Сплайновые каркасы
Создание сплайновых каркасов – это достаточно сложный способ преобразования двухмерного тела в трехмерное. Данный метод широко применяется в персонажном моделировании и анимации, то есть в сложных областях трехмерной графики.
Что такое сплайновый каркас? Представьте себе обычный проволочный каркас, например каркас цилиндра. Он состоит из двух окружностей, соединенных между собой прямыми отрезками определенной длины. На этот каркас для придания объема можно натянуть ткань, можно облепить его гипсом или глиной. Итак, сплайновый каркас – это трехмерная сетка, построенная из сплайнов. На каркас натягивается поверхность с помощью модификатора Surface (Поверхность). Для правильного применения модификатора должны быть выполнены следующие условия:
• все сплайны в составе каркаса должны быть подобъектами одного объекта;
• так как поверхности в 3ds Max бывают только треугольные и четырехугольные, одна ячейка сплайнового каркаса должна иметь не менее трех, но не более четырех вершин (иначе в поверхности будут дырки);
• сплайны должны пересекаться в местах своих вершин, то есть эти вершины должны иметь одинаковые координаты или быть слиты.
Чтобы обеспечить точное совпадение вершин пересекающихся сплайнов, следует использовать привязки (рис. 3.14). Привязки позволяют указателю мыши притягиваться к вершинам, ребрам, опорным точкам объектов, узлам и линиям координатной сетки. Они ограничивают трансформации по установленным дискретным значениям приращений. Например, требуется повернуть объект на определенное количество градусов. При использовании угловой привязки вращение будет ограничено пятью градусами (по умолчанию это дискретное значение), то есть через каждые пять градусов можно почувствовать легкое ограничение вращения. Для включения привязки следует нажать соответствующую кнопку на панели инструментов (см. рис. 3.14).
Рис. 3.14. Инструменты, включающие действие привязок
позволяют привязаться к точкам, лежащим в заданной плоскости. Полуобъемные
привязывают не только к точкам, лежащим в заданной плоскости, но и к проекциям других точек на данную плоскость. Трехмерные привязки
позволяют привязаться к любым точкам, вне зависимости от их расположения в пространстве.
При включении угловой привязки (Angle Snap)
вращение будет происходить на величину, кратную заданной (по умолчанию это 5°).
Процентная привязка (Percent Snap)
привязывает масштабирование к процентному увеличению размера (по умолчанию 10 %).
Для настройки двухмерной, полуобъемной, трехмерной, угловой и процентной привязок выполните команду Customize ? Grid and Snap Settings (Настройки ? Параметры сетки и привязки) или щелкните правой кнопкой мыши на кнопке со значком любой привязки. Появится окно Grid and Snap Settings (Параметры сеток и привязок), в котором можно включить конкретные объектные привязки, установить величину угла при угловых привязках и указать масштаб процентной привязки (рис. 3.15).
Рис. 3.15. Диалоговое окно Grid and Snap Settings (Параметры сеток и привязок)
На вкладке Snaps (Привязки) окна Grid and Snap Settings (Параметры сеток и привязок) можно включить и отключить следующие объектные привязки, установив или сняв соответствующие флажки:
• Grid Points (Узлы сетки) – привязка к узлам координатной сетки;
• Pivot (Опорная точка) – привязка к опорным точкам объекта;
• Perpendicular (Перпендикуляр) – привязка сегментов текущего сплайна к точкам других сплайнов, в которых сегменты перпендикулярны этим сплайнам;
• Vertex (Вершина) – привязка к вершинам объектов;
• Edge/Segment (Ребро/сегмент) – привязка к произвольным точкам в пределах видимых и невидимых ребер каркасов;
• Face (Грань) – привязка к граням объектов;
• Grid Lines (Линии сетки) – привязка к линиям координатной сетки;
• Bounding Box (Габаритный контейнер) – привязка к углам габаритного контейнера объекта;
• Tangent (Касательная) – привязка сегментов текущего сплайна к точкам других сплайнов, в которых сегменты являются касательными к текущим сплайнам;
• Endpoint (Концевая точка) – привязка к концевым точкам ребер каркаса или сегментов сплайна;
• Midpoint (Средняя точка) – привязка к серединам ребер каркасов или сегментам сплайнов;
• Center Face (Центр грани) – привязка к центральным точкам граней.
Проще всего построить сплайновый каркас, используя инструмент Cross Section (Поперечное сечение) из свитка Geometry (Геометрия). Этот инструмент доступен на любом уровне редактирования сплайновых форм. Он соединяет вершины последовательно указанных сплайнов прямыми линиями, то есть соблюдены все условия для успешного применения модификатора Surface (Поверхность).
Для практического закрепления теоретического материала выполните упражнение «Упражнение 7. Подсвечник» из раздела «Практика» данной главы.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
Проект San Francisco (Каркасы Java)
Проект San Francisco (Каркасы Java) В 1994 году группа разработчиков приложений AS/400 предложила лаборатории в Рочестере подумать о разработке новой базы приложений на основе объектных технологий. Общая прикладная база давала возможность избежать больших расходов ириска в ходе
Источник
Сплайновое моделирование
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.
C п лайновые примитивы
Онлайновые примитивы представляют собой такой же рабочий материал, как и простейшие трехмерные объекты, создаваемые в 3ds max 7. Онлайновый инструментарий программы включает в себя следующие фигуры (рис. 3.38):
Рис. 3.38. Сп лайновые формы
- Line (Линия);
- Circle (Окружность);
- Arc (Дуга);
- NGon (Многоугольник);
- Text (Онлайновый текст);
- Section (Сечение);
- Rectangle (Прямоугольник);
- Ellipse (Эллипс);
- Donut (Кольцо);
- Star (Многоугольник в виде звезды);
- Helix (Спираль).
