Изучение 3D моделирования в AUTODESK 3DS MAX 2008 на факультативах в школе

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 Autodesk3ds Max 2008
1.1 Основные понятия трехмернойграфики
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 технологийв последнее десятилетие привело к такому же быстрому росту в областикомпьютерной техники и программного обеспечения. Еще совсем недавнонезначительный по сегодняшним меркам эпизод из фильма, созданный при помощиспецэффектов, вызывал бурю восторга и обсуждений. Сегодня спецэффектами в кинои на телевидении никого не удивишь. Они стали обыденным явлением благодарямассовому распространению программ создания компьютерной графики и, вчастности, трехмерного моделирования. Программы трехмерной графики — самыеинтересные по своим возможностям и сложные по освоению приложения.
Одно из лидирующих мест средитаких программ занимает 3ds Max. В силу своих уникальных возможностей идоступности в освоении эта программа сегодня имеет наибольшее количество поклонников,как среди любителей, так и среди профессионалов. Пожалуй, осталось очень малосфер деятельности человека, связанных с трехмерной графикой, в которых неиспользуется 3ds Max. Ее активно применяют для создания игр и фильмов, вархитектуре и строительстве, в медицине и физике, а также во многих другихобластях.
Трехмерная графика уже настолькопрочно вошла в нашу жизнь, что мы, сталкиваясь с ней, порой даже не замечаем ее.Разглядывая интерьер комнаты на огромном рекламном щите, янтарный блеск льющегосяпива в рекламном ролике, наблюдая, как взрывается самолет в остросюжетномбоевике, многие не догадываются, что перед ними не реальные съемки, а результатработы мастера трехмерной графики. Область применения трехмерной графикинеобычайно широка: от рекламы и киноиндустрии до дизайна интерьера ипроизводства компьютерных игр.
При создании рекламы трехмернаяграфика помогает представить продвигаемый товар в наиболее выгодном свете,например, с ее помощью можно создать иллюзию идеально белых рубашек, кристальночистой минеральной воды, аппетитно разломленного шоколадного батончика, хорошопенящегося моющего средства и т.д. В реальной жизни рекламируемый объект можетиметь какие-нибудь недостатки, которые легко скрыть, используя в рекламетрехмерных «двойников». Вы наверняка замечали, что после применениямоющего средства посуда блестит гораздо более тускло, чем в рекламе, а волосыпосле использования шампуня не выглядят так красиво, как на экране телевизора. Причинаэтого проста: слишком чистая посуда — всего лишь просчитанное компьютеромизображение, такие тарелки в реальности не существуют.
Использование компьютерныхтехнологий при проектировании и разработке дизайна интерьера помогает увидетьконечный вариант задолго до того, как обстановка будет воссоздана. Трехмернаяграфика 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 определенномобъекте, необходимо осмотреть его со всех сторон, с разных точек, при различномосвещении. Трехмерная графика позволяет создать демонстрационный ролик, вкотором будет запечатлена виртуальная прогулка по этажам будущего коттеджа,который только начинает строиться. Что же касается киноиндустрии, то в этойотрасли компьютерная графика сегодня незаменима. Трудно поверить в то, что дляодного из первых фильмов серии «Звездные войны» сцену падающеговодопада создавали при помощи обыкновенной соли. Сегодня для создания подобныхсцен не обязательно заказывать килограммы соли. При помощи редактора трехмернойграфики можно без труда смоделировать любой водопад, который зритель не отличитот настоящего.
Актуальность выбраннойтемы обусловлена практически повсеместным использованием трехмерной графики вразличных отраслях и сферах деятельности, знание которой становится все болеенеобходимым для полноценного развития личности.
Проблема: какорганизовать изучение 3D моделирования на факультативахв школе.
Объектом моей курсовойработы является изучение основ 3D моделирования впрограмме Autodesk 3ds Max 2008.
Предметом — моделированиетрехмерных объектов в 3ds Max 2008.
Цель моей курсовой работы:изучить основы моделирования при помощи примитивов, сплайнов и редактируемыхповерхностей в Autodesk 3ds Max 2008.
Для достижения этой цели,необходимо решить следующие задачи:
Рассмотреть основные понятиятрехмерной графики;
Изучить элементы интерфейса 3ds Max 2008;
Рассмотреть основы моделированияпри помощи примитивов, сплайнов и редактируемых поверхностей.
1. Изучение основ 3Dмоделирования в программе Autodesk 3ds Max 2008
 1.1 Основные понятия трехмерной графики
Для создания трехмерной графикииспользуются специальные программы, которые называются редакторы трехмернойграфики, или 3D-редакторы.3ds Max 2008 является одной из такихпрограмм.
Результатом работы в любомредакторе трехмерной графики, в том числе и в приложении 3ds Max 2008, являетсяанимационный ролик или статическое изображение, просчитанное программой. Чтобыполучить изображение трехмерного объекта, необходимо создать в программе егообъемную модель.
Замена одного объекта (процессаили явления) другим, но сохраняющим все существенные свойства исходного объекта(процесса или явления), называется моделированием, а сам заменяющий объектназывается моделью исходного объекта [13, 85].
Модель объекта в 3ds Max 2008отображается в четырех окнах проекций. Такое отображение трехмерной моделииспользуется во многих редакторах трехмерной графики и дает наиболее полноепредставление о геометрии объекта. Если вы видели чертежи деталей, то моглизаметить, что на чертеже объект представлен сверху, сбоку и слева.
Интерфейс 3ds Max 2008напоминает такой чертеж. Однако, в отличие от чертежа на бумаге, вид объекта вкаждом окне проекции можно изменять и наблюдать, как выглядит объект снизу,справа и т.д. Кроме этого, можно вращать все виртуальное пространство в окнахпроекций вместе с созданными в нем объектами. Работа в 3ds Max 2008 напоминаеткомпьютерную игру, в которой пользователь передвигается между трехмернымиобъектами, изменяет их форму, поворачивает, приближает и т.д.
Виртуальное пространство, вкотором работает пользователь 3ds Max 2008, называется трехмерной сценой. То,что вы видите в окнах проекций, — это отображение рабочей сцены.
Работа с трехмерной графикойочень похожа на съемку фильма, при этом разработчик выступает в роли режиссера.Ему приходится расставлять декорации сцены (то есть создавать трехмерные моделии выбирать положение для них), устанавливать освещение, управлять движениемтрехмерных тел, выбирать точку, с которой будет производиться съемка фильма, и т.д.
Любые трехмерные объекты впрограмме 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 такназываемую полигональную сетку, которая состоит из мельчайших элементов- полигонов. Чем сложнее геометрическая форма объекта, тем больше в немполигонов и тем больше времени требуется компьютеру для просчета изображения. Еслиприсмотреться к полигональной сетке, то в местах соприкосновения полигоновможно заметить острые ребра, поэтому, чем больше полигонов содержится воболочке объекта, тем более сглаженной выглядит геометрия тела. Сетку любогообъекта можно редактировать, перемещая, удаляя и добавляя ее грани, ребра ивершины. Такой способ создания трехмерных объектов называется моделированиемна 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 лишьоболочки объектов без учета всех этих свойств, поэтому изображение в окнепроекции далеко от реалистичного. Для каждого объекта в программе можно создатьсвой материал — набор параметров, которые характеризуют некоторыефизические свойства объекта [1, 156].
Чтобы получить просчитанноеизображение в 3ds Max 2008, трехмерную сцену необходимо визуализировать. Приэтом будут учтены освещенность и физические свойства объектов. Созданная в окнепроекции трехмерная сцена визуализируется либо непосредственно из окнапроекции, либо через объектив виртуальной камеры. Виртуальная камерапредставляет собой вспомогательный объект, который обозначает в сцене точку, изкоторой можно произвести визуализацию проекта. Для чего нужна виртуальнаякамера? Визуализируя изображение через объектив виртуальной камеры, можноизменять положение точки съемки. Подобного эффекта невозможно добиться,визуализируя сцену из окна проекции. Кроме этого, виртуальная камера позволяетиспользовать в сценах специфические эффекты, похожие на те, которые можнополучить с помощью настоящей камеры (например, эффект глубины резкости).
Качество полученного врезультате визуализации изображения во многом зависит от освещения сцены. Когдапроисходят съемки настоящего фильма, стараются подобрать наиболее удачноеположение осветительных приборов таким образом, чтобы главный объект былравномерно освещен со всех сторон и при этом освещение съемочной площадкивыглядело естественно.
Программа 3ds Max 2008 позволяетустанавливать освещение трехмерной сцены, используя виртуальные источники света- направленные и всенаправленные. Источники света являются такими жевспомогательными объектами, как виртуальные камеры. Их можно анимировать,изменять их положение в пространстве, управлять цветом и яркостью света. Ещеодна важная деталь, благодаря которой источники света придают сцене большуюреалистичность, — отбрасываемые объектами тени [15, 39].
Работать с источниками светабывает порой очень сложно, поскольку не всегда удается правильно осветитьтрехмерную сцену. Например, слишком яркие источники света создают сильные инеправдоподобные блики на трехмерных объектах, а большое количество теней,направленных в разные стороны, выглядит неестественно.
