Что такое тектоника и как она передаёт реализм в 3D?
При создании модели важно не только понимать, как создавать форму, но и анализировать её тектонику.
Тектоника — это зависимость формы модели от внутреннего строения, её материала и технологии производства.
Нужно понимать логику объекта, знать, как элементы сочетаются и из чего они сделаны. Без этого можно попасть в западню: ты будешь думать, что у тебя получился классный силуэт, но у зрителя он будет вызывать отторжение. Например, круглые пули к квадратным стволам — нарушение элементарной логики.
Нарушение логики объекта может быть явным или интуитивным. В последнем случае зритель будет смотреть на твою работу и думать: что-то здесь не так. Чтобы понять это ощущение, вспомни какой-нибудь фильм, в котором герой восемь раз подряд стреляет из шестизарядного револьвера. Так что тектоника — очень важная тема. И не самая простая, предупреждаем сразу. Но мы попробуем в ней разобраться, шаг за шагом.
Разберём машину
Перед тобой работа художника Encho Enchev. С первого взгляда понятно, что это не просто «автомобиль в вакууме». Формы объекта подсказывают, как он устроен, и намекают на его функции (уборка).
Тектоника помогает передать внутреннюю структуру и логику объекта. Давай проследим за тем, как этот эффект достигается.
Цвет
Первыми в глаза бросаются характерные цвета: оранжевый и чёрный. У сочетания этих оттенков есть прямые ассоциации: спецтехника, ЖКХ, ремонт дороги. И хотя цвет в данном случае не является частью тектоники, это отличный пример цветового кодирования.
Щётки
Щётки, как элемент в этой модели, не только выглядят интересно, но и точно обозначают одну из функций машины — она умеет подметать.
Похожие есть у городских уборочных машин.
Электромоторы
Рассмотрим машину повнимательнее. Если обратить внимание на конструкцию щёток, можно предположить, что у них есть электропривод. Кожухи сверху как раз подойдут для того, чтобы спрятать пару электромоторов. Это ещё один элемент, который позволяет понять чуть больше о конкретной модели.
Сегодня электродвигатель — один из самых распространённых типов двигателей. Лифты, электроинструмент, электроавтомобили, кулер в твоём ПК или фен — всё это работает на основе электродвигателя.
Так что тебе будет полезно чуть подробнее узнать, из чего он состоит. Как правило, выглядит он как цилиндр. Тектонику электродвигателя отлично показал художник DMITRY LOGINOV.
Принцип работы электродвигателя довольно прост. Есть статор — внешняя неподвижная оболочка. И есть ротор — внутренняя вращающаяся часть. Магнитное поле вращает ротор. Структура мотора определяет его форму.
Гидравлика
Снова посмотри на щётки. Они крепятся к корпусу через систему гидравлических цилиндров и металлических балок. Последние здесь выполняют несущую функцию.
Гидравлический цилиндр является движителем и участвует в изменении поворота балок.
Гидравлические цилиндры позволяют управлять поворотом и наклоном щёток путём выдвижения или втягивания штока. Последний приводится в движение, когда изменяется давление масла внутри цилиндра.
Подобные конструкции можно встретить в автогрейдерах.
Кабина
Кабина — один из важнейших элементов. Она не только задаёт масштаб объекта, но и с точки зрения тектоники подсказывает, управляется ли объект человеком (сидящим в кабине) или является беспилотным.
Схожую тектонику кабины можно встретить в технике вокруг нас.
К теме с кабиной мы ещё вернёмся, так как с ней не всё так просто и однозначно.
Свет
Машина может работать и днём и ночью. Фары и другие источники освещения — отличная деталь, которая усиливает реалистичность модели.
Получается всё как в жизни. Если обычному авто хватает двух фар, то спецтехнике света нужно больше, ведь она не просто едет, а ещё и работает: спереди, сбоку, позади и перед собой. При таких условиях много света не бывает.
Источники освещения также имеют свою тектонику, уникальное расположение. Круглые или продолговатые, с изменяемым вектором освещения или жёстко закреплённые — вся тектоника подсказывает: у каждой лампы есть своя задача.
