Не геймдевом единым. Ювелироное моделирование

Вы будете удивлены, но моделить можно не только персонажей, окружение и прочую графику для игр и кино. Далеко не последнее место в списке CG профессий занимает 3D-моделирование ювелирных изделий. На таких ресурсах как CGTrader регулярно появляются заказы на изготовление украшений. Это дело тонкое и интересное. Андрей Погарский хорошо в нем разбирается и расскажет что к чему.

Когда я учился на пятом курсе инженерно-педагогической академии мне предложили работать в ювелирной компании. Мне нужно было за неделю выучить программу и сделать тестовое задание. Я неделю не спал, но сделал.

В ювелирном моделировании есть много особенностей. Важно не только как выглядит сама модель, но и то, насколько ее реально выполнить. Можно сделать очень сложную модель, а мастер не сможет ее обработать.

На протяжении года я получал необходимую информацию и до сих пор, как и все художники и дизайнеры, консультируюсь с мастерами. Каждое изделие уникальное и очень тяжело запомнить все моменты.

Занимаясь 3D моделированием мне захотелось лучше понять как устроен процесс перехода от модели к изделию. Я поступил в аспирантуру НТУ «ХПИ» и начал работать над повышением точности 3D печати.

Работая с 3D принтером типа SLS, я занимался повышением точности размеров (связанной, преимущественно, с усадкой и прочими технологическими параметрами) и снижением отклонений от правильной геометрической формы базовых поверхностей изделий, вызванных остаточными деформациями.

Особенности и преимущества Rhinoceros

Сама программа Rhinoceros изначально планировалась как плагин к AutoCAD, но потом они решили, что могут больше и начали развивать свой проект. В итоге, NURBS как инструмент обрел неплохое преимущество. Есть операции, которые реально проще задавать кривыми.

В программе очень много плагинов. Например, плагин, который симулирует потоки воздуха при проектировании летательных аппаратов, и движение воды для лодок.

Есть даже настройки как в SolidWorks, которые позволяют использовать дерево инструментов. И даже инструменты, которые позволяют использовать полигоны в NURBS среде и конвертировать в реальном времени из mesh в NURBS и обратно. Это очень расширяет возможности.

Rhinoceros работает с NURBS . По сути, это векторная графика в мире 3D. Ее можно рассматривать, как high-poly поверхность. На ней множество полигонов, но они заданы функциями, которые все эти кривые и образуют.

Очень удобно использовать Rhinoceros для проектирования корпусов автомобилей, кораблей, ювелирных украшений, корпусов различной бытовой техники. Кроме того никто не мешает использовать ее для каких-то более сложных чертежей, как SolidWorks.

С ее помощью, понимая технологические особенности, можно уйти и в дизайн и быть при этом в среде цифр: размеров, диаметров, отступов — всего того, что важно, чтобы модель не только красиво смотрелась, но еще и работала.

Какие программы помимо Rhino нужно использовать, чтобы получился готовый проект?

Для сглаживания углов и добавления текстуры поверхности, модель необходимо дорабатывать в ZBrush.

Нужно понимать, что ошибки есть в 90% случаев. Для их исправления лучше всего использовать Materialise Magics. Он позволяет работать с ними в полуавтоматическом режиме, после чего модель может быть использована для 3D печати. Очень важно чтобы модель была замкнутым телом.

Для визуализации используются плагины вроде V-Ray и Flamingo. В седьмой версии Rhinoceros обещают встроенный инструмент для Subdivision моделирования и фотореалистичный движок под рендер.

Какие сложности поджидают новичков ювелирного моделирования?

Самая главная сложность в том, что очень тяжело найти хоть какие-то реальные цифры. Куча вопросов возникает даже когда нужно сделать простое изделие. Какую делать толщину шинки? Какие делать диаметры крапанов, которые будут держать камень? Как правильно усадить камень с шипом? Если есть механизм, какую делать толщину?

Серьги — это просто ужас. Какую делать высоту от мочки до конца? Какую делать длину гарпуна? На каком расстоянии друг от друга расставлять камни? Как при этом учесть особенности 3D печати, чтобы оно все вылилось и выпечатолось? Какие делать отступы от бортов, если они есть? В общем, сойти с ума можно.

Изумруд, например, от природы весь в трещинах и расколоть его невероятно просто. Об этом тоже надо знать. И если делаются крапана под изумруд, их нужно заранее сделать процентов на 15, а то и на 30 тоньше. То есть пожертвовать надежностью. Но в данном случае это вынужденная мера. Также важно знать, как сэкономить металл, чтобы изделие не было тяжелым.

