Schatten zeichnen

Genaue Schatten zu machen ist ziemlich einfach, wenn auch etwas mühsam. Alles, was Sie tun müssen, ist systematisch Schnittpunkte von Linien zu finden. Nicht viel anders als das Zeichnen (oder Konstruieren) der ursprünglichen orthografischen oder perspektivischen Bilder überhaupt.

Bevor wir beginnen, definieren wir zwei verschiedene Schattenmodelle:

• Gerichtete Lichter sind Lichtquellen, die sehr weit entfernt sind, wie die Sonne (etwa 150 Millionen Kilometer entfernt). Sie werfen parallel zueinander verlaufende Schatten*.

• Punktlichtquellen, Lichter, die näher beieinander liegen und somit eine zentrale Quelle haben.

Dies sind ziemlich idealisierte Modelle, es gibt andere, aber sollten für Ihre Bedürfnisse ausreichen. Das von Ihnen gezeigte Beispielbild zeigt einen gerichteten Schatten.

* Ein 1 Kilometer breites Objekt (zwei der größten Öltanker aneinandergereiht) hätte eine Winkelabweichung von 0,004 Grad von der Parallelität zwischen den Kanten des Schattens, wenn Sie die Sonne als Punktlicht modellieren würden. Dies scheint nahezu parallel zu sein.

Richtungsschatten

Bild 1 : Richtungsschatten in Illustrator erstellt. Um Konstruktionslinien zu sehen, schauen Sie hier .

Ich beginne mit der Beschreibung gerichteter Schatten, weil sie etwas einfacher (oder schneller) zu konstruieren sind als Punktlichter. Vor allem, weil man sich die Baulinie teilen kann.

Beginnen Sie mit der Konstruktion Ihrer isometrischen Szene. Denken Sie daran, dass Sie möglicherweise später die Höhe von Objekten ableiten müssen. Daher kann es Ihnen später helfen, etwas Buchhaltung zu führen, also speichern Sie relevante Informationen in einer Notizenebene.

Die Grundidee besteht darin, den Schnittpunkt einer Linie und einer virtuellen oder anderen Ebene zu finden. Wir tun dies, indem wir zuerst die Richtung des Schattens und eine Ecke auf der primären (Boden-)Ebene enteisen.

Bild 2 : Die Lichtrichtung und die Lichtrichtung auf der Bodenebene. Sowie die Dekonstruktion der XYZ-Bewegungen, um zu überprüfen, ob das Licht Sinn macht.

Speichern Sie die Konstruktionsform, da sie Ihnen hilft, Probleme zu lösen, mit denen Sie nicht gerechnet haben. Es ist besonders nützlich, wenn Sie anfangen, mehr Höhenstufen zu haben, wenn nicht, dann brauchen Sie nur die Lichtrichtungslinie.

Für jede Ecke auf der Schattenwurfseite auf gleicher Höhe duplizieren Sie die Richtungslinie. Verbinden Sie dann die Linien und die Punkte an den Schattenwurfkanten auf dem Boden. Möglicherweise müssen Sie die unsichtbaren Seiten konstruieren, um die entsprechenden Richtungen zu erhalten (oder die Linienrichtung auf der Grundebene verwenden).

Bild 3 : Einfachster Fall. Der durch Linien und Schlagschatten begrenzte Bereich wird als Schattenvolumen bezeichnet.

Um besser zu verstehen, wie die Unterseite funktioniert und warum wir die Richtungen gespeichert haben, betrachten wir einen noch recht einfachen Fall, in dem das Objekt über dem Boden schwebt. Jetzt ist unsere Richtungslinie nicht mehr lang genug, wir müssen sie verlängern. Aber wieviel?

Hier kommt die Richtung auf der Grundlinie ins Spiel. Sie ziehen die Senkrechte bis zum Boden, legen dann die Richtungslinie auf diesen Punkt, der Boden liegt am Schnittpunkt der verlängerten Richtungslinie und der Richtungslinie. Der Schnittpunkt ist dort, wo sich die Grundebene mit der Richtungslinie schneidet.

Bild 4 : Durch den Aufbau von Dreiecken aus Vertikalen und Bodenrichtungslinien können Sie nahezu jeden Schnittpunkt messen.

Ok, das ist also langweilig. Aber es gibt einen einfacheren Weg für ebene Objekte. Wenn wir an den Würfel denken, der nur die Ober- und Unterseite hat, werden Sie feststellen, dass die Schatten der Objekte die gleiche Form haben wie das Ober- und Unterteil, nur versetzt zum Original. Weil die Ebenen koplanar sind und die Projektion keine nichtlinearen Änderungen aufweist.

