3D-Modellierung mit Blender. Ein Lernbericht

Im Rahmen des Makerspace MeetUp der SLUB Dresden gehaltener Vortrag zu einem Blender-Projekt.

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1. 3D-Modellierung mit Blender Ein Lernbericht Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 1
2. Motivation 4 Bau eines Schiffsmodells 4 Hoher Grad an Detailtreue 4 Prototyping ohne Zeit- und Materialverlust Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 2
3. Historisches Foto des Dampfers Chaperon (1904 - 1917) Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 3
4. 3D-Modellierung mit Blender Warum Blender? 4 Open-Source-Programm, Cross-Plattform 4 Ausgesprochen mächtiges Werkzeug: Modeling, Texturing, 3D-Spiele, Videoschnitt 4 Skriptsprache Python; große, aktive Community, viele Add-Ons 4 Umfangreiches Lehrmaterial: 4 Video-Tutorials auf Video2Brain, Youtube 4 Blender Stackexchange und diverse Blender-Foren, z.B. blend.polis 4 Zahlreiche Bücher, z.B. in der SLUB Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 4
5. 3D-Modellierung mit Blender Warum Blender eher nicht? 4 Im Gegensatz zu SketchUp o.ä. sehr steile Lernkurve für Anfänger 4 Für sichere, volle Beherrschung aller Funktionen ist jahrelanges Training nötig 4 Für komplexere Modellierungen relativ hohe Hardware-Anforderungen 4 … Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 5
6. Blender für Modellbauer 4 Perspektivische und orthographische Ansicht Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 6
7. Perspektivische Ansicht Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 7
8. Orthographische Ansicht Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 8
9. Blender für Modellbauer 4 Möglichkeit des Modellieren auf Blaupausen, Rissen, Bauplänen Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 9
10. Bauplan: Vorderansicht (orthographisch) Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 10
11. Bauplan: Seitenansicht von rechts (orthographisch) Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 11
12. Blender für Modellbauer 4 Möglichkeit des Texturierens und des fotorealistischen Renderns Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 12
13. Image-basierte und prozedurale Texturen mit Normal- und Occlusion-Maps Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 13
14. Blender für Modellbauer 4 Möglichkeit des Riggings und der Animation Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 14
15. Rendering als Animation Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 15
16. Blender für Modellbauer 4 Möglichkeit des Exports in andere Formate, u.a. STL-Dateien für den 3D-Druck Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 16
17. Einzelne Probleme und Lösungsansätze für den Schiffsmodellbau Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 17
18. Schiffsrumpf Problem: glatte konvexe/konkave Oberflächen 4 Anfänge mit Vertex-Modellierung auf Spantenriss und Edge Loop Bridging 4 Ergebnis: Wellige, unebene Flächen Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 18
19. Schiffsrumpf Lösung: Surface Skinning 4 Modellierung von Kurven und Verbindung der Kurven zu einer Oberfläche (siehe Blender Wiki) 4 Umwandlung der entstandenen Rumpf-Oberfläche in ein Mesh- Objekt 4 Es entsteht ein sehr glatter, ebener Schiffsrumpf Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 19
20. Symmetrie Problem: Symmetrische Topologie 4 Anfänge mit Vertex- bzw. Mesh-Spiegelung 4 Ergebnis: Originale und gespiegelte Topologien müssen einzeln weiter bearbeitet werden Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 20
21. Symmetrie Lösung: Mirror Modifier 4 Originale Topologie wird on the fly gespiegelt 4 Bearbeitung des Originals resultiert in unverzüglicher Änderung der gespiegelten Topologie Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 21
22. Zentralsymmetrie Problem: Kesselnieten, kreisförmig angeordnete Ornamente z.B. an Schornsteinen, Schaufelradspeichen 4 Anfänge mit Mesh-Duplizierung und Transformation 4 Ergebnis: Ungenaue Ausrichtung der transformierten Duplikate Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 22
23. Zentralsymmetrie Lösung: Array Modifier und Parenting auf Empties 4 Ein leeres Objekt (Empty) wird Parentobjekt des zentralsymmetrisch zu verteilenden Mesh-Objekts (z.B. Steuerrad-Speiche) 4 Speiche wird mit Array Modifier vervielfältigt; Object Offset ist das Parent-Objekt 4 Winkelangabe (360°/Anzahl der Speichen) unter Object Rotation resultiert in geometrisch exakter Verteilung und Ausrichtung der duplizierten Objekte Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 23
24. Normalenvektor Problem: Senkrechte Stützbalken auf kurvigen Flächen 4 Anfänge mit Kombination aus Array Modifier und Curve Modifier 4 Ergebnis: 4 Duplizierte Elemente sind nicht senkrecht zur Grundachse, sondern senkrecht zum jeweiligen Kurvenabschnitt 4 Elemente, die nicht den gleichen Abstand haben, sind nicht darstellbar Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 24
25. Normalenvektor Lösung: Basis-Mesh mit Vertex- Duplizierung 4 DupliVert-Punkte-Mesh 4 Curve Modifier bestimmt die Krümmung des Basis-Mesh 4 Stützbalken-Form ist eigenes Mesh-Objekt mit DupliVert-Basis-Mesh als Parent 4 Senkrechte Stützbalken verteilen sich gemäß Anzahl und Abstand der Punkte des Basis- Mesh parallel zueinander auf gekrümmtem Deck Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 25
26. Organische Objekte Problem: Objekte mit weichen, fließenden Rundungen 4 Anfänge mit Vertex-Modellierung und Bevelling (Kantenrundung) 4 Ergebnis: langwierige Bearbeitung und unbefriedigende Resultate Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 26
27. Organische Objekte Lösung: Subsurf Modifier 4 Objekte mit wenigen Vertices und harten Kanten werden automatisch in weichere, rundere Objekte umgerechnet Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 27
28. Danke für die Aufmerksamkeit! Mein Work-in-progress-Tumblr-Blog: www.jmiba.tumblr.com Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 28
29. Bildnachweis 1: Rendering des Schiffsmodells in Seitenansicht, eigenes Werk. 3: „Chaperon (Packet, 1904-1917)“ bereitgestellt von University of Wisconsin La Crosse, Rechte vorbehalten, Fair Use (Filter). 4, 5: „Ein dem Blender-Logo nachempfundener Icon“ von Blender Foundation, Quelle: Wikipedia. 6 - 11: Screenshots aus Blender, eigene Werke. 12, 13: Rendering Seitenansicht achtern, eigenes Werk. 14, 15: Rendering als Animation, eigenes Werk. 16: Rendering und STL-Version der Schiffsglocke, eigene Werke. 17: Rendering des Salons auf dem Boiler Deck, eigenes Werk. 19: „Multiple profiles along a ship’s axis“ von Fade, „Skinnig Tutorial“, Blender Wiki. 21, 23: Screenshots aus Blender, eigene Werke. 24: „Zur Veranschaulichung des Normalenvektors“ von Markus A. Hennig unter CC-BY-SA 3.0 auf Wikipedia. 25: Rendering des halbfertigen Salons, eigenes Werk. 27: Screenshot aus Blender, eigenes Werk. 28: Rendering des Steuerhauses, eigenes Werk. Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 29