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制作727客货机的三维结构插图

使用计算机制作适合装饰的结构透视图,同时也作为Blender2.93所带线条画功能的特色演示

727
我制作的727客货机切开图,可以在画廊查看大图

交通工具的切开图能有效地展示对象的结构,同时包含大量有趣的细节以供观众探索。使用计算机三维软件制作结构透视图能节约绘图的时间、能更方便地构图并合成,同时获得更加准确的结构比例关系。但较传统方式而言,计算机制图的画面不够生动,较难灵活处理视觉重点和透视结构可视度关系。

Blender的线条画模块是我制作的用来绘制结构图的工具。它可以高效地生成准确的结构线遮挡关系。该工具也可以使用来制作局有卡通风格的插图和动画。在这个案例中,我用它制作了727客货机的切开图。

准备工作

要制作出高质量的插图,应首先设计所期望的画面。我于前年在纸上绘制了该型飞机的切开图。要这样做,首先需要了解并熟悉它的结构,对于任何对象都是如此。设计过程需要迭代很多次以确认最接近所要表达内容的那一个结果,这个阶段是所有步骤中最重要的,它一般比最终成果的制作所消耗的时间多得多。

除此之外,仍然需要寻找大量的参考图片和其他资料,以使得制作符合表达的需要。对于结构和风格均是如此。本次制作我也参考了上世纪Flight杂志的插图师制作的各种切开图(可以在那里选购这些切开图的挂画和马克杯等产品)。

727 drawing
我绘制在纸上的切开图构图设计。A3尺寸。

制作大体模型

一般来说,要较精确地制作三维模型,需要对象的三视图作为大形参考。可以在Blender中添加参考图。将您的三视图插入Blender并调节位置,使得三向参考的初始位置对齐。

reference images
三向对齐的参考图。

之后使用熟悉的方式制作模型的大框架即可。由于该三维模型设计为使用线框渲染,因此无需特别考虑适合平滑表面渲染的法线插值模式,尽管如此,制作良好的模型依然局有布局合理的三角面。此外,线条画模块使用三角形计算视觉遮挡,因此在满足结构要求的情况下无需使用大量三角形来保证表面平滑,同时在最终结果中,也很难发现任何生硬的曲线:因为细节尺度已经按照最终图像的尺寸决定。

合理使用几何布尔功能可使建模更加方便。一般来说,出于浮点数精度因素考虑,尽量避免在参与布尔运算的对象之间出现完全重叠的几何元素,以免给算法带来困惑。另外,无需考虑所谓非破坏性建模:结果已经设计好了,没有任何理由需要倒回去修改;如果这种情况发生,则说明一些东西并没有考虑清楚。

细节和透视结构

仍然要强调的是:针对细节层次和布局的考虑应当在您制作模型之前就基本考虑完善。由于三维工具的构图相对灵活,有时会有进一步的修改,但一般来说这些修改都十分轻微,其主要目的是在使用不同构图时平衡视觉中心。若未设计特殊的构图形式,这一步完全不会存在。

针对线条画功能,由于它能够准确计算遮挡层次,因此可以利用这一特点制作一些有趣的透视结构而无需专门配置几何体的视觉材质。我添加了多个线条画修改器,并将遮挡层数和它们对应的线条粗细、透明度等设置为不同的数值,这样仅使用线条也能直观、准确地表达结构的遮挡关系。

flaps detail
参考照片(来自flickr|David)和实际制作出的模型。

考虑到几何量和视觉效果的平衡,使用8边形构成圆柱已经完全足够表达许多小的管状细节,此时可将锐边设置为134度(135度则是正八边形的内角,这样设置可以刚好让它们消隐)以使它们看上去平滑。对于使用曲线对象生成的几何,可以减少曲线的细分级别和剖面点数,当然这同样需要按照它们在图像中的预期尺寸决定。基于同样的因素,我可以分开调节了不同对象的锐边,以控制画面中线条的细密程度。例如:客舱的座位由一些简单的方块搭建而成,画图时无需画出所有折边,这自然地传达了材质柔软的效果。当然,如果它们在画面中显得更大,则需要做得更加细致。

seats detail
简单的座椅几何结构,用线条画方式表达十分合适。

切开图/透视图需要将就结构的准确性,这使得最终的视觉呈现结果准确的而不出现怪异的“不可能空间”。需要花一些时间将模型内部结构制作地相对完善而不留下孤立、突兀中止的线面。

我为这个模型制作了可动的控制面和舱门等结构,以选择用不同形态展示结构,例如在展示三视图时,我使用了襟翼展开和收回的两种状态。

布局成图

使用布尔操作很容易地就能将模型切开为几块。很容易地就能移动和布局他们到画面中需要的地方。完成之后,渲染一张高分辨率图(我使用15000×10000尺寸)作为后面合成的尺寸和比例参考。我使用GIMP合成最终的线画。

为了合成方便,我直接在Blender中制作了背景网格和标记文字。这个过程十分简单但需要一定耐心。空余位置还布局了其他说明性文字和图片。在渲染尺寸不同的插图时,应适当调节线条画的描线粗细,使得小图大致具备符合合成图像的均一层次,同时不显得喧宾夺主。

composition
图层合成细节,展示了文字和线条周围的扩展投影。

为使得线条层次间不混淆,为不同图层添加了扩展投影效果以使得背景在前景周围“断开”。这样位于主图上的标记文字也能清晰阅读。

至此,727客货机的结构插图制作完毕。

参与进来

我出售该插图及其变种的高清晰度喷绘,可以定制尺寸,请通过邮件联系。

我还通过BlenderCN社区出售基于本插图制作而成的鼠标垫等增值产品。

我分享该模型的Blender原始文件,也欢迎您利用我的线条画工具制作您喜欢模型的插图。

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