3D RISANJE IN SIMULACIJA SENČIL Z
VGRAJENIMI TEKSTILNIMI MATERIALI
Diplomsko delo
Študentka: Barbara TRAMPUŽ
Študijski program: Univerzitetni študijski program 1. stopnje Oblikovanje in
tekstilni materiali
Smer: Inženirsko oblikovanje tekstilnih materialov
Mentor: izr. prof. dr. Zoran STJEPANOVIĆ
Somentorica: doc. dr. Andreja RUDOLF
Maribor, november 2014
- II -
Vložen original sklepa o potrjeni temi
diplomskega dela
- III -
I Z J A V A
Podpisana Barbara TRAMPUŽ izjavljam, da:
je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom izr. prof.
dr. Zorana STJEPANOVIĆA in somentorstvom doc. dr. Andreje RUDOLF;
predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev
kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;
soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet
Univerze v Mariboru.
Maribor, 3. 11. 2014 Podpis: ___________________________
- IV -
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Zoranu
STJEPANOVIĆU in somentorici doc. dr. Andreji
RUDOLF za pomoč in vodenje pri opravljanju
diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi podjetju
Barklem d.o.o. za strokovno pomoč in svetovanje o
tekstilnih materialih in izdelavi senčil.
Hvala tudi družini, za podporo in potrpežljivost.
Posebna zahvala velja mami in tatu, ki sta mi
omogočila študij.
Klemen, hvala za vse.
- V -
3D RISANJE IN SIMULACIJA SENČIL Z VGRAJENIMI TEKSTILNIMI
MATERIALI
Ključne besede: 3D risanje, simulacija, animacija, senčila, jadrna senčila, senčila za
zimski vrt
UDK: [004.925.8:74]:684.781(043.2)
POVZETEK
3D risanje in simulacija imata v današnjem času vse večjo vlogo pri razvoju in vizualizaciji
senčil z vgrajenimi tekstilnimi materiali. Podjetjem, ki se ukvarjajo z izdelavo senčil, jim
izdelava animiranih računalniških modelov senčil omogoča izdelavo cenovno ugodnejših
prototipov in olajša predstavitev izdelka kupcem.
V diplomskem delu smo raziskovali uporabnost prostodostopnega programa za
modeliranje v primerjavi s komercialnim. Izdelali smo tri 3D modele senčil v komercialnem
programu in dva v prostodostopnem, sledila pa je izdelava animacije zapiranja dveh senčil.
Ugotovili smo, da so si končni izdelki, kljub razlikam med programoma, precej podobni
in za vizualizacijo zadostuje uporaba prostodostopnega programa.
- VI -
3D DRAWING AND SIMULATION OF SHADES WITH BUILT-IN
TEXTILE MATERIALS
Key words: 3D drawing, simulation, animation, shades, sail shades, winter garden shades
UDK: [004.925.8:74]:684.781(043.2)
ABSTRACT
3D drawing and simulation play a big part in development and visualisation of shades with
textile materials. Shade manufacturing companies benefit from computer animated models by
reducing the price of conventional prototype development and allowing easier presentation to
customers.
The aim of diploma work is to research the efficiency of free open-source computer
graphic software in comparison to the commercial. Three 3D models have been designed in
commercial software and two in open-source, later the closing of two shades has been
animated and finally, comparison has been done.
Despite differences between both software products, it can be concluded the results are
similar and open-source software can be used to design adequate 3D models.
- VII -
KAZALO
1 UVOD ................................................................................................................................ 1
1.1 OPIS SPLOŠNEGA PODROČJA DIPLOMSKEGA DELA ......................................................... 1
1.2 OPREDELITEV DIPLOMSKEGA DELA ............................................................................... 1
1.3 STRUKTURA DIPLOMSKEGA DELA ................................................................................. 2
2 TEORETIČNI DEL ......................................................................................................... 4
2.1 TEORIJA O RISANJU IN VIZUALNI UPODOBITVI Z RAZLIČNIMI 3D PROGRAMI .................. 4
2.2 OPIS FUNKCIONALNOSTI 3D GRAFIČNIH PROGRAMOV ................................................... 5
2.2.1 Blender ................................................................................................................. 5
2.2.2 SketchUp .............................................................................................................. 6
2.2.3 3ds Max ................................................................................................................ 8
2.2.4 SolidWorks ........................................................................................................... 9
2.3 RAZLIKE MED 3D GRAFIČNIMI PROGRAMI IN OPREDELITEV PROBLEMA ...................... 10
3 EKSPERIMENTALNI DEL ......................................................................................... 13
3.1 OPIS IZBRANIH MODELOV SENČIL ................................................................................ 13
3.1.1 Jadrna senčila ...................................................................................................... 14
3.1.2 Senčila za zimske vrtove .................................................................................... 15
3.2 UPORABLJENI MATERIALI ........................................................................................... 16
3.3 RISANJE 3D MODELOV SENČIL .................................................................................... 18
3.3.1 Predstavitev uporabniškega vmesnika v programu 3ds Max ............................. 19
3.3.2 Risanje modelov senčil v programu 3ds Max .................................................... 21
3.3.3 Predstavitev uporabniškega vmesnika v programu Blender............................... 24
3.3.4 Risanje modelov senčil v programu Blender ...................................................... 26
3.4 OBLIKOVANJE VZORCEV TEKSTILNIH POVRŠIN ............................................................ 28
3.5 ANIMACIJA SENČIL Z VGRAJENIMI TEKSTILNIMI MATERIALI ........................................ 33
4 REZULTATI Z DISKUSIJO ........................................................................................ 35
4.1 RISANJE 3D MODELOV IN UPODABLJANJE ................................................................... 35
4.2 ANIMACIJA ................................................................................................................. 46
- VIII -
4.3 OBRAVNAVA HIPOTEZ ................................................................................................. 47
5 SKLEP ............................................................................................................................. 48
SEZNAM UPORABLJENIH VIROV .................................................................................. 50
- IX -
KAZALO SLIK
Slika 1: SketchUp Make z vključeno pomočjo za uporabnika ................................................... 7
Slika 2: Trimble 3D Warehouse modeli ..................................................................................... 8
Slika 3: Prikaz uporabe 3ds Max v obliki videa na spletni strani proizvajalca .......................... 9
Slika 4: Drapiranje (na levi) bombažne in svilene tekstilije ter gume po interakciji s kocko,
valjem in kroglo, ter tloris drapiranja (na desni) [2]......................................................... 12
Slika 5: Levo zgoraj paneli, desno zgoraj screen roloji, levo spodaj senčilo za zimski vrt,
desno spodaj brisoleji ....................................................................................................... 14
Slika 6: Tehnični podatki materiala Soltis 92 ........................................................................... 17
Slika 7: Na levi strani Precontraint 502, na desni strani Soltis 92 z luknjicami ....................... 18
Slika 8: Tehnični podatki materiala Satine 5500 ...................................................................... 18
Slika 9: UV mapa, UV mapa s teksturo, projekcija teksture ................................................... 19
Slika 10: Uporabniški vmesnik programa 3ds Max ................................................................. 20
Slika 11: Igrala v 3ds Max ........................................................................................................ 22
Slika 12: Restavracija v 3ds Max 1 .......................................................................................... 23
Slika 13: Restavracija v 3ds Max 2 .......................................................................................... 23
Slika 14: Parkirišče v 3ds Max ................................................................................................. 24
Slika 15: Uporabniški vmesnik programa Blender................................................................... 25
Slika 16: Vikend v Blenderju 1 ................................................................................................ 27
Slika 17: Vikend v Blenderju 2 ................................................................................................ 27
Slika 18: Dom v Blenderju ....................................................................................................... 28
Slika 19: OŠ Šturje, na levi strani s potiskom, na desni strani potisk odstranjen .................... 29
Slika 20: Vzorec za igrala ......................................................................................................... 30
Slika 21: Vzorec za vikend ....................................................................................................... 31
Slika 22: Vzorec za parkirišče .................................................................................................. 32
Slika 23: Vzorec za izrezovanje za restavracijo ....................................................................... 32
- X -
Slika 24: Vzorec za dom ........................................................................................................... 33
Slika 25: Zajem zaslona med izdelavo animacije v 3ds Max ................................................... 34
Slika 26: Zajem zaslona med izdelavo animacije v Blenderju ................................................. 34
Slika 27: Igrala - pogled od daleč ............................................................................................. 36
Slika 28: Igrala - otrokov pogled .............................................................................................. 36
Slika 29: Igrala - pogled od zgoraj ........................................................................................... 37
Slika 30: Vikend - pogled od daleč .......................................................................................... 37
Slika 31: Vikend - pogled človeka ........................................................................................... 38
Slika 32: Vikend - pogled od zgoraj ......................................................................................... 39
Slika 33: Parkirišče - pogled od daleč ...................................................................................... 39
Slika 34: Parkirišče - pogled človeka ....................................................................................... 40
Slika 35: Parkirišče - igra vzorcev in oblik .............................................................................. 40
Slika 36: Restavracija - pogled od daleč .................................................................................. 41
Slika 37: Restavracija - pogled človeka ................................................................................... 42
Slika 38: Restavracija – detajl luknjičastega videza ................................................................. 42
Slika 39: Dom - pogled od daleč .............................................................................................. 43
Slika 40: Dom - pogled človeka od znotraj .............................................................................. 43
Slika 41: Dom - pogled od zgoraj ............................................................................................. 44
Slika 42: Animacija senčila za restavracijo v slikovnem zaporedju ........................................ 46
KAZALO PREGLEDNIC
Tabela 1: Razlike med programi glede na operacijski sistem, ceno, licenco, pogon za
upodabljanje in vrsto uporabe........................................................................................... 11
Tabela 2: Primerjava med modeli različnih senčil, glede na program ..................................... 44
- XI -
UPORABLJENE KRATICE
CAD - Computer Aided Design (računalniško podprto oblikovanje)
CAM - Computer Aided Manufacturing (računalniško podprta proizvodnja)
3D - tridimenzionalno
2D - dvodimenzionalno
GNU GPL - General Public License (splošna javna licenca)
PVC - polivinilklorid
Photoshop CS - Photoshop Creative Suite
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 1 -
1 UVOD
1.1 Opis splošnega področja diplomskega dela
Sodobni postopki računalniškega virtualnega prototipiranja in čedalje večji obseg e-
poslovanja s tekstilijami ter oblačili zahtevata ustrezno modelirane in simulirane tekstilne
forme. 3D modeli tekstilij koristijo podjetjem za predstavitev izdelkov. Za potrebe razvoja
izdelka pa imajo 3D modeli nižjo ceno in omogočajo enostavnejše popravke ter predelavo v
primerjavi z izdelavo realnih prototipov. Kupec ima s pomočjo 3D modela boljšo predstavo o
videzu in umestitvi tekstilne forme. V primeru izdelave animiranega modela senčila,
animacija gibljivih delov prikaže kupcu delovanje in stopnje odpiranja, ki so mu na voljo.