Баки
Форма и расположение бака подсказывают, что, скорее всего, двигатель работает на жидком топливе.
Расположение баков с топливом в нижней части (недалеко от кабины) — это распространённый вариант среди грузовой и спецтехники.
Встречаются даже оранжевые экземпляры.
Датчик
Обведённый элемент напоминает датчик или камеру дополнительного обзора. Подобные системы сейчас активно применяют для беспилотных автомобилей.
Вот, например, схема расположения всевозможных датчиков на автомобиле от компании Starline.
«Водяная пушка»
А этот элемент подсказывает нам, что машина может распылять жидкость. Эта «водяная пушка» напоминает водяной лафетный ствол, который бывает у пожарных машин.
Шаровые ёмкости
Ёмкости сбоку намекают на то, что в них хранится какой-то газ или жидкость. В сочетании с «водяной пушкой» и отходящими от неё трубками создаётся устойчивая логическая связь. Пушку используют для полива или распыления чего-то из ёмкостей.
Подобные шарообразные ёмкости используются для газов с избыточным давлением или для агрессивных жидкостей. Шарообразная форма неслучайна: она позволяет равномерно распределить давление по стенкам ёмкости.
Отдельно стоит обратить внимание на связку ёмкостей и тектонику трубок. Посмотри на шланги. Есть резьбовое соединение в сочетании с пластикой — это указывает на то, что перед нами жёсткая форма, а не мягкий шланг.
Тектоника этих предметов отлично дополняет тектонику ёмкостей, ведь подобные трубки как раз используются для передачи жидкостей или газа высокого давления.
Колёса
По колёсам сразу понятно, что машина ездит по твёрдой поверхности. Нужно признать, что структура и форма колёс вполне привычные, похожие можно запросто увидеть на улице.
Теперь посмотрим на поручни. Их много. Это значит, что перед нами сложная машина с множеством систем.
Подобное встречается и в жизни, пусть и не в таких количествах.
Образ
В этой работе используются знакомые элементы и узнаваемый образ, что позволяет не только понять её функциональные особенности с первого взгляда, но и создать мощное ощущение реалистичности. Тебе наверняка не раз встречались разные части этой машины в жизни, ты гармонично воспринимаешь их тектонику. Вместе с тем в модели присутствует необычная компоновка — вряд ли тебе попадался похожий силуэт на улице.
Машина из будущего
Предположение о связке электродвигатель-щётка выглядит логичным. Если оно соответствует задумке автора, то подобный привод для щёток редко встречается, тем более на такой технике.
Шаровые резервуары тоже крайне редко встречаются на автомобильной технике.
Дополнительные датчики, вроде камер или лидаров появились относительно недавно, то есть это уже не фантастика. Но всё же технику коммунальных служб, оснащённую чем-то похожим, сложно встретить на улице.
Микс из известных элементов в необычной компоновке создаёт образ очень реалистичного механизма из недалёкого будущего.
Работа над ошибками
В тектонике этого объекта можно обнаружить ряд спорных моментов.
Оси колёс
Основной вес нашего транспортного средства должен быть в задней части, так как именно там располагаются ёмкости с жидкостью и, судя по всему, главный двигатель. Но оси колёс смещены назад, и они не могут полноценно удерживать кабину, баки и весь механизм крепления и управления щётками.
Таким образом, визуально вес передней части ложится на щётки. А это некорректно, так как исключает возможность ими управлять.
В реальных образцах техники похожую проблему решают двумя способами. Первый — добавить ещё одно опорное колесо.
Второй — сместить основную ось ближе к щёткам, чтобы их вес распределялся на этой оси.
В данной работе мы ничего подобного не видим. Но всегда можно найти объяснения и придумать, почему получилась именно такая конструкция.
Датчик без ответа
Есть вопросы и к датчику. Смущает его равномерная окраска в один цвет.
Если вернуться схеме от starline, можно заметить, что в ней нет однородных по цвету объектов. Как правило, корпус и зона оптического лазерного датчика или радиоконтроля заметно отличаются по цвету, а значит и по материалу.
В нашем случае кажется, что датчик выполнен из одного материала.
