Программы 3D графики

3D Studio MAX Изнутри

ГЛАВА 1

ГЛАВА 1

Ключевые концепции 3D Studio MAX

3D Studio MAX является радикально новым подходом к трехмерному моделированию и визуализации. Основные понятия и методы, в соответствие с которыми 3DS МАХ управляет объектами и данными на сцене, существенно отличаются от предыдущих версий 3DS и других программ трехмерного моделирования и визуализации. Эти понятия следует уяснить, чтобы ваша работа с 3DS МАХ была более продуктивной.

В главе рассматриваются следующие понятия:

  • Объекто-ориентированное поведение и основные типы объектов 3D Studio MAX.
  • Определение подобъектов и осуществление доступа к ним.
  • Object Dataflow (потоковая схема) объекта и ее влияние на моделирование.
  • Использование трансформации и модификаторов и отличия между ними.
  • Копии, экземпляры, ссылки и их поведение.
  • Использование иерархической организации в 3D Studio MAX.
  • Определение анимации и управление ею в 3D Studio MAX.
  • Описание подключаемых элементов и их организация.

Понятия объектов 3DS МАХ

Термин объект используется повсеместно во всей программе 3DS МАХ; это объектно-ориентированная программа. Если посмотреть на 3DS МАХ в терминах программирования, все, что создается, является объектами. Геометрия, камеры и источники света на сцене являются объектами. Модификаторы также являются объектами, как и контроллеры, растровые изображения и определения материалов. Многие объекты, подобные каркасам, сплайнам и модификаторам, допускают манипулирование на уровне подобъектов.

В этой книге термин объект относится к чему-то, что можно выбрать и манипулировать им в 3DS МАХ. Если необходимо дополнительное уточнение, термин объект сцены используется для дифференциации геометрии и чего-нибудь, созданного при помощи панели Create (создать) из объектов других типов. В объекты сцены входят источники света, камеры, искажения пространства и вспомогательные объекты. На другие объекты, подобные модификаторам, картам, ключам и контроллерам, ссылаются с помощью конкретного типа. В последующих разделах поясняется объектно-ориентированное поведение 3DS МАХ.

Объектно-ориентированное поведение

Что означает, когда говорят, что 3DS МАХ является объектно-ориентированной программой? Объектно-ориентированное программирование (OOP) - изощренный подход к написанию программного обеспечения, который в настоящее время широко применяется при написании коммерческого программного обеспечения. С точки зрения пользователя 3DS МАХ наиболее важным аспектом объектно-ориентированного программирования является то, как оно влияет на пользовательский интерфейс.

При создании объектов в 3DS МАХ эти элементы переносят с собой информацию о том, какие функции можно выполнять по отношению к ним и что считается действительным поведением каждого объекта. Эта информация влияет на то, что видно в интерфейсе 3DS МАХ. Активными являются только операции, действительные для выбранного объекта; другие операции становятся неактивными или скрываются внутри интерфейса. Рассмотрим примеры объектно-ориентированного поведения:

  • Выберите на своей сцене сферу и щелкните на панели Modify (модифицировать) для применения модификатора к сфере. Отметим, что модификаторы Extrude (вытянуть) и Lathe (вращать) к сфере не применяются. Эти модификаторы могут использоваться только для объектов Shape (форма). На рисунке 1.1 показано как изменяется панель Modify при выборе примитива сферы по сравнению со случаем, когда выбрана форма.
  • Скажем, например, что создается объект лофтинга (loft-объект) и необходимо выбрать форму для лофтинга. После щелчка на кнопке Get Shape (получить форму) курсор изменяется при перемещении над объектами сцены для индикации того, какие объекты являются действительными выборами для формы лофтинга. Только объекты формы, удовлетворяющие ряду требований, являются действительными выборами для операции Get Shape. На рисунке 1.2 показан вид курсора Get Shape, когда он находится над действительной формой пути.

В обоих предыдущих примерах 3DS МАХ запрашивает объекты для определения, какие выборы и операции являются действительными на основе текущего состояния программы. После этого 3DS МАХ представляет только действительные выборы.

Такой на первый взгляд простой принцип подхода повышает производительность и экономит значительное время. Сравните поведение 3DS МАХ с поведением более старых программ, в которых вы выбираете объекты или выполняете команды и затем наталкиваетесь на сообщение об ошибке, гласящее о том, что выбранный объект или операция являются недействительными.

Параметрические объекты

Большинство объектов в 3DS МАХ являются формой параметрического объекта. Параметрический объект определяется совокупностью установок или параметров, а не явным описанием его формы. Например, рассмотрим два метода определения сферы, один непараметрический, а другой — параметрический.

  • Непараметрическая сфера. Получает радиус и количество сегментов и использует эту информацию для создания явной поверхности, состоящей из вершин и граней. Определение сферы существует только как совокупность граней. Информация о радиусе и сегментах не сохраняется. Если необходимо изменить радиус или количество сегментов, требуется удалить сферу и создать новую.
  • Параметрическая сфера. Сохраняет параметры радиуса и количества сегментов и отображает представление сферы на основе текущего значения параметров. Параметрическое определение сферы хранится в виде радиуса и количества сегментов. Эти параметры можно изменять и даже выполнять их анимацию в любое время.

На рисунке 1.3 показаны базовые параметры для параметрической сферы и для сферы, импортированной в виде явного каркаса.

Параметрический объект обеспечивает важные опции моделирования и анимации. В общем случае необходимо как можно дольше сохранять параметрическое определение. Некоторые операции 3DS МАХ преобразуют параметрические объекты в непараметрические, иногда называемые явными объектами.

К счастью многие операции не отбрасывают параметрические свойства объекта. Примерами операций, которые отбрасывают параметры, являются:

  • оединение объектов друг к другу посредством одного из модификаторов Edit (отредактировать).
  • Разрушение Modifier Stack (стек модификаторов).
  • Экспортирование объектов в другой файловый формат. В этом случае только объекты в экспортированном файле теряют свои параметрические свойства. На первоначальные объекты в сцене 3DS МАХ это не влияет.

Выполняйте эти операции только в том случае, когда есть достаточная уверенность в том, что больше не придется регулировать параметры объектов.

Составные объекты

На панели Create можно объединять два и более объектов для создания нового параметрического объекта, который называется составным объектом. В отношении составных объектов следует помнить то, что по-прежнему можно модифицировать и изменять параметры объектов, из которых состоит составной объект. Составной объект является типом параметрического объекта, в параметры которого входят объединяемые объекты и описание способов их объединения.

Например, рассмотрим булеву операцию, в которой из угла коробки вычитается сфера (см. рис. 1.4). При использовании многих программ 3DS МАХ результатом этой операции будет явный каркас, который является булевым решением. Если необходимо изменить положение коробки или радиус сферы, следует создать новую коробку и сферу и снова выполнить булеву операцию.

Коробка и сфера сохраняются как часть параметрического составного булевого объекта. Можно по-прежнему осуществлять доступ к параметрам сферы и коробки и выполнять с ними анимацию, а также выполнять анимацию их относительных положений. На рисунке 1.5 показан результат изменения длины коробки и радиуса сферы для составного булевого объекта из рисунка 1.4. 3DS МАХ поставляется с тремя стандартными составными объектами:

  • Булевы объекты
  • Объекты, полученные в результате морфинга (morph-объекты)
  • Объекты, полученные в результате лофтинга (loft-объекты)

Подобъекты

Термин подобъект относится к чему-то, что можно выбрать и манипулировать им. Общеизвестным примером подобъекта является одна из граней, образующих каркас. При помощи модификатора Edit Mesh (отредактировать каркас) можно выбрать подобъект, например, грань, после чего ее можно перемещать, вращать, разрушать или удалять.

Легко представить себе подобъекты как вершины или грани, но это понятие распространяется на многие другие вещи вне объектов сцены. Примерами подобъектов, которыми можно манипулировать в 3DS МАХ, являются:

  • Вершины, сегменты и сплайны объектов форм
  • Вершины, ребра и грани каркасных объектов
  • Вершины, ребра и элементы поверхностей лоскутных объектов
  • Формы и пути loft-объектов
  • Операнды булевых объектов
  • Цели morf-объектов
  • Гизмо и центры модификаторов
  • Ключи траекторий движения

В свою очередь перечисленные подобъекты имеют свои собственные подобъекты и, таким образом, создаются ситуации, при которых можно выполнять многоуровневое редактирование подобъектов. Например, представим применение модификатора к выбранному подобъекту вершин из каркасного объекта, который сам является операндом булевого подобъекта. Глубина 3DS МАХ ограничена только вашим воображением.

Во всех предыдущих примерах доступ к подобъектам осуществлялся путем щелчка на кнопке Sub-Object (подобъект) панели команд. Щелчок на этой кнопке осуществляет переход в режим подобъекта, заставляя работать с конкретным типом подобъекта до тех пор, пока этот режим не будет выключен. На рисунке 1.6 показаны два примера выборок подобъектов и соответствующая кнопка подобъекта на панели команд.

Принципы создания объекта сцены

Первыми действиями с 3D Studio MAX будет создание объектов сцены, с которыми после этого выполняются анимация и визуализация. При построении объекта сцены создается процесс, который определяет, как параметры основного объекта модифицируются, трансформируются, искажаются в пространстве, как присваиваются ему свойства и как он окончательно будет отображаться на сцене. Это процесс называется потоковой схемой и понимание его критично для понимания поведения 3DS МАХ.

В последующих разделах отдельно описывается каждый из компонентов потоковой схемы — мастер-объект, модификаторы, трансформации, искажения пространства и свойства, а раздел "Потоковая схема" объясняет, как собрать вместе все компоненты и поместить их на сцену.

Мастер-объект

Мастер-объект — это термин, который относится к параметрам первоначального объекта, создаваемого с помощью функций панели Create. О мастер-объекте можно думать как об абстрактном определении объекта, который не существует на сцене. Объект не существует до тех пор, пока не сделана оценка всей потоковой схемы. Мастер-объект — это просто первый шаг.

Мастер-объект обеспечивает следующую информацию об объекте:

  • Тип объекта, например, сфера, камера, loft-объект или лоскутный объект. Тип объекта — это то, что видно в нижней части Modifier Stack или за контейнером Object (объект) в Track View (отследить вид).
  • Параметры объекта, например, длина, ширина и высота коробки. Параметры объекта становятся видимыми при выборе мастер-объекта в Modifier Stack и при расширении контейнера объекта в Track View.
  • Начало координат и ориентацию локальной системы координат объекта. Локальная система координат определяет начало координат объекта, его ориентацию и пространство координат, используемое для размещения подобъектов внутри объекта. Определение начала координат, ориентации и пространства считается пространством объекта.

На рисунке 1.7 показан объект вместе с идентифицированными свойствами мастер-объекта. Как вы узнаете из раздела "Создание экземпляров" в этой главе, один и тот же мастер-объект может использовать несколько объектов сцены.

Модификаторы объекта

После создания мастер-объекта можно применить любое количество Object Modifier (модификатор объекта), подобных Bend (согнуть) и Stretch (растянуть). Модификаторы манипулируют подобъектами, например, вершинами, по отношению к локальной системе координат объекта и началу координат. Другими словами, Модификаторы изменяют структуру объекта в пространстве объекта.

Поскольку Модификаторы работают с подобъектами в пространстве объекта, они обладают следующими характеристиками:

  • Они не зависят от положения объекта и его ориентации на сцене. Верхняя пара объектов на рисунке 1.8 показывает, что Bend не оказывает влияния, если объект перемещается или вращается. Оба объекта имеют одинаковую форму и одинаковую величину изгиба независимо от того, где они находятся на сцене.
  • Они зависят от порядка применения модификаторов и структуры объекта в момент их применения. Средняя пара объектов на рисунке 1.8 показывает результат изменения порядка модификаторов. Модификаторы Bend и Stretch применяются к обоим объектам, но порядок их применения противоположный.
  • Их можно применять ко всему объекту или к частичной выборке подобъектов. Нижняя пара объектов на рисунке 1.8 показывает применение Twist (скрутить) к полному объекту слева и к выборке подобъектов только верхней половины объекта справа.

Считайте Модификаторы своим главным инструментом моделирования, поскольку вы управляете порядком применения модификаторов. Влияние модификатора на объект является постоянным независимо от расположения объекта.

Трансформации объекта

Объекты размещаются и ориентируются при помощи трансформаций. При трансформации объекта изменяется его положение, ориентация и размер по отношению к сцене. Система координат, описывающая всю сцену, называется мировым пространством. Система координат мирового пространства определяет глобальное начало координат сцены и устанавливает глобальные оси координат, которые никогда не изменяются. Object Transforms (трансформации объекта) определяет следующую информацию:

  • Позиционирование. Определяет расстояние локального начала координат объекта от начала координат мирового пространства. Например, позиционирование может определить, что начало координат объекта находится на 40 единиц вправо (Х=40), на 25 единиц выше (Z==25) и на 15 единиц позади (Y==15) по отношению к мировому началу координат.
  • Вращение. Определяет ориентацию между локальными осями координат объекта и мировыми координатными осями. Например, вращение может определить, что локальные оси координат объекта повернуты на 45° вокруг мировой оси Y, на 0° вокруг мировой оси Х и на 15 градусов вокруг мировой оси Z.
  • Масштаб. Определяет относительный размер между локальными осями объекта и мировыми осями. Например, масштаб может определить, что локальные измерения пространства объекта отмасштабированы на 200% в мировом пространстве. Поэтому куб может иметь параметры, указывающие размер стороны в 40 единиц, но из-за того, что он отмасштабирован на 200%, на сцене его сторона будет иметь размер 80 единиц.

Комбинация позиционирования, вращения и масштаба называется матрицей трансформации объекта. Отметим, что это именно та матрица, которая изменяется при непосредственной трансформации объекта, а также то, что работа выполняется с полным объектом. На рисунке 1.9 показано, как трансформация определяет положение объекта в мировом пространстве. Чайник на рисунке 1.9 перемещался, вращался и был неоднородно масштабирован на 125% оси Z и на 75% вдоль оси Y.

Трансформации объекта имеют следующие характеристики:

  • Определяют расположение объектов и их ориентацию на сцене.
  • Они влияют на весь объект.
  • Они вычисляются после вычисления всех модификаторов.

Этот последний момент играет важную роль. Не имеет значения, применяете ли вы сначала модификаторы и затем трансформируете объект или сначала трансформируете объект, а затем применяете модификаторы. Вычисления трансформаций всегда выполняется после вычисления модификаторов.

Искажения пространства

Исказитель пространства является объектом, который может повлиять на другие объекты на основе их расположения в мировом пространстве. Искажение пространства можно считать комбинацией воздействий модификаторов и трансформаций. Подобно модификаторам, исказители пространства могут изменить внутреннюю структуру объекта, но воздействие искажения пространства зависит от того, как трансформируется рассматриваемый объект на сцене.

Очень часто можно обнаружить, что воздействия модификаторов и искажений пространства идентичны. Например, сравним модификатор Ripple (пульсация) и исказитель пространства Ripple. На рисунке 1.10 показано применение модификатора Ripple и исказитель пространства Ripple к идентичным объектам. Параметры версии модификатора и версии исказителя пространства одинаковы. Основное отличие состоит в способе воздействия двух этих версий Ripple на объект. Модификатор Ripple непосредственно применен к объекту (слева) и не изменяется при перемещениях объекта по сцене. Исказитель пространства Ripple существует как независимый объект и объект справа привязан к нему. Воздействие исказителя пространства Ripple изменяется, когда привязанный объект перемещается по сцене. Отметим, что перемещение объекта lie влияет на модификатор Ripple, а перемещение объекта, привязанного к исказителю пространства Ripple, оказывает огромное влияние.

Используйте модификатор, если необходимо применить воздействие, которое является локальным для объекта и зависит от других модификаторов в потоковой схеме. Модификаторы обычно используются для операций моделирования. Используйте исказитель пространства для воздействия, которое должно быть глобальным для многих объектов и зависеть от расположения объектов на сцене. Применяйте исказитель пространства для моделирования внешних воздействий и внешних сил.

Свойства объекта

Все объекты имеют уникальные свойства, которые не являются ни базовыми параметрами объекта, ни результатом воздействия модификаторов или трансформаций. Эти свойства включают в себя такие вещи, как имя объекта, цвет проволочного каркаса, присвоенный материал и способность отбрасывать тень. Большинство свойств объекта можно отобразить и установить через диалог Object Properties (свойства объекта). Для отображения диалога Object Properties выберите объект и затем произведите на нем правый щелчок.

Поток данных объекта

Модификаторы, трансформации, исказители пространства и свойства объекта идут вместе в потоковой схеме объекта для определения и отображения объекта на сцене. Потоковая схема объекта работает как набор инструкций для сборки. Каждый шаг завершается перед началом следующего шага. Ниже перечислены шаги потоковой схемы объекта:

  1. Мастер-объект определяет тип объекта и сохраняет значения, установленные в параметрах объекта.
  2. Модификаторы изменяют объект в Object Space (пространство объекта) и вычисляются в порядке, в котором применяются.
  3. Трансформации размещают объект на сцене.
  4. Исказители пространства изменяют объект на основе результата трансформаций.
  5. Свойства объекта идентифицируют имя объекта и другие характеристики.
  6. Объект появляется на сцене.

На рисунке 1.12 показана эта последовательность шагов потоковой схемы объекта и ее воздействие на сферу.

Принципы изменения объекта

Как было изложено в предыдущих разделах, существует хорошо определенная последовательность событий из параметров объекта, применения модификаторов, затем трансформаций и, наконец, исказителей пространства и свойств объекта. Часто аналогичные результаты могут быть достигнуты при помощи изменения параметров объекта, применения модификаторов, трансформации объекта или даже использования исказителя пространства. Какой метод следует выбрать? Имеет ли это значение?

Ответ следующий: "Да, это имеет значение". Подходящий метод для изменения объекта зависит от потоковой схемы объекта, от того, как объект построен и что планируется делать с ним позже. Знания для того, чтобы сделать успешный выбор, приходят с практикой и опытом. В последующих разделах приводятся общие рекомендации для определения оптимального метода изменения объектов.

Изменение базовых параметров по сравнению с трансформацией

Чем раньше в потоковой схеме сделать изменение, тем сильнее это изменение повлияет на окончательный внешний вид объекта. Самой первой порцией информации в потоковой схеме объекта является набор параметров объекта. Если необходимо сделать фундаментальное изменение основного размера, формы или характеристик поверхности объекта, следует взглянуть на параметры объекта.

Например, рассмотрим различие между изменением параметра высоты для цилиндра и неоднородным масштабированием вдоль локальной оси цилиндра Z. Представим себе цилиндр с высотой 40 единиц, а требуется, чтобы высота цилиндра стала 80 единиц. Если вы не знакомы с параметрическим моделированием, можно сначала подумать об использовании неоднородного масштабирования.

Если масштабировать цилиндр на 200 процентов вдоль длины, получается цилиндр с высотой 80 единиц. Правильно? Да, но не совсем. Если проанализировать параметры объекта для масштабированного цилиндра, будет видно, что его высота составляет 40 единиц. В действительности это будет цилиндр с высотой 40 единиц и масштабом 200 процентов по локальной оси Z. Если необходимо, чтобы цилиндр имел высоту 80 единиц, следует изменить параметр высоты, а не масштабировать цилиндр.

Это изменение может показаться тонким отличием, но имеет основательный эффект, когда к цилиндру начинают применять модификаторы. Помните, в потоковой схеме объекта трансформации, подобные масштабированию, вычисляются после модификаторов. На рисунке 1.13 показано различие. Параметр высоты цилиндра слева был изменен из 40 единиц в 80 единиц и затем цилиндр был согнут вдоль оси Z на 180°. Цилиндр справа масштабирован на 200 процентов для достижения высоты 80 единиц и затем согнут вдоль оси Z на 180°. Отметим, что хотя масштабирование выполнялось до сгибания, в потоковой схеме оно вычисляется после сгибания, что приводит к неоднородному масштабу согнутого цилиндра.

Если изменение параметра объекта приводит к результатам, аналогичным результатам трансформации объекта, используйте следующие правила для определения того, какой метод следует применить:

  • Используйте изменение параметров объекта во всех случаях, когда хотите сделать изменение моделирования или изменение, которое будет получать любой модификатор.
  • Трансформируйте объект, если эффект трансформации является последним применяемым изменением или изменением, влияющим на расположение объекта на сцене.

Модифицирование объектов

Используйте модификаторы, если хотите явно изменить структуру объекта и получить максимальное управление изменением. Ко многим возможностям моделирования и анимации в 3DS МАХ доступ осуществляется через модификаторы и их организацию в стеке модификаторов.

Параметры объекта и его трансформации влияют на весь объект только в начале и в конце потоковой схемы. Модификаторы можно использовать для оказания влияния на любую часть объекта и применения изменений, которые зависят от их взаимоотношений с другими модификаторами в стеке.

Например, рассмотрим два варианта применения модификаторов Bend и Taper (сделать конус) к цилиндру (рис. 1.14). Если сначала сделать цилиндр конусным, а затем применить сгибание (левый объект), получится совершенно другой результат, чем для случая, при котором сначала применяется сгибание, а затем конус (правый объект).

Поскольку результат воздействия модификаторов зависит от порядка их применения, важно спланировать свою стратегию моделирования. Подумайте о том, как подойти к задаче моделирования и как лучше всего скомбинировать модификаторы. План моделирования не должен быть совершенным, поскольку 3DS МАХ позволяет легко вернуться назад и что-либо изменить. Однако разработка плана может сэкономить значительное время и избежать частых возвратов назад в результате проб и ошибок.

Применение трансформаций с помощью модификаторов

Иногда необходимо выполнить трансформацию в конкретной точке стека модификаторов. Например, может потребоваться масштабировать непараметрический объект вдоль одной оси перед применением Bend. В другой раз может потребоваться перемещение или вращение только части объекта.

Трансформацию можно применить в конкретной точке стека модификаторов или применить ее только к части объекта путем использования модификатора для применения трансформации. Имеется три способа применения трансформации при помощи модификаторов:

  • Используйте один из модификаторов Edit для трансформации подобъектов. Модификаторы Edit обеспечивают доступ к вершинам, ребрам и граням, из которых состоят объекты различных типов. Для трансформаций, которые применяются с помощью модификаторов Edit, нельзя выполнить анимацию. На рисунке 1.15 показан результат масштабирования граней, выбранных с помощью модификатора Edit Mesh.
  • Трансформируйте гизмо или центр модификатора. Модификаторы содержат собственные подобъекты, называемые гизмо, и центр, который также можно трансформировать. Трансформируйте подобъекты модификатора для вращения ориентации скручивания или перемещения центра сгибания. На рисунке 1.16 показан результат перемещения центра модификатора Bend.
  • Используйте специальный модификатор XForm. Этот модификатор не имеет никакого другого эффекта, кроме того, что обеспечивает гизмо, который можно использовать для трансформации объектов и подобъектов внутри стека модификаторов. Используйте модификатор XForm каждый раз, когда необходимо выполнить трансформацию в конкретной точке стека модификаторов или если необходимо выполнить анимацию трансформаций подобъектов, выбранных с помощью модификатора Edit. На рисунке 1.17 показан результат перемещения вершин сплайна с помощью модификатора XForm.

Принципы клонирования

Клонирование применимо практически ко всему в 3DS МАХ. Клон является термином общего назначения, который используется для описания операции создания копии, экземпляра или ссылки. Большинство объектов, таких как геометрия, модификаторы и контроллеры, можно скопировать и создать их экземпляры. Можно сделать ссылки объектов сцены, подобных камерам, источникам света и геометрии. Ниже определяются понятия копии, экземпляров и ссылок:

  • Копии. Просто для понимания. Повсюду в 3DS МАХ можно продублировать все, что определяет объект. При копировании чего-нибудь первоначальный объект и копия являются независимыми.
  • Экземпляры. Описывают метод использования определения одного объекта в нескольких местах. В рамках 3DS МАХ можно создать экземпляры практически любой вещи. Одиночный объект, модификатор или контроллер можно использовать на сцене для многих целей.
  • Ссылки. Доступны только для объектов сцены. Ссылки просматривают параметры мастер-объекта и выбранное количество модификаторов перед тем, как потоковая схема расщепляется, образуя два объекта, каждый из которых содержит свой собственный набор уникальных модификаторов. Ссылки можно применять для построения семейства аналогичных объектов, которые совместно используют одинаковое основное определение, но каждый из них имеет собственные уникальные характеристики.

Для создания клонов можно делать выбор из нескольких методов. Выбранный метод изменяется в соответствии с типом объекта, с которым выполняется работа. В эти методы входит:

  • Нажмите клавишу Shift при трансформации объекта. В зависимости от объекта либо делается копия, либо появляется диалог, в котором выбирается, что необходимо сделать — копию, экземпляр или ссылку. Например, нажатие Shift при перемещении ключей анимации копирует ключи; нажатие Shift при масштабировании сферы отображает диалог Clone Options (опции клона), в котором выбирается, что сделать — копию, экземпляр или ссылку сферы.
  • Выполняйте Clone из меню Edit. Используйте этот метод для клонирования объектов сцены без их трансформации.
  • Используйте Copy and Paste (скопировать и вставить) из Track View. При вставке контроллера в Track View можно выбирать, что сделать — копию или экземпляр этого контроллера.
  • Используйте Drag and Drop (перетащить и опустить). В Material Editor (редактор материалов) можно перетаскивать определения материала и карты из одного фрагмента в другой. Когда материал или карта опускается в фрагмент, карта копируется. Можно также выбирать между копированием и созданием экземпляра карты.

Создание копий

Создавайте копии каждый раз, если необходимо дублировать объект, при этом дубликаты являются уникальными и не имеют отношения к исходному объекту. Некоторые примеры полезных методов копирования перечислены ниже:

  • Копируйте ключи, если хотите дублировать действие из одного момента анимации в другой. Например, можно выполнить анимацию объекта, который быстро сгибается и распрямляется снова. Для повторения этого действия некоторое количество раз во время анимации необходимо скопировать первоначальные ключи в различные моменты времени.
  • Копируйте контроллеры, если требуется, чтобы анимационное поведение одного объекта дублировалось другим. Например, вы хотите, чтобы по одному пути следовало много объектов, но планируется регулировать контроллер каждого пути так, чтобы каждый объект находился немного в другом месте. Для этого присвойте и установите контроллер для одного объекта и затем скопируйте этот контроллер для всех оставшихся объектов. После этого можно изменить расположение каждого объекта на пути, сэкономив на задаче присвоения и установки контроллера для каждого объекта.
  • Копируйте объекты сцены, если хотите начать с группы аналогичных объектов и затем индивидуально модифицировать каждый объект. Например, создается один цветок и копируется несколько раз как часть букета. Затем можно изменять и модифицировать копии для придания "индивидуальности" каждой из них. При копировании объекта сцены для скопированного объекта создается совершенно новая потоковая схема (см. рис. 1.18).

Создание экземпляров

Создавайте экземпляры, когда хотите использовать один объект в нескольких местах. Поскольку все экземпляры представляют собой один и тот же объект, изменение одного экземпляра вызывает изменение всех остальных. При корректном использовании экземпляры могут сэкономить значительный объем работ. Ниже приводится ряд полезных методов использования экземпляров:

  • Создавайте экземпляры модификаторов, если хотите применить одинаковое воздействие к выборке различных объектов. Например, создается сцена, в которой необходимо, чтобы выборка объектов растягивалась в унисон. Выберите все объекты и щелкните на Stretch панели Modify для применения экземпляра одного и того же модификатора ко всем объектам. Изменение параметров Stretch для любого объекта изменяет их для всех объектов. На рисунке 1.19 показан результат работы модификаторов-экземпляров растягивания.
  • Создавайте экземпляры контроллеров, если хотите чтобы выборка объектов вела себя совершенно одинаково. Например, создается модель жалюзей для окна и необходимо выполнить анимацию планок жалюзей. Выполняется анимация вращения одной жалюзи и используется Сору и Paste в Track View для присвоения экземпляра контроллера вращения планки всем другим планкам. Тогда при повороте одной планки все другие планки поворачиваются на такую же величину. На рисунке 1.20 показан результат использования контроллеров-экземпляров Rotation (вращение) для открывания и закрывания жалюзей.
  • Создавайте экземпляры карт в Material Editor, если хотите использовать одинаковую карту во множестве фрагментов карты и обеспечить точную регистрацию. Например, требуется разработать материал керамической плитки. Для управления диффузионной текстурой, сиянием и выпуклостью материала можно применять экземпляры карты. Изменение параметров для одного экземпляра карты изменяет параметры всех карт и обеспечивает регистрацию. На рисунке 1.21 показан результат использования карт-экземпляров для создания материала. Сначала карта применяется как диффузионная маска и затем экземпляр карты применяется как карта выпуклости. В заключение другой экземпляр карты применяется в качестве карты сияния и ее параметры укладки изменяются для создания меньших кусков плитки. Поскольку диффузия, выпуклость и сияние являются экземплярами одной и той же карты, при изменении сияния плитки два остальных ее параметра также изменяются.
  • Создавайте экземпляры объектов сцены, если хотите поместить один и тот же объект в различные места сцены. Модификация или изменение параметров любого экземпляра изменяет также все остальные экземпляры. Например, необходимо показать ряд бутылок на полке бакалейной лавки. Смоделируйте одну бутылку и заполните полку экземплярами. Если изменяется конструкция одной бутылки, все остальные бутылки также изменяются. На рисунке 1.22 показан результат использования объектов-экземпляров. При создании экземпляра объекта сцены все экземпляры совместно используют одну и ту же потоковую схему от мастер-объекта через все модификаторы. Потоковая схема разветвляется после модификаторов, поэтому каждый экземпляр имеет собственный набор трансформаций, искажений пространства и свойств объекта. На рисунке 1.23 показан поток данных для множества экземпляров.

