WarCraft 3 модели, карты, наработки, утилиты, обучающие статьи и многое другое...

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)

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)

Vertex (Вершина)

Вставку
новых дополнительных вершин необходимо производить, используя кнопку Refine
(Добавить). При нажатии на нее курсор Мах изменяет форму в то время, когда
под ним оказывается один из сегментов редактируемого сплайна, и после левого
щелчка этот сегмент разделяется надвое.

Для
удаления вершины или группы вершин следует их предварительно выделить и
воспользоваться кнопкой Delete (Удалить) свитка Geometry (Геометрия)
или одноименной клавишей клавиатуры.

Добавление новой вершины с возможностью указания нового положения
производится кнопкой Insert (Вставка), причем, после первого щелчка на
разделяемом сегменте (по аналогии с операцией Refine (Добавить)) новая
вершина задается перемещением мыши и повторным щелчком.

Для
переноса выбранных вершин в их геометрический центр используется кнопка Fuse
(Слить), а для переноса с объединением в одну вершину - кнопка Weld
(Объединить). Последняя операция применима только к концевым вершинам
разомкнутых сплайнов и использует значение счетчика, расположенного с
функциональной кнопкой. Это значение интерпретируется как радиус влияния - в
результате операция производится только над вершинами текущего набора, которые
находятся в пределах этого радиуса.

Для
соединения двух вершин новым сегментом используется кнопка Connect
(Соединить), но вершины также должны быть концевые.

Обрезка
круговыми или прямыми фасками выполняется соответственно командами Fillet
(Скруглить) и Chamfer (Усечь). Для этого выделяются требуемые вершины,
включается соответствующая кнопка и изменяется значение счетчика, расположенного
рядом с ней, либо набором требуемого числа, либо перетаскиванием
мыши.

Выбор
первой вершины осуществляется кнопкой Make First (Назначить Первую). Это
необходимо для задания сечений при применении метода моделирования Loft
(Формования).

Segment (Сегмент)

Из
инструментов редактирования для этого уровня подобъектов доступны кнопки
Insert (Вставка) и Refine (Добавить), которые действуют аналогично уровню
Vertex (Вершина).

Также
добавились две новые кнопки Divide (Разделить) и Detach (Отделить).
Первая из них позволяет разделить выбранный сегмент на 2 и более равных по
длине сегментов, причем число задается счетчиком, расположенным рядом с кнопкой,
а вторая создает копию выбранного сегмента или сегментов, тем самым формируя
новый сплайн. Для установки методов копирования предназначен набор
флажков:

• Same Shp (Та же
  форма) - отделение / копирование сегментов происходит без создания новой
  Shape (Формы)
  
  
• Reorient
  (Переориентировать) - отделение / копирование сегментов происходит в
  локальной системе координат редактируемой формы.
  
  
• Сору
  (Копировать) - создается и копия выбранных сегментов и оставляется
  оригинал.

Spline (Сплайн)

Этот
подобъектный уровень имеет наиболее развитой инструментарий для редактирования,
включая Булевые операции. Остановимся на нем подробнее.

Для
изменения направления нумерации вершин (по или против часовой стрелке) служит
кнопка Reverse (Обратить). Чаще всего эта функция необходима для
«выворачивания наизнанку» объектов, получаемых на базе редактируемой Shape
(Формы). Генерация контура по всему выбранному сплайну
выполняет-

ся
командой Outline (Оконтурить) с заданием толщины соответствующим
счетчиком. При включенном флажке Center (От Центра) она задается, как
половина этой величины - наружу и половина - внутрь контура
сплайна.

Выполнение Булевых (или логических) операций выполняется кнопкой
Boolean (Булевый). Доступны три вида таких операций:

• Union
  (Объединение) - результат суммирования двух замкнутых сплайнов с удалением
  их частей, оказавшихся внутри общего внешнего конту-ра.
  
  
• Subtraction
  (Вычитание) - результат вычитания двух замкнутых сплайнов с удалением той
  части второго из них, которая отсекается контуром первого.
  
  
• Intersection
  (Пересечение) - результат наложения двух сплайнов с удалением всех их
  частей, оказавшихся снаружи общего внутреннего контура.
  

Команда
создания зеркальной копии выбранного сплайна выполняется кнопкой Mirror
(Зеркало). Флажок Сору (Копировать) задает режим отзеркалива-ния с
копированием, флажок About Pivot (Вокруг Опоры) - включает режим
использования Transform Coordinate Center (Координатного Центра
Трансформаций), необходимый для правильного копирования нескольких сплайнов
одновременно. Три модальные кнопки позволяют указать ось
симметрии:

• Mirror
  Horizontally (Отзеркалить Горизонтально) - зеркальный сплайн / копия
  использует горизонтальную ось симметрии.
  
  
• Mirror
  Vertically (Отзеркалить Вертикально) - зеркальный сплайн / копия использует
  вертикальную ось симметрии.
  
  
• Mirror Both
  (Отзеркалить По Двум Осям) - процедура Mirror (Зеркало) использует обе
  оси.
  

Далее
располагаются две кнопки команд управления кромками сегментов сплайна - Trim
(Обрезка) и Extend (Растяжка). Первая из них позволяет усекать сегменты,
используя в качестве кромки любой из пересекаемых сегментов, а вторая аналогично
выполняет растягивание. Включение флажка Infinite Bounds (Бесконечные
Границы) позволяют использовать продолжения открытых сегментов до их
пересечения.

Для
замыкания открытых сплайнов используется кнопка Close
(Замкнуть).