Таким образом, рассмотревпонятийный аппарат трехмерной графики, я выделил определения: 3D-редакторы, трехмерная сцена, моделирование на уровнеподобъектов. Самые необходимые термины для изучения 3Dмоделирования в 3ds Max рассматриваются на протяжении всей курсовой работы.
 1.2 Элементы интерфейса 3ds Max 2008
Интерфейс обеспечивает доступ куправлению всеми возможностями программы. Многие пользователи, пренебрегая егоизучением, впоследствии сталкиваются с трудностями даже при моделированиипростых сцен, не говоря о том, что не могут применять потенциал программыполностью.
Программа 3ds Max имеет оченьгибкий интерфейс, позволяющий выполнить одно и то же действие разными путями. Существуетвозможность создавать собственные пользовательские меню, панели инструментов,назначать сочетания клавиш операциям и т.д. Все это не только облегчает работув программе, но и ускоряет процесс моделирования.
Первое, что вы увидите послезапуска программы 3ds Max 2008, — ее основное окно.
Наибольшее пространство окнапрограммы занимают окна проекций. Это неудивительно: именно с их помощью мыполучаем доступ к объектам сцены. В окнах проекций можно настроить отображениеобъектов различным образом: например, задать компоновку экрана для управлениявидом и ориентацией или указать способы оптимизации прорисовки экрана во времяработы.
Одновременно на экране можетотображаться от одного до четырех окон проекций. Каждое окно имеет рамку и имя,расположенное в верхнем левом углу окна.
Окно проекции, в котором наданный момент ведется работа, подсвечивается желтым цветом и называетсяактивным. Активное окно можно развернуть во весь экран при помощи кнопки Maximize Viewport Toggle (Увеличение окна проекции доразмеров экрана) в правом нижнем углу окна 3ds Max 2008. Стандартные типы оконотображают объекты сцены с ограниченным количеством сторон. Однако часто,моделируя объекты сцены, необходимо видеть их со всех сторон, приближаться дляработы с деталями и удаляться, чтобы охватить взглядом всю сцену. Для навигациив окнах проекции существуют кнопки, расположенные в правом нижнем углу окнапрограммы. Состав кнопок управления меняется в зависимости от выбранного типапроекции.
В верхней части окна программырасположено главное меню, а под ним — панель инструментов Main Toolbar (Основная панельинструментов). Пункты главного меню частично повторяют инструменты и командыосновной панели инструментов, а также панели Command Panel (Командная панель).
Панель инструментов — один изэлементов графического интерфейса пользователя, предназначенный для выполненияинструментальных функций и управления программой [21].
Использование панели инструментов- один из наиболее удобных способов выполнения большинства команд, для чегодостаточно одного щелчка кнопкой мыши на значке, расположенном на панелиинструментов.
Все кнопки панели инструментовснабжены подсказками, которые появляются при наведении указателя мыши на кнопкуи удержания над ней. Небольшой треугольник в правом нижнем углу некоторыхкнопок указывает, что при нажатии и удержании такой кнопки раскроется панельданного инструмента с дополнительным набором кнопок.
Кнопки главной панели инструментов:
• Undo (Отменить) (Ctrl+Z) — отменяетпоследнюю команду или
группы команд.
• Redo (Повторить) (Ctrl+Y) — возвращаеткоманды, которые были отменены.
• Select and Link (Выделить исвязать) — устанавливает связь между объектами сцены.
• Unlink Selection (Разорватьсвязь с выделенным объектом) — разрывает связи между объектами.
• Bind to Space Warp (Связать своздействием) — связывает объект с источником объемной деформации.
• Selection Filter (Фильтрвыделения) — раскрывающийся список, ограничивающий типы объектов, которые могутбыть выделены.
• Select Object (Выделениеобъекта) (Q) — инструмент выделения объектов.
• Select by Name (Выделить поимени) (Н) — открывает окно диалога для выделения объектов по имени.
• Rectangular Selection Region (Прямоугольнаяобласть выделения), Circular SelectionRegion (Круглая область выделения), Fence Selection Region (Произвольная форма выделения),Lasso Selection Region (Выделение лассо), Paint Selection Region (Выделение кистью) (Ctrl+F) — выделяет объектыразличными формами выделяющей рамки.
• Window/Crossing (Оконное/Пересекающеевыделение) — устанавливает, каким образом будет выделяться объект: обводкой илипересечением.
• Select and Move (Выделить ипереместить) (W) — выделяет и перемещает объект.
• Select and Rotate (Выделить иповернуть) (Е) — выделяет и поворачивает объект сцены.
• Select and Uniform Scale (Выделитьи равномерно масштабировать), Select and Non-uniform Scale (Выделить инеравномерно масштабировать), Select and Squash (Выделить и сжать) (R) — выделяети масштабирует объект различными способами.
• Reference Coordinate System (Система координат) — раскрывающийся список, припомощи которого устанавливается система координат, используемая длятрансформаций.
Командная панель располагается вправой части окна программы. Она содержит настройки всех объектов сцены, атакже параметры многих операций, используемых в работе. При помощи команднойпанели можно создавать объекты и управлять ими.
Командная панель имеет шестьвкладок: Create (Создание), Modify (Изменение), Hierarchy (Иерархия), Motion (Движение),Display (Отображение) и Utilities (Утилиты). Наиболее часто используютсявкладки Create (Создание) и Modify (Изменение) [10, 50].
Основные настройки объектов сосредоточеныв свитках вкладок командной панели. Свитки — сгруппированные по определеннымпризнакам настройки, имеющие в качестве заголовка кнопку шириной во всю ширинусвитка [4, 66].
Название каждого свитка содержитзнак «плюс» или «минус» в зависимости от того, развернутсвиток или свернут (свернутому свитку соответствует знак +, а развернутому — знак-). Щелчок на заголовке свитка разворачивает или сворачивает его. Порядокследования свитков на командной панели (и не только) можно менять, перетаскиваясвиток вверх или вниз относительно других.
Достаточно часто развернутыесвитки не помещаются в поле экрана, и часть их содержимого скрывается за егограницей. Для таких случаев предусмотрена возможность прокрутки области свиткавверх или вниз. Индикатором того, что на экране отображено не все содержимоесвитков, является узкая вертикальная полоса вдоль их правой части. Принаведении на область свитка указатель мыши примет форму руки, после чего, нажави удерживая кнопку мыши, можно прокручивать область свитков вверх или вниз.
Свитки имеют контекстное меню,которое появляется при щелчке правой кнопкой мыши в области свитков (внеэлементов управления). Оно содержит команды разворачивания и сворачивания всехсвитков или свитков по именам и возврата к принятому по умолчанию порядку ихрасположения.
Вкладка Create (Создание) служитдля создания основных (примитивы, кривые и др.) и вспомогательных (источникисвета, виртуальные камеры, объемные деформации и др.) объектов сцены. Этавкладка содержит семь категорий, каждая из которых отвечает за созданиеобъектов определенного типа:
Geometry (Геометрия) — позволяетсоздавать 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 следующейглаве.
Shapes (Формы) — даетвозможность создавать трехмерные кривые разной формы: линии, прямоугольники,круги, трехмерный текст и пр.
Lights (Источники света) — позволяетдобавлять в сцену направленные и всенаправленные источники света.
Cameras (Камеры) — даетвозможность добавлять в сцену виртуальные камеры. При помощи камер можноснимать сцену. Они являются очень важным объектом, если сцену планируетсяанимировать.
Helpers (Вспомогательные объекты)- позволяет добавлять в сцену вспомогательные объекты. Такие объекты не видныпри визуализации сцены, но они помогают добиться того, чтобы трехмерные объектывели себя нужным образом.
Например, габаритный контейнерGizmo (Гизмо) может ограничить пространство распространения эффекта огня.
Space Warps (Объемные деформации)- дает возможность добавлять в сцену объемные деформации.
Systems (Дополнительныеинструменты) — позволяет добавлять в сцену системы костей, скелет и другиедополнительные объекты.
Щелчок кнопкой мыши на любой изэтих кнопок вызывает набор инструментов для создания объектов соответствующейкатегории.
Первая группа объектов, скоторой обычно знакомятся начинающие разработчики трехмерной анимации, — этоGeometry (Геометрия). Объекты этой группы представляют собой простейшиетрехмерные геометрические фигуры: Box (Параллелепипед), Sphere (Сфера),Cylinder (Цилиндр.), Torus (Top), Cone (Конус), Plane (Плоскость) и др. Основныедве 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 (Цилиндрс фаской), Hose (Шланг) и т.д.
Очевидно, создатели 3ds Maxобладают некоторой долей юмора, поскольку в число Standard Primitives (Простыепримитивы) они включили не совсем простой объект — Teapot (Чайник). Этотпримитив любят многие разработчики трехмерной графики и часто используют дляразличных целей. Например, с его помощью очень удобно изучать действиеразличных модификаторов, так как Teapot (Чайник) имеет неправильную форму илюбые деформации очень хорошо на нем видны. Объект Teapot (Чайник) можно такжеприменять для того, чтобы посмотреть, как будет выглядеть на объекте созданныйматериал.
В 3ds Max имеются группыобъектов, 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) позволяетсоздать три типа дверей — Pivot (Закрепленные на оси), BiFold (Складывающиеся) иSliding (Раздвигающиеся). Первые напоминают обычные входные двери, вторые — двериавтобуса, а третьи — двери купе. Можно создавать одинарные или парные (припомощи параметра Double Doors (Двойные дверцы)) двери, регулировать размердверной 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) позволяетдобавлять в сцену шесть типов окон. Их основное отличие — в способе открытия:
Awning (Навесные) — поднимаютсявверх;
Fixed (Закрепленные) — неоткрываются;
Projected (Проектируемые) — состоят из нескольких частей, открывающихся в разные стороны;
Casement (Створчатые) — открываютсяподобно двери, самый распространенный тип окна;
Pivoted(Закрепленные на оси) — открываются таким образом, что оконная рама вращаетсявокруг своей горизонтальной оси;
Sliding(Раздвигающиеся) — отъезжают в сторону, подобно раздвижным стеклам на книжнойполке.
Следующая группа объектов — Stairs (Лестницы) — также является необходимым инструментом для проектированияархитектурных сооружений. В 3ds Max 2008 можно создавать четыре типа лестниц: LType (L-образная), Straight(Прямая), Spiral (Винтовая) и UType(U-образная).
Объекты Stairs (Лестницы) могутбыть Open (Открытые), Closed (Закрытые)и Box (С основанием). Отдельно регулируется наличиеперилл 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 стрелкеили против нее (положение переключателя CCW (Противчасовой стрелки) и CW (По часовой стрелке) в области Layout (Расположение)).
В группу АЕС Extended (Дополнительныеобъекты для АИК) входят объекты Foliage (Растительность),Wall (Стена) и Railing (Ограждение).Объекты Railing (Ограда, перила) и Wall (Стена), как иописанные выше объекты Doors (Двери) и Window (Окна), применяются вархитектурном моделировании.
Объект Foliage (Растительность) служитдля моделирования трехмерной растительности. Трехмерное моделирование флорыобычно сопряжено с большими трудностями. Например, чтобы созданное деревовыглядело реалистично, необходимо не только качественную текстуру, но исмоделировать сложную геометрическую модель. Таких моделей долгое время встандартном инструментарии 3ds Max не было.
При помощи объекта Foliage (Растительность)можно создавать растительные объекты, которые загружаются из библиотеки PlantLibrary (Библиотека растений). Создаваемому объекту автоматически назначаетсясвой материал. Чтобы деревья и кусты не были похожи один на другой,используется параметр Seed (Случайная выборка), который определяет случайноерасположение веток и листьев объекта.
В 3ds Max 2008 также можносоздавать такой тип объектов, как частицы Particle Systems (Системы частиц). Частицыочень удобно использовать в сценах, в которых требуется смоделировать множествообъектов одного типа, например снежинок, осколков от взрыва и т.д.
В 3ds Max присутствует группаобъектов Helpers (Вспомогательные объекты). Объекты этого типа являютсявспомогательными и не имеют геометрии, поэтому на финальном просчете их невидно. Объекты категории Helpers (Вспомогательные объекты) часто используютсядля настройки анимации, ориентирования объектов, определения расстояния междуточками трехмерной сцены и т.д.
Объекты категории Helpers (Вспомогательныеобъекты) 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 междудвумя точками.
Объект Protractor (Угломер) напоминаетрулетку, однако он изменяет не расстояние, а угол между линиями, соединяющимиисходную точку и два объекта. Значение угла между образовавшимися прямыми будетотображаться в настройках объекта Protractor (Угломер) в поле Angle (Угол). Причемпри перемещении этих объектов угол будет соответствующим образом изменяться.
Еще один инструмент дляориентирования в трехмерном пространстве — объект Compass (Компас). Он можетотображаться в окне как простая точка или в виде розы ветров. Этот объектпоможет определить направление координатных осей глобальной системы координатпространства. Он очень удобен, если вы плохо ориентируетесь в трехмерномпространстве, например, из-за большого количества одинаковых объектов.
Объекты группы AtmosphericApparatus (Габаритный контейнер атмосферного эффекта) представляют собойгабаритные контейнеры Gizmo (Гизмо).
В терминологии, используемой дляработы с 3ds Max 2008, часто можно встретить понятие Gizmo (Габаритныйконтейнер Гизмо). Он ограничивает геометрические размеры объекта и имеет видквадратных скобок.
В данном случае контейнерыиспользуются для ограничения пространства, в котором необходимо разместить тотили иной атмосферный эффект, например огонь. Габаритные контейнеры группыAtmospheric Apparatus (Габаритный контейнер атмосферного эффекта) могут бытьтрех типов, различающихся по форме: BoxGizmo (Параллелепипед Гизмо), CylGizmo (ЦилиндрГизмо) и SphereGizmo (Сфера Гизмо). Кроме настроек, определяющих геометрическиеразмеры, для описания объектов используется параметр Seed (Выборка). Он влияетна случайное протекание эффекта в объеме габаритного контейнера, иными словами,при разных значениях параметра Seed (Выборка) картина атмосферного эффектабудет различаться.
Группа Camera Match (Соответствиекамеры) представлена одним вспомогательным объектом CamPoint (Точка камеры),который предназначен для работы с утилитой Camera Match (Соответствие камеры). Даннаяутилита создана для работы с фоновыми изображениями и подбора положения камерытаким образом, чтобы оно соответствовало положению и направлению камеры,которое было при съемке фоновой картинки. Объект CamPoint (Точка камеры) помогаетустановить точки, по которым будет восстановлено положение камеры.
Вспомогательные объекты группыManipulators (Манипуляторы), к которым относятся Cone Angle (Конический угол),Slider (Ползунок) и Plane Angle (Угол плоскости), помогают управлять другимиобъектами сцены, используя возможность 3ds Max связывать параметры объектов.
Вспомогательные объекты группыManipulators (Манипуляторы) помогают разработчику трехмерной анимации управлятьобъектами. Например, вспомогательный объект Slider (Ползунок) можноиспользовать для анимации мимики персонажа. Связав несколько подобных объектовс 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 группыreactor дублируют кнопки одноименной панели инструментов. Они служат длясоздания эффектов, связанных с динамикой в сценах [3, 25].
Объекты категории Systems (Дополнительныеинструменты) позволяют создавать системы дневного освещения, а также управлятьперсонажами.
В 3ds Max предусмотрено два типасистем дневного освещения — Daylight (Дневное освещение) и Sunlight (Солнечноеосвещение). Они пригодятся, в первую очередь, при создании архитектурнойвизуализации, экстерьеров и интерьеров. Эти системы позволяют принимать привизуализации во внимание такие характеристики освещения, как географическоерасположение объекта (страна и город), точную дату и время суток. Учитывая этиданные, программа использует схему освещения, соответствующую положению солнцав заданное время. Такие данные помогут определить, как лучше расположить дом поотношению к сторонам света, для того чтобы его освещение в разное время сутокустраивало заказчика.
При планировке дома иприлегающих территорий очень важно также учитывать, куда будет падать тень отздания и других крупных объектов в разное время дня. Это позволит выбратьнаиболее подходящее место, например, для посадки цветочной клумбы или дляпостройки беседки.
В связке с системами дневногоосвещения Daylight (Дневное освещение) и Sunlight (Солнечное освещение) используетсяобъект 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 освещениес учетом света неба, а во втором — только солнца.
Параметры объекта, появляющиесяпри его построении на вкладке Create (Создание) командной панели, становятсянедоступными после выбора другого объекта или деактивации кнопки построенияобъекта. Для продолжения редактирования созданного примитива существует вкладкаModify (Изменение) командной панели. Выделив объект и перейдя на эту вкладку,вы вновь увидите свиток с параметрами для редактирования.
Кроме изменения параметровпримитива, вкладка Modify (Изменение) командной панели позволяет назначатьмодификаторы выделенному объекту или группе объектов. В последнем случае ккаждому объекту применяется образец модификатора.
Модификаторы — параметрическиуправляемые 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 иполе с образцом цвета, а немного ниже — раскрывающийся список Modifier List (Списокмодификаторов), содержащий модификаторы, доступные для применения к выделенномуобъекту.
Содержимое нижней части областисвитков вкладки Modify (Изменение) командной панели меняется в зависимости оттипа выделенных объектов и выбранных модификаторов.
В стеке модификаторов, которыйрасположен 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 модификатороврасположены кнопки, предназначенные для управления стеком. В их число входят: PinStack (Закрепить стек), Show end result on/off toggle (Показать конечныйрезультат вкл/выкл), Make unique (Сделать уникальным), Remove modifier from the stack (Удалить модификатор из стека),Configure Modifier Sets (Изменить набор модификаторов).
Вкладка Hierarchy (Иерархия) команднойпанели содержит три кнопки контроля за различными параметрами и состояниямиобъекта: Pivot (Опора), IK (Inverse Kinematics) (Обратная кинематика) и LinkInfo (Данные о связях).
В верхней части вкладкиHierarchy (Иерархия) находятся три следующие кнопки:
Pivot (Опора) — открываетсвитки, позволяющие изменять положение в пространстве опорной точки (PivotPoint) выделенного объекта. Опорная точка (Pivot Point) — точка, вокруг которойпроисходят все трансформации объекта, включая поворот, масштабирование и т.д.
