以3D方式重现复古电子设备
介绍
嗨，我的名字是Cem Tezcan，我是一名技术设计师。
作为一名技术艺术家，我有时会为一些概念进行环境设计，尤其是 80 年代和 90 年代。那是我童年的时光，所以我对那个时代的电脑、产品、生活方式，甚至家具和装饰都有所依恋。那个时代幸存下来的个人照片或产品并不多，所以创造这样的东西需要大量的搜索、研究，并且主要是想象来填补缺失的参考资料。这有助于提高创造性技能。
最近，我重新创造了我童年的公寓房间。创造参考有限的家具、玩具和设备是一项挑战，但这项工作对我来说既有趣又怀旧。
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作为产品设计师，我也喜欢为复古设备建模，因为这些产品的每一个细节都是当今技术的原始版本。研究这些概念可以更容易地理解今天的电子产品。例如，1-2 年前，我无法焊接一根电缆，但今天，我可以制作简单的电子设备并为它们打印 3D 外壳以创建原型作为一种爱好。这是我的Firepad64 控制器项目：
复古电脑桌：它是如何诞生的
一年前，我创建了Retro Computer Desk 场景的第一个版本。我开始使用Solidworks创建 Commodore 品牌的电子设备，并制作了一些产品可视化。在向社区展示了其中的两个之后，我决定将它们全部呈现在一个构图精美的场景中。我模拟了 Commodore 64 PC，然后我添加了 Cassette Player、磁盘驱动器、监视器等等。收集完所有设备后，我对老式家具设置进行建模以将产品放置在周围。我拆解了其中的一些，以创建空间的“技术服务”或“专业 8 位游戏玩家”外观。放置好游戏盘和卡带后，这个概念就完成了。
创建这个场景的主要目的是在看它时捕捉旧照片的感觉。实现它的最佳方法是使用“闪光灯摄影”方法，因为 90 年代的大多数照片总是使用闪光灯拍摄。我真的不知道为什么会这样 – 也许这样做是为了获得最佳照明，因为您必须稍后打印这些照片。
反正抓到了好心情，修改了同一个场景，稍微改变了配件的摆放位置，把HX-64产品作为主要的便携个人电脑放到了场景中。
由于闪光灯摄影有点像寂静岭游戏一样令人不安，所以这次我选择了温暖的自然光和一点薄雾来炫耀设备。
第二版场景
建模旧设备
场景中的所有物体都来自8位计算机时代，我很喜欢。我还拿着我小时候的旧 C64。令人惊讶的是，它仍然有效。
从 Quickjoy Turbo 操纵杆开始，我用一种我称之为“由内而外建模”的方法对这些产品进行建模。我根据确切的尺寸在 Solidworks 中进行了建模。当我为这件作品建模时，我用卡尺测量了我拥有的真实硬件，并制作了角度、圆角和其他细节。在对外壳进行建模后，我对连接了所有电子元件的整个 PCB 进行了建模。
Commodore 64 也是如此。它让我可以练习建模和纹理，加上以这种方式对设备进行建模让我也可以虚拟地拥有该设备并保护它免受时间的影响。这些设备已经有超过 35 年的历史了，它们不会持续很长时间。我认为，在显示器上以 3D 形式查看您过去的一些东西是对技能和记忆的很好的利用。如果粗略地说，我认为创造一些东西有两个主要目的：要么创造一些尚不存在的东西，要么创造一些以前存在但（可选）已经丢失的东西。我有一段时间专注于第二个目的。
从技术上讲，CAD 模型在将它们转换为多边形模型时很难处理。即使你成功了，UV工艺在大多数情况下也会带来新的麻烦。因此，大多数 CAD 模型很难可视化。另一方面，CAD 建模是设计或参考具有正确尺寸的制造产品的最佳建模风格，因为它们在发布之前都在 CAD 中建模。这些设备的所有细节都具有尺寸、几何关系和产品限制的完整性。当根据测量对事物建模并确保所有设计元素符合模型的其余部分时，感觉就像解决数独难题。开始时更难，接近结束时更容易。
在为旧产品或设备建模时，我会问自己：“这是如何制造的，它有用吗？” 这是创建逼真模型的关键要素。我总是检查塑料注射成型是否可以制作外壳。可以通过热装组装还是需要螺丝？那些螺丝会拦截里面的任何电子部件吗？表壳上的接缝应该是什么样子的？这个设备符合人体工程学吗？在设计新事物时应该注意这些问题。
在模型足够令人信服后，我通过在材料的粗糙度值中添加简单的变化来进行纹理化。这里没有太多工作。但是，对于 CRT 屏幕，我重新创建了整个效果以模仿现实。这是一个重要的细节。创建塑料材料可能很容易，但我无法创建看起来像 LCD 屏幕的 CRT 屏幕材料。因此，我总是检查来自现实世界的参考资料，并将它们与我的概念相匹配。
HX-64