Bild 5 : Kompliziertere ebene Objekte sind einfacher. Objekte, die koplanar zum schattenfangenden Objekt sind, werden einfach versetzt.

Eine ähnliche Methode gilt für Seitenflächen, nur dass Sie möglicherweise ein paar Schrägdrehungen und eine Skalierung verwenden müssen, um dies zu erreichen (dies ist verwandt mit der SSR-Methode zum Konstruieren von Objekten). Schauen wir uns an, was eine quadratische Oberfläche tut, und verzerren Sie ein Objekt, das von einem Quadrat umgeben ist, auf dieselbe Form.

Bild 6 : Seitenwand projiziert. Aufgrund der Natur der Dinge, wenn Sie ein Quadrat projizieren können, können Sie alles in ein Quadrat projizieren

All dies bedeutet, dass die Art von Beispiel, die Sie vorgestellt haben, einige Minuten dauert und nur ein paar Alt-Ziehen von Objekten erfordert. Allerdings muss man wissen was man tut. Viel zu komplexes Thema für die meisten einfachen Tutorials.

Punktlichter

Bild 7 : Gleiche Abbildung zeigt helle Schatten.

Punktlichter funktionieren ähnlich, mit der Änderung, dass die Lichtstrahlen von einem Punkt ausgehen. Das bedeutet, dass es keinen Trick gibt, um die Punkte zu finden. Es ist alles, was Strahlen an ihrem Schnittpunkt findet.

Sie ziehen also eine Linie von der Lichtquelle zu jeder schattenwerfenden Ecke. Dann ziehst du eine Linie vom hellen Boden zur entsprechenden Bodenecke. Dann verlängern Sie die Linien (z. B. durch Vergrößern transformieren) und finden jeden Schnittpunkt.

Bild 8 : Punktlichtkonstruktion. Erweitern Sie die Strahlen zu den Ecken, um den Lichtort und den entsprechenden Bodenpunkt zu bilden.

Abgesehen von Tricks zum Erweitern von Zeilen gibt es nicht viel, was Sie darüber hinaus automatisieren können.

Erweiterung zur Perspektive

Perspektive funktioniert für beide Lichtarten wie Punktlichtschatten. Dies liegt daran, dass sogar kollineare Linien perspektivisch von Punkten ausgehen. Der Arbeitsablauf ist also für beide Lichtarten gleich.

PS

Nun, da Sie wissen, dass dies auch außerhalb von 2D-Zeichnungspaketen viele Dienstprogramme hat. Es ist ziemlich üblich, diese Linienrichtungsberechnung durchzuführen, wenn Live-Szenen für 3D-Grafiken verfolgt werden. Auch die Lichtmodelle sind die gleichen wie in 3D.

Beachten Sie auch Folgendes: Ich verwende keine Raster. Das Linienwerkzeug und das altDrag-Cloning sind gut genug, um Schnittpunkte zu finden. Das Raster zwingt mich nur künstlich zu bestimmten Größenentscheidungen und macht die Arbeit letztendlich nicht einfacher. Aber dann mache ich eine Ausbildung zum Maschinenbauingenieur.

Schattengeometrie – hier ist eine Methode für Adobe Illustrator. Es ist streng auf Parallelprojektionen beschränkt - keine Perspektive! Es gibt keine Mathematik, alles ist mit dem Auge. Aber die Proportionen und Winkel stimmen.

Dies alles ist in Photoshop etwas einfacher, weil Sie dort eine einfach zu verwendende Verzerrung haben, die wie eine Faust in Ihr Auge passt. (Bearbeiten > Transformieren > Verzerren)

Ich habe empfohlen, auch die Verzerrung in Photoshop zu testen. Es zwingt leider dazu, ein paar klare Grenzen zu ziehen, weil man ein bisschen zu viele Möglichkeiten hat.

Im Ernst: Eine komplexe Szene, die eine Menge recht einfacher Objekte enthält, lässt sich mit Lichtern und Schatten in einer 3D-Designsoftware viel einfacher erstellen. Glanzlichter, Schatten und die gewünschte Perspektive kommen beim Betreten des Modells ohne weiteres heraus.

Interessiert? Überprüfen Sie zuerst Trimble SketchUP. Es ist kostenlos. Die Erstellung des folgenden Bildes in SketchUP dauerte weniger als 2 Minuten.

Der Leiterwagen stammt aus dem 3D-Lager von Trimble.