Računalniško podprti sistemi za konstruiranje tekstilij in oblačil omogočajo obravnavo
modelov tekstilnih form ter izvoz grafičnih podatkov za potrebe drugih aplikacij. V
diplomskem delu želimo raziskati, kako se na področju oblikovanja, konstruiranja, animacije
in vizualizacije obnesejo različni komercialni in prostodostopni programi. Velika prednost
slednjih, v primerjavi s komercialnimi programi, je njihova dostopnost, saj so brezplačni. Pri
tem se pojavi vprašanje ali imamo morda zaradi tega slabše pogoje za izdelavo kakovostnega
in vizualno všečnega končnega izdelka (modela, simulacije, animacije) v primerjavi z
dražjimi komercialnimi programi v ponudbi.
1.2 Opredelitev diplomskega dela
Za potrebe raziskovanja smo izdelali pet reprezentativnih primerov modelov senčil, dva od
teh v prostodostopnem programu, tri pa v komercialnem programu. Senčilom smo dodali
potiske, ker je to parameter, ki je cenovno neugoden pri preizkušanju na fizičnem prototipu in
hkrati zaželen za boljšo predstavo o končnem izdelku. Zelo malo senčil na tržišču ima potiske
z dekorativnim pomenom po naročilu, opazili smo le vnaprej pripravljene potiskane tekstilije
in potiske, ki služijo v namene oglaševanja.
Modeli senčil, ki smo jih izdelali, so različni modeli jadrnih senčil in senčil za zimske
vrtove. Izbrana senčila so si po namembnosti zelo različna. Za namen 3D risanja sta bila
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 2 -
uporabljena programa Blender in 3ds Max, za izdelavo vzorcev za potiske pa smo uporabili
program Adobe Photoshop.
Namen. Namen je raziskati možnosti različnih 3D grafičnih programov za risanje
raznovrstnih oblik senčil in njihovo vizualizacijo za potrebe podjetja Barklem d.o.o. (v
nadaljevanju Barklem). Želimo primerjati, kakšne rezultate nam nudijo prostodostopnimi in
komercialnimi programi.
Cilji. Cilj diplomskega dela je izdelava reprezentativnih primerov oblik senčil, izdelava
animacije gibljivih delov, predstavitev modelov in obdelava videa. Želimo pokazati, da so
modeli izdelani v prostodostopni programski opremi ravno tako zadovoljivi, kot tisti izdelani
v komercialnem programu.
Hipoteze. Za izvedbo raziskave smo postavili naslednji hipotezi:
z virtualnim modeliranjem je možno pripraviti ustrezne modele senčil (oz. drugih
form, ki vsebujejo tudi tekstilne materiale);
odprtokodni 3D grafični programi (SketchUp, Blender) so prav tako uporabni za
vizualizacijo 3D tekstilnih form kot komercialni programi.
1.3 Struktura diplomskega dela
Diplomsko delo je razdeljeno na štiri poglavja. V prvem delu so predstavljeni osnovni pojmi,
s katerimi se soočamo pri izdelavi 3D modelov in kratek razvoj 3D risanja ter simulacije.
Sledi opis štirih različnih programov, njihovih lastnosti in primerjava med njihovimi
specifikacijami. Na podlagi primerjave je pojasnjena izbira dveh najbolj primernih programov
za ta projekt.
V praktičnem delu sta opisani izbrani vrsti senčil, namembnost in umestitev
posameznih modelov. Nato so predstavljeni uporabljeni tekstilni materiali glede na vrsto
senčila in lastnosti materialov, ki smo jih izbrali s svetovanjem podjetja Barklem. Sledi
izdelava 3D modelov senčil v izbranih programih za modeliranje s predstavitvijo postopka
izdelave, oblikovanje vzorcev za aplikacijo na modelih in opis metode izdelave animacije.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 3 -
V tretjem delu so predstavljeni rezultati s slikami pridobljenimi z upodabljanjem in
diskusija. Zaključimo s primerjavo med posameznimi modeli glede na program, s katerim so
bili izdelani in primerjamo kvaliteto osvetlitve ter senc, definicijo materialov, ostrino robov in
detajle.
V zadnjem delu je pregled rezultatov našega dela in potrditev postavljenih hipotez.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 4 -
2 TEORETIČNI DEL
2.1 Teorija o risanju in vizualni upodobitvi z različnimi 3D programi
3D modeliranje je računalniško podprt proces izdelave matematične predstavitve
tridimenzionalnega objekta z ustrezno programsko opremo [1].
Izdelek, ki je rezultat tega procesa, imenujemo 3D model in ga lahko predstavimo kot
2D sliko s postopkom imenovanim upodabljanje (ang. rendering) ali v 3D obliki z
računalniško simulacijo.
Ko govorimo o računalniški grafiki in animaciji, mislimo na simulacijo v najširšem
pomenu kot vsako spremembo, ki nam jo prek raznih algoritmov izračuna računalnik in nas v
modernih programih spremlja na vsakem koraku.
V ožjem pomenu pa je računalniška simulacija zelo specializirana stroka, ki se
ukvarja z uporabo procesorske moči za izračunavanje različnih fizikalnih pojavov na
predmetih in materialih z modernimi matematičnimi algoritmi tako imenovana strojna
simulacija (na primer poraba dirkalnih gum, aerodinamičnost letal ...). Izdelana je na enem ali
več računalnikih in je namenjena predstavitvi obnašanja sistema z uporabo abstraktnega
modela. Uporabljena je za namene matematike, fizike, astrofizike, kemije, biologije,
ekonomije, psihologije in inženiringa (v strojništvu, gradbeništvu, arhitekturi ...) [7].
V strogem smislu lahko kot animacijo [9] definiramo spremembo kateregakoli
parametra v razmerju s časom. V praksi 3D animacija poteka prek spreminjanja pozicije,
velikosti in rotacije elementov v različnih časovnih okvirjih (ang. key frames). Animacija je
navadno ustvarjalno človeško delo, lahko je pa tudi produkt simulacije tako imenovana
proceduralna animacija.
Upodabljanje (ang. rendering) [22] je proces ustvarjanja končne podobe 2D ali 3D
modela. Za opis virtualne scene določimo pogled, geometrijo, senčenje, svetlost in teksturo.
Takšna predstavitev nam omogoča izdelavo modelov, ki v realnem svetu še ne obstajajo
in koristi pri razvijanju prototipov izdelkov za preučevanje različnih sistemov ter njihovega
delovanja, brez stroškov izdelave poskusnega modela. Popravki, ki jih izvedemo, so hitri in
ne predstavljajo velikega finančnega zalogaja.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 5 -
3D modeli so v uporabi v različnih panogah. Njihova najbolj razširjena in poznana
uporaba je v filmski industriji, kjer so že skoraj v celoti nadomestili miniaturne modele
objektov v znanstveno-fantastičnih filmih in junakov v animiranih risanih filmih. Prav tako so
3D modeli v uporabi v računalniških igrah, saj večina teh temelji na virtualnem svetu. V
znanstvene namene se 3D modeliranje uporablja v medicini in kemiji za modele delov
človeškega telesa in predstavitev spojin. Zelo je razširjena tudi uporaba 3D modelov v
arhitekturi, saj je z njihovo pomočjo kupcu omogočena predstava zunanjega izgleda stavbe,
razporeditve prostorov in rešitev notranjih oblikovalcev ter pokrajinske ureditve in umestitve
objekta v prostor. V strojništvu se 3D modele uporablja za natančno izdelavo in ogled
delovanja strojev ter vozil. Glede na različne panoge so podjetja razvila programe, ki so
prilagojeni potrebam stroke oz. celo posameznim skupinam uporabnikov. V strojništvu je
tako najbolj razširjena uporaba programov SolidWorks za računalniško podprto konstruiranje
in inženirske analize ter Autodesk Inventor, ki je osnova za izdelavo 3D prototipov. V filmski
in računalniški industriji je uporaba programa odvisna od tipa modela, ki bo izdelan.
Najpogosteje so uporabljeni 3ds Max, Maya, Lightwave, Houdini in ZBrush. Na področju
arhitekture se za modeliranje uporabljata AutoCAD in Rhinoceros, za upodabljanje pa 3ds
Max z dodatkom Grasshopper-ja ali V-Ray-ja.
2.2 Opis funkcionalnosti 3D grafičnih programov
Glede na ustreznost programa za projekt, zahtevnost uporabe in predznanje, smo izbirali med
štirimi 3D grafičnimi programi, ki so na voljo.
2.2.1 Blender
Blender je brezplačen odprtokodni program za 3D risanje, modeliranje, izdelavo interaktivnih
3D aplikacij, animiranih filmov in videoiger, ki je pod licenco GNU GPL (GNU General
Public License) na voljo za vse bolj razširjene operacijske sisteme. Uporabnik lahko
spreminja izvorno kodo in orodje razširja v komercialne, učne ter profesionalne namene, brez
kršenja licence, končni izdelek pa obdrži v svojem lastništvu.
Za lastne potrebe sta program Blender ustvarila nizozemski studio za animacije Neo
Geo in Not a Number Technologies (NaN), pozneje pa so ga ustvarjalci ponudili pod licenco
GNU GPL za širšo javnost. Danes program razvijajo in razširjajo njegovi uporabniki.
Program je na voljo za prenos iz spletne strani ponudnika [5] za operacijski sistem
Windows (Windows 8, Windows 7, Windows Vista, Windows XP), Mac OSX (Mac OS X
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 6 -
10.6+) in GNU/Linux (glibc 2.11 and SDL-1.2.). Nahaja pa se v obliki Source code. Trenutna
verzija programa je 2.70a, dosegljive pa so tudi prejšnje verzije programa vključno s prvo. Na
spletni strani so pojasnjene tudi zahteve za strojno opremo računalnika, na katerem želimo
uporabljati program, razdeljene na osnovno, priporočeno in optimalno strojno opremo.
Blender nudi številna orodja, kot so bližnjice na tipkovnici, ki omogočajo hitro
ustvarjanje, spreminjanje in popravljanje modelov. Program se ponaša z realističnimi
materiali, z vgrajeno razširitvijo Cycles-a lahko dosežemo fotorealistično upodabljanje (ang.
rendering), omogoča pa tudi kompozitiranje. S programom lahko skulpturiramo, izdelujemo
skeletno konstrukcijo (ang. rigging) in izdelke animiramo. Za tekočine, dim, delce, lase in
tekstilne materiale so nam na voljo orodja za simulacijo. Program vključuje tudi polno
opremljen pogon za ustvarjanje računalniških videoiger. Uporabniški vmesnik programa
lahko uporabnik po želji spreminja in prilagodi svojim potrebam in navadam.