IK (Inverse Kinematics) (Обратнаякинематика) — содержит свитки, позволяющие применять к связанным объектаманимацию методом обратной кинематики. Эти свитки также позволяют настраиватьпараметры связей объектов, указывая на способы взаимодействия этих объектовмежду собой.
Link Info (Данные о связях) — открываетсвитки, позволяющие устанавливать блокировки на перемещение, поворот имасштабирование выделенного объекта. Здесь же можно задать характеристикисвязей объектов друг с другом.
Вкладка Motion (Движение) команднойпанели 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 анимациейпри помощи присвоения контроллеров (Controllers) илиограничений (Constraints).
Контроллеры влияют на положениеобъекта в пространстве, его поворот и масштабирование относительно выбранногонаправления, а ограничения позволяют задать рамки использования трансформацииобъекта установленными параметрами (например, движением объекта вдоль указанногосплайна).
Вкладка Display (Отображение) содержиткоманды управления отображением отдельных объектов сцены в окнах проекций.
На этой вкладке можно установитьиндивидуальные параметры отображения каждого объекта и категорий объектов вцелом. Используя настройки данной вкладки, вы можете изменять все параметрыотображения, а также выполнять команды Hide (Спрятать) или Freeze (Фиксировать).
Разнообразный выбор инструментовпредоставляет вкладка Utilities (Утилиты).
По умолчанию свиток Utilities (Утилиты)содержит девять утилит: Asset Browser (Окно просмотра ресурсов), Camera Match (Горизонткамеры), Collapse (Свернуть), Color Clipboard (Буфер обмена с цветом), Measure(Линейка), Motion Capture (Захват движения), Reset XForm (Сброситьпреобразования), MAXScript и reactor.
Итак, основными элементамиинтерфейса являются окна проекций, главное меню, панель инструментов Main Toolbar(Основная панель инструментов), Command Panel (Командная панель).
На панели инструментоврасположены кнопки: Undo (Отменить), Redo (Повторить), Select and Link (Выделитьи связать), Unlink Selection (Разорвать связь с выделенным объектом), Bind toSpace 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 ипереместить), Select and Rotate (Выделить и повернуть), Select and UniformScale (Выделить и равномерно масштабировать), Select and Non-uniform Scale (Выделитьи неравномерно масштабировать), Select and Squash (Выделить и сжать), Reference Coordinate System (Система координат).
На командной панели шестьвкладок: 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-ориентированнаяпрограмма, то есть все, что создается в программе, является объектами. Объектамив 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 объектыпрограммы 3ds Max 2008 можно условно разделить на две категории: параметрическиеи редактируемые.
Большинство объектов в 3ds Maxявляются параметрическими. Параметрические объекты — это объекты, которыеопределяются совокупностью установок или параметров, а не являются описаниемего формы. Проще говоря, такие объекты можно контролировать при помощипараметров (свиток Parameters (Параметры) на командной панели). Изменениезначений параметров модифицирует геометрию самого объекта. Такой подходпозволяет гибко управлять размерами и формой объектов [8, 43].
Параметрическими объектами в 3dsMax являются все объекты, которые можно построить при помощи меню Create (Создание).Они имеют важные настройки моделирования и анимации, поэтому в общем случаенеобходимо как можно дольше сохранять параметрические определения объекта. Однакосохранение параметрических свойств объектов расходует большое количестворесурсов компьютера и замедляет работу с объектами, так как все параметры,настройки и модификаторы хранятся в памяти компьютера. Если вы не предполагаетев дальнейшем использовать параметрические свойства объекта, преобразуйте его вEditable Mesh (Редактируемая поверхность). Изменение редактируемых объектовпроисходит за счет подобъектов (вершины, ребра, грани, полигоны) или функций. Всостав редактируемых объектов входят: Editable Spline (Редактируемый сплайн),Editable Mesh (Редактируемая поверхность), Editable Poly (Редактируемаяполигональная поверхность), Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность) иNURBS (NURBS-поверхность). Редактируемые объекты в стеке модификаторов содержатключевое слово Editable (Редактируемый). Исключение составляют NURBS-объекты,которые называются NURBS Surfaces (NURBS-поверхности). Редактируемые объектыполучаются путем преобразования других типов объектов. После преобразованияпараметрического объекта в другой тип (например, в Editable Mesh (Редактируемаяповерхность)) он теряет все свои параметрические свойства и не может бытьизменен путем указания параметров. В то же время редактируемый объектприобретает свойства, недоступные параметрическому, — возможностьредактирования на уровне подобъектов.
Подобно огромному зданию,построенному из маленьких кирпичиков, программа 3ds Max позволяет создаватьразноплановые сцены, используя в качестве строительных блоков примитивы (параметрическиеобъекты). Вы можете использовать стандартные параметрические объекты для началалюбой работы. После создания к ним можно применять модификаторы, строитьсоставные объекты, разрезать, редактировать на уровне подобъектов и выполнятьмногие другие операции.
Процесс создания ипреобразования любых объектов в целом одинаков: объект создается с помощью менюCreate (Создание), вкладки Create (Создание) командной панели или кнопок панелиинструментов, затем выбирается инструмент для его изменения.
Одно из основных предназначений3ds Max- моделирование трехмерных объектов. Воображение дизайнера трехмерной графикиочень часто рисует сцены, которые невозможно создать, используя толькопримитивы. Многие объекты, которые окружают нас в повседневной жизни, имеютнесимметричную поверхность, воспроизвести которую в трехмерной графике довольносложно [2, 37].
Объекты категории Geometry (Геометрия) в 3ds Max 2008 являются базовымматериалом для создания более сложных моделей. Для редактирования поверхностипримитивов используются различные инструменты моделирования.
Существуют различные подходы ктрехмерному моделированию:
• моделирование на основепримитивов;
• использование модификаторов;
• сплайновое моделирование;
• правка редактируемыхповерхностей: Editable Mesh (Редактируемая поверхность), Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность),Editable Patch(Редактируемая патч-поверхность);
• создание объектов при помощибулевых операций;
• создание трехмерных сцен сиспользованием частиц;
• NURBS-моделирование(NURBS — Non Uniform Rational B-Splines, неоднородныенерациональные В-сплайны).
 2.1 Создание моделей при помощи примитивов
Объекты в 3ds Max 2008 создаютсяпри помощи команд пункта главного меню Create (Создание)или одноименной вкладки командной панели. Чаще используется второй способ, таккак он является более удобным.
Примитивы служат инструментамипостроения и моделирования при создании составных объектов [6, 17].
Простыми геометрическимипримитивами (категория Standard Primitives (Простые примитивы)) в 3ds Maxявляются следующие объекты.
• Box (Параллелепипед) — параллелепипедыи кубы с любым соотношением сторон.
• Sphere (Сфера) — параметрическиеобъекты 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 круглойформой поперечного сечения. Может быть создан также тороидальный сектор.
• Teapot (Чайник) — объект, демонстрирующийвозможности 3ds Max. Чайник является сложным параметрическим объектом,состоящим из частей.
• Cone (Конус) — общие формы,напоминающие цилиндры; два радиуса позволяют в любой момент поместитьрезультирующий объект в управляемый конус.
• GeoSphere (Геосфера) — параметрическиеобъекты, похожие на сферу и представляющие различные способы определениясферических объемов, которые обеспечивают три различных геометрии сферы и купола.Геосфера создает треугольные секции, подобно геодезическим куполам.
• Tube (Труба) — объекты, подобныецилиндру, но с продольным отверстием внутри. Можно также создавать секторы имногогранные призмы с отверстиями.
• Pyramid (Пирамида) — пирамиды(в том числе усеченные) с прямоугольным или квадратным основанием.
• Plane (Плоскость) — прямоугольныйфрагмент сетчатой оболочки. Единственный примитив, не являющийся трехмернымобъектом.
В число сложных примитивов (категорияExtended Primitives (Улучшенные примитивы)) входят следующие объекты:
• Hedra (Многогранник) — пять разновидностеймногогранников с множеством управляющих параметров. Все объекты определяютсязаданием точки центра и величиной радиуса.
• ChamferBox (Параллелепипед сфаской) — параллелепипеды и кубы с любым соотношением сторон. В отличие отобъекта Box (Параллелепипед), при использовании объекта ChamferBox (Параллелепипедс фаской) существует возможность задания фасок на краях.
• OHTank (Цистерна) — цилиндры соснованиями в виде сферических сегментов с ярко выраженной границей междуоснованиями и средней частью объекта. На базе этих объектов можно также строитьцилиндрические секторы.
• Spindle (Веретено) — цилиндрыс коническими основаниями, а также цилиндрические секторы на базе этих объектов.
• Gengon (Многогранная призма) — многогранные призмы с фаской и без нее.
• RingWave (Круговая волна) — инструментдля создания труб, внешняя и внутренняя поверхности которых могут быть волнообразнодеформированы.
• Prism (Призма) — инструментдля создания призм с различным соотношением сторон основания.
