Министерство образования омской области
ГОУ СПО "Тарский педагогический колледж"
Курсовая работа
Изучение 3D моделирования на факультативах в школе
Штейнбах Антон Александрович
Специальность 050202
Информатика
Курс II, группа 22
Научный руководитель:
Фролова Наталья Николаевна
Тара - 2008
Содержание
Введение
1. Изучение основ 3D моделирования в программе Autodesk 3ds Max 2008
1.1 Основные понятия трехмерной графики
1.2 Элементы интерфейса 3ds Max 2008
2. Моделирование трехмерных объектов в 3ds Max 2008
2.1 Создание моделей при помощи примитивов
2.2 Создание моделей при помощи сплайнов
2.3 Создание моделей при помощи редактируемых поверхностей
Заключение
Библиография
Введение
Стремительное развитие технологий в последнее десятилетие привело к такому же быстрому росту в области компьютерной техники и программного обеспечения. Еще совсем недавно незначительный по сегодняшним меркам эпизод из фильма, созданный при помощи спецэффектов, вызывал бурю восторга и обсуждений. Сегодня спецэффектами в кино и на телевидении никого не удивишь. Они стали обыденным явлением благодаря массовому распространению программ создания компьютерной графики и, в частности, трехмерного моделирования. Программы трехмерной графики - самые интересные по своим возможностям и сложные по освоению приложения.
Одно из лидирующих мест среди таких программ занимает 3ds Max. В силу своих уникальных возможностей и доступности в освоении эта программа сегодня имеет наибольшее количество поклонников, как среди любителей, так и среди профессионалов. Пожалуй, осталось очень мало сфер деятельности человека, связанных с трехмерной графикой, в которых не используется 3ds Max. Ее активно применяют для создания игр и фильмов, в архитектуре и строительстве, в медицине и физике, а также во многих других областях.
Трехмерная графика уже настолько прочно вошла в нашу жизнь, что мы, сталкиваясь с ней, порой даже не замечаем ее. Разглядывая интерьер комнаты на огромном рекламном щите, янтарный блеск льющегося пива в рекламном ролике, наблюдая, как взрывается самолет в остросюжетном боевике, многие не догадываются, что перед ними не реальные съемки, а результат работы мастера трехмерной графики. Область применения трехмерной графики необычайно широка: от рекламы и киноиндустрии до дизайна интерьера и производства компьютерных игр.
При создании рекламы трехмерная графика помогает представить продвигаемый товар в наиболее выгодном свете, например, с ее помощью можно создать иллюзию идеально белых рубашек, кристально чистой минеральной воды, аппетитно разломленного шоколадного батончика, хорошо пенящегося моющего средства и т.д. В реальной жизни рекламируемый объект может иметь какие-нибудь недостатки, которые легко скрыть, используя в рекламе трехмерных "двойников". Вы наверняка замечали, что после применения моющего средства посуда блестит гораздо более тускло, чем в рекламе, а волосы после использования шампуня не выглядят так красиво, как на экране телевизора. Причина этого проста: слишком чистая посуда - всего лишь просчитанное компьютером изображение, такие тарелки в реальности не существуют.
Использование компьютерных технологий при проектировании и разработке дизайна интерьера помогает увидеть конечный вариант задолго до того, как обстановка будет воссоздана. Трехмерная графика позволяет создавать трехмерные макеты различных объектов (кресел, диванов, стульев и т.д.), повторяя их геометрическую форму и имитируя материал, из которого они созданы. Чтобы получить полное представление об определенном объекте, необходимо осмотреть его со всех сторон, с разных точек, при различном освещении. Трехмерная графика позволяет создать демонстрационный ролик, в котором будет запечатлена виртуальная прогулка по этажам будущего коттеджа, который только начинает строиться. Что же касается киноиндустрии, то в этой отрасли компьютерная графика сегодня незаменима. Трудно поверить в то, что для одного из первых фильмов серии "Звездные войны" сцену падающего водопада создавали при помощи обыкновенной соли. Сегодня для создания подобных сцен не обязательно заказывать килограммы соли. При помощи редактора трехмерной графики можно без труда смоделировать любой водопад, который зритель не отличит от настоящего.
Актуальность
выбранной темы обусловлена практически повсеместным использованием трехмерной графики в различных отраслях и сферах деятельности, знание которой становится все более необходимым для полноценного развития личности.
Проблема:
как организовать изучение 3D моделирования на факультативах в школе.
Объектом
моей курсовой работы является изучение основ 3D моделирования в программе Autodesk 3ds Max 2008.
Предметом
- моделирование трехмерных объектов в 3ds Max 2008.
Цель
моей курсовой работы: изучить основы моделирования при помощи примитивов, сплайнов и редактируемых поверхностей в Autodesk 3ds Max 2008.
Для достижения этой цели, необходимо решить следующие задачи:
Рассмотреть основные понятия трехмерной графики;
Изучить элементы интерфейса 3ds Max 2008;
Рассмотреть основы моделирования при помощи примитивов, сплайнов и редактируемых поверхностей.
1. Изучение основ 3
D моделирования в программе Autodesk 3ds Max 2008
1.1 Основные понятия трехмерной графики
Для создания трехмерной графики используются специальные программы, которые называются редакторы трехмерной графики,
или 3D-редакторы.3
ds Max 2008 является одной из таких программ.
Результатом работы в любом редакторе трехмерной графики, в том числе и в приложении 3ds Max 2008, является анимационный ролик или статическое изображение, просчитанное программой. Чтобы получить изображение трехмерного объекта, необходимо создать в программе его объемную модель.
Замена одного объекта (процесса или явления) другим, но сохраняющим все существенные свойства исходного объекта (процесса или явления), называется моделированием, а сам заменяющий объект называется моделью исходного объекта [13, 85].
Модель объекта в 3ds Max 2008 отображается в четырех окнах проекций. Такое отображение трехмерной модели используется во многих редакторах трехмерной графики и дает наиболее полное представление о геометрии объекта. Если вы видели чертежи деталей, то могли заметить, что на чертеже объект представлен сверху, сбоку и слева.
Интерфейс 3ds Max 2008 напоминает такой чертеж. Однако, в отличие от чертежа на бумаге, вид объекта в каждом окне проекции можно изменять и наблюдать, как выглядит объект снизу, справа и т.д. Кроме этого, можно вращать все виртуальное пространство в окнах проекций вместе с созданными в нем объектами. Работа в 3ds Max 2008 напоминает компьютерную игру, в которой пользователь передвигается между трехмерными объектами, изменяет их форму, поворачивает, приближает и т.д.
Виртуальное пространство, в котором работает пользователь 3ds Max 2008, называется трехмерной сценой.
То, что вы видите в окнах проекций, - это отображение рабочей сцены.
Работа с трехмерной графикой очень похожа на съемку фильма, при этом разработчик выступает в роли режиссера. Ему приходится расставлять декорации сцены (то есть создавать трехмерные модели и выбирать положение для них), устанавливать освещение, управлять движением трехмерных тел, выбирать точку, с которой будет производиться съемка фильма, и т.д.
Любые трехмерные объекты в программе создаются на основе имеющихся простейших примитивов - куба, сферы, тора и др. Создание трехмерных объектов в программе 3ds Max 2008 называется моделированием.
Для отображения простых и сложных объектов 3ds Max 2008 использует так называемую полигональную сетку,
которая состоит из мельчайших элементов - полигонов.
Чем сложнее геометрическая форма объекта, тем больше в нем полигонов и тем больше времени требуется компьютеру для просчета изображения. Если присмотреться к полигональной сетке, то в местах соприкосновения полигонов можно заметить острые ребра, поэтому, чем больше полигонов содержится в оболочке объекта, тем более сглаженной выглядит геометрия тела. Сетку любого объекта можно редактировать, перемещая, удаляя и добавляя ее грани, ребра и вершины. Такой способ создания трехмерных объектов называется моделированием на уровне подобъектов
[5, 18].
В реальной жизни все предметы, окружающие нас, имеют характерный рисунок поверхности и фактуру - шершавость, прозрачность, зеркальность и др. В окнах проекций 3ds Max 2008 видны лишь оболочки объектов без учета всех этих свойств, поэтому изображение в окне проекции далеко от реалистичного. Для каждого объекта в программе можно создать свой материал -
набор параметров, которые характеризуют некоторые физические свойства объекта [1, 156].
Чтобы получить просчитанное изображение в 3ds Max 2008, трехмерную сцену необходимо визуализировать.
При этом будут учтены освещенность и физические свойства объектов. Созданная в окне проекции трехмерная сцена визуализируется либо непосредственно из окна проекции, либо через объектив виртуальной камеры. Виртуальная камера представляет собой вспомогательный объект, который обозначает в сцене точку, из которой можно произвести визуализацию проекта. Для чего нужна виртуальная камера? Визуализируя изображение через объектив виртуальной камеры, можно изменять положение точки съемки. Подобного эффекта невозможно добиться, визуализируя сцену из окна проекции. Кроме этого, виртуальная камера позволяет использовать в сценах специфические эффекты, похожие на те, которые можно получить с помощью настоящей камеры (например, эффект глубины резкости).
Качество полученного в результате визуализации изображения во многом зависит от освещения сцены. Когда происходят съемки настоящего фильма, стараются подобрать наиболее удачное положение осветительных приборов таким образом, чтобы главный объект был равномерно освещен со всех сторон и при этом освещение съемочной площадки выглядело естественно.
Программа 3ds Max 2008 позволяет устанавливать освещение трехмерной сцены, используя виртуальные источники света - направленные и всенаправленные. Источники света являются такими же вспомогательными объектами, как виртуальные камеры. Их можно анимировать, изменять их положение в пространстве, управлять цветом и яркостью света. Еще одна важная деталь, благодаря которой источники света придают сцене большую реалистичность, - отбрасываемые объектами тени [15, 39].
Работать с источниками света бывает порой очень сложно, поскольку не всегда удается правильно осветить трехмерную сцену. Например, слишком яркие источники света создают сильные и неправдоподобные блики на трехмерных объектах, а большое количество теней, направленных в разные стороны, выглядит неестественно.