说到重新访问的场景版本，在某个时候，我替换了主要元素 Commodore 64，将其移到架子上，并放置了一台名为 HX-64 的虚构手持 Commodore 64 计算机。
HX-64 始于“80 年代末如何制造以 C64 运行的手持设备？” 结果，我创建了一个产品，它支持当时的盒式磁带播放器和磁盘驱动器，并作为便携式手持电脑运行。它在许多复古计算机社区传播开来，作为一名复古游戏玩家，我会花很多钱购买今天这样的东西。
建模工作流程基于我之前的 3D 打印和我作为业余爱好从事的基本电子项目（Commodore 64 和一些Raspberry Pi 外壳的操纵杆替代品）。由于系统相同，我将一些电子板放入塑料盒中并连接元件。在设备的塑料和电子部件中都应考虑按钮和连接端口等接口部件，以使其感觉“可用”。
最难的部分是 CRT 曲线，因为比例应该正确并且框架应该符合接缝。其余的相对容易。
在设计这个设备的时候，我已经对 Commodore 的产品有了一些了解，但我学习了更多。我知道我必须与这些设备相关联，才能使我的模型与公司的设计相似。屏幕的灵感来自他们的 1702 显示器模型。外壳的侧面是指 Commodore 64 的新外壳。颜色、标签和电源灯的灵感来自 Commodore 64 的旧外壳（称为 Breadbin）、薄膜键盘 – 由 Commodore Max 设计。最后，整个概念的灵感来自 Commodore SX-64，它是 Commodore 64 的便携式版本。
纹理
对于材质和纹理，我使用Substance Painter。如果无法使用 Substance Painter 的工具创建图案或材质，我会转到Substance Designer。
老实说，我不擅长手绘，这迫使我进行参数化控制并为材质创建构建非破坏性工作流程。我不喜欢在我的纹理上使用静态图像或绘制固定细节，因为它们很难修改。所以，我只是用一些笔触或多边形绘画来绘制自定义蒙版来混合材料和纹理。其余的细节是通过结合程序纹理来实现的。
我付出了很多努力使纹理处理过程尽可能无破坏性，以便我可以在建模、纹理和渲染之间向前和向后移动。当我不喜欢最终渲染中的某些内容时，我可以轻松更改 UV 或几何图形并查看更改，而无需再次执行相同的纹理工作。如果您想制作近乎完美的内容，灵活性是关键。否则，您将不得不接受 2-3 次压倒性修改后的结果。
对于颗粒状塑料，我主要使用白噪声和扭曲过滤器来稍微干扰噪声。为白色凹凸区域指定几个低粗糙度值后，材料就可以使用了。
用简单的纹理重新创建 CRT 屏幕并不是一件容易的事情，因为 CRT 屏幕具有荧光图案和需要与原始图像混合的扫描线。输入图像应该是像素完美的，以匹配扫描线和图案。为此，我前段时间在 Substance Designer 中创建了一个 CRT 过滤器。您可以免费下载这里（签出项目页面这里）。
在 Octane 中渲染
Octane是一个令人印象深刻的 GPU 渲染引擎，我使用了大约 3 年。它在光线追踪和颜色方面创造了惊人的逼真效果。此外，任何调整都可以在引擎的后期处理部分完成。有些人可能会觉得很奇怪，但在 95% 的情况下，我使用 Octane Render 输出文件作为最终图像。我不需要在外部软件中做任何调整——这是一个很大的好处和节省时间。
Octane 处理从 Substance Painter 导出的 PBR 纹理的金属粗糙度贴图的方式非常棒。使用发射器蒙版混合不同的材料是获得屏幕效果的真正方法。
屏幕，尤其是 CRT 屏幕即使在拍照时也会有点问题，因为它们的强度非常高。调整场景的曝光级别时，屏幕可能仍具有较高的强度。当您调整两者的曝光时，可能很难显示设备的红色 LED，因为它的尺寸太小且强度低（低于其他光源）。如果调整强度不起作用，处理此类问题的最佳方法是使用光采样率。灯光采样率影响光线追踪计算，用于平衡场景中不同灯光的重要性和贡献。当我想要一盏灯很亮但它也必须较少地照亮周围的物体时，我会更改该灯的采样率并且计算较少。
在此示例中，两个球体具有相同的光强度。右侧球体具有 1 个采样率，左侧球体具有 0.2 个采样率。这意味着左侧光源的计算量将小于右侧光源。结果，即使它们具有相同的强度，左侧的光源也无法照亮它在墙上的阴影。
结论
我在一周内设计并建模了手持式 HX-64 设备。这是一个简单的过程，因为我只是简单地接受了我的旧想法并将它们可视化。然而，创建场景的构图具有挑战性。当其中一台设备改变其位置时，通常需要重新组织电缆。当物体放置正确时，这次相机是错误的，因此您改变了角度，需要重新排列配件和电缆。那是一种痛苦！但除此之外，这对我来说是一个非常简单的项目，因为很多细节都是事先创建的。
