3DEXPERIENCE xStudio: Gdy wyobraźnia zderza się ze ścianą

Czyli jak zobaczyć produkt, którego jeszcze nie ma

Niech nikogo nie zwiedzie magiczny tytuł owego artykułu, bowiem nie będzie tu żadnych czarów – otóż wizualizacja produktu nigdy nie była łatwiejsza. Nie jest przy tym konieczna praca artysty grafika ani program z wygórowanymi wymaganiami sprzętowymi. Jedyne, co należy zapewnić, to łącze internetowe oraz dostęp do platformy 3DExperience z rolą 3D Render. I zaklęcie wizualizujące produkt, którego jeszcze nie mamy, jest gotowe do użycia!

Na platformie funkcjonuje szereg aplikacji, w których możliwe jest stworzenie obiektu w przestrzeni trójwymiarowej. Należą do nich xDesign, 3D Mold Creator czy 3D Sculptor. Efektem pracy są pliki zapisane w formacie *.3dxml. Odczytuje je również aplikacja xStudio. Jest to program dostępny w ramach roli 3D Render. Jego zasadnicza funkcja polega na tworzeniu fotorealistycznych obrazów 2D bazujących na wygenerowanym uprzednio modelu w przestrzeni trójwymiarowej – cała magia polega więc na tym, że nie musimy mieć obiektu w ręce, aby utworzyć jego estetyczną i realistyczną wizualizację.

Do niewątpliwych korzyści płynących z użytkowania xStudio należy praca na plikach w wirtualnej bazie. Eliminuje to konieczność nadpisywania i generowania nowych wersji, ponieważ zawsze pracujemy na tej aktualnej (co nie oznacza, że nie ma możliwości otworzenia pliku z dysku lokalnego; ważne, aby miał odpowiedni format i został zaimportowany do przestrzeni współpracy). xStudio działa w chmurze – nie przeprowadzamy więc żadnego procesu instalacji składników na komputerze. Najważniejsze jednak, że wymagający i czasochłonny proces renderowania odbywa się również z wykorzystaniem chmury.

Przykładowa demonstracja zostanie przeprowadzona na wyrzynarce do drewna. Przyjmijmy założenie, że obszar współpracy i kokpit zostały utworzone, a obiekt jest dostępny w chmurze. Na kokpicie należy umieścić okno aplikacji xStudio – można wyszukać ją po kliknięciu ikony kompasu w portfolio roli 3D Render (Rysunek 1.) lub wpisać nazwę w wyszukiwarce (Rysunek 2.).

Rys. 1 Otwieranie xStudio z portfolio roli

Rys. 2 Otwieranie xStudio z wyszukiwarki

Kolejnym krokiem jest otwarcie pliku w xStudio. Rozważamy sytuację, kiedy jest on już w obszarze współpracy (jeżeli nie ma, trzeba go zaimportować przez przycisk „Import 3D XML” (Rysunek 3.). Najlepiej wyszukać go wyszukiwarce. Plik otworzy się intuicyjnie w aplikacji. Jak widać, wyrzynarka wygląda bardzo surowo, nie ma punktu odniesienia, a poszczególnym elementom brakuje tekstury tworzywa i ewentualnego połysku (Rysunek 4.). Naszym zadaniem jest nadać te wszystkie cechy, a zatem – do dzieła!

Rys.3 Importowanie pliku 3DXML do obszaru współpracy

Rys.4 Surowy widok wyrzynarki w oknie xStudio

W pierwszej kolejności ustawmy obiekt w takiej płaszczyźnie, w jakiej zazwyczaj znajduje się on w trakcie pracy, czyli ostrzem w dół. W panelu po lewej stronie utwórzmy duplikat obecnego widoku poprzez polecenie „Duplicate Scenes” (Rysunek 5., nr 1.) i przejdźmy do nowo utworzonego widoku. Zmiana ustawienia wyrzynarki odbywa się poprzez manualny obrót modelu bądź nadanie wartości osiom w obszarze rotacji (panel ten włączy się po zaznaczeniu wyrzynarki kursorem)(Rysunek 5., nr 2.). Warto zawczasu uniknąć problemów z punktem zaczepienia obiektu i przyciągnąć go do początku układu współrzędnych przyciskiem „Snap to Ground” (Rysunek 5., nr 3). Aktualizacja widoku następuje poprzez aktywację przycisku „Update the scene with the viewpoint” (Rysunek 5., nr 4).