Чтобы создать сплайновый объект, перейдите на вкладку Create (Создание) командной панели в категорию Shapes (Формы), выберите строку Splines (Сплайны) и нажмите кнопку создаваемого примитива. Все сплайновые примитивы имеют схожие настройки. Например, каждый описанный объект имеет два обязательных свитка настроек: Rendering (Визуализация) и Interpolation (Интерполяция) (рис. 3.39).
Рис. 3.39. Два общих свитка настроек всех онлайновых примитивов
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 Renderable (Визуализируемый), объект на этапе визуализации становится видимым. Включенный параметр Display Render Mesh (Показывать сетку визуализации) позволяет визуализировать сплайновый примитив в окне проекции с учетом толщины сплайна, которая регулируется параметром Thickness (Толщина). Создаваемый сплайн характеризуется также количеством сторон Sides (Количество сторон) и углом их расположения Angle (Угол). Минимальное количество сторон сплайна — 3 (такой сплайн имеет треугольное сечение). Свиток настроек Interpolation (Интерполяция) определяет количество шагов интерполяции сплайна (количество сегментов между вершинами объекта). Установленный флажок Optimize (Оптимизация) служит для оптимизации сплайна.
Любой онлайновый примитив можно преобразовать в так называемый Editable Spline (Редактируемый сплайн), который позволяет изменять форму объектов.
Можно не преобразовывать сплайновую фигуру в Editable Spline (Редактируемый сплайн), а назначить объекту модификатор Edit Spline (Редактировать сплайн). В результате применения этого модификатора объект наделяется всеми свойствами редактируемого сплайна.
В отличие от всех онлайновых примитивов, объект Line (Линия) по умолчанию обладает всеми свойствами редактируемого сплайна, поэтому конвертировать его в редактируемый сплайн не имеет смысла.
Для преобразования сплайна в редактируемый щелкните на нем правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите команду Convert To > Convert to Editable Spline (Преобразовать > Преобразовать в редактируемый сплайн) (рис. 3.40). Форма сплайнового объекта, преобразованного в редактируемый сплайн, может быть откорректирована на следующих уровнях подобъектов: Vertex (Вершина), Segments (Сегменты) и Spline (Сплайн). Для перехода в один из этих режимов редактирования выделите объект, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели и, развернув список в стеке модификаторов, переключитесь в нужный режим редактирования.
Рис. 3.40. Открытие подменю Convert To (Преобразовать)
Переключаться между режимами редактирования можно при помощи кнопок в свитке Selection (Выделение), который присутствует в каждом режиме (рис. 3.41).
Рис. 3.41. Свиток настроек Selection (Выделение)
Редактируемый сплайн имеет большое количество настроек, которые позволяют вносить любые изменения в структуру объекта. Например, при помощи кнопки Attach (Присоединить) в свитке Geometry (Геометрия) настроек объекта вы можете присоединить к данному объекту любой другой имеющийся в сцене. В режиме редактирования подобъектов Vertex (Вершина) можно изменить характер поведения кривой в точках изломов. Точки излома — это участки, в которых кривая изгибается. Они могут выглядеть по-разному: в виде острых углов или закругленных участков. Чтобы изменить характер излома, в настройках режима редактирования Vertex (Вершина) установите переключатель New Vertex Type (Тип излома вершины) в одно из положений: Linear (Прямой), Bezier (Безье), Smooth (Сглаженный) или Bezier Corner (Угол Безье). Тип излома вершин можно также изменить при помощи контекстного меню. Для этого нужно выделить необходимые вершины, щелкнуть правой кнопкой мыши в окне проекции и выбрать характер излома.
В зависимости от характера излома выделенные вершины по-разному отображаются в окне проекции — вершины типов Bezier (Безье) и Bezier Corner (Угол Безье) имеют специальные маркеры, с помощью которых можно управлять формой искривления.
Создание трехмерных объектов на основе сплайнов
Как мы уже говорили выше, на основе сплайновых фигур можно создавать сложные геометрические трехмерные объекты. Для этого используются модификаторы Surface (Поверхность), Lathe (Вращение вокруг оси), Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом). Рассмотрим наиболее часто используемые способы создания трехмерных объектов на основе сплайнов.
Создание поверхностей вращения
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 может быть разомкнутой или замкнутой. Настройки модификатора (рис. 3.42) позволяют установить тип поверхности, получившейся в результате вращения сплайнового профиля. Это может быть Editable Mesh (Редактируемая поверхность), NURBS Surface (NURBS-поверхность) или Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность). Кроме этого, при создании объекта можно устанавливать угол вращения профиля в диапазоне от 0 до 360°.
Рис. 3.42. Настройки модификатора Lathe (Вращения вокруг оси)
Использование модификатора Lathe (Вращения вокруг оси) описано в разд «Урок 2. Моделирование глаз персонажа» данной главы.
Модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом)
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
Рис. 3.43. Настройки модификатора Bevel (Выдавливание со скосом)
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 выдавленной фигуры. На рис. 3.43 показаны настройки модификатора Bevel (Выдавливание со скосом).
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, получится объемная надпись. С ней можно работать, как и с любым другим трехмерным объектом (рис. 3.44). Если немного пофантазировать, то можно найти немало способов использования объемного текста в трехмерных сценах: от вывески при входе в магазин до елочных украшений.
Рис. 3.44. Объемный текст, созданный с помощью выдавливания
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 его настройках необходимо указывать трехмерную кривую, вдоль которой будет выдавливаться сплайн (рис. 3.45). 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.
Рис. 3.45. Настройки модификатора Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю)
Моделирование с использованием трехмерных кривых подробно рассмотрено в разд. «Урок 3. Моделирование консервного ножа» данной главы.
Источник
