蚂蚁六条腿的中上部基本上都是一样的,这样我们可以仅建立一组模型,通过复制和重新放置即可(见图1)。否则的话,嘿嘿,本课程就不是六课时,而是……您自己算吧。
图1
一、 建立上段
上段看起来像一个拉长的鸡蛋,我们通过一个球体实体来造型。
1. 打开Ant_L3.max,极大化Front视图。移动背景,使联于前胸的前腿上段清楚地显示在视图中央。
2. 我们先建立一个左前腿上段。单击Create面板,在Front视图中建立一个Radius=18.0,Segments=18,打开Generate Mapping Coordinates选项的Sphere。
3. 在Modify面板下,右击Edit Stack按钮,在菜单中选择Editable Mesh。
4. 打开Sub-Object,右击球体,选择限定在X轴的Rotate。选定球体的所有顶点,锁定选区,旋转90度。
5. 单击Select and Non-uniform Scale按钮,限定在X轴,向下拖动球体至50%。
6. 在Top视图中同样限定在Y轴上将球体缩小至50%。
7. 激活Front视图,在Modifier列表中选择Taper。在Parameters卷帘做如下设置:Amount=0.90、Taper Axis to Primary=Y、Effect=XZ。这样球体上端比下端要来的大,同背景中相同。
8. 极大化Front视图,关闭Sub-Object模式。
9. 右击球体,选择Rotate,限定在Z轴,旋转球体19度,使其符合背景中的上段角度。右击球体,选择Move,限定在XY轴,移动球体到背景中的上段所在位置。在Top视图中作进一步的调整(见图2)。
图2
10. 在Left视图中,右击球体,选择Rotate,限定在Z轴。旋转22度。使用限定在X轴的移动球体,直到其下端重合于上段和中段之间的球形关节。
11. 关闭选区锁定,重命名球体为“左前腿上”或“LFLegUp”。
图3
二、 复制所有的上段
1. 右击Left视图激活。
2. 将“左腿上”转化为Editable Mesh:选择物体,在Modify面板下单击Edit Stack按钮,选择Collapse All,单击Yes、OK。
3. 单击Select and Mirror。
4. 在Mirror:Screen Coordinates对话框中做如下设置:Mirror Axis=X、Offset=-26、Clone Selection=Copy。两个上段的内缘要正好相互接触(见图3)
5. 将复制的物体更名为“右前腿上”或“RFLegUp”,罗嗦一句:请您务必要更名,这为将来我们对蚂蚁的各部分进行连结做准备。选定两个上段,锁定选区。
6. 建立一个选定对象组,在MAX界面的右上区的Named Selection Set窗口中键入“前腿上”或是“Front Leg Upper”。
7. 现在我们复制上段。激活Front视图,右击选择移动,限定在XY轴。按下SHIFT键不放,单击并向右下方拖动上腿,直到中腿的上段。单击OK,接受复制操作。
8. 在对中腿的上段做调整前我们先要冻结前腿的上段。
9. 激活Left视图,使用限定在Z轴上的Rotate,旋转新复制右面的中腿上段23度,同样旋转新复制左面的中腿上段-23度。
10. 选择两个物体,锁定选区(养成这个好习惯,快捷键空格)。使用限定在Y轴的Move,将物体向上移动2个单位,以使其下端不要突出于上段和中段连结关节。
11. 解除锁定,在X轴上稍微调整每一个上段直到它们的内缘相互接触,注意只要接触即可,不要重叠。
12. 现在我们复制后腿的上段。在Front视图重新选择两个上腿,锁定选择。按下SHIFT键不放,向右下方拖动。在Clone对话框中键入“后腿上”或“Back Leg Upper”。
13. 使用限定在Z轴的旋转,将一对后腿上段旋转21度。移动后腿上段到背景图中的位置。(见图4)
图4
三、 建立中段
蚂蚁的腿分为上、中、下三个节段,最末端是足。现在我们使用一个圆柱体来建立中段。
1. 极大化Top视图,冻结所有的物体。
2. 在Create面板下,选择Cylinder,在视图中蚂蚁的左前腿附近建立一个Radius=4.4、Height=-56.0、Height Segments=6、Cap Segments=3、Sides=12和打开了Genetrate Mapping Coordinates选项的圆柱体。
3. 使用限定在Y轴的Ratate,将圆柱体旋转90度。
4. 再使用限定在Z轴的Ratate将圆柱体旋转46度,并移动到合适的位置同背景相吻合。
