, da hočemo, da naš napis opravlja gibanje v sklenjeni zanki, napravimo še en Keyframe in v njem predpišemo koordinate pomika (eventuelno tudi rotacije) tako, da pridemo v začetno točko.
 

                        

                                                                                                                                                        Slika 5

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.6 OGLED ANIMACIJE
V časovnem drsniku (Time Slider) kliknemo na gumb Start/End tako, da preide v Min/Max in dobimo območje, ki smo ga nastavili v prejšnji točki (od 1 do npr. 60). Na drsniku kliknemo na gumb Playin si ogledamo animacijo za sedaj še žičnega modela.
 

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.7 TEKSTURE NA NAPISU
Postavimo se na zadnji Keyframein iz menija Windows izberemo Multilister ter opcijo Shaders.... V Shader lister oknu izberemo Edit ter New Shader. Označimo celoten napis in izberemo Shading ter Assign shader. Z dvoklikom na novo ikono teksture odpremo urejevalnik teksture (Shader editor). V njem določimo ustrezne parametre (izberemo barvo, določimo vrednosti difuznosti, sijaja, odsevnosti,...).

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.8 TEKSTURE OKOLJA
Da je animacija bolj privlačna za oko, se odločimo za teksture, ki ponazarjajo okolje. V urejevalniku teksture kliknemo na teksturo okolja (Environment Shader). Urejevalnik teksture postane urejevalnik okolja. V sekciji ozadje (Background) kliknemo na gumb Map.... Odpre se okno z barvami okolja. V področju okolje (Environment) kliknemo na nebo (Sky) in v urejevalniku teksture, ki postane urejevalnik teksture neba, se pojavi tekstura neba. Nastavimo še nekaj potrebnih parametrov (Total_bright v področju Sky Environment Parameters, Elevation v področju Sun Parameters) in z nebom smo končali. Celotno proceduro ponovimo tudi za tla in oblake: v področju Floor Parameters kliknemo na gumb Map... obFloor texture. V oknu Map se postavimo v področje Solid znotraj Texture Procedures in kliknemo na Leather. V Shader lister oknu se pojavi tekstura Leather in določa tla. V urejevalniku tekstur (Shader Editor) kliknemo na SkyTexture#2 tako, da se urejevalnik spremeni. V področju Cloud Parameters kliknemo na gumb Map... poleg Cloud texture. V oknu se postavimo v področje Surface in kliknemo na Fractal. V urejevalniku tekstur (Shader Editor) se pojavi tekstura Fractal. Ponovno kliknemo na Fractal#2 in v področju Cloud Parameters nastavimo vrednost zgoščenosti. V urejevalniku tekstur kliknemo na ikono z malo belo škatlo v spodnjem desnem delu teksture neba in v našem modelirnem oknu se v ozadju pojavi zelena mreža in diagonalna puščica, ki ponazarjata okolje. Nato kliknemo ikono okolja tako, da postane aktivna. Iz Xform menija izberemo Move in vnesemo potrebne vrednosti pomika, ki so enake kot v točki 3.5. Tla se sedaj v 3D pogledu nahajajo pod našim napisom. Nato kliknemo ikono z belo škatlo v spodnjem desnem kotu teksture neba tako, da postane nevidna. Iz Rendermenija izberemo Quick Render (kliknemo na kvadratek) in odpre se globalno okno (Global Quick Rendering window). V njem nastavimo nekatere parametre in kliknemo gumb Go. V 3D pogledu se za napisom, opremljenim s teksturo, pojavi tekstura okolja.
 

                                                                                    

                                                                                                                                                    Slika 6

                                                                                                           

                                                                                                                                                            Slika 7

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.9 ANIMIRANJE TEKSTUR OKOLJA
Pomaknemo se v prvi okvir, v urejevalniku tekstur odpremo Fractal texture editor, iz menija Animation izberemo Param Control... in v pravkar odprtem oknu vklopimo vse atribute. V Animation meniju kliknemo funkcijo Set Keyframe (kliknemo na kvadratek), v Set Keyframe Options oknu nastavimo parametre in kliknemo gumb Go. Nato se postavimo v zadnji okvir, v Fractal editorju nastavimo parametre in iz Animation menija izberemo Set keyframe. V Parameter Control oknu izklopimo atribute in zapremo vsa odprta okna.

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.10 GENERIRANJE FILMA IN KONČNA ANIMACIJA
Pred nami je še zadnji korak: na nas model je treba prilepiti teksture in generirati film. Iz menija Render izberemo ukaz Globals... in v oknu določimo vse potrebno. Izberemo še globalni nivo kvalitete (Global Quality Level) in določimo željeno velikost filma. Nato iz Render menija izberemo Render in vtipkamo ime npr. xy_test ter kliknemo gumb Save SDL. Počakamo še nekaj trenutkov in si ogledamo naš izdelek.

Želim nazaj na kazalo vsebine

3.11 OGLED ANIMACIJE
Postavimo se v meni Animation in izberemo Flipbook, izberemo prvi okvir (npr. xy_test.001) in animacija se sproži. Če se nam zazdi, da je animiranje prehitro, iz Options menija izberemo Frame Rate in vpišemo nižjo številko.
 

                                                                            

                                                                                                                                                Slika 8

Želim nazaj na kazalo vsebine

4.0 ZAKLJUČEK
Pri reševanju te naloge sem se prvič seznanil s programom Alias Wavefront 8.5, zato sem si pred samim začetkom dela najprej ogledal priporočeno literaturo in poskušal od tega kar največ odnesti. Seveda sem takoj ob začetku z delom naletel na kar nekaj bolj ali manj začetniških težav, ki pa sem jih tudi uspešno prebrodil. Opozorim pa naj le se na dejstvo, da bi se dalo nekaj stvari, se posebej v prvem koraku - modeliranju, rešiti na hitrejši in tudi bolj eleganten način. Ob reševanju zadane naloge sem osvojil nekaj osnovnih funkcij in zmožnosti programa Alias Wavefront 8.5, od modeliranja, določanja površin, izbire in lepljenja tekstur do generiranja filma in animacije. Program omogoča tudi še veliko drugih možnosti, ki bi jih lahko realiziral npr., da vsaka črka opravlja svoje gibanje, da črka "razpade" na površine, ki jo sestavljajo, vsaka od površin opravlja svoje gibanje in se na koncu spet združijo v celoto tj. črko,... Za vse te možnosti pa se nisem odločil zaradi komplikacij, ki bi sledile, vizuelnega izgleda takega modela pa tudi mislim, da bi po zahtevnosti presegel nivo vaj pri predmetu Postopki konstruiranja.

Želim nazaj na kazalo vsebine

5.0 LITERATURA
- knjiga Learning Alias.

Želim nazaj na kazalo vsebine

Želim nazaj na vrh