Tren VVB - Locomotora Rogers 2-2-0 (1)

En aquesta entrada modelaré i animaré amb Blender una locomotora Rogers de 1880.

He triat aquesta locomotora perquè va ser la primera que va circular per la línia de tren Valls-Vilanova i la Geltrú-Barcelona (V.V.B.).

La informació l'he tret principalment del llibre "Las Locomotoras Americanas del V.V.B", llibre molt interessant i que descriu la història i les característiques d'aquest material ferroviari, molt singular a Europa en l'època i encara ara.

El fabricant de la locomotora va ser l'empresa americana Rogers Locomotives and Machine Works, de la ciutat de Paterson, a l'Estat de Nova Jersey. Entre les seves locomotores més conegudes hi ha la locomotora  "The General", que va protagonitzar un interessant episodi de la guerra civil nord-americana l'any 1862. Posteriorment l'episodi va servir de base a diverses pel·lícules, entre altres "El maquinista de la General" (The General) de Buster Keaton.

Aquestes locomotores van rebre el nom de "Carolines". Van circular també per altres línies ferroviaries catalanes a més de la V.V.B.

El fabricant dels cotxes de passatgers  va ser l'empresa americana Harlan and Hollingsworth Company, de la ciutat de Wilmington, a l'Estat de Delaware.

La línia de tren Valls-Vilanova i la Geltrú-Barcelona va ser promoguda pel vilanoví Francesc Gumà i Ferran, i es va inaugurar el 29/12/1881. Va ser el primer material ferroviari nord-americà que es va fer servir a Europa per a traçats d'explotació comercial i també el primer material a Europa de vagons amb bogis.

Actualment es pot veure un material recreat força similar al parc temàtic Port Aventura (Ferrocarril Tour)

Modelat

Per començar he modelat les rodes de la locomotora. Les rodes grans tenen 16 radis, de manera que he fet servir una matriu radial amb un angle de 360/16 = 22.5 graus. Les rodes petites tenen 8 radis i per tant li correspon una matriu de 45 graus.

A continuació he modelat els cossos principals de la caldera i de la cabina.

Tot seguit he afegit els cilindres i parafangs. He importat uns raïls que ja tenia modelats d'altres entrades ferroviàries.

I progressivament més elements (xemeneia, cúpules, campana, fanal, ...)

Finalment li he afegit l'apartavaques, les guies del pistó i les bieles. He creat també uns materials bàsics.

L'apartavaques és una estructura per a desviar possibles obstacles a la via. Curiosament va ser inventada per Charles Babbage, més conegut per ser un pioner dels ordinadors.

I finalment he afegit alguns ornaments i un tender bàsic.

Encara que no en tinc la certesa, la distribució del vapor sembla del tipus Stephenson. He reproduït aquest mecanisme de forma bàsica, sense els elements d'inversió de marxa.

A continuació he creat diverses armadures per a modelar el moviment de les rodes, bieles, pistons i vàlvules.

Adjunto a continuació l'animació de les rodes motrius, èmbols i vàlvules, amagant tota la resta de la màquina.

I Finalment he fet una petita animació de la màquina i el tender avançant per la via.




Queda per a properes entrades millorar els detalls dels elements i els materials i modelar els vagons

Retroexcavadora

En aquesta entrada modelaré, aparellaré i animaré una Retroexcavadora Caterpillar 320D

He tret la informació d'aquest enllaç.

Primerament he modelat la forma bàsica de la màquina a partir de les vistes frontals i de perfil.

A continuació he afegit més detall, pensant ja en l'aparellatge de la màquina, així, he seguit els següents passos:

Per a les erugues he modelat una corba nurbs que defineix el recorregut de les baules de l'eruga esquerra, i després he modelat una baula de l'eruga, a la qual li he aplicat un modificador de matriu (Array) i un modificador corba (Curve).  Cal prendre la precaució que els orígens dels dos objectes estiguin al mateix punt. Un cop acabat he duplicat els objectes per a fer l'eruga dreta.

Per fer el braç i els cilindres hidràulics he modelat com a objectes separats cadascuna de les 5 peces del braç i cadascuna de les dues parts dels 3 cilindres hidràulics. He fet servir modificadors de simetria que he aplicat en acabar el modelat. També he pres la precaució de modelar totes les peces amb el centre situat al pla de simetria del braç.

Per al xassís i el cos principal he utilitzat diferents objectes, ordenats en una jerarquia pares-fills, el nivell superior de la qual és un element buit (empty) que permetrà moure tota la màquina.

Un cop acabat el modelat he començat l'aparellatge. He creat un esquelet (Armature) format per diferents ossos,  5 ossos principals que es corresponen amb els 5 trams del braç (incloent la cullera) i 6 ossos secundaris, dos per a cadascun dels 3 cilindres hidràulics (un per al cilindre propiament dit i un altre per a l'èmbol)

Els ossos principals els he col·locat en una capa i els secundaris en una altra, amb la intenció de poder amagar els secundaris per a que no destorbin quan faci l'animació.

