Materiaalijäljennös: Taiteen ja algoritmin fuusio

Materiaalijäljennös: Taiteen ja algoritmin fuusio

Yksi viesti 3D Talon sanomassa on aina ollut ylitse muiden: “Teemme unelmistasi totta ennenkuin ne ovat totta” – Lupaus tiivistää hyvin firman perustamiseen johtaneen vision, alalla vallitsevan erittäin kovan vaatimustason, sekä luottamuksemme osaamisemme, joka vastaa siihen.

Virtuaalisella näyttämöllä huomiostanne kilpailevat lukuisat edistyneet teknologiat ja tekniikat – puhumattakaan suunnittelijoiden, ohjelmoijien ja taiteilijoiden ammattitaidosta. Tässä artikkelissa keskitymme erityisesti yhteen osaamisen ja teknologian alueista: Materiaalit.

Jotta palvelisimme asiakkaan tarvetta parhaalla mahdollisella tavalla, VR-visualisointeihin vietävien tuotteiden ja ympäristöjen tulee vastata todellisuutta; Pintojen muotojen, värien ja heijastusten tulee esittää yksityiskohtaisesti esikuviaan. Se edellyttää huolellista käsityötä.

Materiaaleissa parhaisiin lopputuloksiin päästään ainoastaan tallentamalla tai tutkimalla näytteitä tosielämän esikuvasta

Vallitseva standardi materiaalien visualisoinnissa reaaliaikaisessa grafiikassa, eli peligrafikassa, sekä vastaavissa interaktiivisissa 3D-ympäristöissä, on PBR (physicality based rendering). Menetelmässä kuvastetaan materiaalin pinta käyttämällä kuutta (tai joissain tapauksissa useampaa) kanavaa; Väri, läpinäkyvyys, karkeus, metallisuus, valoemissio sekä kartat pintojen muotoyksityiskohdille, kuten kipinäpinnoille tai karhennuksille.

Yleisimmissä perusmateriaaleissa kuten muovit, metallit ja tyypillisimmät tekstiilit voimme hyödyntää kirjastojamme, mutta monimutkaisimmissa tapauksissa luomme materiaalin täysin tyhjästä.

PBR-materiaalien luontiin on lukuisia eri menetelmiä, joista 3D Talolla hyödynnämme fotogrammetriaa materiaalin näytteistä suoraan tallentamisen ollessa mahdollista, sekä muissa tapauksissa materiaalien luontiin suunniteltua ohjelmistoa, Substance Designeria.

Erityisesti lasin ja muiden heijastavien materiaalien kanssa, materiaali rakennetaan Substance Designerissa pitkälti käsipelillä. Analysoimalla näytettä aseina teoriatietämys ja koulutettu pari silmiä.

Substance Designerin materiaalin graafi

Designerissa materiaalia kuvaa graafi, johon ominaisuudet havaintojen ja tallenteiden pohjalta kuvataan. Yksinkertaisissa materiaaleissa graafi voi olla hyvinkin yksinkertainen. Kun taas kuvan Pukkilan Boreal -laatan kaltaisissa monimutkaisissa materiaaleissa pelkästään orgaanisesti lainehtivan kuvioinnin loogisen mallin naulaamiseen voi upota lukuisia työpäiviä.

Ohjelman käyttäjä kuvailee ennenkaikkea materiaalien logiikkaa, sillä jokainen “substance” on proseduraalinen. Termi tarkoittaa sitä, että tuotettu graafi on kokoelma satunnaisgeneroidun siemenluvun ruokkimia matemaattisia algoritmejä. Siemenluvun vaihtuessa koko materiaali lasketaan uudelleen, lopputuloksen ollen samankaltainen – mutta muuttunut.

Valmis Boreal-laatan kuviointi Substance Designerin esikatseluikkunassa

Boreal-laatta on vesivärimäisine kuvioineen oiva esimerkki: Yksikään VR-saunaan sijoitetuista laatoista ei ollut kopio toisesta. Jokainen laatta oli täten täysin uniikki, kuten lasitetut keraamiset esikuvansa. Satunnaisgeneraation ansiosta yhdenkään Boreal-seinälaatan kuvioinnin ei pitäisi missään VR-saunan käynnistyskerroista olla kopio edellisistä. Koskaan.

Selkeästi uniikit materiaalit ovat toki suhteellisen harvinaisia, mutta esimerkki todentaa sen, kuinka väkevästä teknologiasta on kyse. Tietysti tällaisten erikoistapauksien toistuminen osoittaa myös sen että kysyntää monimutkaisillekkin materiaalisimulaatioille on. Erityisesti luonnonmateriaalien parissa.

3D Talon projektitöissä materiaalityö kulkee aina rinnan muun grafiikan tuotannon kanssa, mutta se loistaa erityisesti monimutkaisten ja harvinaisten materiaalien formuloinnissa.

Tyypillisimpiä digitaalisten materiaalien tilaajia ovat tuotekehitystyötä tekevät yritykset, halutessaan esikatsella potentiaalisesti arvokkaidenkin materiaalien käyttäytymistä tuotteidensa muotojen kanssa ja erilaisissa valaistusolosuhteissa – synnyttäen suoraan säästöjä. Erityisesti käsityö- ja designalan yritykset hyötyvät paljon metalliseosten, lasien ja monimutkaisten pintarakenteiden visualisoinneista.

Kysy meiltä lisää “niistä pee-bee-ärristä” ottamalla suoraan yhteyttä tai jättämällä kommentti!

Teemu Wilander

Tekninen taiteilija

teemu@3dtalo.fi

AVOIMET TYÖPAIKAT

About the author: 3DtaloAdmin

Kommentoi

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista