главная » 3D Studio Max

3D Studio Max

3D Studio Max

ГЛАВА 5.

Моделирование Часть II.

  • Основные объекты Мах
  • Примитивы
  • Формы и Составные объекты
  • Использование Модификаторов

Основные объекты Мах

Окружающий нас мир упрощенно можно представить как трехмерную сцену с учетом фактора времени. Безусловно, такие природные явления как физические взаимодействия объектов, их деформации на основе свойств материалов и т.д., можно лишь имитировать с той или иной степенью реалистичности, однако, даже используя стандартные средства Мах, эта задача не выглядит неразрешимой. Кроме того, в конце этой книги мы кратко ознакомимся с коммерческими продуктами для среды 3D Studio Max производства третьих фирм, и вы сможете убедиться, что единственным ограничением является лишь ваша фантазия.

Итак, основная концепция, упомянутая ранее, выявляет главный критерий среды Мах - «Трехмерное в Движении». Рассмотрение временного фактора -Animation (Анимации) еще впереди, а пока обратимся к самому объемному разделу этого графического пакета - СОЗДАНИЮ, НАСТРОЙКЕ И РЕДАКТИРОВАНИЮ ОБЪЕКТОВ ТРЕХМЕРНЫХ СЦЕН. Вот обобщенный список групп моделей объектов, создаваемых в Мах:

  • Primitives (Примитивы) - базовые объекты, представляющие собой геометрические тела. Этот вид состоит из двух основных наборов - Standard (Стандартного) и Extended (Расширенного). Основная особенность этого типа объектов - минимальный набор параметров, позволяющий «на лету» менять структуру и степень деталировки объекта.
  • Patch Grids (Лоскутные Сетки) - плоскостные объекты, состоящие из Patch (Поверхности Лоскута) и Vertices (Решетки Управляющих Вершин). Вершины воздействуют на поверхность, как узлы деформаций и плавно изменяют форму (рис. 5.01).

Рисунок 5.01..Лоскутная Сетка

  • Splines (Двумерные Сплайны) и NURBS-Curves (Двумерные NURBS-Кривые) - базовые двумерные Shapes (Формы), являющиеся вспомогательными объектами Мах. Они применяются как основа трехмерных тел вращения, выдавливания и тел, создаваемых процедурой Loft (Лофтингом). Дополнительно формам может быть задана толщина, в этом случае возможно их использование как самостоятельных, визуализируемых объектов сцены.
  • NURBS-Surfaces (Трехмерные NURBS-Поверхности) - сложные трехмерные объекты, описываемые как трехмерные сплайны. Для них характерно отсутствие резких («угловых») изменений формы и профиля, а также очень гибкая структура геометрии.
  • Particle Systems (Системы Частиц) - процедурные объекты, создаваемые как область пространства, которая имитирует многие реальные процессы (снег, дождь, фонтан, дым, искры и т.п.). Большинство систем частиц в Мах универсальны и позволяют менять алгоритм своего поведения (частота, притяжение, взаимные столкновения и т.п.) в широком диапазоне.
  • Compounds (Составные Объекты) - структурированные сложные объекты, использующие математические, логические и поведенческие алгоритмы. Для создания таких объектов необходимы наборы более простых двумерных и трехмерных примитивов Мах.

Перейдем к рассмотрению способов создания и редактирования объектов в среде Мах.

Примитивы Создание Объектов

Все объекты, сгруппированные по типам, выбираются кнопками панели Create (Создать) (рис. 5.02).


Рисунок 5.02. Панель Create (Создать)

Для перехода к любому из типов необходимо выполнить левый щелчок на соответствующей кнопке. Список типов включает в себя:

  • Geometry (Геометрия)
  • Shapes (Двумерные Формы)
  • Lights (Источники Света)
  • Cameras (Камеры)
  • Helpers (Служебные Объекты)
  • Space Warps (Деформаторы Пространства)
  • Systems (Системы)

Каждая из групп объектов имеет раскрывающийся список подгрупп, позволяющий работать только с одним из наборов объектов. И, наконец, каждый элемент списка подгруппы представлен свитком Object Type (Тип Объекта), в котором содержатся рельефные кнопки выбора, предназначенные для создания конкретных объектов трехмерной сцены. Выбор такой кнопки вызывает появление списка свитков создания нового объекта, в котором заданы значения Defaults (По Умолчанию). Некоторые из них можно изменить, и все последующие объекты этого типа будут создаваться, используя новые параметры.