Таким образом, рассмотрев понятийный аппарат трехмерной графики, я выделил определения: 3D-редакторы, трехмерная сцена, моделирование на уровне подобъектов. Самые необходимые термины для изучения 3D моделирования в 3ds Max рассматриваются на протяжении всей курсовой работы.
1.2 Элементы интерфейса 3ds Max 2008
Интерфейс обеспечивает доступ к управлению всеми возможностями программы. Многие пользователи, пренебрегая его изучением, впоследствии сталкиваются с трудностями даже при моделировании простых сцен, не говоря о том, что не могут применять потенциал программы полностью.
Программа 3ds Max имеет очень гибкий интерфейс, позволяющий выполнить одно и то же действие разными путями. Существует возможность создавать собственные пользовательские меню, панели инструментов, назначать сочетания клавиш операциям и т.д. Все это не только облегчает работу в программе, но и ускоряет процесс моделирования.
Первое, что вы увидите после запуска программы 3ds Max 2008, - ее основное окно.
Наибольшее пространство окна программы занимают окна проекций. Это неудивительно: именно с их помощью мы получаем доступ к объектам сцены. В окнах проекций можно настроить отображение объектов различным образом: например, задать компоновку экрана для управления видом и ориентацией или указать способы оптимизации прорисовки экрана во время работы.
Одновременно на экране может отображаться от одного до четырех окон проекций. Каждое окно имеет рамку и имя, расположенное в верхнем левом углу окна.
Окно проекции, в котором на данный момент ведется работа, подсвечивается желтым цветом и называется активным. Активное окно можно развернуть во весь экран при помощи кнопки Maximize Viewport Toggle (Увеличение окна проекции до размеров экрана) в правом нижнем углу окна 3ds Max 2008. Стандартные типы окон отображают объекты сцены с ограниченным количеством сторон. Однако часто, моделируя объекты сцены, необходимо видеть их со всех сторон, приближаться для работы с деталями и удаляться, чтобы охватить взглядом всю сцену. Для навигации в окнах проекции существуют кнопки, расположенные в правом нижнем углу окна программы. Состав кнопок управления меняется в зависимости от выбранного типа проекции.
В верхней части окна программы расположено главное меню, а под ним - панель инструментов Main Toolbar (Основная панель инструментов). Пункты главного меню частично повторяют инструменты и команды основной панели инструментов, а также панели Command Panel (Командная панель).
Панель инструментов - один из элементов графического интерфейса пользователя, предназначенный для выполнения инструментальных функций и управления программой [21].
Использование панели инструментов - один из наиболее удобных способов выполнения большинства команд, для чего достаточно одного щелчка кнопкой мыши на значке, расположенном на панели инструментов.
Все кнопки панели инструментов снабжены подсказками, которые появляются при наведении указателя мыши на кнопку и удержания над ней. Небольшой треугольник в правом нижнем углу некоторых кнопок указывает, что при нажатии и удержании такой кнопки раскроется панель данного инструмента с дополнительным набором кнопок.
Кнопки главной панели инструментов:
• Undo (Отменить) (Ctrl+Z) - отменяет последнюю команду или
группы команд.
• Redo (Повторить) (Ctrl+Y) - возвращает команды, которые были отменены.
• Select and Link (Выделить и связать) - устанавливает связь между объектами сцены.
• Unlink Selection (Разорвать связь с выделенным объектом) - разрывает связи между объектами.
• Bind to Space Warp (Связать с воздействием) - связывает объект с источником объемной деформации.
• Selection Filter (Фильтр выделения) - раскрывающийся список, ограничивающий типы объектов, которые могут быть выделены.
• Select Object (Выделение объекта) (Q) - инструмент выделения объектов.
• Select by Name (Выделить по имени) (Н) - открывает окно диалога для выделения объектов по имени.
• Rectangular Selection Region (Прямоугольная область выделения), Circular Selection Region (Круглая область выделения), Fence Selection Region (Произвольная форма выделения), Lasso Selection Region (Выделение лассо), Paint Selection Region (Выделение кистью) (Ctrl+F) - выделяет объекты различными формами выделяющей рамки.
• Window/Crossing (Оконное/Пересекающее выделение) - устанавливает, каким образом будет выделяться объект: обводкой или пересечением.
• Select and Move (Выделить и переместить) (W) - выделяет и перемещает объект.
• Select and Rotate (Выделить и повернуть) (Е) - выделяет и поворачивает объект сцены.
• Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), Select and Non-uniform Scale (Выделить и неравномерно масштабировать), Select and Squash (Выделить и сжать) (R) - выделяет и масштабирует объект различными способами.
• Reference Coordinate System (Система координат) - раскрывающийся список, при помощи которого устанавливается система координат, используемая для трансформаций.
Командная панель располагается в правой части окна программы. Она содержит настройки всех объектов сцены, а также параметры многих операций, используемых в работе. При помощи командной панели можно создавать объекты и управлять ими.
Командная панель имеет шесть вкладок: Create (Создание), Modify (Изменение), Hierarchy (Иерархия), Motion (Движение), Display (Отображение) и Utilities (Утилиты). Наиболее часто используются вкладки Create (Создание) и Modify (Изменение) [10, 50].
Основные настройки объектов сосредоточены в свитках вкладок командной панели. Свитки - сгруппированные по определенным признакам настройки, имеющие в качестве заголовка кнопку шириной во всю ширину свитка [4, 66].
Название каждого свитка содержит знак "плюс" или "минус" в зависимости от того, развернут свиток или свернут (свернутому свитку соответствует знак +, а развернутому - знак -). Щелчок на заголовке свитка разворачивает или сворачивает его. Порядок следования свитков на командной панели (и не только) можно менять, перетаскивая свиток вверх или вниз относительно других.
Достаточно часто развернутые свитки не помещаются в поле экрана, и часть их содержимого скрывается за его границей. Для таких случаев предусмотрена возможность прокрутки области свитка вверх или вниз. Индикатором того, что на экране отображено не все содержимое свитков, является узкая вертикальная полоса вдоль их правой части. При наведении на область свитка указатель мыши примет форму руки, после чего, нажав и удерживая кнопку мыши, можно прокручивать область свитков вверх или вниз.
Свитки имеют контекстное меню, которое появляется при щелчке правой кнопкой мыши в области свитков (вне элементов управления). Оно содержит команды разворачивания и сворачивания всех свитков или свитков по именам и возврата к принятому по умолчанию порядку их расположения.
Вкладка Create (Создание) служит для создания основных (примитивы, кривые и др.) и вспомогательных (источники света, виртуальные камеры, объемные деформации и др.) объектов сцены. Эта вкладка содержит семь категорий, каждая из которых отвечает за создание объектов определенного типа:
Geometry (Геометрия) - позволяет создавать простые и усложненные примитивы, составные объекты, системы частиц, объекты для архитектурных, инженерных и конструкторских работ, окна, двери и пр. Создание объектов на основе примитивов будет подробно рассмотрено в следующей главе.
Shapes (Формы) - дает возможность создавать трехмерные кривые разной формы: линии, прямоугольники, круги, трехмерный текст и пр.
Lights (Источники света) - позволяет добавлять в сцену направленные и всенаправленные источники света.
Cameras (Камеры) - дает возможность добавлять в сцену виртуальные камеры. При помощи камер можно снимать сцену. Они являются очень важным объектом, если сцену планируется анимировать.
Helpers (Вспомогательные объекты) - позволяет добавлять в сцену вспомогательные объекты. Такие объекты не видны при визуализации сцены, но они помогают добиться того, чтобы трехмерные объекты вели себя нужным образом.
Например, габаритный контейнер Gizmo (Гизмо) может ограничить пространство распространения эффекта огня.
Space Warps (Объемные деформации) - дает возможность добавлять в сцену объемные деформации.
Systems (Дополнительные инструменты) - позволяет добавлять в сцену системы костей, скелет и другие дополнительные объекты.
Щелчок кнопкой мыши на любой из этих кнопок вызывает набор инструментов для создания объектов соответствующей категории.
Первая группа объектов, с которой обычно знакомятся начинающие разработчики трехмерной анимации, - это Geometry (Геометрия). Объекты этой группы представляют собой простейшие трехмерные геометрические фигуры: Box (Параллелепипед), Sphere (Сфера), Cylinder (Цилиндр.), Torus (Top), Cone (Конус), Plane (Плоскость) и др. Основные две группы - это Standard Primitives (Простые примитивы) и Extended Primitives (Сложные примитивы). К группе Extended Primitives (Сложные примитивы) относятся, например, Hedra (Многогранник), Torus Knot (Тороидальный узел), ChamferCyl (Цилиндр с фаской), Hose (Шланг) и т.д.
Очевидно, создатели 3ds Max обладают некоторой долей юмора, поскольку в число Standard Primitives (Простые примитивы) они включили не совсем простой объект - Teapot (Чайник). Этот примитив любят многие разработчики трехмерной графики и часто используют для различных целей. Например, с его помощью очень удобно изучать действие различных модификаторов, так как Teapot (Чайник) имеет неправильную форму и любые деформации очень хорошо на нем видны. Объект Teapot (Чайник) можно также применять для того, чтобы посмотреть, как будет выглядеть на объекте созданный материал.
В 3ds Max имеются группы объектов, предназначенных специально для архитектурной визуализации. Это Stairs (Лестницы), АЕС Extended (Дополнительные объекты для АИК - архитектурные, инженерные и конструкторские работы), Doors (Двери), Windows (Окна).
Группа объектов Doors (Двери) позволяет создать три типа дверей - Pivot (Закрепленные на оси), BiFold (Складывающиеся) и Sliding (Раздвигающиеся). Первые напоминают обычные входные двери, вторые - двери автобуса, а третьи - двери купе. Можно создавать одинарные или парные (при помощи параметра Double Doors (Двойные дверцы)) двери, регулировать размер дверной коробки (параметры Width (Ширина) и Depth (Глубина) в области Frame (Рама)), определять параметры самих объектов - Height (Высота), Width (Ширина), Depth (Глубина) - и даже толщину стекол - Glass Thickness (Толщина стекла). Параметр Open (Открытие) позволяет указать, насколько двери открыты.