Если так, то не совсем понятно, зачем нужны все эти ухищрения в виде углублений и формы, напоминающей объектив.
Например, радиолокационные станции на самолётах прячутся под гладкими однородными элементами.
Иными словами, если датчику нужна только защитная внешняя оболочка, то её стараются сделать простой формы, дополнительная детализация делает производство дороже. Если же датчик контактирует непосредственно с внешней средой, то, как правило, материалы датчика и корпуса отличаются, а значит, будет отличаться и их цвет.
Распылитель
Есть вопросы к нашей «пушке». Как правило, вода активно используется в «подметальной» технике. Но оптимальное расположение для подобных распылителей — внизу.
При попытке использовать установленную пушку аналогичным образом, будет перекрываться обзор.
Возможно, она нужна для обработки водой объектов, которые расположены выше. Но тогда возникает диссонанс: низ автомобиля создан для взаимодействия с поверхностью, а верхняя часть — для объектов заметно выше. Получается, что две основные системы нашего объекта параллельны и работают порознь.
Да, можно придумать уникальные ситуации, при которых подобная конструкция имела бы смысл. Но их надо именно придумывать. Нет подсказок, которые сразу бы дали понять функцию «водяной пушки».
А как садиться?
Пожалуй, самый противоречивый элемент в модели — кабина. Непонятно, как в неё можно забраться.
Например, на небольших погрузчиках кабина открывается вперёд.
Но в нашем случае мешает механика перед кабиной. Обычно двери размещаются сбоку. На примере ниже петли, ручка открытия — всё подсказывает, как сесть в экскаватор.
В нашем примере щель между основным корпусом кабины и боковиной как бы намекает на то, что это дверь. Но как её открыть? Где ручка?
Тем не менее, перед нам действительно классная работа. Автор наверняка использовал множество рефов. Без них и без понимания тектоники создать объект с подобным уровнем проработки было бы очень сложно.
Спорные моменты лишь подчеркивают то, что тектоника объекта — это сложная сущность. Тектоника требует внимания и тщательного изучения.
Нужно чётко понять: чтобы сделать классную модель, художнику важно интересоваться объектом, с которым он работает.
Будь то ромашка или трактор, чтобы сделать по-настоящему классную модель, необходимо погрузиться в контекст объекта. Узнать, что это за гриб, где растёт, какие у него особенности строения и так далее.
Делаешь коммунальную технику? Погуляй по городу, наснимай рефы, посмотри, как техника работает в реальном мире. Непонятно, зачем нужна какая-то труба или вентиль? Попробуй спросить рабочих. Если спокойно рассказывать, кто ты и зачем тебе эта информация, чаще всего люди идут навстречу. Держи глаза открытыми, а ум — пытливым.
Привычно — не значит просто
Теперь рассмотрим вещи куда более привычные. Например, шуруповёрт. Очень популярный инструмент для откручивания, закручивания и даже сверления. Разбирать каждый винтик мы не будем, но по основным элементам тектоники этого предмета пройдёмся.
Здесь детали шуруповёрта.
Посмотрим на собранный шуруповёрт.
Можно выделить три основные зоны, образующие силуэт.
Если упростить, то форма верхнего элемента напоминает цилиндр. В ней находится электромотор и редуктор. Электромотор осуществляет крутящий момент, передаёт его на редуктор, а тот, в свою очередь, на насадку, крутящую саморез. То есть форма элемента складывается из составных частей: редуктора, электромотора и функции — крутить.
Следующий элемент — рукоять. Её форма напрямую зависит от строения руки человека. Рукоять «эргономична», то есть её удобно держать. Ещё есть кнопка, позволяющая нажатием указательного пальца регулировать скорость вращения электромотора. Подобный тип рукояти часто называют «пистолетным».
Нижний элемент — аккумулятор, тут хранится весь запас энергии для электромотора. Так как энергии потребляется много, аккумулятор довольно объёмный и считается наряду с электромотором наиболее «тяжёлой» деталью.
У подобной компоновки есть своя особенность: так как наиболее тяжёлые части расположены сверху и снизу от рукояти, они образуют интересный баланс. В случае наклона или поворота шуруповёрта противоположный элемент работает как противовес.