Als ossos principals els he assignat restriccions (Constraints) de rotació de manera que només pugin rotar sobre l'eix X en l'espai. Als ossos dels cilindres i èmbols els he assignat les restriccions Track to respecte el cap de l'os equivalent de l'altra part del cilindre, així sempre estaran orientats l'un cap a l'altre

No he aconseguit fer de forma automatitzada el moviment del pantògraf que governa la cullera, o sigui que fins que ho aconsegueixi hauré de posicionar manualment la cullera.

Esquelet del braç artículat i dels cilíndres hidràulics

A continuació ha calgut assignar la malla a l'esquelet.

El primer pas ha estat unir (Join) tots els elements del braç en una sola malla. Tot i formar una sola malla, es poden seleccionar les peces individuals amb certa facilitat, tot seleccionant parts enllaçades (Control + L)

A continuació he fet que la malla del braç sigui filla de l'armadura amb la opció de grups buits (with empty groups), de manera que s'han creat tants grups buits com ossos hi ha i amb el seu nom.

Poquet a poquet he anat assignant cada part enllaçada de la malla al grup que li correspon, fins a tenir tots els vèrtexs assignats.

I finalment he modelat un terreny per on es pugui moure la retroexcavadora amb uns objectes que representen el forat que fa a terra i la pila de terra que aboca en un altre costat. Aquests elements els podré mostrar i amagar posant fotogrames clau (Keyframes) a la finestra de l'arbre jeràrquic (Outliner)

A continuació he fet l'animació pròpiament dita, renderitzada com a fotogrames individuals amb Cycles, tot i que els materials que he utilitzat són bàsics.

Les erugues les he animat fent que les baules es mantinguin al mateix punt on estan en començar l'animació, i el modificador corba fa la resta.

Un cop ha estat renderitzat, amb el propi editor de video de blender he afegit el logotip de Divagacions 3D i un so de màquina excavadora (Ja sé que no és un soroll gaire agradable, però segurament una excavadora no és la cosa més agradable del món...)

I finalment aquest ha estat el resultat:

AT-AT (2) Element mòbils de les potes

En aquesta entrada he modelat força detalls de les potes, i he animat el moviment de les petites peces mòbils de les articulacions i de la "cuixa".

També he perfeccionat alguns punts del moviment general en el que hi havia defectes de moviment.

Com que ja tenia creada una jerarquia pare-fill i l'animació amb les peces "antigues", he decidit mantenir-les com a "esquelet" en una capa oculta i crear les noves i mes detallades, fent-les filles de les antigues.
Les noves les he creat amb duplicats enllaçats, de manera que modificant una sola "cuixa" es modifiquen les 4 a la vegada.

Les peces mòbils ( 1 i 2) que corren sobre guies a la "cuixa" es mouen per que tenen una restricció "transformation" que llegeix la rotació del tram inferior de la pota i la converteix en desplaçament en l'eix vertical local de la "cuixa".

Les peces del "genoll" (Peça 3) i de l' "espatlla" (Peça 4)  giren per que tenen una restricció "transformation" que llegeix la rotació del tram inferior de la pota i la converteix en rotació de la peça del genoll.

A continuació mostro el detall de la restricció "transformation" de la peça mòbil del "genoll" (peça 3) de la pota de darrera a la dreta, que gira sobre l'eix X entre 80 i -80 graus, multiplicant per 4  l'angle de la "tíbia" d'aquesta mateixa pota (que gira entre -20 i 20 graus).

No he aconseguit entendre la lògica del moviment i rotació d'aquestes peces, tot i que he analitzat diverses seqüències de la pel·lícula on apareixen. En fí, suposo que el més important és que es moguin.

He animat també el moviment de la càmera, de manera que va endavant i endarrera i he modificat la textura del terra, per tal que sigui múltiple de la longitud recorreguda en un cicle i no s'apreciï la transició entre cicles en la repetició.



En properes entrades milloraré els detalls del cap i del cos.

AT-AT (1) Cicle de caminar

En aquesta entrada animaré el cicle de caminar d'un vehicle quadrúpede AT-AT ( All Terrain Armored Transport ), de la pel·lícula "L'Imperi Contraataca" ( Star Wars Episode V: The Empire Strikes Back ) i per a fer-ho, el  modelaré amb Blender de manera molt bàsica.

Per començar he analitzat un video de youtube amb la sequència de la pel·lícula on apareixen aquests vehicles: Video

A partir d'aquí he fet un esquema dels moviments de les cames i de la durada de cada moviment, en temps i en fotogrames. Finalment he fixat un cicle de 150 fotogrames.

