3D modelář Rhinoceros jako komplexní nástroj pro tvorbu šperků
Šperk - to je takové malé nic, chtělo by se říct. Zkuste se na něj ale podívat zblízka! Složité technické i organické tvary jsou tou pravou výzvou pro oblíbený modelovací program Rhinoceros, který vás provede celým procesem zhmotnění i té nejsložitější a nejbláznivější myšlenky.
Můžete začít digitalizací papírových skic a převedením těchto náčrtků do pozadí pohledu v Rhinu. Podle skic zhotovíte 3D model, ze kterého budete vytvářet vizualizace i fyzické prototypy, abyste nakonec vše završili přípravou forem pro sériovou výrobou - a to vše v prostředí jediného programu!
Přesné modelování
V Rhinu můžete veškeré rozměry a hodnoty zadávat buď "od ruky" pomocí myši, nebo lze cokoliv zadat exaktně numericky. Ať už se jedná o délky, poloměry, úhly nebo vzdálenosti, vždy můžete použít přesné číselné zadání. Ve vlastnostech dokumentu lze nastavit aktuální toleranci i jednotky a také chování různých modelovacích pomůcek.
Mezi nejvýznamnější nástroje pro přesné modelování patří uchopování objektů. Jedná se o "magnetické" přiskakování kurzoru do různých geometricky přesně definovaných míst - na nejbližší křivku nebo hranu, do konců, polovin, středů či průsečíků křivek a hran, do tečných nebo kolmých míst na křivce z daného bodu, do kvadrantů kuželoseček nebo do bodů. Mezi speciální uchopovací režimy patří tečna či kolmice vedená z bodu na křivce, trasování po ploše a specializovaný nástroj SmartTrack, který pomocí systému dočasných vodicích linek značně urychluje a usnadňuje 2D kreslení. Ve spodním stavovém řádku naleznete informace o aktuální pozici kurzoru a tlačítka pro zapnutí nebo vypnutí různých modelovacích pomůcek.
Snadné modelování složitých volných tvarů
Technologie plošného NURBS modelování, na které je program Rhinoceros postaven, nabízí pružnost a přesnost, která je dostačující i pro ty nejsložitější návrhy šperků, ať už jsou jejich tvary technicky strohé či organický rozmanité. NURBS geometrie pracuje s matematickými křivkami a plochami, které jsou dokonale hladké při jakémkoliv přiblížení. Narozdíl od polygonových modelovacích programů tedy nejsou povrchy modelu tvořeny jednotlivými ploškami, ale jsou ideálně plynulé. Na následujícím obrázku vidíte rozdíl mezi polygonovým modelem (vlevo) a modelem tvořeným hladkými NURBS plochami (vpravo):
Rhinoceros je kompatibilní s mnoha dalšími 3D programy. Dokáže pracovat s STL sítěmi a provádět na nich různé editační operace, analýzy a opravy. Schopnost přímého tisku na 3D tiskárnách jej zase předurčuje k nasazení v oblasti rapid prototypingu. Pracuje s křivkami, plochami, otevřenými spojenými plochami, uzavřenými tělesy i s polygonovými sítěmi bez omezení složitosti či tvaru.
3D model se obvykle vytváří na základě křivek, které slouží pro vstup příkazů, jako je potažení profilů plochou nebo tažení profilů po jedné či dvou trasách. Tento přístup je spíše technický, konstrukční. Rhinoceros ovšem nabízí také nástroje pro volné deformace objektů, kterými můžete své modely plasticky deformovat a přetvářet. Na obecné plochy můžete také přikládat jiné volně tvarované plochy, tělesa a polygonové sítě, například plastické reliéfy, loga nebo značky.
Pokud při spuštění takové deformační funkce zapnete záznam konstrukční historie, můžete pohybovat s originálním objektem a tím jej v reálném čase polohovat přímo na cílové ploše. Objekty můžete také volně tvarovat pomocí deformačních klecí, kterými mohou být křivky, plochy či prostorové matice řídicích bodů.
Představte si, že vytvoříte náramek v rovině jako rozvinutý pás a jediným příkazem jej nabalíte na válcovou plochu!
CNC obrábění a 3D tisk
Skutečnému šperku, který si můžete nasadit na prst či pověsit na krk, se nevyrovná sebelepší vizualizace. Jednou z metod výroby prototypu je klasické CNC frézování. Výhodou je relativně nízká cena stroje i materiálu, stolní frézky lze pořídit již za několik desítek tisíc korun. Nevýhodou je nemožnost obrábět tvary, které jsou alespoň pro běžné 3osé frézování nedosažitelné - například podkosy nebo dutiny. K Rhinu lze dokoupit nadstavbu RhinoCAM pro 2.5 až 5osé frézování, která umožní generovat dráhy nástroje přímo z 3D modelu. Na výběr je více než 10
0 postprocesorů pro přeložení vygenerovaného programu pro konkrétní stroj, ale pokud byste mezi nimi ale ten svůj nenašli, máte k dispozici editor, ve kterém lze postprocesory upravovat nebo vytvářet.
Z hlediska přípravy modelu je nesrovnatelně jednodušší zhotovení fyzického modelu metodou rapid prototypingu neboli 3D tisku. Z Rhina můžete své modely tisknout přímo na 3D tiskárně, stejně, jako když pošlete výstup na klasickou tiskárnu - takto lze tisknout například i voskové modely.
