Learning by doing ...

Wenn ich mir eine Software beibringen möchte, dann schaue ich mir zuerst eine Menge Tutorials an um mir einen Überblick zu verschaffen, was die Software kann. Danach nehme ich mir ein kleines Projekt vor um die Theorie in die Praxis umzusetzen, wobei man dabei erst wirklich versteht was man sich vorher angesehen hat. Zu genau diesem Zweck fuhr ich in den nächsten Toys´R´Us um mir dort einen ferngesteuerten Hubschrauber von Revell zu kaufen, den ich anschließend zerlegte um es in MODO komplett nachzubauen und zu animieren. Hier möchte ich ein wenig von den Erfahrungen berichten und einige Ergebnisse zeigen.

Dieser Hubschrauber ist in vieler Hinsicht ein perfektes Übungsmodell:

  • viele mechanische Teile, auch komplizierte
  • Freiformen (die Schale)
  • viele bewegliche Teile zum animieren und riggen
  • Teile die zur Texturierung eine UV-Abwicklung benötigen ( Schale )
  • kleines Modell, kann man also schnell wegräumen :)

Eigentlich würde ich hierfür ein CAD-Programm wie SolidWorks, CoCreate oder Inventor nutzen, denn für technische Geräte sind Volumenmodelle unschlagbar. Auch der Import, sprich die Konvertierung von Volumenmodellen in Polygone, funktioniert dank dem CAD-Loader (ein separat erhältliches Plug-In für MODO ) heutzutage super und erzeugt saubere Meshes, aber so lerne ich nicht den Workflow von MODO kennen und das ist Sinn und Zweck dieser Übung.

Subdivision-Modellierung (SubD)

Ein Nachteil von Polygon-, und Volumen-Modellierung ist, das hier harte Kanten entstehen, die im Rendering unnatürlich und unschön auffallen. In der Realität sind sie selten 100% scharf, denn oft ist produktionsbedingt eine Abrundung vorhanden auch wenn sie gering ist. Diese Rundungen oder auch Fasen erzeugen Lichtreflektionen, die das Modell wesentlich realistischer und schöner aussehen lassen. Bei SubD-Modellierung ist es genau umgekehrt, denn hier muss man harte Kanten extra mit Stütz-Loops ergänzen um die Kanten härter zu modellieren. Eine besondere Stärke von MODO ist das SubD-Modellieren.

Bild 1.1 zeigt einen Würfel als Standard-Polygon und hat 100% scharfe Kanten. Wandelt man diesen Würfel in ein Subdivision-Modell um, wird daraus eine Kugel (Bild 1.2). Damit wieder ein Würfel entsteht, müssen sogenannte Edge-Loops eingefügt werden (Bild 1.3, die Edge-Loops erkennt man an der orangen Selektion). So entsteht ein Würfel mit abgerundeten Kanten (Bild 1.4). Es gibt auch verschiedene Lösungen, wie man ein abgerundeten Würfel ohne SubD hinbekommt. Zum Beispiel gibt es auch das Pixar-SubD, wo man die Gewichtung der Edge-Spannung einstellen kann oder man rundet die Kanten mit dem 'Bevel-Tool' ab (Bild 1.5).

 

Herausforderungen

Die meisten Bauteile in diesem Modell-Hubschrauber sind relativ einfach zu modellieren. Hierzu reicht meist eine Schieblehre oder ähnliches Messwerkzeug um die Maße abzugreifen. Interessanter sieht es bei Freiformen wie die Schale aus, denn wie will man solche Freiformen messen? Gar nicht, weil man solche Teile meistens mit sogenannten Backdrops erstellt. Diese Backdrops sind Fotos des Objektes aus verschiedenen Ansichten ( seitlich, Front-, Rück- und Draufsicht ) die maßstäblich zueinander passen müssen. Fertig eingerichtet zeichnet man dann einzelne Polygone direkt in den Raum und orientiert sich dabei an den optischen Informationen, die man von den Backdrops enthält. Die Kunst bei dieser Art von Modellierung ist ein gleichmäßiges Netz ( mesh ) zu erzeugen und das erfordert etwas Zeit und Übung. Diese Anordnung oder Aufteilung der Polygone nennt man Topologie und Ordnung ist wichtig für die spätere UV-Abwicklung oder auch die fehlerfreie Umwandlung in ein SubD-Mesh.

UV-Abwicklung

Jeder hat schon einmal ein Schokoladen-Osterhasen ausgepackt. Vergleicht man diese Dickmacher mit einem 3D-Mesh, dann wäre das bunte Aluminium-Papier ( glattgezogen ) sozusagen eine UV-Abwicklung. Wenn man auf ein 3D-Objekt 'malen' möchte, muss man so eine Abwicklung erzeugen. Bei einfachen, primitiven Objekten ist das nicht immer notwendig, da es Projektionsarten wie zylindrisch, kugelförmig oder planar gibt. Aber bei komplexen Freiformen wie die Schale des Helikopters ist es zwingend Notwenig. Wie man solche UV-Abwicklungen erstellt, möchte ich aber hier nicht genauer erläutern, da es schon recht kompliziert ist.

Hat man eine fertige UV-Abwicklung erstellt, kann man diese in ein 2D-Programm wie Adobe Photoshop einlesen und bemalen oder man pinselt direkt auf das 3D-Modell mittels einem 3D-Painter wie z.B. Mari, Substance-Designer oder den integrierten Painter von MODO. Ich habe mich für die erste Variante entschieden und das Ergebnis ist auf dem 3D-Modell im unteren Bild zu sehen.

Materialien

Die Materialien die ich verwendet habe, sind meistens aus den mitgelieferten presets von Modo. Das Programm bringt schon von Hause eine Vielzahl von Materialien, Meshes, Pinsel oder Umgebungen mit, so das man nur wenig selbst erstellen muß. Trotzdem empfiehlt es sich mit dem Thema Materialien auseinanderzusetzten um zu verstehen wie der Shadertree funktioniert. Anders als bei den meisten Programmen, hat MODO keinen typischen Materialeditor, sondern hier wird ein Material mit dem Shadertree erstellt. Das ist anfangs sehr verwirrend, aber wenn man das Prinzip verstanden hat, will man es nicht mehr missen. An dieser Stelle möchte ich die Tutorials von Richard Yot empfehlen, der sehr ausführlich erklärt wie man Materialien analysiert und anschließend im Shadertree erstellt. 

Animation

Nachdem alle Teile modelliert und zusammengesetzt wurden, setzte ich mich daran den Helikopter zu 'riggen', um eine kleine Animation zu erstellen. Fertig geriggt kann ich mit einfachen Schieberegler z.B. den Winkel des oberen Rotorblattes, oder die Rotation steuern. Das 'Rigging' selbst möchte ich hier auch nicht weiter erklären, da dieses Thema zu umfangreich ist aber in einem keinen Clip möchte ich zeigen, wie das Ergebnis funktioniert.

Alles in allem hat sich diese Übung voll und ganz gelohnt, denn jetzt habe ich MODO verstanden und zukünftige Projekte, sei es privat oder beruflich, sind zumindest was die Handhabung der Software angeht, kein Problem mehr. Es wird immer neue Hürden geben, aber diese zu überwinden ist gerade das Reizvolle an dieser Art der Grafik.