Группа объектов Windows (Окна) позволяет добавлять в сцену шесть типов окон. Их основное отличие - в способе открытия:
Awning (Навесные) - поднимаются вверх;
Fixed (Закрепленные) - не открываются;
Projected (Проектируемые) - состоят из нескольких частей, открывающихся в разные стороны;
Casement (Створчатые) - открываются подобно двери, самый распространенный тип окна;
Pivoted (Закрепленные на оси) - открываются таким образом, что оконная рама вращается вокруг своей горизонтальной оси;
Sliding (Раздвигающиеся) - отъезжают в сторону, подобно раздвижным стеклам на книжной полке.
Следующая группа объектов - Stairs (Лестницы) - также является необходимым инструментом для проектирования архитектурных сооружений. В 3ds Max 2008 можно создавать четыре типа лестниц: LType (L-образная), Straight (Прямая), Spiral (Винтовая) и UType (U-образная).
Объекты Stairs (Лестницы) могут быть Open (Открытые), Closed (Закрытые) и Box (С основанием). Отдельно регулируется наличие перилл с правой и левой сторон при помощи параметра Handrail (Перила), расположение относительно ступенек - Rail Path (Путь перилл) и их высота Height (Высота перилл) в свитке Railings (Перилла). В области Steps (Ступени) свитка Parameters (Параметры) задается высота ступеней - Thickness (Толщина) и их ширина - Depth (Глубина). Для спиральной лестницы дополнительно указывается Radius (Радиус), наличие опоры - Center Pole (Центральная опора) и направление - по часовой стрелке или против нее (положение переключателя CCW (Против часовой стрелки) и CW (По часовой стрелке) в области Layout (Расположение)).
В группу АЕС Extended (Дополнительные объекты для АИК) входят объекты Foliage (Растительность), Wall (Стена) и Railing (Ограждение). Объекты Railing (Ограда, перила) и Wall (Стена), как и описанные выше объекты Doors (Двери) и Window (Окна), применяются в архитектурном моделировании.
Объект Foliage (Растительность) служит для моделирования трехмерной растительности. Трехмерное моделирование флоры обычно сопряжено с большими трудностями. Например, чтобы созданное дерево выглядело реалистично, необходимо не только качественную текстуру, но и смоделировать сложную геометрическую модель. Таких моделей долгое время в стандартном инструментарии 3ds Max не было.
При помощи объекта Foliage (Растительность) можно создавать растительные объекты, которые загружаются из библиотеки Plant Library (Библиотека растений). Создаваемому объекту автоматически назначается свой материал. Чтобы деревья и кусты не были похожи один на другой, используется параметр Seed (Случайная выборка), который определяет случайное расположение веток и листьев объекта.
В 3ds Max 2008 также можно создавать такой тип объектов, как частицы Particle Systems (Системы частиц). Частицы очень удобно использовать в сценах, в которых требуется смоделировать множество объектов одного типа, например снежинок, осколков от взрыва и т.д.
В 3ds Max присутствует группа объектов Helpers (Вспомогательные объекты). Объекты этого типа являются вспомогательными и не имеют геометрии, поэтому на финальном просчете их не видно. Объекты категории Helpers (Вспомогательные объекты) часто используются для настройки анимации, ориентирования объектов, определения расстояния между точками трехмерной сцены и т.д.
Объекты категории Helpers (Вспомогательные объекты) разделены на несколько групп в зависимости от своего предназначения.
Объекты группы Standard (Стандартные) выполняют функции ориентирования в виртуальном пространстве трехмерной сцены. Например, с помощью объекта Таре (Рулетка) вы можете быстро определить расстояние между двумя точками.
Объект Protractor (Угломер) напоминает рулетку, однако он изменяет не расстояние, а угол между линиями, соединяющими исходную точку и два объекта. Значение угла между образовавшимися прямыми будет отображаться в настройках объекта Protractor (Угломер) в поле Angle (Угол). Причем при перемещении этих объектов угол будет соответствующим образом изменяться.
Еще один инструмент для ориентирования в трехмерном пространстве - объект Compass (Компас). Он может отображаться в окне как простая точка или в виде розы ветров. Этот объект поможет определить направление координатных осей глобальной системы координат пространства. Он очень удобен, если вы плохо ориентируетесь в трехмерном пространстве, например, из-за большого количества одинаковых объектов.
Объекты группы Atmospheric Apparatus (Габаритный контейнер атмосферного эффекта) представляют собой габаритные контейнеры Gizmo (Гизмо).
В терминологии, используемой для работы с 3ds Max 2008, часто можно встретить понятие Gizmo (Габаритный контейнер Гизмо). Он ограничивает геометрические размеры объекта и имеет вид квадратных скобок.
В данном случае контейнеры используются для ограничения пространства, в котором необходимо разместить тот или иной атмосферный эффект, например огонь. Габаритные контейнеры группы Atmospheric Apparatus (Габаритный контейнер атмосферного эффекта) могут быть трех типов, различающихся по форме: BoxGizmo (Параллелепипед Гизмо), CylGizmo (Цилиндр Гизмо) и SphereGizmo (Сфера Гизмо). Кроме настроек, определяющих геометрические размеры, для описания объектов используется параметр Seed (Выборка). Он влияет на случайное протекание эффекта в объеме габаритного контейнера, иными словами, при разных значениях параметра Seed (Выборка) картина атмосферного эффекта будет различаться.
Группа Camera Match (Соответствие камеры) представлена одним вспомогательным объектом CamPoint (Точка камеры), который предназначен для работы с утилитой Camera Match (Соответствие камеры). Данная утилита создана для работы с фоновыми изображениями и подбора положения камеры таким образом, чтобы оно соответствовало положению и направлению камеры, которое было при съемке фоновой картинки. Объект CamPoint (Точка камеры) помогает установить точки, по которым будет восстановлено положение камеры.
Вспомогательные объекты группы Manipulators (Манипуляторы), к которым относятся Cone Angle (Конический угол), Slider (Ползунок) и Plane Angle (Угол плоскости), помогают управлять другими объектами сцены, используя возможность 3ds Max связывать параметры объектов.
Вспомогательные объекты группы Manipulators (Манипуляторы) помогают разработчику трехмерной анимации управлять объектами. Например, вспомогательный объект Slider (Ползунок) можно использовать для анимации мимики персонажа. Связав несколько подобных объектов с разными мускулами на лице трехмерного героя, можно изменять ползунки Slider (Ползунок) и тем самым изменять выражение лица персонажа. Объекты группы Manipulators (Манипуляторы) используются в основном для анимации.
Вспомогательные объекты группы reactor дублируют кнопки одноименной панели инструментов. Они служат для создания эффектов, связанных с динамикой в сценах [3, 25].
Объекты категории Systems (Дополнительные инструменты) позволяют создавать системы дневного освещения, а также управлять персонажами.
В 3ds Max предусмотрено два типа систем дневного освещения - Daylight (Дневное освещение) и Sunlight (Солнечное освещение). Они пригодятся, в первую очередь, при создании архитектурной визуализации, экстерьеров и интерьеров. Эти системы позволяют принимать при визуализации во внимание такие характеристики освещения, как географическое расположение объекта (страна и город), точную дату и время суток. Учитывая эти данные, программа использует схему освещения, соответствующую положению солнца в заданное время. Такие данные помогут определить, как лучше расположить дом по отношению к сторонам света, для того чтобы его освещение в разное время суток устраивало заказчика.
При планировке дома и прилегающих территорий очень важно также учитывать, куда будет падать тень от здания и других крупных объектов в разное время дня. Это позволит выбрать наиболее подходящее место, например, для посадки цветочной клумбы или для постройки беседки.
В связке с системами дневного освещения Daylight (Дневное освещение) и Sunlight (Солнечное освещение) используется объект Compass (Компас). При создании этих систем освещения объект Compass (Компас) создается автоматически. Отличие между Daylight (Дневное освещение) и Sunlight (Солнечное освещение) состоит в том, что в первом случае учитывается освещение с учетом света неба, а во втором - только солнца.
Параметры объекта, появляющиеся при его построении на вкладке Create (Создание) командной панели, становятся недоступными после выбора другого объекта или деактивации кнопки построения объекта. Для продолжения редактирования созданного примитива существует вкладка Modify (Изменение) командной панели. Выделив объект и перейдя на эту вкладку, вы вновь увидите свиток с параметрами для редактирования.
Кроме изменения параметров примитива, вкладка Modify (Изменение) командной панели позволяет назначать модификаторы выделенному объекту или группе объектов. В последнем случае к каждому объекту применяется образец модификатора.
Модификаторы - параметрически управляемые функции, предназначенные для изменения структуры объектов 3ds Max (например, положения вершин в пространстве или кривизны сегментов) [16, 54].
В верхней части вкладки Modify (Изменение) командной панели постоянно отображается строка с именем выделенного объекта и поле с образцом цвета, а немного ниже - раскрывающийся список Modifier List (Список модификаторов), содержащий модификаторы, доступные для применения к выделенному объекту.
Содержимое нижней части области свитков вкладки Modify (Изменение) командной панели меняется в зависимости от типа выделенных объектов и выбранных модификаторов.
В стеке модификаторов, который расположен под списком модификаторов, показано все, что происходило с объектом. Он отображает все модификаторы, примененные к выделенному объекту сцены, позволяет вернуться к настройкам любого модификатора и изменить его параметры, поменять местами расположение модификаторов в стеке или удалить их.
Под стеком модификаторов расположены кнопки, предназначенные для управления стеком. В их число входят: Pin Stack (Закрепить стек), Show end result on/off toggle (Показать конечный результат вкл/выкл), Make unique (Сделать уникальным), Remove modifier from the stack (Удалить модификатор из стека), Configure Modifier Sets (Изменить набор модификаторов).
Вкладка Hierarchy (Иерархия) командной панели содержит три кнопки контроля за различными параметрами и состояниями объекта: Pivot (Опора), IK (Inverse Kinematics) (Обратная кинематика) и Link Info (Данные о связях).