Rys. 5 Podstawowe ustawienia paneli w xStudio

Model wyrzynarki jest gotowy do nadania jej cech produktu fizycznego. Przejdziemy teraz do wyszukiwania interesujących nas tekstur, faktur i tworzyw. Z dolnego panelu rozwijamy opcję „Insert material” (Rysunek 6.). Materiały można tworzyć samodzielnie w aplikacjach takich jak xDesign lub xShape, jednak na potrzeby naszej wyrzynarki wykorzystamy zasoby istniejącej bazy materiałów. Chcemy, żeby nasze urządzenie miało plastikową obudowę w czerwonym kolorze – wyszukujemy więc materiał osłony „plastic”. Po akceptacji ląduje on w zakładce „Materials” (Rysunek 7., nr 1). Jego aplikacja na konkretnej części narzędzia przebiega poprzez zaznaczenie obudowy (to ważne, żeby podświetlona na niebiesko była wyłącznie żądana część) (Rysunek 7., nr 2), a następnie przeciągnięcie na nią zaimportowanego materiału (Rysunek 7., nr 3). Po podwójnym naciśnięciu części, po prawej stronie w drugiej zakładce otworzą się właściwości tworzywa (Rysunek 8, nr 1). Ich dostosowanie zależy tak naprawdę wyłącznie od nas, jednak jeżeli chcemy, żeby wyrzynarka wyglądała profesjonalnie, należy wybierać opcje jak najbardziej zbliżone do takich cech, które występują na prawdziwych obiektach.

Rys. 6 Dodawanie materiału do xStudio

Rys. 7 Nadawanie elementom obiektu cech zaimportowanego tworzywa

Rys. 8 Ustawianie właściwości tworzywa

W zakładce „Material Properities” (Rysunek 8., nr 1) mamy do wyboru kilka sekcji dostosowania materiału:

Base – daje możliwość zdefiniowania odcienia czerwieni i właściwości plastiku, do których należą m.in.: metaliczność, transparentność, anizotropia czy połysk,

Flakes – opcja dodania wzoru, płatków w metalu, nadania im gęstości, koloru, wielkości i rozkładu,

Coating – czyli lakier, gdzie możemy wybrać jego intensywność i szorstkość (uwaga! – jeżeli clearcoat zostanie ustawiona na wartość maksymalną, pokrywa straci połysk),

Volume – pozwala na dodanie transparentnym materiałom właściwości podobnych do szkła; dodatkowo mamy dostęp do ustawień indeksu refrakcji, koloru transparentnego pokrycia, pochłaniania lub załamywania światła na powierzchni, koloru pod powierzchnią,

Emission – umożliwia określenie barwy światła emitowanego przez tworzywo, jego intensywność, typ emisji i normalizację energii,

Artistic – opcja dostępna dla niemetalicznych powierzchni, dzięki której można zdefiniować dodatkowe rozświetlenie obiektu.

W związku z tym, że nasze narzędzie będzie miało obudowę z czerwonego, błyszczącego plastiku, interesują nas sekcje Base i Coating (Rysunek 8., nr 2). Wybieramy kolor, połysk ustawiamy na maksymalny. Lepszy podgląd, jak może wyglądać realny produkt na grafice 2D, da nam Live Preview Rendering otwierany z dolnego paska (Rysunek 8., nr 3).

