Zubačkový hrebeň
s použitím 3D textúry a alfa kanálu.
(
niekoľko typov hrebeňa)

V tomto tútoriale sa nezameriam až tak na samotné modelovanie ako na jeden spôsob ako zjednodušením objektu a pomocou alfa kanálu pekne vymodelovať pomerne členitý objekt a tak ušetriť polygóny. Podobne sa dá modelovať všetko kde by ste inak museli modelovať detaily ktoré by značne zvýšili počet polygónov. Náš ciel bude hrebeň zubačky vo vysokých tatrách použiteľný ako extra spline pre akúkoľvek koľaj.






Ak si pozriete hlavne druhý obrázok, pekne uvidíte konštrukciu, čo do predpokladaného počtu polygónov na krátku dĺžku pomerne zložitý tvar a hlavne ukotvenie o každý pražec. Tu ale spravím drobnú zmenu jednak v zjednodušení tvaru oproti originálu a tiež aby bol hrebeň použiteľný pre akúkoľvek koľaj. Nie všetky pražce u všetkých koľají sú totiž rovnaké čo do použitej textúry, počtu a vzdialenosti pražcov na danú vzdialenosť a tak by pri niektorých mohlo prísť k nie príliš peknému posunu. Samozrejme ak budem hrebeň modelovať pre konkrétnu skupinu koľaji môžem zachovať aj tento pekný detail. V tomto prípade ale toto ukotvenie môže byť riešené ako súvislá lišta v celej dĺžke hrebeňa.
Prvá vec je príprava textúr. Ak máte po ruke pekné fotografie ktoré sa dajú použiť je to ideálne riešenie, ale ak by ste kvôli tomu museli cestovať stovky kilometrov do vysokých tatier je asi jednoduchšie si ich vytvoriť svojpomocne.
Ako základný materiál kovu vezmeme niekoľko kovových materiálov (mierne oxidovaný plech, oxidovaný medený plech a pozinkovaný plech) a  lesk ktorý použijeme na hornú plochu samotného hrebeňa so svetlým pozinkovaným kovom vpravo. 






Úpravou týchto bitmáp v niektorom grafickom bitmap editore ktorý umožňuje zmenu odtieňov, kontrastu, nasýtenia a podobných úprav dostaneme výsledné bytmapy bočných kovových stien hrebeňa. Druhý kov zároveň znásobíme aby sme dostali dlhší tvar pre modelovanie boku hrebeňa.


Teraz pristúpime k tvorbe 3D textúr a alfa kanálovej textúry pre hrebeň. K tomu si teda najskôr z jednoduchých základných tvarov vymodelujeme v gmaxe podložku na ktorej leží hrebeň a uchytenie vrátane skrutiek a nitov. Ako pomôcku aj časť hrebeňa ako hranol a jednu spodnú rovnú plane plochu ktorú hneď otextúrujeme niektorou z koľajnicových mstand textúr pre lepšiu orientáciu v priestore. Plane z pražcami musí mať rozmer 4x4m, musí byť umiestnená ako pri modelovaní koľajníc teda vertexy v ose Y 0 a -4 a v mieste jej prvého pražca umiestnime naše ukotvenie hrebeňa.



Objekty prenesieme do editable mesh a potiahneme textúrou. Pre všetky časti použijeme menšiu prvú textúru. Nakoniec klonovaním umiestnime rovnakú kópiu na každý pražec



Nakoniec vymodelujeme samotný hrebeň rozdelením boxu na 160 častí a znížením vždy dvoch a dvoch vertexov



Takto zjednodušený hrebeň dostačuje. Modelovanie presného tvaru by bolo pre použitie v TRS zbytočne zložité a mnoho polygónové. Aj tak ak by ste si teraz spočítali polygóny prišli by ste k číslu 3498. A to iba na 4m koľajnice. Je to príliš veľa a preto musíme pracovať s alfa textúrou a 3D textúrou, ktorá nám všetko zníži na ďaleko menšie číslo.  Preto si teraz nasvietíme scénu s troma svetlami tak aby vynikli objekty a kolmým pohľadom zosnímame scénu čím si vytvoríme budúce textúry ktoré ešte upravíme v grafickom editore pre naše potreby vrátane alfa kanálu bočného pohľadu hrebeňa