В верхней части вкладки Hierarchy (Иерархия) находятся три следующие кнопки:
Pivot (Опора) - открывает свитки, позволяющие изменять положение в пространстве опорной точки (Pivot Point) выделенного объекта. Опорная точка (Pivot Point) - точка, вокруг которой происходят все трансформации объекта, включая поворот, масштабирование и т.д.
IK (Inverse Kinematics) (Обратная кинематика) - содержит свитки, позволяющие применять к связанным объектам анимацию методом обратной кинематики. Эти свитки также позволяют настраивать параметры связей объектов, указывая на способы взаимодействия этих объектов между собой.
Link Info (Данные о связях) - открывает свитки, позволяющие устанавливать блокировки на перемещение, поворот и масштабирование выделенного объекта. Здесь же можно задать характеристики связей объектов друг с другом.
Вкладка Motion (Движение) командной панели содержит две кнопки, расположенные в верхней части панели: Parameters (Параметры) и Trajectories (Траектории).
Щелчок на кнопке Parameters (Параметры) открывает пять свитков, позволяющих анимировать объект и управлять анимацией при помощи присвоения контроллеров (Controllers) или ограничений (Constraints).
Контроллеры влияют на положение объекта в пространстве, его поворот и масштабирование относительно выбранного направления, а ограничения позволяют задать рамки использования трансформации объекта установленными параметрами (например, движением объекта вдоль указанного сплайна).
Вкладка Display (Отображение) содержит команды управления отображением отдельных объектов сцены в окнах проекций.
На этой вкладке можно установить индивидуальные параметры отображения каждого объекта и категорий объектов в целом. Используя настройки данной вкладки, вы можете изменять все параметры отображения, а также выполнять команды Hide (Спрятать) или Freeze (Фиксировать).
Разнообразный выбор инструментов предоставляет вкладка Utilities (Утилиты).
По умолчанию свиток Utilities (Утилиты) содержит девять утилит: Asset Browser (Окно просмотра ресурсов), Camera Match (Горизонт камеры), Collapse (Свернуть), Color Clipboard (Буфер обмена с цветом), Measure (Линейка), Motion Capture (Захват движения), Reset XForm (Сбросить преобразования), MAXScript и reactor.
Итак, основными элементами интерфейса являются окна проекций, главное меню, панель инструментов Main Toolbar (Основная панель инструментов), Command Panel (Командная панель).
На панели инструментов расположены кнопки: Undo (Отменить), Redo (Повторить), Select and Link (Выделить и связать), Unlink Selection (Разорвать связь с выделенным объектом), Bind to Space Warp (Связать с воздействием), Selection Filter (Фильтр выделения), Select Object (Выделение объекта), Select by Name (Выделить по имени), Rectangular Selection Region (Прямоугольная область выделения), Circular Selection Region (Круглая область выделения), Fence Selection Region (Произвольная форма выделения), Lasso Selection Region (Выделение лассо), Paint Selection Region (Выделение кистью), Window/Crossing (Оконное/Пересекающее выделение), Select and Move (Выделить и переместить), Select and Rotate (Выделить и повернуть), Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), Select and Non-uniform Scale (Выделить и неравномерно масштабировать), Select and Squash (Выделить и сжать), Reference Coordinate System (Система координат).
На командной панели шесть вкладок: Create (Создание), Modify (Изменение), Hierarchy (Иерархия), Motion (Движение), Display (Отображение) и Utilities (Утилиты).
2. Моделирование трехмерных объектов в 3ds
Max 2008
3ds Max 2008 - объектно-ориентированная программа, то есть все, что создается в программе, является объектами. Объектами в программе 3ds Max являются любые геометрические фигуры, кривые, камеры, вспомогательные объекты, объемные деформации, системы и источники света, которые могут включаться в состав сцены [14, 99].
Все геометрические объекты программы 3ds Max 2008 можно условно разделить на две категории: параметрические и редактируемые.
Большинство объектов в 3ds Max являются параметрическими. Параметрические объекты - это объекты, которые определяются совокупностью установок или параметров, а не являются описанием его формы. Проще говоря, такие объекты можно контролировать при помощи параметров (свиток Parameters (Параметры) на командной панели). Изменение значений параметров модифицирует геометрию самого объекта. Такой подход позволяет гибко управлять размерами и формой объектов [8, 43].
Параметрическими объектами в 3ds Max являются все объекты, которые можно построить при помощи меню Create (Создание). Они имеют важные настройки моделирования и анимации, поэтому в общем случае необходимо как можно дольше сохранять параметрические определения объекта. Однако сохранение параметрических свойств объектов расходует большое количество ресурсов компьютера и замедляет работу с объектами, так как все параметры, настройки и модификаторы хранятся в памяти компьютера. Если вы не предполагаете в дальнейшем использовать параметрические свойства объекта, преобразуйте его в Editable Mesh (Редактируемая поверхность). Изменение редактируемых объектов происходит за счет подобъектов (вершины, ребра, грани, полигоны) или функций. В состав редактируемых объектов входят: Editable Spline (Редактируемый сплайн), Editable Mesh (Редактируемая поверхность), Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность) и NURBS (NURBS-поверхность). Редактируемые объекты в стеке модификаторов содержат ключевое слово Editable (Редактируемый). Исключение составляют NURBS-объекты, которые называются NURBS Surfaces (NURBS-поверхности). Редактируемые объекты получаются путем преобразования других типов объектов. После преобразования параметрического объекта в другой тип (например, в Editable Mesh (Редактируемая поверхность)) он теряет все свои параметрические свойства и не может быть изменен путем указания параметров. В то же время редактируемый объект приобретает свойства, недоступные параметрическому, - возможность редактирования на уровне подобъектов.
Подобно огромному зданию, построенному из маленьких кирпичиков, программа 3ds Max позволяет создавать разноплановые сцены, используя в качестве строительных блоков примитивы (параметрические объекты). Вы можете использовать стандартные параметрические объекты для начала любой работы. После создания к ним можно применять модификаторы, строить составные объекты, разрезать, редактировать на уровне подобъектов и выполнять многие другие операции.
Процесс создания и преобразования любых объектов в целом одинаков: объект создается с помощью меню Create (Создание), вкладки Create (Создание) командной панели или кнопок панели инструментов, затем выбирается инструмент для его изменения.
Одно из основных предназначений 3ds Max - моделирование трехмерных объектов. Воображение дизайнера трехмерной графики очень часто рисует сцены, которые невозможно создать, используя только примитивы. Многие объекты, которые окружают нас в повседневной жизни, имеют несимметричную поверхность, воспроизвести которую в трехмерной графике довольно сложно [2, 37].
Объекты категории Geometry (Геометрия) в 3ds Max 2008 являются базовым материалом для создания более сложных моделей. Для редактирования поверхности примитивов используются различные инструменты моделирования.
Существуют различные подходы к трехмерному моделированию:
• моделирование на основе примитивов;
• использование модификаторов;
• сплайновое моделирование;
• правка редактируемых поверхностей: Editable Mesh (Редактируемая поверхность), Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность);
• создание объектов при помощи булевых операций;
• создание трехмерных сцен с использованием частиц;
• NURBS-моделирование (NURBS - Non Uniform Rational B-Splines, неоднородные нерациональные В-сплайны).
2.1 Создание моделей при помощи примитивов
Объекты в 3ds Max 2008 создаются при помощи команд пункта главного меню Create (Создание) или одноименной вкладки командной панели. Чаще используется второй способ, так как он является более удобным.
Примитивы служат инструментами построения и моделирования при создании составных объектов [6, 17].
Простыми геометрическими примитивами (категория Standard Primitives (Простые примитивы)) в 3ds Max являются следующие объекты.
• Box (Параллелепипед) - параллелепипеды и кубы с любым соотношением сторон.
• Sphere (Сфера) - параметрические объекты типа сферы или купола. Базовый объект создает квадратичные секции, похожие на линии долготы и широты глобуса.
• Cylinder (Цилиндр.) - цилиндры, цилиндрические секторы и многогранные призмы любых пропорций.
• Torus (Top) - кольца с круглой формой поперечного сечения. Может быть создан также тороидальный сектор.
• Teapot (Чайник) - объект, демонстрирующий возможности 3ds Max. Чайник является сложным параметрическим объектом, состоящим из частей.
• Cone (Конус) - общие формы, напоминающие цилиндры; два радиуса позволяют в любой момент поместить результирующий объект в управляемый конус.
• GeoSphere (Геосфера) - параметрические объекты, похожие на сферу и представляющие различные способы определения сферических объемов, которые обеспечивают три различных геометрии сферы и купола. Геосфера создает треугольные секции, подобно геодезическим куполам.
• Tube (Труба) - объекты, подобные цилиндру, но с продольным отверстием внутри. Можно также создавать секторы и многогранные призмы с отверстиями.
• Pyramid (Пирамида) - пирамиды (в том числе усеченные) с прямоугольным или квадратным основанием.
• Plane (Плоскость) - прямоугольный фрагмент сетчатой оболочки. Единственный примитив, не являющийся трехмерным объектом.
В число сложных примитивов (категория Extended Primitives (Улучшенные примитивы)) входят следующие объекты:
• Hedra (Многогранник) - пять разновидностей многогранников с множеством управляющих параметров. Все объекты определяются заданием точки центра и величиной радиуса.
• ChamferBox (Параллелепипед с фаской) - параллелепипеды и кубы с любым соотношением сторон. В отличие от объекта Box (Параллелепипед), при использовании объекта ChamferBox (Параллелепипед с фаской) существует возможность задания фасок на краях.
• OHTank (Цистерна) - цилиндры с основаниями в виде сферических сегментов с ярко выраженной границей между основаниями и средней частью объекта. На базе этих объектов можно также строить цилиндрические секторы.
• Spindle (Веретено) - цилиндры с коническими основаниями, а также цилиндрические секторы на базе этих объектов.
• Gengon (Многогранная призма) - многогранные призмы с фаской и без нее.
• RingWave (Круговая волна) - инструмент для создания труб, внешняя и внутренняя поверхности которых могут быть волнообразно деформированы.
• Prism (Призма) - инструмент для создания призм с различным соотношением сторон основания.