5. 我们要弯曲圆柱体。选择Modifier下的Bend编辑器。在Parameters卷帘下做如下设置:Angle=-37.0、Direction=45、Bend Axis=Z。在Front视图中我们可以看见圆柱体向上弯曲同图像吻合。
6. 单击Modifiers的More按钮,在列表中的Object-Space Modifier下选择Edit Mesh。打开Sub-Object。这次我们不用合并编辑堆栈使圆柱体变成Editable Mesh。
7. 使用限定在Y轴上的Non-uniform Scale,激活Top视图,选中圆柱体所有的顶点,锁定选区。向下拖动鼠标,使圆柱体变扁到原来尺寸的60%。
8. 激活Front视图,极大化。使用限定在Z轴的旋转将圆柱体旋转15度,移动圆柱体到背景图中的合适位置。注意:我们可以看见被选定的圆柱体的顶点组成了7个顶点环。我们可以缩放和移动这些顶点环进一步造型圆柱体。
9. 放大圆柱体所在的视图区域,系统将会警告放大背景将会耗费25MB的虚拟内存,单击OK。
10. 关闭选区,使用限定在Y轴上的Non-uniform Scale。选定左侧两个顶点环,锁定选区,将它们缩小至60%。释放锁定。
11. 选择左起第三个顶点环,缩小至65%。左起第六个顶点环至75%,第七个至50%(见图5)。
图5
12. 我们将要旋转每个顶点环,使其垂直。使用限定在Z轴上的旋转,分别选定每个顶点环,做相应旋转调整,直到每个顶点环都变成垂直。
13. 同样选择每一个顶点环,使用限定在Y轴上的移动,进行上下的适度移动,直到这些顶点环组成一个平滑的圆柱体表面曲线(见图6)。
图6
四、 球形关节
蚂蚁腿部的两个关节都是球形的,位于我们刚刚建立的圆柱体的末端。
1. 激活并极大化Top视图。
2. 选择Create面板下的Sphere,在圆柱体的末端建立一个Radius=4.0的球体。注意球体要同圆柱体有一定的重叠。同样地在Left和Front视图中移动球体到圆柱体的近蚂蚁体侧端。
3. 由于这次的布尔操作只有两个物体,所以我们使用Create面板列表中的Compound Objects。选择Boolean。
4. 球体现在已经被选择,所以就成为了Operand A(操作体A)。在Modifier卷帘下的Parameters/Operations中单击Union(交集),然后在Pick Boolean卷帘下单击Pick Operand B(选择操作体B)按钮。在Top视图中选择圆柱体。
5. 球体和圆柱体都变成了白色,表示它们被结合在一起了,将物体更名为“腿中段”或“MidLeg”。
6. 为了给腿中段增加一些曲度,我们在Top视图内使用Bend编辑器,在Parameters卷帘下做如下设置:Angle=6.0,Bend Axis=X。
7. 使用限定在Z轴的旋转,将腿中段旋转18度,使其吻合背景(见图7)。
图7
五、 复制创建所有的腿中段
1. 激活并极大化Top视图。
2. 在复制开始之前,我们可以看到Bend编辑器显示在编辑器堆栈的窗口中。我们通过Collapse All来合并编辑器,将物体转化为Editable Mesh。否则的话,复制出来的物体均带有这个编辑历史纪录,这样的话会无谓地消耗内存。
3. 我们先复制蚂蚁左侧的腿中段。使用限定在XY轴上的Move,按下SHIFT键,移动腿中段,直到球形关节重合于中腿的关节。释放鼠标键,在Clone Option窗口中单击OK。
4. 同样重复上述过程,再复制一个中段到后腿。球形关节也要重合于背景图形(见图8)。
图8
5. 现在调整中后腿。使用限定在Z轴的旋转,旋转中腿的中段68度。
6. 后腿的朝向错误。我们使用Mirror纠正:Mirror Axis=X,Clone Selection=No Clone。现在方向正确,我们使用限定在Z轴的旋转,逆时针调整直到吻合于背景图像。
7. 激活Left视图,极大化。研究一下腿中段的位置,我们可以发现每一个腿的高度和角度都不同。我们从仍被选定着的后腿中段开始。锁定选区。向上旋转物体32度。
8. 使用限定在Y轴的移动,将物体向上移动直到图中后腿的位置。
9. 释放锁定,使用Select by Name选择“腿中段01”或“MidLeg01”。也是使用限定在Z轴的旋转和限定在Y的移动来调整中腿中段的位置。
10. 前腿不必旋转,只要在Y轴上稍做移动调整即可。
11. 现在要复制右侧的腿了。选择所有的腿中段。单击Mirror按钮,做如下设置:Mirror Axis=Y,Clone Selection=Copy(见图9)。
图9
12. 选择新复制的三个腿中段,使用限定在Y轴的移动,向上移动物体到正确位置。可能它们的位置没有很好的同图像吻合,没关系,我们在后面还可以做进一步的调整(见图10)。
图10
13. 以Ant_L4.max为名存盘.