Časti medzi ukotvením sú úmyselne vyplnené pre maximálne zjednodušenie polygónovej náročnosti  v duchu následného modelovania pričom stĺpik ukotvenia môže byť súčasťou hrebeňa, alebo v samostatnej bitmape, čo je aj možno jednoduchšie pre mapovanie. Pri prepočte textúry je nutné mať presne definovanú dĺžku a počet zubov na určitú vzdialenosť. Napríklad  6 zubov na vzdialenosť jedného pražca. Tak musí byť definovaná textúra a samozrejme aj samotný model. Inak budete mať problém pri dolícovavaní kde nebudú sedieť presné uhly a môže sa stať, že niekde pri určitom uhle a pozornejšom pohľade bude presvitať neotextúrovaná časť. Nieje to zas taká strašná chyba u objektu ktorý nieje kľúčový a ktorý viac-menej iba vnímate pri jazde vlakom. Pri kľúčovejšom ktorý máte často v zornom poly a naviac dosť blízko by to ale už chybou bolo. Vždy ale ide hlavne o to, do akej precíznosti chcete ísť. Každopádne ak sedia pomery bude vám bez väčších problémov aj sedieť výsledné mapovanie.
Nasledujúce finálne modelovanie bude spočívať v maximálnom zjednodušení hrebeňa a odstránení všetkého čo môžeme nahradiť aj textúrovaním s 3D textúrou. Nato použijeme pôvodný model a z neho - z hrebeňa - odstránime všetky bočné plochy a spodné plochy. Horné musia ostať zachované. Tak isto zo všetkých ukotvení odstránime nity a skrutky


 

a ako ďalšie vytvoríme jeden bežný hranol o šírke, výške a dĺžke hrebeňa. Z neho odstránime, hornú, dolnú a obidve čelné steny a zostávajúce bočné steny prirovnáme k bokom hrebeňa.
 


Na tieto bočné steny potom namapujeme nakoniec alfa kanálovú textúru bokov hrebeňa a pôvodná horná stena hrebeňa bude tento zjednodušený bok dopĺňať tak, že to bude tvoriť v hre dokonalý 3D efekt ako keby tam boli pôvodné mnohopolygónové bočné steny hrebeňa. 
Ukotvenie potom premapujeme tiež nami vytvorenou 3D  textúrou čím nahradíme nity a skrutky. Ako posledné namapujeme už spomenutú alfa kanálovú textúru bokov hrebeňa.  Dôležité tu je presné dolícovanie oboch textúr - bočnej i hornej a ich hrán. Nesmiete pritom aj zabudnúť nato, že textúra nieje rovnaká na oboch koncoch a tak aj pri mapovaní musíme jednu stranu v režime edit vodorovne prevrátiť a tak vytvoriť ľavú a pravú stranu. Inak nám textúry nebudú oproti sebe sedieť.
Miesto pôvodných  3498 polygónov má teraz tá istá plocha iba  538 polygónov čo je značný rozdiel. Pointa je teda v maximálne zjednodušenom konštrukčnom riešení objektu pri  zachovaní kľúčových častí objektu na zachovanie plného 3D efektu za pomoci pseudo 3D textúr klamajúcich naše nedokonalé oči a jednej hrany, ktorá 3D efekt a pocit s objektu ešte vylepši. Tento spôsob sa používa dosť často práve na krovových tenkých či inak členitých častiach modelovaného objektu. Vo všeobecnosti je dosť často jadrom modelovania klamanie očí skôr textúrou a rôznou kombináciou techník, vymodelovaním iba náznaku určitej časti, či úpravou, než precíznym presným modelovaním celku. Problém je akurát občas v dvojitej práci a občas pracnej príprave špeciálnej textúry. Pri statickej scéne to všetko samozrejme nieje nutné a občas dokonca naopak nežiadúce, ale pre TRS a odľahčenie jadra to je výhodnejšie.




Ak odstránime ukotvenie a nahradíme ho ešte zjednodušenejšou formou iba rovnej plochy pokrytej 3D textúrou,  tak  môžeme ušetriť ďalšie polygóny a dostať sa z už ušetrených 538 polygónov až na  94 polygónov čo už je priateľná hodnota. Ako však sami vidíte je to už značne zjednodušený a aj od predlohy už odlišný objekt.