Na spletu je velika zbirka brezplačnih in plačljivih publikacij, spletnih strani, videov z
navodili in nasveti za uporabo programa ter njegovih razširitev. Večina teh je na voljo v
angleškem jeziku, v slovenščini pa je na voljo učno gradivo namenjeno srednješolcem, ki je
nastalo v okviru projekta Munus 2 [19].
2.2.2 SketchUp
SketchUp (včasih poznan kot Google Sketchup) je program za 3D modeliranje, ki ga
uporabljajo arhitekti, gradbeniki, oblikovalci, inženirji, filmska industrija in industrija
videoiger [13]. Od maja 2013 je voljo brezplačna verzija SketchUp Make, ki je zasnovana za
domačo rabo in za namene učenja ter plačljiva verzija SketchUp Pro z dodatnimi funkcijami,
namenjena profesionalni rabi. SketchUp je bil med letoma 2000 in 2006 neodvisen, med
letoma 2006 in 2012 je z njim upravljal Google. Trenutno pa je v lasti podjetja Trimble
Navigation, ki se ukvarja z mapiranjem, nadzorom in navigacijsko opremo.
SketchUp Make lahko naložimo iz spletne strani ponudnika, ki zahteva naslov
uporabnikove e-pošte, namen uporabe programa in strinjanje z licenčnim dogovorom. Deluje
na operacijskem sistemu Windows (Windows 8, Windows 7 in Windows Vista) in Mac OSX
(Mac OS X 10.9+, Mac OS X 10.8+ ter Mac OS X 10.7+). Na spletni strani so pojasnjene tudi
osnovne zahteve za strojno opremo in priporočena strojna oprema.
Oglaševan je kot najbolj preprost program za izdelavo 3D modelov. Ob njegovi uporabi
je namreč lahko vključena možnost pomoči, ta pa nam s preprostimi animacijami v okencu
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 7 -
prikazuje operacije, ki jih lahko izvajamo s posameznimi funkcijami. Na Slika 1 vidimo
prikaz in razlago uporabe merilnega traku (ang. Tape Measure Tool).
Slika 1: SketchUp Make z vključeno pomočjo za uporabnika
Končni izid dela je podoben izredno dobri ročno izdelani risbi izdelka ali objekta,
vendar v programu ni možnosti izdelave fotorealističnega izgleda. SketchUp Make je
združljiv s profesionalno plačljivo razširitvijo V-Ray ali Maxwell za upodabljanje, ki po
obdelavi lahko daje izdelku realističen videz.
Del ponudbe, ki jo program vključuje, je Trimble 3D Warehouse (včasih poznan kot
Google 3D Warehouse), ki predstavlja knjižnico 3D modelov dostopnih ustvarjalcem in jim
omogoča prenos modelov iz knjižnice v program ali nalaganje svojega modela v knjižnico
(Slika 2) [2]. Modeli, ki so na voljo, pokrivajo širok spekter objektov in izdelkov, ki sega od
znanih stavb, pohištva, vozil do kipov, filmskih junakov in zasebnih domovanj.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 8 -
Slika 2: Trimble 3D Warehouse modeli
Za pomoč pri uporabi programa je na voljo baza znanja s forumom za vprašanja in
nasvete, navodili za začetek dela s programom, razlago pomena ključnih besed, s katerimi se
najpogosteje srečujemo med delom ter nasveti za reševanje morebitnih težav s programom, s
katerimi se uporabnik sooči.
2.2.3 3ds Max
3ds Max (včasih poznan pod imenom 3D Studio Max) je profesionalni računalniški program
za izdelavo 3D modelov, animacij in iger. Razvilo ga je podjetje Autodesk Media and
Entertainment v letu 1990 za tedanjo MS-DOS platformo. Od takrat naprej je program na
voljo izključno v Windows okolju in zadnjih 10 let izide vsako leto nova verzija, ki od
uporabnika zahteva novejše različice operacijskega sistema. Tako trenutno najnovejša
različica Autodesk 3ds Max 2015 deluje samo na 64-bitnem operacijskem sistemu Windows 7
ali Windows 8.
Na spletni strani proizvajalca [3] je na voljo obširen pregled programa, nasveti o
postopku dela, informacije o novih funkcijah, ki jih program nudi,pomoč in reševanje težav s
programom. Večina teh informacij je na voljo v pisni obliki, precej ponazoritev pa je
dosegljivih tudi v obliki videa (Slika 3).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 9 -
Slika 3: Prikaz uporabe 3ds Max v obliki videa na spletni strani proizvajalca
Poleg modeliranja in animacije vključuje 3ds Max še druge pripomočke, kot so
materiali, sistem delcev, prilagodljiv uporabniški vmesnik, sodoben pogon za upodabljanje s
priljubljenimi metodami, (metoda sevanja, globalna osvetlitev, skriptni jezik).
Program 3ds Max je razširjen v filmski industriji, saj so ga uporabili v več filmih. Naj
izpostavimo nekatere najbolj odmevne filme, kjer so uporabljali omenjen program: 2012,
Avatar, oba dela Harryja Potterja in Svetinje smrti, trije deli Transformerjev, Vojna zvezd:
Epizoda III - Maščevanje Sitha, Umri kdaj drugič in številni drugi.
2.2.4 SolidWorks
Podjetje SolidWorks Corporation je izdalo prvi program SolidWorks 95 leta 1995, leta 1997
pa ga je kupilo podjetje Dassault Systèmes, ki ga ima v lasti še danes. Nova različica
programa izide vsako leto že od njegovega nastanka. Program je namenjen računalniškemu
konstruiranju in inženirskim analizam, uporablja pa ga kar dva milijona inženirjev in
oblikovalcev po svetu. SolidWorks 3D CAD je plačljiv program, ki je na voljo samo za
uporabnike operacijskega sistema Windows. Uporabnik lahko izbira med osnovno,
profesionalno in premium različico, ki se med seboj razlikujejo po dodatkih, ki jih nudijo ter
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 10 -
ceni. Program je študentom na voljo preko Fakultete za strojništvo in podjetja ib-CADdy
d.o.o. [15] pod posebno brezplačno licenco, ki je veljavna eno leto.
V osnovnem programu SolidWorks lahko uporabnik konstruira posamezne dele in
sestave ter izdeluje kompleksne površine, želene vzorce in strukture. Možna je tudi izdelava
2D risb, vizualizacija, animacija, izdelava načrta za proizvodnjo, razvijalci pa lahko med
seboj sodelujejo in si izmenjujejo CAD podatke. Naprednejši različici pa ponujata še izdelavo
stroškovnih kalkulacij, preverjanje CAD standardov, napredno upodabljanje, analizo gibanja,
polaganje cevi in druge parametre za profesionalno uporabo.
Na spletni strani proizvajalca [14] uporabniki lahko izmenjujejo mnenja in nasvete na
forumu ter se povezujejo na mednarodnih dogodkih organiziranih s strani podjetja.
Informacije za spoznavanje s programom so dosegljive po korakih v pisani obliki, s slikami in
videom. Kadarkoli so na voljo tudi pretekli spletni seminarji o 3D CAD, simulaciji, tehnični
komunikaciji, trajnostnem oblikovanju in o vodenju podatkov o izdelku.
V slovenskem jeziku so informacije dostopne na spletni strani podjetja ib-CADdy d.o.o.
[15], ki organizira tečaje in seminarje ter prodaja priročnik za uporabo programa. Na spletni
strani najdemo tudi forum in podatke o zadnjih natečajih ter novicah na področju CAD
oblikovanja.
2.3 Razlike med 3D grafičnimi programi in opredelitev problema
Pomembne osnovne lastnosti, s katerimi smo se srečali pri izbiri dveh programov za končno
uporabo, so: vrsta operacijskega sistema, v katerem program deluje, cena programa in
dodatkov, tip licence, možnost uporabe naprednega pogona za upodabljanje ter komu je
program namenjen.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 11 -
Tabela 1: Razlike med programi glede na operacijski sistem, ceno, licenco, pogon za upodabljanje in vrsto
uporabe
Program Operacijski
sistem
Cena Licenca Napreden pogon za
upodabljanje
Uporaba
Blender Windows
Mac OSX
GNU/Linux
brezplačen odprta
koda
Cycles (vključen) profesionalna
SketchUp
Make
Windows
Mac OSX
brezplačen zaščitena
licenca
Maxwell (plačljiv) ali
V-Ray (plačljiv)
zasebna, hobi
3ds Max Windows plačljiv zaščitena
licenca
Mental Ray (vključen)
ali
V-Ray (plačljiv)
profesionalna
SolidWorks Windows plačljiv zaščitena
licenca
PhotoView 360
(vključen v
Professional in
Premium)
profesionalna
Primerjavo želimo izvesti med dvema programoma, ki sta si med seboj podobna
predvsem po tem, kakšen je končni izdelek. Glavna razlika med njima je v dostopnosti, eden
izmed njiju je prostodostopen drugi pa plačljiv. Primerjava med zelo nasprotujočima si
programoma glede na predvidenega končnega uporabnika, kot sta na primer SketchUp Make
in SolidWorks, je nesmiselna, saj so v takem primeru rezultati že v naprej jasni. Zaradi želje
po doseganju kvalitetnega fotorealističnega videza, SketchUp Make izgubi naziv
prostodostopnega programa, ker so napredni pogoni za upodabljanje, ki dajejo zadovoljive
rezultate, zanj dosegljivi le kot plačljivi dodatki. Zaradi obeh opisanih razlogov med
brezplačnima programoma izberemo Blender. Namen diplomskega dela ni industrijska
izdelava senčil, pač pa vizualizacija za predstavitev, zato ni potrebe po uporabi tehnično
naprednega programa SolidWorks, ustreza nam že program 3ds Max.
