Conceptos clave: creación de instancias basadas en matrices

¿Qué es RailClone?​

RailClone está diseñado para ayudar a los artistas a crear sofisticados modelos paramétricos reutilizables mediante un editor basado en nodos fácil de entender. En el corazón de RailClone hay dos generadores basados en matrices. Estos utilizan reglas para combinar, transformar, deformar, cortar, biselar, crear mapas UV y distribuir mallas conocidas como segmentos. Una vez que comprendas cómo funcionan los generadores, ¡crear tus propios objetos únicos de RailClone es simple y divertido!

En comparación con muchas otras herramientas de modelado paramétrico, RailClone funciona a un nivel de abstracción mucho más alto. RailClone no es una herramienta de programación visual, es un modelador sofisticado basado en matrices con un tremendo poder de creación de instancias. No es necesario crear algoritmos complejos ni generar mallas desde cero mediante programación; en cambio, RailClone utiliza piezas modulares de geometría creadas utilizando herramientas de modelado estándar como bloques de construcción. Estos se asignan a diferentes partes de un Formación y manipulado según las instrucciones contenidas en conjuntos de reglas . A la combinación de reglas, matrices y segmentos la llamamos Estilo.

Por ejemplo, la siguiente imagen ilustra un estilo de barrera de cuerda creado con RailClone.

Un estilo de barrera de cuerda creado con RailClone

Este estilo se crea utilizando sólo dos Segmentos.

Segmento de publicación

Segmento de cuerda

Estos dos segmentos están organizados en una matriz unidimensional mediante un generador, que utiliza un conjunto de reglas simple. Si tuviéramos que escribir este conjunto de reglas en inglés, diría lo siguiente:

1. Crear un 1 dimensión matriz deformada a lo largo de una Ranura matemáticas.
2. En el Comenzar si es spline, agregue una publicación.
3. En el Fin si es spline, agregue una publicación.
4. Si hay un Esquina vértice, agregue una publicación.
5. A lo largo de la ranura, agregue Igualmente postes espaciados cada 1,2m.
6. Entre todos estos postes, agregue una cuerda y escale para que encaje exactamente entre los postes.

En RailClone, usando el nodo basado Editor de estilos , el conjunto de reglas se ve así:

Como puede ver, esta matriz tiene 5 partes: el inicio, el final, la esquina, de manera uniforme y predeterminada. Cada una de estas partes está representada por una entrada en el nodo del generador. Para añadir geometría a la matriz, solo es necesario conectar un segmento a una entrada.

Este ejemplo contiene los 3 ingredientes esenciales para crear un objeto RailClone, un generador (conjunto de reglas), un objeto base (spline) y al menos un segmento (geometría). En el árbol de nodos mostrado arriba, el nodo Linear 1S es un tipo de generador que crea la matriz, el nodo Spline es un objeto base y determina la ruta, y los nodos Rope y Post son segmentos que añaden la geometría. Veamos estos 3 componentes con más detalle.

Generadores: los dos tipos de matrices de RailClone​

Para crear objetos paramétricos con RailClone, compila la geometría utilizando matrices de una y dos dimensiones. Cada una de estas dos matrices se crea utilizando un generador diferente y cada una tiene entradas diferentes. El generador L1S es el más simple de los dos con 5 entradas. Este generador es la base del enfoque de modelado de RailClone.

El segundo generador de RailClone está diseñado para crear matrices 2D y es más sofisticado con un total de 12 entradas posibles. Si apila varios arreglos L1S uno encima del otro, obtendrá un arreglo 2D y así, en esencia, es como funciona el generador A2S. Debido a esta relación entre los dos generadores, comprender el generador L1S es el paso más importante para aprender RailClone.

La matriz unidimensional o L1S​

Como hemos mencionado, la matriz L1S tiene 5 entradas. Cada uno de estos se relaciona con una posición en el eje X de la matriz y/o la posición en la spline base. Para crear objetos paramétricos con RailClone, es esencial comprender cómo interactúan estos 5 elementos. La siguiente imagen animada y descripciones ilustran las entradas utilizadas por el Generador L1S y su posición en una spline base. Aunque parece simple, es un sistema engañosamente poderoso que puede generar un número ilimitado de estilos diferentes.

1. Comenzar: esta entrada se utiliza para posicionar un segmento al inicio de la matriz.
2. Fin: esta entrada se utiliza para posicionar un segmento al final de la matriz.
3. Esquina: esta entrada se utiliza para agregar un segmento en cada uno de los vértices intermedios del spline. Puede configurar esto para que solo cree un segmento en ciertos tipos de vértices, es decir, esquinas. bezier-corner, bezier, smooth, o si lo prefieres, todos estos.
4. X De manera uniforme: esta entrada se usa para crear segmentos espaciados uniformemente a lo largo de la ranura. La distancia entre ellos es totalmente ajustable y hay varios algoritmos disponibles para calcular el espaciado.
5. Predeterminado: se usa para completar el resto de la matriz y en caso de que los otros nodos no tengan entradas. Si una entrada se deja vacía, en su lugar se utilizará el segmento conectado por defecto.

Para ver esto en acción, examine esta imagen de nuestro Tutorial de pared de mampostería. Ilustra los segmentos utilizados por el estilo y las ranuras de entrada a las que están conectados.

El Array bidimensional o A2S​

Usando el Generador A2S, los segmentos se pueden posicionar y deformar en una cuadrícula bidimensional con ranuras objetivo separadas para la parte superior, inferior, los lados, cada esquina y filas y columnas espaciadas uniformemente. Este potente generador es ideal para paredes, pavimentos, fachadas, tejados y muchas otras estructuras avanzadas. La imagen y las descripciones a continuación ilustran las entradas utilizadas por el Generador A2S y su posición en la matriz.