好了,腿部的中上段造型晚了。下次我们将会结束腿部的造型,这样蚂蚁的造型工作基本完成了,只剩下动画的准备工作了。
一、 造型下腿
1. 首先载入Ant_L4.max。做必要的背景调整。隐藏所有的物体
2. 激活Perspective视图,按下L建,将其切换成Left视图。极大化。
3. 我们将会载入另一个背景图像用于辅助接下来的创建过程。在View菜单下单击Background Image。选择载入Ant_Leg.jpg。确认Display Background和Match Bitmap被选择,单击OK。现在我们有两个Left视图,下面的工作基本上都是在新的Left视图中完成,所以下文的Left01即指新的Left视图。
4. 单击Create面板,选择列表中Extended Primitive中的Capsule。在Top视图中建立一个Capsule物体,设置Radius=5.0,Height=100,Generate Mapping Coordinate。使用限定在X轴的Non-uniform Scale将物体缩小至56%。
5. 激活Left01视图,单击Modify面板下的Taper编辑器,设置Primary=Z,Effect=XY,Amount=0.4。使用限定在Z轴的旋转,将物体逆时针旋转13度。单击Modify面板下的Edit Stack按钮,单击Collapse All,OK。将物体转化成Editable Mesh。
图1
6. 单击Modify面板中的Sub-Object按钮。使用工具条上的Fence Selection Region选择胶囊物体顶端的几排定点,除了其中最下面一排。先单击Move按钮,再右击按钮,在弹出对话框中的Offset Screen下键入:X=-7.0,Y=14.5(下文中的许多移动都要使用这种方法,我就不再赘述,而是直接给出Offset坐标)。这就是蚂蚁的腿部下段,将物体更名为“腿下段”或是“LowerLeg”。
7. 现在我们要建立腿部末端的一根弯曲的尖刺。在Top视图建立一个Cone:Radius1=0.05、Radius2=2.2、Height=27,Generate Mapping Coordinate。接下来我们要使用Bend编辑器,但在这之前我们要移动物体的重心轴(Pivot Axis),因为Bend编辑器是以物体的重心轴为编辑中心的,而默认的重心轴在物体的端处,不能符合我们的要求。单击Hierarchy面板下的Adjust Pivot卷帘中的Affect Pivot Only(仅影响重心轴)按钮,使用限定在Y轴上的移动将重心轴(也就是那个三向箭头)移动到上2/5处。 8. 单击Modify面板下的Bend:Angle=41、Direction=90,Bend Axis=Z。移动尖刺到合适的位置,见图3,将物体更名为“刺”或是“Spur”。
图3
二、 造型足部上段
蚂蚁的足部是一个比较复杂的部分,但我们把其分解之后就可以通过一些基本形状来组合出足部。
1. 在Top视图中建立一个Cylinder:Radius=2.3、Height=58、Sides=12,Generate Mapping Coordinate。激活Left01视图,使用Bend编辑器,Angle=-36、Direction=90,Bend Axis=Z。仍旧使用Collapse All将其转变成Editable Mesh。
2. 单击Sub-Object按钮,选择最下面的一排顶点。使用限定在X轴上的Non-uniform Scale将其放大到200%,将这些顶点逆时针旋转70度。仍旧选择最后一排顶点,移动X=1.5、Y=5.2(见图4)。移动物体到其上段同下腿的下段接触。将物体更名为“足”或是“Foot”。
图4
3. 在Top视图中建立一个Radius=1.7、Height=14、Height Segments=2、Sides=9,Generate Mapping Coordinate的Cylinder,仍旧转化成Editable Mesh。
4. 激活Left01视图。单击Sub-Object按钮,选择最下面一排顶点,使用限定在Z轴的Non-uniform Scale放大到140%,使用限定在X轴的Non-uniform Scale放大到250%。选择所有的顶点,逆时针旋转40度。再将最末一排顶点旋转55度,移动=-0.6,Y=1.2。选择该排顶点中最上面的一个顶点,移动X=-0.8,Y=0.8。移动该物体到上一个我们创建的物体末端相连,参考背景。这是蚂蚁腿部末端的四个小趾段的第一个,将这四个物体更名“趾段01”或“Toe01”。