Для задания Name (Имени) и Color (Цвета) присутствует свиток Name and Color, состоящий из текстового поля ввода и цветной кнопки с образцом цвета.

Для непосредственного создания объекта необходимо после выбора его типа и предварительных настроек параметров (если это требуется) переместить курсор в предполагаемое место в видовом окне и, нажав левую кнопку мыши, растянуть создаваемый объект, контролируя его форму и размер визуально, и затем отпустить. Этот способ применим к объектам, требующим ввод одного параметра, например, для объекта Sphere (Сфера) - это Radius (Радиус).

Объекты, которым необходимо указание более одного параметра, требуют после первого отпускания кнопки мыши продолжать перемещение курсора и для фиксации каждого следующего производить левый щелчок. Пример такого объекта - Box (Коробка).

Описанный способ создания объектов наиболее удобен и применяем, но иногда требуется точно указать величины, характеризующие координаты Pivot Point (Опорной Точки) объекта и его основные размеры. Для этих целей служит свиток Keyboard Entry (Ввод с Клавиатуры) (рис. 5.03).


Рисунок 5.03. Свиток Ввода с Клавиатуры

В зависимости от типа создаваемого объекта, этот список содержит тот или иной набор счетчиков, из которых едиными для всех являются координаты опорной точки X, Y и Z. После задания всех величин объект создается кнопкой Create (Создать) и возникает в видовых окнах, отри-совываясь выделенным.

Строго говоря, всегда, после создания нового объекта (особенно в насыщенных, сложных сценах), он оказывается выделенным для быстрого нахождения и модификации. Все команды редактирования существующих объектов сцены расположены в следующей за Create (Создать) панели Modify (Редактировать).

Редактирование Объектов

Для изменения параметров объекта сцены в среде Мах служит панель Modify (Редактировать). После выделения изменяемого объекта и в этой панели возникают группы параметров:

  • Текстовое поле имени объекта и поле с образцом цвета.
  • Список Modifier List (Список модификаторов) и настраиваемый набор инструментов изменения структуры объектов, представленный рельефными кнопками.


Рисунок 5.04. Кнопки-модификаторы и список дополнительных модификаторов


Рисунок 5.05. Список наборов кнопок-модификаторов

Остальные доступные для применения модификаторы выбираются из списка (рис. 5.04). Выбрать набор кнопок-модификаторов можно с помощью кнопки Configure Modifier Sets (Настроить Набор Модификаторов) в нижнем правом углу панели (рис. 5.05). Создать собственный набор можно с помощью диалогового окна Configure Modifier Sets, которое выдывается выбором одноименного пункта из меню кнопки. Необходимое число кнопок указывается счетчиком Total Buttons (Число Кнопок). Состав нужных модификаторов выбирается из расположенного слева списка путем перетаскивания необходимых параметров на свободные пустые кнопки справа, а удаление ненужных - обратным перетаскиванием. Созданный набор необходимо сохранить, введя в списке Sets (Наборы) новое имя, щелкнув на кнопке Save (Сохранить) и нажав на кнопку ОК (Да) для завершения. Выбор сохраненного набора доступен через кнопку Sets (Наборы).

Поле Modifier Stack (Стек Модификаторов) - список модификаторов всех уровней, примененных к выделенному объекту (рис. 5.06). Это поле содержит все «превращения» объекта с момента создания и формируется при применении к выбранному объекту какого-либо из модификаторов (для этого используются кнопки предыдущего свитка). Выбор каждого из элементов списка вызывает появление соответствующего набора свитков с настройками, относящимися к этому модификатору. Стек модификаторов позволяет изменять свое содержимое и тем самым формировать структуру модифицированного объекта. Под полем рас-


Рисунок 5.06. Стек Модификаторов

  • Show End Result (Показывать Конечный Результат) - включает режим отрисовки объекта со всеми примененными активными модификаторами, независимо от текущего положения стека.
  • Make Unique (Сделать Уникальным) - сбрасывает статус Instance (Экземпляра) с текущего модификатора. При применении одного модификатора к нескольким выделенным объектам, его изменение у любого из них полностью дублируется у остальных. Эта кнопка используется для разрыва связи между модификаторами объекта и его экземпляра.
  • Remove Modifier from Stack (Удалить Модификатор из Стека) - удаляет текущий модификатор из стека объекта.
  • Слева от списка модификаторов расположена кнопка Pin Stack (Закрепить Стек), предназначенная для фиксации отображения текущего модификатора выбранного объекта.