Realistické zobrazení a fotorealistická vizualizace
Na šperkařské vizualizace jsou kladeny specifické požadavky, které se liší například od architektonických vizualizací. Nejde zde o reálné simulace přirozeného denního světla, ale spíše o co nejkvalitnější reprodukci studiového nasvícení včetně rozestavení reflektorů a reflexních ploch pro odraz světla. Světlo je tedy velice důležité, ale skutečným klíčem k dokonalé vizualizaci šperků je perfektní simulace skutečných materiálů. Do hry totiž vstupují fyzikální jevy, které dokáží dnešní vizualizační programy perfektně simulovat - například kaustika (hezky česky bychom řekli prasátka, skvrny světla, které jsou odrazem nebo lomem soustředěny do určitého vzoru) a také disperze neboli rozklad světla, která má na svědomí duhové zabarvení světla při lomu mezi dvěma prostředími.
Už během modelování si můžete svůj šperk zobrazit včetně realistických materiálů a osvětlení. Bezplatný zásuvný modul Auxpecker obsahuje knihovnu šperkařských materiálů, jako jsou leštěné i kartáčované kovy, diamant a průhledné materiály, ale i gumové povrchy a automobilové metalické laky. V tomto reálném zobrazení (v Rhinu se nazývá "renderované zobrazení", protože vypadá téměř jako vyrenderovaný obrázek) můžete provádět veškeré modelovací a editační funkce.
Kromě klasického drátového a stínovaného zobrazení je k dispozici také poloprůhledné zobrazení, které umožňuje vidět skrz objekt a do dutin a technické zobrazení, které dokáže model zobrazit v reálném čase s nebo bez skrytých hran. technické zobrazení, renderované zobrazení, vizualizace
Vizualizace je další oblastí, kde Rhinoceros exceluje. K dispozici totiž máte nejmodernější technologii výpočtu vizualizací na současném trhu - program Arion od společnosti RandomControl. Arion je špičkový simulátor fyziky světla a optiky zrcadlovky, který díky současnému využití síly procesoru a grafické karty dokáže renderovat v reálném čase. Níže vidíte několik obrázků vypočítaných pomocí Arionu - rozeznáte je od fotografie?
Arion je skutečně revoluční technologie, neboť jako první program na světě dokáže současně využít veškerý výpočetní výkon všech procesorů a grafických karet ve vaší síti. I na běžném počítači s grafickou kartou NVidia dokáže Arion skutečné divy, protože si s plně vyrenderovaným a otexturovaným modelem otáčíte v reálném čase. Výpočet finálních obrázků se zkracuje z hodin na minuty, běžný obrázek šperku se počítá během jedné dvou minut.
A nyní několik obrázků z Arionu. Představte si, že obrázky v této neuvěřitelné kvalitě se počítají řádově od desítek sekund do několika minut. Opět upozornění: toto nejsou fotografie... :)
Díky vizualizaci v reálném čase můžete okamžitě posuzovat různé varianty návrhu. Na následujících obrázcích vidíte obměny té samé scény. První dva obrázky představují změnu hloubku ostrosti (kliknutím do nějakého místa s klávesou Ctrl na toto místo zaostříte) a materiálu prstenu, třetí obrázek má opět změněný materiál a poslední má pouze přepnutý filtr (křivku odezvy kamery), který obrázek ještě více přiblíží barevnému tónu skutečného forografického materiálu (např. Agfacolor Futura II 400, Canon DSC 5315 a monho dalších). Každá z těchto variant se počítala zhruba jednu minutu, kliknutím můžete obrázek zvětšit na originální velikost, ve které se počítal.
Rozmanité podklady pro modelování
Při modelování v Rhinu můžete vycházet z rozmanitých podkladů. Pokud máte skici na papíře, můžete je naskenovat a vložit do pozadí pohledu, abyste je obkreslili křivkami a z těchto křivek vytvořili 3D model. Stejně tak můžete do pozadí pohledu vložit fotografii či jiný obrázek. skica, obrázek v pozadí, tapeta...
Pokud máte podklady v digitální podobě, můžete je rovněž použít - standardem jsou výkresy ve formátu DWG nebo DXF či grafika ve formátu Adobe Illustrator. Rhino také načítá velice široké spektrum 3D formátů, je tedy velice pravděpodobné, že budete moci v Rhinu otevřít i 3D modely od svých dodavatelů nebo spolupracovníků.
Množství specializovaných zásuvných modulů
Již tak široké možnosti 3D modelování v základním Rhinu ještě dále rozšiřují další zásuvné moduly. RhinoGold je specializovaný modul pro šperkaře, který přichází s plynulejšími a intuitivnějšími pracovními postupy tvorby šperků a nabízí oborově zaměřené nástroje, které usnadňují každodenní práci šperkařů a designérů a zvyšují jejich produktivitu. 
Clayoo zase rozšiřuje schopnosti Rhina směrem k organickému modelování volných tvarů, neboť umožňuje modelovat zcela novými a pro umělce pochopitelnějšími postupy, jako je vytahování a zatlačování hmoty nebo vytvoření objektů z čarových obysů. Clayoo nejen že usnadní tvorbu složitých organických tvarů, ale navíc značně ulehčí jejich editaci, protože u Clayoo objektů lze přímo manipulovat s jejich řídicími body, hranami o plochami. Prsten na následujícím tvaru obrázku má zobrazené řídicí body, pomocí kterých jej můžete plynule deformovat, bez ohledu na to, z kolika ploch je daný objekt složen.
Vše pro práci ve 3D