• Torus Knot (Тороидальный узел)- объект, который строится на основе узлов различного вида. Можно изменять какформу сечения, так и базовую форму объекта.
• ChamferCyl (Цилиндр с фаской)- цилиндры, цилиндрические секторы и многогранные призмы любых пропорций свозможностью задания на краях фаски, срезанной под углом 45°.
• Capsule (Капсула) — цилиндры соснованиями в виде полусфер, а также цилиндрические секторы на базе этихобъектов.
• 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 базовойформой, представленной в виде буквы «П».
Оба тела экструзии являютсябазовым материалом для моделирования архитектурных конструкций.
• Hose (Рукав) — инструмент для созданиягофрированных рукавов, шлангов и других объектов аналогичной формы. «Привязав»основания Hose (Рукав) к двум другим объектам, можно получить подобиеанимированной пружины.
Для создания объекта необходимо:
1. Перейти на вкладку Create (Создание) командной панели.
2. Выбрать категорию, в которойнаходится нужный объект, для примитивов это категория Geometry(Геометрия).
3. Из раскрывающегося спискавыбрать группу, в которой находится нужный объект.
4. Нажать кнопку с названием объекта.
5. Щелкнуть в любом месте окнапроекции и, не отпуская кнопку, передвигать указатель мыши до тех пор, пока неизменится размер объекта до нужного.
Объекты можно создавать и путемввода параметров объекта в свитке Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры). Для этогопосле нажатия кнопки с названием примитива перейдите в появившийся ниже свиток,введите параметры объекта, координаты точки расположения и нажмите кнопкуCreate (Создать).
Объект в окне проекции можетбыть 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 окнахпроекций нужно для более легкого управления сложными сценами с большимколичеством объектов и полигонов.
Для изменения вариантаотображения объекта необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на названии окнапроекции и в контекстном меню выбрать нужный режим.
Любой примитив, созданный в 3dsMax, характеризуется набором параметров, которые определяют его геометрическуюформу. Изменяя настройки объекта, вы тем самым изменяете его форму. Каждый изпримитивов имеет свой уникальный набор параметров. Например, для примитива Box(Параллелепипед) такими настройками являются Length (Длина), Width (Ширина) иHeight (Высота).
Одна из характеристик, присущихлюбому примитиву, — Segments (Количество сегментов). Этот параметр определяетколичество полигонов в структуре объекта. Чем большее значение принимаетпараметр Segments (Количество сегментов), тем точнее отображается поверхностьтрехмерной модели. Количество сегментов может определяться не одним, анесколькими настройками. Например, объект Box (Параллелепипед) имеет три такихпараметра — Length Segs (Количество сегментов по длине), Width Segs (Количествосегментов по ширине) и Height Segs (Количество сегментов по высоте).
В настройках большинствапримитивов также присутствует параметр Generate Mapping Coords (Создаватьсистему проекционных координат). Установка данного флажка обеспечивает созданиесистемы проекционных координат, что необходимо в том случае, если высобираетесь текстурировать объект. В большинстве случаев необходимо, чтобыданный флажок был снят.
Настройки только что созданногообъекта располагаются на вкладке Create (Создание) командной панели. Однако приповторном выделении объекта в сцене его настройки переместятся на вкладкуModify (Изменение).
Чтобы изменить объект,необходимо указать новые значения его параметров следующим образом.
1. Выделите требуемый примитив вокне проекции.
2. Перейдите на вкладку Modify (Изменение)командной панели.
3. Введите новое значениепараметра в поле рядом с его названием и нажмите клавишу Enter.
Проанализировав источники можносказать, что примитивы — инструменты построения и моделирования при созданиисоставных объектов. Такие примитивы, как L-тело экструзии и С-тело экструзииявляются базовым материалом для моделирования архитектурных конструкций. Примитивывыделяют двух видов: Standard Primitives (Простые примитивы) и ExtendedPrimitives (Улучшенные примитивы).
 2.2 Создание моделей при помощи сплайнов
Один из эффективных способовсоздания трехмерных моделей — использование техники сплайнового моделирования. Вконечном итоге создание модели при помощи сплайнов (трехмерных кривых) сводитсяк построению сплайнового каркаса, на основе которого создается огибающаятрехмерная геометрическая поверхность.
Сплайны — это двумерныепримитивы (например, линия, окружность, текст), имеющие, как и трехмерные,различные параметры задания форм [9, 75].
Сплайновые примитивыпредставляют собой такой же рабочий материал, как и простейшие трехмерныеобъекты, создаваемые в 3ds Max 2008. Сплайновый инструментарий программывключает 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 видезвезды);
• Helix (Спираль).
Доступны также дополнительныесплайновые объекты, которые отличаются сложной формой и гибкими настройками. Благодаряэтому, изменяя значения параметров, можно получать объекты самой разнообразнойформы. Объекты такой формы часто используются в архитектуре.
• WRectangle (Прямоугольник застеной) — позволяет создавать закрытые сплайны, состоящие из двухконцентрических прямоугольников.
• Channel (С-образный) — позволяетсоздавать закрытые сплайны в форме буквы С, напоминающие канавки.
• Angle (L-образный) — позволяетсоздавать закрытые сплайны в форме буквы L, напоминающие уголки.
• Tee (Т-образный) — позволяетсоздавать закрытые сплайны в форме буквы Т.
• Wide Flange (I-образный) — позволяетсоздавать 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. Длясоздания сложных сплайновых объектов, находясь в категории Shapes (Формы),выберите строку Extended Splines (Сложные сплайны).
Все сплайновые примитивы имеютсхожие настройки. Например, каждый описанный объект содержит два обязательныхсвитка настроек: Rendering (Визуализация) и Interpolation (Интерполяция).
По умолчанию сплайновыепримитивы не отображаются на этапе визуализации и используются каквспомогательные объекты для создания моделей со сложной геометрией. Однаколюбой сплайновый примитив может выступать в сцене как самостоятельный объект. Заотображение объекта в окне проекции и на этапе визуализации отвечает свитокнастроек Rendering (Визуализация). Если установить флажок Enable In Renderer (Показатьпри визуализации), объект на этапе визуализации становится видимым. Установленныйфлажок Enable In Viewport (Показывать в окне проекции) позволяетвизуализировать сплайновый примитив в окне проекции с учетом формы сплайна,которую можно выбрать округлой или прямоугольной, установив переключатель вположение Radial (Округлый) или Rectangular (Прямоугольный).
При выборе округлого сечениясплайна (Radial (Округлый)) толщина регулируется параметром Thickness (Толщина).Сплайн характеризуется также количеством сторон (параметр Sides (Количествосторон)) и углом их расположения (Angle (Угол)). Минимальное количество сторонсплайна — 3 (такой сплайн имеет треугольное сечение).
В другом случае — при выборепрямоугольного сечения Rectangular (Прямоугольный) — устанавливаются значенияLength (Длина) и Width (Ширина), определяющие толщину сплайна. Параметр Aspect(Соотношение) обозначает соотношение длины и ширины прямоугольного профилясплайна. Если нажать кнопку с изображением замка, расположенную рядом с этимпараметром, то при изменении длины или ширины профиля автоматически будетизменяться и другой параметр так, чтобы их соотношение оставалось неизменным. Привыборе прямоугольного сечения, как и при выборе округлого, есть возможностьуправлять параметром Angle (Угол).
Свиток настроек Interpolation (Интерполяция)определяет количество шагов интерполяции сплайна (количество сегментов междувершинами объекта). Установленный флажок Optimize (Оптимизация) служит дляоптимизации сплайна. Для сплайнов группы Extended Splines (Сложные сплайны) доступнытакже дополнительные параметры, позволяющие определять форму их внешних ивнутренних углов (Corner Radius 1 (Радиус углов 1) и Corner Radius 2 (Радиусуглов 2)).
На основе сплайновых фигур можносоздавать сложные геометрические трехмерные объекты. Для этого используютсямодификаторы Surface (Поверхность), Lathe (Вращение вокруг оси), Sweep (Выгнутость),Extrude (Выдавливание) и BeveL (Выдавливание со скосом), а также составнойобъект Loft (Лофтинг).
Модификатор — это программнаяфункция изменения формы и внешнего вида трехмерного объекта.
Если присмотреться к объектам,которые нас окружают, то можно заметить, что многие из них обладают осевойсимметрией. Например, плафон люстры, тарелки, бокалы, кувшины, колонны и т.д. Всеэти объекты в трехмерной графике создаются как поверхности вращения сплайновогопрофиля вокруг некоторой оси при помощи модификатора Lathe (Вращение вокруг оси).Этот модификатор назначается созданному сплайну, после чего в окне проекциипоявляется трехмерная поверхность, образованная вращением сплайна вокругнекоторой оси. Сплайновая кривая при этом может быть разомкнутой или замкнутой.
Настройки модификатора Lathe (Вращениевокруг оси) позволяют установить тип поверхности, получившейся в результатевращения сплайнового профиля. Это может быть Patch (Патч-поверхность), Mesh (Поверхность)или NURBS (NURBS-поверхность). Кроме этого, при создании объекта можноустанавливать угол вращения профиля в диапазоне от 0 до 360°.