Создание ссылок

Ссылки имеют только объекты сцены. Создавайте ссылки, если хотите, чтобы множество объектов совместно использовали одни и те же корневые параметры, но чтобы обеспечивалась возможность независимой индивидуальной модификации каждого объекта. Считайте ссылки переходом между копиями и экземплярами.

Например, требуется выполнить анимацию линейки шахматных пешек. Каждая пешка должна использовать одинаковую корневую конструкцию, но также должна иметь свое собственное растяжение и изгиб. Сначала смоделируйте основную пешку и затем делайте ссылки. После этого можно модифицировать каждую пешку независимо или вернуться к основной модели для изменения всех ссылок. На рисунке 1.24 показан результат использования ссылок. При создании ссылки объекта сцены все ссылки совместно используют один и тот же мастер-объект и первоначальный стек модификаторов.

При создании ссылки потоковая схема разветвляется после последнего модификатора, но по-прежнему можно применять новые модификаторы, которые являются уникальными для каждой ветви. Каждая ссылка имеет собственный набор трансформаций, искажений пространства и свойств объекта. Будет ли влиять модификатор на одну ссылку, несколько ссылок или на все ссылки, зависит оттого, где он применяется в потоковой схеме. Модификатор влияет на все ссылки, которые ответвляются из потоковой схемы после точки в стеке модификаторов, где применяется модификатор. На рисунке 1.25 показана потоковая схема для множества ссылок.

Как сделать экземпляры и ссылки уникальными

Каждый раз при клонировании объекта тщательно учитывайте, что является лучшим выбором - копия, экземпляр или ссылка. Если нет уверенности, можно сделать ошибку при выборе экземпляров или ссылок. Если принято решение сделать экземпляр чего-то, а затем необходимо получить независимые копии, экземпляр можно сделать уникальным. Если сделать экземпляр уникальным, вся информация, совместно используемая другими экземплярами, дублируется, а выбранный экземпляр преобразуется в независимую копию.

К сожалению, 3DS МАХ не очень последовательна в своих методах создания уникальных экземпляров. Различные экземпляры используют различные методы:

  • Экземпляры карт делаются уникальными с помощью вставки копии экземпляра обратно во фрагмент карты.
  • Экземпляры модификаторов делаются уникальными с помощью щелчка на кнопке Make Unique (сделать уникальным) панели Modify.
  • Объекты сцены и контроллеры делаются уникальными путем щелчка на кнопке Make Unique в Track View.

Понятия иерархий

Практически все в 3DS МАХ организовано в иерархию. Понятие иерархии очень простое для понимания. Если вы пишете отчет, используя план для организации своих мыслей, вы используете иерархию.

Все иерархии в 3DS МАХ следуют одним и тем же принципам. Более высокие уровни в иерархии представляют собой общую информацию и являются уровнями наибольшего влияния. Более низкие уровни представляют собой подробную информацию и являются уровнями меньшего влияния.

Иерархия сцены

Track View отображает иерархию всей сцены, что показано на рисунке 1.26.

  • Верхним уровнем является World (мир). Можно сделать глобальные изменения во всем, что находится на сцене, изменив дорожку World в Track View.
  • Уровень, непосредственно следующий за World, хранит пять категорий, которые организуют все объекты на сцене. Этими категориями являются: Sound (звук), Enviroment (окружение). Material Editor (редактор материалов), Scene Materials (материалы сцены) и Objects (объекты).
  • Множество уровней, которые находятся ниже пяти категорий, хранят детали всего, что есть на сцене.

Иерархии материалов и карт

Определения материалов и карт также организованы в многоуровневую иерархию. Более простые программы используют одиночные материалы и могут допускать только одну карту в качестве текстуры. Другие программы могут разрешать по одной карте для каждого канала, например, выпуклости или непрозрачности. С помощью 3DS МАХ можно создавать иерархический материал и определения карт.

Определения материалов могут иметь вид многоуровневой иерархии:

  • Верхний уровень хранит имя основного материала и тип материала.
  • В зависимости от типа материала может существовать множество уровней подматериалов. Эти подматериалы в свою очередь могут состоять из множества подматериалов.
  • Материал типа Standard является самым нижним уровнем иерархии материалов. Он содержит такие детали, как цвет и каналы проецирования.

Каналы проецирования для стандартного материала также могут быть многоуровневыми иерархиями:

  • В зависимости от типа карты, например. Mask (маска) или Checker (контролер), может существовать множество уровней подкарт. Эти подкарты также могут состоять из множества подкарт.
  • Простое растровое изображение является самым нижним уровнем в иерархии карт и обеспечивает подробную информацию для вывода карты и координат.

На рисунке 1.27 показаны некоторые материалы вместе со своими иерархиями. Материал Top-Final показывает иерархию, в которой Diffuse и Shininess используют подкарты, объединенные с маской, a Bump использует просто растровое изображение. Материал показывает иерархию Multi/Sub-Object с двумя подматериалами (1CUPHAND и 1-MARBFRNT).

Иерархии объектов

Иерархии объектов, вероятно, наиболее знакомы каждому, кто использовал компьютерную программу анимации. Используя инструменты для связи объектов, можно создать иерархию, в которой трансформации, примененные к одному объекту, наследуются объектами, связанными с ним и расположенными ниже его. Связывайте объекты и создавайте иерархии объектов для моделирования и анимации сочлененных структур. Ниже приведена терминология для иерархии объектов:

  • Верхний уровень иерархии называется корнем. Технически корнем всегда является World, но большинство людей считает корень наивысшим уровнем иерархии.
  • Объект, связанный с объектами, расположенными ниже его, называется объектом предка. Все объекты ниже предка являются потомками.
  • Объект, связанный с объектом, расположенным выше его, называется дочерним объектом. Все объекты, которые можно проследить от дочернего объекта обратно к корню, называются родителями.

На рисунке 1.28 показан пример иерархии объектов.

Иерархии Video Post (видеозапись)

Используйте видеозапись для объединения в одну анимацию множества видов камеры, сегментов анимации и изображений. Способ, по которому создается исходный материал, также организован в иерархию специального вида. Иерархия Video Post организована следующим образом:

  • Компоненты иерархии Video Post называются событиями.
  • Верхний уровень иерархии Video Post называется очередью. В отличие от других иерархий, очередь может иметь множество событий на верхнем уровне. Каждое событие обрабатывается последовательно в соответствии с порядком очереди.
  • Каждое событие в очереди может представлять иерархию уровней, фильтров, изображений и событий сцены.
  • Самым нижним уровнем в иерархии событий Video Post является событие Image Input (ввод изображения) или Scene.
  • Последним событием в очереди является Image Output (вывод изображения). Рисунок 1.29 показывает иерархию Video Post и идентифицирует ее компоненты.

Принципы анимации

Традиционное определение анимации выглядит следующим образом: анимация - это процесс создания множества изображений, демонстрации изменений объекта во времени и воспроизведение этих изображений с такой скоростью, что они сливаются в плавное движение. Странно, но даже фильмы с живым действием подпадают под это определение анимации. Кино- или видеокамера захватывает живые изображения с высокой скоростью с целью их воспроизведения также с высокой скоростью.

Отличием анимации от живого действия является процесс, при помощи которого создается изображение. Живое действие использует камеры для захвата изображений, которые после этого воспроизводятся. Для традиционной анимации необходимо нарисовать каждое изображение и затем сфотографировать его как один кадр для последующего воспроизведения.

Это различие в процессе является причиной того, что в основе дискуссий о времени анимации лежат кадры. Каждое изображение или кадр фильма необходимо нарисовать, обвести и раскрасить вручную. Этот процесс заставляет аниматоров мыслить в кадрах:
"Данное действие занимает такое-то количество кадров".
"Такое-то должно произойти во время этого кадра".

Представим себе, какой ответ режиссер получит от актера, если скажет: "Теперь побеги к крыльцу в течение 90 кадров, сделай паузу в 20 кадров, а затем бросайся открывать дверь". Мыслить в кадрах неестественно, но так мыслить нас заставляют ограничения технологии анимации. Было бы гораздо проще, если бы анимацию можно было выполнять в реальном времени:
"Я хочу, чтобы это длилось четыре секунды, а затем через полсекунды я хочу, чтобы произошло это".

В самом сердце 3DS МАХ анимация выполняется в реальном времени. Вы разрабатываете виртуальный мир, в котором действия определяются и происходят в реальном времени, но перед тем, как вы будете готовы к визуализации, необходимо принять решение о разделении времени между кадрами.

Определение времени

Система измерения времени в 3DS МАХ основана на интервалах времени. Каждый интервал длится 1/4800 секунды. Все то, над чем выполняется анимация, в 3DS МАХ хранится в реальном времени с точностью 1/4800 секунды. Как аниматор, вы должны выбрать, как должно отображаться время при работе и как оно разделяется по кадрам во время визуализации.

Метод отображения времени и частота кадров визуализации определяется в диалоге Time Configuration (конфигурация времени). С помощью диалога Time Configuration, показанного на рисунке 1.30, выбирайте методы отображения времени, соответствующие традиционным стандартам анимации и видео, или выберите работу в реальных минутах и секундах. Частота кадров устанавливается на основе различных стандартов или можно указать любую частоту, которая подходит.

Определение ключей

В традиционной анимации интенсивно используется метод, называемый созданием ключевых кадров, Создание ключевых кадров — это то, что делает главный аниматор, когда рисует наиболее важные кадры анимационной последовательности (ключи), после чего передает работу своему помощнику, который завершает кадры между ключами. В зависимости от сложности анимации главный аниматор может рисовать множество близко расположенных ключей или нарисовать всего несколько ключей.

3DS МАХ во многом работает точно так же. Вы являетесь главным аниматором. Вы точно указываете, что и когда должно произойти с помощью создания ключей анимации в конкретные моменты времени. 3DS МАХ является вашим помощником и позаботится об анимации, которая происходит за время между ключами.

Для создания ключей анимации выполните следующее:

  1. Включите кнопку Animation (анимация) в нижнем правом углу окна 3DS МАХ (см. рис. 1.31).
  2. Перетащите Time Slider (ползунок времени) в нижней части окна 3DS МАХ на время, когда требуется, чтобы что-нибудь произошло (см. рис. 1.31).
  3. Перемещайте, вращайте или масштабируйте объект или виртуально изменяйте любой параметр для всего, что находится на сцене. В 3DS МАХ можно выполнять анимацию широкого диапазона параметров. Только с некоторыми параметрами анимацию выполнять нельзя.

Определение параметрической анимации

Другим типом анимации, который поддерживает 3DS МАХ, является параметрическая анимация. При параметрической анимации ключи устанавливать не нужно, поскольку она является предварительно установленным анимационным эффектом. Укажите время начала и прекращения эффекта и установите его параметры, а 3DS МАХ позаботится обо всем остальном. 3DS МАХ поставляется всего с несколькими эффектами параметрической анимации, но верится, что разработчики вскоре создадут подключаемые элементы для увеличения количества таких эффектов.

Хорошим примером параметрической анимации является Noise (шум), что показано на рисунке 1.32. Можно присвоить Noise в качестве эффекта практически любому параметру с анимацией:

  • Noise, присвоенный положению объекта, заставляет объект делать случайные прыжки.
  • Noise, присвоенный масштабу объекта, делает объект дрожащим как желатин, по которому ударяют ложкой.
  • Noise, присвоенный одному параметру, например, высоте цилиндра, заставляет этот параметр флюктуировать.

Контроллеры анимации

Все виды анимации в 3DS МАХ, как анимация на основе ключей, так и параметрическая анимация, управляются контроллерами анимации. Как анимация хранится, используются ли ключи или параметры, как значения анимации интерполируются от одного момента времени до другого — все это управляется контроллером анимации (или для краткости - контроллером).

3DS МАХ автоматически присваивает контроллер любому параметру, над которым выполняется анимация, в соответствие с технологией, использующей кнопку Animation и Time Slider. Если необходимо использовать параметрический контроллер, вы должны присвоить его самостоятельно с помощью инструментов в Track View или панели Motion (движение). Вы должны сообщить, можно ли выполнить анимацию параметра или ему уже присвоен контроллер анимации, посмотрев на параметр в Track View.

  • Над любым элементом с пиктограммой зеленого треугольника можно выполнить анимацию. На рисунке 1.33 показаны параметры цилиндра, отображенные в Track View, с которыми можно выполнить анимацию.
  • Параметры, с которыми нельзя выполнить анимацию, в Track View не появляются. Рисунок 1.33 также сравнивает параметры цилиндра, с которыми можно выполнить анимацию, со всеми параметрами цилиндра в панели Create. Отметим, что только нельзя выполнить анимацию с флажком Generate Mapping Coordinates (генерировать координаты проецирования).
  • Для отображения имени любого контроллера, присвоенного параметру, используйте фильтры в Track View. Имена контроллеров добавляются после имени параметра. Если после параметра нет контроллера, анимация над параметром еще не выполнена. На рисунке 1.33 анимация выполнена только над радиусом и высотой цилиндра.

Принципы расширения путем использования подключаемых элементов

Многие программы поддерживают принцип подключаемых элементов для расширения основной функциональности. Простота использования и значение подключаемого элемента зависят от построения основного применения и от того, насколь хорошо поддерживается подключаемый элемент. К счастью, 3DS МАХ имеет плотно интегрированную, надежную архитектуру подключаемых элементов.

3DS МАХ как система подключаемых элементов

Архитектура подключаемых элементов 3DS МАХ обеспечивает следующие преимущества:

  • С помощью подключаемых элементов легко и просто корректируется основная функциональность программы.
  • Подключаемые элементы загружаются автоматически и готовы к использованию сразу после запуска 3DS МАХ.
  • 3DS МАХ можно легко настраивать и расширять путем копирования новых подключаемых элементов в каталог 3dsmax\plugins.
  • Разработчики могут интегрировать новые подключаемые элементы так хорошо, что весьма трудно сказать, где заканчивается 3DS МАХ и начинается подключаемый элемент.

Использование подключаемых элементов

Если подключаемые элементы так хорошо интегрированы, то зачем говорить об их использовании? Да, конечно, можно поместить в каталог новый подключаемый элемент и начать его использовать. Однако, есть несколько методов, которые вы сочтете полезными.

Инсталлирование подключаемых элементов

При инсталлировании подключаемых элементов в каталог default\plugins можно быстро столкнуться с хаосом загадочных файлов, скопившихся в одном месте. Большинство основных разработчиков подключаемых элементов будут писать программы установки, которые помещают их подключаемые элементы в специальные заказные каталоги и регистрируют эти каталоги в 3DS МАХ.

3DS МАХ создает идентифицирующие альтернативные каталоги подключаемых элементов очень просто. Диалог Configure Paths (сконфигурировать пути) содержит панель, при помощи которой можно определить требуемое количество каталогов подключаемых элементов, как показано на рисунке 1.34. Любой подключаемый элемент в каталоге, который идентифицирован в диалоге Configure Paths, загружается при запуске 3DS МАХ.

Для конфигурирования альтернативных каталогов подключаемых элементов выполните следующие шаги:

  1. Создайте любые новые каталоги и поместите в них свои подключаемые элементы.
  2. Запустите 3DS МАХ.
  3. Выберите Configure Paths из меню File.
  4. В диалоге Configure Paths щелкните на закладке Plug-ins (подключаемые элементы).
  5. Щелкните на Add (добавить).
  6. Выберите один из новых каталогов из броузера каталогов, наберите описание в поле Description (описание) и щелкните на ОК.

Повторяйте шаги 5 и 6 для каждого нового каталога подключаемых элементов.

Нахождение подключаемых элементов

После инсталлирования нового подключаемого элемента где его искать? Это зависит от типа подключаемого элемента. В общем случае для доступа к подключаемым элементам используйте следующие четыре метода:

  • Создатели объекта обычно показываются в виде новой подкатегории под одной из семи категорий создания панели Create.
  • Возможно также, что подключаемые элементы для создания будут иметь вид новой кнопки в свитке Object Туре (тип объекта) одной из существующих подкатегорий.
  • После щелчка на кнопке More панели Modify в диалоге Modifiers показываются модификаторы.
  • Другие командные панели подключаемых элементов, такие как Utilities (утилиты) или Motion (движение), появляются или как новые свитки, или как вход в списке категорий.
  • Большинство других подключаемых элементов появляются в списках опций. Примерами таких типов подключаемых элементов являются подключаемые элементы материалов и карт в Material/Map Browser (броузер материалов/карт), подключаемые элементы контроллера в диалоге Replace Controller (заменить контроллер) и подключаемые элементы атмосферы в диалоге Add Atmospheric Effect (добавить атмосферный эффект).

Работа с недостающими подключаемыми элементами

Один из наиболее важных аспектов архитектуры подключаемых элементов 3DS МАХ заключается в том, что происходит при загрузке файла, который использует подключаемый элемент, не инсталлированный в системе. Неудивительно, если файл просто не сможет загрузиться.

Когда 3DS МАХ обнаруживает, что необходимый подключаемый элемент отсутствует, она отображает диалог Missing DLLs (недостающие DLL), как показано на рисунке 1.35. Этот диалог перечисляет недостающие DLL вместе с информацией об именах файлов и об их использовании, и обеспечивает опцию для продолжения загрузки или ее отмены.

Если загрузка продолжается, для недостающих DLL создаются заполнители, данные DLL сохраняются, а все остальное в файле отображается. Например, простои куб заменяет геометрию, которую сгенерировал подключаемый элемент создания объекта. С файлом можно продолжать обычную работу за исключением того, что нельзя делать изменения в частях сцены, которыми управляет утерянная DLL. Позже после установки недостающего подключаемого элемента и перезагрузки файла вся информация будет отображаться корректно.

ГЛАВА 2

ГЛАВА 2

Смешанный цвет и свет

Много знаний потребуется объединить для успешного создания визуализации и анимации в 3D Studio MAX. При создании сцен внутри 3D Studio MAX вы поймете, что в программе представлено множество дисциплин. Искусство моделирования, освещения, фотографии, театра, живописи и рассказывания историй — все это является важными областями знаний для профессионального аниматора. Может быть, самым важным искусством считается работа со светом и цветом. Цвет воздействует на все, что вы видите и делаете. При виде красного цвета вы можете остановиться, и даже цвет комнаты влияет на ваше настроение. На основании цвета объекта могут приниматься решения о его приобретении. Понимание эффектов, вызываемых цветом, и способов применения цветов для достижения определенных эффектов является исключительно важным. В этой главе вы познакомитесь с различными концепциями цвета и света, а также с их отношением к компьютерной графике и 3D Studio MAX. В частности, в главе обсуждаются следующие темы:
  • Пигментные цветовые модели
  • Цвет как отраженный свет
  • Смешанный цвет в 3D Studio MAX
  • Цветовая композиция
  • Влияние цвета естественного света
  • Влияние цвета искусственного света
  • Влияние цветных ламп

Цвет обычно является наиболее важной характеристикой поверхности. Когда перед глазами появляется красный знак останова, вы делаете вывод, что знак останова "красный". Вы воспринимаете это как осязаемый факт и описываете его как красный знак или как знак, окрашенный в красный цвет. На самом деле это не сама поверхность красная, а красный свет, отраженный от нее. Пигмент, которым покрашен знак, поглощает весь спектр света, кроме красного, поэтому вашему глазу возвращается отраженная красная часть спектра. Ваши глаза воспринимают отраженный красный свет и мозг делает вывод, что знак на самом деле красный. На рисунке 2.1 показаны диаграммы отражения белого света от такого знака.
Повседневная жизнь и окружающие условия обманывают многих людей в том, что цвет — это в действительности отраженный свет. Это не должно показаться удивительным, поскольку, как правило, вы не взаимодействуете с цветами света. Вы не придаете этому особого значения, редко смешиваете цвета света или играетесь с ними и, вообще, находитесь в таких ситуациях, при которых большинство спектра не присутствует. На протяжении всей жизни вы привыкли сталкиваться с белым или практически белым цветом. В большинстве случаев вы взаимодействуете с цветом, имея дело с веществами, про которые заранее известно, что они отражают свет. Эти вещества называются пигментами. Даже в том случае, если вы не используете традиционные художественные пигменты, подобные краскам или чернилам, вы выполняете цветовое смешивание пигментов во время приготовления пищи, смешивания напитков, разливания жидкостей или даже при неудачах со стиркой белья. Цвет является важным компонентом вашей жизни — вы координируете и согласуете цвета, когда занимаетесь проектированием, украшениями или одеждой.
Но компьютерная визуализация и живопись на экране компьютера совершенно отличается от того, чему вас научила о цвете вся ваша жизнь. Теперь используется устройство, которое взаимодействует со светом (монитор компьютера), и инструменты для создания и манипулирования светом (3DS МАХ и, может быть, другие программы рисования). Важно понимать, что цвет света, который отражает пигменты, и является "цветом", который видят ваши глаза. В восприятии может быть скачок и глазу потребуется некоторое время, чтобы настроиться на цвет. Если вы сначала поймете, что такое цвета пигментов, узнать о сложностях и эффектах света будет намного проще.

Пигментные цветовые модели

Цветовая модель, о которой вы узнали в детстве и, вероятно, с тех пор используете, основана на пигментах. Желтая краска, смешанная с синей, дает водовороты зеленой краски. Существуют правила цвета, которым должны следовать пигменты, краски и даже цветные карандаши. Вас, вероятно, научили, что существуют три первичных цвета: красный, желтый и синий. Вам могли говорить, что, будучи первичными цветами, они должны быть чистыми — сами они не являются смесями, но используются для получения всех прочих цветов. Когда эти первичные цвета смешиваются с одинаковой интенсивностью, образуются вторичные цвета — оранжевый, зеленый и фиолетовый. Между первичными и вторичными цветами возможно бесконечное количество градаций, которые часто называют гармоничными или аналоговыми.
Благодаря тому, что цветовые модели основаны на первичных цветах, их часто называют цветовой моделью Красный-Желтый-Синий (RYB). Однако интуитивно эта модель не полностью корректна, поскольку не все можно получить из смеси трех первичных цветов.

Цветовая модель RYB

Цветовой диск является традиционным инструментом для демонстрации модели RYB, как показано на рисунке 2.2. Первичные цвета помещаются на равносторонний треугольник, а вторичные образуются на инверсном треугольнике. Цвета следуют по кругу в порядке светового спектра или радуги. Многие художники организуют свои палитры в виде цветовых дисков, что обеспечивает быстрое и предсказуемое смешение цветов. (Ирония состоит в том, что хотя палитра организована в соответствии со световым спектром, она в основном применяется для рассмотрения способов смешивания пигментов.)

Смешивание пигментных цветов

Три перекрывающихся круга "красок", полученных из первичных цветов, служат для демонстрации основ смешивания пигментов (посмотрите на первую цветовую пластину). На пластине смешиваются три круга для формирования вторичных цветов. Коричневый цвет образуется в результате тройного смешивания в середине, что является также результатом смешивания дополнительных цветов. Ввиду того, что они расположены друг против друга на цветовом диске RYB, они содержат все три первичных цвета. Белый цвет определен как отсутствие цвета, поскольку на самом деле он представляет собой холст или бумагу, куда наносится пигмент.
На цветовом диске нет черного цвета. В детстве вас, наверное, научили создавать черный цвет, смешивая все остальные цвета, но обычно это приводит к созданию "грязного" цвета, а не черного. Из-за этой трудности многие считают черный цвет первичным и приобретают его как отдельный пигмент. По мере понимания сути цвета станет очевидным, что отсутствие черного цвета является недостатком модели цвета RYB. Хотя модель RYB является интуитивной в отношении общих цветов мира, она завершена неполностью.

Цветовая модель CYM

Хотя цветовая модель RYB очень древняя и использовалась многими художниками, она не является точной цветовой моделью. Получение настоящих интенсивных цветов, таких как фиолетовый, фуксиновый или зеленоватый, невозможно, равно как и смешивание настоящего черного цвета. При столкновении с этой проблемой многим студентам, собирающимся стать художниками, говорят, что эти цвета трудно смешивать и лучше купить их в виде тюбика. Это связано с полным непониманием цвета, поскольку упомянутые выше цвета являются истинными первичными цветами. Нельзя сказать, что традиционные художники не знают, что они делают — они используют цветовую модель, которую можно связать со всем окружающим миром.

Первичные пигменты

Три первичных пигмента - голубой, желтый и фуксин (пурпурный) являются дополняющими цветами для белого света, основными первичными цветами которого являются красный, зеленый и синий. Обе эти модели показаны на рисунке 2.3. Все пигменты (или субтрактивные вещества) образуются из этих трех цветов. Использование упомянутых первичных цветов и составляет цветовую модель CYM. В модели CYM красный цвет является смесью фуксина и желтого, синий - смесью голубого и фуксина, а цвет, который многие люди считают желтым, является желтым с добавлением фуксина. Одна из причин, по которой цветовая модель CYM интенсивно не распространена, заключается в том, что эти первичные интенсивные цвета являются неестественными, их трудно обнаружить и связать с чем-либо в реальном мире. Настоящий первичный цвет редкий по своей природе, как и его ежедневное использование.

ПРИМЕЧАНИЕ

Несмотря на то, что природа не допускает существование пустот, она, по крайней мере, ненавидит первичные пигменты. Трудность создания чистых пигментов голубого, фуксина и желтого цветов является одной из причин такого длительного использования модели RGB. Чистых желтых цветов не было до 1800 года, а чистый фуксин появился только к 1850 году. Художники в течение долгого времени были вынуждены использовать пигменты, цвета которых были уже субтрактивными или смешанными. Хорошим примером является посмотреть на старые цветовые пластины, в которых используется модель RYB в качестве модели для смешивания. Они часто кажутся плоскими и загрязненными, поскольку для затемнения в них использовался черный цвет. Эта нехватка интенсивных первичных цветов является одной из причин, по которой старые мастера живописи пребывали в определенном настроении, и тема цвета была общей для них — интенсивных первичных цветов просто не существовало. Мастерство и наблюдения старых мастеров живописи следует учитывать, а не просто отметить, что они не были знакомы с моделями CYM и RGB.

Четырехцветная печать и CYMK

Важным отличием CYM является то, что смешивание первичных цветов дает черный цвет, а не знакомый коричневый, который получается от смешивания красного, желтого и синего цветов.

ПРИМЕЧАНИЕ

При создании цвета с помощью модели CYM и, таким образом, смешивания пигментов, составляющие цвета часто выражаются в процентных отношениях (например, 50% желтого, 45% голубого и 5% фуксина дают некоторый оттенок зеленого). Такова форма рецептов прихотей художников. Использование подобных соотношений для описания цвета совершенно аналогично объемам цвета, задаваемым в 3DS МАХ.Цветная печать — это носитель, основанный на пигментах, для которого требуется черный цвет, и он глобально использует модель CYM. Из-за этого модель CYM часто называют красочной цветовой моделью, в которой голубой, желтый и фуксин являются основными цветами, а черный представляет собой смесь этих цветов.
Три пересекающихся круга "печатной краски" служат для демонстрации этой базовой модели. На практике смешанный черный цвет является очень интенсивной смесью голубого и фиолетового, но выглядит всегда черным цветом. Хотя по такому рецепту можно смешивать все печатные черные цвета, в печатной промышленности используются черные чернила как дополнение CYM для предотвращения ночного кошмара от смешивания всех трех первичных цветов в большей части текста и графики. Печать считается четырехцветным процессом, в котором черный цвет является дополнительным цветом - как буква К в CYMK.

