Самоучитель по 3D Studio Max. Глава 05. Моделирование часть 5
Самоучитель по 3D Studio Max
ГЛАВА 5
Моделирование
Использование Модификаторов
Наибольшую гибкость в редактировании геометрии трехмерной сцены дает механизм модификаторов, описанный ранее в этой Главе. Все модификаторы можно условно разделить на инструменты создания и инструменты редактирования объектов.
Первый тип включает в себя такие средства как Extrude (Штамповка), Bevel (Скос), Lathe (Тело Вращения) и требует наличия предварительно созданной формы. После завершения формирования объекта исходные формы могут изменяться и дополняться, вызывая соответствующие изменения в итоговой геометрии.
Другой, более обширный вид модификаторов работает с уже сформированными трехмерными объектами, позволяя изменять их геометрию. Эта группа включает в себя инструменты различных деформаций, алгоритмов искажения поверхности, изменений вида составляющих элементов и т.п. Некоторые из них дают возможность редактирования формы на уровне вершин и граней, например, рассматриваемый в конце Главы модификатор Edit Mesh (Редактирование Каркаса).
Далее рассмотрим два наиболее характерных инструмента первой группы модификаторов.
Модификаторы создания геометрии: Bevel (Скос)
Существуют объекты реального мира, имеющие постоянное сечение по высоте и сложную, вычурную форму в плане (например, эмблемный щит, рельефный узор переплета книги, рисунок решетки ограждения и др. (рис. 5.47)).
Такие модели могут быть созданы достаточно реалистично методом Loft (Формования), однако гораздо удобнее воспользоваться отдельным и более простым модификатором среды Мах - инструментом Bevel (Скос). Для создания подобных объектов необходимо создать форму сечения и применить к ней соответствующий модификатор.
РИСУНОК 5.47. Примеры объектов Bevel (Скоса)
Сделать это можно, перейдя в панель Modify (Редактировать). В результате присвоения этого модификатора будут развернуты два свитка -Parameters (Параметры) и Bevel Values (Величины Скоса) для дальнейшей настройки (рис. 5.48).
Прежде всего, необходимо задать величину фаски (или скоса сечения). Для этого служит счетчик Start Outline (Начальное Оконтурива-ние). При положительных значениях - сплайн сечения растягивается наружу от центра, при отрицательных - стягивается внутрь.
Далее, используя счетчики Height (Высота) и Outline (Промежуточное Оконтуривание) группы Level 1 (Уровня 1), настраиваются характерные размеры фаски или скоса сечения. Обычно оба этих счетчика устанавливают равными друг другу по абсолютной величине.
Затем для развития объекта дальше необходимо включить флажок группы Level 2 (Уровень 2) и, установив ее счетчик Outline (Промежуточное Оконтуривание) равным 0, задать счетчиком Height (Высота) величину высоты объекта.
РИСУНОК 5.48. Параметры модификатора Bevel (Скос)
Повторив алгоритм установки для группы Level 3 (Уровень 3), в результате получим трехмерный, выдавленный из сечения объект с фасками по обоим торцам (рис. 5.49).
РИСУНОК 5.49. Объект «Колонна», созданный инструментом Bevel (Скос)
Флажки Start (Начало) и End (Конец) группы Capping (Торцы) в свитке Parameters (Параметры) управляют режимом генерации торцевых плоскостей создаваемого объекта, а флажок Smooth Across Levels (Сглаживание Между Уровнями) включает функцию сглаживания ребер. Интересная установка настраивается параметрами группы Intersections (Пересечения): в случае, когда возникают непредвиденные эффекты закручивания сплайна в вершинах с ненулевой кривизной (такие дефекты препятствуют созданию торцевых плоскостей), включение флажка Keep Lines From Crossing (Запрет Пересечения Линий) запускает режим автоматического разрешения самопересечений (рис. 5.50).
РИСУНОК 5.50. Использование Запрета Пересечения Линий
Попробуйте самостоятельно создать объекты, показанные в начале раздела, применив модификатор Bevel (Скос) к формам их сечений. Используйте файл Bevel.MAX, который можно загрузить с сайта издательства. Обратите внимание на возможность редактирования исходной формы сечения простым переходом вниз по стеку модификаторов с контролем отображения конечного результата в видовом окне (используйте кнопку Show End Result (Показывать Конечный Результат) панели управления стеком).
Модификаторы создания геометрии:
Lathe (Тело Вращения)
Один из самых применяемых инструментов Мах - это модификатор Lathe (Тело Вращения), используемый для создания тел вращения. Его использование происходит аналогично описанному ранее модификатору Bevel (Скос) -сначала рисуется форма будущего профиля вращения, а затем применяется модификатор Lathe (Тело Вращения). Набор его настроек содержится в единственном свитке Parameters (Параметры) (рис. 5.51).
