PROCEDURELE bakstenen

lars vaernewyck

Published
april 21, 2020

In het vak gradution work kiest elke derdejaarsstudent een onderzoeksonderwerp om gedurende enkele weken op te werken. Vanuit een gerenommeerd bouwmateriaalbedrijf kwam de vraag naar visualisatie van diverse soorten bakstenen. 

De innovatie vraag was om diverse soorten bakstenen op een zo realistisch mogelijke manier te virtualiseren, om in eerste fase op een webshop te tonen en later eventueel in een AR applicatie te gebruiken op een gevel. Zo kan een klant de gevel met verschillende types bakstenen en manieren van metselen (verband) bekijken en een geïnformeerde keuze maken. Dit wordt nu getoond in een showroom van het bedrijf, maar dit is uiteraard niet mogelijk voor elk verband en elke steen. Op de webshop lost men dat nu op met behulp van fotomateriaal. Maar daar krijgt men veel te vaak “tiling”-effecten, patronen die repetitief en duidelijk opnieuw terugkomen binnen de muur, waardoor dit er zeer onecht uitziet. 

Omdat dit gaat over het genereren van veel variaties, werd geopperd om te onderzoeken met een student of de opzet van een procedurele pipeline haalbaar zou zijn. Enkele van de belangrijkste voorwaarden van de klant was om te spelen met de baksteenstructuur, de mortel en uiteindelijk de patronen als je er een muur mee zou samenstellen (het verband). Als voorbeeldsteen werd gekozen en specifiek type van baksteen te maken: de Tongerse Recup Rijnvorm. Lars koos om op deze vraag te werken.

Binnen dit project werden verschillende aspecten procedureel aangepakt met als doel de muur zo gedetailleerd en natuurgetrouw mogelijk na te maken. De vorm, de materialen van de bakstenen, de mortel ertussen en het verband zijn hierbij de belangrijkste aspecten.

Hieronder kunt u enkele variaties zien van de gecreëerde bakstenen. Deze baksteen in parametrisch opgebouwd. Het kleurpatroon, de schade, de vorm zijn allemaal parameters die kunnen worden aangepast om verschillende variaties van dit type baksteen te maken.

De schade op de baksteen wordt gegenereerd door onregelmatige brokjes van de randen weg te nemen met een booleaanse operatie.

De onregelmatigheid aan de platte zijden van de baksteen en de gaten in het midden van de baksteen op worden op eenzelfde manier met behulp van booleaanse operaties van de originele afgetrokken. Het resultaat daarvan is een heel gedetailleerde baksteen, die bestaat dan uit 1.6 miljoen polygonen.

De volgende stap is de textuur toevoegen aan de baksteen. Dit werd ook procedureel gedaan met Substance Designer. Er werden verschillende materialen opgebouwd om de verschillende soorten oppervlakten van op dit type baksteen te genereren. Dan worden er op de baksteen verschillende zones gegenereerd om die verschillende materialen op te plaatsen. 

Na het creëren van meerdere stenen is de logische stap het combineren daarvan tot een muur met voegwerk.

Om een volledige muur te genereren zijn veel bakstenen nodig. Om alle bakstenen met een hoog detail weer te geven is dit zwaar voor de pc. Om dit te verbeteren werden niet alle bakstenen uniek gemaakt en worden enkel de delen die zichtbaar zijn behouden. Zo zou het mogelijk zijn om dit op minder krachtige toestellen te gebruiken.

Hier is een voorbeeld van het resultaat van de Tongerse Recup Rijnvorm in een Vlaams verband:

Door de stenen proceduraal te genereren krijg je de kleurverschillen en willekeurige variaties die ook in de echte stenen zitten. Door deze verschillende 3D modellen in een digitaal verband te zetten verkrijg je een veel realistischere virtualisatie.