Področje realističnega simuliranja tekstilij je dobro raziskano, tako na področju tekstilne
industrije in njej namenjenih CAD/CAM programih znanih proizvajalcev programske opreme
(Optitex, Assyst, Lectra in Gerber), kot tudi na področju drugih programskih aplikacij, ki so v
uporabi za vizualizacijo tekstilij v ostalih industrijah. Študija [16] primerjave med 3D
simulacijami, izdelanimi s programoma 3ds Max in Blender, primerja gubanje, upodobitev
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 12 -
tekstilij na treh geometrijskih telesih (Slika 4 levo), analizira drapiranje na kocki, valju in sferi
(Slika 4) ter primerja površine in obsege tlorisov. V študiji so podane ocene števila korakov,
ki so potrebni za pripravo scene, števila ponujenih tekstilnih materialov v podatkovni bazi
programov, števila nastavitev parametrov v programu in njihova razumljivost ter čas
simulacije trka in drapiranja. Rezultati merjenja so pokazali, da je postopek izdelave
simulacije v obeh programih podoben. Pri merjenju časa trka in simuliranja se je prav tako
pokazalo, da sta programa primerljiva. 3ds Max se je izkazal bolje pri izbiri materiala in
številu parametrov, ki jih lahko uporabnik spreminja, z njim lahko tudi izdela natančnejšo
sliko kot v Blenderju, vendar se s tem zviša čas izdelave in poraba procesorja.
Slika 4: Slika iz članka [16]: Drapiranje (na levi) bombažne in svilene tekstilije ter gume po interakciji s
kocko, valjem in kroglo ter tloris drapiranja (na desni)
Zadovoljivi rezultati študije so poleg prej omenjenih razlogov potrdili našo izbiro
programa 3ds Max in Blenderja za nadaljnje delo.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 13 -
3 EKSPERIMENTALNI DEL
3.1 Opis izbranih modelov senčil
Senčila so se v zadnjem desetletju razvila od preprostih oblik klasičnih tekstilnih materialov
na ročni pogon, ki služijo predvsem senčenju določenega dela objekta, do vse bolj
kompleksnih struktur na motorni pogon, s katerimi zaščitimo notranjost ali omogočimo
uporabo zunanjega prostora v vseh letnih časih. Lahko so del objekta ali delujejo kot
samostojna enota.
Senčila služijo za zasenčenje, varovanje pred škodljivimi žarki, preprečevanje
pregrevanja steklenih površin, zmanjševanje stroškov z vzdrževanjem želene temperature,
nudijo stalne in začasne rešitve za senčenje ter zaščito pred dežjem (za prireditve in dogodke
na prostem). Oblikovalci in podjetja neprestano razvijajo nove oblike, uporabne lastnosti in
projektirajo energijsko koristne strukture z uporabo sončnih celic. Senčila se smatra kot
pametna oprema objektov.
Moderna senčila pa imajo poleg uporabnega tudi dekorativni namen. S pravo izbiro
senčil lahko dosežemo skladanje objekta z okolico ali ga od nje popolnoma ločimo in
izpostavimo. Z ozirom na celostno grafično podobo lahko senčila za stavbe podjetij in
institucij z barvami ter vzorci pripomorejo k razpoznavnosti.
Med modernimi senčili velja omeniti brisoleje, panele, jadra in senčila za zimske
vrtove. Brisoleji so horizontalno oz. vertikalno postavljena zunanja senčila, običajno izdelana
iz aluminija, moderni brisoleji pa vsebujejo tudi fotovoltaične celice. Lahko so fiksna ali pa
jih upravljamo z motornim pogonom, s katerim prilagajamo osvetlitev in senčenje prostorov.
Za njih je značilna zanesljivost in odpornost na vremenske vplive.
Paneli so lahko fiksni ali z motornim pogonom, prav tako kot brisoleji, so lahko
horizontalni ali vertikalni. Premikamo jih z drsenjem po vodilih ali z vrtenjem okoli osi.
Običajno so pravokotne oblike, izdelani so iz aluminija, kompozitnih materialov ali lesa,
včasih so tudi perforirani.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 14 -
Slika 5: Levo zgoraj paneli, desno zgoraj screen roloji, levo spodaj senčilo za zimski vrt, desno spodaj
brisoleji
V diplomskem delu smo želeli izdelati senčila za čim bolj raznolike končne uporabnike,
saj smo želeli raziskati različne oblike, namestitve, vzorce in potiske. Izbrali smo jadrno
senčilo za otroška igrala, jadrno senčilo za vikend na morju, jadrno senčilo za parkirišče,
senčilo za zimski vrt za restavracijo in senčilo za zimski vrt doma.
3.1.1 Jadrna senčila
Jadrna senčila so ena od novosti na področju senčenja. Glede na izbiro materiala lahko ščitijo
samo pred vplivi sonca ali pa pred soncem in dežjem. Lahko so poljubnih oblik, najpogosteje
so trikotna ali štirikotna. Poleg statičnih pa poznamo tudi dinamične, katerih naklon lahko
spreminjamo glede na položaj sonca. Primerna so za senčenje večjih površin, možna pa je tudi
kombinacija več jader za prekrivanje velikega ali razgibanega področja. Funkcionirajo lahko
kot samostojni objekt ali pa so pritrjena na obstoječo stavbo, kar pomeni več svobode pri
izbiri.
Igrala. Prvo jadrno senčilo je namenjeno zaščiti otroških igral pred vremenskimi vplivi.
V Ajdovščini so vsa otroška igrala odkrita, kar pomeni, da so otroci med igranjem ves čas
izpostavljeni nevarnemu sončnemu sevanju. V navadi nam je, da se pred soncem zaščitimo
med sončenjem na bazenu in na plaži, pogostokrat pa na to pozabimo med drugimi
aktivnostmi na prostem. Zasenčena igrala omogočajo spontan obisk in varujejo otroka pred
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 15 -
pretirano poletno vročino. Ob spremenljivem vremenu, nenaden dež prekine igro, igrala pa
ostanejo mokra, spolzka in neprimerna za uporabo še dolgo po prenehanju in ob takih dneh
samevajo, kar pa bi izbira primernega materiala za senčenje lahko to preprečila. Poleg tega pa
konstrukcije igral, ki so po večini kombinacija lesa in kovine, celo leto kljubujejo dežju,
vetru, soncu, vročini, nizkim temperaturam in snegu. Izpostavljenost vremenskim razmeram
bistveno skrajša življenjsko dobo in varnost igral, obenem pa predstavlja neprestane stroške z
obnovo in popravili s strani investitorja. Jadrna senčila so zelo primerna za take rešitve, saj jih
lahko postavimo okrog že obstoječe konstrukcije ali pa jih postavimo skupaj z novimi igrali.
Izdelali smo senčilo sestavljeno iz treh samostojnih jader različnih oblik.
Vikend. Ob lepem vremenu želimo čim več časa preživeti zunaj, se sproščati s knjigo,
prirejati piknike in zabave v prijetni senci. Drugo jadrno senčilo smo namenili vikendu na
morju, a je še posebej v poletnih mesecih uporabno tudi za hišo kjerkoli. Glede na to, kateri
del želimo zasenčiti, kakšna je okolica in oblika vikenda, je lahko senčilo popolnoma ali
delno samostojno. Pod nastalo senco lahko postavimo vrtno pohištvo ali manjši bazen.
Odvisno od potreb uporabnika, se lahko tako jadrno senčilo prilagaja soncu ali pa je statično.
Poleg tega pa obstaja tudi možnost, da je senčilo čez zimo pospravljeno. Oblike takega senčila
so lahko poljubne, najpogosteje izbiramo med pravokotnimi in trikotnimi oblikami. Izdelali
smo statično samostojno jadrno senčilo.
Parkirišče. Zadnje med jadrnimi senčili je v tujini že precej uveljavljeno in predstavlja
zasebno ali javno senčilo za avtomobile. Senčilo za parkirišče je primerno za senčenje
dovozov hiš, večstanovanjskih stavb ali naknadno prekrivanje velikih parkirišč na prostem.
Dovoze lahko senčimo z vpetjem na objekt ali pa kot samostojno senčilo, ,njegovo velikost pa
lahko prilagodimo številu uporabnikov. V primeru senčenja parkirišč večstanovanjskih
objektov lahko stanovalcem zagotovimo skladno in estetsko senčenje s posameznimi
samostoječimi senčili, kar jim omogoča neodvisnost pri odločanju za nakup. Največji
prednosti senčil pred gradnjo parkirnih hiš pa sta hitra postavitev in možnost premestitve v
primeru sejmov ali drugih javnih prireditev. Izdelali smo senčilo za veliko parkirišče
sestavljeno iz štirikotnih jader.
3.1.2 Senčila za zimske vrtove
Senčila za zimske vrtove lahko nadomeščajo streho ali potekajo preko obstoječe, običajno
kovinsko steklene konstrukcije. Izvedba je možna z različnimi načini zlaganja ali navijanja.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 16 -
Najpogosteje so takšna senčila v uporabi skozi celo leto, zato morajo dobro prenesti vplive
vremena in hkrati nuditi zaščito pred dežjem in soncem.
Klasične tende (markize) za prekrivanje velikih površin niso primerne, ker nastanejo po
dolžini prevelike obremenitve in postanejo tende nestabilne. Drugače je pri senčilih s
konstrukcijo in dobrim sistemom navijanja, kjer do teh težav ne prihaja.
Restavracija. Prvo senčilo za zimski vrt smo namenili restavraciji, ki ima potrebo po
pokritju zunanje terase v primeru dežja ali močnega opoldanskega sonca. Ob zmernem, lepem
vremenu je terasa lahko odkrita, zato smo izdelali senčilo, ki ga lahko po potrebi odpremo ali
zapremo. Odločili smo se za sistem zlaganja, ker je zanimiv in neobičajen, poleg tega pa z
nagibom posameznih delov dosežemo dobro odvajanje vode. Vsak del je sestavljen iz dveh
plasti tekstilnega materiala, ki sta ob robovih, kjer se izvede gubanje zavarjeni skupaj. Tak
način izdelave nam omogoča, da je spodnji material preluknjan z vzorčki in pri tem ne ogrozi
zaščito pred dežjem. Pomembni sta le izbira barve zgornjega sloja, ki mora biti svetel, da ne
povečuje segrevanja, in vrhnja stran spodnjega sloja, ki je za boljšo refleksijo srebrna.
Dom. Drugo senčilo za zimski vrt smo namenili steklenemu zimskemu vrtu za dom.
Zimski vrt je v osnovnem pomenu namenjen varovanju občutljivih rastlin pred hudo vročino
ali pozebo. Skozi čas se je uporaba zimskega vrta spremenila, saj nam lahko tudi omogoča
stik z naravo v vseh letnih časih. V današnjem času se zimski vrt poleg shranjevanja rastlin
uporablja za oddih, kot jedilnico, sprejemnico, delovni kotiček ali celo otroško igralnico. Pri
senčenju take konstrukcije je najbolj pomembna možnost zunanjega senčenja strehe, saj se v
nasprotnem primeru lahko začne cel objekt pregrevati, kar pomeni potrebo po vgradnji
klimatske naprave in s tem zvišanju stroškov ter odmik od narave. Izbrali smo senčilo, ki
pokrije celotno streho izbranega zimskega vrta.