При включенном состоянии этой кнопки можно выделять другие объекты, однако продолжать видеть состояние закрепленного модификатора. Чаще всего этот режим используется при работе со служебными объектами сцены, такими, как Target Camera (Нацеленная Камера) или Target Spot (Нацеленный Прожектор).

Ниже поля Modifier Stack (Стек Модификаторов) возникают наборы свитков, относящихся к текущему выбранному модификатору. Они содержат группы параметров для всевозможных настроек и установок.

При раскрытии нескольких больших свитков (для доступа ко всем их настройкам), необходимо выполнять мышью вертикальную прокрутку вверх-вниз.

Задание 1. Стандартные Примитивы Sphere (Сфера)

Выполните создание некоторых объектов из группы Standard Primitives (Стандартные Примитивы). Первый из рассматриваемых объектов - Sphere (Сфера).

1. Для этого необходимо, используя панель Create (Создать), вызвать кнопкой Geometry (Геометрия) список основных типов объектов и выбрать из него группу Standard Primitives (Стандартные Примитивы).

Рисунок 5.07. Параметры создаваемой Сферы

Выберите кнопку Sphere (Сфера) из свитка Object Type (Тип Объекта) и установите в свитках параметров следующие значения:

  • В свитке Creation Method (Способ Создания): переключатель Center (Из Центра).
  • В свитке Parameters (Параметры): счетчик Segments (Сегменты)-32, флажок Smooth (Сглаживание)-включен(рис. 5.07).

2. Затем активизируйте видовое окно Тор (Вид Сверху), переместите курсор приблизительно в его центр (позиционируя его над перекрестьем утолщенных координатных линий сетки - центром мировых координат сцены) и, нажав левую кнопку мыши, растяните создаваемую сферу до радиуса примерно в 65 единиц, следя за изменением значения счетчика Radius (Радиус).

3. В текстовом поле ввода имени объекта в свитке Name and Color (Имя и Цвет) наберите «Сфера Гладкая».

4. Используя кнопку Pan (Панорамирование) из набора кнопок управления видовыми окнами, передвиньте поле зрения вправо приблизительно на величину радиуса сферы. Нажмите еще раз на кнопку Sphere (Сфера) в свитке Object Type (Тип Объекта) и установите другие значения для нового объекта:

  • В свитке Creation Method (Способ Создания): переключатель Edge (От Края).
  • В свитке Parameters (Параметры): счетчик Segments (Сегменты) - 16, флажок Smooth (Сглаживание) - выключен, и повторите действия, описанные выше. Задайте имя для новой сферы - «Сфера Граненая».

В результате будут получены две приблизительно равные по радиусу сферы, отличающиеся числом сегментов, сглаживанием ребер и размещением опорной точки (рис. 5.08), причем выделенной останется вторая. 16-сегментная сфера.

5. Перейдите в панель Modify (Редактировать) и, установив значение счетчика Hemisphere (Полусфера) в 0.5, вы получите половинный сферический сегмент (рис. 5.09).


Рисунок 5.08. «Сфера Гладкая» и «Сфера Граненая»


Рисунок 5.09. Половинный сферический сегмент, полученный методом Chop (Отсечь)

6. Варьируя значение этого счетчика от 0 до 1 можно изменить объект от полной сферы до пустого, невидимого объекта. Переключатель Chop / Squash (Отсечь / Сжать) позволяет выбрать способ усечения полной сферы. Первый из них делает это уменьшением числа граней, сохраняя их размеры, а второй, наоборот, оставляет количество граней постоянным, подгоняя размер (рис. 5.10).

7. Теперь вернитесь в панель Create (Создать) и снова перейдите к созданию сферы. Повторите установки параметров, выполнявшиеся для первой сферы. Затем раскройте свиток Keyboard Entry (Ввод с Клавиатуры) и, установив следующие значения счетчиков: Х = -150, Y = 0, Z = 0, Radius = 65, щелкните на Кнопке Create (Создать).


Рисунок 5.10. Половинный сферический сегмент, полученный методом Squash (Сжать)

В видовых экранах возникнет новая сфера, имеющая точные значения радиуса и координат опорной точки.

Box (Коробка)

Создание объекта Box (Коробки) начинается с определения пропорций граней, то есть будет это Куб или Параллелепипед. Выбор одного из этих типов осуществляется переключателем Cube / Box в свитке Creation Method (Способ Создания) (рис. 5.11).

