Suviranta on Eero Järnefeltin ja tämän perheen koti – ja yksi Tuusulanjärven alueen taiteilijakodeista. Virtuaalimuseo Musteen tiimi ikuisti kodin hyperrealistisella fotogrammetria-tekniikalla, jota käytettiin myös Virtuaali-Ainolan rakenatmiseen. Tässä artikkelissa harjoittelija Saana Heikelä kertoo tilan optimoinnista.

Olen Saana Heikelä, neljännen vuoden opiskelija XR Design -linjalla Metropoliassa. Sain loppusyksystä harjoittelupaikan Virtuaalimuseo Musteen tiimissä ja pääsin luomaan 3D-malleja Suvirannan fotogrammetriamallin pohjalta. Tavoitteena oli luoda optimoitu aivan identtinen malli taiteilija Eero Järnefeltin ateljeesta, joka olisi tarpeeksi kevyt VR-laseilla katselemiseen.

Optimoitu versio verrattuna tilasta otettuun valokuvaan.

Pääsin aluksi mukaan Suvirannan ateljeen kuvaamiseen. Jani Ylinen otti tilasta tuhansia kuvia eri kulmista ja korkeuksilta, jotta siitä saatiin tarkka ja yksityiskohtainen malli. Tämän jälkeen kuvat syötettiin Reality Capture -ohjelmistoon, joka tunnisti kuvista samankaltaiset piirteet ja yhdisti ne yhdeksi kokonaisuudeksi. Tästä Jani on kirjoittanut lisää Näin rakennettiin Virtuaali-Ainola -blogissa. Lopulta saimme ulos teksturoidun ja erittäin tiheän mallin, jota pääsin sitten optimoimaan puoliksi Janin kanssa.

Tiheä alkuperäinen Reality Capturesta tuotu malli.

Tilan optimoinnin toteutimme Blender-nimisellä 3D-ohjelmistolla. Aloitin mallinnuksen yksinkertaisimmista huonekaluista, kuten tuoleista ja pöydistä. Nojatuolit mallinsimme retopologiamenetelmää hyödyntäen Blenderin peilaus- ja sculptaus-työkaluja. Tekstuurien onnistumiseksi oli tärkeää, että mallinnettu pinta vastasi mahdollisimman tarkasti alkuperäistä.

Prosessivideota mallintamisesta:

Teimme pinnoista riittävän yksityiskohtaisia, jotta kohoumat erottuisivat selvästi VR-laseilla tarkasteltaessa. Käytimme ainoastaan tekstuurikarttaa, joten kaikki yksityiskohdat oli mallinnettava suoraan geometriaan.

Koristeelliset jalat tuli tehdä tarpeeksi yksityiskohtaisesti.

Mallinnuksen jälkeen tein UV-kartat teksturointia varten. Sain tähän käytettäväksi Blenderissä toimivan lisäosan, Zen-UV-työkalun, jolla UV-kartoitus oli sujuvampaa hyödyntäen sen Quadrify- ja Relax-ominaisuuksia. Kaikki UV-kartassa näkyvät venymiset ja päällekkäisyydet tuli minimoida, sillä ne olisivat vaikuttaneet lopullisten tekstuurien laatuun. Kirkkaan vihreät alueet mallissa indikoivat tätä venymistä. Lopuksi valmis malli oli mahdollista kopioida ja asetella toisen samanlaisen nojatuolin ”päälle”.

Fotogrammetriamallista ei aina ole mahdollista nähdä aivan kaikkia kulmia ja muotoja. Siksi käytin tilasta otettuja referenssikuvia helpottamaan mallinnusta. Esimerkiksi kattovalaisimen eri osien hahmottaminen oli haastavaa, joten keräsin siitä referenssikuvia saadakseni tarkemman käsityksen sen rakenteesta. Valaisimen ketju meni osittain arvailuksi, mutta tärkeintä oli, että sain sen suurin piirtein kohdilleen, jotta siihen projisoituisi oikean väristä tekstuuria.

Teksturointi toteutettiin siinä vaiheessa, kun koko tila oli mallinnettu ja UV-kartoitettu. Tämä tehtiin RealityCapturen puolella, jotta tekstuurit saatiin suoraan valokuvista. Näin niistä tuli myös todella korkealaatuiset.

Paikkoja tai kohtia joita käyttäjä ei pääse näkemään – nojatuolin pohjia tai seinillä olevien taulujen takaosia – emme mallintaneet. Jos esine oli hyvin epätasainen tai sen mallintaminen olisi ollut liian aikaa vievää, otin sen suoraan fotogrammetriatyökalun tuottamasta mallista ja siistin tarvittaessa. Kaikki läpinäkyvä, kuten ikkunalasit, eivät tekstuuriprojisoimalla tule muistuttamaan realististista lasia, joten Jani hoiti nämä myöhemmin Unity-pelimoottorissa ja Substance Painterissa.

Optimoitu versio verrattuna alkuperäiseen fotogrammetriamalliin.

3D-mallintaminen on aina ollut mielestäni mukavaa hommaa, joten työnteko oli leppoisaa ja pystyin samalla kuuntelemaan podcasteja. Haasteita prosessiin toivat sellaiset esineet, jotka eivät näkyneet kunnolla joka suunnasta. Niiden kohdalla menettelin mallintamalla niihin kohtiin esineiden muotoa mukailevaa pintaa. Aivan täydellinen kopio Suvirannasta tekemämme versio ei siis ole.

Koin projektin alussa, että UV-karttojen tekeminen oli haastavaa, mutta malleja sai tehdä niin monia erilaisia, että loppujen lopuksi rutiini löytyi helposti. Harjoittelun loppuvaiheessa tarkastelin uudelleen alussa tekemiäni malleja ja huomasin, kuinka paljon sujuvammin ne olisi nyt voinut toteuttaa. Sain huomata, kuinka paljon olen kehittynyt ja oppinut tehokkaampia mallinnustapoja.

Nautin todella paljon ajastani Virtuaalimuseo Musteen tiimissä. Kaikki olivat mukavia eikä tullut pelkoa kysyä, jos jokin arvelutti. Välillä oli pitkiä palavereja, mutta niitäkin keskusteluja oli kiinnostavaa päästä seuraamaan.