Цвет как отраженный свет

На самом деле цвет пигмента — это свет, отраженный от объекта. Цветной свет — свет, отраженный от объектов, - это именно то, из чего состоит наш видимый мир. Объект является красным потому, что он абсорбирует зеленую и голубую часть спектра и отражает оставшийся красный свет. На рисунке 2.4 этот процесс показан с помощью освещения двух красных сигналов останова с белой надписью. Первый знак освещен белым светом, который отражается красным от поля и красным, зеленым и синим от надписи. Второй знак освещается только голубым светом. Поскольку красный свет не отражается, поле остается черным и абсорбирует весь зеленый и синий свет. Белая надпись отражает зеленый и синий свет и поэтому кажется голубой. Каждый пигмент абсорбирует конкретную часть спектра и отражает свет, с которым он связан. Смешанные пигменты субтрактируют различные цвета из спектра, чтобы образовать новый "цвет". Синий (который не отражает красный или желтый), смешанный с желтым (который не отражает красный или синий), образует зеленый цвет с помощью полной субтракции возможности смеси по отражению красного. Пигменты являются взаимно субтрактивными и это именно то, на что ссылается 3DS МАХ, когда речь идет о том, что прозрачный материал в Material Editor является "субтрактивным".

Модель RGB

Когда белый свет преломляется через призму, его цветовые компоненты разделяются, чтобы создать радугу. Эта радуга является спектром, присущим белому свету, и цветовым диапазоном, который может воспринимать глаз человека. Цвета следуют в спектре в таком порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый, из чего образуется акроним ROYGBIV (индиго включен сюда, в основном, для того, чтобы эта аббревиатура легче произносилась). Из-за этих спектральных цветов, первичными из которых являются красный, зеленый и синий, эта цветовая модель для света и называется RGB.

ПРИМЕЧАНИЕ

Небелый свет преломляется в собственный спектр, поскольку часть общего (белого) спектра должна в нем отсутствовать, чтобы он стал "цветным". В то время, как белый цвет представляется как отсутствие пигмента в модели CYM (представленной белым цветом холста), черный цвет представляет собой отсутствие света в модели RGB (и его можно считать истинной темнотой). Для образования белого света смешиваются три первичных света. При смешивании они образуют вторичные цвета - голубой, желтый и фуксин - которые являются первичными цветами в пигментной модели CYM.
Дихотомия между светом и пигментом является важным понятием, чтобы полностью узнать как выглядят материалы при изменяющейся освещенности. Свет и пигмент являются противоположностями, однако дополняющими друг друга. Первичные цвета одной модели являются дополняющими для другой. RGB излучает свет, CYM отражает его. Пигмент объекта нельзя увидеть без падения света на объект, а для того, чтобы увидеть окрашенный свет, необходима непрозрачная поверхность. При объединении всех цветов света создается белый цвет, а при объединении всех цветов пигмента создается черный. RGB смешивает все цвета путем их сложения, а CYM — путем вычитания.

Смешанные цвета света

Три перекрывающихся "точечных источника света" демонстрируют эту основную модель (еще раз посмотрите на первую цветовую пластину). Здесь черное представлено отсутствием цвета, а белое создано с помощью смешения трех первичных цветов - красного, зеленого и синего. По мере того, как области света смешиваются, получается вторичный голубой цвет, фуксин и желтый. Если посмотреть на обе эти модели рядом, становится очевидным, что модель RGB является настоящей противоположностью модели CYM, и каждый первичный цвет является вторичным цветом другого.
В примере модели lightrgb.max используется три точечных источника света, чтобы показать аддитивную модель цвета света RGB. Модель состоит из трех источников света, которые сияют на фоне белого квадрата. Точечные источники света представляют собой чистый цветной свет на белой поверхности без другого цвета или пигмента, влияющего на них.
Сцена на рисунке 2.5 показывает три первичных пятна красного, зеленого и синего цветов в двух затененных окнах. Эти окружности представляют собой первичные источники света. Когда перекрываются только две окружности, вы видите первичные пигменты желтого, голубого и фуксинового цветов. Если перекрываются все три круга, вы увидите смесь всех светов (белый), что эквивалентно отсутствию всех пигментов.

ПРИМЕЧАНИЕ

Круги света становятся "зазубренными" на краях в затененных окнах, поскольку интерактивный визуализатор 3DS МАХ использует для отображения затенения Gourand. В этом методе эффекты освещенности вычисляются с помощью затенения вершин модели. Эффект освещенности появляется точным только тогда, когда отображаемый каркас плотный. Для того, чтобы увидеть истинный эффект света, необходимо выполнить окончательную визуализацию.

Использование точечных источников света для анализа цвета RGB

Следующее упражнение демонстрирует адитивную цветовую модель RGB.
  1. Загрузите сцену lightrgb.max из сопровождающего CD-ROM.
  2. Задействуйте видовое окно Тор и нажмите кнопку Quick Render (быстрая визуализация). Области света визуализируются как совершенно четкие окружности.
  3. Выберите красный точечный источник света, Spot-Red, и щелкните на панели Modify для просмотра текущих установок света.
  4. Значения RGB для Spot-Red равны 255, О, О - что означает чистый красный цвет без компонентов зеленого и синего. Другие точечные источники света насыщены аналогично.
  5. Можете исследовать эффект света путем регулировки цвета точечных источников света и их позиционирования.

Вы должны использовать то, что цвет света является аддитивным, а пигменты — субтрактивными. При аддитивных цветах чем больше цвета добавляется, тем белее становится оттенок, а при пигментах при добавлении цветов оттенок темнеет. Это понятие кажется незнакомым ввиду того, что большинство людей вне театра или индустрии света не имеют опыта (или самой возможности) в смешивании цветов света. Но на самом деле вас каждый день окружает цветовая модель RGB, потому что каждый телевизор и монитор компьютера отображает цвет при помощи раздельных красного, зеленого и синего каналов.

Исследование цвета RGB

Полное понимание цветовой модели RGB полезно, поскольку на ней основаны практически все цветные компьютерные приложения. К счастью. Color Selector (селектор цвета) 3DS МАХ, показанный на рисунке 2.6, обеспечивает великолепный метод для овладения понятием смешивания цветов RGB.
  1. Войдите в Material Editor, щелкнув на кнопке Material Editor линейки инструментов.
  2. Дважды щелкните на цветовой отметке Diffuse для вывода Color Selector (при этом неважно какой материал активен, так как вы изменяете цвет). Color Selector одновременно регулирует цвет с помощью ползунков и цветовой отметки, а также значений для Material Editor, цвета и визуализируемого образца сферы.
  3. Щелкните на цвете в градиенте Hue или на ползунке Hue и убедитесь в том, что ползунок Whiteness (белизна) не находится в нижней части диапазона.
  4. Переместите ползунок Sat (насыщение) в положение 255 (поворачивайте его все время вправо) и убедитесь в том, что ползунок Value (значение) не находится на максимуме. При этом создается полностью насыщенный цвет, в котором, по крайней мере, одно из значений RGB максимизировано до текущего уровня ползунка Value, а другое значение сведено до нуля.
  5. Передвигайте ползунок Hue вперед и назад и наблюдайте за ползунками RGB. По мере перемещения ползунка через спектр Hue обратите внимание, что каждый раз перемещается только один ползунок канала RGB. Во время прохождения по спектру обнаруживаются максимумы и минимумы красного, зеленого и синего компонентов света.
  6. Установите ползунок Saturation в положение 0 (до отказа влево). По мере уменьшения насыщения цвета обратите внимание на то, что компоненты RGB сближаются до тех пор, пока не станут полностью выровненными. Из-за того, что значения RGB теперь сбалансированы, свет не имеет цвета и отметка цвета становится серой. Помните об этом как о горячей клавише для создания серого. Отметим, что значения оттенка и освещенности по-прежнему не изменяются и в случае увеличения насыщения восстанавливается первоначальный цвет.
  7. Манипулируйте всеми тремя ползунками RGB так, чтобы они не выравнивались и не находились в самых крайних положениях, после чего перетащите любой из ползунков RGB в 0. Ползунок Saturation (насыщение) перемещается вправо и цветовая отметка становится полностью насыщенной.
  8. Перетащите этот же ползунок RGB вправо и вы увидите, что ползунок Saturation тоже перемещается вправо, а отметка цвета "сереет". Любой цвет, для которого один или несколько ползунков RGB установлены в 0, всегда является полностью насыщенным цветом. Это становится очевидным при перетаскивании одного из ползунков RGB влево. По мере того, как это делается, ползунок насыщения перемещается вправо и полное насыщение наступает тогда, когда ползунок цвета достигает значения 0.
  9. Установите значение Saturation в 255 и перетащите ползунок Value вправо и затем обратно влево. При этом одновременно все три ползунка RGB перемещаются вправо и влево. По мере увеличения значения цвета все три канала RGB увеличиваются вправо до тех пор, пока не создается чистый цвет спектра (оттенок). Уменьшение значения смещает ползунки RGB влево до тех пор, пока не образуется черный цвет; при этом нет никакого отражения света. Такой же эффект достигается путем смещения каналов RGB влево и вправо, но при этом есть одно существенное отличие: объем оттенка постоянно изменяется и эффективно исчезает на краях, поскольку цвет отсутствует.

Использование света для объяснения пигмента CYM

Интересное упражнение, которое демонстрирует модель CYM, в 3DS МАХ можно выполнить с помощью источников света. В отличие от окружающего мира, пятнам света в 3DS МАХ можно присвоить отрицательные множители, чтобы вычесть свет из сцены, а не добавить его. На рисунке 2.7 показано, что отрицательный свет действует как пигмент, когда падает на поверхность, и вычитает освещенность от других (положительных) источников света.
  1. Загрузите сцену lightrgb.max из сопровождающего CD-ROM.
  2. Щелкните на закладке Create для отображения панели Create Command (команда создания) и щелкните на кнопке Lights (источники света) в верхней части панели Create Command.
  3. Щелкните на кнопке Directional (направленный) и поместите новый направленный свет в центр видового окна Тор.
  4. Переместите свет Directional на ту же самую высоту, на которой находятся три существующих точечных источника света.
  5. Щелкните на закладке Modifier и увеличьте установку V: до 255 для создания чистого белого света. Вы, вероятно, заметите, что свет ограничен центральной областью.
  6. Отметьте флажок превышения света. При этом источник света не ограничивается и может освещать все области с одинаковой интенсивностью. Освещенность другим светом можно совершенно не учитывать, поскольку поверхность отражает белый свет; и здесь не сделают своего вклада ни красный, ни зеленый, ни синий свет. Поверхность окна должна теперь быть ярко белой.
  7. Нажмите на Н Key, выберите Spot-Red и измените значение ее множителя из 1.0 на -1.0. Теперь точечный источник света, который раньше был красным, вычитает красный цвет из направленного цвета и кажется голубым.
  8. Установите значения множителя для двух оставшихся точечных источников света в -1.0. В результате этого все три круга света "печатной краски", голубой, желтый и фуксин, перекрываются для образования первичных цветов - красного, зеленого и синего. Когда все три круга перекрываются в центре, они создают черный цвет из-за того, что удаляют весь положительный свет со сцены.
  9. Результирующий файл можно найти в lightcym.max на сопровождающем CD.

Смешанный цвет в 3D Studio MAX

3D Studio MAX обеспечивает уникальный селектор цвета, который позволяет интуитивно выбирать и манипулировать цветом. Хотя все цвета внутри системы хранятся во внутреннем представлении значений RGB (красный, зеленый, синий), селектор цвета (рис. 2.8) позволяет выбирать различные цвета и использовать их при помощи разнообразных методов.

Описание цветов с помощью HSV

Цвета могут быть неуловимыми. "Какой тип зеленого цвета был у этого зеленого тента?" "Это был глубокий, сочно-зеленый цвет, но я не уверен, насколько он голубой и насколько темный". Воспоминания о цветах трудно восстановить.
Даже в то время, когда вы сосредоточиваетесь на понимании цвета объекта, он изменяется, когда характер света, который освещает объект, изменяет положение и тон. "О, но этот тент выглядит более зеленым, чем в прошлый день". Для ясности, цвет пигмента часто описывается его тремя свойствами. Хотя многие согласятся с этими тремя характеристиками, существует несколько течений, которые по-разному определяют эти понятия. Частью цветового диска, на котором основан цвет, называется оттенком. Если взять ползунок оттенка (Hue) Color Selector и сделать с помощью него окружность, получается цветовой диск. При ссылке на цвет объекта, имеется в виду оттенок. Термин "оттенок" стал совершенно универсальным понятием в системах определения цвета. Для случая описанного выше тента оттенок является синевато-зеленым.
Чистота цвета относится к его хроматичности, интенсивности, силе или насыщенности (в 3DS МАХ). О насыщенности можно думать как о степени, до которой цвет смешивается с другими цветами. Чистый цвет всегда является полностью насыщенным потому, что не смешивается ни с какими другими цветами в противоположность серому цвету, который является сильно смешанным и имеет низкую или нулевую насыщенность. Для продолжения использования ссылки на тент, цвет должен быть сочным, поэтому к нему нельзя добавлять много красного; он должен иметь совершенно полное насыщение.
Каждый оттенок в диапазоне цветов может изменяться от очень темного до очень светлого, что часто принимается за освещенность цвета, глубину или, как это называется в 3DS МАХ, его значение. По мере того, как цвета углубляются и становятся более черными, их значения уменьшаются; с увеличением яркости их значения увеличиваются. Монохромная раскраска является хорошим примером того, как оттенок использует все свои значения. Чтобы покончить с тентом, следует сказать, что ткань была глубокой по цвету и поэтому имеет меньшее значение.
Все вместе эти описания цвета известны как модель HSV - оттенок, насыщение и значение - и могут использоваться для описания всех цветов. Для традиционных художников они соответствуют непосредственно оттенку Munsell System, хроматичности и масштабам значений. 3DS МАХ обеспечивает ползунки цвета HSV в виде опции, когда цвета выбираются через стандартный селектор цвета.

Регулировка цвета при помощи осветления и затемнения

3DS МАХ обеспечивает дополнительное управление цветом с помощью цветовых ползунков Color Selector Whiteness (осветление) и Blackness (затемнение). Цвета осветляются и затемняются с помощью одновременной манипуляции насыщением цвета и его количеством. Этот эффект очень похож на добавление белого или черного пигмента к существующему цвету краски и очень просто идентифицируется.
На практике изменение положения ползунка Whiteness от верха до низа устанавливает Saturation из положения 255 в 0, a Value (значение) при этом регулируется от начальной точки до 255. Перемещение ползунка Blackness от верхнего положения в нижнее устанавливает Saturation из начальной точки в 0, а регулировку Value из значения 255 в конечную точку. Регулировки осветления и затемнения не влияют друг на друга и на оттенок - их эффектом является только манипуляция значениями Saturation и Value.

Исследование Color Selector

Color Selector 3DS MAX является очень хорошим инструментом для изучения смешивания цветов. Это упражнение помогает понять смысл ползунков цвета HSV, а также их влияние друг на друга. На рисунке 2.9 показано, как осуществить доступ к Color Selector из диалога Object Color.
  1. Щелкните на отметке Object Color на Command Panel для получения доступа к диалогу Object Color и затем дважды щелкните на Active Color (данный Color Selector идентичен Color Selector из Materials Editor).
  2. Щелкните на любом цвете на ползунке Hue и установите ползунки Saturation и Value в положение 255. Теперь у вас есть чистый спектральный или полностью основанный на цветовом диске оттенок цвета, который отображается в выбранной цветовой отметке.
  3. Переместите ползунок Hue влево и вправо и отметьте изменения цвета на цветовой отметке. По мере изменения значения Hue с помощью ползунка цвет плавно изменяется по спектру внутри отметки. Для получения чистого цвета потребуется пройти через весь спектр.
  4. Перетащите ползунок Whitness в самый низ и яркость в цветовой отметки будет увеличиваться до тех пор, пока она не станет чисто белой. По мере увеличения Whiteness значение Saturation уменьшается ввиду того, что для получения более белых цветов необходимо добавить еще RGB и таким образом снять насыщение с первоначального цвета; при этом Value должно увеличиться, чтобы осветлить цвет.
  5. Перетащите ползунок Blackness до упора вниз и яркость цветовой отметки будет уменьшаться до тех пор, пока не станет серой (чем ниже опускается ползунок Whiteness, тем ярче становится серый цвет). С увеличением Blackness значение Saturation уменьшается, поскольку для достижения более серых оттенков требуется вычесть дополнительные RGB и Value нужно уменьшать, чтобы цвет стал более темным.
  6. Перетащите ползунок Saturation в правое положение и ползунки Whiteness и Blackness будут подниматься.
  7. Перетащите ползунок Value влево и вправо и вы увидите, что Value увеличивается, Blackness поднимается, a Whiteness опускается; в случае уменьшения Value происходит обратное.

Это упражнение указывает на важное понятие при смешивании цветов в 3DS МАХ. При регулировке ползунка Saturation или Value или обеих ползунков Whiteness и Blackness, просматривается весь диапазон данного оттенка. Хотя при создании цветов с использованием этих двух методов имеются подобия, получаемые результаты совершенно отличны. Если создается диапазон цветов, совместно использующих хроматический диапазон, необходимо придерживаться одного метода. Сигналы соседних цветов можно создавать либо при помощи независимой регулировки Value или Saturation, либо только посредством элементов управления Whiteness и Blackness. Если методы смешиваются, результирующие цвета не будут являться частью непротиворечивого сигнала.
Еще следует помнить о том, что значения всех цветов в 3DS МАХ хранятся только в виде значений RGB. Это означает, что для отображения HSV используются соответствующие хранимые значения RGB. Whiteness и Blackness никогда не отображают значения, поскольку они манипулируют Value и Saturation одновременно и являются только вспомогательными при смешивании цветов. Несмотря на то, что можно ссылаться и записывать определенное значение HSV, значения Whiteness и Blackness являются просто визуальными индикаторами.

Цветовая композиция

Цвет является индивидуальным и личным — у всех есть свои любимые цвета и глобальные параметры для их объединения. Однако существуют правила или рекомендации, по которым цвета координируются, согласуются и смешиваются в большинстве создаваемых вещей. Понимать эти вещи важно даже в том случае, если создаются миры, которые существуют только в вашем воображении. Эти миры часто основаны на таком понимании потому, что это основная ссылка для тех вещей, которые мы создаем. Цветовая композиция существенно влияет на нас независимо от того, раскрашиваем ли мы текстуры пигментом или освещаем свой мир источником света. Неудачные выборы цветов делает сцену нереальной, безвкусной, бестолковой и похожей на карикатуру. В этом разделе рассматриваются различные субъективные свойства цвета и способы их использования.
Пигмент в 3DS МАХ моделируется при определении материалов, фонов и атмосфер. Во всех случаях они являются поверхностями или представляют их. Поверхность отражает свет, и свет, который отражается к вам, является ее цветом. На цвет этого отраженного света влияют цвета, поглощаемые поверхностью (цвет поверхности), и цвет света, который освещает ее. При рассмотрении цветов пигмента предполагается, что большая часть спектра расположена вблизи белого света.
Для описания цвета используется множество терминов и мир искусства стандартизовал большинство из них. Хотя вы можете не считать себя художником или человеком, относящимся к миру искусства, важно развивать знание этих понятий, поскольку работа с 3DS МАХ, без сомнений, заставит вас контактировать с художниками и их произведениями. Эти термины будут использоваться во всей остальной части книги при описании цвета.

Дополняющие цвета

Цвета, расположенные на противоположных сторонах цветового диска, являются дополняющими по отношению друг к другу. Для основной модели RYB первичными дополняющими цветами являются красный и зеленый, желтый и фиолетовый, синий и оранжевый. Дополняющие друг друга цвета можно получить на любом месте цветового колеса, например, красновато-оранжевый будет дополнять зеленовато-синий.
Дополняющие цвета имеют ряд важных характеристик. При использовании рядом дополняющие цвета добавляют интенсивность в связанный с ними цвет и создают максимальную визуальную контрастность. При этом также создается максимальное визуальное напряжение, потому что дополняющие цвета соревнуются между собой за цвет, который они потеряли. В этом случае для человеческого глаза может создаться нежелательный эффект "прыжка" или "броска". Смешанные вместе дополняющие цвета создают тени коричневого и серого, что требуется для нейтрализации интенсивности оттенка предка и обычно не используется при традиционном смешивании цветов. Когда окрашенный объект отбрасывает тень, он сдвигается по направлению к своему дополняющему цвету. Этот эффект распространяется на окрашенные источники света, которые влияют на отбрасывание теней со сдвигом дополняющего цвета.

Теплые и холодные цвета

На тип и степень присутствия оттенка обычно ссылаются как на цветовую температуру. Теплые цвета содержат больше красного, оранжевого и желтого, а холодные — больше синего. Теплые фиолетовые цвета основаны на красном, а холодные зеленые — на синем. Нейтральные коричневые и серые цвета также различаются по температуре.
Температура является важным понятием при присвоении цветов объекту или сцене. Вы должны решить, является ли объект "холодным" или "теплым", и обеспечить затем непротиворечивость за счет присвоения цвета. Животные, например, имеют тенденцию совместно использовать семейства теплых цветов, а растения - наоборот, холодных. Запрещенная сцена должна быть по своей природе совершенно холодной, а приятная сцена имеет теплую цветовую палитру.

Продвижение и отступление цветов

Теплые и холодные цвета имеют психологический эффект продвижения и отступления, эффект, при котором человеческий глаз интерпретирует порядок спектра (когда красный цвет идет первым, а фиолетовый последним). Теплые цвета, в особенности, красный, кажутся продвигающимися и подходят ближе, в то время как холодные цвета кажутся отступающими и отодвигаются назад - это одна из причин, по которой большинство вывесок на магазинах являются красными.
Ваш пространственный опыт усиливает подобное восприятие, поскольку атмосфера охлаждает цвета, отражая на них синий цвет, когда они уходят за горизонт. Удаленные объекты теряют интенсивность своего цвета и становятся более серыми, в то время как их оттенки смещаются в синюю часть спектра. Когда сцена отступает к горизонту, она теряет свою интенсивность и становится более холодной. Когда это выполняется вручную с помощью программы рисования или в 3DS МАХ посредствам материала Mix или RGB Tint - это считается тонким, но важным шагом для создания реалистичного фона. Окружение тумана, который окрашен соответствующим образом, можно использовать для получения одинакового результата как для фона, так и для всей сцены.

Ограничения на использование черного и серого

Многие художники никогда не используют по-настоящему черный цвет, а предпочитают свои собственные темные смеси с глубоким цветом. При смешивании с полным насыщением ряд соседних цветов на цветовом диске RGB (более всего используются комбинации индиго и малинового или ультрамаринового и зеленого от Hooker) могут создать глубокие цвета, которые приближаются к черному. Причиной такого выбора смешивания является то, что черный пигмент ("как из трубы") делает внешний вид плоским и неестественным. Темные богатые цвета, получаемые при смешивании, предпочтительнее ввиду того, что для глаза они кажутся более глубокими и, на самом деле, являются более темными, чем цвета, полученные при смешивании с чисто черным цветом. Художники научились приберегать черный цвет для создания эффектов "выжженного" и "покрытого пятнами" в связи с тем, что этот цвет стремится нейтрализовать оттенки и создавать "грязные" цвета.
Черный цвет также используется для смешивания с очень холодными и неестественными чисто серыми цветами. В реальном мире практически ничего но существует без цвета или не является по-настоящему серым, поэтому оставим только черный цвет. Почти все видимые вокруг цвета являются красными, желтыми или синими. Поскольку в этом отражается восприятие человека, важно помнить об этом при смешивании различных цветов в 3DS МАХ. Хотя настоящий серый цвет можно получить с помощью установки ползунка Saturation в нуль, это не тот мир, который вас окружает.
Из-за того, что серый цвет редко отсутствует в цвете, оттенки серого следует использовать очень аккуратно. Объекты, которые основаны на настоящем сером цвете и освещаются "серыми" цветами, кажутся неестественными, "компьютерными". Причина простая — создание такого эффекта в реальном мире весьма затруднительно. В общем случае небольшой сдвиг в сторону теплого или холодного цвета как в свете, так и в материалах, кажется более реалистичным.

Влияние цвета освещенности

На всех поверхностях сцены могут быть хорошо изготовленные материалы, но она по-прежнему выглядит неправдоподобно плоской и бледной. Это вполне возможно, поскольку поверхность — всего лишь отражение освещенности сцены. Цвет, расположение и интенсивность освещенности сцены оказывают огромное влияние на результирующие изображения. В последующих разделах обсуждается важность цвета для света. В главе 19, "Освещенность и атмосфера", рассматривается методы для размещения и интенсивности.
Между цветом источника света и уровнем освещенности существует заметная корреляция. Яркая освещенность обычно связывается с цветом синего неба и холодными цветами, а низкая освещенность — со светом свечи, костра, тусклым цветом и теплыми цветами. Не забывайте об этом при выборе цвета первичного источника света.

Влияние цвета естественного света

Цвет, который природа обеспечивает в течение дня, в основном является белым. Опыт показывает, что яркий солнечный цвет является по-настоящему белым, и естественно верить в то, что цвета объекта будут самыми истинными, если рассматривать его непосредственно под солнечным светом. На практике же цвет солнечного света изменяется в зависимости от времени, сезона и погоды.
Больше всего вы можете осознать возможности визуализации цвета солнечного света, когда его нет. Сколько раз вы ходили в магазин и были недовольны цветом материала. Свет, созданный человеком и освещающий магазин, не обеспечивает всего видимого спектра для того, чтобы правильно видеть цвет. Глаза знают об этом и пытаются скомпенсировать утраченный цвет. Можно даже поднести объект к окну или вынести его на улицу, чтобы посмотреть на него в естественном свете и убедиться в "истинном" цвете.

Солнечный свет

Солнечный свет непросто охарактеризовать количественно, поскольку он сам по себе содержит множество особенностей, тонов и оттенков. Каждое утро солнце может быть теплым серым светилом в ясный день или холодным серым светилом в пасмурный день. Ближе к вечеру солнце может создать очень теплый желтый тон, а закат солнца будет иметь цвет от ярко-красного до розовато-лилово-фиолетового. В полдень солнце может выглядеть почти белым, в то время как окружающий свет, отбрасываемый с севера, может показаться небесного цвета или иногда выглядеть просто холодным. Для вычисления всех свойств солнечного цвета никаких формул не существует. Просто необходимо наблюдать мир вокруг себя и использовать свои наблюдения для создания сцены. Научитесь пристально всматриваться в фотографию или горизонт и анализировать качество света. При анимации солнца в условиях затененной студии следует также учитывать, как цвет солнца изменяется в течение дня.

Атмосфера

Атмосфера земли может многое сделать с качеством и цветом солнечного цвета. Чем плотнее атмосфера, тем больше влияния она оказывает на цвет. Поэтому восходы и закаты солнца кажутся нам такими захватывающими. Когда солнце в полдень находится прямо над головой, оно проникает через самые тонкие слои атмосферы и имеет наиболее белый цвет. Кроме того, свойства солнечного света изменяются в зависимости от долготы и времени года. Солнце стоит прямо над головой на экваторе, низко в небе над полюсами, высоко летом и низко зимой. Солнечный свет в экваториальной пустыне является самым белым светом из всех падающих на землю.
Атмосфера может усиливать эффект солнца и луны, когда они приближаются к горизонту. Предметы в это время визуально увеличиваются вместе с увеличением влияния их цвета. Необходимо учитывать состояние атмосферы, поскольку она также влияет на качество света. Промышленное, загрязненное небо создает теплый коричневый свет, а насыщенный влагой туман, дождь или снег создают холодный свет. Хмурое небо вызывает большее отражение света и последний выглядит значительно серее.

Свет во внешнем пространстве

Если посмотреть на сцену, у которой нет атмосферы, на ней нет фильтрации света, и очень мало, если вообще есть, отраженного или окружающего света для освещения других частей окружающей обстановки. Сцены на луне и в космосе освещены очень белым светом, на них практически нет окружающего света и поэтому они имеют очень четкие контуры, что характерно для фотографий NASA. Видимыми являются только области объекта, которые непосредственно обращены к солнцу. Остальная часть объекта является черной подобно окружающему вакууму. Тусклый контур новой луны — это все, что можно увидеть под окружающим светом космоса.

Лунный свет

Лунный свет является другим естественным источником света, освещающим мир. Большинство из нас стремится думать о нем, как о "свете" на основе желтого, но это не так просто. Луна просто отражает свет от солнца. Точно так же, как солнечный цвет фильтруется, проходя через атмосферу, то же самое происходит с лунным светом. При движении по ночному небу луна, подобно солнцу, изменяет свой цвет. Лунный свет имеет характерный желтый цвет, когда луна находится низко на небесах, и белеет по мере ее подъема. Из-за того, что луна является слабым источником света, освещенность от нее низкая, и количество света, отраженного от поверхностей, минимально. Количество света на сцене, которая изображает лунный свет, должно быть очень малым и иметь сильное цветовое смещение к цвету, дополняющему лунный цвет.