• Torus Knot (Тороидальный узел) - объект, который строится на основе узлов различного вида. Можно изменять как форму сечения, так и базовую форму объекта.
• ChamferCyl (Цилиндр с фаской) - цилиндры, цилиндрические секторы и многогранные призмы любых пропорций с возможностью задания на краях фаски, срезанной под углом 45°.
• Capsule (Капсула) - цилиндры с основаниями в виде полусфер, а также цилиндрические секторы на базе этих объектов.
• L-Extrusion (L-тело экструзии) - плоскость L-образной формы с выдавливанием по высоте.
• C-Extrusion (С-тело экструзии) - объект, аналогичный L-Extrusion (L-тело экструзии), отличающийся базовой формой, представленной в виде буквы "П".
Оба тела экструзии являются базовым материалом для моделирования архитектурных конструкций.
• Hose (Рукав) - инструмент для создания гофрированных рукавов, шлангов и других объектов аналогичной формы. "Привязав" основания Hose (Рукав) к двум другим объектам, можно получить подобие анимированной пружины.
Для создания объекта необходимо:
1. Перейти на вкладку Create (Создание) командной панели.
2. Выбрать категорию, в которой находится нужный объект, для примитивов это категория Geometry (Геометрия).
3. Из раскрывающегося списка выбрать группу, в которой находится нужный объект.
4. Нажать кнопку с названием объекта.
5. Щелкнуть в любом месте окна проекции и, не отпуская кнопку, передвигать указатель мыши до тех пор, пока не изменится размер объекта до нужного.
Объекты можно создавать и путем ввода параметров объекта в свитке Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры). Для этого после нажатия кнопки с названием примитива перейдите в появившийся ниже свиток, введите параметры объекта, координаты точки расположения и нажмите кнопку Create (Создать).
Объект в окне проекции может быть представлен по-разному: сглажено - режим просмотра Smooth + Highlights (Сглаженный), в виде сетчатой оболочки - Wireframe (Каркас), в виде рамки редактирования - Bounding Box (Ограничивающий прямоугольник) и др. Упрощенное отображение объектов в окнах проекций нужно для более легкого управления сложными сценами с большим количеством объектов и полигонов.
Для изменения варианта отображения объекта необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на названии окна проекции и в контекстном меню выбрать нужный режим.
Любой примитив, созданный в 3ds Max, характеризуется набором параметров, которые определяют его геометрическую форму. Изменяя настройки объекта, вы тем самым изменяете его форму. Каждый из примитивов имеет свой уникальный набор параметров. Например, для примитива Box (Параллелепипед) такими настройками являются Length (Длина), Width (Ширина) и Height (Высота).
Одна из характеристик, присущих любому примитиву, - Segments (Количество сегментов). Этот параметр определяет количество полигонов в структуре объекта. Чем большее значение принимает параметр Segments (Количество сегментов), тем точнее отображается поверхность трехмерной модели. Количество сегментов может определяться не одним, а несколькими настройками. Например, объект Box (Параллелепипед) имеет три таких параметра - Length Segs (Количество сегментов по длине), Width Segs (Количество сегментов по ширине) и Height Segs (Количество сегментов по высоте).
В настройках большинства примитивов также присутствует параметр Generate Mapping Coords (Создавать систему проекционных координат). Установка данного флажка обеспечивает создание системы проекционных координат, что необходимо в том случае, если вы собираетесь текстурировать объект. В большинстве случаев необходимо, чтобы данный флажок был снят.
Настройки только что созданного объекта располагаются на вкладке Create (Создание) командной панели. Однако при повторном выделении объекта в сцене его настройки переместятся на вкладку Modify (Изменение).
Чтобы изменить объект, необходимо указать новые значения его параметров следующим образом.
1. Выделите требуемый примитив в окне проекции.
2. Перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели.
3. Введите новое значение параметра в поле рядом с его названием и нажмите клавишу Enter.
Проанализировав источники можно сказать, что примитивы - инструменты построения и моделирования при создании составных объектов. Такие примитивы, как L-тело экструзии и С-тело экструзии являются базовым материалом для моделирования архитектурных конструкций. Примитивы выделяют двух видов: Standard Primitives (Простые примитивы) и Extended Primitives (Улучшенные примитивы).
2.2 Создание моделей при помощи сплайнов
Один из эффективных способов создания трехмерных моделей - использование техники сплайнового моделирования. В конечном итоге создание модели при помощи сплайнов (трехмерных кривых) сводится к построению сплайнового каркаса, на основе которого создается огибающая трехмерная геометрическая поверхность.
Сплайны - это двумерные примитивы (например, линия, окружность, текст), имеющие, как и трехмерные, различные параметры задания форм [9, 75].
Сплайновые примитивы представляют собой такой же рабочий материал, как и простейшие трехмерные объекты, создаваемые в 3ds Max 2008. Сплайновый инструментарий программы включает в себя следующие фигуры:
• Line (Линия);
• Circle (Окружность);
• Arc (Дуга);
• NGon (Многоугольник);
• Text (Сплайновый текст);
• Section (Сечение);
• Rectangle (Прямоугольник);
• Ellipse (Эллипс);
• Donut (Кольцо);
• Star (Многоугольник в виде звезды);
• Helix (Спираль).
Доступны также дополнительные сплайновые объекты, которые отличаются сложной формой и гибкими настройками. Благодаря этому, изменяя значения параметров, можно получать объекты самой разнообразной формы. Объекты такой формы часто используются в архитектуре.
• WRectangle (Прямоугольник за стеной) - позволяет создавать закрытые сплайны, состоящие из двух концентрических прямоугольников.
• Channel (С-образный) - позволяет создавать закрытые сплайны в форме буквы С, напоминающие канавки.
• Angle (L-образный) - позволяет создавать закрытые сплайны в форме буквы L, напоминающие уголки.
• Tee (Т-образный) - позволяет создавать закрытые сплайны в форме буквы Т.
• Wide Flange (I-образный) - позволяет создавать закрытые сплайны в форме буквы I.
Чтобы создать сплайновый объект, перейдите на вкладку Create (Создание) командной панели, в категории Shapes (Формы) выберите строку Splines (Сплайны) и нажмите кнопку создаваемого примитива. Для создания сложных сплайновых объектов, находясь в категории Shapes (Формы), выберите строку Extended Splines (Сложные сплайны).
Все сплайновые примитивы имеют схожие настройки. Например, каждый описанный объект содержит два обязательных свитка настроек: Rendering (Визуализация) и Interpolation (Интерполяция).
По умолчанию сплайновые примитивы не отображаются на этапе визуализации и используются как вспомогательные объекты для создания моделей со сложной геометрией. Однако любой сплайновый примитив может выступать в сцене как самостоятельный объект. За отображение объекта в окне проекции и на этапе визуализации отвечает свиток настроек Rendering (Визуализация). Если установить флажок Enable In Renderer (Показать при визуализации), объект на этапе визуализации становится видимым. Установленный флажок Enable In Viewport (Показывать в окне проекции) позволяет визуализировать сплайновый примитив в окне проекции с учетом формы сплайна, которую можно выбрать округлой или прямоугольной, установив переключатель в положение Radial (Округлый) или Rectangular (Прямоугольный).
При выборе округлого сечения сплайна (Radial (Округлый)) толщина регулируется параметром Thickness (Толщина). Сплайн характеризуется также количеством сторон (параметр Sides (Количество сторон)) и углом их расположения (Angle (Угол)). Минимальное количество сторон сплайна - 3 (такой сплайн имеет треугольное сечение).
В другом случае - при выборе прямоугольного сечения Rectangular (Прямоугольный) - устанавливаются значения Length (Длина) и Width (Ширина), определяющие толщину сплайна. Параметр Aspect (Соотношение) обозначает соотношение длины и ширины прямоугольного профиля сплайна. Если нажать кнопку с изображением замка, расположенную рядом с этим параметром, то при изменении длины или ширины профиля автоматически будет изменяться и другой параметр так, чтобы их соотношение оставалось неизменным. При выборе прямоугольного сечения, как и при выборе округлого, есть возможность управлять параметром Angle (Угол).
Свиток настроек Interpolation (Интерполяция) определяет количество шагов интерполяции сплайна (количество сегментов между вершинами объекта). Установленный флажок Optimize (Оптимизация) служит для оптимизации сплайна. Для сплайнов группы Extended Splines (Сложные сплайны) доступны также дополнительные параметры, позволяющие определять форму их внешних и внутренних углов (Corner Radius 1 (Радиус углов 1) и Corner Radius 2 (Радиус углов 2)).
На основе сплайновых фигур можно создавать сложные геометрические трехмерные объекты. Для этого используются модификаторы Surface (Поверхность), Lathe (Вращение вокруг оси), Sweep (Выгнутость), Extrude (Выдавливание) и BeveL (Выдавливание со скосом), а также составной объект Loft (Лофтинг).
Модификатор - это программная функция изменения формы и внешнего вида трехмерного объекта.
Если присмотреться к объектам, которые нас окружают, то можно заметить, что многие из них обладают осевой симметрией. Например, плафон люстры, тарелки, бокалы, кувшины, колонны и т.д. Все эти объекты в трехмерной графике создаются как поверхности вращения сплайнового профиля вокруг некоторой оси при помощи модификатора Lathe (Вращение вокруг оси). Этот модификатор назначается созданному сплайну, после чего в окне проекции появляется трехмерная поверхность, образованная вращением сплайна вокруг некоторой оси. Сплайновая кривая при этом может быть разомкнутой или замкнутой.
Настройки модификатора Lathe (Вращение вокруг оси) позволяют установить тип поверхности, получившейся в результате вращения сплайнового профиля. Это может быть Patch (Патч-поверхность), Mesh (Поверхность) или NURBS (NURBS-поверхность). Кроме этого, при создании объекта можно устанавливать угол вращения профиля в диапазоне от 0 до 360°.
Для построения трехмерной модели методом лофтинга необходимо создать два сплайна. Одна трехмерная кривая определяет сечение модели, а вторая - траекторию, вдоль которой это сечение будет располагаться [10, 56].