Analogicznie postępujemy z pozostałymi częściami wyrzynarki i w efekcie otrzymujemy obiekt, w którym wszystkie części wykazują cechy prawdziwego tworzywa (Rysunek 9.)

Dodatkowo, każda scena (po lewej stronie) może prezentować inny wariant koloru bądź ułożenia obiektu.

Rys. 9 Widok finalnego produktu

Czas umiejscowić naszą wyrzynarkę we wnętrzu budynku. W tym celu należy dodać Ambience. Dzięki temu możemy ustawić nasz obiekt w odpowiednich warunkach i oświetleniu. Ambience dodaje się z tego samego paska, co materiał; należy wybrać jednak opcję „Insert Ambience” (Rysunek 10.). Podobnie jak poprzednio, w tym przypadku również skorzystamy z gotowej bazy plików. Wybrane tło pojawi się w kolejnej zakładce po lewej stronie (Rysunek 11., nr 1), po prawej zaś widnieją właściwości (Rysunek 11., nr 2), do których należą:

Lightning – możemy tutaj ustawić ekspozycję oświetlenia obiektu i rotację źródła światła,

Background – w sekcji dostępne są opcje rotacji tła, zmiany ekspozycji jego oświetlenia i umiejscowienie odbicia lustrzanego obiektu względem tła,

Ground – to ustawienia naszego „poziomu zero”, czyli miejsca, w którym obiekt jest zaczepiony (wcześniej wystąpiła opcja „Snap to Ground”); wśród ustawień tych wyróżnić można współczynnik skali, odsunięcie, transparentność i ostrość,

Backplate – funkcją tego przycisku jest „blokowanie tła”, ponieważ może być ono statyczne – wtedy będziemy mieli możliwość obrotu wyłącznie samego obiektu – lub dynamiczne (po aktywacji przycisku) – wtedy będziemy obracać zarówno obiektem, jak i tłem.

Rys. 10 Dodawanie Ambience w xStudio

Rys. 11 Ustawienia Ambience

Właściwości oświetlenia, tak jak w przypadku materiału, zależą także od nas. Możemy ustawić źródło światła przed lub za obiektem; możemy sprawić, że oświetlenie będzie przypominało światło dzienne lub nocne; obiekt może być tuż przy gruncie lub „zawieszony” (Rysunek 12.). Słowem – opcji jest mnóstwo.

Rys. 12 Wyrzynarka z ustawionym tłem i oświetleniem

xStudio daje również opcję do samodzielnego tworzenia Ambiences. Z dolnego paska należy wybrać opcję „Create Ambience”. Będziemy mieli do wyboru plik oświetlenia oraz plik tła (Rysunek 13.; źródło tła), zaś w kolejnym kroku będą widniały opcje ekspozycji i rotacji światła. Ustawiamy jego źródło zgodnie z kierunkiem ze zdjęcia i nasz własny ambience jest gotowy.

Rys. 13 Samodzielne tworzenie Ambience

Teraz pora na eksport wyników naszej pracy. Rozpoczniemy go od ustawień pliku, który zamierzamy wygenerować. Z paska należy wybrać przycisk „Camera”, a po prawej stronie otworzy się panel „Camera Properities” (Rysunek 14.). Do wyboru mamy:

Perspective – w tej sekcji możemy ustawić przybliżenie (po aktywacji opcji „Dolly Zoom” można zmienić zakrzywienie perspektywy przybliżenia), pozycję i obrót obiektu,

360 Sequence – jeżeli opcja ta jest aktywna, uzyskamy możliwość obrotu obiektu podzielonego na określoną niżej liczbę klatek (należy mieć na uwadze, że aktywacja 360 Sequence zużyje więcej credits w trakcie eksportowania pliku, ale za to uzyskamy widok z wielu perspektyw),

Focus – umożliwia skupienie widoku na zadanym detalu, określenie odległości od niego i rozmycia pozostałych elementów,

Format – tutaj określa się proporcje obrazu i jego orientację.