5. 现在我们复制其它三个节段。参考图5,按下SHIFT向右移动复制三个小趾段,分别逆时针旋转14度、4度和7度,再根据图中位置移动到合适位置。好了,蚂蚁的腿部下段和足部上段我们已经完成了。不要忘了调整物体相互接触。
图5
三、 应用Spherify编辑器于第四趾段
我门将使用Spherify(球形化)编辑器把第四趾段造型成蚂蚁的脚爪。
1. 选择第四趾段,在Modify面板下单击More按钮,在列表中选择Spherify编辑器。在Parameters卷帘下,设置Percent=43.0,现在趾段看上去变得盈满一些。
2. 缩小视图到四分之一屏,关闭背景显示。Collapse All将物体转化成Editable Mesh。在Modify面板下单击Sub-Object。在Top视图中放大第四趾段局部,选择如图六中顶点:下排中间的五个顶点和中排中间的三个顶点。锁定选择。
图6
3. 使用限定在Y轴上的移动,将这些顶点向上移动5个单位。现在一条槽会形成,物体看上去类似于羊蹄(见图7)。当然另一种可选方法就是使用FFD,您自己试试看吧,FFD的造型要来的更为精确一些。
图7
四、 贴图及群组
1. 在Left01视图选择下腿,在Modify面板,单击UVW Map编辑器,在Parameters卷帘作如下设置:Mapping=Cylinrical(圆柱形贴图坐标),Alignment=Fit(对齐方式为适应物体)。
2. 我们可以进一步调整贴图中心。在Modify面板下单击Sub-Object按钮,右击视图中的贴图坐标,选择Rotate。旋转直到其中心同线段中线相对齐。
3. 下面使用上述的方法和相同的设定把贴图坐标赋予其他物体。
4. 完成之后,选择所有的物体,单击Group菜单下的Group。键入“下腿”或是“LowLeg”。
五、 复制下腿
好了造型工作全部完成了,下面就是最后的步骤——复制下腿。
1. 在Display面板,单击Unhind All。显示并调整背景图像。
2. 激活Left视图(不是Left01时图),极大化。移动下腿到视图右侧,那里有三个不同高度的下腿要放置。
3. 显然我们的下腿同最短的腿比起来大了一些,使用Uniform Scale将下腿缩小至65%。
4. 最短的腿是蚂蚁的左前腿,在Top视图中沿Z轴旋转下腿约45度。移动到背景中的合适位置。注意:可能看起来要比背景中的小,没关系。
5. 好了接下来复制镜像右前腿。单击Mirror按钮,在Mirror:Screen Coordinates对话框中键入:Mirror Axis=Y、Offset=190.0、Clone Selection=Copy。右前腿出现在大概的位置上。
6. 激活Front视图,选择两个物体分别更名为“左前腿”或是“LF_Leg”以及“右前腿”或是“RF_Leg”。
7. 选择两个前腿,锁定选区。单击Mirror:Mirror Axis=X,Offset=172,Clone Selection=Copy。将两个新的下腿更名为“左中腿”或是“LM_Leg”以及“右中腿”或是“RM_Leg”。
8. 按下SHIFT键,向右复制移动两个中腿下段,更名为“左后腿”或是“LR_Leg”以及“右后腿”或是“RR_Leg”。
9. 接下来的工作很简单,您自己作适当旋转、缩放和移动,调整腿下段包括上次没有完全调整的中上段,是它们尽量符合背景中的位置。还有关键是一定要物体之间相互有所接触(见图8)。
图8
好了,全部完成!您自己欣赏一下劳动成果吧。我们的造型工作全部完成了,相信您对基于Mesh的造型建模技术有了相当程度的了解。但造型仅仅是第一步,作为一个3D创作过程我们仍有很多工作要做,包括材质的制作、骨架结构的连结、IK设置、背景场景的制作、场景效果的制作等等……当然还有动画,如果这在您的计划之中的话。这一切就靠您自己了,下一课我们仅就层级连结做一些最后的工作。
我们的课程进入了尾声,在今天的最后一课中我们要为动画做一些准备工作,在开始之前呢,我先要建议大家Reset一下MAX系统;为了节约内存,请大家合并所有物体的Edit Stack,记住,Collapse之后只能使用Edit Mesh来修改物体了,以前的编辑纪录都被清除了。