Модификатор Sweep (Выгнутость) - еще один инструмент для превращения сплайна в трехмерный объект. Настройки любой трехмерной кривой, которая создается в 3ds Max, дают возможность визуализировать ее с круглым или квадратным сечением. Модификатор Sweep (Выгнутость) позволяет визуализировать сплайн со значительно большим количеством профилей. Среди них профили в форме уголка (Angle (Угол)), канавки (Channel (Канавка)), полукруга (Half Round (Полукруг)), полой круглой трубки (Pipe (Труба)), полой квадратной трубки (Tube (Трубка)) и др. Профиль можно выбирать из списка Built In Section (Встроенные профили) свитка Section Type (Тип профиля) настроек модификатора.
Возможности модификатора не ограничиваются применением профилей-заготовок. В качестве профиля можно использовать сплайновый профиль, созданный вручную. Для этого необходимо установить переключатель в положение Use Custom Section (Использовать пользовательский профиль), нажать кнопку Pick (Выбрать) и указать сплайн в окне проекции.
Геометрическими размерами профиля, а также углами можно управлять, используя настройки свитка Sweep Parameters (Параметры выгнутости).
Модификатор Sweep (Выгнутость) очень удобно использовать для архитектурного моделирования. Например, с его помощью можно быстро добавить плинтус, карнизы, оконные рамы и прочие элементы интерьера в трехмерную комнату.
Метод создания трехмерных объектов с помощью этого модификатора напоминает способ лофтинга.
При создании трехмерных моделей часто используются стандартные модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом), которые схожи по своему действию и применяются к любой сплайновой форме. Результатом действия этих модификаторов на сплайн является поверхность, созданная сечением выбранной сплайновой формы.
Разница между этими модификаторами заключается в том, что при использовании Bevel (Выдавливание со скосом) можно дополнительно управлять величиной скоса выдавливаемых граней. Кроме того, модификатор Bevel (Выдавливание со скосом) позволяет применять трехуровневое выдавливание, с помощью которого можно придавать красивую форму краям фигуры.
Особенно удобно использовать модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) при разработке логотипов и работе с объемным текстом.
Если в окне проекции создать сплайновую форму Text (Текст), а затем применить к ней один из модификаторов выдавливания, то получится объемная надпись. С ней можно работать, как и с любым другим трехмерным объектом.
Главной настройкой модификаторов Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) является амплитуда выдавливания. Для модификатора Bevel (Выдавливание со скосом) - это параметр Height (Высота), а для Extrude (Выдавливание) - Amount (Величина). Величину скоса задает параметр Outline (Масштаб).
Еще один модификатор, применяющийся для выдавливания, - Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю).
Он действует на сплайн аналогично Bevel (Выдавливание со скосом), с той лишь разницей, что в настройках Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю) необходимо указывать трехмерную кривую, вдоль которой будет выдавливаться сплайн.
Модификатор Extrude (Выдавливание) имеет несколько меньшие возможности по сравнению с Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю), однако разработчики трехмерной графики очень часто используют Extrude (Выдавливание). В частности, с его помощью удобно создавать геометрию помещений, моделируя сложные коридоры.
Рассмотрев работы Верстак В.А. "3ds Max 8. Секреты мастерства", Бондаренко С.В., Бондаренко М.Ю. "3ds Max 8. Библиотека пользователя", Рябцева Д.В. "Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 7" можно сказать, что сплайны часто используются в архитектуре, употребляются для создания моделей с осевой симметрией.
Например, плафон люстры, тарелки, бокалы, кувшины, колонны. Моделирование при помощи сплайнов включает в себя следующие фигуры:
Line (Линия),
Circle (Окружность),
Arc (Дуга),
NGon (Многоугольник),
Text (Сплайновый текст),
Section (Сечение),
Rectangle (Прямоугольник),
Ellipse (Эллипс),
Donut (Кольцо),
Star (Многоугольник в виде звезды),
Helix (Спираль).
2.3 Создание моделей при помощи редактируемых поверхностей
Еще один используемый в трехмерной графике способ моделирования - работа с редактируемыми поверхностями. Программа 3ds Max 2008 позволяет работать со следующими типами редактируемых поверхностей:
• Editable Mesh (Редактируемая поверхность);
• Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность);
• Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность);
• NURBS Surface (NURBS-поверхность).
Практически любой объект 3ds Max 2008 можно преобразовать в один из этих типов поверхностей. Для этого правой кнопкой мыши вызовите контекстное меню, щелкните на пункте Convert To (Преобразовать) и в появившемся подменю выберите один из типов [7,48].
Все эти методы построения поверхностей схожи между собой, различаются они настройками моделирования на уровне подобъектов. Переключаясь в различные режимы редактирования подобъектов, можно перемещать, масштабировать, удалять, объединять подобъекты.
В объектах типа Editable Mesh (Редактируемая поверхность) модель состоит из треугольных граней. Для работы с Editable Mesh (Редактируемая поверхность) можно использовать режимы редактирования Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Face (Грань), Polygon (Полигон) и Element (Элемент).
В объектах типа Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) модель состоит из многоугольников. Для работы с такими объектами можно использовать режимы редактирования Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Border (Граница), Polygon (Полигон) и Element (Элемент).
В объектах типа Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность) модель состоит из лоскутов треугольной или четырехугольной формы, которые создаются сплайнами Безье. Особенность этого типа редактируемой поверхности - гибкость управления формой создаваемого объекта. Для работы с Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность) можно использовать режимы редактирования Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Patch (Патч), Element (Элемент) и Handle (Вектор).
NURBS Surface (NURBS-поверхность) - это поверхность, построенная на NURBS-кривых. Этот метод создания поверхностей основан на неоднородных рациональных В-сплайнах (Non Uniform Rational B-Splines). Чаще всего данный способ используется для моделирования органических объектов, анимации лица персонажей. Этот метод является самым сложным в освоении, но вместе с тем самым гибким.
Объект Editable Mesh (Редактируемая сетка) предназначен для создания основных форм трехмерных моделей. Он не является параметрическим объектом, то есть у него нет параметров, как, например, у примитивов. Практически любой трехмерный объект можно преобразовать в редактируемую сетку (поверхность). После преобразования его можно использовать для полигонального моделирования.
Настройки режимов редактирования объединены в четыре основных свитка - Selection (Выделение), Soft Selection (Плавное выделение), Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик) и Surface Properties (Свойства поверхности). Эти свитки одинаковы для всех режимов, однако инструменты в них могут отличаться в зависимости от выбранного типа подобъектов.
Свиток Selection (Выделение) содержит настройки выделения подобъектов. С помощью этого свитка можно быстро переключаться между режимами редактирования подобъектов.
При установке флажка Ignore Backfacing (Игнорировать невидимые участки) производится выделение только тех областей объектов, которые обращены к зрителю.
Редактируя поверхность, часто бывает удобно скрыть те или иные элементы оболочки. Поскольку стандартная команда Hide Selection (Скрыть выделение) в данном случае не позволяет этого сделать, эту операцию можно выполнить, используя кнопку Hide (Скрыть). Для отображения всех скрытых объектов сцены необходимо нажать кнопку Unhide All (Отобразить все).
Свиток Soft Selection (Плавное выделение) позволяет использовать функцию плавного выделения. Эта возможность часто применяется в процессе моделирования трехмерных объектов. Суть этого метода состоит в том, чтобы при перемещении одного типа подобъектов на выделенные элементы объекта оказывалось воздействие с силой, зависящей от расстояния, на котором эти элементы находятся от центра выделения. Для включения этого режима нужно установить флажок Use Soft Selection (Использовать плавное выделение). Расстояние, на которое распространяется воздействие в режиме Soft Selection (Плавное выделение), устанавливается параметром Falloff (Спад). Характер распространения воздействия на прилегающие подобъекты определяется параметрами Pinch (Сужение) и Bubble (Выпуклость). В этом же свитке отображается кривая воздействия на выделенную область. При изменении значений параметров этого свитка кривая изменяет свою форму, что позволяет визуально определить характер выделения. Функция плавного выделения доступна во всех режимах редактирования подобъектов.
В свитке Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик) расположены основные инструменты для работы с редактируемыми поверхностями. С помощью инструментов этого свитка вы можете создавать подобъекты (Create (Создать)), удалять их (Delete (Удалить)), присоединять к оболочке (Attach (Присоединить)) или, наоборот, отсоединять их (Detach (Отделить)), создавая отдельные объекты.
Один из инструментов, который часто используется при редактировании поверхностей, - Extrude (Выдавливание). С помощью этой операции можно произвести перемещение выделенных подобъектов на определенную длину. Другой инструмент - Bevel (Выдавливание со скосом) - по своему действию напоминает Extrude (Выдавливание), однако, в отличие от последнего, позволяет производить выдавливание выделенного подобъекта под определенным углом, что позволяет управлять его площадью. Инструмент Bevel (Выдавливание со скосом) используется только в режимах редактирования Polygon (Полигон) и Face (Грань). Инструмент Chamfer (Фаска) используется для создания фаски на месте ребра или вершины.
При использовании инструментов Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) результат их воздействия зависит от положения переключателя Normal (Нормаль): Group (Общие) или Local (Выборочные). В первом случае используется усредненная нормаль по всем выделенным подобъектам, а во втором выдавливание происходит в направлении нормалей каждого выделенного подобъекта.
Некоторые инструменты редактируемых поверхностей по своему действию напоминают модификаторы 3ds Max. Кроме рассмотренных выше инструментов Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом), напоминающих одноименные модификаторы, в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик) содержится аналог модификатора Slice (Срез). Этот инструмент называется Slice Plane (Плоскость среза). После нажатия кнопки с таким названием в середине объекта появится схематически обозначенная плоскость. С помощью этой плоскости можно разрезать подобъекты, изменяя таким образом топологию редактируемой поверхности.
Плоскость можно перемещать вдоль осей, вращать и масштабировать. После подбора требуемого положения плоскости среза необходимо нажать кнопку Slice (Срез), после чего будет произведена операция разрезания. Если нужно разделить полученные части, проследите, чтобы перед использованием этого инструмента был установлен флажок Split (Разделить).