1. Esquina inferior izquierda: use esta entrada para colocar un segmento en la esquina inferior izquierda de la matriz.
2. Esquina inferior derecha. use esta entrada para colocar un segmento en la esquina inferior derecha de la matriz.
3. Esquina superior izquierda: use esta entrada para posicionar un segmento en la esquina superior izquierda de la matriz.
4. Esquina superior derecha: use esta entrada para colocar un segmento en la esquina superior derecha de la matriz.
5. Lado izquierdo: use esta entrada para agregar una columna de segmentos en el lado izquierdo de la matriz.
6. Lado derecho: use esta entrada para agregar una columna de segmentos en el lado derecho de la matriz.
7. Esquina interior: utilice esta entrada para añadir una columna de segmentos en cada uno de los vértices intermedios de la spline de construcción.
8. Lado inferior: use esta entrada para crear segmentos en la fila inferior de la matriz
9. Lado superior: use esta entrada para crear segmentos en la fila superior de la matriz
10. X uniformemente: utilice esta entrada para crear columnas de segmento espaciadas uniformemente.
11. Y uniformemente: utilice esta entrada para crear filas de segmentos espaciadas uniformemente.
12. Predeterminado: utilice esta entrada para asignar un segmento que se utilice para rellenar el resto de la matriz y en caso de que las demás entradas estén vacías.

La siguiente imagen es de nuestra Tutorial de muro cortina e ilustra cómo la relación entre la geometría del segmento y las ranuras de entrada descritas anteriormente crea un estilo de trabajo. Tenga en cuenta que aunque este generador tiene 12 ranuras de entrada, no es necesario utilizarlas todas. En este ejemplo solo se han utilizado las esquinas, los lados, la parte superior, la inferior, Y uniformemente y por defecto. Inner Corner y X Evenly no fueron necesarios para crear este estilo. Cuando no se utiliza una entrada, el generador puede reconfigurarse inteligentemente para usar solo las entradas que están activas.

Las entradas utilizadas para un estilo de muro cortina

Railclone Render del estilo de muro cortina

Segmentos​

Crear nuevos estilos con RailClone requiere pensar en sus modelos como partes repetibles de un rompecabezas, que se unen en una matriz 1D o 2D. Llamamos a estas piezas de rompecabezas Segmentos , son los bloques de construcción individuales, duplicados y combinados por los generadores, para crear un modelo final. Un segmento podría ser, por ejemplo, un único objeto completo distribuido a lo largo de un camino (por ejemplo, una farola), o un conjunto modular de piezas que se unen para crear una malla unificada precisa (por ejemplo, un marco espacial). La geometría utilizada para los segmentos suele ser muy específica de cada estilo, pero la siguiente imagen muestra 3 objetos RailClone diferentes del Paseo Marítimo tutorial con sus respectivos segmentos.

Objetos base​

Para establecer el tamaño de una matriz, tiene dos opciones: usar unidades de escena para especificar la longitud y la altura, o usar splines como rutas que debe seguir la geometría. Estas rutas se denominan objetos base. Dependiendo del tipo de generador utilizado, puede utilizar hasta 3 ranuras. Por ejemplo, este ajuste preestablecido de ferrocarril de la biblioteca incluida utiliza la ranura marcada en rojo para deformar la vía.

Cuando se utilizan generadores A2S (arreglos bidimensionales), se pueden usar dos splines, uno para el eje X y otro para el Y. En el ejemplo de muro cortina a continuación, el spline rojo gobierna el camino mientras que el amarillo determina la altura. Ambas splines se pueden curvar para generar una geometría que llevaría mucho tiempo crear con otras herramientas o técnicas.

Además de definir los ejes de un generador, el tercer tipo de objetos base spline funciona como un área de recorte. Estas splines deben estar cerradas y RailClone usa las funciones booleanas de Max para incluir o excluir geometría cortando segmentos. Esto se discutirá con más detalle en la guía Intermedia.

Operadores​

Los operadores permiten realizar todo tipo de modificaciones en los segmentos. Estos nodos permiten transformar, reflejar, combinar y secuenciar segmentos; distribuir de forma aleatoria la geometría, los ID de los materiales o las coordenadas UVW; combinar segmentos para formar un nuevo objeto compuesto, crear reglas condicionales y mucho más.

Parámetros​

Finalmente, Parámetros le permiten vincular las propiedades de generadores, segmentos y operadores entre sí o con nodos numéricos. Utilice parámetros para vincular diferentes partes de un estilo RailClone y haga que ajustar múltiples objetos desde una sola entrada sea muy fácil. Se pueden agregar relaciones matemáticas entre propiedades mediante el uso de operadores aritméticos y, para los más aventureros, incluso se pueden escribir expresiones personalizadas.

Instancia​

RailClone comparte el poder de creación de instancias de ForestPack Pro. Se ha diseñado desde el principio para crear enormes cantidades de geometría utilizando los motores de renderizado más populares. Cualquier segmento que no esté deformado o cortado se crea automáticamente una instancia, lo que ahorra memoria y mejora los tiempos de renderizado. Esto ocurre automáticamente entre bastidores, aunque, por regla general, cuanto más minimices la deformación y el corte, más optimizado estará el modelo.

Para ver un ejemplo de creación de instancias, eche un vistazo a la escena del estadio (que se muestra a continuación) de nuestro Serie de tutoriales de 5 partes. Esta escena usa RailClone para crear todos los asientos (y casi todo lo demás). Cada modelo de asiento tiene 14 018 polígonos y las gradas contienen aproximadamente 50 000 sillas. Esto nos da un total de 700,900,000 polígonos, ¡y eso sin sumar la multitud, las banderas, el techo y el césped!