Влияние цвета искусственного света

Многие из вас проводят большую часть времени дома в условиях искусственного освещения. Для корректной визуализации и анимации внутренних сцен следует понимать, что представляют собой различные цвета искусственного света и как их воспринимает ваш глаз. Для этого в индустрии освещенности существует множество терминов, и в настоящей книге сделана попытка правильно применить стандартную терминологию. При описании освещенности в реальном мире лампа является источником света (который чаще называется "колбой"); каркас или отражатель является корпусом для лампы; свет — это энергия от источника света до того, как он попадает на поверхность; освещенность — это свет, отражающийся от поверхностей. Таким образом, в понятие освещенности входит лампа, которая излучает свет и освещает сцену. В SDS MAX объект света, эквивалентный лампе и внешнему ее окружению, является совершенно произвольным понятием, поэтому уместно сказать, что точечный источник света освещает сцену тепло окрашенным светом.

Температура лампы

Человек создал многие формы света. Их цветовые характеристики часто описываются в терминах температуры Кельвина (не смешивайте это с теплыми и холодными цветами). Этот термин аналогичен куску металла, который нагревается, — сначала он становится глубоко красным, переходит в ярко-красный цвет, затем становится оранжевым, желтым и проходит весь спектр цветов, пока не станет "горячим добела". В качестве сравнения - температура восходящего солнца составляет около 2000 градусов по Кельвину, полуденное солнце разогревается до 5000 градусов, хмурое небо — до 7000 градусов, а синие небеса имеют температуру до 10000 градусов.
В этой книге не рассматривается специфика температуры каждого источника цвета. Они представлены здесь, в основном, как инструменты для сравнения и как часть второстепенной информации для читателей, незнакомых с этим предметом.
Температура по Кельвину в какой-то степени эквивалентна оттенку и насыщению цвета, в то время как яркость и интенсивность света являются подлинной функцией значения цвета в свете. Характеристикам окружения света, которые должны быть такими же, как и свет на сцене, можно придать различную интенсивность, но они должны быть близкими по оттенку и насыщению. В этом случае значение цвета света действует очень похоже на "переключатель ближнего света".

Лампы накаливания

Самой старой и наиболее широко используемой искусственной лампой следует считать лампу накаливания. Эти лампы являются точечными источниками света и их интенсивность ограничивается только приложенной мощностью. Цвет, отбрасываемый от лампы накаливания, является теплым, имеет в своей основе оранжевый цвет и температуру, близкую к температуре восходящего солнца. Мощность ламп накаливания можно регулировать при помощи реостатов и при низком уровне мощности они кажутся совершенно оранжевыми. Галогенные лампы также являются лампами накаливания, но имеют более высокую температуру. Они обеспечивают существенное увеличение освещенности и излучают более белый, но теплый свет. Когда галогенные лампы тускнеют, они также становятся оранжевыми.

Флюоресцентные лампы

Флюоресцентные лампы по сравнению с лампами накаливания излучают более белый цвет на основе сине-зеленого цвета. Более высокая температура галогенных ламп, вероятно, не будет иметь преимущества, если нельзя указать цвет, который должен быть в магазине. Несмотря на то, что эти лампы кажутся "белее", их свет вызывает исчезновение многих других дополняющих цветов красного, оранжевого и телесного тонов. Сила цвета флюоресцентной лампы определяет его фиксированное количество. Хотя Флюоресцентные лампы являются линейными источниками света, в большинстве случаев они группируются вместе и разворачиваются по отношению друг к другу для создания достаточных уровней освещенности. При ежедневном использовании они действуют скорее как точечный источник, нежели линейный. Это наблюдение является важным в плане того, что 3DS МАХ не поддерживает истинных линейных источников света.

Влияние цветных ламп

Некоторые лампы искусственного цвета хуже воспроизводят цвет по сравнению с флюоресцентными. Лампы на основе натрия чаще используются в качестве светильников на улицах и промышленных предприятиях. Эти лампы в некоторых случаях являются самыми яркими и наиболее экономичными по потреблению, но они излучают очень насыщенный оранжево-желтый свет. К лампам самого старого типа относятся ртутные, но они по-прежнему используются для освещения улиц и излучают синевато-зеленый цвет.
Каркасы ламп иногда добавляют цвет к своим лампам. Лампы накаливания имеют широкий диапазон покрытий с оттенком, и для создания любого вообразимого цвета к ним можно добавить линзы с полупрозрачным цветовым покрытием. Огни останова являются примером цветных линз, которые можно видеть ежедневно. Точечные и направленные источники света 3DS МАХ воспроизводят эффекты цветных линз, когда они отбрасывают тени от трассировки лучей, а для линз используется материал с непрозрачностью Filter для соответствующего цвета.
Наиболее впечатляющими цветными огнями, наблюдаемыми ежедневно, являются неоновые огни. Они излучают очень насыщенные цвета и могут осветить сцену исключительно своеобразно. Воссоздание подобных эффектов в 3DS МАХ может потребовать большого искусства, но ради этого стоит потрудиться. Эффекты создания неоновых цветов более глубоко рассматриваются в главе 19.
Хотя качество цвета искусственных ламп изменяется в больших пределах, следует усвоить, что это изменение не всегда приемлемо. Изготовители аппаратуры для освещения прилагают максимум усилий, чтобы их светильники излучали свет, максимально приближенный к белому. Понимание того, как искусственный свет влияет на общее качество сцены, является важным при анализе окружающего мира. Как для художника и аниматора перед вами стоит задача отразить настроения, а не в совершенстве смоделировать условия освещенности.

Использование цветного света

Вы прочитали об искусственном свете, однако наиболее вероятно, что вам не понадобится его использовать в большинстве случаев. Главная задача в 3DS МАХ заключается в создании правдоподобной сцены, художественного выражения или просто приятного изображения. Способ, в соответствие с которым производится манипуляция светом, целиком зависит от вас. При этом, наверное, лучше всего использовать информацию о конкретных лампах в качестве подсказки при анализе окружающего мира.
То, что вы видите в своем мире 3DS МАХ, зависит от способов его освещения — то, что вы видите, полностью зависит от цвета источника света и его расположения. Цвета, которые выбираются для источников света, оказывают потрясающее влияние на настроение сцены и изображение объектов. При освещении всей сцены следует осторожно использовать сильно насыщенный цвет, поскольку он может полностью исказить восприятие вашего мира. При воспроизведении характеристик желто-оранжевых натриевых ламп голубовато-фиолетовые объекты не освещаются и кажутся белыми объектами, подобными оранжевым. Примером этого является поиск ярко-синего автомобиля на стоянке, освещенной такими же огнями. Из-за того, что в оранжевом свете голубой не отражается, автомобиль кажется чисто черным.
Повторное создание чистых искусственных источников света может сделать вашу сцену стерильной и лишенной цветов. Может быть, это именно то, что необходимо получить, если вы демонстрируете эффекты различного выбора освещенности. Однако в большинстве случаев сцена должна быть живой при большом количестве цвета.

ПРИМЕЧАНИЕ

Фотографы, которые часто выполняют снимки в условиях низкой освещенности, часто используют цветные фильтры для коррекции или, по крайней мере, минимизации влияния окрашенного света на сцену. Интенсивно окрашенный цвет при правильном использовании может создать на сцене фантастические эффекты. Если посмотреть на освещение театра со сцены, вы не увидите белого цвета — почти все будет покрыто вибрирующим цветным светом. В театрах обычно используются чисто красный, синий, зеленый, желтый, фуксиновый или зеленоватый цвет в различных комбинациях. Эти чистые цвета света смешиваются на сцене, придавая некоторым областям и многим теням больше насыщенности и резонанса, нежели можно достигнуть посредствам белого освещения. Цветной свет может создать поразительные эффекты, если он используется для совершенно белых объектов, а также для монохроматических сцен. Белые поверхности отражают весь спектр света и отображают смешение оттенков и интенсивности различного падающего на них света.

Дополняющие цвета в свете

Если вы находитесь в среде, освещенной окрашенным светом, ваши глаза адаптируются к этой среде и становятся очень чувствительными к дополняющему цвету источника света — цвету, который необходим для восстановления белого света. Это явление называется цветовым постоянством и оказывает влияние на размещение дополняющего цвета в неосвещенных или затененных областях человеческого глаза. Наиболее общеизвестным примером подобного явления является фиолетово-синие тени, которые появляются на сцене, освещенной желто-оранжевым светом лампы накаливания. Чем больше становится цветовая интенсивность источника света, тем больше воспринимается сдвиг в тенях.
Художники, оформители сцены и дизайнеры сценического набора знают этот эффект и максимизируют воспринимаемую глубину теней с помощью цвета, который сдвигается по направлению к дополняющему цвету света. Проанализируйте сцену театра перед огнями дома и вы, вероятно, обнаружите избыток фиолетового цвета и глубокий синий цвет в большинстве окрашенных теней. Большинство светлых цветов независимо от того, являются ли они естественными или искусственными, имеют, по крайней мере, небольшой желто-оранжевый оттенок, который создает дополняющие цвета от фиолетового до глубокого синего. Из-за того, что это ближе к восприятию света человеком, нежели восприятие настоящего пигмента, "помощь" 3DS МАХ делает небольшое смещение цвета важным потому, что наблюдатели смотрят на изображение, а не участвуют в сцене.
В 3DS МАХ для моделирования общего количества накопленного отраженного цвета, присутствующего на сцене, используется Ambient Light (фоновый свет), расположенный в диалоге Environment. При этом вложение цвета происходит во все объекты однородно, независимо от дополнительных источников света, и является светом, который присутствует в неосвещенных объектах и тенях. Для создания реальности сдвиг цвета в окружающем свете в сторону дополняющего к основному свету создает эффект цветового постоянства и углубляет, делает более богатыми темные очертания и тени на сцене.

Отраженный свет и поглощаемость

Попадающий на объект свет поглощается или отражается. Красные объекты поглощают зеленый и синий цвет, отражая обратно красный цвет. Поэтому такие объекты воспринимаются как "красные". Кроме того, что отраженный цвет попадает в глаза, он воздействует на соседние объекты отраженным или отскочившим светом. Расположение матового красного объекта возле матовой белой стены и освещение сцены белым источником цвета создает красный оттенок на областях "белой" стены. Говорят, что стена унаследовала отбитый цвет. Более наглядным примером является помещение, освещенное потайными источниками света. Комната полностью освещается сверху, однако детали и цвет потолка можно различить. Это происходит в связи с тем, что потолок освещается светом, отраженным от пола, стен и мебели. Подобный эффект отскочившего, унаследованного и отраженного света в компьютерной графике известен как отражаемость и он получается только в специально предназначенных для такого типа моделирования визуализаторах. Визуализация путем трассировки лучей отслеживает лучи от источника до поверхности, непрерывно отражающиеся от поверхностей и попадающие на другие поверхности до тех пор, пока они больше не находятся в пределах сцены.
Хотя визуализатор 3DS МАХ использует метод трассировки лучей для вычисления теней, он является визуализатором сканирования линий (как знаменитый визуализатор RenderMan в Pixar). Традиционный способ трассировки лучей используется для расчета отражений от блестящих зеркальных поверхностей. Полные визуализаторы с трассировкой лучей отслеживают векторы от точки обзора до каждой поверхности. Если поверхность зеркальная, отражается дополнительный луч, чтобы уловить то, что является видимым в отражении. Если на пути луча находится еще одна блестящая поверхность, он отражается снова и так до тех пор, пока луч не оттолкнется от сцены или не попадет на неблестящую поверхность. Именно так моделируются типовые рекурсивные отражения трассируемых лучей и это является причиной того, почему визуализация трассируемых лучей происходит настоль медленно.
Визуализаторы отражаемости отличаются от визуализаторов с трассировкой лучей в том, что они вычисляют диффузионные, а не зеркальные отражения. Энергия света от каждого источника света прослеживается до самой поверхности, вычисляется поглощение и затем отражение оставшейся энергии на другие поверхности на сцене. Эта энергия отталкивается пропорционально диффузионному цвету поверхности, а не в связи с ее блеском или зеркальностью. При этом отражаемость визуализирует эффект отраженного света, а не его зеркальные отражения. Освещенность является совершенной, но все на сцене кажется плоским.
Эффекты визуализации отражаемости являются ошеломляющими, однако время вычислений и компьютерное время очень велики. В то время, как визуализация с трассировкой лучей занимает время на порядок больше визуализации со сканированием линий, отражаемость еще больше усложняет уравнение. Это происходит ввиду того, что отражения при трассировке лучей можно видеть только с одной точки просмотра, и отраженные лучи, в конце концов, находят выход, в то время как лучи отраженной энергии в модели отражаемости отскакивают в пределах сцены и всегда постоянно слабеют. Визуализации отражаемости являются временными решениями, поскольку в определенный момент они прекращаются для создания заданного изображения. Визуализации отражаемости, которые демонстрируют зеркальные отражения, на самом деле являются комбинацией — отражаемость объединяется с отражениями визуализации с трассировкой лучей.
Хотя 3DS МАХ обеспечивает несколько методов для изолирования или приближения трассируемых лучей . с использованием технологии теней и карт отражения, эффекты отражаемости непосредственно в нее не встроены. Это не означает, что вам следует отбрасывать или отказываться от этого эффекта потому, что с помощью тщательного размещения источников света и определения материалов в пределах 3DS МАХ можно смоделировать множество таких эффектов. Отражаемость является осязаемым явлением реального мира, и если вашей целью является фотореализм, следует затратить определенные усилия на аппроксимацию этих эффектов. Это особенно важно, если конечным продуктом должно быть неподвижное изображение, на котором можно задержать глаз для оценки сцены. Более подробная информация об отражаемости приводится в главе 19.

ГЛАВА 3

ГЛАВА 3

Просмотр, перспектива и композиция

3D Studio MAX имеет множество инструментов, которые можно использовать для организации моделирования, управления перспективой и композицией просмотра в своих сценах. Если это вами не исследовано и вы пытаетесь понять различные имеющиеся варианты, вы похожи на фотографа, пытающегося использовать всего один набор линз 50 мм. Ваш выбор линз для камеры, позиционирования и композиции пройдет долгий путь, прежде чем появится понимание различий между обыкновенной фотографией и настоящей профессиональной композицией изображения.

В этой главе рассматриваются следующие фундаментальные аспекты:

  • Методы просмотра изображений, как традиционные, так и методы 3DS МАХ
  • Ортографические проекции и аксонометрия
  • Традиционная терминология перспективы в сравнении с 3D Studio MAX и стандартные классификации перспективы
  • Сравнение зрения человека с использованием камер в 3D Studio МАХ
  • Параллакс и коррекция перспективы
  • Композиция изображения

Методы трехмерного просмотра

Все в нашем мире имеет три размера, но мы обычно вынуждены представлять все в двух размерах. Независимо от того, рисунок ли это, фотография или экран компьютера, три размера превращаются в двухмерную плоскость. Работая при таких ограничениях, необходимо установить много соглашений для описания и проектирования объектов, которые требуется создать или отобразить. При компьютерном моделировании выполняется тот же анализ, которым на протяжении веков занимались чертежники, проектировщики и художники; но в отличие от них, у вас имеется динамический выбор способов просмотра своей информации в любой данный момент времени, поскольку информацию в пределах трехмерной модели можно просмотреть в любое время с любой выгодной точки. В этом смысле компьютерное моделирование больше всего похоже на скульптуру, но при создании скульптуры ее следует абстрагировать до сцены с двумя размерами. В результате возникает тенденция попеременного и одновременного использования традиционных и перспективных видов по мере перехода от чертежных методов к скульптурным.

Практически все, что было создано или создается, начинается с рисунка. Некоторые рисунки не представляют собой ничего более, чем набросок салфетки, в то время как другие требуют труда сотен инженеров. Независимо от того, что рисуется - простое зубчатое колесо или очень сложный самолет - нужен один или несколько рисунков, определяющих конструкцию. Большинство создаваемого в 3DS МАХ явно или косвенно появляется из рисунков. Наброски, который сделает режиссер студии, нужно будет интерпретировать, синьки и чертежи с размерами потребуется транслировать, а рисунки в цифровой форме (из других программ CAD) могут стать естественными шаблонами для создания ЗО-моделей в 3DS МАХ. В любом случае, знание терминов рисунка и способов их использования имеет важное значение, обеспечивающее возможность связывания традиционно созданной информации с компьютерной графикой. Вы увидите, что большинство стандартных соглашений о рисунках может относиться к работе в окнах 3DS МАХ, которые позволяют применять установленные методы конструирования во время просмотра в более естественной перспективе.

Ортографический просмотр

Большинство рисунков создаваемых элементов являются ортогональными - эти рисунки представляют собой виды предмета, сделанные точно под углом в 90° безо всякой перспективы. Ортографические виды играют важную роль ввиду того, что показывают точное соотношение между высотой и шириной. Все части предмета изображаются параллельно плоскости просмотра и предмет становится объемным в случае просмотра его в перспективе. На ортогональном изображении все имеет одинаковый масштаб, тогда как в перспективе приближенные предметы кажутся увеличенными, а удаленные - уменьшенными. Характерные для ортогонального изображения перпендикулярные виды образуют вокруг предмета "куб" (рис. 3.1).

Во многих случаях (например, при массовом производстве) детали изображаются в трех проекциях и, возможно, дополняются аксонометрическим видом. В других случаях (например, в архитектуре) стремятся показать все виды, даже если они избыточны, и дополняют их поперечными сечениями, чтобы показать соотношения между ними и структурные детали.

Виды проекций

#P3D Studio MAX определяет шесть ортографичсских проекций: сверху, снизу, спереди, сзади, справа и слева (для этого служат горячие клавиши Т, В, F, К, R, L), которые ортогонально связаны с мировыми (World) осями X, Y, Z. Эти термины похожи на используемые в массовом производстве, где имеет смысл описывать виды по отношению к объекту. В архитектуре для таких же видов используются другие термины, поскольку в строительстве применяется универсальная система ссылок. В терминах архитектуры виды сверху и снизу называются планами, а виды спереди, сзади, слева и справа называются профилями. Эта терминология показана на рисунке 3.2 по отношению к видам 3D Studio MAX. Термин "план" обычно сопровождается определением, для чего этот план (план этажа, план потолка, план местности, план крыши и т.д.), а названия профилей связаны с компасным направлением, по которому они обращены (север, юг, северо-запад и пр.). #PВид сбоку или профиль, который берется внутри пространства объекта, называется профилем интерьера и показывает только то, что можно видеть, стоя в этом пространстве. Если на виде также показана ширина окружающих/стен (и, может быть, структура) он называется секцией. Секция, в основном, является профилем объекта на данном его срезе, как будет показано позже в этой главе. Хотя часто трудно концептуализировать, секционные рисунки играют важную роль для создающего модель 3D Studio МАХ ввиду того, что являются совершенными формами для лофтинга. (Дополнительная информация о моделировании объектов лофтинга приведена в главе 10, "Создание объектов лофтинга".) В 3DS МАХ можно создавать динамический секционный вид своей модели за счет уточнения проекций отсечения камеры.

Аксонометрические виды

Когда виды отклоняются от перпендикуляра, они начинают каждый раз отображать более одной стороны и вид становится перекошенным. Виды такого типа называются аксонометрическими, а в 3DS МАХ они называются еще пользовательскими видами (User Views).

ПРИМЕЧАНИЕ

Многие пользователи считают пользовательские виды изометрическими или косоугольными. Термин "изометрический" обычно относится к специальному виду аксонометриии, где все углы поворота одинаковы (обычно углы равны 30°). На косоугольных рисунках одна из плоскостей не искажается (либо план, либо профиль) и угол соответствует проекции. В BDS MAX такой тип проекции не может быть представлен посредством пользовательского вида.

Аксонометрические пользовательские виды полезны ввиду того, что обеспечивают связь между параллельными линиями. Линии не превращаются в исчезающие точки, как это бывает при нашем ежедневном видении, но остаются параллельными. Связи легко идентифицировать, поскольку положение любой детали можно спроектировать обратно в любую другую область вида. На рисунке 3.3 вы обратите внимание, что характеристики каждого куба остаются параллельными, а относительный масштаб характеристик изменяется в соответствии с вращением.

Легко обнаружить, что пользовательские виды более предпочтительны по сравнению с видами перспективы, потому что элементы сцены пропорциональны друг другу, связи можно просто идентифицировать и элементы управления просмотром те же, что и для случая ортогональных видов. Несмотря на то, что иногда работа в перспективе может быть совершенно естественной, расстояние часто трудно оценить, а опция Zoom Window (изменить масштаб окна) отсутствует.

Просмотр перспективы и камеры

В повседневном смысле перспектива является видом объектов в глубину, как это воспринимается обычным человеческим зрением. Мы наблюдаем все вокруг себя в перспективе. Камеры, телевидение и фильм отображают мир на двухмерных плоскостях пленки, стекла или экрана так, как они его видят в перспективе. В то время, как эти устройства воспроизводят изображения автоматически, художники традиционно должны создавать собственную перспективу вручную, транслируя видимый трехмерный мир в двухмерную плоскость на бумаге или на холсте. Способ, в соответствие с которым художники создают перспективу, важно знать, понимать его влияние на композицию, а терминологию можно заменить той, которая применяется людьми, незнакомыми с компьютерной графикой. #PВ контексте рисунка перспектива относится к различным методам, созданным художниками для представления трехмерных объектов и создания перспективы на двумерной поверхности. Некоторые эмпирические, механические и основанные на конструкции методы используются ежедневно. Эти методы включают совершенно конкретные шаги и процедуры для создания перспективы, нарисованной от руки. К счастью, 3DS МАХ делает все это в окне Camera с большей точностью, чем может обеспечить большинство чертежников. Приведенное ниже рассмотрение относится к терминам перспективы, традиционно используемыми художниками для аналогии с камерой 3DS МАХ. В традиционной теории перспективы глаз наблюдателя помещается в отправную точку и смотрит на точку на расстоянии, которая называется центром видения. В 3DS МАХ это эквивалентно размещению камеры и ее мишени. Корреляция между двумя моделями показана на рисунке 3.4.

Линия, проходящая между вашим глазом и центром видения, часто называется линией взгляда. 3DS МАХ визуально рисует эту линию для соединения камеры и цели. Этот вектор отслеживает центр вашего зрения и показывает, что может видеть глаз. Если упомянутая линия блокируется объектом, невозможно увидеть то, что за ним находится. Эту линию взгляда можно использовать при просмотре сцены сверху до расположения своих камер и мишеней, зная то, что можно увидеть.

Линии взгляда могут проходить между вашим глазом и каждым объектом на сцене. Эти линии вычерчиваются на теоретической плоскости, которая подвешена между вами и сценой и называется плоскостью изображения. Для художника последнее эквивалентно листу бумаги, на котором рисуется сцена. Для 3DS МАХ - это каркас окончательного изображения и именно таковым является видовое окно Camera.

ПРИМЕЧАНИЕ

Понятие плоскости изображения является первым понятием, с помощью которого был формализован метод перспективы. Для обрамления сцены использовался лист стекла с линиями взгляда между художником и объектами, "трассируемыми" на стекло. Плоскость, в которой находится наблюдатель при визуализации сцены, называется плоскостью грунта- это пол или земля, где находится большинство объектов сцены. Данная плоскость расположена на высоте вашего глаза, т.е. на высоте горизонта, составляющей для большинства людей 5-6 футов. В 3DS МАХ плоскостью грунта является плоскость основной сетки X, Y, которая отображается на видах пользователя и перспективы.

Высота вашего глаза (отправная точка) или расположение камеры является также высотой горизонта сцены. Линия горизонта вычерчивается через отправную точку параллельно плоскости грунта. Все линии, параллельные подложке, преобразуются в точки на горизонте. Горизонт можно считать бесконечно большой плоскостью, которая находится на расстоянии, всегда сохраняющем постоянную высоту от плоскости грунта. Когда объекты удаляются на расстояние, они кажутся лежащими на горизонте.

СОВЕТ

Можно отображать линию горизонта камер 3DS МАХ, чтобы управлять композицией и правильно располагать камеры для совпадения с отображаемыми фоновыми изображениями.

Горизонт является важным понятием, поскольку все горизонтальные линии (линии, которые лежат на плоскостях, параллельных плоскости грунта) визуально сходятся в исчезающие точки, расположенные на горизонте. Линии, лежащие на плоскостях ниже вашего глаза, сходятся в точку вверху на линии горизонта, а линии на плоскостях выше вашего глаза сходятся в точку внизу. Линии, которые расположены непосредственно на уровне вашего глаза, совпадают с горизонтом и рассматриваются как одна "линия". Понимая, что такое исчезающие точки, можно лучше расположить объекты внутри сцены и определить наилучшую точку, из которой их следует наблюдать. Исчезающие точки также имеют тенденцию притягивать глаз наблюдателя и в этой связи представляют интерес. Расположение их влияет на интенсивность композиции. #PУгол, под которым производится наблюдение от одной стороны до другой, называется конусом зрения или углом обзора, что эквивалентно полю обзора (FOV) в 3DS МАХ (рис. 3.5). При создании традиционных перспектив угол обзора часто равен 30° в каждую сторону от линии взгляда. В действительности это сделано из-за удобства использования треугольника с углами 30°-60°, а не из-за сохранения физической достоверности. Угол, при котором человеческий глаз может сфокусироваться, приближается к 45° - полю обзора, которое обеспечивают по умолчанию линзы 305 МАХ с размером 51.944 мм.

Одноточечная перспектива

Перспектива обычно описывается в соответствии с количеством первичных исчезающих точек, которые присутствуют на сцене. Мир, в котором мы живем, обычно основан на прямых углах. Вы пишете на прямоугольной бумаге, создаете объекты, состоящие из углов квадрата, строите большинство зданий перпендикулярно земле и размещаете их "квадратом к миру" на ортогональной сетке улиц и кварталов. Перспектива больше всего влияет на параллельные линии и прямые углы. В результате этого о перспективе принято говорить по отношению к простому кубу (рис. 3.6). Просмотр в одноточечной перспективе Приведенные ниже примеры относятся к рисункам игрушечного кубика, демонстрирующим различные принципы перспективы. При желании поэкспериментировать самостоятельно с видами загрузите сцену toyblok.max из CD-ROM.

  1. Выберите File --> Open и затем toyblock.max из сопровождающего CD-ROM.
    Когда вы являетесь "квадратом" на стороне куба, перпендикулярные вам линии сходятся в точку на горизонте. Подобный эффект можно видеть в окне CameraOl, как показано на рисунке 3.6. Исчезающая точка на сторонах куба лежит на линии горизонта и совпадает с центром зрения. Другие линии куба имеют исчезающую точку на бесконечном расстоянии по обеим сторонам - таким образом исчезающей точки нет вообще. Эти линии не сходятся в точку и параллельны вам и вашему горизонту. Такой вид называется одноточечной перспективой, поскольку имеется только одна исчезающая точка.
  2. Минимизируйте текущий вид с помощью нажатия на W или щелчка на пиктограмме Min/Max в нижнем правом углу.
  3. Щелкните на пиктограмме Move и затем выберите камеру и ее цель в виде Тор.
  4. На виде Тор переместите камеру на плоскости X,Y и отметьте результаты в видовом окне CameraOl.
    Вид камеры во время перемещения остается в одноточечной перспективе потому, что камера и мишень находятся на одном уровне и линия взгляда остается перпендикулярной грани куба. Одноточечная перспектива существует до тех пор, пока выполняются эти условия.
  5. Нажмите на пробел, чтобы заблокировать свой выбор, и затем переместите камеру и мишень вокруг вида Front.

Линия взгляда камеры по-прежнему остается перпендикулярной кубу, поэтому результирующий вид остается в одноточечной перспективе.

Двухточечная перспектива

Если вы нс являетесь квадратом кубика, исчезающая точка имеется на каждой из двух видимых сторон. Эти исчезающие точки находятся вдали от камеры, на линии горизонта, слева от нее и справа. Результат можно просмотреть в видовом окне 2-Point Camera, показанном на рисунке 3.7. Такой вид называется двухточечной перспективой, поскольку теперь есть две исчезающие точки.

В то время, как одноточечный вид должен располагаться по перпендикуляру к одной из граней кубика, двухточечный вид можно сделать откуда угодно. Помните, что необходимо сохранять уровень линии взгляда (цель и камера должны находиться на уровне плоскости грунта), чтобы вертикальные линии оставались вертикальными. Чертежники могут совершенно просто определить расстояние с помощью двухточечной перспективы, потому что вертикальные плоскости остаются неизменными - это одна из причин, по которой двухточечная перспектива является наиболее общепринятой моделью перспективы, нарисованной вручную.