Для построения трехмерной моделиметодом лофтинга необходимо создать два сплайна. Одна трехмерная криваяопределяет сечение модели, а вторая — траекторию, вдоль которой это сечение будетрасполагаться [10, 56].
Модификатор Sweep (Выгнутость) — еще один инструмент для превращения сплайна в трехмерный объект. Настройкилюбой трехмерной кривой, которая создается в 3ds Max, дают возможностьвизуализировать ее с круглым или квадратным сечением. Модификатор Sweep (Выгнутость)позволяет визуализировать сплайн со значительно большим количеством профилей. Срединих профили в форме уголка (Angle (Угол)), канавки (Channel (Канавка)), полукруга (Half Round (Полукруг)), полой круглойтрубки (Pipe (Труба)), полой квадратной трубки (Tube (Трубка)) и др. Профиль можно выбирать из списка BuiltIn Section (Встроенные профили) свитка Section Type (Тип профиля) настроекмодификатора.
Возможности модификатора неограничиваются применением профилей-заготовок. В качестве профиля можноиспользовать сплайновый профиль, созданный вручную. Для этого необходимоустановить переключатель в положение Use Custom Section (Использоватьпользовательский профиль), нажать кнопку Pick (Выбрать) и указать сплайн в окнепроекции.
Геометрическими размерамипрофиля, а также углами можно управлять, используя настройки свитка SweepParameters (Параметры выгнутости).
Модификатор Sweep (Выгнутость) оченьудобно использовать для архитектурного моделирования. Например, с его помощьюможно быстро добавить плинтус, карнизы, оконные рамы и прочие элементыинтерьера в трехмерную комнату.
Метод создания трехмерныхобъектов с помощью этого модификатора напоминает способ лофтинга.
При создании трехмерных моделейчасто используются стандартные модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливаниесо скосом), которые схожи по своему действию и применяются к любой сплайновойформе. Результатом действия этих модификаторов на сплайн является поверхность,созданная сечением выбранной сплайновой формы.
Разница между этимимодификаторами заключается в том, что при использовании Bevel (Выдавливание соскосом) можно дополнительно управлять величиной скоса выдавливаемых граней. Крометого, модификатор Bevel (Выдавливание со скосом) позволяет применять трехуровневоевыдавливание, с помощью которого можно придавать красивую форму краям фигуры.
Особенно удобно использоватьмодификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) приразработке логотипов и работе с объемным текстом.
Если в окне проекции создатьсплайновую форму Text (Текст), а затем применить к ней один из модификатороввыдавливания, то получится объемная надпись. С ней можно работать, как и слюбым другим трехмерным объектом.
Главной настройкой модификаторовExtrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) является амплитудавыдавливания. Для модификатора Bevel (Выдавливание со скосом) — это параметрHeight (Высота), а для Extrude (Выдавливание) — Amount (Величина). Величинускоса задает параметр Outline (Масштаб).
Еще один модификатор,применяющийся для выдавливания, — Bevel Profile (Выдавливание со скосом позаданному профилю).
Он действует на сплайнаналогично Bevel (Выдавливание со скосом), с той лишь разницей, что внастройках Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю) необходимоуказывать трехмерную кривую, вдоль которой будет выдавливаться сплайн.
Модификатор Extrude (Выдавливание)имеет несколько меньшие возможности по сравнению с Bevel Profile (Выдавливаниесо скосом по заданному профилю), однако разработчики трехмерной графики оченьчасто используют Extrude (Выдавливание). В частности, с его помощью удобносоздавать 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. «Дизайнпомещений и интерьеров в 3ds Max 7» можно сказать, что сплайны часто используются вархитектуре, употребляются для создания моделей с осевой симметрией.
Например, плафон люстры, тарелки,бокалы, кувшины, колонны. Моделирование при помощи сплайнов включает в себяследующие фигуры:
Line (Линия),
Circle (Окружность),
Arc (Дуга),
NGon (Многоугольник),
Text (Сплайновыйтекст),
Section (Сечение),
Rectangle (Прямоугольник),
Ellipse (Эллипс),
Donut (Кольцо),
Star (Многоугольникв виде звезды),
 Helix (Спираль).2.3 Создание моделей при помощи редактируемыхповерхностей
Еще один используемый втрехмерной графике способ моделирования — работа с редактируемыми поверхностями.Программа 3ds Max 2008 позволяет работать со следующими типами редактируемыхповерхностей:
• Editable Mesh (Редактируемаяповерхность);
• Editable Poly (Редактируемаяполигональная поверхность);
• Editable Patch (Редактируемаяпатч-поверхность);
• NURBS Surface (NURBS-поверхность).
Практически любой объект 3ds Max2008 можно преобразовать в один из этих типов поверхностей. Для этого правойкнопкой мыши вызовите контекстное меню, щелкните на пункте Convert To (Преобразовать)и в появившемся подменю выберите один из типов [7,48].
Все эти методы построенияповерхностей схожи между собой, различаются они настройками моделирования науровне подобъектов. Переключаясь в различные режимы редактирования подобъектов,можно перемещать, масштабировать, удалять, объединять подобъекты.
В объектах типа Editable Mesh (Редактируемаяповерхность) модель состоит из треугольных граней. Для работы с Editable Mesh (Редактируемаяповерхность) можно использовать режимы редактирования Vertex (Вершина), Edge (Ребро),Face (Грань), Polygon (Полигон) и Element (Элемент).
В объектах типа Editable Poly (Редактируемаяполигональная поверхность) модель состоит из многоугольников. Для работы стакими объектами можно использовать режимы редактирования Vertex (Вершина),Edge (Ребро), Border (Граница), Polygon (Полигон) и Element (Элемент).
В объектах типа Editable Patch (Редактируемаяпатч-поверхность) модель состоит из лоскутов треугольной или четырехугольнойформы, которые создаются сплайнами Безье. Особенность этого типа редактируемойповерхности — гибкость управления формой создаваемого объекта. Для работы сEditable Patch (Редактируемая патч-поверхность) можно использовать режимыредактирования Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Patch (Патч), Element (Элемент) иHandle (Вектор).
NURBS Surface (NURBS-поверхность)- это поверхность, построенная на NURBS-кривых. Этот метод созданияповерхностей основан на неоднородных рациональных В-сплайнах (Non Uniform Rational B-Splines). Чаще всего данный способ используется длямоделирования органических объектов, анимации лица персонажей. Этот методявляется самым сложным в освоении, но вместе с тем самым гибким.
Объект Editable Mesh (Редактируемаясетка) предназначен для создания основных форм трехмерных моделей. Он неявляется параметрическим объектом, то есть у него нет параметров, как,например, у примитивов. Практически любой трехмерный объект можно преобразоватьв редактируемую сетку (поверхность). После преобразования его можноиспользовать для полигонального моделирования.
Настройки режимов редактированияобъединены в четыре основных свитка — Selection (Выделение), Soft Selection (Плавноевыделение), Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик) иSurface Properties (Свойства поверхности). Эти свитки одинаковы для всех режимов,однако инструменты в них могут отличаться в зависимости от выбранного типаподобъектов.
Свиток Selection (Выделение) содержитнастройки выделения подобъектов. С помощью этого свитка можно быстропереключаться между режимами редактирования подобъектов.
При установке флажка IgnoreBackfacing (Игнорировать невидимые участки) производится выделение только техобластей объектов, которые обращены к зрителю.
Редактируя поверхность, частобывает удобно скрыть те или иные элементы оболочки. Поскольку стандартная командаHide Selection (Скрыть выделение) в данном случае не позволяет этого сделать,эту операцию можно выполнить, используя кнопку Hide (Скрыть). Для отображениявсех скрытых объектов сцены необходимо нажать кнопку Unhide All (Отобразить все).
Свиток Soft Selection (Плавноевыделение) позволяет использовать функцию плавного выделения. Эта возможностьчасто применяется в процессе моделирования трехмерных объектов. Суть этогометода состоит в том, чтобы при перемещении одного типа подобъектов на выделенныеэлементы объекта оказывалось воздействие с силой, зависящей от расстояния, накотором эти элементы находятся от центра выделения. Для включения этого режиманужно установить флажок Use Soft Selection (Использовать плавное выделение). Расстояние,на которое распространяется воздействие в режиме Soft Selection (Плавноевыделение), устанавливается параметром Falloff (Спад). Характер распространениявоздействия на прилегающие подобъекты определяется параметрами Pinch (Сужение) иBubble (Выпуклость). В этом же свитке отображается кривая воздействия навыделенную область. При изменении значений параметров этого свитка криваяизменяет свою форму, что позволяет визуально определить характер выделения. Функцияплавного выделения доступна во всех режимах редактирования подобъектов.
В свитке Edit Geometry (Редактированиегеометрических характеристик) расположены основные инструменты для работы средактируемыми поверхностями. С помощью инструментов этого свитка вы можетесоздавать подобъекты (Create (Создать)), удалять их (Delete (Удалить)), присоединять к оболочке (Attach(Присоединить)) или, наоборот, отсоединять их (Detach (Отделить)),создавая отдельные объекты.
