Самоучитель по 3D Studio Max. Глава 05. Моделирование
Самоучитель по 3D Studio Max
ГЛАВА 5
Моделирование
Основные объекты Мах
Примитивы
Формы и Составные объекты
Создание Примитивов (Простые)
1. 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.
2. 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).
3. 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.
4. 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).
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)
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.
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) примечательны некоторые дополнительные особенности.
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.
