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Tutorialbeschreibung

MODO für Einsteiger - Replicators - das Beste in Sachen 3D?!

MODO für Einsteiger - Replicators - das Beste in Sachen 3D?!

Replicators in MODO sind der Knaller – kein Witz! Mit Replicators vervielfältigt ihr in MODO beliebige Meshes quasi so oft, wie ihr wollt, ohne dass die Performance im Viewport einbricht – denn diese Art von Instanzen wird erst beim finalen Rendern vollständig erzeugt.

Dies ist Teil 8 von 15.

... übrigens findest du die komplette Serie hier: The Foundry MODO für Einsteiger - Schnapp sie dir in unserem Shop oder in der Kreativ-Flatrate!


Im vorhergehenden Tutorial habt ihr gelernt, was Instanzen sind: virtuelle Kopien von 3D-Objekten. Replicators sind auch eine Art Instanzen, doch funktionieren sie anders. Bei Instances erhaltet ihr ein Stellvertreterobjekt, das auf das Original verweist. Ihr könnt dieses unabhängig vom Original oder von anderen Instance-Kopien skalieren, drehen und verschieben. Bei Replicators dagegen bestimmt ihr die Position der Kopien über die Vertices (Punkte) beziehungsweise die Polygone eines anderen 3D-Objekts (Source) oder über Partikelsysteme wie den Surface Generator.


1 Source Mesh anlegen

Erstellt zunächst einen einfachen Würfel ohne Unterteilungen durch Shift-Klick auf das Cube Tool. Auf seinen Polygonen bzw. Vertices sollen später die Kopien eines Flugzeugs liegen.

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2 Flugzeug laden

Wechselt nun in den Layout-Tab von MODO, klickt unten auf den Tab Meshes und ladet aus der Kategorie Vehicles>Aircraft das schicke, ziemlich detaillierte 3D-Modell "Airplane 02.lxl". Das ginge zwar per Drag&Drop, aber damit das Flugzeug exakt zentral positioniert wird, macht lieber einen Rechtsklick auf den Thumbnail des Modells und wählt Load. Würdet ihr diesen Flieger mehrfach duplizieren, würdet ihr schnell feststellen, wie die Anzeigegeschwindigkeit und MODO immer langsamer wird – selbst mit Instanzen. Wie ihr sehen werdet, ist das für Replicators aber gar kein Problem.

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3 Würfel skalieren

Aktiviert nun wieder in der Item List den Würfel und skaliert ihn mit dem Scale Tool (R) deutlich größer als das Flugzeug, damit sich später die Kopien nicht überlappen. Ihr könnt den Würfel auch so lassen, wie er ist, und ihn später skalieren oder verändern. ;) Ich habe hier die Viewport-Anzeige auf Wireframe gesetzt, damit ihr sehen könnt, wie groß ich etwa den Würfel skaliert habe. Das könnt ihr ebenfalls machen, müsst es aber nicht. ;-)

PS: Lasst euch von den ganzen Dingen, die ihr nach dem Laden des Fliegers in der Item List findet, nicht verwirren. Hierbei handelt es sich um sogenannte Texture Locators, die die Lage der Flugzeugtexturen bestimmen.

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4 Replicator anlegen

Jetzt brauchen wir noch ein Replicator-Item. Das erstellt ihr entweder über das Menü über Item>Replicators>Add Replicator oder direkt in der Item List über Add Item>Particles>Replicator. Das Schöne an dem Weg über die Item List ist, dass ihr am Beginn der dortigen Liste immer die zuletzt erzeugten Items findet und so sehr schnell weitere anlegen könnt.

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5 Replicator aktivieren

Zunächst passiert durch das Anlegen des Replicators nichts weiter, außer dass ihr nun ein violettes Replicator-Item in der Item List seht. Denn der Replicator weiß noch gar nicht, was er denn tun soll. Doch das ist schnell erledigt: Klickt den Replicator an und teilt ihm dann in den Properties mit, was ihr vervielfältigen wollt (Prototype) und was die Punktquelle ist, die bestimmt, wo die Kopien zu liegen kommen (Point Source). Ihr wählt also bei Prototype das Flugzeug-Item aus ("Airplane 02.lxl") und bei Point Source den Würfel (Cube). Voilà! Sofort solltet ihr im Viewport die orangen Platzhalterboxen sehen, die die replizierten Flieger repräsentieren.