Три счетчика Length Segs (Число Сегментов по Длине), Width Segs (Число Сегментов по Глубине) и Height Segs (Число Сегментов по Высоте) отвечают за число сегментов по соответствующему размеру и позволяют предусмотреть плавность будущей деформации или степень деталировки. Линейные размеры регулируются счетчиками Length (Длина), Width (Глубина) и Height (Высота) и при применении способа задания их с помощью мыши отображают изменение их величин. Эта процедура описана в начале этой главы, но для закрепления повторим ее.

Рисунок 5.11. Параметры создаваемой Коробки

1. Итак, после выбора кнопки Box и указания способа создания Box (Параллелепипед), необходимо переместить курсор в видовое окно Тор (Вид Сверху). Нажав левую кнопку мыши, следует растянуть получающийся прямоугольник, контролируя изменения счетчиков Length (Длина) и Width (Глубина). Если необходимо задать не прямоугольник, а квадрат, то вся процедура выполняется с нажатой клавишей «Ctrl». По достижению желаемого размера кнопка мыши отпускается, и дальнейшее ее перемещение задает Height (Высоту) и отображается в одноименном счетчике. Для завершения выполняется левый щелчок.

2. В случае выбора способа создания Cube (Куб) все три размерных счетчика блокируются и изменяются синхронно, и создание объекта происходит аналогично описанному для Sphere (Сферы).

3. Перейдя в панель Modify (Редактировать), вы можете дополнительно откорректировать параметры созданного объекта. Обратите внимание, что блокировка трех размеров в случае создания коробки типа Cube (Куб) при редактировании уже снята, и каждый параметр изменяется раздельно.

Cylinder (Цилиндр)

При создании примитива типа Cylinder (Цилиндр) (рис. 5.12) примечательны некоторые дополнительные особенности.


Рисунок 5.12. Параметры создаваемого Цилиндра

Кроме задания основных размеров (с помощью мыши или с использованием свитка Keyboard Entry (Ввод с Клавиатуры)) есть возможность создавать фрагментарный объект - Цилиндрический Сектор. Для этого необходимо включить флажок Slice On (Сектор Включен) и двумя счетчиками Slice From (Сектор От) и Slice To (Сектор До) в угловых единицах задать начало и конец сектора. В результате будет получен цилиндр с выборкой по всей высоте - очень удобный базовый объект для создания, например, модели деревянного полена (рис. 5.13).

Следует заметить, что все объекты из списка Standard Primitives (Стандартные Примитивы), имеющие в свитке основных параметров флажок Slice On (Сектор Включен) поддерживают создание различных фрагментарных модификаций (например, сферический сектор у рассмотренного ранее объекта Sphere (Сфера) или конический - у Cone (Конуса)).


Рисунок 5.13. Цилиндрический Сектор

Другие примитивы группы

Остальные примитивы группы Standard Primitives (Стандартные Примитивы):

  • Torus (Top) - кольцо круглого сечения, позволяет создавать объекты круговой структуры (например, пончик, спасательный круг, обвязка круглой колонны и т.п.)

  • Teapot (Чайник) - параметрический примитив, позволяющий моделировать чайники по типу заварного.


  • Cone (Конус) - объект, предназначенный для создания полных и усеченных конусов. При равенстве радиусов верхнего и нижнего оснований может заменить рассмотренный ранее Стандартный примитив Cylinder (Цилиндр).


  • GeoSphere (ГеоСфера) - расширенный вариант объекта Sphere (Сфера), позволяющий изменять форму грани, образующей поверхность сферы. Переключатель Geodesic Base Type (Базовый Тип Поверхности) дает возможность задать три вида формы граней:
    • Tetra (Тетраэдр) - четырехгранник.
    • Octa (Октаэдр) - восьмигранник.
    • Icosa (Икосаэдр) - двадцатигранник.


  • Tube (Труба) - кольцо прямоугольного сечения, позволяющее моделировать различные круглые трубчатые и граненые профили.


  • Pyramid (Пирамида) - упрощенный вариант примитива Cone (Конус), применяемый для создания четырехгранных пирамид с прямоугольным или квадратным основанием.


  • Plane (Плоскость) - плоский примитив, не имеющий параметра Height (Высота), предназначенный для быстрого создания плоских объектов (например, поверхности зеркала, пола, потолка и т.п). Этот примитив имеет дополнительные параметры Render Scale (Масштаб Визуализации) и Render Density (Плотность Визуализации). Эти счетчики позволяют задать множители для размера и частоты сетки примитива Plane при обсчете сцены, отличные от отрисовываемых в видовых окнах. В результате плоскость может быть продолжена за пределы своей реальной геометрии.