Применение кнопки Explode (Расчленить) позволяет выполнить
разбиение выбранного сплайна на новые сплайны (по числу его сегментов) или на
новые Shapes (Формы), что выбирается соответствующим
переключателем.

Свиток Selection (Выделение)

Содержимое этого свитка предназначено для манипуляций с выбранными
подобъектами (рис. 5.25).

РИСУНОК 5.25. Свиток Selection (Выделение)

Группа
Named Selection (Именованные Наборы) содержит кнопки Сору (Копировать)
и Paste (Вклеить), предназначенные для управления сохраненными наборами.
Следующая группа управляет связыванием касательных маркерных линий при
редактировании вершин типа Bezier (Безье) и Bezier-Corner (Угловая
Безье).

Включение флажка Lock Handles (Связать Маркеры) приводит к выбору
режима одновременного изменения касательных (и соответственно кривизны
сегментов) всех выбранных вершин. При включенном переключателе АИ (Все)
редактируются все вершины, при Alike (Подобные) - только
подобные.

Группа
Display (Вид) управляет включением режима Show Vertex Number (Показать
Номера Вершин) - для этого предназначен одноименный флажок.

Вспомогательный флажок Selected Only (Только Выделенные)
используется для показа только выбранных вершин, остальные
игнорируются.

Для
информации о выделенных подобъектах используется статусная строка в нижней части
свитка Selection (Выделение), где отображается их количество и тип. В
верхней части свитка расположены модальные кнопки выбора подобъектов. Эти кнопки
удобно использовать в работе, так как для выбора необходим лишь один левый
щелчок. В случае работы с подобъектами типа Segment (Сегмент) или
Spline (Сплайн) возникает еще один свиток - Surface Properties
(Свойства Поверхности).

Surface Properties (Свойства
Поверхности)

Единственная группа Material (Материал) этого свитка позволяет
присвоить различные материалы отдельным сегментам или сплайнам при использовании
материала типа Multi / Sub-Object (Составной / Многокомпонентный Материал).
Для этого предназначен счетчик ID (Идентификатор материала), где
указывается номер соответствующего подматериала. Чаще всего это применимо к
формам типа Renderable (Визуализируемым).

Compound Objects (Составные объекты)

Составные объекты в Мах представлены отдельной группой, выбираемой из
списка типов объектов панели Create (Создать). Мы рассмотрим всю группу с
детальным разбором наиболее развитых методов моделирования - Loft
(Формования) и Boolean (Булевых Объектов). Свиток Object Type (Типы Объектов)
у составных объектов включает в себя:

• Morph
  (Превращение) - сложные объекты, позволяющие осуществлять превращения одного
  объекта в другой с использованием промежуточных фазовых объектов. Например,
  переход сферы в куб, разворачивание цилиндра в плоскость и другие анимационные
  преобразования эффектно моделируются этим типом объектов.
  
  
• Conform
  (Соответствие) - выполнение замены геометрии одного объекта на другой по
  свойствам метрики первого. Такие объекты используются для специальных эффектов
  типа оплавленной свечи, тающего льда и др. Shape Merge (Внедренная Форма)
  - создание отверстий и проемов в каркасных объектах по выбранной сплайновой
  форме. Контур сплайна используется в качестве секущих кромок и проецируется на
  поверхность трехмерного каркасного объекта.
  
  
• Terrain
  (Ландшафт) - генерация трехмерного рельефа с использованием в качестве
  сечений профиля плоских форм. Каждая из них формирует свой уровень наподобие
  изотопов на картах местности. Scatter (Рассеивание) - создание
  совокупности копий одного объекта рассеянных (или распределенных) по поверхности
  другого с повторением всех особенностей его формы. Чаще всего эти объекты
  используются для имитации различных природных множеств, имеющих случайную форму
  - листья деревьев, пчелиный рой, стадо животных и т.п.
  
  
• Connect
  (Соединение) - формирование соединяющей замкнутой поверхности между двумя
  каркасными объектами. В качестве направляющих сечений используются отверстия и
  проемы в поверхностях исходных объектов.
  

Два
оставшихся типа составных объектов Loft (Формование) и Boolean (Булевые)
мы рассмотрим более подробно.

Loft (Формование)

Формование (или Лофтинг) - один из самых универсальных
методов моделирования геометрии в среде Мах, позволяющий создать почти все из
ранее рассмотренных примитивов, а также и многие другие, присущие только этому
способу моделирования. Основной принцип работы Лофтинга - размещение
набора Loft Shapes (Характерных Сечений) объекта на его Path (Пути или
Осевой Траектории). Форма и количество сечений, а также изгибы траектории
определяются произвольно, исходя из поверхности моделируемого объекта. Для
гибкой настройки законов изменения формы вдоль траектории служат различные
Deformations (Деформации).

Существует несколько правил для создания исходных кривых Форм Сечений
и Пути.

• Все сечения одного
  объекта должны состоять из одинакового количества сплайнов и иметь сходную
  конфигурацию.
  
  
• Форма,
  используемая для Пути, должна состоять только из одного
  сплайна.
  

Для
создания Лофтингового объекта способом «Путь-Сечение» необходимо
выбрать кривую Пути и активизировать кнопку Loft (Формование) в
свитке Object Type (Тип Объекта) группы Compound Object (Составные
Объекты) панели Create (Создать). В результате возникнет набор
свитков с параметрами и настройками Лофтинга.

Категория: 3D-Дизайн | Добавил: Gusaroff (17.08.2009)