MAYA 3D MODELING LAB

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1 MAYA 3D MODELING LAB

2 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE

3 La modellazione 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE Esistono due grandi famiglie di modellazione 3D: modellazione organica esseri umani o creature, animali o umanoidi soggetti "naturali" come rocce, piante, alberi e per il territorio in generale oggetti di industrial design, che abbiano forme morbide e arrotondate modellazione geometrica meno recente per realizzare qualsiasi cosa che abbia una natura artificiale oggetti tecnici o meccanici turalmente uno stesso oggetto può contenere sia modellazione organica che geometrica, o essere formato da un insieme di parti contenenti sia modelli organici che geometrici.

4 Tecniche di modellazione 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE Si possono dividere in tre categorie principali: modellazione manuale modellazione procedurale automatica e semi-automatica da dati provenienti da modelli reali scansione tridimensionale Che a loro volta possono venire suddivise in tre distinti generi di modellazione: modellazione solida oggetto risultante considerato come formato da un volume pieno modellazione volumetrica determina delle entità generanti una superficie implicita modellazione di superfici l'oggetto è determinato dalle sue superfici esterne.

5 Tipologie di modellazione manuale 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE Esistono diversi metodi per ottenere una mesh: costruzioni di base (solidi e superfici) modellazione spline (superfici) costruzioni avanzate (solidi e superfici) modellazione poligonale modellazione solida metaball superfici NURBS

6 Costruzioni di base 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE da primitive di base Iniziare a modellare un oggetto poligonale a partire da una primitiva poligonale di base e modificarla spostando, ruotando, scalando i suoi componenti, fino a ottenere la forma voluta. costruzione per estrusione Realizza forme estruse partendo da un disegno 2d di base o da un poligono piano, e assegnandogli una certa altezza e una direzione di estrusione. costruzione per rivoluzione Come una estrusione attorno a un asse, si parte da un profilo o da un poligono di base, e invece della profondità viene assegnato un angolo di rivoluzione.

7 Modellazione spline 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE modellazione spline Adatta per realizzare modelli organici utilizza la tecnica del patching e le curve spline un modello realizzato mediante questo sistema è formato da una gabbia di curve spline, intersecanti e collegate tra loro. Gli spazi compresi tra tre o quattro curve spline unite nei loro punti di controllo, vengono poi riempiti da patch.

8 Costruzioni avanzate 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE estrusione sweep Estrusione lungo un percorso. Viene sempre usato un profilo o un poligono di base a cui viene associato un percorso che può essere una curva o delle linee spezzate. costruzione per loft La forma dell'oggetto è data da una serie di profili disposti in una certa sequenza, i profili possono essere considerati come le sezioni dell'oggetto. rivoluzione su binario Ibrido tra una rivoluzione e una sweep, si parte sempre da un profilo e da un asse di rivoluzione, ma vi si aggiunge anche un percorso di base (binario), che il profilo dovrà seguire durante la rivoluzione.

9 Modellazione poligonale 1/3 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE Opera su superfici organizzate in maglie più o meno dettagliate di facce poligonali. Le superfici possono solo approssimare l'oggetto finale se siamo in presenza di un basso livello di poligoni (Low Poly). In altri casi un modello poligonale può essere formato anche da un numero molto elevato di facce (Hi Poly).. per spostamento di elementi 3 elementi essenziali: facce, lati e vertici lo spostamento arbitrario (trascinamento, rotazione, ridimensionamento etc.), nello spazio di un singolo elemento o di gruppi di essi, determina una modifica della mesh di partenza. da primitive di base uno dei sistemi più semplici e diretti partire da una primitiva poligonale di base, e iniziare a modificarla spostando, ruotando, scalando i suoi componenti consente di ottenere modelli poco complessi, vincolati alla complessità della primitiva di partenza.

10 Modellazione poligonale 2/3 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE metodo della mesh piana creare singolarmente ogni poligono dell'oggetto creare una griglia di poligoni posizionati in piano e aventi la struttura il profilo e la conformazione generale dell'oggetto finale. si passa a determinarne la tridimensionalità: o spostando i punti della griglia lungo la profondità del modello, o attraverso dei sistemi di estrusione. metodo a tela di ragno variante della precedente tecnica. si parte da una sua zona (centrale), e si iniziano a creare e modellare i singoli poligoni dall'interno e procedendo man mano verso le zone esterne del modello. sistema complesso e dispendioso in termini di tempo utilizzato soprattutto per il suo alto grado di precisione.