3.2 Uporabljeni materiali
Pri projektiranju novih objektov in sanaciji starih prihaja vse bolj v ospredje zahteva po
zniževanju stroškov vzdrževanja konstantne temperature notranjih prostorov, saj smo v
Sloveniji izpostavljeni velikim temperaturnim razlikam med poletjem in zimo. Poleg izolacije
in novih materialov v gradbeništvu nam to omogočajo tudi pravilno izbrana senčila. Pri tem
velja posebej izpostavili zunanja senčila, saj lahko z njimi skoraj vedno dosežemo 90 %
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 17 -
toplotno zaščito, v primerjavi z notranjimi, s katerimi dosežemo največ 50 % toplotno zaščito
prostora [11].
Glede na model senčila lahko izberemo različne materiale, ki pa niso omejeni samo na
tekstilije. Brisoleji in paneli so običajno iz aluminija, lahko pa so tudi stekleni, leseni ali iz
nerjaveče pločevine. Za screen roloje je poleg klasičnih tekstilnih materialov na voljo tudi
tkanina iz nerjavečega jekla.
Za jadrna senčila, ki nimajo potrebe po popolni zaščiti pred dežjem smo izbrali material
Soltis 92 proizvajalca Serge Ferrari [12], saj dobro ščiti pred toploto, ima visoko odpornost in
dimenzijsko stabilnost, je tanek in lahek zaradi Precontraint tehnologije, ki jo je patentiralo
podjetje Serge Ferrari. Na sliki 6 so našteti vsi tehnični podatki tekstilnega materiala in
standardi, katerim material ustreza. Z vidika estetike smo izbrali Soltis 92, ker ponuja petdeset
različnih barv, kar nam omogoča izbiro najbolj primerne glede na okolje in lahko z njim
sestavimo različne barvne kombinacije.
Slika 6: Tehnični podatki materiala Soltis 92
Jadrna senčila s potrebo po zaščiti pred dežjem in zgornji material pri senčilu za zimski
vrt za restavracijo bomo izdelali z materialom Precontraint 502, ki ga prav tako proizvaja
Serge Ferrari. Od izdelka Soltis 92 se Precontraint 502 razlikuje predvsem po tem, da na
površini nima luknjic, kar kaže slika 6. Precontraint je prav tako kot Soltis 92 zaradi
posebnega načina izdelave lahek in vzdržljiv, dimenzijsko stabilen in dobro ščiti pred toploto,
poleg tega pa tudi proizvajalec potrjuje, da je material primeren za potiske.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 18 -
Slika 7: Material senčila za zimski vrt: na levi strani Precontraint 502, na desni strani Soltis 92 z
luknjicami
Za spodnji material pri senčilu za zimski vrt smo izbrali Soltis 99, ki je izdelan pri istem
podjetju in z istim načinom izdelave kot prejšnji dve, je pa izjemno lahek, ne obteži senčila in
ima dvostransko obarvanost. Na eni strani je namreč tekstilija srebrna, na drugi strani pa
poljubne barve.
Zimski vrt za dom smo prekrili z materialom Satine 5500, proizvajalca Mermet [10].
Posebnost tega izdelka je, da je mešanica steklenih vlaken in PVC (slika 8).
Slika 8: Tehnični podatki materiala Satine 5500
3.3 Risanje 3D modelov senčil
Risanje 3D modelov senčil smo izvedli v obeh izbranih programih. Najprej smo se morali
spoznati z uporabniškim vmesnikom, osnovnimi funkcijami in zmožnostmi posameznega
programa.
Stebre za senčila smo izdelali z manipulacijo primitivnih oblik (valji, kocke), za
izdelavo platen in drugih bolj kompleksnih oblik pa smo uporabili ravnine, ki smo jih
deformirali s pomočjo različnih modifikatorjev. Temu je sledil postopek teksturiranja, kjer
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 19 -
smo na izdelan model postavljali teksture in materiale. Sledila je izbira osvetljevanja in
položaja kamere. Nazadnje smo izdelek upodobili s pomočjo razširitev (V-Ray za 3ds Max in
Cycles za Blender).
Problem tektsturiranja kompleksnih površin se je pojavil pri dveh od petih modelov, saj
je jadro za igrala sestavljeno iz treh različnih delov z nepovezanimi vzorci, senčilo za
parkirišče pa ima vzorec, ki izmenično spreminja barvo, a ohranja smer in velikost črt. Za
lažjo postavitev in oblikovanje vzorca (teksture) smo uporabili tehniko odvijanja UV map
(ang. unwrapping). Pri tej tehniki smo s programom postavili UV mape geometrije na ravno
ploskev, ki je bila potem projicirana na geometrijo iz izbrane osi (slika 9) [4, 6, 18].
Slika 9: Pripravljena UV mapa, UV mapa s teksturo, projekcija teksture na geometrijo s pripravljeno UV
mapo
3.3.1 Predstavitev uporabniškega vmesnika v programu 3ds Max
Ob zagonu programa 3ds Max se nam prikaže privzeti uporabniški vmesnik (slika 10), ki je
sestavljen iz šestih pomembnih oken:
menijska vrstica;
osnovna orodna vrstica;
trak za modeliranje;
ukazne plošče;
delovna površina;
časovnica.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 20 -
Slika 10: Uporabniški vmesnik programa 3ds Max
Na vrhu zaslona imamo naslovno vrstico in menijsko vrstico, v kateri so meniji
razporejeni glede na funkcionalnost. Menijska vrstica se začne z zelenim menijem aplikacija,
temu pa sledi meni uredi (ang. edit), orodja (ang. tools), skupine (ang. group), pogledi (ang.
views), ustvari (angl. create), modifikatorji (modifiers), animacija (ang. animation),
urejevalnik krivulj (ang. graph editors), upodabljanje (ang. rendering), prilagajanje (angl.
customize), MAXScript in pomoč (ang. help). Pod meniji je osnovna orodna vrstica, kjer so
na voljo osnovne funkcije, ki jih lahko izvajamo, kot so premikanje, rotiranje in spreminjanje
velikosti. Poleg osnovnih funkcij je v orodni vrstici med drugim tudi urejevalnik materialov
(ang. material editor) in pogovorno okno za upodabljanje (ang. render setup). Pod osnovno
orodno vrstico je trak za modeliranje, ki vsebuje vsa orodja, ki jih potrebujemo za modeliranje
s poligoni. Na desni strani ekrana so ukazne plošče (ang. command pannels), s katerimi lahko
dostopamo do večine funkcionalnosti, ki jih nudi 3ds Max. Obstaja šest različnih ukaznih
plošč: ustvari (ang. create), prilagodi (ang. modify), hierarhija (ang. hierarchy), gibanje (ang.
motion), prikazovanje (ang. display), orodja (ang. utilities).
Delovna površina, kjer vidimo in prilagajamo sceno in objekte, je zelo pomembna in
zaseda največji del zaslona. Razdeljena je na štiri dele (viewports), ki predstavljajo štiri
različne poglede: zgornji, levi, sprednji in perspektiva. Le eden od teh je lahko aktiven ob
istem času in je med uporabo obrobljen z rumeno barvo. Po potrebi lahko posamezne dele
povečamo na celozaslonski način in nato zopet zmanjšamo, tako da imamo pred seboj spet
vse štiri poglede ali pa si velikosti oken posameznega pogleda prilagodimo po potrebi.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 21 -
Na dnu zaslona je časovnica in animacijski drsnik, ki služita izdelavi animacije.
Spodaj levo je del namenjen uporabnikom MAXScript, na sredini spodaj pa so orodja
za transformacijo za vpisovanje natančnih koordinat ali mer.
3.3.2 Risanje modelov senčil v programu 3ds Max
Igrala. Preden smo začeli z delom v programu, smo obiskali spletno stran Turbosquid [17] in
si med brezplačnimi modeli izbrali igrala, ki so primerna za postavitev senčil. Spletna stran je
baza 3D modelov, namenjena nekomercialni uporabi. Po prenosu datoteke na računalnik in
uvozu v program 3ds Max, smo lahko pričeli z izdelavo.
Glede na izbrana igrala smo si zamislili okvirno velikost in obliko, ki smo jo želeli
izdelati in jo razdelili na tri dele (slika 11, levo zgoraj). Začeli smo z izdelavo stebrov, katerih
položaj smo prilagodili igralom in želeni obliki. Skušali smo postaviti minimalno število
stebrov in hkrati doseči razgibanost vseh treh jader. Nato smo izdelali natančno obliko
posameznih jader, katerih robovi niso ravni, pač pa rahlo konkavni za povečano dimenzijsko
stabilnost. Sledilo je povezovanje jader in stebrov z vrvjo.
Naklone senčil smo na začetku prilagodili obliki modela igral, vendar smo pozneje
razmislili, da moramo biti pozorni tudi na odvajanje vode v primeru dežja. Želeli smo doseči,
da se voda ne izliva na igrala ali igralno površino, zato smo naklone popravili, tako da voda
odteka ob robovih igralne površine (slika 11, desno zgoraj, levo spodaj).
Sledila je izdelava UV mape, ki nam je omogočila lažjo izdelavo vzorca, prilagojenega
za obliko jader. Vzorec izdelan v programu Photoshop smo uvozili kot teksturo, tej pa smo
prilagodili parametre, tako da je končni izdelek dobil realistični izgled. Zadnja stopnja
izdelave igral je bilo upodabljanje z dodatkom V-Ray.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 22 -
Slika 11: Igrala v 3ds Max
Restavracija. Najprej smo poiskali model stavbe, primerne za restavracijo. Delo smo
začeli z izdelavo konstrukcije, na katero smo želeli postaviti senčilo. Želeli smo zasenčiti
teraso pred celotno dolžino stavbe, ki pa je precej velika, zato smo prvotno veliko
konstrukcijo razdelili na manjše dele. Običajno tak tip senčila izdelamo iz največ dveh delov,
tako da je vsak nagnjen k zunanjemu robu in voda v primeru dežja ne odteka po sredini
pokritega prostora. Zaradi velikosti stavbe smo tokrat konstrukcijo razdelili na tri dele, pri tem
pa se je pojavilo vprašanje reševanja odtekanja vode, saj nismo želeli, da voda odteka po
terasi restavracije (slika 12). Problem smo rešili s stopnjevanjem višine posameznih delov in
ureditvijo odtekanja od najvišjega proti najnižjemu z rahlim nagibom (slika 13).
