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3D-Modellierung mit Blender. Ein Lernbericht

3D-Modellierung mit Blender. Ein Lernbericht

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

Jens Mittelbach

November 03, 2016
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Transcript

  1. 3D-Modellierung mit Blender
    Ein Lernbericht
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 1

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  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

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  3. Historisches Foto des Dampfers Chaperon (1904 - 1917)
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 3

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  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

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  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

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  6. Blender für Modellbauer
    4 Perspektivische und orthographische Ansicht
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 6

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  7. Perspektivische Ansicht
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 7

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  8. Orthographische Ansicht
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 8

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  9. Blender für Modellbauer
    4 Möglichkeit des Modellieren auf Blaupausen, Rissen, Bauplänen
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 9

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  10. Bauplan: Vorderansicht (orthographisch)
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 10

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  11. Bauplan: Seitenansicht von rechts (orthographisch)
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 11

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  12. Blender für Modellbauer
    4 Möglichkeit des Texturierens
    und des fotorealistischen
    Renderns
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 12

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  13. Image-basierte und prozedurale Texturen mit Normal-
    und Occlusion-Maps
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 13

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  14. Blender für Modellbauer
    4 Möglichkeit des Riggings und
    der Animation
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 14

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  15. Rendering als Animation
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 15

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  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

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  17. Einzelne Probleme und
    Lösungsansätze für den
    Schiffsmodellbau
    Dr. Jens Mittelbach, SLUB Dresden | CC BY 4.0 17

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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