Изменение на двухточечную перспективу

Эффект двухточечной перспективы можно наблюдать посредством регулировки камеры в предыдущей сцене.

  1. Разблокируйте свой выбор, нажав на пробел, и выберите только камеру в видовом окне Тор.
  2. Перемещая камеру на виде Тор в плоскости X, Y, проанализируйте результаты в видовом окне CameraOl. Стороны блока, которые были параллельными, уменьшаются в перспективе. Теперь для сцены можно видеть две исчезающие точки - по одной на каждой стороне кубика. Также отметьте, что вертикальные стороны кубика остаются параллельными, поскольку при перемещении только камеры камера и цель остаются на одном уровне.

Трехточечная перспектива

Когда вы больше не смотрите на кубик вдоль линии взгляда, т.е. вы смотрите вверх и вниз, - вертикальные линии также сходятся в исчезающую точку. Такой результат можно наблюдать в видовом окне 3-Point Camera, показанном на рисунке 3.8. Все три плоскости кубика теперь имеют исчезающие точки, и такой вид с уверенностью можно назвать трехточечной перспективой. Вертикальные линии куба сходятся в исчезающую точку на линии, нарисованной по вертикали из центра зрения. Если смотреть вниз на точку, расположенную ниже горизонта, вертикальные линии кубика сходятся внизу. Эти линии сходятся вверху, когда вы смотрите на точку над горизонтом. Если смотреть на уровне горизонта, получается двухточечная перспектива.

Изменение на трехточечную перспективу

Трехточечная перспектива на текущей сцене легко получается следующим образом. Переместите выбранную камеру по вертикали в видовом окне Front. Стороны кубика, которые раньше были параллельными, теперь становятся наклонными и сходятся в исчезающую точку. При этом создается трехточечная перспектива, поскольку камера больше не находится на уровне линии взгляда на свою мишень.

Все линии имеют исчезающие точки. Показанный на рисунке 3.9 кубик имеет только три набора исчезающих точек, по одному для каждой группы его параллельных плоскостей.

В создаваемой сцене геометрия может иметь многочисленные углы и содержать сотни исчезающих точек. При рисовании такого рода сложных сцен чертежники и художники обычно сосредоточиваются на основных точках и делают аппроксимации для остальных. Каждая линия, которая параллельна плоскости подложки или равномерно опирается на пол, имеет исчезающую точку на горизонте. Если линии имеют вертикальный скос или наклон или наклонно выходят из плоскости грунта, они преобразуются в исчезающие точки, расположенные непосредственно выше или ниже горизонта. Как можно видеть, полная трехточечная перспектива иногда оказывается сложным испытанием. Именно эта сложность и является одной из причин, по которой художники предпочитают избегать подобных перспектив. Но не беспокойтесь об этом - 3DS МАХ позаботится о вычислениях и позволит потратить время только на композицию.

Понимание горизонтов

Основным понятием, которое следует помнить, является то, что уровень, на котором расположен ваш глаз, определяет горизонт. Из-за того, что данная высота для большинства людей отличается не более, чем на фут, их глаза будут наблюдать такой же горизонт, как и вы, если они находятся на такой же плоскости грунта, что и вы. Глаза толпы, таким образом, лежат на одной линии и находятся на уровне горизонта, как показано на рисунке 3.9. Если вы видите голову выше горизонта, вы знаете, что этот человек выше вас или он стоит на более высоком грунте. Если голова ниже горизонта, рост у этого человека меньше, чем у вас, или он стоит на более низком грунте.

Если уровень ваших глаз параллелен плоскости грунта, горизонт расположен совершенно по центру вида. Когда вы наклоняете голову и перемещаете центр своего зрения или камеру, горизонт в виде сдвигается вверх и вниз. При изменении положения горизонта в композиции, его высота от грунта не изменяется; он всегда находится на высоте вашего взгляда.

Очевидно, на компьютерной сцене линия горизонта имеется только в том случае, если на расстоянии существует достаточно объектов для определения этой линии. У большинства моделей нет достаточной геометрии, чтобы уменьшиться до естественного горизонта. Обычно для создания глубины и установления горизонта используется внешняя сцена. Будьте очень внимательны к линии истинного горизонта (высота вашей камеры) и линии горизонта, которую указывает фон. Если горизонты отдалены друг от друга, соответствующая сцена выглядит так, как будто она утонула в долине или вознеслась на возвышенность. Если подобные эффекты нежелательны, следует переместить свою камеру на уровень горизонта фона или отрегулировать изображение фона. На рисунке 3.10 показано, как перемещение головы вверх и вниз смещает горизонт, но не изменяет его соотношения с плоскостью грунта, что противоположно перемещению камеры на более высокий грунт.

Очень просто поместить в качестве фона изображение биржи только для того, чтобы обнаружить, что он не выровнен с высотой камеры - и чтобы определить, где находится линия горизонта. Объекты и линии на сцене правильно уменьшаются в перспективе, но исчезающие точки не попадают на горизонт. Это может показаться в некоторой степени тривиальным и иногда трудноуловимым, но большинство поймет, что изображение не вполне корректно.

Понимание человеческого зрения и камер

Вероятно, вам знаком пример, когда рельсы ровной железной дороги на плоском грунте уходят к горизонту. Кажется, что на расстоянии рельсы сходятся в одной точке (рис. 3.11). Рельсы являются предельным примером из-за того, что несколько сделанных наблюдений сильно различаются и их можно разделить. Этот пример не отражает истинной сложности зрительных данных, которые вы воспринимаете практически в каждый момент.

Ваш глаз воспринимает много изображений - и очень быстро - после чего ваш разум составляет форму всей картины, из которой он делает выводы. Мозг организует очертания и формы в соответствии с пространственными соотношениями. Если проанализировать моментальный снимок сцены, можно увидеть, что все линии "наклонены" или сходятся в точку. Но "глаз разума" стремится откорректировать вид реального мира и понимает, что эти линии параллельны, а не сходящиеся в точку. Последнее является интерпретацией реальности - и, кроме того, объекты на самом деле являются параллельными. Через мир, который ваш разум воспринимает пространственно, гораздо проще продвигаться. Представьте себе мир, в котором вы должны постоянно оценивать эффекты перспективы, прежде чем прогуляться через комнату! Возможность не видеть мир в перспективе является очень полезной и более нормальной. Ваш разум выполняет эту пространственную трансформацию автоматически.

Для настоящего понимания перспективы следует узнать о том, как видеть мир не в виде пространственных изображении, полученных в результате трансформаций вашим разумом, а в виде моментальных снимков из камеры. Перспектива познается; она не является очевидной. Художники узнают о том, как обнаружить сходящиеся в точку линии и исчезающие точки, когда они рисуют сцену, и держат эти правила в уме, производя наброски объектов. Перспективы не понимали полностью вплоть до появления Ренессанса, поэтому не чувствуйте себя неудобно, если перспектива не сразу очевидна для вас.

Хотя ваш разум не интерпретирует того, что видит, в соответствии с правилами перспективы, последние ему известны. Рисунок или иллюстрация, у которых есть перспектива, для любого кажутся имеющими недостаток. Вы можете и не определить что же не так, но интуитивно чувствовать этот факт.

Перспектива оказывает огромное влияние на воспринимаемое настроение и действие изображения. Сцена, нарисованная с плоской перспективой, кажется стабильной и удаленной. В противоположность этому, очень обширная перспектива придает сцене движение, приближает ее и, может быть, делает сцену несколько нестабильной. Перспектива вносит важный вклад в композицию. Знание основных правил перспективы поможет выполнять композицию схемы так, чтобы достигнуть желаемых результатов. На рисунке 3.12 показаны два одинаковых вида города - один с плоской перспективой, а другой - с обширной. Оба вида сделаны вдоль одной линии взгляда (через линзы разных размеров и на разных расстояниях), но создают очень различные впечатления от одной и той же сцены.

Правила и эффекты перспективы гораздо проще понять путем анализа фотографий. Эти замороженные изображения, сделанные со стационарной выгодной позиции, не позволят вашему глазу разума ассемблировать изображения. Каждый вид перспективы, который предоставляет 3DS МАХ, по существу, является такой фотографией.

Аналогия с камерой 3D Studio MAX

Исключительные возможности перспективы заложены в среду 3D Studio MAX при помощи камер, видового окна Perspective и даже видовых окон Spotlight. Можно использовать все это, чтобы немного узнать о том, как перспектива влияет на восприятие, производя эксперименты с этими инструментами в своих сценах.

3D Studio MAX связывает правила перспективы с терминами фотографии. В основе описаний используется 35 мм рефлексивная камера с одной линзой (Single-lens-reflex, SLR), наиболее используемая камера со сменными линзами. Вся терминология, связанная с линзами, которая используется в 3D Studio MAX, соответствует терминологии, принятой для 35 мм фотокамер (отметим, что обозначение 35 мм относится к размеру пленки, а не к размеру линз).

Фотокамера является хорошей аналогией, поскольку можно взять любую 35 мм камеру и воспроизводить эффекты, которые создаются в 3DS МАХ. Конечно при помощи 3D Studio MAX имеется возможность делать "фотографии", которые нельзя сделать с помощью фотокамеры. Однако для композиционных эффектов это одно и тоже. Если вы можете видеть что-нибудь через 35 мм фотокамеру, это можно воспроизвести в окне Camera.

Типы линз для камеры 35 мм

С влиянием на зрение размеров линз 35 мм камеры следует познакомиться, потому что это является аналогией того, что 3DS МАХ использует для описания поля обзора в видовых окнах Camera (рис. 3.13). Отметим, что такое соотношение справедливо только до тех пор, пока используется камера такого же типа. Другие стандарты размеров пленки (например, 4"х5" или 70 мм для движущегося изображения) имеют другие диапазоны размеров линз для приведения в соответствие с полем обзора. В 3DS МАХ размером линзы по умолчанию является 43.46 мм, что создает поле обзора, эквивалентное вашему естественному взгляду - 45°.

Изменение размеров линз

Чем меньше размер линзы камеры, тем шире поле обзора и больше подчеркивается перспектива. Попытайтесь самостоятельно отрегулировать камеры на модели Toy Block. По мере того, как выбираются линзы меньшего размера, поле обзора увеличивается. Манипуляция размерами линз делает эту зависимость очевидной.

  1. Загрузите toyblock.max из сопровождающего CD-ROM.
  2. Нажмите Н для доступа к диалогу Select Objects (выбрать объекты). Выберите Camera-Three-Point и щелкните на Select для выбора камеры.
  3. Щелкните на панели Modify для просмотра параметров Camera-Three-Point. Теперь камера имеет умеренную ширину, линзы 35 мм.
  4. Щелкните на кнопке 15 мм. Кажется, что вид через камеру "увеличился", хотя камера никуда не двигалась (это видно в окне Тор). FOV камеры существенно увеличивается и перспектива куба в виде через камеру является очень обширной.
  5. Теперь попытайтесь использовать большие линзы, например, 85 мм и 135 мм. Камера не двигается, но индикация FOV продолжает сжиматься по мере того, как камера "уменьшает" вид, а перспектива становится менее обширной.
  6. Щелкните на кнопке 35 мм для восстановления первоначального FOV и активизации видового окна Camera-Three-Point.
  7. Щелкните на пиктограмме Perspective и переместите мышь вверх и вниз.

При этом происходит одновременное улучшение и изменение FOV, что точно показывает, как изменяется обширность перспективы при изменении размеров линз. (Этот эффект описан дальше в главе 20, "Камеры и установка снимка".)

Широкоугольные линзы

Линзы размером меньше 50 мм (точнее, меньше 48.24 мм) обеспечивают большее поле обзора, чем это обычно может сделать человеческий конус зрения. Такие линзы считаются широкоугольными, а сделанные с их помощью виды часто называются широкоугольными видами. Эффекты перспективы, достигнутые при помощи таких линз, являются преувеличенными. Набор линз, который обеспечивает Camera/Adjust, соответствует набору линз, который можно приобрести в магазине.

При выборе линз с размером ниже стандартных размеров 35 мм и 28 мм широкоугольные линзы могут вызвать чрезмерное искажение перспективы, что может создать серьезно сбивающие с толку эффекты в зависимости от того, как делается композиция заключительной сцены. Очень маленькие линзы размером 10-15 мм часто называются "рыбьим глазом", поскольку начинают сильно напоминать сферу. Геометрия, которую видно через такие линзы, кажется "согнутой" при просмотре от одной стороны к другой. Самые маленькие линзы 3D Studio MAX, рыбий глаз с размером 9.8 мм, обеспечивают поле обзора в 178° и при этом создается такое впечатление, что вы смотрите практически позади себя! Подобные линзы следует использовать для очень специальных эффектов.

ПРИМЕЧАНИЕ

Кривизна линз камеры влияет на фотографии - чем шире линзы, тем сильнее эффект. (Например, рыбий глаз серьезно искажает сцену.) Такое искажение не является эффектом, который непосредственно поддерживается компьютерной графикой, потому что уменьшающиеся линии всегда являются прямыми векторами, не зависящими от FOV.

Важным восприятием человеком трехточечной перспективы является то, что когда объект становится более обширным, кажется, что он увеличивается (или уменьшается наблюдатель). Такой эффект основан на ежедневных наблюдениях. Если здание очень высокое, а вы стоите возле него, очевидно, что вертикальные линии здания сходятся в верхней точке вдали от вас. Чем ближе вы находитесь, тем больше здание заполняет сцену. Когда вы напрягаете шею, чтобы рассмотреть его, вид искажается еще больше. Обширность трехточечной перспективы (рис. 3.14) может еще больше усилить эти эффекты - простой блок кажется очень большим.

Телефотолинзы

Линзы с длиной более 50 мм называются телефотолчнзами. Эти линзы могут изменять масштаб сцены больше, чем может сделать ваш глаз, и работают по принципу телескопа. Большие телефотолинзы, которые часто появляются в руках спортивных фотографов, на самом деле имеют размер небольших телескопов. Размеры сцены, которые эти линзы могут воспринимать, пропорционально меньше, и их эффектом является уплощение перспективы. Обширность перспективы сведена к минимуму, поэтому виден только небольшой угол сцены. Такой эффект можно смоделировать на фотографии путем подрезки небольшой области и анализа отсутствия сходящихся в точку линий и уплощения перспективы. Иногда следует отдать предпочтение уплощенной перспективе.

Линзы 85 мм получили прозвище портретных линз, поскольку что они немного уплощают характеристики предмета, в результате чего получается более плоское изображение. Если вы будете использовать для портрета широкоугольные линзы, они исказят характеристики предмета и вы можете потерять свой заказ.

При выборе линз для камеры никогда не следует выходить из широкого диапазона. 3DS МАХ имеет неправдоподобно высокий предел для размеров линз, составляющий 100.000 мм (при соответствующем FOV в 0.025). Такие линзы эквивалентны большому обсерваторному телескопу или очень мощному электронному микроскопу. Линзы такого размера эффективно уничтожают перспективу и делают вид похожим на проекцию с планера или с настоящего возвышения.

Понимание параллакса

Многие чертежники и художники ограничивают свои иллюстрации двухточечной перспективой из-за человеческого восприятия и простоты использования. Глаз человека стремится "скорректировать" скашивание вертикальных линий сцены. Просмотр изображения в трехточечной перспективе заставляет многих усомниться в его правильности, что типично для видов интерьера, где для получения достаточно большого обзора необходимы широкоугольные линзы. Вертикальные линии вблизи краев вида начинают скашиваться так, что это доставляет наблюдателю неудобства; каждый знает, что стены прямые сверху донизу.

В фотографии схождение вертикальных линий в точку называется параллаксом. Если вы направляете свою камеру вверх или вниз так, чтобы она не находилась на уровне плоскости грунта, вид приобретает трехточечную перспективу и появляются признаки параллакса. Эти эффекты особенно заметны по краям вида и все больше и больше увеличиваются при расширении поля обзора. На рисунке 3.15 показан вид интерьера с параллаксом.

Коррекция перспективы

В традиционной иллюстрации, особенно в фотографиях произведений архитектуры и интерьера, параллакса следует избегать и поэтому фотографы отходят на большие расстояния. Вы можете полностью избежать этого эффекта, всегда удерживая камеру на уровне грунта. Однако подобное может привести к созданию менее захватывающих композиций и, вероятно, заставит подрезать сцену или перемещать камеру на неоправданно большую высоту.

Камеры с видоискателями, также известные как крупноформатные, камеры с изменяемой плоскостью или камеры 45, позволяют фотографу откорректировать эффекты параллакса за счет манипуляций внутренними зеркалами. Такую же возможность имеют камеры 35 мм, у которых имеются специальные линзы управления перспективой (PC). 3DS МАХ обеспечивает практически такую же возможность через опцию визуализатора Blowup (рис. 13.16).

ПРИМЕЧАНИЕ

Обратитесь к главе 20, "Камера и установка снимка", в которой приведены подробные сведения о коррекции перспективы с помощью опции Blowup.

Композиция сцены

Организация объектов на сцене, их взаимодействие с внешним окружением и способ, в соответствие с которым они наблюдаются, объединяются в форму, называемую обычно композицией или окончательным рисунком. Композиция может оказаться очень субъективной и поэтому очень запутанной для тех, кто пытается узнать о ней. Некоторые художники согласны с ее определением, но большинство подтверждают только то, есть ли в конкретном произведении искусства композиция или ему не хватает композиции. Понимание эффективности композиции - это ощущение или интуиция, которая развивается со временем и основана на некоторых объективных рекомендациях.

Существуют основные принципы, которые многие принимают как правила большого пальца или, по крайней мере, как соображения при организации композиции. При создании композиции учитывайте перечисленные ниже принципы, но помните, что они не являются быстрыми и жесткими правилами. С опытом вы почувствуете, когда следовать этим принципам, а когда их игнорировать чтобы получить хорошую композицию.

  • Центр заинтересованности. Сцены необходимо организовывать вокруг центра заинтересованности. Последний не должен быть географическим центром изображения, но скорее служить тематическим фокусом сцены. Сцены, у которых нет центра заинтересованности, выглядят скученными, они не заполнены событиями или просто надоедают. Центром заинтересованности не должен быть объект; например, это может быть исчезающая точка в одноточечной перспективе.
  • Симметрия. Сцена не должна быть совершенно симметричной относительно любой из осей. Сцены, имеющие осевую симметрию, выглядят застойными, приглаженными и очень формальными. Когда горизонт имеет центр, сцена выглядит расколотой и в этом случае создание центра заинтересованности может быть затруднено.
  • Баланс. Сцена должна быть сбалансированной. баланс относится к общему визуальному "весу", который имеют части композиции. Он может относиться к цвету, темноте или к визуальной сложности, а также к размеру объектов.
  • Перекрытие формы. Без некоторого перекрытия формы элементы внутри композиции могут выгля-' деть плавающими, нетвердо стоящими на сцене. Перекрытия объектов внутри сцены обеспечивают большую глубину.
  • Негеометрические проблемы. Проблемы композиции не ограничены только геометрией объектов. Текстуры, которые присваиваются объектам, тени отбрасываемые ими, отражения от других объектов и использование фоновых изображений -,все эти элементы композиции следует учитывать.
Как и все правила, перечисленные правила могут нарушаться. Можно создать хорошую композицию, которая не придерживается основных "правил". Обычно художник, который смотрит на работу другого художника, может почесать голову и сказать: "Я не верю, что это работает!"

Грунт рисунка

Иногда художники уменьшают компоненты сцены до их силуэтов, чтобы помочь создать и подтвердить свои композиции. Этот метод делает все объекты на сцене совершенно черными на белом фоне, и создается впечатление, что сцена сзади освещается мощным источником белого света. Видны только итоговые, общие формы. Внутренние края и наложения объектов затемняются. Сцена воспринимается как один быстрый жест. Такой метод называется грунтом рисунка.

Вы можете анализировать грунт рисунка в изображении при каждой визуализации. На рисунке 3.17 показано, как кнопка Display Alpha Channel отображает альфа-канал при каждой визуализации в 3DS МАХ. Это не опция, которую нужно устанавливать, поскольку 3DS МАХ всегда визуализирует альфа-канал и его всегда можно просматривать независимо от того, хотите вы или нет сохранять данное изображение.

Эскизные наброски

Художники и создатели фильмов для улучшения композиции часто используют небольшие эскизные наброски. Эти наброски не должны быть очень детальными и даже очень точными. Термин "эскиз" относится к размеру. Эскиз должен быть велик настолько, чтобы охватить общую композицию сцены - набросок грунта рисунка, рисунки привязки, перекрывающиеся положения "объектов замены" или что-нибудь другое, что лучше всего представляет элементы в композиции. Многие из тех, кто использует эскизы, делают их быстро и часто. Обычно за минуту делается пять-шесть эскизов с целью выбора подходящего. Преимущество эскизов заключается в попытке объяснения, что вы пытаетесь делать и куда двигаетесь.

Клонирующие камеры

Камеры 3DS МАХ являются очень мощными композиционными инструментами. Они позволяют анализировать неограниченное количество углов обзора и пропорции с любой точки. Одним из полезных методов для экспериментирования с композицией является клонирование рабочей камеры, реализуемое через нажатие на Shift. Оставьте активным видовое окно другой камеры для сравнения при экспериментировании с новым клоном. После получения удовлетворительного вида снова и снова выполняйте клонирования до тех пор, пока не будете убеждены, что это ваша окончательная композиция. Может потребоваться сохранение предварительных идей, особенно если за ними стоит сложная анимация. Для этого можно сохранять другие камеры для последующей ссылки, сохранять изображения в файлах МАХ для использования в будущем или сохранить оригинал и унаследовать от него контрольный след сохранения в Keyframer. Если вы уверены в том, что та или иная идея больше не понадобится, можно удалить соответствующие клоны камеры.

ГЛАВА 4

ГЛАВА 4

Анимация и сюжетные панели

Вероятно, удобнее себя чувствовать в случае заблаговременного планирования процесса моделирования. В раннем детстве вам, наверное, говорили: "Поспешить - людей насмешить" и "Семь раз отмерь - один раз отрежь". Поэтому неудивительно, что вы привыкли планировать свою работу и оценивать ее при создании объекта. Подобное поведение - это привычка, и она легко переносима в процесс, который используется при создании моделей в 3D Studio MAX u разработке трехмерных конструкций.

Однако процесс планирования и разработки анимации не вполне вам знаком. Пока не станет известно, что такое кинематограф, постановка пьесы, написание произведения и другие виды искусства, связанные с движением, вы не овладеете искусством эффективного планирования выполнения анимационных проектов. В этой главе рассматривается, как спланировать и разложить анимационный проект путем применения сюжетных панелей, и вводится несколько понятий, связанных с анимацией.

Глава включает рассмотрение следующих понятий анимации:

  • Использование сюжетных панелей для планирования анимации
  • Разработка движения для анимации
  • Использование традиционных методов анимации, подобных расплющиванию и растягиванию
  • Исследование естественного движения для анимации действующих лиц

Использование сюжетных панелей

Что такое сюжетная панель? Многие думают, что сюжетная панель - это гладкая рекламная картинка, транслируемая по телевидению. К сожалению, такое впечатление заставляет думать, что сюжетные панели используются только для продажи идей. На практике же сюжетные панели являются важной частью проектирования любой презентации.

Сюжетные панели появились в 1930-х годах, когда режиссеры и аниматоры поняли, что традиционно написанный сценарий не годится для создания анимационного фильма. Живое действие имеет в своей основе множество диалогов и незначительное количество более сложных действий. С другой стороны, анимация стремится минимизировать диалоги и выразить все через действие. Иногда анимация похожа на пантомиму, а не на живое действие. Результатом понимания того факта, что написанный сценарий не годится для анимации, оказалось создание сюжетных панелей.

Сначала пишущие сценарий делали набросок каждой основной сцены или важного действия и прикрепляли эти изображения к панелям для просмотра. Наброски содержали минимальное количество текста для описания диалога или эффектов камеры. Если сцена не работала графически, ее отбрасывали. Такой метод оправдал себя настолько, что даже сегодня в основе практически всех фильмов и профессиональных презентаций на этапе разработки лежат сюжетные панели.

ПРИМЕЧАНИЕ

Одним из последних, но очень важным преимуществом использования сюжетных панелей, является то, что их можно использовать в качестве контрактного документа. Можно создать сюжетную панель для анимации и попросить клиента утвердить ее перед построением модели и сцены. Лучше всего вместе с клиентом подписать сюжетную панель или составить письмо, подтверждающее ее утверждение. Затем, если начнется спор об изменениях в анимации, можно ссылаться на сюжетную панель как на первоисточник вашей договоренности.

Процесс

Итак, в чем же состоит процесс создания сюжетных панелей? Перед созданием такой панели необходимо придумать историю, которую следует рассказать. Многие аниматоры сразу переходят к программе и думают, что история и последовательность действий появятся в процессе создания анимации. Но так никогда не бывает. Перед тем, как усесться за компьютер, вы должны располагать тремя вещями:

  • История, которую требуется рассказать
  • Сюжетная панель с наиболее важными сценами
  • Сценарий действий и все звуковые эффекты

Эти три элемента не всегда являются отдельными физическими документами. Часто сюжетная панель и сценарий объединяются; может быть, история существует только в вашей голове. Независимо от того, какую форму принимают эти компоненты, их следует полностью спланировать и иметь перед началом работ по созданию анимации.

Рассказ истории

Какую историю вы хотите рассказать посредством этой анимации? Как вы привлечете внимание аудитории? С чего начинается история? Чем она заканчивается? Сколько времени потребуется, чтобы рассказать историю? Все это необходимо учитывать. Иногда для анимации желательно иметь всю историю, но чаще нужна только идея и требования ко времени ее реализации.

Клиент может сказать: "Создайте анимацию предлагаемого здания, дабы привлечь внимание арендаторов". Это - идея истории и на стадии сюжетной панели ее оказывается недостаточно. Проблемы, которые требуется решить для вашей истории, начинаются с таких вопросов: "Какие главные продажные характеристики здания?" или "Должно ли здание располагаться поблизости от транспортных центров?" Если проблема доступа к транспорту имеет значение, может быть, потребуется оценка места расположения скоплений транспорта с высоты птичьего полета.

Как показать вход в холл и место, в котором будут приниматься посетители? Как показать офисные аппартаменты? Как попасть в эти аппартаменты? Компьютерная графика и демонстрационные ленты засорены безжизненными, надоевшими архитектурными деталями, которые могли отснять только зомби, бродящие по зданию. Как аниматору, вам предстоит сделать интересной даже самую скучную историю, причем в пределах времени, отведенного клиентом.

Сюжетная панель

Теперь имеется история, которую вы будете рассказывать, и, может быть, вы ее даже где-то записали и несколько раз прочитали. Убедитесь в том, что она вам нравится. Как узнать, насколь удачно будет выглядеть история при анимации? Именно для этого и служит сюжетная панель.

Возьмите историю и разделите ее на основные сцены, важную последовательность действий и переходы между сценами. Даже если вы не уверены, насколь важна та или иная сцена или действие, все равно включите их. Вы обнаружите, что гораздо проще удалить или выбросить сцену, чем начать анимацию и обнаружить, что какая-то важная проблема осталась нерешенной.

После того, как история разделена на отдельные части, сделайте быстрые концептуальные наброски каждой сцены или действия. Это момент, когда многие могут сказать: "Подождите! У меня есть компьютерная графика, поэтому я не хочу рисовать это вручную!" Помните, что упомянутые наброски нужны именно для вас. Наброски на сюжетной панели должны быть быстрыми и приблизительными, и если даже они выглядят по-детски - еще лучше. Если потратить некоторое время на улучшение набросков, можно потерять нить действия и цель, во имя которой создается панель.

После завершения работы с рисунками разместите их на панели, распределите на столе и просмотрите всю историю. Переходит ли действие от одной сцены к следующей? Есть ли какое-нибудь неудобство в способе, по которому разворачивается действие? Ничего ли не потеряно? Можно ли все эти сцены анимиро-вать в отведенное время? На эти вопросы гораздо легче ответить, когда перед вами лежат наброски, а не написанная история. Проанализируйте сюжетную панель и при необходимости измените наброски. Если требуется прочитать примечания к наброску, проанализируйте, что случилось в этом месте истории. Например, сцена или действие кажется вам очень слабым. Вы должны или усилить сцену, или отвергнуть ее. Текст, относящийся к рисунку, нужен только для подробной информации и для описания того, как собрать все на сцене. Не ожидайте, что текст оживит слабое действие или плохо спланированную сцену.

Сценарий

После утверждения сюжетной панели наступило время написания сценария. В фильмах сценарий сообщает, что сказать актерам, что сделать и когда это сказать и сделать. В случае типовой анимации 3DS МАХ сценарий не следует совершенствовать до бесконечности. Сценарий должен быть сфокусирован на идентификации ключей анимации и определении, что происходит в каждом ключе. Если вы планируете использовать звуковые эффекты, нужно указать моменты, когда появляются звуки и как они связаны с ключами анимации.