Один из инструментов, которыйчасто используется при редактировании поверхностей, — Extrude (Выдавливание). Спомощью этой операции можно произвести перемещение выделенных подобъектов наопределенную длину. Другой инструмент — Bevel (Выдавливание со скосом) — посвоему действию напоминает Extrude (Выдавливание), однако, в отличие отпоследнего, позволяет производить выдавливание выделенного подобъекта подопределенным углом, что позволяет управлять его площадью. Инструмент Bevel (Выдавливаниесо скосом) используется только в режимах редактирования Polygon (Полигон) иFace (Грань). Инструмент Chamfer (Фаска) используется для создания фаски наместе ребра или вершины.
При использовании инструментовExtrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) результат ихвоздействия зависит от положения переключателя Normal (Нормаль): Group (Общие) илиLocal (Выборочные). В первом случае используется усредненная нормаль по всемвыделенным подобъектам, а во втором выдавливание происходит в направлениинормалей каждого выделенного подобъекта.
Некоторые инструментыредактируемых поверхностей по своему действию напоминают модификаторы 3ds Max. Кромерассмотренных выше инструментов Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание соскосом), напоминающих одноименные модификаторы, в свитке Edit Geometry (Редактированиегеометрических характеристик) содержится аналог модификатора Slice (Срез). Этотинструмент называется Slice Plane (Плоскость среза). После нажатия кнопки стаким названием в середине объекта появится схематически обозначенная плоскость.С помощью этой плоскости можно разрезать подобъекты, изменяя таким образом топологиюредактируемой поверхности.
Плоскость можно перемещать вдольосей, вращать и масштабировать. После подбора требуемого положения плоскостисреза необходимо нажать кнопку Slice (Срез), после чего будет произведенаоперация разрезания. Если нужно разделить полученные части, проследите, чтобыперед использованием этого инструмента был установлен флажок Split (Разделить).
Если необходимо разрезатьоболочку объекта вручную, используется инструмент Cut (Разрез).
В процессе редактированияоболочки Editable Mesh (Редактируемая поверхность) может возникнутьнеобходимость увеличить плотность полигональной структуры. Это можетпонадобиться, например, в тех случаях, когда необходимо увеличить разрешениеоболочки модели в месте сгиба (представьте локтевой сустав персонажа илилицевой мускул). Для этих целей служит операция Tessellate (Разбиение граней). Топологиясетчатой поверхности, образованной в результате использования инструментаразбиения подобъектов, зависит от того, в каком положении находитсяпереключатель by (Разбить по). Если выбран режим уплотнения полигональнойструктуры Edge (По ребру), то на месте разбиваемой грани образуются четыреновые грани, если же используется режим Face-Center (По центру грани), то наместе разбиваемой грани образуются три новые. Операция Tessellate (Разбиениеграней) работает в режимах редактирования подобъектов Face (Грань), Polygon (Полигон)и Element (Элемент).
Инструмент Explode (Взрыв) воздействуяна выделенные подобъекты, преобразовывает их в самостоятельные объекты или элементыредактируемой оболочки.
Инструмент Collapse (Удаление) удаляетвыделенный подобъект, стягивая на его место прилегающие подобъекты.
Свиток Surface Properties (Свойстваповерхности) используется для определения участков сглаживающих групп.
Группой сглаживания называетсясовокупность граней, к которым применено автоматическое сглаживание. Примыкающиедруг к другу группы сглаживания образуют острые ребра. Чтобы назначитьвыбранным подобъектам определенную группу сглаживания, необходимо выделитьтребуемые подобъекты, после чего ввести нужный номер сглаживающей группы инажать Enter.
Полигональными являются объекты,основанные на сетке полигонов, из которых состоит поверхность этих объектов. Онипохожи на объекты Editable Mesh (Редактируемая поверхность), но обладаютуникальными возможностями. Эти объекты доступны только как Editable Poly (Редактируемаяполигональная поверхность). В них могут быть преобразованы любые геометрическиеобъекты сцены путем конвертации в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность),а также после применения модификатора Edit Poly (Редактирование полигонов) илиPoly Select (Выделение полигонов) [17, 47].
Инструментарий редактируемойповерхности Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) напоминаетсредства редактирования поверхности Editable Mesh (Редактируемая поверхность),однако он имеет дополнительные возможности.
Настройки режимов редактированияобъединены в шесть свитков — Selection (Выделение), Soft Selection (Плавноевыделение), Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик),Subdivision Surface (Поверхность разбиения), Subdivision Displacement (Смещениеразбиения) и Paint Deformation (Деформация кистью). Эти свитки одинаковы длявсех режимов, однако инструменты в них могут различаться в зависимости отвыбранного типа подобъектов. Кроме этого, имеются дополнительные свитки,которые изменяются в зависимости от режима [5, 154].
Свиток Selection (Выделение) содержитнастройки для выделения подобъектов и параметр Ignore Backfacing (Игнорировать невидимыеучастки).
В отличие от Editable Mesh (Редактируемаяповерхность), здесь также есть инструмент Grow (Выращивать). Его очень удобноиспользовать, когда необходимо увеличить радиус выделения. При каждомпоследующем нажатии кнопки Grow (Выращивать) к выделенной области добавляютсяпримыкающие подобъекты. Действие Shrink (Сокращать) является обратным операцииGrow (Выращивать). Так, если использовать эту функцию для группы выделенныхподобъектов, то при каждом последующем нажатии кнопки Shrink (Сокращать) будетубираться выделение крайних подобъектов.
Инструменты Ring (По кругу) иLoop (Кольцо) используются только в режимах редактирования подобъектов Edge (Ребро)и Border (Граница). Первый инструмент позволяет выделить подобъекты попериметру модели, а второй — те, которые расположены на одной линии свыделенными. Удобные инструменты прокрутки, расположенные рядом с кнопками,позволяют перенести выделение на прилегающие области. Каждый щелчок наинструменте прокрутки смещает выделение на одно ребро или на одну границу.
Инструменты свитка SoftSelection (Плавное выделение) повторяют те, которые доступны при редактированииповерхности типа Editable Mesh (Редактируемая поверхность). Однако онидополнены областью Paint Soft Selection (Плавное выделение кистью). С помощьюнаходящихся там инструментов можно вручную определять характер мягкоговыделения, используя виртуальную кисть. Чтобы наблюдать выделение с помощьюинструмента Paint Soft Selection (Плавное выделение кистью), необходимо доначала его использования, нажав кнопку Shaded Face Toggle (Переключение в режимзатененных поверхностей), включить режим, при котором подобъекты будутпо-разному окрашиваться в зависимости от степени влияния на них выделения.
Для более точной настройкипараметров кисти можно использовать окно Painter Options (Настройки рисования),которое вызывается кнопкой Brush Options (Настройки кисти). Используя кривуюдеформации в данном окне, вы можете точно описать профиль выдавливаемойповерхности.
Инструменты, которые в EditableMesh (Редактируемая поверхность) вынесены в свиток Edit Geometry (Редактированиегеометрических характеристик), в Editable Poly (Редактируемая полигональнаяповерхность) разбиты на два свитка. Это объясняется тем, что инструментовредактирования Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) значительнобольше. Первый свиток носит переменное название — Edit Vertices (Редактированиевершин), Edit Polygons (Редактирование полигонов), Edit Edges (Редактированиеребер), Edit Borders (Редактирование границ) и Edit Elements (Редактированиеэлементов), а второй — постоянное, Edit Geometry (Редактирование геометрическиххарактеристик).
В свитке Edit Geometry (Редактированиегеометрических 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 (Скрытьвыделенное)) и отображения (Unhide All (Показать все)) выделенных подобъектов.
Некоторые инструменты EditablePoly (Редактируемая полигональная поверхность) содержат небольшой значокSettings (Настройки), расположенный справа от кнопки с названием инструмента. Сее помощью осуществляется доступ к настройкам инструмента. Эта кнопка заменяетполе ввода числовых значений, которое присутствует в инструментах Editable Mesh(Редактируемая поверхность).
Инструмент MSmooth (Сглаживание)является аналогом модификатора MeshSmooth (Сглаживание), однако, в отличие отпоследнего, работает с выделенными подобъектами. Инструмент Relax (Ослабление) такжеповторяет действие одноименного модификатора.
Кнопка Repeat Last (Повторитьпоследнее действие) позволяет повторить действие последнего инструмента,использовавшегося при редактировании Editable Poly (Редактируемая полигональнаяповерхность).
В свитке, название которого,напомним, изменяется в зависимости от того, какой режим редактированияподобъектов выбран, вы увидите уже привычные инструменты Extrude (Выдавливание),Bevel (Выдавливание со скосом), Chamfer (Фаска). По сравнению с подобныминструментом Editable Mesh (Редактируемая поверхность), возможности инструментаChamfer (Фаска) шире. Например, когда вы используете Chamfer (Фаска) дляEditable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), поверхности,образованные в результате применения инструмента, можно удалить.
Инструмент Outline (Контур),присутствующий только в режиме редактирования Polygon (Полигон), позволяетуправлять площадью выделенного полигона. При помощи Bridge (Мост) можноуправлять формой трехмерной оболочки, выстраивая полигоны между двумя и болеевыделенными элементами сетки модели. Этот инструмент доступен в режимах Polygon(Полигон), Edge (Ребро) и Border (Граница).