Попробуйте различные способы создания и редактирования примитивов группы Standard Primitives (Стандартные Примитивы) для совершенствования своих навыков. В большинстве случаев бывает достаточно комбинаций объектов этой группы для моделирования более сложных.

Задание 2. Расширенные Примитивы

ChamferBox (Коробка с Фаской), ChamferCyl (Цилиндр с Фаской)

Набор стандартных примитивов очень удачно дополняется и расширяется при использовании следующей группы базовых объектов геометрии Мах -Extended Primitives (Расширенных Примитивов).

При создании таких объектов из первой группы примитивов Мах как Box (Коробка) или Cylinder (Цилиндр) вы, наверное, заметили некоторую искусственность их структуры. Действительно, аналогичные по форме объекты реального мира (например, детские кубики или цилиндрическая болванка) не имеют таких острых кромок, они обработаны. Даже будучи склеенными из бумаги, такие объекты имели бы ФАСКИ.

Для дополнения возможностей этих распространенных примитивов разработаны две их расширенные модификации - ChamferBox (Коробка с Фаской) и ChamferCyl (Цилиндр с Фаской). Список параметров этих примитивов полностью совпадает с соответствующими им стандартными объектами, за исключением новых счетчиков Fillet (Фаска) и Fillet Segs (Число Сегментов Фаски). Разберем их назначение и действие.

1. Создайте примитив ChamferBox (Коробка с Фаской), выполнив стандартную процедуру задания основных параметров с помощью мыши. Однако обратите внимание: по сравнению с объектом Box (Коробка) добавился ввод дополнительного параметра - толщины фаски.


Рисунок 5.14. Коробка с Фаской

2. Создав новый объект, перейдите в панель Modify (Редактировать) и измените величину счетчика Fillet Segs (Число Сегментов Фаски) со стандартных трех (по умолчанию) до одного. Полученный объект будет иметь более резкую кромку, чем исходный (рис. 5.14). Сравнив внешний вид сходных по структуре объектов двух рассматриваемых групп, становится ясна область применения каждого из них - примитивы с фаской смотрятся гораздо реалистичнее.

Другие примитивы группы

Кратко остановимся на остальных примитивах этой группы. Кроме рассмотренных ранее ChamferBox (Коробки с Фаской) и ChamferCyl (Цилиндра с Фаской) в нее входят:

  • Hedra (Многогранник) - граненый примитив с очень гибкой системой выбора настроек, позволяющий имитировать геометрию природных кристаллов.


  • Oil Tank (Цистерна) - цилиндр с расширенными возможностями управления формой двух его оснований от почти плоской до сферической.


  • Spindle (Веретено) - цилиндр аналогичный Oil Tank, но форма оснований варьируется от почти плоской до конической.


  • Gengon (Граненая Призма) - вариант призмы с возможностью добавления фасок по ребрам боковой поверхности.


  • RingWave (Волнообразное Кольцо) - примитив с круговой структурой, являющийся вариацией стандартного примитива Tube (Труба).


  • Torus Knot (Узловой Тор) - спиральный примитив, предназначенный для имитации различных узлов и закручивания.


  • Capsule (Капсула) - цилиндр с двумя основаниями в виде полусферических поверхностей.


  • L-Ext (Выдавливание L-профиля) - примитив, позволяющий создавать объекты, близкие к реальному прокатному профилю типа уголка.


  • C-Ext (Выдавливание С-профиля) - примитив, позволяющий создавать объекты, близкие к реальному прокатному профилю типа швеллера.


  • Prism (Призма) - треугольная призма с возможностью менять угол наклона основания к боковым граням.


Попробуйте создать каждый из описанных выше примитивов, выбирая в свитке Object Type (Тип Объекта) соответствующие кнопки и решите, какие из них могут быть полезны в дальнейшем при моделировании.

Формы и Составные Объекты

Shapes (Формы)

Для создания более сложных и реалистичных видов геометрии не всегда хватает набора инструментов из описанных ранее групп примитивов Мах. Такие объекты, как телефонная трубка, фигурная рюмка, стена с дверными и оконными проемами и многие другие едва ли могут быть выполнены набором объектов Standard (Стандартный) и Extended (Расширенный). Для этого требуются более сложные методы моделирования - Лофтинг или Формование, Вращение, Выдавливание, Булевые операции. Почти все эти процедуры требуют создания исходных объектов, называемых Shapes (Формы), которые представляют собой набор двумерных или трехмерных кривых. Эта категория состоит из двух групп объектов - Splines (Сплайнов) и NURBS Curves (Кривых NURBS). Рассмотрим первую из них, как наиболее распространенную и чаще всего используемую группу.