Feu clic amb el botó esquerre per ampliar la imatge

El vehicle aixeca només una pota cada vegada i les altres tres es van inclinant progressivament cap endavant, fent avançar el cos. Les articulacions giren contínuament per tal de mantenir l'angle de les potes horitzontal.

El moviment cap endavant del cos no és uniforme, sinó que es concentra principalment en els moments en que avancen les potes de davant, de manera que va fent batzegades. A més a més el cos rota lleugerament sobre l'eix transversal, de manera que va fent "capcinades".

Els peus tenen una mena d'"esmorteïdors", per absorbir les sotragades, de manera que el peu "puja i baixa" respecte la pota. I també té unes "ungles" que es pleguen una mica mentre el peu està aixecat.

La velocitat d'avanç l'he fixat en 3,5 metres per cada cicle. Aquesta dada cal tenir-la en compte per a poder col·locar correctament les potes a terra (longitud del pas)

Feta l'anàlisi del moviment he modelat de manera bàsica el vehicle. Em centraré en el moviment de caminar, de manera que no m'entretindré en els detalls del vehicle, que deixaré per una altra entrada.

Model de l'AT-AT

Com que l'AT-AT no té parts deformables (excepte el coll) no faré servir un esquelet sinó que amb la jerarquia pare-fill i la limitació dels girs de les parts ja en tindré prou.

i finalment he renderitzat una versió de prova de l'animació:



En properes entrades milloraré l'aspecte del vehicle i afegiré detalls.

Avió Polikarpov I-16 (2)

En aquesta entrada milloraré alguns detalls del model i de la textura, i animaré l'hèlix i el tren d'aterratge.

Pel que fa a les millores del model i la textura són les següents:

-He afegit el petit tren d'aterratge posterior.
-He modelat la part de la cabina del pilot
-He afegit a la textura alguns detalls del morro
-He ressaltat a la textura els alerons, flaps i timons
-He ajustat a la textur a la unió de línies en les costures, per dissimular les discontinuïtats que hi havia

I aquest ha estat el resultat:

A continuació he buscat informació sobre el funcionament del tren d'aterratge. 

M'ha sigut de molta ajuda l'apartat de models del lloc web d'en Segrelles on he trobat informació del mecanisme i una animació.

I també una entrada d'un fòrum polonès sobre modelat amb un model molt detallat:

El Polikarpov I-16 tenia un tren retràctil d'accionament manual format per tres barres. El pilot el recollia fent girar una manovella que estirava un cable unit a cada roda.

La pota principal està unida al cos amb una articulació doble (detall fletxa groga) que he modelat de forma bàsica però funcional. A més a més també està articulada la part inferior de la tapa (detall fletxa blava):

Detall de la vista anterior: es mostren els dos eixos de gir

 Les altres dues potes estan unides també al cos amb articulacions dobles, una de les quals és, a més lliscant.

I per acabar la roda i el cable de recollida.

Un cop he acabat el modelat del tren d'aterratge ja he pogut fer "aterrar" l'avió. Vet aquí la primera imatge de l'avió a terra.

El següent pas ha estat l'animació de l'hèlix, que comparat amb la del tren retràctil ha estat molt fàcil.

I finalment adjunto dues animacions:

- Una vista exterior del tren amb el moviment de recollida.
- Una vista de detall de les articulacions

Animació d'una grua d'obra

En aquesta entrada passaré de les 3 a les 4 dimensions, incorporant el temps. És a dir no generaré amb Blender una imatge estàtica sinó un petit video.

Com que als blogs no es poden penjar videos directament, he hagut de seguir un procediment, que he agafat del blog del CEIP Pere Casasnovas de Ciutadella, i que utilitza l'eina BOX.

La meva intenció és modelar i animar una grua torre de ploma horitzontal (la típica grua d'obra ) movent caixes. En aquest cas només he fet un model molt elemental de la grua, i sense textures, per tal que els temps de renderitzats no sigui massa gran.

A continuació adjunto alguns detalls del modelat de l'escena.

Element de la torre

Extrem de la ploma

Contraploma i contrapesos

Carro mòbil i ganxo

Caixes per a moure

I finalment aquesta és la nostra escena, que ens servirà per fer la primera animació.

L'animació amb Blender consisteix em marcar fotogrames clau (keyframe) per als objectes i indicar-ne l'estat de les seves propietats (posició, rotació, escala, color, etc...) i les característiques de la transició entre dos fotogrames clau.

Exemple dels moviments de la caixa 3. La línia blava representa la coordenada Z

Per al moviment del cable he fet una mica de trampa, i no és moviment, sinó que el deformo, ampliant-lo en l'eix z per a simular el moviment de baixada del ganxo i el torno a deformar, reduint-lo en l'eix z per a simular el moviment de pujada del ganxo.

I finalment aquest és el resultat que he obtingut. Hauré de perfeccionar una pila de coses, però estic content del resultat, tenint en compte que és la meva primera animació amb Blender...