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6 Original-Meshes ausblenden

Öffnet nun einmal das Preview Render-Fenster (Render>Open Preview Render) oder wechselt in den Render-Tab von MODO. Zoomt jetzt so weit heraus, dass ihr den gesamten Würfel und die an den Eckpunkten platzierten Flugzeug-Instanzen seht. Jetzt haben wir drei Probleme, die aber alle sehr leicht zu lösen sind. Das erste: Wir wollen den Würfel gar nicht sehen! Klickt also in der Item List auf das Augensymbol vor der Ebene "Cube", um diesen auszublenden. Das zweite: Jetzt wird der Flieger in der Mitte sichtbar – unser Prototype. Aber den könnt ihr auch ausblenden, wobei seine replizierten Kopien weiterhin sichtbar bleiben. Um das dritte Problem geht es im nächsten Schritt! ;-)

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7 Die Ausrichtung der Kopien ändern

Über den Source Mode in den Properties des Replicators ändert ihr die Ausrichtung der Objektkopien. Standardmäßig steht dieser auf Align to Surface, was für die meisten Anwendungen auch eine gute Option ist.

Aber hier wollen wir wohl eher ein in die gleiche Richtung fliegendes Flugzeuggeschwader erstellen, also ein so halsbrecherisches Kunstflugmanöver. ;-) Stellt ihr den Source Mode auf Point Data, bleibt die originale Ausrichtung des Fliegers erhalten und alle fliegen in die gleiche Richtung. Probiert auch einmal die Option Polygons aus. Die Flieger werden dann nicht an den Punkten des Cube Meshes, sondern an seinen Polygonen ausgerichtet.

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8 Replicators im Viewport anzeigen lassen

In den letzten beiden Schritten haben wir den Preview Renderer bemüht, um die Replicator-Instanzen zu zeigen. Ihr könntet diese Instanzen aber auch im normalen 3D Viewport sichtbar machen, indem ihr in den Viewport-Einstellungen (das Zahnrädchen-Symbol oben rechts im Viewport oder einfach die Taste O drücken) unter Drawing and Control>View and Shading für Replicators All einstellt. Damit lässt sich nun besser abschätzen, wo eure Kopien zu liegen kommen – birgt jedoch die Gefahr, dass die Interaktion mit dem Viewport bei sehr vielen Kopien sehr langsam werden könnte.

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9 Das Source Mesh erweitern

Sind euch das noch zu wenige Flugzeuge? Kein Problem! Alles, was ihr tun müsst, ist, eurem Source Mesh (also dem Cube) weitere Vertices zu spendieren. Entweder unterteilt ihr den Würfel weiter mit dem Loop Slice Tool oder ihr erweitert ihn mit dem Bevel Tool, die ihr ja beide bereits kennt. Jeder neue Punkt, der dabei entsteht, erzeugt damit quasi eine neue Kopie eures Objekts. Falls ihr die Replicators direkt anzeigen lasst, werdet ihr schnell merken, dass der Viewport immer langsamer wird, je mehr Punkte ihr erzeugt. Im Zweifel also: die Replicators vorübergehend ausblenden, indem ihr auf das Auge vor dem Replicator-Item klickt.

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10 Das Source Mesh verändern

Ihr könnt natürlich nicht nur weitere Punkte und damit weitere Kopien erzeugen, sondern die Punkte des Source Meshes auch verschieben – und so eure Kopien genau platzieren. Dies könnt ihr im Vertices Mode (Taste 1) mit dem Move Tool (W) oder dem Element Move Tool (T) tun. Ich stelle euch hier aber mal ein weiteres Werkzeug vor, mit dem ihr Punkte interaktiv verschieben könnt. Ihr findet das Soft Drag Tool im Deform-Tab von MODOs Werkzeugkasten. Mit diesem müsst ihr die Punkte nicht direkt anklicken, sondern ihr stellt durch Klicken und Ziehen mit der rechten Maustaste eine Art Pinselgröße ein und könnt dann alle Punkte, die innerhalb dieser Pinselspitze liegen, gemeinsam verschieben. Tolle Sache, da ihr so eurer Modell schnell in Form "zupfen" könnt!

PS: Tatsächlich ist das Soft Drag Tool nur eine Kombination aus dem Transform Tool und einem Screen-Falloff. Die ihr euch so in MODO problemlos auch selbst zusammenstellen könntet.

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11 Zufallsparameter

In den Properties des Replicators könnt ihr mit den Variation-Parametern dafür sorgen, dass eure Instanzen nicht nur stur an der Position der Vertices des Source Meshes zu liegen kommt, sondern in ihrer Position (Offset), Drehung (Twist) und Größe (Scale) zufällig variiert werden. Das ist hier bei den schnell fliegenden Flugzeugen nicht so richtig sinnvoll, *lach*, aber ihr seht schön, wie sich diese Parameter auf die erzeugten Instanzen auswirken und was für interessante Effekte man damit erzeugen kann.