11 Modellazione poligonale 3/3 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE per rifinitura progressiva si definisce la forma in una maniera molto schematica, approssimando la morfologia e tenendo basso il numero iniziale di poligoni. quando si è soddisfatti dell'aspetto grezzo del modello si può iniziare a definire maggiormente la forma. importante che a ogni passaggio di rifinitura si passi a definire prima i volumi maggiori del modello, per andare poi a definire le zone sempre più piccole, < è il n di poligoni nel modello > la possibilità di modificarne la morfologia generale ogni passaggio è irreversibile, tanto più si definiscono i particolari dell'oggetto, tanto meno si potrà modificare (o correggere) il suo aspetto generale.

12 Modellazione solida 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE modellazione solida tipo di modellazione geometrica utilizzata soprattutto in ambito tecnico e CAD. La modellazione solida utilizza i seguenti strumenti di base: Primitive di base Costruzioni per estrusione e rivoluzione, semplici e avanzate operazioni booleane - esclusiva della modellazione solida. Consente di ottenere delle forme complesse partendo dalle primitive solide, componendole tra loro attraverso tre operazioni: Unione, Sottrazione e Intersezione. Smussi e raccordi - sono funzioni automatiche che intervengono lungo i bordi dei solidi, consentendo di raccordarli mediante un certo raggio, o smussarli di un determinato angolo

13 Metaball (o "blob") 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE Tipo di primitive utilizzate per realizzare modelli organici, di design o simulazioni di liquidi. sono entità di tipo volumetrico: hanno un nucleo centrale che viene visualizzato come superficie implicita e un campo di forza o di "influenza" esterno. due metaball accostate reagiscono attraverso il campo di forza esterno che le attrae/respinge. è possibile convertirlo in una mesh poligonale vera e propria usando parametri come la densità finale della mesh. metaball sferiche svantaggio dell'alto numero di entità da posizionare, soprattutto in presenza di forme allungate. metaball con altra geometria possono assumere la forma di altri tipi di primitiva vantaggio di approssimare la forma finale con meno entità. metamuscoli metaball deformabili su percorsi spline specializzate nel definire forme anatomiche. modificando i punti di controllo delle spline e i parametri delle metaball si ottengono delle forme allungate approssimanti un muscolo l'interazione di vari metamuscoli genera la forma finale.

14 Superfici Nurbs 1. INTRODUZIONE ALLA MODELLAZIONE La tecnologia NURBS viene utilizzata in grafica 3D per rappresentare superfici organiche e oggetti di design che richiedano superfici complesse e precise come le automobili. sono superfici matematiche perfettamente smussate. sono facilmente modificabili e controllabili attraverso pochi punti di controllo (CV). può essere generata dalle stesse curve NURBS, con operazioni di estrusione, rivoluzione, lofting, patching etc, oppure da primitive di tipo NURBS. in genere si passa a editare i punti della superficie, o i vertici CV. dove è necessario si possono aggiungere o rimuovere curve. si possono aggiungere e rimuovere i vertici di controllo nelle curve.

15 2. Polygons

16 Polygon submenu 2. POLYGONS Attivando il sottomenù Polygons verranno aggiunte sei voci nel menù di maya: Mesh Edit Mesh Proxy Normals Color Create Uvs Edit UVs

17 Mesh menu 1 2. POLYGONS Combine unisce due poligonali in una unica mesh è necessario un Merge dei vertici sovrapposti delle due poligonali per 'fonderle' in maniera definitiva Separate separa le shells di una mesh si applica solo a mesh che hanno più di una shell Extract crea una nuova mesh dalle facce selezionate di una mesh se selezioniamo tutte le facce di una shell è come applicare il comando Separate se Edit mesh/keep Faces Together=ON facce estratte continue se Edit mesh/keep Faces Together=OFF facce estratte non continue Booleans applicano le operazioni booleane di unione, differenza, intersezione tra due mesh selezionate l'uso delle booleane è altamente sconsigliato perchè instabile

