У фотографии есть одна неприятная особенность: она плоская. Человечество довольно долго мирилось с этим обстоятельством, но лично мне в какой-то момент надоело. Особенно после появления ЧПУ-станка.
Есть у человека фотография.
Это само по себе ещё не беда.
Беда начинается тогда, когда человек смотрит на неё и думает:
А хорошо бы это вырезать.
Разумный гражданин после такой мысли идёт пить чай. Более деятельный открывает графический редактор. Особенно настойчивый начинает искать программу, которая превратит фотографию в рельеф.
И вот здесь выясняется неприятное.
Программ много. Кнопок ещё больше. А хороший рельеф почему-то автоматически не возникает.
Дело о пропавшей координате Z
На фотографии может быть человек, лев, орнамент, автомобиль, икона или любимый кот Семён Аркадьевич.
Человеческий глаз прекрасно понимает, где нос, где ухо, где передний план и где стена на заднем плане.
Но попробуйте сообщить компьютеру, что нос должен находиться впереди уха, а ухо — впереди стены.
Компьютер немедленно становится задумчив.
Потому что у изображения есть X. Есть Y. А Z никто не дал.
Именно из этой довольно бытовой несправедливости появился SCULPT / RELIEF ENGINE.
Задача выглядит подозрительно просто: изображение → рельеф → STL.
Разумеется, между первой и последней стрелкой находится некоторое количество математики, экспериментов, неудачных моделей и выражений, которые редакционная политика YETI³ не позволяет воспроизводить без звукового сигнала.
Белое — не обязательно высокое
Самый очевидный способ получить рельеф из картинки известен давно: светлые пиксели поднять, тёмные опустить.
Метод прекрасен ровно до первой настоящей фотографии.
На ней обязательно обнаружится белая рубашка, чёрная борода, блик на лбу и тень под носом.
После прямого преобразования такой фотографии лицо иногда начинает напоминать геологическую карту местности, которую покинули даже геологи.
Поэтому SCULPT задуман не просто как конвертер яркости в высоту.
Здесь отдельно существуют источник глубины, геометрия, детализация, планы, художественная глубина, светотеневая коррекция и маски.
На человеческом языке всё это означает примерно следующее:
Вот это у нас лицо. Вот это фон. Это должно быть впереди. Это — сзади. А вот эту прекрасную тень под носом, пожалуйста, не превращай в ущелье глубиной четыре миллиметра.
Миллиметры получили права
Следующая проблема обнаружилась довольно быстро.
Математически правильный рельеф и красивый рельеф — это два совершенно разных гражданина.
Первый приходит с линейкой.
Второй приходит вечером, включает боковой свет, долго смотрит и наконец говорит:
Вот теперь хорошо.
В SCULPT можно задавать размеры будущей модели, управлять глубиной рельефа и основанием. При этом художественная глубина остаётся отдельным параметром.
Это важно, потому что мы не пытаемся запихнуть реальный мир внутрь деревянной заготовки в масштабе один к одному.
Мы пытаемся сделать так, чтобы несколько миллиметров материала убедительно изображали пространство.
Восемь версий одного света
Фотография рассказывает о форме при помощи света.
Проблема в том, что свет — свидетель ненадёжный.
Он мог падать слева. Справа. Сверху. Снизу. А мог пройти через руки фотографа, редактора и ползунок «Контраст +87».
Поэтому в движке предусмотрены восемь световых гипотез.
Это не попытка заявить, что программа по одной фотографии раскрыла тайны Вселенной. Световые гипотезы используются как дополнительный инструмент коррекции формы.
Я проверял.
Весь мир в восьми миллиметрах
У настоящего пространства есть ещё один недостаток: оно слишком большое.
Нос находится впереди ушей. Человек стоит впереди здания. Здание может находиться в сотнях метров от гор.
После этого приходит фреза и сообщает:
У меня восемь миллиметров. Договаривайтесь.
Поэтому хороший рельеф — это не уменьшенная копия реальности.
Это компрессия пространства.
Передний, средний и задний планы должны оставаться различимыми, но физически помещаться в материал.
Именно поэтому управление планами и глубиной стало одной из важных частей SCULPT.
Мы не строим маленькую копию мира.
Мы договариваемся с миром о приемлемой толщине.
Иногда машине надо показать пальцем
Автоматизация прекрасна.
Особенно пока она делает именно то, что вы имели в виду.