Любая кривая представляет собой набор Vertices (Вершин) соединенных Segments (Сегментами) - прямо- и криволинейными отрезками. Совокупность сегментов составляет Spline (Сплайн), которые в свою очередь и образуют Shape (Форму). Понятия Vertex (Вершина), Segment (Сегмент) и Spline (Сплайн) составляют уровень Sub-Object (Подобъекта) кривых типа Spline и позволяют редактировать их. Остановимся на подобъектах и их особенностях (рис. 5.15).

Рисунок 5.15. Сплайн и его Подобъекты

  • Vertex (Вершина) - узловые точки сплайна, определяющие изменения его кривизны и степень деталировки. В зависимости от Типа Вершины различают:
  • Smooth (Сглаженная) - вершина, плавно соединяющая два смежных сегмента, имеющих равную степень кривизны.
  • Corner (Угловая) - вершина, соединяющая два смежных сегмента и образующая прямолинейный излом кривизны.
  • Bezier (Безье) - сглаженная вершина, дающая возможность менять кривизну входящих сегментов. При выборе такой вершины возникает инструмент для ее настройки - маркерная касательная линия. Она состоит из двух отрезков, оканчивающихся узлами-маркерами, угол между которыми всегда составляет 180°. Перемещая один из узлов, можно изменять степень кривизны и ориентацию сегментов кривой, в то время как второй узел отображает те же действия центрально симметрично.
  • Bezier-Corner (Угловая Безье) - вершина, аналогичная предыдущей, но не имеющая фиксации угла в 180° между отрезками касательной. Перемещение узлов-маркеров происходит независимо, позволяя создавать криволинейные изломы кривизны.

Все вершины отрисовываются в видовых окнах как крестовые маркеры, а первая вершина - как маркер, заключенный в квадратную рамку.

  • Segment (Сегмент) - прямолинейные или криволинейные участки сплайна, соединяющие его смежные вершины. Криволинейные сегменты образуются совокупностью прямых отрезков, число которых задается счетчиком Steps (Число Шагов) и флажком Adaptive (Адаптивный). В зависимости от Типа Сегмента различают:
  • Line (Линейный) - сегмент отрисовывается как кратчайшее расстояние между двумя вершинами, то есть по прямой.
  • Curve (Кривая) - сегмент отрисовывается как кривая, в зависимости от типов соединяемых вершин и значений кривизны их касательных.
  • Spline (Сплайн) - набор смежных сегментов, образующих непрерывную линию. Сплайны бывают Open (Разомкнутые) и Closed (Замкнутые). В замкнутом сплайне первая и последняя вершина совпадают. В зависимости от Типа Сплайна различают:
  • Line (Линейный) - все сегменты сплайна представляют собой одноименный тип при полном отсутствии кривизны.
  • Curve (Кривая) - все сегменты сплайна имеют некоторую кривизну.
  • Совмещенный, при котором сплайн содержит как первые, так вторые сегменты.

Подобъектный уровень Spline (Сплайн) может содержать одну или несколько кривых.

Каждый из описанных подобъектов имеет набор параметров и инструментов для манипуляций, добавления, удаления, копирования, логических операций и т.п. действий, рассмотрением которых мы займемся в практических заданиях этой главы.

Кривые типа NURBS имеют иную подобъектную структуру, однако рассматривать ее мы не будем.

Все виды сплайнов сосредоточены в одноименной группе из раскрывающегося списка панели Create (Создать) и вызываются кнопкой Shapes I (Формы) (рис. 5.16). Свиток Object Type (Тип Объекта) позволяет выбрать рисование следующих сплайнов:


Рисунок 5.16. Вызов группы Shapes (Формы)

  • Line (Линия) - основной примитив, позволяющий создать кривую любой нерегулярной формы. Подробнее о работе с кривыми типа Line мы остановимся в Задании 1.


  • Circle (Окружность) - рисование окружности по заданному центру или краю и радиусу.


  • Arc (Дуга) - инструмент создания сегмента криволинейной формы, с заданием начальной и конечной вершин, а также кривизны или центра.