18 Mesh menù 2 2. POLYGONS Smooth leviga la mesh poligonale selezionata aggiungendo divisioni alle facce della mesh Settings / Add Divisions: esistono due metodi di smooth che offrono differenti controlli per la topologia risultante: Exponential possibilità di avere i bordi morbidi o duri Linear opzioni per controllare meglio il numero di facce finali È possibile passare tra i due metodi dopo aver applicato smooth modificando l'attributo Method del nodo polysmoothface Average Vertices leviga la mesh poligonale spostando le posizioni dei vertici senza aumentare il numero di facce della mesh Booleans applicano le operazioni booleane di unione, differenza, intersezione tra due mesh selezionate l'uso delle booleane è altamente sconsigliato perchè instabile

19 Mesh menù 3 2. POLYGONS Reduce riduce il numero di face di una regione selezionata di una mesh poligonale, tenendo conto di UVs e colori al vertice nella scelta delle aree da ridurre. è utile quando è necessario ridurre il numero di poligoni in una particolare regione di una mesh poligonale. la riduzione poligonale è controllata dal nodo polyreduce. consente di sperimentare con la quantità di riduzione di fusione e può essere rimosso del tutto nel caso si desideri restituire alla mesh il suo originale stato. è possibile conservare le posizioni originali dei vertici per ridurre al minimo la variazione complessiva che avviene sulla mesh come risultato della riduzione. è eventualmente possibile 'dipingere' la quantità di riduzione del poligono con il Mesh/Paint Reduce Weights Tool Cleanup... consente di rimuovere la geometria indesiderata da una mesh poligonale (facce con Area=0 e Edge di lunghezza=0). è possibile tassellare facce valide in Maya, ma non in una console di gioco, come le facce concave, o le facce con fori. quando si impostano le opzioni di Cleanup per operazioni multiple di pulizia su un mesh in modo a cascata, si genera geometria Non-Manifold. Eseguire la funzione Cleanup più volte e attivare l'opzione Non Manifold Geometry nella sezione Remove Geometry solo nell'ultima iterazione.

20 Mesh menù 4 Triangulate 1. POLYGONS la conversione di facce poligonali in triangoli è un modo rapido per garantire che le facce non-planari siano renderizzate correttamente Quadrangulate la conversione di facce poligonali in quads è un buon modo per ripulire poligoni o ridurre il numero di facce Angle threshold Keep face group borders Mantiene gli hard edges. OFF, spigoli duri possono essere eliminati tra due triangoli. Keep texture borders Mantiene i bordi dell'insieme di facce selezionate OFF, i confini del set viso possono essere modificati. Keep hard edges usare il cursore o digitare un valore per impostare il limite (angolo tra le normali alla faccia di triangoli adiacenti) oltre il quale si fondono due triangoli o meno. se Angle Threshold=0 si uniscono solo triangoli co-planari se Angle Threshold=180 max tutte le possibili coppie di triangoli adiacenti vengono convertiti Mantiene i bordi di texture maps. OFF, i confini di texture maps possono essere modificati. World space coordinates ON, Threshold Angle specifica l'angolo tra le normali di triangoli adiacenti nello spazio mondo. OFF Threshold Angle è l'angolo tra le normali di triangoli adiacenti nello spazio locale.

21 Mesh menù 5 Fill Hole 2. POLYGONS consente di riempire una regione di una mesh poligonale dove non esistono poligoni a condizione che la regione sia delimitata da tre o più edge, creando un poligono con tre o più lati per riempire la regione selezionata.. Make Hole Tool crea un buco in una faccia selezionata Create Polygon Tool consente di creare singoli poligoni inserendo i vertici nella vista scena Divisions specifica il numero di divisioni distribuite lungo i bordi del poligono in fase di creazione. Il valore predefinito è 1. Vertici aggiuntivi vengono creati lungo i bordi. È possibile modificare questi vertici nelle operazioni successive. Sculpt Geometry Tool utilizzare questo strumento per scolpire NURBS, polygons e superfici di suddivisione. Mirror Cut crea un piano di simmetria che riflette l'oggetto selezionato. Le modifiche apportate all'oggetto originale vengono aggiornate sull'oggetto specchiato. Questo può rendere molto più semplice la modellazione simmetrica di alcuni tipi di oggetti. Mirror Geometry crea un duplicato della selezione specchiando lungo un asse.