Когда её мнение начинает отличаться от вашего, появляются маски.
Они позволяют ограничить область обработки, отделить объект от фона, использовать прозрачность изображения, внешний источник маски или инвертировать выбранную область.
Белое открывает действие слоя. Чёрное закрывает.
В этом месте заканчивается машинная демократия и начинается нормальное человеческое управление.
Сначала посмотреть
Отдельная история — предварительный просмотр.
Нет ничего более философского, чем долго ждать построения тяжёлой сетки, чтобы после завершения вычислений посмотреть на экран и сказать:
Нет. Ползунок надо было чуть левее.
Поэтому SCULPT умеет сначала построить облегчённое 2D-превью, позволяющее оценить характер будущего рельефа, а уже затем переходить к финальной геометрии.
Сначала смотрим.
Потом считаем.
Человечество пришло к этому принципу не сразу.
И наконец появляется STL
Финальный результат работы движка — закрытая STL-модель с основанием.
То есть результатом становится не просто красивая карта глубины на экране, а геометрия, которую можно передавать дальше по производственной цепочке: в CAM, слайсер или другой инструмент подготовки производства.
Изображение загружается. Настройки подбираются. Результат проверяется на превью. После этого строится STL.
И где-то в этот момент обычный JPEG начинает подозревать, что дело принимает серьёзный оборот.
Чего SCULPT не делает
Есть принципиальный момент.
SCULPT не восстанавливает настоящий трёхмерный объект из одной фотографии.
По одному снимку это вообще невозможно сделать однозначно.
Компьютер не знает, что находится за ухом сфотографированного человека.
Возможно, там затылок.
Возможно, шкаф.
Возможно, бухгалтер Николай Петрович.
Исходных данных нет.
Поэтому задача SCULPT другая: построить убедительный художественный рельеф на основе изображения.
Не восстановить реальность.
А создать форму, которая работает именно как рельеф.
Зачем я вообще это сделал
В первую очередь — для собственных работ.
Для портретов, панно, орнаментов, декоративных композиций, памятных вещей, художественной резьбы и экспериментов с ЧПУ.
Мне нужен был инструмент, в котором путь от изображения до физической формы можно контролировать самому, а не надеяться, что очередная волшебная кнопка правильно догадается, чего я хотел.
Так постепенно появился SCULPT / RELIEF ENGINE.
Сейчас это ещё развивающийся инструмент. Он меняется, обрастает возможностями, иногда ведёт себя прилично, иногда заставляет снова открывать исходный код.
Но главное уже произошло.
Можно взять обычное изображение и начать превращать его не просто в набор высот, а в рельеф, рассчитанный на реальный материал и дальнейшую обработку.
https://stl.lineclub.ru/
Вместо заключения
Всё начинается совершенно невинно.
У человека есть фотография.
Потом у него появляется станок.
Потом возникает вопрос:
А если попробовать сделать её объёмной?
Через некоторое время у человека уже есть алгоритмы глубины, маски, световые гипотезы, генератор STL и твёрдое убеждение, что ещё один небольшой параметр точно всё исправит.
Так обычно и появляются программные продукты.
По крайней мере, нормальные.
Владлен Урсолов
Автор SCULPT / RELIEF ENGINE и YETI³
Пример проекта: LineCloud
Для 3D-команды важен путь от сцены до согласованного результата: настройки, очередь и файлы на выходе. LineCloud показывает рабочее пространство для Blender и управления личными или командными вычислительными ресурсами.
Практический сценарий и пример проекта
Зафиксируйте движок рендера, разрешение, число кадров, внешние зависимости сцены и формат выдачи. Проверка одного кадра полезна до большой очереди. Демонстрация интерфейса не подтверждает доступность свободных GPU или срок выполнения конкретной сцены.
Рассмотреть обзор и реальные экраны проекта · Открыть пример
Как подготовить свою задачу к расчёту
Оценка начинается с файла проекта и ожидаемого результата. Аренда ресурсов, вычисления и подготовка сцены требуют отдельного расчёта; расходы и запуск согласуются до выполнения.
В обращении можно указать название этого примера, нужный результат и желаемый срок. После обсуждения согласуются состав работ, полная стоимость, порядок оплаты и критерии приёмки. Фиксированная цена и дата выполнения для вашего проекта пока не определены.
Обсудить задачу с цифровой мастерской · Выбрать другой цифровой сценарий
Обсуждение
Войдите, чтобы комментировать