一、 Collapse、Attach、Ungroup
1. 载入场景。
2. 在Top视图分别先后选择六个下腿,在Group菜单下选择Ungroup,。在上一节课中我们Group了蚂蚁的下腿进行复制,现在我们要对它们解散群组,这样我们可以调整重心和进行连结。
3. 下面我们要使用Reset Transform工具,重置整个模型的所有物体的轴心。按下H键,选择All Objects,在Utilities面板下单击Reset Xform。在Reset Xform卷帘,单击Reset Selected。Xform就是Transformation的缩写,我们使用了这个工具,所有物体以前的旋转缩放值都被挤压入编辑堆栈,将物体的重心轴和选定外框都同World Coordinate System(场景坐标系统)对齐。
4. 在开始连结之前我们将腿下段、足和趾段连结(Attach)成一个物体,命名为“下腿”或“Lower Leg”。这可以降低我们制作动画时的复杂度,简化腿部的IK(反向动力学)值设定。
5. 激活Top视图,放大下腿局部。在Edit菜单下单击Hold,因为我们将使用的Collapse不能被Undo,记住哦。
6. 选择腿下段、刺、足和趾段包括爪,使用Utilities下的Collapse ,按如下设置Collapse To=Single Object、Output Type=Mesh将它们合并成一个物体。对六条腿重复操作。
7. 将六条腿分别更名为“左前下腿”或“LFLowLeg”、“左中下腿”或“LMLowLeg”、 “左后下腿”或“LRLowLeg”、 “右前下腿”或“RFLowLeg”、 “右中下腿”或“RMLowLeg”、 “右后下腿”或“RRLowLeg”。
二、 连结物体
下面我们要开始连结物体,在完成之后我们要通过调整物体的重心轴把物体的旋转中心从默认的物体中央移到物体相连处,这是相当重要的。
1. 关闭背景,不再需要了。激活并极大化Top视图。
2. 从大家伙开始下手,中胸是整个层级链的母物体。先从腹部开始。(连结是从子物体到母物体)
3. 单击工具条上的Select and Link按钮,选择腹部,从腹部拖出一条连结线到腰部;再选择腰部,从腰部连结到中胸部。按H键察看腰部和腹部的名称是否以缩排的形式显示在中胸的名称下。
4. 在头部,从触须的末端依次开始向上一级物体连结,最后一节连于头部。同时把眼睛和两个下颚也同头部相连。在视图无法看清的境况下可以使用这种方式:使用Select by Name先选择子物体,单击Select and Link按钮,再按H键打开Select Parent对话框,从中选择母物体。
5. 最后将头部连结于颈部,颈部连于胸部。
6. 轮到腿部了:从下腿开始连结所有的物体。具体序列是:下腿、中腿、上腿、胸部。当连结完成后,使用PgUp或PgDn键确定腿部正确连结。
三、 调整重心轴
调整重心轴是使连结后的蚂蚁关节正常转动的关键,一定要仔细根据下面的步骤操作。
1. 激活并极大化Front视图。
2. 选择腹部,在Hierarchy面板下单击Pivot,在Adjust Pivot卷帘下选择Affect Pivot Only。一个很大的XYZ三向坐标显示在腹部的中央,这个位置是默认的位置。使用限定在XY轴的移动,将重心轴移动到腹部和腰部相互重叠的部位。
3. 按下PgUp键,选择层级链中的上一级物体,即腰部。一个新的重心轴出现,这是腰部的。同样移动到其同胸部相互重叠的位置(见图1)。
图1
4. 按下PgUp,选择胸部,看到胸部的重心轴在Front视图中的位置正确,但在Top中却不对,单击Hierarchy面板下的Aligment中的Center to Object(对准物体中心)。
在进行上述工作时一定要注意除胸部外的重心轴是否在三个视图中均在正确的位置:各部位的关节处。不要在User或Perspective中做这项工作。
5. 测试一下连结是否正确:关闭Affect Only Button,试着旋转腹部,看看其是否围绕腹部腰部的关节转动。是的话就对了,Undo it。
6. 同样按上述方法对触须各段、下颚和头部进行设置。有一点值得注意:移动重心轴到物体同上一级物体的关节处,而不是下一级的关节处,不要搞乱了。
7. 腿部重心轴设置:首先,选择所有的腿部物体,Hide Unselected。从下腿开始,移动重心轴到相应的关节处。六条腿可能会花去一些时间,可谁说做3D不花时间呢?