22 Edit Mesh menù 1 2. POLYGONS Extrude tira nuovi poligoni fuori da facce, bordi o vertici esistenti, con opzioni per trasformare e rimodellare i nuovi poligoni mentre vengono tirati fuori dagli originali selezionati. Bridge costruisce una mesh poligonale tra coppie selezionate di border edges su una mesh poligonale esistente. La mesh poligonale risultante viene combinata con l'originale i bordi vengono uniti. Append to Polygon Tool consente di aggiungere poligoni a una mesh esistente utilizzando un lato del poligono come punto di partenza. Cut Faces tool taglia tutte le facce lungo una linea è possibile tagliare, cancellare o estrarre le facce. Split Polygon Tool divide una o più facce di una mesh poligonale in più facce dopo aver specificato la posizione della divisione sulla mesh. per accedere al comando ctrl + right click sulla mesh Insert Edge Loop Tool consente di inserire uno o più loop edge su una mesh poligonale. un Edge Loop è un tracciato di edges in sequenza connesse dai rispettivi vertici condivisi. utile quando si desidera aggiungere dettagli in una vasta area di una mesh poligonale o quando si desidera inserire edges in un percorso definito dall'utente.

23 Edit Mesh menù 2 2. POLYGONS Offset Edge Loop Tool consente di inserire due loop edge su entrambi i lati di ogni edge selezionata. Le linee edge parallele formate da un loop edge attraversare la estensione della selezione edge. utile quando si desidera aggiungere dettagli localizzati a una mesh su entrambi i lati di un singolo edge o edge loop. Add Divisions Divide componenti selezionati (edges o faces) in componenti più piccoli. è utile quando è necessario aggiungere dettagli ad una mesh poligonale esistente sia in maniera globale che localizzata. le facce poligonali possono essere suddivise in facce a tre lati (triangoli) o a quattro lati (quadrangoli). le edges possono essere suddivise in modo che il numero di lati di un faccia aumenti. Slide Edge Tool consente di riposizionare una selezione di edges o edge loops interi. utilizzare il pulsante centrale del mouse per far scorrere i bordi selezionati. i vertici associati con i bordi selezionati si spostano lungo i bordi perpendicolari condivisi. in alternativa, è possibile premere il tasto Maiusc per spostare i bordi / edge loop lungo ogni normale al vertice.

24 Edit Mesh menù 3 2. POLYGONS Transform Component consente trasformare (muovi, ruota e scala) i componenti di una mesh (vertex, edge, face, Uvs) in rapporto alla normale e crea un nodo di Hystory customizzabile. Poke Face divide la faccia selezionata così da poter spingere in dentro o tirare fuori il suo centro. ES: una faccia quadrilatera verrà divisa in quattro facce triangolari con un vertice in comune. Un manipolatore permette di modificare la posizione di questo vertice. Wedge Face Tool crea un arco di nuovi poligoni da facce esistenti Duplicate Face crea una nuova copia separata di tutte le facce selezionate. le facce duplicate diventano parte della mesh originale che rimane inalterata Connect Components Connette con nuove edge vertici e/o edge selezionate vertex sono collegati direttamente creando edge tra essi edges sono connessi creando edge tra i midpoint

25 Edit Mesh menù 4 2. POLYGONS Transform Component consente trasformare (muovi, ruota e scala) i componenti di una mesh (vertex, edge, face, Uvs) in rapporto alla normale e crea un nodo di Hystory customizzabile. Poke Face separa ogni vertice selezionato che è condiviso da più facce in più vertici a seconda del numero di facce condivise dal vertice. Merge Fonde edge o vertex selezionati che si trovano entro una distanza di soglia specificato numericamente Chamfer Vertex sostituisce un vertice con una faccia piana Bevel crea poligoni smussati lungo le edge selezionate

26 3. IL PRIMO FILE MAYA

27 Obiettivi 3. IL PRIMO FILE MAYA Realizzare un tempio Nuova scena Gestione menù Creazione primitive Posizione/rotazione/scala Tipi di camera Navigazione Duplicare I gruppi Componenti

28 Creare una nuova scena Dal menù principale selezionare File/New Scene tasti necessari per navigare: ALT + LMB ruota visuale ALT + MMB sposta visuale ALT + RMB zoom nella visuale CTRL+ALT+LMB zoom Area zoom-in > Da sopra a sotto zoom-out > Da sotto a sopra 3. IL PRIMO FILE MAYA