Sledila je izdelava obeh plasti tekstilij in gubanje, ki posnema realen izgled takega tipa
senčila, saj nikoli ni popolnoma izravnano. Nazadnje smo izbrali material za zgornjo plast
senčila v beli barvi in za spodnjo plast v srebrni ter svetlo rumeni barvi. Sledila je aplikacija
perforacije na spodnjo plast z uporabo maske, ki naredi bela območja na teksturi prosojna. Ob
koncu smo dodali še modele dreves, miz in stolov ter izvedli upodabljanje s pomočjo dodatka
V-Ray.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 23 -
Slika 12: Restavracija v 3ds Max 1
Slika 13: Restavracija v 3ds Max 2
Parkirišče. Želeli smo se preizkusiti v izdelavi parkirišča, ki bi bilo kot samostojna
enota primerno za zasebno uporabo, kot skupina pa za prekrivanje večjih javnih parkirišč.
Najprej smo izdelali stebre in jadro za eno enoto. Sledili smo nasvetom za izdelavo
pravokotnih jadrnih senčil, ki pravijo, naj bo pravokotno jadro na sosednjih in nasprotnih
ogliščih vpeto na različne višine. Model smo nato kopirali in prilepili ter po potrebi zrcalili, da
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 24 -
smo dosegli učinek razgibanosti in si hkrati olajšali delo (slika 14, levo zgoraj). Popraviti je
bilo potrebno samo višino končnih stebrov.
Sledila je izdelava UV mape, na podlagi nje pa smo izdelali teksturo. Zanimivo je bilo
opazovati, kako različni vzorci izpadejo na tako simetrično razgibani površini. Vzorec s
črtami je sam po sebi zelo preprost, na modelu pa nas je pozitivno presenetil.
Za boljšo predstavo o obliki in velikosti smo modelu senčil dodali 3D model
avtomobila, ki smo ga izbrali na spletni strani Turbosquid. Zaključili smo z upodabljanjem z
dodatkom V-Ray.
Slika 14: Parkirišče v 3ds Max
3.3.3 Predstavitev uporabniškega vmesnika v programu Blender
Ob zagonu programa Blender se nam na zaslonu prikaže privzet uporabniški vmesnik (slika
15), ki ga lahko z dodajanjem modulov,spreminjanjem velikosti in položaja prilagodimo
lastnim potrebam.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 25 -
Slika 15: Uporabniški vmesnik programa Blender
Uporabniški vmesnik lahko razdelimo na sedem osnovnih oken:
glavna menijska vrstica;
orodja;
delovna površina (tudi 3D pogled na sceno);
menijska vrstica pod delovno površino;
časovnica;
orisno okno;
lastnosti.
V glavni menijski vrstici lahko izbiramo med naslednjimi okni: datoteko (ang. file),
dodajanjem (ang. add), upodabljanjem (ang. render), oknom (ang. window) in pomočjo (ang.
help). Sledi trenutno izbran razpored oken, ki je na začetku privzet (ang. default) in ga lahko
spremenimo glede na končni izdelek in način izdelave. Stalno je prikazan tudi podatek o
verziji Blenderja, ki ga uporabljamo in število oglišč, ploskev, označenih objektov, luči,
podatkov o porabi spomina ter trenutno izbrani objekt.
Prva funkcija orodij je spreminjanje (ang. transform), s pomočjo katere lahko objekt
premikamo, vrtimo, mu spreminjamo velikost in izvor. Sledi možnost objekt (ang. object), s
katerim lahko izbran objekt podvojimo, izbrišemo ali ga združimo z drugim. Tretje orodje je
senčenje (ang. shading), ki je lahko mehko ali ostro. Sledijo časovni okvirji (ang. keyframes),
ki jih lahko vstavimo ali odstranimo. Peta funkcija orodij je možnost premikanja poti (ang.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 26 -
motion paths), ki omogoča računanje poti in odstranjevanje. Naslednja pa je funkcija ponovi
(ang. repeat), s katero lahko ponovimo zadnjo sceno ali poiščemo starejšo v zgodovini.
3D pogled na sceno (ang. viewport) je namenjen izdelavi 3D modela in je najbolj
uporabljena delovna površina pri izdelovanju modela. Na sredini je kocka, ki predstavlja
objekt, na desni je kamera, na levi pa vir svetlobe.
Najpomembnejši elementi menijske vrstice pod 3D pogledom na sceno so načini
manipulacije, izris objekta in 3D transformacije objekta.
Časovnica služi za izdelavo računalniške animacije, kjer s premikanjem objekta ob
različnem času na različen način te spremembe povežemo v dogajanje.
Orisno okno predstavlja celotno sceno in vključuje vse objekte, plasti osvetlitev in
kamero.
Najobsežnejši je modul z lastnostmi objekta, v katerem je enajst gumbov, s katerimi
podrobneje razdelimo lastnosti, in sicer: gumb za upodabljanje (ang. render), scena, svet (ang.
world), objekt, omejitve objekta (ang. object constraints), modifikatorji (ang. modifiers),
podatki objekta (ang. object data), materiali, teksture, delci (ang. particles), fizika (ang.
phsysics).
3.3.4 Risanje modelov senčil v programu Blender
Vikend. Delo smo začeli v programu 3ds Max, kjer smo najprej izdelali primitivni model
eksotične hiše in ga uvozili v program Blender. V Blenderju je sledila izdelava oblike
tekstilnega materiala za jadro ter postavljanje v prostor. Izdelali smo trikotno obliko jadra in
robova krajše stranice umestili med točki vpetja ob robovih balkona. Dve točki vpetja smo
izbrali, da smo zmanjšali število stebrov in hkrati povečali senco, ki jo nudi senčilo s senco, ki
nastane pod balkonom (slika 17). Oglišče med daljšima stranicama smo vpeli na steber (slika
16), ki smo ga izdelali z orodjem za izdelavo valjev. Sledilo je projiciranje teksture na
tekstilni material, dodajanje pohištva in upodabljanje z dodatkom Cycles.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 27 -
Slika 16: Vikend v Blenderju 1
Slika 17: Vikend v Blenderju 2
Dom. Uporabili smo model hiše, ki smo ga predhodno izdelali v programu 3ds Max za
potrebe senčila za vikend in ga prilagodili. Nato smo izdelali model zimskega vrta,
primernega za vrsto senčenja, ki smo si jo zamislili. 3ds Max in Blender sta kompatibilna
programa, kar nam je omogočilo, da smo izdelan model uvozili v Blender. Najprej smo
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 28 -
izdelali valj za navijanje materiala, nato je sledila izdelava senčila in stranskih nosilcev. Ker
je streha zimskega vrta pravokotna (slika 18, vzorec je viden na desni strani), nismo imeli
posebnih omejitev pri obliki in smo zato lahko vzorec izdelali že predhodno. Zadnja stopnja
izdelave tega senčila je bilo upodabljanje z dodatkom Cycles.
Slika 18: Dom v Blenderju
3.4 Oblikovanje vzorcev tekstilnih površin
Senčila s potiski srečamo marsikje, vendar je večina teh potiskana z napisi sponzorjev in
drugim reklamnim tiskom. Pri nas potiski v dekorativne namene niso uveljavljeni.
Proizvajalci senčil in projektanti jih zato običajno ne ponujajo, s tem pa ne izkoristijo
priložnosti za ponudbo drugačnih izdelkov. Primer dekorativnega tiskanja na senčila je
Osnovna šola Šturje v Ajdovščini, kjer sredino stavbe bogati približno štiri metre visoka in
deset metrov dolga slika z barvitim motivom narave. Na levi strani slike 19 je fotografija
osnovne šole s potiskom na senčilu, na desni pa prirejena fotografija, na kateri smo potisk
digitalno odstranili in izbrali enako barvo, kot je fasada.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 29 -
Slika 19: OŠ Šturje, na levi strani je senčilo s potiskom, na desni strani je potisk odstranjen
Šola na desni sliki sama po sebi ni neprivlačna, zato morda šele s primerjavo vidimo, da
potisk na levi sliki poživi šolo in jo poveže z njenim okoljem, z modrim nebom in rdečo potjo
ter, da je šola na levi vizualno bolj privlačna za otroke.
Vzorce za senčila smo izdelali s programom Photoshop. Photoshop je računalniški
program za izdelavo slik in obdelavo fotografij ter drugih grafik na računalnikih z
operacijskim sistemom Windows in OS X. Izdeluje ga podjetje Adobe Systems, poznano pod
imenom Photoshop, ki je na tržišču od leta 1990, prva pa sta ga izdelala brata Thomas in John
Knoll leta 1988. Od oktobra 2003 dalje ima Photoshop v imenu tudi CS, kar je kratica za
Creative Suite, pod čimer so združeni različni grafični programi podjetja Adobe. Photoshop je
vsestranski program, ki nudi orodja za risanje, barvanje, retruširanje, merjenje, izbiranje in
vpisovanje. Deluje na sistemu plasti (angl. layers), kar omogoča urejeno in nadzorovano
spreminjanje predmeta obdelave ali izdelave.
Izdelali smo pet različnih motivov, štirje so za tisk in eden je za izrezovanje. Vzorci, ki
smo jih izdelali za tisk, so namenjeni vsakemu posameznemu modelu senčila . Izdelani so z
mislijo na končnega uporabnika, lokacijo ter vrsto senčila. Vzorci se zato tematsko ne
povezujejo in se ne držijo skupne barvne sheme.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 30 -
Igrala. Vzorec za igrala je barvit in živahen. Za največje jadro smo uporabili oranžno
barvo, ki se ujema z izbranimi igrali, stranski dve manjši jadri pa sta v živahni rumeni in
zeleni barvi. Navdih za vzorec smo našli v otroških risbah, ki pogosto krasijo okolico igralne
površine. Del motiva prestavljajo ljudske otroške igre, kot so ristanc, križci krožci in zemljo
krast, ki počasi tonejo v pozabo. Vzorec je dopolnjen s soncem, rožami, oblakom, abecedo in
barčico (slika 20).
Slika 20: Vzorec za igrala
Vikend. Vzorec za vikend na morju so navdihnili maroški vzorci, ki se ujemajo z
eksotično obliko hiše, ki smo si jo zamislili. Vzorec predstavlja ponavljajočo obliko
štiriperesne deteljice (slika 21), ki ima lahko več pomenov. Štiriperesna deteljica je starodavni
simbol sreče, v krščanstvu naj bi predstavljala štiri pisce evangelijev, v indijanski kulturi
ponazarja štiri smeri neba. Takšno deteljico lahko brez težav razdelimo na enake dele ali iz
nje izdelamo druge oblike, zato predstavlja tudi harmonijo, simetrijo in proporcionalnost [8].