  • Ngon (Многоугольник) - примитив с настраиваемым числом сторон, вписанный или описанный в задаваемый радиус.


  • Text (Текст) - объект на основе строк текста с элементами регулирования стиля, полноты, выравнивания и других типографских атрибутов.


  • Section (Сечение) - создание сплайнов на основе сечений трехмерных объектов плоскостью.


  • Rectangle (Прямоугольник) - часто используемый примитив для рисования прямоугольника или квадрата, с возможностью скругления углов прямыми или кривыми фасками.


  • Ellipse (Эллипс) - создает одноименную замкнутую кривую по двум осям.


  • Donut (Кольцо) - примитив, состоящий из двух концентрических окружностей, с раздельной настройкой большего и меньшего радиусов.


  • Star (Звезда) - многофункциональный инструмент для создания звездо-подобных сплайнов, с возможностью скругления и закручивания лучей.


  • Helix (Спираль) - объект трехмерной спирали, позволяющий контролировать число витков, высоту, внутренний и наружный радиусы.


Для начала рисования сплайнов необходимо выбрать нужный инструмент левым щелчком на соответствующей кнопке. В результате появится набор свитков с настраиваемыми параметрами, разный для каждого типа сплайна. Далее необходимо задать общие для всех типов настройки в свитках Interpolation (Интерполяции) и Rendering (Визуализация) (рис. 5.17).


Рисунок 5.17. Свитки Interpolation (Интерполяции) и Rendering (Визуализация)

Первая из них регулирует число промежуточных вершин криволинейных сегментов. Чем больше значение счетчика Steps (Число Шагов), тем более плавными будут кривые. Для включения режима автоматического подбора кривизны служит флажок Adaptive (Адаптивный), а для отмены деления промежуточными вершинами прямолинейных отрезков сплайнов предназначен флажок Optimize (Оптимизация). Обычно состояние последнего следует установить во включенное.

Настройки группы Rendering (Визуализация) задают режим видимости сплайна при обсчете сцены. Все объекты этого типа по умолчанию не визуализируются, однако в некоторых случаях удобно использовать и иную возможность. Для этого флажок Renderable (Визуализируемый) следует включить и счетчиком Thickness (Толщина) задать толщину сплайна. Эту величину можно прочувствовать только серией пробных обсчетов сцены, сделанных при разном значении счетчика Thickness (Толщины). И последний флажок, Generate Mapping Coords (Задать Проецирование), необходим при использовании сплайном материала с применением карт текстуры, о чем мы подробнее остановимся в главе «Материалы».

Практика

Задание 1. Рисование и редактирование сплайнов

Line (Линия)

Для создания сплайна типа Line (Линия) перейдите в панель Create (Создать) и выберите пункт Splines (Сплайны) из раскрывающегося списка, вызываемого кнопкой Shapes (Формы). В свитке Object Type (Тип Объекта) щелкните на кнопке Line (Линия), высветив свитки параметров Rendering (Визуализация), Interpolation (Интерполяция) (рис. 5.17), Creation Method (Способ Создания) и Keyboard Entry (Ввод с Клавиатуры) (рис. 5.18). Переместите курсор в видовое окно Тор (Вид Сверху) и произведите серию левых щелчков и перемещений, создавая ломаную линию произвольной формы. Для завершения выполните правый щелчок. Все созданные вершины принадлежат к типу Corner (Угловые). в чем можно убедиться, перейдя в панель Modify (Редактировать) и выбрав подобъектный уровень Vertex (Вершина). Далее необходимо выделить интересующую вас вершину правым щелчком для вызова контекстного меню (рис. 5.19).

Рисунок 5.18. Свитки параметров сплайна Line (Линия)

Рисунок 5.19. Контекстное Меню

3. Вернитесь обратно в панель Create (Создать) и измените Creation Method (Метод Создания) вершин линии, установив переключатель Initial Type (Тип Вершин при Щелчке) в значение Smooth (Сглаженные). Теперь повторите создание произвольной ломаной линии. Нетрудно заметить, что теперь все сегменты приобрели кривизну, и указание каждой новой вершины видоизменяет смежные сегменты по криволинейному закону (рис. 5.20). Если же при выполнении щелчка не отпускать кнопку мыши, то, растягивая далее новый сегмент, можно отрегулировать кривизну предыдущего.