Похожий принцип используется в холодном оружии, когда рукоять изделия уравновешивает вес клинка.
Но что если поменять некоторые параметры нашего шуруповёрта? Если нам не требуется мощный шуруповёрт или большая продолжительность работы? Например, нужен инструмент, чтобы дома прикрутить полку или разобрать для чистки ПК. Тогда нет смысла в таком большом аккумуляторе, его можно встроить прямо в рукоять — что отлично демонстрирует модель ниже.
Изменение требований к предмету неизбежно влияет на его форму. В каких-то случаях эти изменения очень наглядны и явны, в других — не так заметны, но практически всегда они есть.
Тектоника в архитектуре
Само понятие тектоника произошло от греческого tektonike — строение, построение. Этот термин изначально использовался в архитектуре и будет нечестно двигаться дальше, не рассмотрев примеры тектоники в окружающих нас зданиях и сооружениях.
Портал
Начнём с базовых форм. Одна из древнейших форм — портал. Слово «портал» произошло от английского “portal”, а оно, в свою очередь, от латинского “porta” — ворота. То есть это некая сущность, отделяющая пространства. Данная форма встречается в «Мегалитах» — сооружениях из огромных каменных глыб. Одним из ярчайших представителей подобных сооружений является Стоунхендж. Если присмотреться, то несмотря на свои размеры, сама конструкция очень проста.
Тектоника объекта неслучайна. Если верить ученым, то сооружался комплекс в 1880—1480 гг. до н. э., на территории современной Англии. То есть мы имеем конкретное место и исторический период. В то время и в том месте, для целей, ради которых создавался комплекс, подобная форма была оптимальна. При этом на реализацию проекта требовала серьезной мобилизации людских ресурсов. Строители Стоунхэнджа, скорее всего, не могли сделать его принципиально иным, например, создать намного более сложную систему порталов или кратно увеличить высоту комплекса.
Пирамида
Форма пирамиды — практически «мэйнстрим». Вот ещё один пример Великий Зиккурат в Уре, одном из городов Шумеров.
Заглянем внутрь пирамиды, там тоже есть свои нюансы. Тебе наверняка это пригодится, если ты захочешь создать пирамиду.
Обрати внимание на сводчатый потолок, каждый последующий камень буквально чуть-чуть, но сдвинут. Слишком сильный сдвиг может сделать конструкцию неустойчивой.
Если ты хочешь изменить тектонику потолка, необходимо изменить технологию, а лучше и сам материал. Если использовать кирпич для перекрытия, то форма становится более сложной, интересной.
Так как кирпич намного меньше, а в технологии кладки присутствует раствор на основе извести или цемента, можно создавать арочные конструкции потолков. Они прочные, устойчивые и без необходимости дополнительных колонн.
Теперь перейдём к башням. Как насчёт символа Франции?
Такой приём используется и на высоковольтных линиях электроснабжения.
Взглянем на автомобиль. Кажется, что ничего необычного.
Чуть упростим. Деревянная бочка, ничего необычного.
Мы не видели в жизни подобных бочек, не видели подобных деревянных соединений. Нас одолевают сомнения: возможно это не бочка, или она не из дерева.
Вряд ли ты случайно сделаешь квадратные колёса вместо круглых, но с бочкой пример уже не так однозначен. Если же речь идёт о комплексных объектах или больших сценах, нарушить логику материала или конструкции намного проще, чем кажется. Особенно часто ошибки допускаются даже не из-за недостатков референсов, это лишь следствие. Некоторые просто не задумываются о таком понятии, как тектоника объекта.
Чёткая и логичная тектоника обеспечивает правдивость формы, даёт правильное представление о назначении предмета, особенностях технологии его изготовления и свойствах материалов, из которых он состоит.
К примеру, объект, от которого требуется повышенная устойчивость (например, стойка для микрофона или временный дорожный знак), скорее всего, будет иметь усиление (увеличение, расширение, утяжеление) в нижней части. Это обусловлено логикой, опирающейся на законы физики. Так вот, подчёркивание этого усиления во внешней форме объекта — это и есть пример логичной тектоники.