Nežno rumeno barvo peska in čisto belo barvo smo izbrali, da se lahko senčilo skoraj zlije s
hišo, na katero je pritrjeno.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 31 -
Slika 21: Vzorec za vikend
Parkirišče. Vzorec za parkirišče je sestavljen iz črt na beli podlagi, ki se povezujejo in
spreminjajo barvo (slika 22). Želeli smo izdelati nevpadljiv, a hkrati zanimiv vzorec, zato smo
črte postavili poševno in izbrali travnato zeleno ter nebeško modro barvo. Ti dve barvi smo
izbrali, ker ponazarjata nebo in zemljo. Če želimo, da nastane senca, ju je potrebno ločiti med
seboj.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 32 -
Slika 22: Vzorec za parkirišče
Restavracija. Vzorec za restavracijo je izdelan v črno beli varianti, saj nima barvnih
potiskov, pač pa je namenjen izrezovanju (slika 23). Dele v črni barvi smo morali previdno
narisati, tako da niso pretanki, saj črna barva predstavlja material, bela pa izrezane oblike.
Navdihnile so nas organske oblike, podobne strukture namreč najdemo na naši koži, listih in
lesu.
Slika 23: Vzorec za izrezovanje za restavracijo
Dom. Inspiracijo za vzorec za dom, smo našli v tradicionalnih ajdovskih strehah, kjer so
strešniki pokriti s kamenjem, ki jih ščiti pred burjo. Vijolične barve smo izbrali na podlagi
izdelane hiše v roza barvi, zelenkasti odtenki v modro-vijoličnem temelju pa ponazarjajo
rastline v zimskem vrtu (slika 24).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 33 -
Slika 24: Vzorec za dom
3.5 Animacija senčil z vgrajenimi tekstilnimi materiali
Animacijo smo izdelali za dve senčili, ki imata potrebo po spreminjanju položaja. To sta obe
senčili za zimski vrt, restavracijo, ki je izdelana v 3ds Max in dom, izdelan v programu
Blender.
Restavracija. Animacijo spreminjanja položaja senčila smo izdelali v programu v 3ds
Max. Težiščno točko (ang. pivot point) smo premaknili proti stavbi, tako da je med
manjšanjem ena stranica mirovala, druga pa se je približevala. S tem smo dosegli videz
zloženega senčila. Poleg tega smo senčilo tudi zvečali v višino, da smo dosegli realistični
videz gubanja (guba se podaljša).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 34 -
Slika 25: Zajem zaslona med izdelavo animacije v 3ds Max
Dom. Spreminjanje položaja senčila za dom smo animirali v programu Blender.
Animacijo smo ustvarili z dvema enostavnima premikoma. Najprej smo ploskev, ki
predstavlja senčilo, premikali v ravnini proti hiši, tako da se je material skril v steno hiše, nato
pa smo tulec za navijanje materiala rotirali. Videz spravljanja senčila na tulec smo dosegli z
obema premikoma skupaj.
Slika 26: Zajem zaslona med izdelavo animacije v Blenderju
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 35 -
4 REZULTATI Z DISKUSIJO
Z virtualnim modeliranjem smo raziskovali ali je mogoče pripraviti animirane 3D modele
senčil, primerjali končne rezultate izdelane s prostodostopno in komercialno programsko
opremo.
Rezultat dela je upodobitev posameznih 3D modelov senčil, predstavljenih iz različnih
pogledov. Skušali smo predstaviti senčilo kot celoto, pogled na senčilo iz perspektive
opazovalca in zanimive detajle ali igre vzorcev. Uporabili smo različne nastavitve parametrov
v orodjih za upodabljanje, da smo lahko dosegli najboljše rezultate.
Ustrezne 3D modele senčil in animacijo gibljivih delov smo uspešno izdelali v obeh
izbranih programih. Za vrednotenje rezultatov, smo med seboj primerjali upodobljene slike
posameznih senčil, glede na kvaliteto osvetlitve in senc, definicijo materialov, ostrino robov
ter detajle.
4.1 Risanje 3D modelov in upodabljanje
Igrala. Za predstavitev modela igral smo z dodatkom V-Ray upodobili tri slike. Za
prikaz zasenčevanja igral smo izbrali osvetlitev od zgoraj, tako da se sence izrišejo skoraj
neposredno pod jadrom. Sence so ostre in natančne, ker pri izdelavi ni prišlo do prekrivanja
senčil, lahko vidimo tudi prostor, kjer je senca med posameznimi jadri prekinjena. Na sliki 27
smo izbrali pogled od daleč, ki najbolje prikazuje dejansko postavitev in izgled senčil ter
njihovo velikost v primerjavi z igrali. Ta pogled tudi jasno prikazuje potiske na senčilu, ne
pokaže pa, da se posamezne risbe nadaljujejo iz enega jadra na drugo. Temu služi slika 29, ki
predstavlja pogled od zgoraj, na kateri lahko vidimo zemljo, razdeljeno med oranžno in
rumeno jadro ter polžka, razdeljenega med zeleno in oranžno jadro.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 36 -
Slika 27: Igrala - pogled od daleč
Na sliki 28 je predstavljen otrokov pogled, kjer vidimo, da ima otrok med igranjem nad
seboj vedno modro nebo. Želeli smo namreč obdržati občutek igranja na prostem, kljub temu
da smo otroka pred škodljivimi vplivi zaščitili in raje izbrali modro obarvano platno namesto
klasičnega belega.
Slika 28: Igrala - otrokov pogled
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 37 -
Slika 29: Igrala - pogled od zgoraj
Vikend. Vikend smo upodobili z dodatkom Cycles in izdelali tri slike. Na prvi (slika
30) smo predstavili pogled stavbe s senčilom od daleč ter tako prikazali velikost senčila v
primerjavi s stavbo, velikost sence, ki jo nudi skupaj z balkonom in položaj vpetja senčila na
balkon.
Slika 30: Vikend - pogled od daleč
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 38 -
Slika 31 prikazuje perspektivo človeka, ki prihaja iz smeri vrat in se nahaja v bližini
stolov. Vidimo, da senčilo nadaljuje moderne ravne linije balkona in ne zastira pogleda okrog.
Steber, na katerega je senčilo vpeto, je nevpadljiv in komaj opazen.
Slika 31: Vikend - pogled človeka
Na sliki 32 je prikazan pogled od zgoraj, kjer je vzorec lepo viden, hkrati pa je vidna
tudi razlika v ostrini senc v primerjavi s slikami igral upodobljenimi z dodatkom V-Ray. Pri
vikendu se senčilo in balkon ne dotikata, zato je senca na tleh med njima prekinjena, vendar je
prekinitev komajda vidna in so meje zabrisane.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 39 -
Slika 32: Vikend - pogled od zgoraj
Parkirišče. Tri slike, ki prikazujejo senčilo za parkirišče smo upodobili z dodatkom V-
Ray. Na sliki 33 smo predstavili pogled na parkirišče iz daljave. Slika je namenjena prikazu
razgibanih oblik, predvsem pa velikosti senčila in sence, ki jo nudi. Za boljšo predstavo o
velikosti smo na tla narisali črte.
Slika 33: Parkirišče - pogled od daleč
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 40 -
Na sliki 34 je prikazan pogled človeka, ki hodi proti svojemu avtomobilu. Vidimo, da je
spodnja stran senčila bela, da odbija svetlobo, ki jo sonce meče na razgibane oblike ob
zgodnjih jutranjih in poznih popoldanskih urah.
Slika 34: Parkirišče - pogled človeka
Slika 35: Parkirišče - igra vzorcev in oblik
Slika 35 prikazuje igro vzorcev in oblik. Na tej sliki jasno vidimo, da je prvotno
izdelana samostojna enota zrcaljena in večkrat podvojena.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 41 -
Restavracija. Restavracijo smo predstavili s tremi slikami z dodatkom za upodabljanje
V-Ray. Na sliki 36 je prikazan pogled na skoraj celoten objekt restavracije in senčila, ki
pokrivajo teraso pred njo. Na sliki vidimo stopnjevanje višin posameznih delov senčila in
nagib, ki je najbolj viden pri sredinskem senčilu s spremljanjem dekorativne črte, ki poteka po
sredini stavbe in robom senčila.
Slika 36: Restavracija - pogled od daleč
Slika 37 predstavlja pogled človeka, ki stoji pred najnižjim senčilom in ima pogled
usmerjen proti restavraciji. Vidni sta obe plasti materiala, ki običajno sestavljata to vrsto
senčila za zimski vrt, delno pa je vidna tudi perforacija na temnem materialu. Senca, ki
nastane pod senčilom ima oster rob, na tleh je viden trak nezasenčene površine, ki nastane
med konstrukcijo in senčilom.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 42 -
Slika 37: Restavracija - pogled človeka
Detajl luknjičastega videza je predstavljen na sliki 38, ki prikazuje pogled človeka ki
stoji pod senčilom in gleda navzgor.
Slika 38: Restavracija – detajl luknjičastega videza
Dom. Drugo senčilo za zimski vrt smo izdelali z dodatkom za upodabljanje Cycles. Na
prvi sliki (slika 39) je predstavljen pogled na hišo, zastekljen zimski vrt in senčilo od daleč.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 43 -
Sence so v tem primeru vidno mehkejše, tiste, ki so za stekleno površino v zimskem vrtu, pa
so komaj vidne.
Slika 39: Dom - pogled od daleč
Pogled človeka od znotraj je prikazan na sliki 40, kjer vidimo, da smo za spodnjo plast
senčila izbrali belo barvo, ki se ujema s konstrukcijo. Steklo zimskega vrta je nekoliko motno
in nima pravih lastnosti stekla.
Slika 40: Dom - pogled človeka od znotraj
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 44 -
Slika 41 prikazuje pogled od zgoraj, kjer je lepo viden vzorec senčila, ki je orientiran
pravokotno na fasado.
Slika 41: Dom - pogled od zgoraj
V tabeli 2 smo primerjali lastna opažanja o kvaliteti osvetlitve in senc, definiciji
materialov, ostrini robov in detajlih glede na program, ki smo ga uporabili za izdelavo senčila.
Tabela 2: Primerjava med modeli različnih senčil glede na uporabljeni program
Model
senčila
Program Kvaliteta
osvetlitve in
senc
Definicija
materialov
Ostrina robov Detajli
Igrala
Parki-
rišče
Restav-
racija
3ds Max
+ V-Ray
Sence so ostre
kot bi pri
sončni svetlobi
pričakovali,
slika je ostra,
ni zrnavosti.
Sistem za
definicijo
materialov je
robusten,
zlahka
dosežemo
videz različnih
materialov.
Vsebuje
robustne
algoritme za
glajenje robov,
zlahka
dosežemo ostro
sliko.
Z uporabo
različnih tehnik
upodabljanja in
nastavitev
lahko
dosežemo
popolno
ostrino.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 45 -
Vikend
Dom
Blender
+ Cycles
Sence so
premehke,
slika je zrnasta,
kvaliteta
osvetlitve
vidno slabša.