Рисунок 5.20. Сглаженная Линия

4. Переключатели свитка Drag Type (Тип Вершин при Перетаскивании) позволяют задать тип создаваемых вершин - Corner (Угловой), Smooth (Сглаженный) или Bezier (Безье). Для отмены последней введенной вершины и возврату к предыдущей используется клавиша Backspace, причем серией таких нажатий можно вернуться к первой вершине, с которой было начато рисование. При создании Closed (Замкнутого) сплайна просто необходимо указать последнюю вершину в непосредственной близости к первой и подтвердить замыкание через диалоговое окно Close Spline (Замкнуть Сплайн) (рис. 5.21).


Рисунок 5.21. Создание замкнутого сплайна

6. Гораздо реже может использоваться режим Keyboard Entry (Ввод с Клавиатуры) при создании сплайна типа Line (Линия), разве что у вас есть список координат вершин. В этом случае каждая новая вершина задается тремя счетчиками X, Y, Z и создается кнопкой Add Point (Добавить Точку) в свитке этого режима. Кнопка Finish (Закончить) завершает указание вершин, а кнопка Close (Замкнуть) создает сегмент, соединяющий первую вершину с последней.

Приемы редактирования созданного контура на подобъектном уровне мы разберем при рассмотрении следующего типа сплайна.

Rectangle (Прямоугольник), Использование модификатора Edit Spline (Редактировать Сплайн)

Еще один часто применяемый тип сплайнов для создания более сложных форм. Наличие двух пар прямых параллельных сегментов, расположенных под прямым углом, позволяет начинать рисование многих профилей и контуров с создания прямоугольника с последующим редактированием его вершин и сегментов.

1. Выберите из свитка Object Type (Тип Объекта) соответствующую кнопку и попробуйте создать в видовом окне Тор (Вид Сверху) прямоугольник, указав поочередно вершины его диагонально расположенных углов.

Такой способ создания выбирается переключателем Edge (От Края); для отрисовки сплайна от указываемой сначала точки центра (так как обычно создаются окружности) служит переключатель Center (От Центра). При растягивании прямоугольного контура счетчики Length (Длина) и Width (Ширина) отображают текущее значение соответствующих размеров сплайна.

Рисунок 5.22. Скругление углов Прямоугольника

3. После завершения создания прямоугольника есть возможность задать величину угловых фасок, для чего следует сделать значение счетчика Corner Radius (Радиус Скругления) отличным от нулевого (рис. 5.22), находясь непосредственно в панели Create (Создать). Укажите следующие значения в свитке Parameters (Параметры):

Length (Длина)=100,

Width (Ширина)=190,

Corner Radius (Радиус Скругления)=10.

4. Далее перейдите в панель Modify (Редактировать) и обратите внимание, что сплайн типа Rectangle (Прямоугольник) не имеет подобъектной структуры, то есть, не позволяет редактировать его вершины и сегменты. Чтобы такая возможность появилась, необходимо применить к сплайну модификатор Edit Spline (Редактировать Сплайн). Для этого выберите одноименную опцию из списка Modifier List (Список модификаторов) и в стеке модификаторов возникнет новый пункт со списком подобъектов. После выбора одного из подобъектов раскроется большой свиток Geometry (Геометрия) с инструментами редактирования (рис. 5.23). Этот набор видоизменяется в зависимости от режима выбора подобъектов - Vertex (Вершина), Segment (Сегмент) или Spline (Сплайн), делая доступными для выбора только соответствующие кнопки, флажки, счетчики.

Рассмотрим подробнее набор инструментов для редактирования подобъек-тов, находящийся в свитке Geometry (Геометрия).


Рисунок 5.23. Свиток Geometry (Геометрия) модификатора Edit Spline (Редактировать Сплайн)

Свиток Geometry (Геометрия)

Для рисования нового сплайна, входящего в выбранную форму служит кнопка Create Line (Создать Линию). После ее нажатия рисование происходит таким же образом, как описывалось при рассмотрении инструмента Line (Линия) из панели Create (Создать). Кнопки Attach (Присоединить) и Attach Multiple (Присоединить Несколько) предназначены для добавления других форм к редактируемой как сплайнов.

Для выполнения этих операций необходимо, нажав соответствующую кнопку, произвести левым щелчком выбор в видовом окне или из списка форм сцены в одноименном диалоговом окне (рис. 5.24). Флажок Reorient (Переориентировать) управляет включением перевода добавляемых форм в локальную систему координат редактируемой формы, тем самым заставляя их либо перемещаться, либо сохранять текущие координаты.


Рисунок 5.24. Диалоговое окно Attach Multiple (Присоединить Несколько Сплайнов)



3D Studio Max