Основные из них - это величина угла вращения, задаваемая счетчиком Degrees (Градусы) (при значениях меньше 360 единиц получается сегмент тела вращения), и установка оси вращения, выбираемая одной из трех кнопок - X, Y или Z группы Direction (Направление). Переключатели группы Output (Результат) управляют типом создаваемой трехмерной модели - Patch (Лоскут), Mesh (Каркас) или NURBS (Поверхность NURBS).
РИСУНОК 5.52. Варианты ориентации Axis (Оси Вращения)
Инструменты группы Align (Ориентация) дают возможность управлять положением Axis (Оси Вращения), устанавливая ее в положения Min (Минимума), Center (Центра) или Мах (Максимума) формы профиля (рис. 5.52).
Параметр Axis (Ось Вращения) составляет подобъектный уровень модификатора и при его активизации щелчком на кнопке Sub-Object (Подобъект) отрисовывается в видовом окне желтой прямой линией. При применении трансформаций переноса и поворота к этой оси происходит изменение внешнего вида результирующего тела вращения (рис. 5.53).
РИСУНОК 5.53. Варианты расположения Axis (Оси Вращения)
Используйте для практики файл Lathe.MAX из каталога \Scenes, расмещенный на на сайте издательства, пробуя создать модели гантели, песочных часов, кувшина и др. как тела вращения (рис. 5.54).
Модификаторы изменения геометрии: Taper(Конусность)
Этот инструмент предназначен для придания объекту конусности, изменяющейся вдоль выбранной оси линейно или криволинейно. Набор установок содержится в свитке Parameters (Параметры) (рис. 5.57), сходном с описанным ранее аналогичным свитком модификатора Bend (Изгиб).
Значения пары счетчиков Amount (Величина) и Curve (Кривизна) управляют соответственно сходом на конус (или заострением) геометрии объекта и его нелинейностью (кривизной) (рис. 5.58).
Gizmo (Контейнер) модификатора представляет собой параллелепипед, отображающий примененную деформацию и позволяющий использовать трансформации перемещения, поворота и масштабирования для дополнительного контроля геометрии.
Ориентация приложения модификатора регулируется группой настроек Taper Axis (Оси Конусности).
Переключатели параметра Primary (Первичная Ось) выбирают основную координатную ось действия деформации, а выбор ее перпендикулярной оси (или обоих сразу) задается переключателями группы Effect (Эффект).
РИСУНОК 5.58. Варианты применения Конусности
Флажок Symmetry (Симметрия) включает зеркальное отображение изменения геометрии относительно точки Center (Центра). Эта точка управляется в режиме Sub-Object (Подобъект) и допускает только преобразование переноса. Группа настроек Limits (Ограничения) аналогична описанной группе для модификатора Bend (Изгиб).
Попрактикуйтесь в работе с описанным набором инструментов, загрузив для изучения файл примера Тарег.МАХ с сайта издательства.
Модификаторы изменения геометрии: Skew (Наклон)
Очень полезный модификатор трапециевидной деформации геометрии, который используется для добавления наклона граням модели (например, легкой неперпендикулярности плоскостей, свойственной объектам реального мира, таким как картонная коробка, мебельный ящик, покосившаяся избушка, старый автомобиль и др.).
Настройки инструмента Skew (Наклон) аналогичны рассмотренным для модификатора Bend (Изгиб). Для демонстрации работы рассмотренного модификатора создайте объект ChamferBox (Коробка с Фаской) задав величины счетчиков Length Segs (Число Сегментов по Длине), Width Segs(Чиcло Сегментов по Глубине) и Height Segs (Число Сегментов по Высоте) равными 10 единицам, a Fillet Segs (Число Сегментов Фаски) равное 3.
Перейдите к панели Modify (Редактировать) и примените к объекту описываемый модификатор. Задайте некоторое ненулевое значение счетчику Amount (Количество) и. включив флажок Limit Effect (Эффект Ограничения), переместите плоскости Пределов Ограничения для придания модификатору эффекта случайности (рис. 5.59).
РИСУНОК 5.59. Применение модификатора Skew (Наклон)
Попробуйте самостоятельно перенастраивать некоторые параметры для закрепления навыка работы с модификатором Skew (Наклон).
Модификаторы изменения геометрии: Twist (Кручение)
Этот инструмент используется для добавления объектам деформации скручивания. Чаще всего модификатор Twist (Кручение) применим при создании витых спиралевидных моделей или трехмерных наборов объектов (например, резьбы болта, пропеллера самолета, винтовой лестницы и др.) (рис. 5.60).
РИСУНОК 5.60. Объекты
Группа параметров Twist (Кручение) содержит пару счетчиков Angle (Угол) и Bias (Смещение), задающих соответственно величину закручивания и степень неравномерности витков.
Второй счетчик может принимать значения от -100 до +100 единиц, управляя величиной нелинейности деформации, воздействуя на геометрию объекта от Center (Центра) модификатора.