Sistem za
materiale
podobno
robusten kot V-
Ray, slabosti se
pojavijo pri
upodabljanju,
predvsem
materiali z
odsevom, kot
na primer
steklo pri
senčilu za dom,
so vidno slabše
kvalitete.
Tudi z
Blenderjem
lahko tu
dosežemo
dobre rezultate,
čeprav z manj
nastavitvami.
Tudi z
naprednimi
nastavitvami,
ki zahtevajo
veliko časa, je
trenutno skoraj
nemogoče
dobiti rezultat
brez zrnavosti;
posebej
problematično
pri področjih
visokega
kontrasta,
sencah in
odsevih.
Izkazalo se je, da so grafike, izdelane s programom 3ds Max z dodatkom V-Ray boljše
od tistih, izdelanih s programom Blender z dodatkom Cycles. Največja razlika se pojavi v prid
3ds Max in V-Ray, saj lahko z njima izdelamo izjemno ostro sliko, s sencami, ki oponašajo
realne sence različnih objektov. Razliko pa smo opazili tudi v hitrosti upodabljanja, kjer se je
zopet bolje izkazal V-Ray.
S postopkom izdelave modelov in končnimi rezultati modela v Blenderju smo bili zelo
zadovoljni, zato sklepamo, da veliko razliko naredi orodje za upodabljanje. Veljalo bi
preizkusiti V-Ray za Blender [20], ki je brezplačen in dostopen pod GNU GPL licenco,
vendar moramo imeti za uporabo naložen dodatek V-Ray Standalone [21]. Ta dodatek je
plačljiv, njegova priporočena cena je 350 €, ki pa je občutno nižja od orodja V-Ray za
program 3ds Max, za katerega predvidevajo ceno 750 €.
Tako primerljive rezultate smo uspeli doseči zgolj zato, ker smo z oceno obeh
programov v študiji [16] o 3D simulaciji tekstilij, izbrali dva programa s podobnimi
zmogljivostmi. Menimo, da bi brez predhodne raziskave o zmožnostih dveh različnih
programov težko dosegli takšno ujemanje rezultatov.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 46 -
4.2 Animacija
Z animacijo smo pokazali uporabnost senčil za zimski vrt, saj lahko vidimo spreminjanje
sence in možnosti odpiranja.
Restavracija. Vsako od treh enot senčila smo animirali posebej, neodvisno od ostalih
dveh. Na sliki 42 vidimo, da lahko senčilo zaseda vse stopnje med popolnoma odprtim in
popolnoma zaprtim. Pozornost smo morali nameniti gubanju pri zapiranju in odpiranju, saj
smo želeli, da animacija posnema realen videz gubanja takega senčila. Ob zapiranju
posameznih delov senčila lahko opazujemo spreminjanje osvetlitve tal in pohištva pod
konstrukcijo.
Slika 42: Animacija senčila za restavracijo v slikovnem zaporedju
Dom. Animacija senčila je bila enostavna, saj detajlna animacija navijanja tkanine za
vizualizacijo ni potrebna, ampak lahko ploskev samo premikamo v stavbo in z rotiranjem
tulca za navijanje ustvarimo iluzijo navijanja materiala. Med animacijo lahko spremljamo
premikanje sence v zimskem vrtu, kar je lepo vidno na sliki 43.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 47 -
Slika 43: Animacija senčila za dom v slikovnem zaporedju
Izdelani animaciji smo združili in objavili na svetovnem spletu, v obliki kratkega
predstavitvenega videa.
Obe animaciji sta bili zelo preprosti, saj smo za animacijo elementov uporabljali samo
enostavne tehnike večanja, manjšanja, preoblikovanja in rotacije. Podobno kot pri
upodabljanju smo med programoma opazili razliko v hitrosti izdelave animacije, tudi tokrat je
bil V-Ray hitrejši. Razlika v času upodabljanja je v primeru animacije še bolj opazna, ker jo
sestavlja veliko število sličic in se razlika z vsako upodobljeno sličico poveča. Animacija,
izdelana v Blenderju, je po videzu bolj zrnata, v primerjavi s tisto izdelano v 3ds Max. Te
razlike pa za potrebe vizualizacije niso bistvene, saj je delovanje senčila in spreminjanje
senčenja dovolj dobro prikazano v obeh programih.
4.3 Obravnava hipotez
Prva hipoteza, ki pravi, da je z virtualnim modeliranjem možno pripraviti ustrezne modele
senčil (oz. drugih form, ki vsebujejo tudi tekstilne materiale), je potrjena. Podpira jo vseh pet
izdelanih modelov senčil, ki vsebujejo tekstilne materiale in so bili uspešno izdelani.
Prav tako smo potrdili tudi drugo hipotezo, ki pravi, da so odprtokodni programi
(Blender, SketchUp) prav tako uporabni za vizualizacijo 3D tekstilnih form kot komercialni
programi. Ugotovili smo, da razlike med končnimi rezultati sicer obstajajo, vendar za potrebe
vizualizacije nimajo bistvenega pomena.
http://youtu.be/RfSrCA06wBk
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 48 -
5 SKLEP
3D modeliranje in vizualizacija senčil imata za uspeh podjetij, ki se ukvarjajo z izdelavo
senčil, čedalje večjo vlogo. Virtualne prototipe senčil je potrebno hitro in učinkovito
predstaviti, prilagajati in po potrebi spreminjati. Pri tem pa je pomembno tudi, da podjetje
nima dodatnih stroškov z dragimi licencami za programe, saj 3D modeliranje ni primarna
dejavnost in izvor prihodkov takega podjetja.
V diplomskem delu smo ugotovili, da cena programa nima bistvenega vpliva na izgled
3D modela senčil, namenjenega vizualni predstavitvi. Brezplačen program Blender nam je
namreč omogočil izdelavo 3D modela, ki je vizualno primerljiv s podobnim modelom,
izdelanim v komercialnem programu 3ds Max. Oba programa sta zahtevala enako
razumevanje modeliranja in teksturiranja, proces izdelave 3D modela je bil prav tako zelo
podoben. Med delom se nismo soočali s problemi, ki bi bili v programu 3ds Max rešljivi, v
programu Blender pa ne ali obratno. Pri upodabljanju pa smo spoznali, da prihaja do velikih
razlik med kakovostjo končnih rezultatov, izdelanih s pomočjo dodatkov V-Ray in Cycles.
Izkazalo se je, da so modeli senčil za igrala, parkirišče in restavracijo upodobljeni z V-Ray,
višje kvalitete in bolj profesionalnega videza od modelov za vikend in dom. Ocenjujem, da bi
bil učinek perforacije na senčilu za restavracijo neopazen, če bi sceno upodobili z dodatkom
Cycles. Pri ostalih senčilih do bistvenih razlik za potrebe vizualizacije ne bi prihajalo.
Proces izdelave animacije v 3ds Max se nekoliko razlikuje od procesa v Blenderju,
predvsem zaradi razlik v videzu uporabniškega vmesnika obeh programov. Čas izdelave
animacije je s programom 3ds Max krajši, kar je razumljivo, saj smo razliko v času opazili že
pri upodabljanju ene slike. Kljub temu ocenjujemo, da je prikaz odpiranja senčila za potrebe
vizualizacije v obeh programih enakovreden, saj obe animaciji jasno prikažeta delovanje
senčila in spreminjanje senčenja prostora pod njimi, kar sta glavni lastnosti, ki zanimata kupce
takih senčil.
Kljub razlikam med upodobljenimi slikami in animacijami v obeh programih sklepamo,
da za vizualno predstavitev senčil in njihovega delovanja zadostuje uporaba programa
Blender, torej smo cilj diplomskega dela dosegli z uporabo prostodostopne programske
opreme.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 49 -
V prihodnje bi bilo dobro raziskati še primerjavo dejansko izdelanih senčil z modeli
senčil, izdelanih v različnih programih. Izbrali bi senčilo, ki ga je izdelalo podjetje Barklem
d.o.o., ga fotografirali ter posneli gibanje. Nato bi skušali v različnih programih poustvariti
3D model senčila, ki bi bil čim bolj podoben fotografiji in posnetku. Dobljene rezultate bi
primerjali z realnim senčilom in med seboj ter tako ugotovili prednosti in slabosti različnih
programov.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 50 -
SEZNAM UPORABLJENIH VIROV
[1] 3D modeling [svetovni splet]. Wikipedia The Free Encyclopedia. Dostopno na WWW:
http://en.wikipedia.org/wiki/3D_modeling. [13. 9. 2014].
[2] 3D Warehouse [svetovni splet]. Trimble. Dostopno na WWW:
https://3dwarehouse.sketchup.com [13. 9. 2014].
[3] 3ds Max [svetovni splet]. Autodesk. Dostopno na WWW:
www.autodesk.co.uk/products/3ds-max/overview [13. 9. 2014].
[4] An In-Depth Look at UV Mapping an Object in 3ds Max [svetovni splet]. Waylon art.
Dostopno na WWW: www.waylon-art.com/uvw_tutorial/uvwtut_01.html [16. 10.
2014].
[5] Blender [svetovni splet]. Blender. Dostopno na WWW: www.blender.org [13. 9. 2014].
[6] Blender 3D: Noob to Pro/UV Map Basics [svetovni splet]. Wikibooks. Dostopno na
WWW: http://en.wikibooks.org/wiki/Blender_3D:_Noob_to_Pro/UV_Map_Basics [16.
10. 2014].
[7] Computer simulation [svetovni splet]. Wikipedia The Free Encyclopedia. Dostopno na
WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_simulation [29. 9. 2014].
[8] Inspirational shape – The Quatrefoil [svetovni splet]. Studio Ten 25. Dostopno na
WWW: www.studioten25.wordpress.com/tag/meaning-and-history-of-the-quatrefoil
[29. 9. 2014].
[9] Introduction to computer animation [svetovni splet]. ACM SIGGRAPH. Dostopno na
WWW:
www.siggraph.org/education/materials/HyperGraph/animation/rick_parent/Intr.html
[29. 9. 2014].
[10] Mermet [svetovni splet]. Mermet. Dostopno na WWW: www.sunscreen-mermet.com
[24. 10. 2014].
[11] O podjetju [svetovni splet]. Barklem d.o.o. Dostopno na WWW: www.barklem.net/o-
podjetju---about.html [29. 9. 2014].
[12] SergeFerrari [svetovni splet]. Serge Ferrari. Dostopno na WWW:
www.sergeferrari.com [24. 10. 2014].
[13] SketchUp [svetovni splet]. SketchUp. Dostopno na WWW: www.sketchup.com [13. 9.
2014].
http://en.wikipedia.org/wiki