29 Set the menu select the Polygons menus in the drop down menu the second part of the menu will change with the polygonal operations You can access the most common tools in the polygonal modeling through the use of Shelves 3. IL PRIMO FILE MAYA

30 The Primitives 3. IL PRIMO FILE MAYA predefined objects solids or surfaces that can be used directly: plane cube / parallelepiped sphere cylinder cone / pyramid torus

31 Create an octagonal cylinder 3. IL PRIMO FILE MAYA From the main menu select: Create/Polygon/Primitives/Cylinder We assign the desired values and click create to generate the cylinder. In the Channel Box will appear the properties of the cylinder xyz translation xyz rotation xyz scale visibility

32 Layout shortcuts We change the visualization in 4 views Top Front Side Perspective by clicking the icon shown 3. IL PRIMO FILE MAYA

33 Toolbox: Transformation Tool We need to move the cylinder so that it rests on the grid. In the top half of the Toolbox, we find the main controls for the transformation of an object: Move Rotate Scale 3. IL PRIMO FILE MAYA

34 Move the cylinder 3. IL PRIMO FILE MAYA select the cylinder Click on the wireframe (scheleton of the mesh) Rectangular selection that intersects the mesh select the Move command In the front view, select the green arrow (Y axis) and dragging the mouse, place the cylinder with the base on the XZ plane.

35 Channel Box 3. IL PRIMO FILE MAYA Rename the cylinder basecylinder in the Channel Box: main parameters of the object history of the object display / render / animation layer

36 Duplicate special Duplicate the created cylinder: open the options panel of duplicate special Edit/Duplicate Special we set these values Traslation 010 Rotation 000 Scale 0,9 1 0,9 click Apply 3. IL PRIMO FILE MAYA

37 Save as 3. IL PRIMO FILE MAYA Save the scene: File/Save as create a new folder save it with a meaningful name extension. Mb

38 The first column We use the primitives and the transformation operations to realize a sketched column and put it on the made base. Next we will create a group and we will duplicate it for the other columns. 3. IL PRIMO FILE MAYA

39 The Shading and the quality We can change the view of the scene with the numeric keys: Quality low average high key 1 key 2 key 3 Shading wireframe shaded texture lights key key key key IL PRIMO FILE MAYA

40 The pivot of an object Pivot Point in space in which the transformations are applied. You can move the pivot holding down the D key You can snap with: X key --> snap to grid C key --> snap to curve V key --> snap to vertex 3. IL PRIMO FILE MAYA

41 Create the group column 3. IL PRIMO FILE MAYA select all objects by holding down the shift key creation of the group: Edit/Group or CTRL+G rename in column1 Outliner panel which displays all the objects in the scene, including lights and cameras a group is represented as a folder containing all the objects

42 Hypergraph: nodes 3. IL PRIMO FILE MAYA using the Hypergraph panel we display the objects as nodes. each node has its transformation parameters. moving the root node of a group move coherently the objects contained.

43 Selection modes and filters Hierarchy group selection mode Object object selection mode Component component selection mode Filters (Masks) reduce the typologies of selectable objects 3. IL PRIMO FILE MAYA

44 We create the colonnade select the group column1 Hierarchy Left Click duplicate the group Edit/Duplicate o CTRL + D we put the columns in place Move tool 4 sided views create a group with the two groups column CTRL + G duplicate with Duplicate Special to create other columns rotation number of copies 3 save the scene CTRL + S 3. IL PRIMO FILE MAYA

45 The architrave create a NURBS torus Create / Nurbs Primitive / Torus Set the parameters just place it on the columns Move tool 4 sided views modify the components of the primitive Component mode we select the higher CV Move tool 3. IL PRIMO FILE MAYA

46 The roof 3. IL PRIMO FILE MAYA create a nurbs sphere Create / Nurbs Primitive / Sphere End Sweep 180 Rotation X -90 we place on the architrave Move tool 4 sided views we scale along the Y

47 Assign a material select objects assign a new Blinn material right click> Assign new material> Blinn change color in the Attribute Editor save the scene 3. IL PRIMO FILE MAYA

48 Compiti Modellare un tavolo e quattro sedie con le tecniche apprese