Если необходимо разрезать оболочку объекта вручную, используется инструмент Cut (Разрез).
В процессе редактирования оболочки Editable Mesh (Редактируемая поверхность) может возникнуть необходимость увеличить плотность полигональной структуры. Это может понадобиться, например, в тех случаях, когда необходимо увеличить разрешение оболочки модели в месте сгиба (представьте локтевой сустав персонажа или лицевой мускул). Для этих целей служит операция Tessellate (Разбиение граней). Топология сетчатой поверхности, образованной в результате использования инструмента разбиения подобъектов, зависит от того, в каком положении находится переключатель by (Разбить по). Если выбран режим уплотнения полигональной структуры Edge (По ребру), то на месте разбиваемой грани образуются четыре новые грани, если же используется режим Face-Center (По центру грани), то на месте разбиваемой грани образуются три новые. Операция Tessellate (Разбиение граней) работает в режимах редактирования подобъектов Face (Грань), Polygon (Полигон) и Element (Элемент).
Инструмент Explode (Взрыв) воздействуя на выделенные подобъекты, преобразовывает их в самостоятельные объекты или элементы редактируемой оболочки.
Инструмент Collapse (Удаление) удаляет выделенный подобъект, стягивая на его место прилегающие подобъекты.
Свиток Surface Properties (Свойства поверхности) используется для определения участков сглаживающих групп.
Группой сглаживания называется совокупность граней, к которым применено автоматическое сглаживание. Примыкающие друг к другу группы сглаживания образуют острые ребра. Чтобы назначить выбранным подобъектам определенную группу сглаживания, необходимо выделить требуемые подобъекты, после чего ввести нужный номер сглаживающей группы и нажать Enter.
Полигональными являются объекты, основанные на сетке полигонов, из которых состоит поверхность этих объектов. Они похожи на объекты Editable Mesh (Редактируемая поверхность), но обладают уникальными возможностями. Эти объекты доступны только как Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). В них могут быть преобразованы любые геометрические объекты сцены путем конвертации в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), а также после применения модификатора Edit Poly (Редактирование полигонов) или Poly Select (Выделение полигонов) [17, 47].
Инструментарий редактируемой поверхности Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) напоминает средства редактирования поверхности Editable Mesh (Редактируемая поверхность), однако он имеет дополнительные возможности.
Настройки режимов редактирования объединены в шесть свитков - Selection (Выделение), Soft Selection (Плавное выделение), Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик), Subdivision Surface (Поверхность разбиения), Subdivision Displacement (Смещение разбиения) и Paint Deformation (Деформация кистью). Эти свитки одинаковы для всех режимов, однако инструменты в них могут различаться в зависимости от выбранного типа подобъектов. Кроме этого, имеются дополнительные свитки, которые изменяются в зависимости от режима [5, 154].
Свиток Selection (Выделение) содержит настройки для выделения подобъектов и параметр Ignore Backfacing (Игнорировать невидимые участки).
В отличие от Editable Mesh (Редактируемая поверхность), здесь также есть инструмент Grow (Выращивать). Его очень удобно использовать, когда необходимо увеличить радиус выделения. При каждом последующем нажатии кнопки Grow (Выращивать) к выделенной области добавляются примыкающие подобъекты. Действие Shrink (Сокращать) является обратным операции Grow (Выращивать). Так, если использовать эту функцию для группы выделенных подобъектов, то при каждом последующем нажатии кнопки Shrink (Сокращать) будет убираться выделение крайних подобъектов.
Инструменты Ring (По кругу) и Loop (Кольцо) используются только в режимах редактирования подобъектов Edge (Ребро) и Border (Граница). Первый инструмент позволяет выделить подобъекты по периметру модели, а второй - те, которые расположены на одной линии с выделенными. Удобные инструменты прокрутки, расположенные рядом с кнопками, позволяют перенести выделение на прилегающие области. Каждый щелчок на инструменте прокрутки смещает выделение на одно ребро или на одну границу.
Инструменты свитка Soft Selection (Плавное выделение) повторяют те, которые доступны при редактировании поверхности типа Editable Mesh (Редактируемая поверхность). Однако они дополнены областью Paint Soft Selection (Плавное выделение кистью). С помощью находящихся там инструментов можно вручную определять характер мягкого выделения, используя виртуальную кисть. Чтобы наблюдать выделение с помощью инструмента Paint Soft Selection (Плавное выделение кистью), необходимо до начала его использования, нажав кнопку Shaded Face Toggle (Переключение в режим затененных поверхностей), включить режим, при котором подобъекты будут по-разному окрашиваться в зависимости от степени влияния на них выделения.
Для более точной настройки параметров кисти можно использовать окно Painter Options (Настройки рисования), которое вызывается кнопкой Brush Options (Настройки кисти). Используя кривую деформации в данном окне, вы можете точно описать профиль выдавливаемой поверхности.
Инструменты, которые в Editable Mesh (Редактируемая поверхность) вынесены в свиток Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик), в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) разбиты на два свитка. Это объясняется тем, что инструментов редактирования Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) значительно больше. Первый свиток носит переменное название - Edit Vertices (Редактирование вершин), Edit Polygons (Редактирование полигонов), Edit Edges (Редактирование ребер), Edit Borders (Редактирование границ) и Edit Elements (Редактирование элементов), а второй - постоянное, Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик).
В свитке Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик) присутствуют инструменты создания (Create (Создание)), присоединения к оболочке (Attach (Присоединить)) и отсоединения от нее (Detach (Отделить)), два инструмента разрезания - Slice Plane (Плоскость среза) и Cut (Разрез), а также инструменты разбиения Tessellate (Разбиение граней) и удаления Collapse (Удаление). Сюда еще вынесены инструменты для скрытия (Hide Selected (Скрыть выделенное)) и отображения (Unhide All (Показать все)) выделенных подобъектов.
Некоторые инструменты Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) содержат небольшой значок Settings (Настройки), расположенный справа от кнопки с названием инструмента. С ее помощью осуществляется доступ к настройкам инструмента. Эта кнопка заменяет поле ввода числовых значений, которое присутствует в инструментах Editable Mesh (Редактируемая поверхность).
Инструмент MSmooth (Сглаживание) является аналогом модификатора MeshSmooth (Сглаживание), однако, в отличие от последнего, работает с выделенными подобъектами. Инструмент Relax (Ослабление) также повторяет действие одноименного модификатора.
Кнопка Repeat Last (Повторить последнее действие) позволяет повторить действие последнего инструмента, использовавшегося при редактировании Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность).
В свитке, название которого, напомним, изменяется в зависимости от того, какой режим редактирования подобъектов выбран, вы увидите уже привычные инструменты Extrude (Выдавливание), Bevel (Выдавливание со скосом), Chamfer (Фаска). По сравнению с подобным инструментом Editable Mesh (Редактируемая поверхность), возможности инструмента Chamfer (Фаска) шире. Например, когда вы используете Chamfer (Фаска) для Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), поверхности, образованные в результате применения инструмента, можно удалить.
Инструмент Outline (Контур), присутствующий только в режиме редактирования Polygon (Полигон), позволяет управлять площадью выделенного полигона. При помощи Bridge (Мост) можно управлять формой трехмерной оболочки, выстраивая полигоны между двумя и более выделенными элементами сетки модели. Этот инструмент доступен в режимах Polygon (Полигон), Edge (Ребро) и Border (Граница).
Инструмент Hinge From Edge (Поворот вокруг ребра) позволяет повернуть полигон вокруг выделенного ребра. Инструмент Extrude Along Spline (Выдавить по сплайну) позволяет производить операцию выдавливания, используя заданную форму сплайна. Эти инструменты доступны только в режиме редактирования Polygon (Полигон).
Инструмент Flip (Обратить) позволяет обратить нормали выделенного участка. Он доступен в режимах Polygon (Полигон) и Element (Элемент). Инструмент Connect (Соединить) соединяет центры выделенных ребер, а Сар (Замкнуть), присутствующий только в режиме редактирования Border (Граница), замыкает образованные пустоты внутри замкнутых границ полигоном.
Полигональное моделирование - один из самых распространенных способов создания моделей в трехмерной графике. Несмотря на то, что в 3ds Max реализовано достаточно большое количество средств для создания объектов на основе Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), эти инструменты не всегда удобны. Например, иногда желательно, чтобы объект был словно пластилиновый, и с трехмерной моделью можно было работать так, как скульптор работает с глиной [3, 45].
В 3ds Max 2008 в настройках Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) находится свиток Paint Deformation (Деформация кистью), который позволяет деформировать объект именно таким образом. Он предоставляет в распоряжение разработчика трехмерной графики набор кистей, при помощи которых можно вдавливать и смещать положение вершин сетки объекта. Свиток Paint Deformation (Деформация кистью) очень удобно использовать при работе с оболочками, содержащими большое количество полигонов.
Характером деформации, производимой кистью, можно управлять с помощью параметров Push/Pul Value (Сила вдавливания/вытягивания), Brush Size (Размер кисти) и Brush Strength (Сила воздействия кисти). Если требуется сгладить слишком выступающие части модели, используйте кнопку Relax (Ослабление). Кнопка Revert (Возврат) служит для отмены созданной деформации. Производя движения кистью в режиме Revert (Возврат), вы можете отменить действие Paint Deformation (Деформация кистью) на отдельных участках.
Для более точной настройки параметров кисти можно использовать окно Painter Options (Настройки рисования), которое вызывается кнопкой Brush Options (Настройки кисти).
В объектах типа Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность) модель состоит из лоскутов треугольной или четырехугольной формы, которые создаются сплайнами Безье.
Patch Grids (Сетки патчей) - это поверхности Безье, состоящие из четырехугольных (реже треугольных) фрагментов (лоскутов), основанных на сплайнах, которые управляются при помощи манипуляторов Безье.
Меню Create (Создание) содержит два параметрических объекта фрагментов Безье, но большинство объектов создается путем преобразования в Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность).