Один из полезных способов обращения со сценариями заключается в копировании сюжетной панели и добавлении к наброскам временных отметок или номеров кадров. При этом также следует добавить замечание о том, какие звуковые эффекты принадлежат данной сцене. Затем необходимо проверить все сделанные предположения о синхронизации и общей длительности анимации. Проделайте работу с сюжетной панелью и сценарием несколько раз до тех пор, пока не поймете, что анимация синхронизирована корректно.

Типы сюжетных панелей

При создании анимации можно использовать несколько типов сюжетных панелей. Первый тип близок к тому, что было описано выше - быстрые, грубые наброски связанных между собой сцен с замечаниями о синхронизации, эффектах камеры и звуке. Такой набросок до сих пор считался самой важной версией сюжетной панели и тем инструментом, с которым вы работаете при создании анимации.

Другим типом сюжетной панели является презентационное устройство. Помните ли вы о том, что клиент и аниматор должны завизировать заключительную сюжетную панель в качестве части контракта? Часто бывает неудобно представлять клиенту на подпись грубую рабочую версию сюжетной панели. В этом случае можно приобрести формы сюжетных панелей, включающие небольшие пустые экраны с разлинеенными строками для заметок. Лист такой панели показан на рисунке 4.1. Тщательно перерисуйте эту форму для представления клиенту и утверждения им

Такую форму сюжетной панели следует создавать только после завершения рабочей сюжетной панели, содержание которой вполне удовлетворяет. Пытаться одновременно рисовать презентационную сюжетную панель и работать с анимацией просто невозможно.

Рисование сюжетной панели

Процесс создания сюжетной панели описан в предыдущем разделе. Однако следует отметить ряд существующих технических проблем. Во-первых, метод рисования должен быть быстрым и приблизительным - все, что замедляет поток идей, убивает творческий процесс. Многие могут совершить ошибку при использовании заранее подготовленных форм сюжетной панели, которые содержат множество сцен на одном большом листе. Такой подход приводит ко многим проблемам. Заранее подготовленные кадры имеют тенденцию подавлять процесс рисования; вы пытаетесь строго выдерживать линии, а четкие кромки кадров несовместимы с быстрым методом рисования. При этом также, если на одном листе находится много кадров, трудно заменить или отбросить кадры при осуществлении изменений. Каждую сцену необходимо размещать на отдельном листе бумаги ввиду того, что если сцена не сработает, она отбрасывается и апробируется другой подход.

Второе касается размера сюжетной панели. Рисунки каждой сцены должны быть небольшими, чтобы можно было рисовать быстро и концептуально. Если лист бумаги очень большой, может возникнуть неуправляемое желание заполнять его деталями и фоном, чтобы сделать рисунок более "законченным". Небольшие, клейкие блокноты для набросков или даже листочки - вот что хорошо подходит для листов сюжетных панелей. Они стоят дешево, страницы легко отрывать и их размеры невелики. После того, как нарисованы все сцены, отдельные наброски легко расположить на панели, с минимальными усилиями оторвать, заменить или организовать по-другому.

После того, как клиент завизировал сюжетную панель и вы начали работать с анимацией, всячески пытайтесь придерживаться этой панели. Если над проектом работает несколько людей, каждому предоставьте копию сюжетной панели. Голливудский режиссер не пойдет на место съемки без сценария, и вы не должны садиться за рабочую станцию, если под рукой нет сюжетной панели.

Создание сюжетной панели "Большой отскок"

Приведенный ниже пример позволяет быстро создать сюжетную панель для простой анимации. Не забывайте, что наброски для сюжетной панели должны быть очень свободными и приблизительными. Размер набросков должен быть небольшим, и каждую сцену или отдельное действие следует изображать на отдельной странице.

Если у вас нет небольшого записного блокнота, сделайте свои листы для набросков, сложив стандартную страницу размером 8 1/2" х 11" вчетверо и разорвав ее на части так, чтобы размер каждой части составлял 4 1/2" х 51/2'.

История

Будем создавать сюжетную панель для истории под названием "Большой отскок". Окончательная анимация продолжается около 20 секунд.

Представьте себе, что вы смотрите на великолепный пейзаж, стоя на краю скалы, и в этот момент выкатывается красный мячик и останавливается на краю скалы. Кажется, что мячик хочет посмотреть через край, и затем после короткой паузы он дважды подпрыгивает и перелетает через край скалы.

Вы хотите посмотреть как упал мячик, торопитесь и останавливаетесь в нескольких дюймах от обрыва. Внезапно мячик ударяется о землю с большой силой и, отскочив, исчезает из виду.

Вы стоите на вершине утеса и думаете, что же произошло, когда вдруг замечаете на фоне еще три мячика. Мячики медленно вращаются один за другим, показывая результаты 9.5, 9.6 и 9.4. Практически совершенный отскок.

Рисование сюжетной панели

Сначала историю необходимо разделить на основные сцены и последовательность действий. Рассмотрим следующие сцены:

  1. Открывающий снимок. Скала с пейзажем.
  2. Мячик подкатывается к краю скалы.
  3. Мячик "смотрит" через край скалы.
  4. Мячик подпрыгивает.
  5. Мячик перекатывается через край скалы.
  6. Падение.
  7. Мячик ударяется о землю.
  8. Мячик исчезает из виду.
  9. Снимок мячиков на фоне.
  10. Мячики вращаются, показывая соответствующие номера.
  11. Сделайте увеличение на среднем мячике.
  12. Мячик затемняется до черного цвета, на экране видны только номера.
У вас могут быть другие идеи в отношении сцен. В этом случае спокойно рисуйте их. На рисунке 4.2 показан пример, как может выглядеть часть сюжетной панели.

Добавление номеров кадров

Теперь, при наличии сюжетной панели, необходимо учесть, когда происходит каждое действие. Добавьте к каждому наброску сюжетной панели ссылки на время и описания камеры. Ниже приведен список того, как может работать синхронизация в предположении, что в диалоге Time Configuration (конфигурация времени) установлена частота кадров 15 кадров/с:

  1. Открывающий снимок. Пауза на сцене скалы. (От 0.0 до 3.0 секунд, кадры 1-45).
  2. Мячик подкатывается к краю скалы. (От 3.0 до 5.0 секунды, кадры 46-75).
  3. Мячик делает паузу и "смотрит" через край скалы. (От 5.0 до 7.0 секунд, кадры 76-105).
  4. Мячик дважды быстро отскакивает и возвращается на место. (От 7.0 до 10.0 секунд, кадры 106-150).
  5. Мячик падает через край скалы. (От 10.0 до 10.5 секунд, кадры 151-158).
  6. Падение. Скала освещается. Во время падения мячик растягивается. (От 10.5 до 13 секунд, кадры 159-195).
  7. Мячик ударяется о землю. Разлетается вдребезги. Земля вздрагивает. (От 13 до 13.5 секунд, кадры 196-203).
  8. Мячик исчезает из виду. (От 13.5 до 14.0 секунд, кадры 204-210).
  9. Снимок мячиков на фоне. Панорамирование и увеличение мячиков. (От 14.0 до 15.0 секунд, кадры 211-225).
  10. Мячики по одному катятся и на них видны номера. Пауза. (От 15.0 до 18.0 секунд, кадры 226-270).
  11. Увеличение среднего мячика. (От 18.0 до 19.0 секунд, кадры 271-285).
  12. Мячик становится черным, на экране видны только номера. (От 19.0 до 20.0 секунд, кадры 286-300).

Только что вы прошли через процесс создания истории, рисования сюжетной панели и создания сценария для простой анимации. Даже при создании такой простой анимации, как эта, необходимо работать над синхронизацией и ключевыми кадрами для создания различных сцен. Представьте себе как создать настоящую анимацию без первоначальной работы над сюжетной панелью и сценарием.

Методы анимации

Многие используют компьютерную анимацию только для создания модели. Они считают, что если создать модель, которая хорошо выглядит, она оживет сама. К сожалению они заблуждаются. Демонстрационные ленты и даже самые разрекламированные анимации страдают от объектов, которые движутся неуклюже и нереалистично. Этой ловушки можно избегнуть, если понимать, что при любой анимации движение является важной частью всего продукта. Движение следует разрабатывать так же тщательно, как вы строите модель и применяете материалы. На практике движение является составной частью 3DS МАХ, которое трудно украсить совершенными материалами или моделью объекта без понимания способов корректной анимации.

Понимание того, как объекты двигаются и как моделировать их движение в компьютерной анимации,

Проектирование движения

Как и любой другой элемент проекта, эффективное движение имеет большое значение для достижения успеха в своей анимации. Анимация нереальных и фантастических объектов, подобных говорящим животным и сражающимся космическим кораблям воспринимаются легко, потому что они находятся в движении. Вы также видели много анимаций, в которых объект смоделирован очень подробно и тщательно визуализи-рован, но по каким-то причинам он не привлекает внимания. Причиной неудачной анимации обычно является нехватка или неправдоподобность движения. Другими словами, ваше воображение чувствует, что в модели чего-то не хватает, однако не прощает грубого и нереального движения.

Итак, как же движение становится частью всего проекта? Планирование движения следует начинать сразу - даже перед началом создания модели. Проанализируйте свою сюжетную панель. Как объекты движутся и куда они следуют?

Физика движения

Вы уже понимаете важность правдоподобного движения и необходимость его разработки. Наступило время обратиться к физике. Вы же слышали теорию о том, что каждое действие вызывает равное противодействие? Но понимаете ли вы, как оно транслируется в правдоподобное движение?

Вообразите себе фигуру, которая готовится выполнить длинный прыжок. Что, фигура просто свалилась в пространство? Конечно, нет. Сначала фигура приседает, бедра двигаются назад, а туловище наклоняется вперед для поддержания равновесия. Когда начинаются приседания, руки смыкаются сзади до тех пор, пока тело не перейдет в полный присед с наклоном вперед, а руки не будут вытянуты до отказа назад. После небольшой паузы фигура поднимается на носки и руки устремляются вперед. Затем ноги наклоняют тело вперед, руки размахиваются и фигура покидает почву. В конце концов, фигура летит в пространстве, руки полностью вытянуты вперед и ноги вытягиваются вперед, чтобы подготовиться к приземлению. Эта последовательность показана на рисунке 4.3.

В предыдущей последовательности прыжка использованы практически все элементы правдоподобного движения в анимации:

  • Преамбула
  • Расплющивание и растяжение
  • Перекрывающее действие
  • Сопровождение
  • Преувеличенное движение
  • Вторичное действие
В этой главе упомянутые элементы рассматриваются более подробно. Попытайтесь представить себе последовательность приземления прыгнувшей фигуры. Набросайте действия большого прыжка в виде сюжетной панели и затем воспроизведите анимацию jump. avi из CD-ROM и сравните ее со своей последовательностью.

Преамбула

Преамбула является предварительным действием, определяющим основное действие. Такая установка выполняет в анимации множество полезных задач. Если объект неподвижен, необходимо предпринять какое-то предварительное действие для придания объекту энергии, которую он может использовать, чтобы выполнить основное действие. Давайте еще раз обратимся к предыдущему примеру длинного прыжка. Перед тем, как фигура может прыгнуть, она должна присесть и для равновесия взмахнуть руками. (Попытайтесь прыгнуть без приседания и не взмахнуть при этом руками.) На рисунке 4.4 показан момент преамбулы перед длинным прыжком.

Преамбула используется для подготовки аудитории к тому, что должно произойти, или для направления внимания аудитории к месту, где это должно случиться. Представьте себе веревку, которая разрывается под большой нагрузкой. Вы могли испытывать подобное когда рвется шнурок от ботинка или разрывается перегруженная веревка для сушки белья. Действие происходит внезапно и без предупреждения. Если вы аними-руете такую последовательность событий, аудитория, вероятно, не заметит момента разрыва веревки и другие важные моменты анимации, пытаясь догадаться что же случилось. В традиционном решении для такого сценария используется экстремальный случай, чтобы предвидеть основное действие. На крупном плане видно, что веревка растягивается; несколько нитей разрывается и вдруг БАХ! - веревка рвется и вы воспринимаете это событие так, как будто Порки постигла горькая участь. Преамбула крупного плана подготавливает к разрыву веревки. Вы видели эту последовательность событий сотни раз и, вероятно, никогда не переставали думать "Ну и ну, но ведь веревки так никогда не рвутся!"

Заключительным моментом для привлечения внимания аудитории является перемещение камеры. Представьте, что вы прогуливаетесь по дому. Вы находитесь в гостиной и медленно выполняете съемку. Затем вам хочется заглянуть на кухню справа; на кухню идти лень, но быстрый снимок кухни кажется очень подходящим и интересным. Вы используете преамбулу, чтобы завершить съемку гостиной при помощи камеры, обращенной на вход в кухню. Краткая пауза на неподвижном изображении предвидит такой переход (технически это лишь эффект перехода, а не само движение, но принцип один и тот же) и аудитория делает переход в уме перед тем, как анимация действительно переходит к этой сцене.

Расплющивание и растяжение

Свойством живой ткани и многих других материалов является то, что эти материалы мягкие и под воздействием движения деформируются. Подумайте о том, когда вы последний раз видели сбитого полузащитника во время футбольного матча. Тело ведущего мяч растягивается и деформируется так, что это кажется невозможным для человека (или, по крайней мере, кажется что он не выживет) и внезапно игрок поднимается и уходит с поля. Это пример расплющивания и растяжения. Все объекты, если они не очень плотные и жесткие, испытывают определенное расплющивание и растяжение.

Вы помните сюжетную панель отскакивающего мяча? Удлинение мяча, когда он падает и его уплощение при ударе о землю также демонстрируют принцип расплющивания и растяжения. Представьте себе, как отскакивает шарик от кеглей и резиновый мячик. Шарик от кеглей, тяжелый и жесткий, отскакивает от земли невысоко и вообще не деформируется, что показано на рисунке 4.5 - можно даже подумать, что при падении шарика деформируется земля. Однако резиновый мячик, который гораздо легче и мягче, деформируется больше, чем шарик от кеглей (рис. 4.6).

Другой подход при расплющивании и растяжении применяется к фигурам с сочленениями. Вы указываете не на деформацию геометрии фигуры, а на расплющивание и растяжение в положении сочленений. И снова обратитесь к длинному прыжку. Расплющивание и растяжение часто входит в преамбулу. В быстром движении практически всегда используется растяжение, а резкий останов всегда использует расплющивание (иногда сильнейшее расплющивание). Эти эффекты для примера длинного прыжка показаны на рисунке 4.7.

Следует отметить, что никогда не стоит нарушать правило, утверждающее: "Не имеет значения, как деформировался объект, он всегда должен сохранять один и тот же объем". Даже при стилизованной карикатурной анимации, в которой расплющивание и растяжение сильно преувеличены, предпринимается попытка сохранить постоянный объем. Рассмотрим воздушный шар с водой при его сжатии. Вы не добавляете и не удаляете воду, когда шар деформируется, поэтому объем остается постоянным. Такой метод используется в трансформаторе масштаба Squash и в модификаторе Stretch. Когда объект расплющивается по одной из осей, он автоматически расширяется по двум другим. Однако для усовершенствованной анимации не все так просто. Именно вы, как аниматор, должны обеспечить, чтобы деформация по любой из осей превращалась в противоположную деформацию по другим осям, а объем при этом сохранялся.

Перекрывающее действие

Другим важным элементом в правдоподобном движении является понятие перекрывающего действия. Одновременно ничего не происходит. Перекрывающее действие можно видеть в фильмах по безопасности движения, в которых показываются манекены на автомобилях, проламывающих стены. Новичок в анимации может расположить модель автомобиля в точке удара и начать регулировать положение всех объектов в автомобиле. Когда вы посмотрите на пленку крупным планом, то увидите, что же произошло на самом деле. В первых кадрах после удара вся передняя часть автомобиля сминается и разрушается по направлению к передним колесам, но внутренняя часть автомобиля и манекены не двигаются. Они только испытывают удар. Ситуация быстро изменяется в следующих нескольких кадрах, когда манекены устремляются вперед, натягивая ремни безопасности, разбивается ветровое стекло и т.д. Вся эта сцена является результатом одного события - столкновения - но каждое действие происходит в другой момент времени. Если вы досмотрите столкновение до конца, то увидите, что все заканчивается также в различные моменты времени.

Такой же метод применяется и для других эффектов движения в своей анимации. Рассмотрим пример движения руки фигуры из положения покоя до момента, когда она поднимает стакан. Общей ошибкой является продвижение на несколько кадров вперед от положения покоя и затем перемещение всех объектов руки в окончательное положение. Эта ошибка приводит к созданию очень безжизненного движения ввиду того, что все начинается и завершается одновременно. Для корректной последовательности необходимо, чтобы сначала поднялось плечо, затем предплечье, а кисть отклонилась назад. В заключение пальцы охватывают стакан. Каждое из этих движений начинается перед завершением предыдущего, при этом обеспечивается реальное перекрытие, которое подсознательно ожидает аудитория. Традиционные аниматоры часто используют этот метод "Последовательного разделения сочленений", поскольку движение визуализируется за счет последовательного перемещения суставов из положения покоя. Движение начинается от плеча и завершается кончиками пальцев.

Сопровождение

Сопровождение является партнером перекрывающего действия и для анимации означает то же самое, что бросить мячик или замахнуться битой. Действие практически никогда не завершается и внезапно не останавливается. Вместо этого инерция перемещает объект за пределы точки останова, часто заставляя его медленно изменить направление движения и откатиться к предполагаемой точке останова.

В 3D Studio MAX входят контроллеры Безье, напряжения, непрерывности и смещения (ТСВ), предоставляющие возможность создания естественного движения и завершения. Хотя эти контроллеры и оказываются полезными, не следует на них серьезно рассчитывать. В большинстве случаев потребуется самостоятельно делать сопровождение и затем тщательно регулировать движение в Track View.

ПРИМЕЧАНИЕ

Дополнительная информация о контроллерах анимации приводится в главе 23, "Инструменты управления анимацией".

Инсценировка

Инсценировка больше связана с композицией, нежели с движением. Идея инсценировки состоит в том, чтобы объекты в движении размещались так, что движение легко заметить и понять. Общей ошибкой явля- ется помещение действия туда, где его трудно заметить, например перед более интересным объектом, который привлекает внимание аудитории. Если какое-то действие аудиторию не привлекает, зачем его использовать?

Попытайтесь визуализировать основные объекты своей сцены в виде силуэтов. Если действие происходит внутри силуэта другого объекта, его трудно обнаружить. Если вы сдвигаете действие в сторону, оно проявляется. Соответствующий пример приведен на рисунке 4.8. Визуализированный вид руки робота показывает, как он подбирает коробку. Если просматривать сцену в силуэте, трудно определить, что же произошло. Сравните рисунок 4.8 с рисунком 4.9. Сцену на втором рисунке проще понять как в визуализированном виде, так и на виде силуэта. Единственное отличие состоит в том, что действие сосредоточено на руке робота.

СОВЕТ

Этот совет обеспечивает хорошую проверку правильности инсценировки. Выключите все источники света на сцене и скройте все неважные или удаленные фоновые объекты; оставьте на сцене только основной объект вместе с соседним или фоновым объектом. Установите отличный от черного цвет фона и визуализируйте предварительный просмотр .avi. Результатом этого является .avi основных объектов сцены, визуализированкых в виде черных силуэтов на цвете фона. Если в силуэте видно движение, которое требуется передать, его будет проще распознать при окончательной анимации.

Преувеличенное движение

После всех произведенных попыток сделать анимацию более "реалистичной", кажется непродуктивным говорить о каком-то преувеличении. Однако часто для привлечения внимания аудитории необходимо преувеличить движение или его эффект. Правильное использование преувеличения никоим образом не искажает и не вредит правдоподобности анимации. Возможным исключением может быть анимация для презентации в зале судебного заседания, в котором четкое движение важнее хорошей презентации.

Преувеличение работает вместе с преамбулой и инсценировкой того, что делается для привлечения внимания аудитории. Предвидение подготавливает действие, инсценировка обеспечивает наличие действия там, где его можно видеть, а преувеличение подтверждает, что действие не настоль неуловимо, что аудитория не сможет его заметить.

Хорошие примеры преувеличения можно видеть в телевизионных роликах с последующим просмотром драмы. В роликах много преувеличения. Для выполнения повседневных задач используются двойные снимки, взмахи и скользящие движения. Подобные преувеличения требуются для создания комического эффекта. Теперь посмотрите критическим взглядом на драму. Там по-прежнему имеется преувеличение, однако оно смягчено. Отметьте дополнительные взмахи руками, когда актер подходит к телефону или набирает номер. Отметим, как в реальной жизни подчеркивается выражение лица. Такие преувеличения не отвлекают от реальности сцены, а скорее ее увеличивают с целью получения уверенности в том, что аудитория понимает происходящее. Используйте в своей анимации подобные методы.

Вторичное действие

Вторичное действие является результатом какого-то другого действия. О вторичном действии легко забыть, поскольку в реальной жизни такие побочные эффекты встречаются часто. Даже в случае, если такое вторичное действие видится несознательно, его необходимо включить в свою анимацию, чтобы она стала интересной и реалистичной.

Примером общей ошибки пропуска вторичного действия может служить отскок мячиков. Рассмотрим анимацию, в которой показан отскок баскетбольного мяча от края кольца. Отклонение обода кольца является вторичным движением, а его отсутствие приводит к фальшивой и механической анимации. На рисунке 4.10 показана последовательность отражения мяча от края кольца.

Для просмотра результатов вторичного действия на обод баскетбольного кольца загрузите и воспроизведите файл rim.avi из сопровождающего CD-ROM. Отметьте, что обод наклоняется вниз при ударе мяча и подпрыгивает когда, мяч отскакивает от него.

Изучение движения животных

Общеизвестные данные по движению животных и человека собраны в работе Эдварда Майбриджа (Ead-weard Muybridge), фотографа, который сделал моментальные фотографии животных и людей при выполнении различных задач. Всякий, кто занимается анимацией живых существ, должен обращаться в его книгу "Complete Human and Animal Motion".

Исследование фотографий Майбриджа не позволяет автоматически оживить своих животных. Трудно привлечь внимание аудитории, только копируя прогулку животного. Вместо этого следует придать индивидуальность каждому живому созданию. Снова вернемся к параграфам по восприятию и преувеличению и подумаем о том, как использовать эти методы для придания моделям жизненности и индивидуальности. Например, можно заставить резво подпрыгивать гуляющего молодого щенка, неистово перебирать лапками бегущую мышь либо вытянуть "в струну" взлетающую утку.

Изучение движения человека

Все, что говорилось о движении животных, относится и к движению человека, за исключением того, что следует более осторожно применять преувеличенные эффекты. Вы достаточно хорошо знакомы с движениями своего тела, поэтому в меньшей степени забываете о преувеличениях или перемещениях. Лучший способ определения возможных эффектов заключается в наблюдении за передвижением окружающих людей.

Необходимо сосредоточиться на двух свойствах движения человека, которые часто не замечают: равновесии и криволинейном движении.

Равновесие (

За исключением случая падения тело всегда находится в равновесии. При вытягивании правой руки левая рука, плечо и торс поворачиваются и отклоняются назад. Такое положение уравновешивает вытянутую вперед правую руку. Может показаться, что некоторые стоят прямо как шомпол. На самом деле они сдвигают свой вес на одну ногу, что заставляет бедра и торс изгибаться при изменении равновесия. Другая нога несет меньшую нагрузку и действует в качестве предохранителя при нарушении равновесия.

ПРИМЕЧАНИЕ

Прогулка и пробежка являются особыми случаями, при которых используется эффект падения. При прогулке вы постоянно падаете вперед, восстанавливаете баланс и снова падаете вперед. Пробежка очень похожа за исключением того, что больше времени тратится на падение вперед. На рисунке 4.11 показана неестественная прямая поза и реалистически сбалансированная поза. Помните о том, что каждое движение вашего тела вызывает сбалансированное движение другой части тела.

Криволинейное движение

В природе не существует прямых линий. Такое же утверждение относится и к естественному движению. Контроллеры в 3DS МАХ по умолчанию устанавливаются для воспроизведения криволинейного движения, но помните, что вы используете их для точной настройки разрабатываемого вручную движения. Двумя примерами, в которых часто пропускается криволинейное движение, являются взмахи рук и повороты головы.

Посмотрите на рисунки 4.12 и 4.13 и оцените повороты головы. Многие могут совершить ошибку при анимации поворота головы, показанную на рисунке 4.12. При повороте головы из стороны в сторону черты лица следуют по прямой линии. Результат выглядит неестественно, голова робота поворачивается так, что черты лица кажутся скользящими вокруг головы.

На рисунке 4.13 показано более реальное движение головы. Заметьте, что сначала голова опускается и затем после поворота отклоняется назад. Черты лица теперь следуют по искривленному пути. Чем больше голова опускается, тем более эмоционально выглядит поворот головы.

ГЛАВА 5

ГЛАВА 5

Планирование проектов

В любом проекте достаточно важным является время, затрачиваемое перед тем, как приступить к работе. Если вы подумали над проектом, решили, что в нем важно, а что - нет, вы уже достигли успеха. Если вы не задумываясь приступили к непосредственному созданию сцены, есть вероятность возникновения дополнительных ошибок и дополнительных затрат времени на переделку работы. Поэтому в настоящей главе рассматриваются вопросы, которые следует учитывать перед началом работы, связанные с тем, как необходимо организовать свою сцену для успешного начала работы.

В этой главе рассматриваются вопросы, решение которых поможет спланировать проект и избежать лишних затрат времени. В первую очередь к ним относятся следующие:

  • Принятие решения о необходимой точности, детализации и сложности сцены.
  • Понимание того, как 3D Studio MAX сохраняет цифровые значения и как избежать их округления.
  • Определение единиц измерения для эффективного моделирования и совместного использования файлов.
  • Установка и управление трехмерными видами.
  • Работа со многими типами файлов, используемыми в 3D Studio MAX.
У вас возникла идея для анимации. Вы разработали историю и нарисовали сюжетные панели. Теперь есть пустая сцена, которую требуется заполнить объектами анимации. Следующий шаг заключается в моделировании этих объектов.

Решения моделирования

Начинайте любое моделирование с размышлений об объектах, которые необходимо создать. Должны ли они быть пространственно точными или просто хорошо выглядеть? Должны ли они быть детализированными или грубыми и схематичными? Насколь важно время визуализации и какую часть моделирования можно заменить текстурными картами? Если сможете ответить на эти вопросы, значит у вас имеется идея о точности, детализации и сложности сцены.

Точность

Насколь точной должна быть модель? В отличие от систем САПР, для которых точность является главной, 3D Studio MAX более гибок. Хорошее правило гласит: "Если это выглядит правильно, то оно и является правильным". Но это не означает, что в своих моделях можно "жульничать" с размерами или полностью игнорировать точность. Это означает необходимость осознания, что 3D Studio MAX, помимо прочего, является инструментом визуализации. Уровень точности, необходимый для отображения объектов на сцене, гораздо ниже того, который требуется для их правильного изготовления.

В большинстве случаев необходимую точность можно достигнуть, если довериться своей восприимчивости. То, что делает модель точной, часто слабо связано с точностью размеров. Зрительная система человека не всегда различает точные расстояния, длину и расположение в пространстве, однако превосходно разбирается в пропорциях и соотношениях. Если пропорции и соотношения на сцене устраивают вас, они также устроят и вашу аудиторию.

Иногда излишнее внимание уделяется пространственной точности. Хорошими примерами могут служить анимации в науке, презентации в суде и некоторые типы архитектурных и инженерных презентаций. Однако, следует четко понимать, что даже для проектов, требующих исключительной точности, существует предел, за которым излишняя точность не нужна. Необходимо учитывать два следующих порога:

  • Порог вывода изображения
  • Цифровые пороги 3DS МАХ

Порог вывода изображения

Одним из способов оценки точности является анализ предполагаемой среды вывода. Определите видимую высоту и ширину своей сцены и разделите эти значения на высоту и ширину разрешающей способности устройства вывода. Вы получите размер модели, приходящийся на один пиксел. Моделируя с размерами меньше половины пиксела, вы только зря потратите время.

ПРИМЕЧАНИЕ

При анимации видимая ширина и высота сцены изменяются в зависимости от положения камеры и поля обзора (FOV). Требования к точности при анимации определяйте по самой критической Ниже приведен пример оценки порога точности вывода изображения сцены. Представьте себе планирование визуализации небольшого офисного здания для вывода на экран с разрешающей способностью 800 х 600 пикселов. Требуется знать, насколько точной должна быть модель.