Инструмент Hinge From Edge (Поворотвокруг ребра) позволяет повернуть полигон вокруг выделенного ребра. ИнструментExtrude Along Spline (Выдавить по сплайну) позволяет производить операциювыдавливания, используя заданную форму сплайна. Эти инструменты доступны тольков режиме редактирования Polygon (Полигон).
Инструмент Flip (Обратить) позволяетобратить нормали выделенного участка. Он доступен в режимах Polygon (Полигон) иElement (Элемент). Инструмент Connect (Соединить) соединяет центры выделенныхребер, а Сар (Замкнуть), присутствующий только в режиме редактирования Border (Граница),замыкает образованные пустоты внутри замкнутых границ полигоном.
Полигональное моделирование — одиниз самых распространенных способов создания моделей в трехмерной графике. Несмотряна то, что в 3ds Max реализовано достаточно большое количество средств длясоздания объектов на основе Editable Poly (Редактируемая полигональнаяповерхность), эти инструменты не всегда удобны. Например, иногда желательно,чтобы объект был словно пластилиновый, и с трехмерной моделью можно былоработать так, как скульптор работает с глиной [3, 45].
В 3ds Max 2008 в настройкахEditable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) находится свиток PaintDeformation (Деформация кистью), который позволяет деформировать объект именнотаким образом. Он предоставляет в распоряжение разработчика трехмерной графикинабор кистей, при помощи которых можно вдавливать и смещать положение вершинсетки объекта. Свиток Paint Deformation (Деформация кистью) очень удобноиспользовать при работе с оболочками, содержащими большое количество полигонов.
Характером деформации,производимой кистью, можно управлять с помощью параметров Push/Pul Value (Силавдавливания/вытягивания), Brush Size (Размер кисти) иBrush Strength (Сила воздействия кисти). Если требуется сгладить слишкомвыступающие части модели, используйте кнопку Relax (Ослабление). Кнопка Revert(Возврат) служит для отмены созданной деформации. Производя движения кистью врежиме Revert (Возврат), вы можете отменить действие Paint Deformation (Деформациякистью) на отдельных участках.
Для более точной настройкипараметров кисти можно использовать окно Painter Options (Настройки рисования),которое вызывается кнопкой Brush Options (Настройки кисти).
В объектах типа Editable Patch (Редактируемаяпатч-поверхность) модель состоит из лоскутов треугольной или четырехугольнойформы, которые создаются сплайнами Безье.
Patch Grids (Сетки патчей) — этоповерхности Безье, состоящие из четырехугольных (реже треугольных) фрагментов (лоскутов),основанных на сплайнах, которые управляются при помощи манипуляторов Безье.
Меню Create (Создание) содержитдва параметрических объекта фрагментов Безье, но большинство объектов создаетсяпутем преобразования в Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность).
Моделирование при помощифрагментов Безье имеет следующие преимущества перед другими способами созданияобъектов:
• автоматическое сглаживаниестыков между фрагментами, при котором получается плавный переход от одногофрагмента к другому;
• управление фрагментами припомощи манипуляторов Безье;
• возможность управлениятопологией (плотностью) фрагментов Безье,
что позволяет при незначительныхзатратах получить сглаженную модель;
• окончательная модельпредставляет собой полностью бесшовный каркас, который легко поддаетсяанимированию.
Однако такое моделированиеобладает и определенными недостатками:
• автоматическое сглаживаниестыков из преимущества превращается в
недостаток, когда необходимовыполнить моделирование излома поверхности (например, ногтя);
• фрагменты Безье слишком велики,поэтому работать с маленькими элементами или деталями объекта неудобно.
NURBS — это поверхности иликривые, форма которых описывается неоднородными рациональными В-сплайнами.
Такие поверхности хорошоподходят для создания органических поверхностей, дают возможность неплохогоинтерактивного контроля над объектом, хотя и не так просты в использовании. ПрименениеNURBS-поверхностей позволяет достичь лучших результатов при моделированииобъектов со сглаженными формами, нежели приемы полигонального моделирования. [20,113].
NURBS-объекты представлены двумявидами поверхностей и кривых:
• CV-кривые(кривые с контрольными вершинами) — содержат управляющую решетку с вершинами, спомощью которых можно изменять форму отдельной кривой или всей поверхности.
• Точечные кривые — подобнообычным кривым, строятся по контрольным точкам, которые позволяют более тонко,чем в случае с обычными сплайнами, управлять формой кривой или поверхности.
Точно так же поверхности NURBSподразделяются на точечные и CV (с контрольнымивершинами), сохраняя свои свойства аналогично кривым. Они состоят из набораNURBS-кривых, связанных между собой. В NURBS-объекты можно преобразовыватьсплайны и стандартные примитивы 3ds Max.
NURBS-поверхностипредпочтительнее полигональных при моделировании плавных поверхностей объектов,таких, как растения, животные, цветы и т.д.
Рассмотрев литературу посозданию моделей при помощи редактируемых поверхностей можно сказать:
Выделяют такие типыредактируемых поверхностей:
• Editable Mesh (Редактируемаяповерхность);
• Editable Poly (Редактируемаяполигональная поверхность);
• Editable Patch (Редактируемаяпатч-поверхность);
• NURBS Surface (NURBS-поверхность).
Эти модели применяются длясоздания органических моделей, архитектурных сооружений, анимации персонажей.
Заключение
В своей работе я хотел показатьосновы моделирования при помощи примитивов, сплайнов и редактируемыхповерхностей в Autodesk 3ds Max 2008.
Я ставил такие задачи:
Рассмотреть основные понятиятрехмерной графики;
Изучить элементы интерфейса 3ds Max 2008;
Рассмотреть основы моделированияпри помощи примитивов, сплайнов и редактируемых поверхностей.
В первом разделе «Изучениеоснов 3D моделирования в программе Autodesk3ds Max 2008 я рассматриваю двепервые задачи.
Раскрывая первую задачу влитературе я встретил такие понятия: 3D-редакторы, трехмернаясцена, моделирование на уровне подобъектов, модификаторы, параметрическиеобъекты, сплайны.
Рассмотрев понятийный аппарат, 3D моделирование становится более простым для усвоения.
Второй задачей в моей работе былоизучение 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. «Дизайнпомещений и интерьеров в 3ds Max 7». Они диктуют свою позицию с общепринятых и давноустановленных общих понятий, четко выделяют такие элементы интерфейса: главноеменю, панель инструментов Main Toolbar (Основная панель инструментов), Command Panel (Командная панель), окнапроекций.
Третьей задачей было рассмотрениеоснов моделирования при помощи примитивов, сплайнов и редактируемых поверхностей.
Можно выделить три основных видамоделирования:
Моделирования при помощипримитивов;
Моделирования при помощисплайнов;
Моделирования при помощи редактируемыхповерхностей.
Примитивы (стандартныепараметрические объекты) можно использовать для начала любой работы. Послесоздания к ним можно применять модификаторы, строить составные объекты,разрезать, редактировать на уровне подобъектов и выполнять многие другиеоперации. Различают Standard Primitives (Простые примитивы) и ExtendedPrimitives (Улучшенные примитивы).
К Standard Primitives (Простыепримитивы) 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 (Улучшенныепримитивы) относятся: Hedra (Многогранник), ChamferBox (Параллелепипед с фаской),OHTank (Цистерна), Spindle (Веретено), Gengon (Многогранная призма), RingWave (Круговаяволна), Prism (Призма), Torus Knot (Тороидальный узел), ChamferCyl (Цилиндр сфаской), Capsule (Капсула), L-Extrusion (L-тело экструзии), C-Extrusion (С-телоэкструзии), Hose (Рукав).
Сплайны — это двумерныепримитивы (например, линия, окружность, текст), имеющие, как и трехмерные,различные параметры задания форм.
Сплайновый инструментарийпрограммы 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 (Многоугольникв виде звезды), Helix (Спираль).
Работа с редактируемымиповерхностями — еще один используемый в трехмерной графике способ моделирования.
Различают следующие видыредактируемых поверхностей: Editable Mesh (Редактируемая поверхность (сетка)),Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), Editable Patch (Редактируемаяпатч-поверхность), NURBS Surface (NURBS-поверхность).
Таким образом рассмотревлитературу, мне удалось решить поставленные задачи.
Поставленная мною цель быладостигнута. Я рассмотрел 3 основных вида трехмерного моделирования, дал имхарактеристику. 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. — 663c.
3. Билл Флеминг. Создание трехмерных персонажей. Уроки мастерства: пер. сангл. / 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.3DStudio max 2008 (+CD). — Диалектика, 2008. — 576 с.: ил.
8. Бондаренко С.В., Бондаренко М.Ю. Autodesk 3ds Max 2008.3D Studio MAX2008. Краткое руководство. — Диалектика, 2008. — 144 с.: ил. — (Серия «Краткоеруководство»).
9. Бурлаков М.В. Autodesk 3ds Max 2008. Самоучитель 3D Studio MAX 2008 сэлектронным 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.: Издательскийдом «Вильямс», 2006. — 368 с.: ил. — Парал. тит. англ.
18. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособиедля 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 иинформационных технологий. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. — 320 с.