Моделирование при помощи фрагментов Безье имеет следующие преимущества перед другими способами создания объектов:
• автоматическое сглаживание стыков между фрагментами, при котором получается плавный переход от одного фрагмента к другому;
• управление фрагментами при помощи манипуляторов Безье;
• возможность управления топологией (плотностью) фрагментов Безье,
что позволяет при незначительных затратах получить сглаженную модель;
• окончательная модель представляет собой полностью бесшовный каркас, который легко поддается анимированию.
Однако такое моделирование обладает и определенными недостатками:
• автоматическое сглаживание стыков из преимущества превращается в
недостаток, когда необходимо выполнить моделирование излома поверхности (например, ногтя);
• фрагменты Безье слишком велики, поэтому работать с маленькими элементами или деталями объекта неудобно.
NURBS - это поверхности или кривые, форма которых описывается неоднородными рациональными В-сплайнами.
Такие поверхности хорошо подходят для создания органических поверхностей, дают возможность неплохого интерактивного контроля над объектом, хотя и не так просты в использовании. Применение NURBS-поверхностей позволяет достичь лучших результатов при моделировании объектов со сглаженными формами, нежели приемы полигонального моделирования. [20,113].
NURBS-объекты представлены двумя видами поверхностей и кривых:
• CV-кривые (кривые с контрольными вершинами) - содержат управляющую решетку с вершинами, с помощью которых можно изменять форму отдельной кривой или всей поверхности.
• Точечные кривые - подобно обычным кривым, строятся по контрольным точкам, которые позволяют более тонко, чем в случае с обычными сплайнами, управлять формой кривой или поверхности.
Точно так же поверхности NURBS подразделяются на точечные и CV (с контрольными вершинами), сохраняя свои свойства аналогично кривым. Они состоят из набора NURBS-кривых, связанных между собой. В NURBS-объекты можно преобразовывать сплайны и стандартные примитивы 3ds Max.
NURBS-поверхности предпочтительнее полигональных при моделировании плавных поверхностей объектов, таких, как растения, животные, цветы и т.д.
Рассмотрев литературу по созданию моделей при помощи редактируемых поверхностей можно сказать:
Выделяют такие типы редактируемых поверхностей:
• Editable Mesh (Редактируемая поверхность);
• Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность);
• Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность);
• NURBS Surface (NURBS-поверхность).
Эти модели применяются для создания органических моделей, архитектурных сооружений, анимации персонажей.
Заключение
В своей работе я хотел показать основы моделирования при помощи примитивов, сплайнов и редактируемых поверхностей в Autodesk 3ds Max 2008.
Я ставил такие задачи:
Рассмотреть основные понятия трехмерной графики;
Изучить элементы интерфейса 3ds Max 2008;
Рассмотреть основы моделирования при помощи примитивов, сплайнов и редактируемых поверхностей.
В первом разделе "Изучение основ 3D моделирования в программе Autodesk 3ds Max 2008 я рассматриваю две первые задачи.
Раскрывая первую задачу в литературе я встретил такие понятия: 3D-редакторы, трехмерная сцена, моделирование на уровне подобъектов, модификаторы, параметрические объекты, сплайны.
Рассмотрев понятийный аппарат, 3D моделирование становится более простым для усвоения.
Второй задачей в моей работе было изучение основных элементов интерфейса. Я рассматривал точки зрения Верстак В.А. "3ds Max 8. Секреты мастерства", Бондаренко С.В., Бондаренко М.Ю. "3ds Max 8. Библиотека пользователя", Рябцева Д.В. "Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 7". Они диктуют свою позицию с общепринятых и давно установленных общих понятий, четко выделяют такие элементы интерфейса: главное меню, панель инструментов Main Toolbar (Основная панель инструментов), Command Panel (Командная панель), окна проекций.
Третьей задачей было рассмотрение основ моделирования при помощи примитивов, сплайнов и редактируемых поверхностей.
Можно выделить три основных вида моделирования:
Моделирования при помощи примитивов;
Моделирования при помощи сплайнов;
Моделирования при помощи редактируемых поверхностей.
Примитивы (стандартные параметрические объекты) можно использовать для начала любой работы. После создания к ним можно применять модификаторы, строить составные объекты, разрезать, редактировать на уровне подобъектов и выполнять многие другие операции. Различают Standard Primitives (Простые примитивы) и Extended Primitives (Улучшенные примитивы).
К Standard Primitives (Простые примитивы) относятся следующие объекты: Box (Параллелепипед), Sphere (Сфера), Cylinder (Цилиндр.), Torus (Top), Teapot (Чайник), Cone (Конус), GeoSphere (Геосфера), Tube (Труба), Pyramid (Пирамида), Plane (Плоскость).
К Extended Primitives (Улучшенные примитивы) относятся: Hedra (Многогранник), ChamferBox (Параллелепипед с фаской), OHTank (Цистерна), Spindle (Веретено), Gengon (Многогранная призма), RingWave (Круговая волна), Prism (Призма), Torus Knot (Тороидальный узел), ChamferCyl (Цилиндр с фаской), Capsule (Капсула), L-Extrusion (L-тело экструзии), C-Extrusion (С-тело экструзии), Hose (Рукав).
Сплайны - это двумерные примитивы (например, линия, окружность, текст), имеющие, как и трехмерные, различные параметры задания форм.
Сплайновый инструментарий программы включает в себя следующие фигуры: Line (Линия), Circle (Окружность), Arc (Дуга), NGon (Многоугольник), Text (Сплайновый текст), Section (Сечение), Rectangle (Прямоугольник), Ellipse (Эллипс), Donut (Кольцо), Star (Многоугольник в виде звезды), Helix (Спираль).
Работа с редактируемыми поверхностями - еще один используемый в трехмерной графике способ моделирования.
Различают следующие виды редактируемых поверхностей: Editable Mesh (Редактируемая поверхность (сетка)), Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность), NURBS Surface (NURBS-поверхность).
Таким образом рассмотрев литературу, мне удалось решить поставленные задачи.
Поставленная мною цель была достигнута. Я рассмотрел 3 основных вида трехмерного моделирования, дал им характеристику. Я считаю свою курсовую работу успешно завершенной.
Библиография
1. 3D Studio MAX Искусство трехмерной анимации Platinum Edition (+CD). / Ким Ли: Диасофт-ЮП, 2005. - 887 c.
2. 3D Studio VIZ для дизайнера. / Хаббелл Д., Бордмэн Т.: ДиаСофт, 2004. - 663 c.
3. Билл Флеминг. Создание трехмерных персонажей. Уроки мастерства: пер. с англ. / М.: ДМК, 2005. - 448 с.: ил. (Серия "Для дизайнеров").
4. Бондаренко С.В., Бондаренко М. Ю.3ds Max 2008. Библиотека пользователя (+CD). - Диалектика, 2008. - 560 с.: ил.
5. Бондаренко С.В., Бондаренко М. Ю.3ds Max 8. Библиотека пользователя (+CD). - СПб.: Питер, 2006. - 608 с: ил. - (Серия "Библиотека пользователя").
6. Бондаренко С.В., Бондаренко М. Ю.3ds max. Легкий старт. - СПб.: Питер, 2005. - 128 с.: ил.
7. Бондаренко С.В., Бондаренко М.Ю. Autodesk 3ds Max 2008 за 26 уроков.3D Studio max 2008 (+CD). - Диалектика, 2008. - 576 с.: ил.
8. Бондаренко С.В., Бондаренко М.Ю. Autodesk 3ds Max 2008.3D Studio MAX 2008. Краткое руководство. - Диалектика, 2008. - 144 с.: ил. - (Серия "Краткое руководство").
9. Бурлаков М.В. Autodesk 3ds Max 2008. Самоучитель 3D Studio MAX 2008 с электронным справочником (+CD). - Диалектика, 2008. - 512 с.: ил. - (Серия "Самоучитель").
10. Верстак В. А.3ds Max 8. Секреты мастерства (+CD). - СПб.: Питер, 2006. - 672 с.: ил.
11. Информатика.7-9 класс. Базовый курс. Практикум-задачник по моделированию / Под ред. Н.В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2004. - 176 с.: ил.
12. Информатика. Задачник практикум в 2т. / Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера: Том 1. - М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2002. - 304 с.: ил.
13. Информатика: Учеб. Для 10-11 кл. общеобразоват. Учреждений / А.Г. Гейн, А.И. Сенокосов, Н.А. Юнерман. - 4-е изд. - М.: Просвещение, 2003. - 225 с.: ил.
14. Келли Л. Мэрдок. Autodesk 3ds Max 9. Библия пользователя.3D Studio MAX 9 (+DVD). - Диалектика, 2008. - 1344 с.: ил. - (Серия "Библия пользователя").
15. Маров М. Н.3ds max. Материалы, освещение и визуализация (+CD). - СПб.: Питер, 2005. - 480 с.: ил.
16. Маров М. Н.3ds max. Моделирование трехмерных сцен (+СD). - СПб.: Питер, 2005. - 560 с.: ил.
17. Мортье Ш.3ds max 8 для "чайников".: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2006. - 368 с.: ил. - Парал. тит. англ.
18. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений / Н.Д. Угринович, Л.Л. Босова, Н.И. Михайлова - М.: Лаборатория Базовых знаний, 2002.394 с.: ил.
19. Практикум по информатике: Учеб. пособие для студ. Высш. Учеб. заведений / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 608 с.
20. Рябцев Д.В. Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 7 (+CD). - СПБ.: Питер, 2006. - 272 с.: ил.
21. Шафрин Ю.А. Информационные технологии: В 2ч. Ч.1: Основы информатики и информационных технологий. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. - 320 с.
Название реферата: Изучение 3D моделирования в AUTODESK 3DS MAX 2008 на факультативах в школе
| Слов: | 10644 |
| Символов: | 89510 |
| Размер: | 174.82 Кб. |
Вам также могут понравиться эти работы:
- Изучение вопросов биотехнологии в курсе химии средней школы
- Изучение зависимости степени агрессивности от особенностей саморегуляции
- Изучение и воспитание одаренных детей
- Использование информационных технологий во внеклассной работе по информатике
- Изучение темы "Семейство сложноцветных" в средней школе
- Изучение тригонометрического материала в школьном курсе математики
- Контроль и обратная связь: аспекты интеграции