Измерение порога точности на сцене

В этом примере используются два типа вспомогательных объектов - Grid (сетка) и Таре Measure (рулетка). В примере также оценивается размер вида Safe Frame (безопасный кадр). Подробные сведения о создании и использовании вспомогательных объектов приведены в следующей главе. Safe Frame рассматривается в главе 20, "Камеры и установка снимка".

Первым шагом является создание простой модели и определение основного вида камеры для сцены. На рисунке 5.1 показана сцена PRECISE.MAX, которую можно загрузить из сопровождающего CD-ROM. На сцене изображена модель офисного здания с размерами 180 футов в ширину, 130 футов в глубину и 34 фута в высоту.

Посмотрите на вид через камеру в правом нижнем видовом окне. Отметьте прямоугольники с одним и тем же центром, которые обрамляют вид. Эти прямоугольники являются видом Safe Frame. Внешний прямоугольник на краях видового окна показывает точный размер окончательного визуализированного изображения. Для правильного определения порога точности необходимо знать ширину и высоту Safe Frame в окне камеры, в котором находится здание. Эти измерения можно сделать при помощи создания объекта сетки, выровненного по камере и последующего создания на сетке рулетки.

  1. Щелкните на Grid в категории Helpers General на панели Create.
  2. Переместите курсор в любое окно, чтобы создать в нем сетку. На рисунке 5.2 показана квадратная сетка размером 50 футов, созданная в окне CameraOl.
  3. Выполните Views -> Grids -> Activate Grid Object, чтобы сделать созданный объект сетки активной плоскостью конструкции.
  4. Выполните Views -> Grids -> Align To View для выравнивания сетки по видовому окну CameraOl. Результаты этих четырех шагов показаны на рисунке 5.2. После использования команды Align To View сетка смещается и поворачивается так, что выравнивается и центрируется по месту расположения камеры. Теперь требуется переместить сетку вдоль линии взгляда камеры до тех пор, пока предмет (здание) не попадет в центр сетки. Это делается путем перемещения сетки вдоль локальной оси Z.
  5. Щелкните на Move и установите Transform Managers (диспетчеры трансформаций) в локальные (Local) координаты, а ограничение - по оси Z.
  6. Переместите сетку так, чтобы она была по центру здания, как показано на рисунке 5.3. Сетку можно поместить в любое удобное видовое окно. Наконец, вы готовы к созданию двух вспомогательных рулеток (Таре) для измерения высоты и ширины Safe Frame в виде через камеру:
  7. Щелкните на виде CameraOl для его активизации.
  8. Щелкните на Таре в категории Helpers General на панели Create.
  9. Создайте одну рулетку для измерения ширины Safe Frame и другую для измерения высоты, как показано на рисунке 5.4.
  10. В панели Modify каждый раз выбирайте по одной рулетке. Запомните их длину в поле Length.
  11. Разделите измеренные ширину и высоту на ширину и высоту полученной визуализации. Результаты будут следующими:
    Ширина: 284 фута/800 = 0.36
    Высота: 213 футов/600 = 0.36
Результатом является 0.36 фута или немногим более 4" и это означает, что каждый пиксел изображения занимает на экране немного больше 4". Если предположить, что объект находится по центру пиксела, его можно перемещать на 2" в обе стороны и он по-прежнему будет находиться в пределах того же пиксела. Такая модель и вид через камеру имеют порог точности вывода изображения ±2".

Используя информацию из предыдущего примера можно определить, что для данного положения камеры и разрешающей способности моделирование любой детали с шириной менее 2", является пустой тратой времени.

ПРИМЕЧАНИЕ

В предыдущем упражнении были получены одинаковые значения ширины и высоты изображения, равные 0.36 фута. Эти величины равны только в том случае, если соотношение размеров для устройства визуализации установлено в 1.0. При задании разрешающей способности вывода соотношение размеров, отображаемое в диалоге Render Scene не всегда равно 1.0. Конфигурация для разрешающей способности видео в 512х 486 определяет коэффициент сжатия 1.25. Когда подобное происходит, результатом будут два различных значения для расстояния, покрываемого одним пикселом - одно значение для измерения по горизонтали и другое - для измерения по вертикали. Вы должны решить, какое из значений влияет на наиболее критические детали сцены. Подобную технологию можно использовать в проектах, для которых точность не особенно критична. Сделайте несколько грубых оценок размеров основных видов и разделите эти размеры на разрешающую способность устройства вывода. Такие вычисления обеспечивают получение приблизительных значений порога точности, пригодного для множества проектов.

СОВЕТ

В предыдущем примере используется метод выравнивания объекта сетки с видом камеры для создания объектов на плане перспективы. Подобный метод можно применять каждый раз, когда требуется создать или проследить объекты, выровненные с видом перспективы.

Цифровые пороги 3DS МАХ

В 3D Studio MAX для хранения цифровых значений используются числа с плавающей запятой одиночной точности (float). Такой выбор повышает производительность 3D Studio MAX за счет незначительной потери точности при работе с очень большими или очень малыми моделями. Числа с плавающей запятой могут представлять собой исключительно большие или малые числа, но они всегда ограничены семью значащими цифрами, в результате чего 3DS МАХ всегда точно воспроизводит числа, содержащие до семи цифр, но когда этот диапазон превышается, возникают ошибки округления.

Как может повлиять округление чисел? Это зависит от того, что моделируется, вашего стиля моделирования и количества вычислений, которые необходимо сделать для представления объекта на сцене. Ниже приведены несколько случаев округления:

Если единица измерения в системе по умолчанию составляет I", устанавливаются несколько диапазонов точности, включая:

  • Точность до 1" в диапазоне до 60.8 миль
  • Точность до '/8" в диапазоне до 7.8 мили
  • Точность до 1 см в диапазоне до 6.12 км
  • Точность до 1 мм в диапазоне до 765 метров
Отметим, что можно работать и с метрическими единицами (SI), хотя в системе установлена единица измерения I". Подробные сведения об установке единиц измерения приводятся в разделе "Установка единицы измерения" позже в этой главе.

Из-за метода вычислений чисел с плавающей запятой трудно определить момент, когда наступает округление для данной модели. В приведенный ниже список включены общие рекомендации, как избежать округления:

  • Модель с соответствующим уровнем детализации для масштабирования сцены. Если сцена охватывает весь город размером, например, с Манхеттен, не имеет смысла моделировать дверные ручки.
  • Модель должна находиться вблизи мирового начала координат. При импортировании модели из систем CAD с очень высокой точностью непринято, чтобы объекты располагались на расстоянии миллионов единиц измерения от мирового начала координат. Переместите объекты к этому началу координат либо в системе CAD перед их экспортированием, либо в 3D Studio MAX непосредственно после импортирования.
  • Изменяйте System Unit Scale (масштаб единиц в системе) в диалоге Preference Settings (предпочтительные установки) только в случае крайней необходимости. Изменять масштаб придется редко. Более подробно вопросы изменения масштаба рассматриваются в разделе "Установка масштаба единиц системы".
Например при моделировании очень маленьких объектов молекулярного масштаба следует установить системные единицы измерений в миллиметры, а при моделировании очень больших объектов астрономического масштаба потребуется установить их в мили или километры.

Моделирование деталей

Проблема подходящей для сцены детали тесно связана с точностью. В предыдущем примере сцены один пиксел равен расстоянию в 4". В заключительной визуализации деталь менее 4" теряет определение.

Также необходимо учитывать, какая видимая деталь является подходящей для сцены. Существует много ситуаций, в которых деталь выглядит излишне большой в сцене, и поэтому не используется. Почему? Потому что некоторые детали не подходят для сообщения, которое требуется передать. Рассмотрим, например, офисное здание, описанное ранее. Была создана модель этого здания и расположена в нужном месте. Теперь вы хотите добавить на фон несколько людей и автомобилей. Расчет порога точности для автомобилей показывает, что детали, подобные дворникам на ветровых стеклах и украшениям на капоте окажутся видимыми. Не моделируйте их. Упомянутые детали автомобилей выпадут из главного предмета визуализации, коим является здание. В этом случае заботы о композиции и фокусе аннулируют точное внимание к деталям.

Можно также рассмотреть возможность применения в модели технологии артиста. Часто артист представляет собой деталь, предполагающую наличие формы или тени, которая к чему-то относится. Зритель подсознательно погружается в детали. Можно только удивляться тому, как небольшая деталь "делает погоду" в модели.

Другой ситуацией, при которой не следует включать все детали, является анимация для презентации в зале судебных заседаний. Детализация и излишний реализм часто затеняют излагаемую проблему. Слишком реалистичные визуализации могут создать у присяжных предвзятое мнение и часто не признаются в качестве доказательств. Для определения подходящего уровня детализации такого проекта следует тесно поработать со своим клиентом. В большинстве случаев нужно использовать минимальное количество деталей, чтобы четко довести предмет анимации.

Сложность модели

Сложность модели относится к числу граней, используемых для построения модели. Полезное правило заключается в использовании для достижения необходимой степени реализма как можно меньшего количества граней, поскольку скорость визуализации непосредственно связана с числом граней на сцене. Чем больше граней на сцене, тем больше времени требует визуализация сцены.

Различные методы уменьшения сложности модели обобщены в следующих стратегиях:

  • Управляйте созданием граней с помощью различных параметров объекта - сегментов и сторон для примитивов, шагов путей и форм для объектов и элементов управления мозаикой для некоторых модификаторов. Эти установки непосредственно управляют количеством граней, используемых для отображения объекта, и многие из этих параметров можно сделать анимационными для увеличения или уменьшения сложности в процессе анимации.
  • Для уменьшения сложности модели используйте модификатор Optimize (оптимизировать). Этот модификатор использует многочисленные параметры для анализа объекта и уменьшения количества используемых вершин и граней. Параметры Optimize также можно сделать анимационными для изменения значения оптимизации во времени.
  • Используйте карты вместо настоящей геометрии. Множество деталей модели можно представить при помощи карты или картинки детали и это лучше, чем настоящее моделирование детали с гранями. На рисунке 5.5 показан пример применения такого метода для модели калькулятора. Очень простая геометрия создает сложную визуализацию с помощью внимательного использования карт. Здесь действует правило: "Никогда не моделируйте геометрию, которую можно представить в виде карты".

Установка единиц

В 3D Studio MAX единицы определяются и измеряются в двух местах: диалог Units Setup (установка единиц) и System Unit Scale (масштаб единиц системы) в диалоге Preference Settings (установки глобальных параметров).

Основным методом определения единиц измерения является диалог Units Setup, который позволяет указать, как единицы измеряются и отображаются.

System Unit Scale устанавливает внутреннее значение, для которого представляется общая единица. Это значение изменяется очень редко, если вообще изменяется.

Установка единицы измерения

Для определения способа измерения и отображения расстояний на сцене используется диалог Units Setup. Этот диалог содержит четыре опции, показанные на рисунке 5.6.

Первые две опции определяют методы измерений Metric (SI) и US Standard (футы и дюймы). Эти варианты очень прямолинейны и в рамках своих конкретных методов предлагают подопции. Например, в US Standard имеется две опции Decimal Feet (десятичный фут) (стандарт для гражданской техники) и Feet with Fractional Inches (фут с дробными дюймами) (архитектурный стандарт). Метод Metric позволяет выполнять измерения в миллиметрах, сантиметрах, метрах или километрах.

Используйте третью опцию Custom (пользовательская) для определения любой требуемой единицы измерения. Единственным ограничением является то, что единицу измерения необходимо описать с помощью единиц, уже знакомых 3D Studio MAX. Для определяемой единицы укажите суффикс, за которым следует Значение в известных единицах, которому равна определяемая единица. В 3D Studio MAX User's Guide ("Руководство пользователя 3D Studio MAX") приведен пример определения устаревшей единицы измерения "локоть", однако пользовательские единицы также удобны и для современных методов измерения. Например, нужно смоделировать очень маленькие объекты. В US Standard для очень маленьких измерений используются милы, один мил (mil) равен 0.001". Если необходимо работать в милах, можно определить следующую общую единицу:

Мил=0.001"

Последней опцией является Generic Units (общие единицы). 3D Studio MAX не присваивает никакого конкретного значения общим единицам и размер объектов управляется текущей установкой System Unit Scale.

Работа с общими единицами - не очень хорошая идея. Каждый раз при создании объекта следует помнить конкретную единицу измерения. Люди обычно не мыслят в общих единицах измерения. Посмотрите на три последующих заявления:

"Мой стол имеет размеры 30 на 60 единиц". "Мой рост составляет 6 единиц". "Для этого болта нужен ключ на 14 единиц".

Это неопределенные заявления, предполагающие весьма странные пространственные соотношения - до тех пор, пока им не присвоить правильную единицу измерения:

"Мой стол имеет размеры 30" х 60". "Мой рост составляет 6 футов". "Для этого болта нужен ключ на 14 миллиметров".

Такое же замешательство возникает при моделировании в общих единицах. Это замешательство усиливается, если вы произвольно решаете, что одна общая единица отличается от 1" (системная единица по умолчанию). Работа в общих единицах гарантирует трудности при совместном использовании файлов с другими пользователями 3DS МАХ, поскольку никто не будет знать, что же представляет собой эта единица. Всегда определяйте единицу измерений, которую собираетесь использовать.

Установка масштаба единиц системы

Установка System Unit Scale (масштаб единиц системы) не зря глубоко спрятана внутри панели General диалога Preference Settings. Нельзя изменять эту установку по своей прихоти. Внутри 3D Studio MAX расстояния хранятся в общих единицах, не имеющих конкретного значения. System Unit Scale является базовым масштабом, когда 3D Studio МАХ отображает измерения в различных полях параметров. Изменение значения System Unit Scale изменяет значения всех измерений на сцене.

System Unit Scale хранится в файле 3dsmax.ini, а не в отдельных файлах сцены МАХ. Все измерения в файле сцены хранятся в общих единицах, которые умножаются на System Unit Scale, когда файл сцены открывается или объединяется. Например, создается куб со сторонами в 10" с использованием System Unit Scale, по умолчанию равного 1.0". При сохранении сцены этот куб сохраняется со сторонами длиной 10 единиц. Если изменить System Unit Scale до 1 фута и открыть сцену с кубом, окажется, что она имеет стороны в 10 футов. Но куб не изменился, просто изменилось значение единицы.

Трудно объединять и совместно использовать файлы, если рабочие станции используют различные System Unit Scale. Попытайтесь оставить значение System Unit Scale по умолчанию 1" и изменяйте его только после тщательного рассмотрения последствий для всего проекта и возможностей использования файла в будущем.

Единственная причина изменения System Unit Scale может заключаться в устранении проблем округления при моделировании очень больших или очень маленьких сцен. (Цифровые пороги и числа с плавающей запятой с одиночной точностью рассматривались ранее в этой главе.) Округление влияет не только на точность сцены, но также и на возможность трансформации объектов и уровни увеличения/уменьшения.

Например, предположим, что моделируется вся Земля. При использовании System Unit Scale равной 1" окружность Земли в 24900 миль составит больше, чем 1.5 миллиардов дюймов. Установка единицы измерения в мили поможет работать с такими числами, но 3D Studio MAX по-прежнему работает в дюймах. Округление с одиночной точностью наступает при 40 футах и при работе с такими большими числами появляется множество проблем - наиболее очевидной проблемой будет ограничение максимального вида до ширины немного меньше четырех миллионов единиц; нельзя будет увидеть всю протяженность сцены.

Если изменить System Unit Scale на 1 милю, числа станут гораздо управляемыми. Окружность Земли составит 24900 системных единиц, будет достаточно места для увеличения вида, а точность по-прежнему окажется приемлемой и составит 40 футов.

Манипулирование видами

3D Studio MAX обеспечивает быстрый и эффективный способ манипулирования видами модели. Инструменты просмотра обеспечивают весьма широкий диапазон возможностей - от задания компоновки экрана для управления типом вида и ориентацией до указания способов оптимизации перерисовки во время работы.

Расположение видовых окон

Можно указать две компоновки видовых окон и по желанию переключаться между ними. Выполните Views -> Viewport Configuration из меню или правый щелчок на метке видового окна и выберите Configure из всплывающего меню.

На рисунке 5.7 показана панель Layout диалога Viewport Configuration и 14 стандартных расположении видовых окон в верхней части диалога. В правой части диалога расположены две кнопки опций, разрешающие выбирать работу с Layout А или с Layout В. Выберите необходимую компоновку и затем щелкните на одном из 14 стандартных расположении видовых окон.

После щелчка на ОК активная опция компоновки (А или В) отображается в окне приложения 3D Studio MAX. Между компоновками А и В можно переключаться в любое время с помощью нажатия на клавишу |.

Ориентации вида

Более важной, чем установка компоновки видового окна, является установка различных ориентации вида. 3D Studio MAX поддерживает 13 ориентации вида. Эти ориентации можно организовать в четыре функциональных группы:

  • Стандартные ортографические виды (сверху, снизу, спереди, сзади, слева и справа).
  • Определяемые пользователем виды User (аксонометрические) и Perspective (перспектива).
  • Основанные на объектах виды Camera (камера). Spotlight (точечный источник света). Grid (сетка) и Shape (форма).
  • Дорожка для отображения в видовом окне инструмента анимации Track View.

Типы видов можно присваивать, указав компоновку видового окна из диалога Viewport Configuration. При щелчке на образце компоновки видового окна на левой стороне диалога отображается всплывающий список имеющихся типов видов, как показано на рисунке 5.8. Этот список появляется также по правому щелчку на метке видового окна и последующему выбору Views из всплывающего меню. Отметим, что типы видов Camera и Spotlight отсутствуют в списке до тех пор, пока на сцене не будут созданы камеры и точечные источники

Самым быстрым и удобным способом изменения типа вида является использование "горячих" клавиш:

  • Т. Отображает вид сверху
  • В. Отображает вид снизу
  • F. Отображает вид спереди
  • К. Отображает вид сзади
  • L. Отображает вид слева
  • R. Отображает вид справа
  • U. Преобразует текущий вид в аксонометрический вид User. Угол вида не изменяется. Преобразование вида Front в вид User сохраняет то же самое выравнивание вида, однако активная Construction Plane (плоскость конструкции) изменяется на Ground Plane (плоскость подложки). Плоскости конструкции рассматриваются в главе 7, "Основы создания".
    Нажатие на U - это удобный способ переключения между перспективой и аксонометрическим видами без изменения угла обзора.
  • Р. Преобразует текущий вид в вид перспективы. Подобно виду User нажатие на Р сохраняет угол обзора и изменяет Construction Plane на Ground Plane. В отличие от User проекция перспективы всегда изменяет оформление вида.
  • С. Отображает вид перспективы Camera. Если камер много, появляется диалог, в котором можно выбрать камеру по имени.
  • $. Отображает вид перспективы из точечного источника света. Если источников света много, появляется диалог, позволяющий выбрать источник света по имени.
  • G. Выравнивает вид по активному объекту сетки. Можно создать ряд объектов сетки и затем указывать один из них в качестве активной Construction Plane. Работа с видом Grid (сетка) аналогична работе с видом Тор, если Ground Plane является активной плоскостью конструкции. Нажатие на G не выравнивает вид по Ground Plane.
  • D. Запрещает видовое окно. Запрещенное видовое окно предотвращает перерисовку любой геометрии сцены, если вид не является активным видом. Активный запрещенный вид ведет себя подобно любому другому виду при работе с ним. Если сделать активным другой вид, запрещенный вид замораживает свое отображение до тех пор, пока снова не станет активным или из меню Views не будет выбрана команда Redraw All Views (перерисовать все виды). При этом эффективность отображения в активном виде улучшается за счет уменьшения обновлений запрещенных видов в реальном времени.
  • Е. Преобразует видовое окно в отображение Track View (вид дорожки). Обычно Track View отображается в плавающем окне над окном приложения 3D Studio MAX. Это просто другая опция отображения. Почему Е используется в качестве горячей клавиши? Просто потому, что любая другая буква в термине Track View уже является горячей клавишей для чего-то еще.
    Для видов Shape горячие клавиши не определены. Выбирайте Shape из всплывающего меню для выравнивания вида по выделенному объекту Shape. Использование вида Shape с координатами Local и View - удобный способ для редактирования форм, не выровненных по плоскости конструкции или объекту сетки.

ПРИМЕЧАНИЕ

Большинство горячих клавиш 3D Studio MAX можно изменять через панель Keyboard (клавиатура) в диалоге Preference Settings. Перечисленные выше клавиши являются горячими клавишами по умолчанию.

Навигация по видам

В 3D Studio MAX существует множество способов навигации в 3D-npocTpaHCTBe. Основы использования кнопок навигации по видам описаны в главе 4 "Руководства пользователя 3D Studio МАХ". Последующие разделы предлагают ряд дополнительных советов по использованию видов и показывают способы ускорения навигации по видам через альтернативные клавиши клавиатуры.

Изменение масштаба отображения видов

Большинство кнопок навигации по видам используется для изменения масштаба отображения вида. Такие кнопки имеются для всех типов видов за исключением Camera и Spotlight.

Основным методом использования является щелчок на кнопке Zoom и последующее перетаскивание в виде для определения масштаба увеличения. Эффект команды Zoom можно изменить нажатием на следующие кнопки модификаторов:

  • Ctrl при перетаскивании ускоряет изменения масштаба увеличения
  • Ctrl при перетаскивании Zoom All или щелчок на Zoom Extents All исключает из команды виды Perspective
  • Ctrl и правый щелчок на Zoom или Zoom All создает двухкратное увеличение
  • Alt и правый щелчок на Zoom или Zoom All создает двухкратное уменьшение

Нажатия на горячие клавиши клавиатуры можно выполнять как автономные команды или интерактивно, если вы находитесь в процессе выполнения другой команды. Например, при перетаскивании объекта можно нажать любую приведенную ниже комбинацию клавиш клавиатуры для изменения вида без прерывания перемещения:

  • Alt+Ctrl+Z - увеличение размеров в активном виде
  • Shift+Ctrl+Z - увеличение размеров во всех видах
  • Shift+(Num+) - двухкратное увеличение в активном виде
  • Shift+(Num-) - двухкратное уменьшение в активном виде
  • Shift+r - увеличение, равное приблизительно половине (1.414) увеличения, обеспечиваемого Shift+(Num+); официально это называется Interactive Zoom In (интерактивное увеличение)
  • Shift+] - уменьшение, равное приблизительно половине (0.707) происходящего при Shift+(Num-); официально это называется Interactive Zoom Out (интерактивное уменьшение)

Следующие две горячие клавиши увеличения являются автономными командами. Они отменяют любую другую активную команду:

  • Z - увеличение активного вида
  • Ctrl+W - увеличение в режиме области

Горячие клавиши можно присвоить всем командам Zoom. Перечисленные выше горячие клавиши являются горячими клавишами по умолчанию 3D Studio MAX в состоянии поставки. Эти присвоения можно изменять или определять горячие клавиши для других команд Zoom через панель Keyboard в диалоге Preference Settings.

Перетаскивание вверх и вниз для изменения масштаба вида и использование горячих клавиш - быстрые способы установки масштаба отображения вида. Иногда возникает необходимость точной установки величины увеличения/уменьшения - в этих случаях следует использовать клавиши со стрелками. Метод увеличения/уменьшения при помощи клавиш со стрелками отличается от других методов. При нормальном методе требуется щелкнуть на кнопке Zoom или Zoom All и выполнить перетаскивание в видовом окне для уточнения величины увеличения/уменьшения. При использовании клавиш со стрелками нужно щелкнуть на видовом окне, не выполняя при этом перетаскивание.

Клавиши со стрелками имеют следующий эффект:

  • Нажатие на клавиши со стрелками изменяет величину увеличения/уменьшения на небольшие значения.
  • Нажатие Ctrl при нажатии на клавиши со стрелками изменяет величину увеличения/уменьшения на большие значения.
    При этом разница составляет 100 раз.
  • Нажатие и удержание клавиш со стрелками вызывает непрерывное увеличение/уменьшение.
    Для увеличения/уменьшения при помощи клавиш со стрелками необходимо выполнить следующее:
    1. Щелкните на Zoom или Zoom All.
    2. Щелкните в видовом окне там, где требуется выполнить увеличение/уменьшение.
    3. Нажмите на клавишу со стрелкой вверх для увеличения.
    4. Нажмите на клавишу со стрелкой вниз для уменьшения.
    5. Щелкните левой кнопкой мыши для завершения увеличения/уменьшения или правой кнопкой для его отмены.

Панорамирование видов

Команда Pan применяется ко всем типам вида за исключением Camera и Spotlight. На самом деле виды Camera и Spotlight также имеют команду с именем Pan, но это совершенно другая операция. С командой Pan можно использовать следующие горячие клавиши:

  • Ctrl при перетаскивании ускоряет панорамирование.
  • Ctrl+P (режим Pan). Эту команду нельзя использовать интерактивно; перед активизацией режима Pan она отменяет текущую команду.
  • I (интерактивное Pan). При нажатии на I панорамирование происходит так, что вид центрируется по отношению к курсору. Эта команда интерактивная и не прерывает текущую команду. Интерактивная Pan аналогична методу, называемому прокруткой по ребру, но при прокрутке сохраняется полное управление.

Аналогично командам Zoom можно панорамировать вид, используя клавиши со стрелками. Этот метод обеспечивает точное управление расстоянием панорамирования. Клавиши со стрелками имеют следующий эффект:

  • Нажатие на клавиши со стрелками панорамирует вид на небольшую величину.
  • Нажатие Ctrl при нажатии клавиш со стрелками панорамирует вид на значительную величину. Разница в изменении расстояния панорамирования составляет 100 раз.
  • При нажатии и удержании клавиш со стрелками происходит непрерывное панорамирование.
    Для панорамирования с помощью клавиш со стрелками необходимо выполнить следующее:
    1. Щелкните на Pan.
    2. Щелкните в видовом окне там, где требуется выполнить панорамирование.
    3. Нажмите на клавиши со стрелками вверх и вниз для выполнения панорамирования по вертикали.
    4. Нажмите на клавиши со стрелками вправо и влево для выполнения панорамирования по горизонтали.
    5. Щелкните на левой кнопке мыши для завершения панорамирования или на правой - для его отмены.

Вращение видов

Кнопка Arc Rotate доступна для всех типов видов за исключением Camera и Spotlight. Используйте кнопку Arc Rotate для вращения вида вокруг любой из трех осей координат. Arc Rotate имеет дополнительный эффект преобразования ортографического вида в аксонометрический вид User.

Версия 1.1 3D Studio MAX содержит ошибку, которая предотвращает корректное поведение Arc Rotate в видах без перспективы. При использовании Arc Rotate предполагается, что вращение вида происходит вокруг центра видового окна вместо того, чтобы центр вращения был смещением от мирового начала координат на величину, которая грубо равна обратному расстоянию от мирового начала координат до центра вида. Чем дальше вид от мирового начала координат, тем труднее использовать Arc Rotate. Если требуется вращать вид без перспективы, всегда используйте Arc Rotate Selected, поскольку все вращения вида через Arc Rotate Selected центрируются на выбранном объекте и поведение становится более предсказуемым. Стандартная Arc Rotate хорошо работает с видом Perspective.

Arc Rotate функционирует следующим образом:

  • Перетаскивание закладок Left и Right вращает вид вокруг глобальной оси Z, проходящей через центр вида.
  • Перетаскивание закладок Тор и Bottom вращает вид вокруг горизонтальной оси экрана, проходящей через центр вида.
  • Перетаскивание вне Arc Ball вращает вид вокруг оси глубины экрана, проходящей через центр вида.

Включите Angle Snap для ограничения вращении вида до значения привязки угла, установленного в диалоге Grid and Snap Settings. Как при увеличении/уменьшении и панорамировании, виды можно вращать при помощи клавиш со стрелками. При этом обеспечивается очень точное управление углами обзора.

Клавиши со стрелками имеют следующий эффект:

  • Нажимайте клавиши со стрелками влево или вправо для вращения вида с инкрементом 1° вокруг мировой оси Z, проходящей через центр вида.
  • Нажимайте Shift вместе с клавишами со стрелками влево или вправо для вращения вида с инкрементом 1° вокруг оси глубины экрана, проходящей через центр вида.
  • Нажимайте клавиши со стрелками вверх и вниз для вращения вида с инкрементом 1° вокруг горизонтальной оси экрана, проходящей через центр вида.
  • Нажмите Ctrl в любом из приведенных выше методов для вращения вида с инкрементом 10°.
    Для вращения вида клавишами со стрелками выполните следующее:
    1. Щелкните на Arc Rotate.
    2. Щелкните в видовом окне, где требуется выполнить вращение.
    3. Нажмите клавишу со стрелкой для вращения вида.
    4. Щелкните левой кнопкой мыши для завершения вращения или правой - для его отмены.