Rys. 14 Ustawienia widoku do wygenerowania obrazu

Eksportowanie wyrenderowanych obrazów jest bardzo proste. Z tego samego paska wybieramy przycisk „Eksport” (Rysunek 15., nr 1). Otworzy się nowe okno, gdzie do wyboru w zakładkach będzie „Render” bądź „glTF”. Na razie skupmy się na pierwszej zakładce (Rysunek 15., nr 2). Nadajemy nazwę, wybieramy format (poniżej możemy zdecydować, czy chcemy generować poszczególne klatki [360 Sequence], czy generujemy pojedynczy obraz tożsamy z widokiem aktywnej sceny), rozdzielczość i jakość. Zauważmy, że w zależności od wybranych opcji zmienia się liczba credits, które pochłonie renderowanie, a co się z tym wiąże – zmieni się czas procesowania. Po akceptacji „Save&Render” rozpoczyna się eksport pliku. Trzeba się przygotować, że może on chwilę potrwać. Pogląd procesu renderowania jest dostępny po przejściu do okna „Job Monitor” (Rysunek 15., nr 3). Progres widoczny jest pod miniaturą pliku, a jego jednostką jest % (Rysunek 15., nr 4).

Rys. 15Eksport gotowego obrazu

W xStudio możemy eksportować nie tylko obrazy 2D, ale również obrotowe modele 3D. Wystarczy, że w oknie eksportowania wybierzemy zakładkę glTF i zapiszemy plik na 3DDrive (można go później pobrać na dysk własnego komputera). Taki format pozwala na umieszczenie pliku w prezentacji, aby móc zaprezentować jego obrót i wygląd z różnych perspektyw.

Możliwe jest także przygotowanie przezroczystego tła, bez tzw. kanału alfa. Umożliwia on umieszczenie wyłącznie obiektu na dowolnie wybranym tle bez tła nieprzeźroczystego, np. na wzorzystym slajdzie prezentacji będzie widoczny tylko model. Aby wygenerować taki plik należy w oknie eksportowania wybrać format *.PNG, a poniżej aktywuje się suwak do kanału Alfa.<,/p>

Gotowe pliki przechowywane są w xStudio przez 12 tygodni. Po eksporcie można je otworzyć, żeby przejrzeć wyniki renderowania. Istnieje także możliwość pobrania obrazu 2D na dysk lokalny. Platforma 3DExperience pozwala na publikację plików w przestrzeni współpracy, na dysku w chmurze i w społecznościach (Rysunek 16).

Rys. 16 Możliwości publikacji poprzez platformę 3DEXPERIENCE

Rola 3D Render na platformie 3DExperience jest nie tylko użytecznym narzędziem projektowym, ale generuje również szeroki wachlarz korzyści dla przedsiębiorstwa. Przede wszystkim pozwala zredukować koszty, gdyż nie ma już potrzeby zatrudniania dodatkowego grafika, kiedy jest to tak proste. W dodatku wszystko odbywa się w chmurze, więc cały proces nie generuje dodatkowych obciążeń związanych z utrzymaniem kosztownej infrastruktury IT. Nieocenione jest też to, że w chmurze każdy uczestnik procesu ma możliwość podejrzenia postępu prac. Skutkuje to znaczną oszczędnością czasu i likwiduje możliwe konflikty wynikające z funkcjonowania nieaktualnych wersji pliku. Jeżeli więc brać pod uwagę, że z modelu 3D da się stworzyć bardzo realistyczne obrazy 2D bez posiadania profesjonalnego studia fotograficznego, to istotnie jest w tym jakiś rodzaj magii. Jednak nie jest to żadna wiedza tajemna, bowiem łatwo rozłożyć te czary na części i praktycznie każdy jest w stanie powtórzyć przedstawioną ścieżkę.

Post: 3DEXPERIENCE xStudio: Gdy wyobraźnia zderza się ze ścianą