Teorie – Blok 3: 3D grafika (Blender)

Co jsem se naučil

Pochopil jsem základní rozdíl mezi 3D a 2D grafikou – ve 3D popisuji objekty matematicky v prostoru a výsledný obraz vzniká teprve renderováním. Naučil jsem se, že modelování a renderování jsou dvě oddělené fáze a každá vyžaduje jiné myšlení.

Jak funguje 3D prostor v Blenderu

Blender používá tři osy: X (šířka), Y (hloubka), Z (výška). Každý objekt má svou polohu, rotaci a měřítko. Základní navigace: střední tlačítko myši pro rotaci pohledu, Numpad 0 pro pohled z kamery, G/R/S pro pohyb/rotaci/scale objektu – a přidáním osy (G Z) omezím transformaci na jednu osu.

Rozdíl mezi Object Mode a Edit Mode

V Object Mode pracuji s celými objekty – přesouvám je, kopíruji, přiřazuji materiály. V Edit Mode (Tab) upravuji samotnou geometrii – vrcholy, hrany, plochy. Je důležité si uvědomit, na které úrovni zrovna jsem, jinak operace dělají nečekané věci.

Materiály a shader

Materiál určuje, jak povrch objektu vypadá. V Blenderu ho nastavuji v Shader Editoru pomocí uzlů (nodes). Základní materiál vždy obsahuje Principled BSDF – jeden shader s mnoha parametry:

Base Color – základní barva nebo textura
Roughness – 0 = zrcadlový lesk, 1 = matný povrch
Metallic – kovový nebo nekovový charakter
Transmission – průhlednost (pro sklo)

Osvětlení a jeho vliv na scénu

Světlo v Blenderu neslouží jen k „rozsvícení” scény – definuje náladu, hloubku a realismus. Naučil jsem se, že jedno silné světlo tvoří tvrdé stíny (dramatické), více slabších zdrojů dává měkké stíny (přirozené). Barva světla ovlivňuje celkový dojem – teplé oranžové světlo (~3000 K) evokuje večer nebo interiér, studené modré (~6500 K) denní světlo nebo chlad.

Slovník pojmů

Mesh Datová struktura 3D objektu – soustava vrcholů, hran a ploch. Všechny objekty v Blenderu (krychle, koule, složitý model) jsou uvnitř meshe.

Vertex (vrchol) Bod v 3D prostoru definovaný souřadnicemi X, Y, Z. Nejmenší stavební jednotka meshe. Z vrcholů se skládají hrany a z hran plochy.

Edge (hrana) Úsečka spojující dva vrcholy. Tvoří „kostru” meshe.

Face (plocha) Uzavřená smyčka hran tvořící polygon. Nejčastěji čtyřúhelník (quad). Plochy definují viditelný povrch objektu.

Primitiv Předdefinovaný základní 3D tvar – krychle, koule, válec, kužel, torus. Slouží jako výchozí bod pro modelování složitějších objektů.

Edit Mode Režim v Blenderu, kde upravuji geometrii objektu na úrovni vrcholů, hran a ploch. Přepínám do něj klávesou Tab.

Boolean operace Logická operace kombinující dva objekty: Difference (výřez), Union (sjednocení), Intersection (průnik). Použil jsem Difference pro vytvoření otvoru okna ve stěně.

Modifier Nedestruktivní úprava aplikovaná na objekt „nad” jeho geometrií. Lze ho kdykoli upravit nebo vypnout. Mirror modifier zdrcadlí objekt podle osy – modeluju jen jednu polovinu, druhá se vygeneruje automaticky.

Materiál Definice vzhledu povrchu objektu – jak reaguje na světlo. V Blenderu se nastavuje přes Shader Editor pomocí uzlů.

Principled BSDF Univerzální shader v Blenderu kombinující difuzní odrazy, lesk, průhlednost a další vlastnosti v jednom materiálu. BSDF = Bidirectional Scattering Distribution Function – popis toho, jak povrch rozptyluje světlo.

Renderování Proces výpočtu výsledného 2D obrazu ze 3D scény. Výpočet zahrnuje osvětlení, stíny, odrazy a průhlednost.

Cycles Fyzikálně korektní renderovací engine Blenderu založený na raytracingu. Pomalejší než EEVEE, ale realističtější výsledky – zejména odrazy a průhledné materiály.

EEVEE Real-time renderovací engine Blenderu. Výrazně rychlejší než Cycles, ale aproximuje fyzikální chování světla. Vhodný pro stylizované výstupy nebo náhledy.

Raytracing Metoda renderování simulující cestu světelných paprsků scénou – odraz od povrchů, lom v průhledných materiálech, stíny. Výpočetně náročná, ale fyzikálně přesná.

HDRI (High Dynamic Range Image) Panoramatický obrázek použitý jako zdroj okolního osvětlení scény. Zajistí přirozené světelné podmínky bez nutnosti ručně přidávat světla.

Outliner Panel v Blenderu zobrazující hierarchický seznam všech objektů ve scéně. Díky pojmenování objektů se v něm orientuji – bez pojmenování je vše „Cube.001”, „Cube.002” atd.

Zdroje

https://docs.blender.org/manual/en/latest/
https://polyhaven.com/ – HDRI a textury (CC0 licence)
https://www.youtube.com/@blenderguru