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12 Seed

Durch das Eintragen von Zufallsparametern erhaltet ihr ein bestimmtes Ergebnis mit konkreten Positionen, Rotationen und Skalierungen. Ihr müsst dieses Ergebnis aber nicht so hinnehmen, wenn euch das Resultat nicht gefällt. Genau deshalb gibt es den Parameter Seed. Welchen Wert ihr da einstellt, könnt ihr nicht planen, denn Seed macht nichts anderes, als das Zufallsergebnis zu variieren. Das heißt, jede Veränderung des Wertes variiert zufällig das Ergebnis. Hier hilft nur eins: Ausprobieren, bis euch das Ergebnis gefällt!

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13 Mehrere Meshes zufällig replizieren

Mit Replicators lässt sich nicht nur ein einzelnes Mesh vervielfältigen, sondern ihr könnt MODO auch aus einer Auswahl von Meshes zufällig auswählen und diese in der Szene platzieren lassen. Erstellt zunächst einmal mit dem Cube Tool eine relativ hoch unterteilte Grundebene, auf der wir gleich verschiedene Gras-Elemente per Replicator platzieren werden.

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14 Gras-Presets laden

Wechselt nun in den Layout-Tab, klickt auf Meshes und navigiert zu Organic>Plants und ladet die drei Grass Clumps-Presets per Rechtsklick>Load in den Viewport. Das müsst ihr für jede Pflanze einzeln wiederholen, wenn ihr die Load-Option benutzt.

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15 Group anlegen

Wählt nun in der Item List im Model-Tab von MODO mit Shift-Klick die drei Gras-Ebenen aus und wechselt dann in den Groups-Reiter, den ihr an dritter Stelle rechts vom Item List-Reiter findet. Klickt dort auf die Schaltfläche New Group und stellt dann im sich daraufhin öffnenden Dialogfeld den Mode auf From Selected Items. Hierdurch landen die ausgewählten Mesh Items automatisch in der erzeugten Gruppe und ihr müsst sie nicht nachträglich aus dem Viewport in die Gruppe ziehen. Wenn ihr die Gruppe mal aufklappt, seht ihr auch, was so eine Group alles enthalten kann. Eure Meshes findet ihr unter der Kategorie Items.

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16 Replicator anlegen

Erzeugt nun ein neues Replicator Item und wählt als Prototype das Boden-Mesh und als Point Source die erzeugte Gruppe aus. Gruppen werden als kleinere Würfel mit einer Klammer links und rechts symbolisiert. Blendet die Grass-Meshes aus, damit sie nicht stören.

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17 Ergebnis und Variation

Ihr habt nun eine fein aufgereihte Anzahl an Grasbüscheln erzeugt, wobei der Replicator zufällig eins der drei in der Group befindlichen Grass-Meshes auswählt, und zwar jeweils mit der gleichen Wahrscheinlichkeit (1/3!). Trotzdem sieht das Ergebnis (im Screenshot oben) noch wie eine militärische Marschformation aus, weil alle Elemente identisch ausgerichtet sind. Ihr könnt jetzt mit den Zufallsparametern des Replicators spielen (siehe Schritt 11), um die Grasverteilung etwas unregelmäßiger zu gestalten und das untere Ergebnis zu erhalten. Wollt ihr große Flächen auf diese Weise füllen und das Gras deutlich dichter wachsen lassen, müsstet ihr sehr hoch aufgelöste Bodenflächen anlegen und damit viel unnötige Geometrie erzeugen. Darauf könnt ihr verzichten, indem ihr einen Surface Particle Generator einsetzt, der auch nur auf einem einzelnen Polygon beliebig viele Partikel erzeugt, die als Point Source für den Replicator dienen können.

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18 Surface Particle Generator

Erzeugt zunächst einen Surface Particle Generator, indem ihr in der Item List auf Add Item klickt und euch dann über Particles>Point Clouds bis zum Surface Particle Generator durchhangelt (1). Jetzt müsst ihr dem Replicator mitteilen, dass er nicht mehr das Boden-Mesh als Point Source verwenden soll, sondern den Surface Particle Generator (2). Und zu guter Letzt will natürlich auch der Surface Particle Generator wissen, auf welchem Mesh er denn Partikel erzeugen soll. Klickt ihn also an und wählt in den Properties unter Source Surface das Mesh aus, das wir vorher für den Boden benutzt haben. Fertig. Und das würde wie gesagt auch funktionieren, wenn das Boden-Mesh nur aus einem Polygon bestünde. Wichtig: Wenn ihr den Surface Particle Generator benutzt, dürft ihr die Oberfläche – also das Mesh –, auf der Partikel erzeugt werden, nicht ausblenden! Soll es unsichtbar sein, müsstet ihr dies in den Material-Eigenschaften einstellen. Aber das führt an dieser Stelle noch zu weit.

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19 Die Partikel und das Ergebnis

Auf der linken Seite habe ich den Replicator mal kurz ausgeschaltet (= per Klick auf das Auge seiner Ebene!), damit ihr sehen könnt, was der Surface Particle Generator erzeugt: Es sind diese kleinen orangen Pünktchen, die man kaum sehen kann (deshalb habe ich die Ansicht kurz auf Shaded umgestellt) – sogenannte Particles. Rechts oben habe ich den Replicator wieder eingeschaltet. Er weist noch seine Streuungswerte aus den vorhergehenden Schritte auf, wodurch einige Grasbüschel außerhalb der Grundfläche landen. Wenn ihr den Wert für Random Offset für X, Y und Z auf null stellt, werdet ihr sehen, dass für jeden Partikel exakt eine Pflanze gesetzt wurde. Die Variation der Anzahl und Dichte nehmt ihr nun in den Properties des Surface Particle Generators vor.

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20 Partikel variieren

Spielt jetzt einfach ein wenig mit den Werten in den Properties des Surface Particle Generators herum. Schaut, welchen drastischen Unterschied es macht, wenn ich allein den Wert für den durchschnittlichen Abstand der Partikel (Average Spacing) von 100 mm auf 10 mm verringere! Das sieht doch schon eher nach einer glaubhaften Grasfläche aus, oder?

Je nach angelegter Mesh-Größe kann es euch mal passieren, dass die Partikel mit den gewählten Einstellungen zahlenmäßig nicht ausreichen, um eine Fläche komplett zu bedecken. Ihr habt dann den Wert für Particle Ceiling überschritten, also die maximal erzeugte Anzahl an Partikeln. Solange eurer Rechner nicht in die Knie geht, könnt ihr diesen Wert bedenkenlos erhöhen – wenn aber doch, solltet ihr über einen anderen Aufbau der Szene nachdenken und weit entfernte Strukturen nicht durch replizierte Meshes, sondern eher über Texturen lösen. Aber das nur am Rande.

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21 Spaß mit Surface Particle Generator und Replicators

Ich habe euch in den Arbeitsmaterialien die Datei "Replicators_Kopf-und-wuerfel.lxo" beigelegt. Repliziert nun doch einfach mal den Würfel mit dem Kopf als Point Source oder erzeugt mit dem Surface Particle Generator Partikel auf der Kopfoberfläche! Und dann spielt mit den Zufallsparametern! Damit lassen sich die irrsten Sachen erzeugen. Ich zeige euch im Folgenden nur mal zwei Beispiele.

PS: Den Kopf könnt ihr euch aus MODOs Presets im Layout-Tab auch einfach selbst laden. Hier verwende ich ihn halt ohne SubDs (Tab drücken!). Zum Nachvollziehen des Tutorials öffnet aber am besten die Arbeitsdatei.

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22 Objekte in Würfel auflösen

Hier habe ich einfach den Würfel mit dem Kopf-Mesh als Point Source wiederholt und ihn ganz leicht zufällig drehen lassen – nur mit einem Replicator!

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23 Objekt-Oberfläche mit Würfeln strukturieren

Mit einem Surface Particle Generator habe ich hier Unmengen an Würfeln auf der Oberfläche des Kopfes mit einem Random Twist von 10 % (in den Replicator Properties!) wiederholen lassen. Erkennt ihr die Möglichkeiten? :-)

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Kommentare
Portrait von MARIA52
  • 13.01.2015- 14:26

Vielen Dank für das Tutorial.

Portrait von BOPsWelt
  • 13.01.2015- 14:12

Vielen Dank für einen weiteren Teil, klasse. :)

Portrait von Dineria
  • 13.01.2015- 14:09

Danke, das mit dem Gras ist natürlich klasse! Der "Würfel-Kopf" hat auch was... :-)

Portrait von Domingo
  • 13.01.2015- 14:02

Tolles Tutorial. Vielen Dank.


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