8. 蚂蚁身体所有其它部分重心轴的XYZ都是同场景坐标对齐的(见图2),但腿部为了获得正确的动画效果,我们要将它们的重心轴同自身对齐(见图3)。在Top、Front和Left视图中分别旋转重心轴的X(红色)和Z(蓝色)轴,直到这两个轴向同腿部各部位的长轴中线平行。这样我们对腿部就有完整而又充分的控制。理想情况是Z轴是用来作为物体的自我中心轴的,但事实上很难做到在三个视图中都严格对准,尽量吧!
图2
图3
9. 如果您发现某条腿的IK不能正确移动,您可要返工了,调整其中心轴,问题一般出在那里。正确的IK对行走循环动画很重要。
四、 降低蚂蚁的身体
到目前为止,动画连结也完成了,还剩最后一个问题。我们这个蚂蚁模型的腿都是向下伸展的,这是为让我们看清楚腿部以便造型的,在自然界,可没有这种站得这么高的蚂蚁。所以我们要降低蚂蚁的身体。
1. 隐藏头部、腹部和腰部。仅留下胸部和腿部。冻结胸部。
2. 接下来的工作过程中我们将会使用另一组图片作为背景辅助调整。下载这组图片,或者您根据下文步骤不用图片也行。在Top、Front和Left视图中分别载入TopWalk.jpg、SideWalk.jpg和FaceWalk.jpg。首先调整对齐于铅笔画的蚂蚁。在背景中看来腿部大约要提高53度,注意以褐色SmoothLight方式显示的蚂蚁为准。
3. 极大化Left视图,从左前上腿开始。将其在Z轴上向上旋转41度。按下PgDn,选择左前中腿,向上旋转21度。再选择左前下腿向下旋转57度。还有,不完全对齐不要紧的。
4. 对右前腿重复上述过程。
5. 根据下面的数据对两条中腿同样操作:上腿向上30度,中腿向上9度,下腿向下42度。
6. 根据下面的数据对两条后腿同样操作:上腿向上30度。
7. 激活Front视图,选择后腿中腿向上33度,后腿下腿向下32度。
8. 回到Left视图,将后腿的下腿再向下旋转30度。
9. 好了现在腿都到位了,Unhind、Unfreeze所有的物体。再检查一下腿的末端是否在一条水平线上。(见图4)
10. 以AntFinal.max为名存盘。如果您想建立一个蚂蚁军团的话,您可以使用Optimize编辑器以产生低细节度模型。
图4
11. 先选择想要优化的物体,单击Modify面板下的More,在列表中选择Optimize。试着键入Face Threshold(面阈值)=8.0,Bias=0.28来降低面数。通过该种方法您可以降低蚂蚁身体的所有物体面数到您想要的数值。
好了我们终于完成了!相信您通过过去六课的实践所收获的不仅仅是一个蚂蚁的精细模型,更重要的是三维建模的工作思路和具体方法。当然建模的方式有很多,从NURBS到新的NURMS,从Patch到Spline等等,我们大家要学的东西还很多呢,让我们共同努力吧,但愿有一天我们中国有自己的Dream Factory。对了,还有一件事,就是您也可以自己建立Bone骨架来达到关节连结的目的。最后感谢一直看到这里的您,Thanks for YOUR SUPPORTING!Well,SEE YA!!
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