Файл трехмерной сцены с набором объектов Twist.MAX наглядно иллюстрирует действие деформации кручения и может быть использован вами для самостоятельной практики.
Далее мы рассмотрим два инструмента, предназначенных для имитации неоднородности геометрии объектов: Noise (Нерегулярность) и Wave (Волна).
Модификаторы изменения геометрии: Noise (Нерегулярность)
Этот модификатор используется для придания геометрии моделей неравномерности и случайности, характерной для объектов реального мира, которые в большинстве своем отличаются от искусственных форм, генерируемых программами трехмерного моделирования (аналогичное средство существует и в инструментах создания материачов - его мы рассмотрим позднее).
Модификатор Noise (Нерегулярность) содержит несколько групп настроек (рис. 5.61).
Первая одноименная группа включает в себя счетчики Scale (Размер), задающий величину возмущений поверхности объекта и Seed (Случайность), устанавливающий положение генератора случайных величин.
Флажок Fractal (Фрактал) включает режим генерации математического алгоритма по методу фракталов, а счетчики Roughness (Шероховатость) и Iteration (Число Повторений) задают установки этому алгоритму.
Три счетчика (по числу координатных осей) следующей группы Strength (Амплитуда) позволяют установить силу смещений точек поверхности объекта. Для генерации непрерывного изменения геометрии с использованием фактора времени служит группа настроек Animation (Оживление).
Счетчики Frequency (Частота) и Phase (Фаза) устанавливают соответственно скорость непрерывного изменения возмущений и ее внешний вид, а флажок Animate Noise (Оживить Нерегулярность) предназначен для включения режима анимации модификатора.
РИСУНОК 5.62. Полено с «нерегулярной» поверхностью
Используйте файл примера Noise.MAX (рис. 5.62), который можно загрузить с сайта издательства, для экспериментов с инструментом Noise (Нерегулярность).
Модификаторы изменения геометрии: Wave (Волна)
Если предыдущий модификатор предназначался для генерации нерегулярных возмущений геометрии модели, то инструмент Wave (Волна) необходим для создания регулярных, подчиненных нехаотическому закону колебаний поверхности трехмерного объекта.
Использование этого инструмента применимо для имитации многих объектов реального мира, таких как рельеф поверхности воды, развевающееся знамя, вибрирующая мембрана акустической системы, оплавленность свечи и др. (рис. 5.63).
РИСУНОК 5.63. Пример использования модификатора Wave (Волна)
Единственная одноименная группа параметров модификатора содержит 5 счетчиков для управления волной (рис. 5.64).
РИСУНОК 5.64. Параметры модификатора Wave (Волна)
Пара счетчиков Amplitude 1 (Амплитуда 1) и Amplitude 2 (Амплитуда 2) задает силу колебаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а счетчик Wave Length (Длина Волны) управляет протяженностью пиков максимума и минимума.
И оставшиеся два счетчика Phase (Фаза) и Decay (Затухание) назначают соответственно внешний вид колебания и силу его ослабления по мере удаления от Center (Центра) Gizmo (Контейнера Модификатора). Положение центра редактируется на уровне Sub-Object (Подобъекта) так же, как и положение, угол поворота и масштаб самого Gizmo (Контейнера Модификатора).
Для практики и детального знакомства с модификатором Wave (Волна) создайте модель типа Plane (Плоскость) и, присвоив рассматриваемый инструмент опробуйте зависимость внешнего вида модели от тех или иных установок (рис. 5.65).
РИСУНОК 5.65. «Волнящий» объект
Модификаторы изменения геометрии: Edit Mesh (Редактирование Каркаса)
В заключение мы рассмотрим один из ключевых инструментов изменения геометрии, без которого невозможно представить любую сложную модель в Мах. Модификатор Edit Mesh (Редактирование Каркаса) представляет собой набор средств, скомпонованных по следующим подобъектным уровням:
Vertex (Вершина) - позволяет различные манипуляции с вершинами редактируемого каркаса.
Edge (Ребро) - служит для управления видимостью и расположением ребер редактируемого каркаса.
Face (Грань) - применяется для работы с наборами граней, а также для назначения Material ID (Идентификатора Материала) при использовании типа Multi / Sub-Object (Составной / Многокомпонентный Материал).
Polygon (Плоскость) - аналогичный предыдущему подобъектный уровень, позволяющий работать с прямоугольными парами граней.
Element (Элемент) - позволяет работать с группами граней, объединенными в элемент каркаса.
Выбор требуемого подобъектного уровня осуществляется в списке, вызываемом левым щелчком на знаке «плюс» в списке Modifier Stack (Стек Модификаторов) (рис. 5.66).
РИСУНОК 5.66. Список подобъектных уровней
Далее мы рассмотрим подробнее свитки параметров Edit Mesh (Редактирование Каркаса) и содержащиеся в них наборы инструментов.