Но в то же время нужно помнить, что в изделиях с шарнирами, будь то серьги или подвески, места соединений могут перетереться и для этого точно нужно понимать, какие толщины где задавать. Невероятное количество размеров. Честно говоря, я пытался найти для себя какую-то таблицу или справочные данные, но мне этого не удалось.

Насколько неподготовленным может быть новичок?

Все 3D художники ювелирных украшений, с которыми я общаюсь, не имеют художественного образования. Но они очень долго работали над тем, чтобы понимать, что такое красивый элемент и как выходить из сложных ситуаций, когда изделие выглядит не очень, но по-другому не получится сделать так, чтобы работало. Находить какие-то компромиссные варианты, опираясь на выработанный вкус.

К счастью в открытом доступе есть каталоги и сайты известных брендов. Это очень помогает. А если дать волю и уйти в ZBrush, то можно делать просто сумасшедшие вещи.

Главное, уметь критически анализировать результат своей работы и если результат вам не нравится, чувствовать это, не лениться и доводить до разумного совершенства.

Расскажи о своем пайплайне

Если есть центральный камень, первая задача правильно его сфотографировать или обрисовать. Потому что если изделие не будет подходить под основной камень, вся работа будет насмарку.

Посл�� того, как камень смоделирован, можно переходить к оправе или, как его еще называют к касту. Делается каст, потом расставляются камни, с необходимым отступом друг от друга. Под камни делается форма, которая будет вычитать поверхность — бурение, расставляются крапана, чтобы понимать все ли камни будут правильно закреплены.

Иногда необходимо выбрать из множества вариантов тот, который будет. Либо тот, который нравится заказчику, либо в целом подходит под общую композицию.

При этом нужно понимать, что ухо имеет анатомические особенности и у каждого человека оно разное. Иногда есть возможность использовать универсальные заготовки и адаптировать их под форму, которая уже вырисовывается.

Когда делается механизм, нужно понимать как будет двигаться тот или иной фрагмент самого украшения.

Важно понимать, точно ли можно будет все обработать и собрать.

И потом, на выходе, когда все правильно, само украшение может быть разобрано и подготовлено для печати или резки. В данном случае, для печати.

Иногда делают ухватки, которые нужны для того, чтобы было за что ухватиться пинцетом при сборке деталей в елку.

Это уже технологическая подготовка. Потом это переходит в mesh, отправляется в печать, обрабатывается и получается само украшение. Все счастливы.

Проверки перед отправкой в печать

Во-первых, еще раз убедиться, что все отступы, толщины и размеры выбраны корректно.

Вот даже на примере бабочки. У ней много различных прорезей, каких-то стенок, которые плюсуют толщину. И так вышло, что под этим камнем толщина была меньше, чем нужно. Пришлось восковую модель дорабатывать, а если бы это не получилось, пришлось бы все это заново перестраивать на 3D принтере, а это процесс не дешевый, но мне повезло.

В Materialise Magics есть возможность визуализировать толщины и понять все ли там в порядке. После этого модель переносится в mesh. Далее происходит поиск ошибок с помощью специальной утилиты в Materialise Magics. Она показывает точно ли модель является одним целым, нет ли слипшихся полигонов, отверстий на поверхности и прочего. Когда все это благополучно исправляется, файлы можно передать человеку, который занимается печатью или порезкой.

Еще одна сложность в том, что камни не бывают одинакового размера, они все равно с какими-то погрешностями. Считается хорошим тоном и, в принципе, необходимостью, составлять карту камней.

Когда представлено схематическое изображение модели, камни выполнены специально в ядовитых разных цвета Каждый цвет соответствует диаметру камня. Потому что каждое место под камень делалось фактически уникальное, чтобы не было не красивых засветов.

На этом работа моделера почти заканчивается, но еще есть момент визуализации. Если, допустим, это под каталог, нужно сделать качественный рендер. А если моделер еще и умеет работать в Photoshop, чтобы это красиво представить, то это вдвойне приятно потенциальному заказчику.

В целом, с пониманием после работы в Rhinoceros, научившись чувствовать трехмерное пространство в процессе моделирования, очень легко перейти к любому редактору. Названия команд и функций, как правило одинаковые. А использовать преимущества nurbs вместе с полигональным моделированием — это сплошное удовольствие.

Интервью провел Олег Мощенко

Даже если Вы успешно начали работать в 3D, на ивенте “Старт в Rhino. Моделирование, визуализация, 3D печать” вы познакомитесь с функционалом программы Rhinoceros и узнаете в каких сферах сможете применить возможности софта.

Подписывайтесь на нас в Facebook, Telegram, Vkontakte, Pinterest.