Aj to by sa dalo ešte zjednodušiť a použiť čisté alfa kanálovú textúru. Tu by sa ale celkom stratil 3D efekt, hrebeň by sa stal plochý a iba pomerne náročnou farebnou úpravou hlavnej plnofarebnej textúry a polopriepustnosti alfa kanálu v určitých oblastiach by sa to dalo ako tak priateľne upraviť.
Tak či tak je iba na vás ktorú formu a koľko detailov si zvolíte. Strata detailov aj keď sa jedná o koľajnicu nieje až tak kľúčová, pretože hrebeňová koľajnica je viac-menej pri jazde vnímaná a nie detailne sledovaná. Preto je niekedy lepšie aj za cenu nepresností oproti reálnej predlohy trocha pridať na proporciách pre zvýraznenie a ubrať na detailoch.  Je totiž možné ubrať ešte viac na detailoch a celú koľajnicu vymodelovať iba z pár polygónov. Hlavne ak vychádzame z konštrukčne iného typu vnútorného hrebeňa




Takto modelovaný hrebeň je polygónovo zhodný s predošlou verziou. Má 550 polygónov a ak miesto 5 uholníkov použijeme hranoly tak 470.  Ak však použijeme iba bočné steny hrebeňa a jednu hornú plochu otextúrovanú alfatextúrou tak to už znížime na 220 polygónov a ak ešte viac zjednodušíme hrebeň tak, že odstránime aj ukotvenie tak sa dostaneme na iba 10 polygónov na 4m dĺžky čo je pre TRS čo do zaťaženia asi najvhodnejšie. Je iba otázne či sa nám až tak zjednodušený a oproti predlohe vlastne aj odlišný model bude vôbec páčiť.
Ako vidíte riešení je niekoľko a záleží samozrejme hlavne do akého stupňa vierohodnosti objektu oproti reálnej predlohe chcete ísť a načo má objekt slúžiť. Ak chcete zachovať maximálnu vierohodnosť oproti originálu treba viac dbať na presnosť a kľúčové detaily. Treba ale počítať aj s nárastom nárokov na grafickú kartu, alebo vašu prácu pri príprave špeciálnych 3D textúr. Ak vám ide skôr o celkový reálny pocit než presné prevedenie a detail dá sa mnohé oklamať vďaka nedokonalosti ľudského oka a aj odľahčiť váš počítač. Sami si vyberte ktorý z nasledujúcich hrebeňov je najlepší a najvhodnejší



538 polygónov
94 polygónov
550 polygónov 220 polygónov

10 polygónov



Čo do materiálov ešte spomeniem, že k hornej ploche svetlého kovu je dobré použiť aj efekt reflection na 25% s bitmatou lesku a tak isto môžeme použiť lesk aj na bočné ukotvenie v intenzite 15%. Na alfa kanál reflection nieje príliš vhodné používať. S dobrou textúrou to všetko ale aj tak pôsobí pomerne dosť realisticky ak bez použitia fototextúr a ak sa lepšie pozriete tak trocha aj ako hrebeň zašpinený od mazadiel a nečistôt. Ak používate 3Dmax a môžete si textúru pekne vyrenderovať môžete si pripraviť pomocou materiál editora skoro dokonalú textúru aj s nerovným povrchom, škrabancami, puklinami a mnohým ďalším.

Čo do config.txt súboru sa bude jednať o jednoduchý config pre bežnú spline. Dĺžka a šírka (length  a width) musí byť definová zhodne so skutočným modelom.


kuid                            <kuid:XXXXX:XXXXX>
kind                            "track"
region                          SK KOLAJE
type                            "Specialne"
light                             1
trainz-build                  2
length                          4.0
width                          0.5
grounded                    0
istrack                         0
bendy                          1
isroad                          0
carrate                         0
asset-filename               "pole"
category-class               "TR"
kuid-table {
}

Čo do výhodnosti samostatného hrebeňa alebo hrebeňa ako súčasti koľajníc treba povedať, že je vhodnejšie mať hrebeň samostatne. Dá sa použiť k akejkoľvek koľajnici na rozdiel od iba konkrétnej koľajnice ktorej je súčasťou a ktorou ste takto  viazaný. Ak je samostatná a použitá s bežnou chunky koľajnicou je aj slabou záťažou procesora. Ak je hrebeň súčasťou koľajníc musia tieto totiž byť modelované ako bežná spline a tak je ich počet polygónov vyšší o polygóny koľajnice a teda aj nárok na procesor iný ako u chunky koľajníc s extra spline hrebeňom. Preto sa mne použitie nezávislého hrebeňa zdá vhodnejšie. A to samé platí aj pre iné doplnky ku koľajniciam. Či už to sú koľajnice z jednou alebo dvoma vodiacimi koľajnicami alebo kolesá a lano lanovej dráhy.




Viac o doplňujúcich objektoch ku sade koľajníc nájdete tu.  Ak budete mať otázky stačí poslať email.