Работа с файлами

Последняя проблема при установке проекта связана со стратегиями обнаружения, управления и хранения большого количества файлов. Решение этой проблемы приводит к успеху проекта. В последующих разделах рассматриваются вопросы, связанные с сохранением, объединением, резервным копированием, архивированием файлов и управлением их структурами.

Объединение множества файлов сцен

Первый метод управления файлами относится к конструкции сцены и всех поддерживающих ее моделей. Если задача простая, ее можно моделировать в одном МАХ-файле сцены. Однако более вероятно, что сцена состоит из множества объектов, и моделирование этих объектов по отдельности является наиболее простым подходом. При независимом моделировании каждого объекта следует принять решение о способе объединения всех объектов для заключительной визуализации.

Стратегии для файлов сцены

Для построения ЗD-модели лучше всего подходит стратегия, подобная стратегии разделения на уровни в системах CAD. Однако, кажется, что стратегия моделирования делится на два основных метода.

С помощью одного метода каждый объект моделируется отдельно и независимо от других. После того, как промоделированы все объекты, их необходимо свести в один файл и организовать требуемым образом. Этот метод очень хорошо работает в двух следующих ситуациях:

  • Сцена относительно проста и состоит из общих, хорошо известных объектов. Вы неплохо представляете, как выглядит чашка кофе или электрическая лампочка, поэтому можно просто начать новый файл "с нуля".
  • У вас уже имеется файл подходящей модели. Модель использовалась в предыдущем проекте, имеется на CD-ROM или куплена у независимого разработчика. Например, если необходима детализированная каркасная модель кофеварки, можно использовать модель из Kinetix Residental 3D Props CD-ROM, а не создавать свою модель (рис. 5.9). В этом случае скопируйте файл, при необходимости отредактируйте его и включите в свою основную сцену.

ПРИМЕЧАНИЕ

Версия 1.1 3D Studio MAX поставляется с небольшим числом коммерческих моделей 3DS МАХ. Однако это не проблема, поскольку 3D Studio MAX может импортировать каркасные файлы в других форматах.

Другой метод моделирования требует предварительной установки основной сцены. Объекты на сцене представляются с помощью упрощенной геометрии или заменяющих объектов. Заменяющие объекты копируются со сцены для использования при создании детализированных моделей. В конце концов детализированные модели помещаются вместо объектов замены в основной сцене. Такой подход имеет преимущество в том, что определяет основную форму, объем и положение каждого объекта перед тем, как затратить время на моделирование. Общая ошибка заключается в подробном моделировании объекта только для того, чтобы поместить его на фон или, что еще хуже, его может заслонить фоновый объект. Второй подход необходим для большой сложной сцены любого типа.

Можно предположить, что для большинства проектов необходимо применять смесь этих двух методов. Если начать с упрощенной сцены с объектами замены и моделировать детали только тогда, когда это необходимо, можно получить улучшенную и более эффективную модель.

Объединение и замена объектов на сцене

После создания различных моделей в отдельных файлах последние необходимо объединить в одну сцену. При моделировании сцены с объектами замены вместо них необходимо поместить более детализированные объекты. Обе операции выполняются при помощи команды Merge (объединить) из меню File.

Выполните Merge из выпадающего меню File для объединения с текущей сценой объектов из одного .МАХ-файла сцены. После выбора файла для объединения появляется второй диалог Merge; выберите объекты для объединения (рис. 5.10). Из выбранного файла можно объединить все или любое количество объектов из списка. В сцене 3D Studio MAX можно объединять множество объектов с одинаковыми именами.

Если для создания сцены используется метод с объектами замены, можно автоматически исключить объекты замены, когда они объединяются с детализированной моделью с таким же именем. Для замены объектов в текущей сцене объединенными объектами с таким же именем отметьте флажок Same Name вблизи нижнего правого угла диалога Merge. Если Same Name отмечен, в списке выборки появляются только объекты из объединяемого файла, имена которых совпадают с именами объектов на текущей сцене. Выбранные из списка объекты заменят в текущей сцене объекты с теми же именами.

Одним из недостатков этого метода является то, что опция Same Name требует, чтобы объединяемые объекты имели в точности те же имена, что и объекты, уже имеющиеся на сцене. Если имя объекта совпадает неточно, он будет игнорироваться.

Часто создается один объект замены, на место которого будет помещена детализированная модель, состоящая из множества объектов. Опция Same Name объединяет только такой одиночный объект, имя которого совпадает с именем объекта замены; все объекты с отличными именами игнорируются. Наилучший способ обхода этого ограничения заключается в отказе от использования опции Same Name и ручного удаления объектов замены после объединения детализированных моделей. Оставление объекта замены на сцене дает преимущество в том, что его можно использовать для контроля размера и положения по отношению к объединяемому объекту.

Координация с другими программами моделирования

Хотя 3D Studio MAX - один из самых мощных инструментов моделирования, иногда для выполнения работы необходимо прибегать к другим программам. Вторичными программами моделирования для пользователей 3D Studio MAX являются AutoCAD и Mechanical Desktop от Autodesk.

Открытие моделей, записанные в других форматах, производится по команде Import из меню File. В версии 1.1 3D Studio MAX поддерживаются следующие типы файлов:

  • 3DS - стандартная 3D-сцена и файл анимации из 3D Studio R4 для DOS.
  • SHP - файл 2D Shaper из 3D Studio R4 для DOS. Этот файл содержит 2D-cплaйны, которые преобразуются в объекты формы на сцене 3D Studio MAX.
  • PRJ - стандартный файл проекта 3D Studio R4 для DOS. Этот файл объединяет 2D- и ЗD-инфopмa-цию из 3D Studio. В 3D Studio MAX импортируются только сплайны из 2D Shaper, а также каркасы и анимация из 3D Editor и Keyframer. Вся другая информация из PRJ, включая 3D Lofter, игнорируется.
  • DWG - файлы 2D- и ЗD-чepтeжeй из AutoCAD R13 и более ранних версий.
  • DXF - Autodesk Drawing Exchange Format. Этот тип файла поддерживается AutoCAD и многими другими программами ЗD-мoдeлиpoвaния и CAD. Он поддерживает 2D- и 3D-naHHbie.
  • AI - формат файла Adobe Illustrator 88. Многие программы 2D-иллюстрации на основе сплайнов поддерживают этот тип файла. Сплайны в файле AI преобразуются в формы 3D Studio МАХ.

Преобразования файлов

После выбора стратегии моделирования - либо создание всех объектов в одном файле, либо множество файлов отдельных объектов - необходимо преобразовать файл из его собственного формата в формат сцены 3D Studio MAX. При загрузке файла DXF необходимо сделать следующее:

  1. Внутри программы CAD записать DXF-файл своей модели.
  2. Выйти из программы CAD и запустить 3DS МАХ.
  3. Выбрать Import из меню File.
  4. Выбрать *.DXF из списка Files of Type и выбрать только что созданный DXF-файл.

Теперь 3D Studio MAX отображает диалог Import DXF File с опциями, управляющими преобразованием DXF-файла (рис. 5.11).

Обеспечение координации файлов

Главной задачей при использовании совместно с 3D Studio МАХ внешних программ моделирования является обеспечение координации между программой моделирования и файлом сцены 3D Studio MAX. Если вся работа над проектом во внешней программе завершена, это не проблема. Просто обработайте преобразованные файлы как свои мастер-модели и начинайте создание сцены. Однако, если модели являются частью выполняющегося процесса разработки, необходимо предпринять некоторые шаги, чтобы убедиться, что модель 3D Studio MAX находится в синхронизации с проектируемой моделью в другой программе.

Решение этой проблемы состоит в выполнении изменений проекта в мастер-файле внешней программы моделирования. При использовании внешней программы моделирования сначала необходимо идентифицировать дискретные компоненты всего проекта и записать их как независимые DXF-файлы. Затем эти файлы преобразуются в файлы 3D Studio MAX и поддерживаются как отдельные модели. При изменениях проекта вначале следует изменить мастер-файл проекта во внешней программе моделирования. После выполнения изменений записываются только те компоненты, DXF-файлы которых изменились, и они преобразуются для замены соответствующих моделей 3D Studio MAX. Ключевыми являются модели компонентов. Если вы будете преобразовывать всю модель проекта каждый раз при возникновении изменения, то все время будет потрачено на преобразование моделей, а на визуализацию и анимацию времени не останется. Управление моделями компонентов позволяет преобразовывать только измененные компоненты, при этом сохраняется работа, которая была проделана для остальной части модели.

Управление картами и материалами

Другая организационная проблема относится к хранению всех растровых изображений и библиотек материалов, которые применяются к поверхностям модели. Определения материалов записаны в файле сцены 3D Studio MAX и библиотечном файле с расширением МАТ. Определения материалов содержат все атрибуты, управляющие цветом, блеском, прозрачностью и т.д. а также ссылки на файлы изображения, присвоенные как карты. При визуализации модели 3D Studio MAX считывает ссылку на файл изображения и ищет конкретные каталоги на жестком диске для обнаружения запрошенного изображения. Если изображение не найдено, появляется диалог предупреждения, как показано на рисунке 5.12. Следует либо отменить визуализацию, либо продолжить ее без уверенности в правильности визуализации такого материала.

Файлы изображения можно загружать из любого каталога или привода компьютера. Для каждого используемого файла изображения 3DS МАХ сохраняет полный путь. Если поиск файла изображения в сохраненном пути завершился неудачно, можно указать для поиска файла изображения любое количество альтернативных каталогов. Это делается при помощи добавления путей в панели Bitmaps диалога Configure Paths. Выберите Configure Paths из меню File для отображения диалога, показанного на рисунке 5.13.

Вам решать, является ли подобная гибкость благословением или проклятьем. С одной стороны, никогда не будет причин для расстройства, связанного с тем, что 3D Studio MAX не может найти требуемый файл изображения. С другой стороны, можно создать неправдоподобный хаос из каталогов и сцена будет заполнена файлами изображений со всего жесткого диска и всей сети. В следующем параграфе описаны методы решения этой проблемы.

Глобальные библиотеки

Одним из методов является создание глобальных библиотек, доступ к которым может выполнять любой проект или сцена. Такие библиотеки состоят из глобального каталога библиотеки материалов, где хранятся мастер-файлы MAT и серии мастер-каталогов изображений, в которых находятся все файлы изображений.

По умолчанию библиотеки MAT размещаются в каталоге 3dsmax\maps, который автоматически создается при установке 3D Studio MAX. Отдельные МАТ-файлы можно хранить в этом или любом другом каталоге, причем каждый файл связан с конкретным типом материала. Например, некоторые файлы могут включать следующее:

  • Metals.mat для металлических материалов
  • Foliage.mat для трав, листьев и винограда
  • Blocks.mat для кирпичей, блоков и черепицы

Предпочтительной стратегией организации глобальных каталогов изображений является организация изображений по предметам. При этом создаются каталоги с именами WOOD, MARBLE, SKIES, BACKGRND и т.п. Подобная организация упрощает нахождение изображений, используя конкретный предмет. Поскольку 3D Studio MAX хранит путь к любому изображению и может выполнять альтернативный поиск во многих каталогах, имеет смысл организовать изображения по точным темам. Хорошим примером такой стратегии является организация каталогов карт на сопровождающем CD-ROM (рис. 5.14).

Библиотеки проектов

Глобальные библиотеки - это великое дело, когда вы впервые собираете проект вместе, ну а что дальше? Некоторое раздражение возникает в ситуации, когда вы восстановили старый проект из архивов, загрузили его в 3D Studio MAX, а во время визуализации вдруг обнаруживаете, что необходимые файлы карт для критических материалов потерялись или изменились. Особенно это беспокоит, когда для конкретного проекта создаются заказные карты.

Решение проблемы заключается в создании отдельных библиотек для каждого проекта. Каждый проект должен иметь свой каталог для связанных с ним сцен и файлов изображений. С самого начала необходимо создать уникальный МАТ-файл для проекта и сохранить его в каталоге проекта. По мере создания материалов и применения их к модели их определения можно сохранять в МАТ-файле проекта.

При создании файла изображения как заказной карты для проекта сохраните его в каталоге проекта, а не в одном из глобальных каталогов. Позже, если почувствуете, что заказная карта может оказаться полезной для других проектов, скопируйте файл изображения в один из подходящих глобальных каталогов. После окончательных определений материалов скопируйте все файлы изображений, используемые материалами, из глобального каталога в каталог проекта. Это может выглядеть как ужасное расходование места на диске, но при этом изображения из глобального каталога для материалов никогда не будут удалены или изменены. Кроме того, если вы цените свое время, стоимость дискового пространства всегда ниже стоимости повторного создания потерянных файлов карт.

Управление выводом

После создания сцены, установки камер и источников света, применения материалов вы готовы к визуализации изображения или к анимации. Вопрос теперь заключается в том, какой следует использовать формат файла и куда поместить файлы. Одним из мест для вывода файлов является каталог проекта. Другим, возможно лучшим решением, является создание подкаталога вывода ниже каталога проекта на отдельном съемном приводе или на сетевом приводе большого объема.

При создании отдельного подкаталога вывода необходимо учитывать две вещи. Во-первых, визуализация неподвижных изображений и анимация создает множество файлов значительного размера. Обработка всех этих файлов облегчается, если они отделены от чего-нибудь еще. Во-вторых, вам захочется избежать размещения визуализированных изображений в том же каталоге, где находятся изображения карт и файлы сцены. Если стратегия именования файлов спланирована неудачно, трудно будет уловить отличие между визуализа-циями и картами только по имени файла.

Файлы для различных типов вывода

3D Studio MAX обладает большой гибкостью при выборе формата вывода для визуализации и анимации. Выбор формата файла в 3DS МАХ очень прост и все зависит от того, что вы собираетесь делать с файлом после вывода его из 3DS МАХ. В настоящее время 3D Studio MAX поддерживает следующие форматы:

  • TARGA Формат с 16.7 млн. цветов (24 разряда), поддерживающий отдельный 8-разрядный альфа-канал прозрачности. Этот формат поддерживается большинством высококачественных программ обработки изображений и является предпочтительным форматом для вывода на видеоленту. Формат TARGA является хорошим выбором для файлов с 24-разрядным цветом общего назначения и стандартом для вывода на видео.
  • T1FF Другой формат с 16.7 млн. цветов, основанный на международном стандарте. Большинство программ обработки изображений поддерживают этот формат и делают его альтернативой TARGA. Ввиду того, что этот стандарт имеет множество вариантов, существуют некоторые проблемы совместимости между программами, предлагающими поддержку TIFF. Однако TIFF является основным форматом для печати и издательской промышленности и общепринят для платформы Macintosh. Если вы собираетесь направлять изображения в печатное бюро, издательскую систему или пользователю Macintosh, используйте формат TIFF. 3D Studio MAX может создавать TIFF-файлы с 24-разрядным цветом и 8-разрядными градациями серого.
  • BMP Этот формат является стандартом файла изображения для Windows. Он поддерживает много цветовых глубин - от монохрома (1 разряд) до истинного цвета (24 разряда). Однако 3D Studio MAX записывает только 24-разрядные BMP.
  • JPEG Этот формат обеспечивает истинный цвет при помощи схемы сжатия с переменным качеством, которая с увеличением уровня сжатия ухудшает качество изображения. К счастью JPEG разрешает значительные уровни сжатия до того, как большинство сможет обнаружить ухудшение качества изображения. Этот формат поддерживается большинством высококачественных программ обработки изображений. Файлы JPEG все шире используются в Internet.
  • GIF 8-разрядный формат с 256 цветами, разработанный CompuServe. Традиционно этот формат был очень популярен для онлайновых служб и Internet. Раньше файлы GIF были открытым бесплатным форматом; теперь для программ, создающих файлы GIF, необходимо платить за лицензию. По этой причине, вероятно, популярность GIF-формата упадет и он перестанет записываться в 3D Studio MAX.
  • PNG В ответ на плату за лицензию для файлов GIF был разработан новый формат, который должен занять место последнего. Файлы PNG поддерживают много цветовых глубин (как BMP), градации серого (как TIFF), альфа-канал (как TGA) и сжатие без потерь (как GIF). Это новый формат файла, но потенциально он станет весьма популярным.
  • LA Этот формат первоначально был разработан SGI и расширен Yost Group для 3D Studio МАХ. Файлы RLA используются в основном для хранения многочисленных 8-разрядных каналов эффектов (называемых G-буферами). Эти каналы затем могут использоваться для специальных эффектов в Video Post.
  • EPS Печатный формат, который на самом деле является языком программирования. EPS обозначает инкапсулированный PostScript и является общепринятым форматом в промышленности, связанной с печатью и иллюстрациями. 3D Studio MAX не может считывать файлы EPS и записывает только растровые изображения EPS.
  • AVI Этот формат анимации широко поддерживается мультимедиа- и Windows-приложениями. В нем нужно хранить градации серого, 8-разрядный цвет и чередующийся звук. Аналогично JPEG он также поддерживает различные схемы сжатия. AVI - популярный формат для мультимедиа-презентаций и анимаций, передаваемых через Internet.
  • FLIC Этот формат был разработан Autodesk для программ Animator и Animator Pro и включает расширения FLI, FLC и CEL. FLIC - формат анимации с 256 цветами, который использует сжатие без потерь. Несмотря на то, что многие могут считать файлы FLIC устаревшими, они по-прежнему очень популярны для мультимедиа и игр.

Преобразования файлов

А что делать, если перечисленные выше форматы не включают требуемого? 3D Studio MAX реализует поддержку файлов изображений с помощью внешних подключаемых элементов, которые можно программировать на C++. Очень вероятно, что к тому времени, когда вы прочитаете эту книгу, 3D Studio MAX будет поддерживать большее количество форматов файла.

Можно также использовать многие программы преобразования файлов, имеющиеся на рынке. Большинство высококачественных программ обработки изображений считывают и записывают файлы в различных форматах, хотя использовать для преобразования формата программу, подобную Photostyler, несколько утомительно. Для этого лучше применять другие простые и недорогие программы преобразования, поставляемые как условно-бесплатные через CompuServe и другие онлайновые службы.

Предотвращение катастрофы

Неважно, насколь быстро создаются модели и сколько вам известно соответствующих методов - все это не имеет значения, если работа будет потеряна. Такая мощная программа, как 3D Studio MAX, порождает большую вероятность путаницы. В последующих разделах описываются некоторые стратегии для защиты от катастрофы.

Сохранение файлов

Как и в любой другой программе, файлы необходимо часто сохранять. 3DS МАХ является уникальной по гибкости и количеству стратегий сохранения файлов. Для сохранения работы существует несколько команд, включая опцию для сохранения файлов с инкрементной нумерацией. На рисунке 5.15 показаны стандартный диалог Save, содержащий поле имени файла (File name), список форматов файлов (Save as type) и кнопка инкремента файла.

В поле File name можно вводить любое действительное имя файла. Для удобства 3D Studio MAX использует текущее имя файла как имя по умолчанию. Если щелкнуть на кнопке инкремента файла, 3D Studio MAX добавляет к имени в поле File name число из двух цифр. Это быстрый способ создания файлов с инкрементальной нумерацией, которые можно использовать как историю вашего продвижения вперед.

Для сохранения в файле всей сцены или ее части можно использовать следующие выборы из меню File:

  • save. Быстро сохраняет сцену без дополнительных подсказок или диалогов. Однако в случае сохранения нового файла в первый раз появляется диалог Save As.
  • Save As. Сохраняет сцену под новым именем и делает новую сцену текущей. Этот диалог содержит кнопку инкремента для сохранения файлов с последовательной нумерацией. При щелчке на этой кнопке к имени в поле имени File добавляется число из двух цифр.
  • Save Selected. Сохраняет текущую выборку объектов в файле сцены. Этот диалог также содержит кнопку инкремента. Save Selected можно использовать для быстрого разделения большой сцены на серию небольших файлов с последовательной нумерацией.
  • export. Сохраняет сцену в файл с другим форматом. Форматы экспорта, поддерживаемые 3D Studio МАХ, включают 3DS (DOS), DXF, DWG и VRML.
  • archive. Сохраняет файл сцены и сжимает его, включая по выбору все файлы карт, используемые материалами, которые присвоены сцене.

Резервирование файлов

Для создания резервных файлов в 3D Studio MAX доступны два автоматизированных метода. Один метод создает резервные файлы каждый раз при сохранении файла сцены под существующим именем. Другой метод сохраняет резервные файлы через регулярные временные интервалы.

При сохранении сцены под существующим именем 3D Studio MAX также может создать резервный файл. Для разрешения записи резервных файлов отметьте опцию Backup File в панели File диалога Preference Settings. Резервный файл является копией исходного файла и имеет имя MaxBack.bak. В случае отметки опции Increment on Save в диалоге File Preferences 3D Studio MAX создает резервные файлы с последовательной нумерацией вместо перезаписывания одного и того же файла MaxBack.bak.

Упомянутый файл всегда помещается в каталог 3dsmax\scenes независимо от каталога, из которого загружался файл сцены.

При отмеченной опции Auto Backup Enable в диалоге Preference Settings 3D Studio MAX сохраняет резервные файлы через регулярные временные интервалы. Файлы получают имена от Autobakl.mx до Autobak9.mx (максимум) и помещаются в каталог 3dsmax\scenes. При достижении максимального номера автоматических резервных файлов 3D Studio MAX снова начинает счет с autobakl.mx. Количество создаваемых файлов Autobak можно ограничить, а также задать временной интервал в минутах между сохранениями. Поле временного интервала работает с интервалом 0.01 минуты, но если вы очень беспокоитесь о том, чтобы не потерять проделанную работу, 3D Studio MAX может сохранять резервные файлы с интервалом 0.6 секунды!

Очевидно резервные файлы не подлежат длительному хранению и они никогда для этого не предназначались. Задача резервных файлов - подстраховать вас в случае случайного сохранения файла под существующим именем. Если вы поняли свою ошибку достаточно быстро, можно выполнить Alt+tab в Windows NT Explorer или File Manager и соответствующим образом переименовать резервный файл.

Откат может привести к ошибке

Одним из наиболее важных достижений в истории компьютеров является команда Undo - по крайней мере, так может показаться. Большинство пользователей программного обеспечения интенсивно использует эту команду и даже применяют ее вместо регулярного сохранения своей работы. Если вы попали в такую ловушку, будьте осторожны. Использование команды Undo может привести к весьма болезненным ошибкам.

3DS МАХ обеспечивает многочисленные методы Undo, что можно увидеть из следующего списка:

  • Откатить назад (Undo) или вперед (Redo) изменения экрана
  • Откатить назад или вперед изменения сцены
  • Хранить или выбирать временные файлы

Использование Undo/Redo

3D Studio МАХ поддерживает пять буферов undo/redo: один буфер для сцены и по одному буферу для каждого из четырех видовых окон. Эти буферы можно использовать для обеспечения решения большинства проблем. Используйте Undo/Redo из меню Edit или кнопки Undo/Redo на линейке инструментов для отмены изменений, произведенных на сцене. Практически все, что делается на сцене, можно отменить. Если вы хотите убедиться в эффекте Undo для сцены, используйте Edit -> Undo, а не кнопку Undo. Элемент меню Undo обычно включает имя операции, которую необходимо аннулировать.

Имеется возможность установки количества команд в буфере undo сцены путем изменения значения Undo Levels в панели General диалога Preference Settings.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Наиболее очевидными действиями, которые нельзя аннулировать, являются приложение или удаление модификатора, а также разрушение Modifier Stack. Хорошо подумайте, прежде чем выполнять эти действия, поскольку они являются постоянными.

Используйте Undo/Redo из меню Views для отмены таких изменений в видовых окнах, как панорамирование и увеличение/уменьшение. Каждое видовое окно имеет отдельный буфер undo. В каждом из этих буферов имеется 20 уровней аннулирования.

Отметим, что изменения в видовых окнах Camera и Spotlight на самом деле являются изменениями сцены, потому что вы изменяете объекты камеры и источников света, находящихся на сцене. Для отмены изменений в видовых окнах Camera и Spotlight используйте Edit -> Undo.

Использование Hold и Fetch

Другим способом отмены эффекта множества команд является Hold и Fetch из меню Edit. Выполнение Edit -> Hold сохраняет состояние текущей сцены во временном файле. После этого можно выполнить любое количество команд и по-прежнему вернуться к сохраненному состоянию через Edit -> Fetch.

По сравнению с многократными щелчками на кнопке Undo использование Hold и Fetch более удобно для отмены последовательности команд. Возьмите за привычку выполнять Hold перед попыткой применения сложного метода. (Конечно, в этом случае можно использовать и старомодное Save.) Затем, если метод не работает, можно использовать Fetch для быстрого возврата к начальной точке.

Также, если в системе произошла авария и вы не можете обычным способом выйти из 3D Studio MAX, по-прежнему можно восстановить содержимое временного Hold-файла. Этот файл называется maxhold.mx и находится в каталоге 3dsmax\scenes. Его можно загрузить в 3D Studio MAX непосредственно или переименовать в обычный файл сцены.

Архивирование и резервирование файлов

Вы уже слышали это раньше, однако стоит повторить: резервируйте свои файлы данных! Ничего не расстраивает больше, чем ситуация, при которой вы включаете компьютер и обнаруживаете, что ночью жесткий диск преспокойно удалился на цифровые небеса. Это расстройство переходит в панику, когда вы медленно понимаете, что в последний раз резервирование выполнялось несколько месяцев тому назад, а проект начался на прошлой неделе. Если хотите похоронить себя как профессионального аниматора, попытайтесь объяснить клиенту, что его анимация не готова, поскольку вы потеряли все файлы из-за сбоя диска.

Вложите деньги в хорошее устройство резервирования с большой емкостью и постоянно его используйте. Некоторые устройства более универсальны и их можно использовать не только для резервирования. Теперь наиболее важной характеристикой хорошего устройства резервирования является возможность его снятия. Плохо, если устройство резервирования находится на втором приводе жесткого диска когда в офисе возникает пожар и вся система плавится. Снимите резервный носитель и храните его вне офиса.

Команда архивирования 3DS

В 3D Studio MAX включено удобное меню для объединения в один сжатый архив файла сцены со всеми опорными картами изображения. Для создания архивов 3DS МАХ использует программу PKZIP. Укажите место расположения зарегистрированной программы PKZIP в панели File диалога Preference Settings. Недостатком встроенной команды Archive является то, что она сохраняет только одну сцену 3D Studio MAX со всеми относящимися к ней картами изображения. К сожалению, многие проекты включают множество сцен, файлы внешних программ и очереди Video Post; все это команда Archive не обрабатывает. Кроме того, любой специализированный подключаемый элемент, используемый сценой, в архив не включается. Каждый подключаемый элемент, используемый для создания сцены, должен находиться на своем месте для эффективной загрузки сцены. Если архивируется файл и затем удаляется необходимый подключаемый элемент, эта часть сцены теряется. Лучшим методом использования команды Archive является быстрая и удобная упаковка своей работы, пока вы еще находитесь в 3D Studio MAX. He надейтесь, что эта команда построит полный архив всего проекта.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Текущая версия PKZIP (версия 2.04д) не поддерживает длинные имена файлов. Для совместимости с PKZIP используйте при именовании стандартные имена файлов 8.3.

Ручное архивирование

Если требуется сархивировать различные файлы, связанные с проектом, это делается вручную. Используйте предпочитаемую программу архивирования для сжатия файлов в каталоге проекта в один архивный файл. Если вы создали отдельные каталоги для карт или вывода ниже каталога проекта, сообщите программе архивирования о необходимости рекурсивного обращения к подкаталогам и сохранения полных имен путей. Если законченный проект архивируется на длительный срок, неплохо вместе с ним заархивировать 3D Studio МАХ со всеми подключаемыми элементами. СОВЕТ

Полезный трюк заключается в использовании встроенной в 3DS МАХ команды Archive в качестве накопителя карт. Она быстро выталкивает в каталог проекта копии всех требуемых карт изображения. Раскройте созданный архив 3D Studio MAX для восстановления карт. После этого можно заархивировать весь каталог в один большой файл.

ГЛАВА 6

ГЛАВА 6

Выборка, трансформации и точность

Многие задачи, решаемые в 3D Studio MAX, требуют выбора и трансформации объектов. Помните, что объекты включают в себя не только традиционную геометрию.

Ниже перечислены некоторые примеры выборки и трансформации:

  • Выбор и трансформация геометрии
  • Выбор и трансформация подобъектов геометрии, таких как вершины, сплайны и грани
  • Выбор и трансформация негеометрических объектов, подобных источникам света, камерам и вспомогательным объектам
  • Выбор и трансформация подобъектов кодификаторов, таких как гизмо и центры
  • Выбор и трансформация вершин деформации лофтинга
  • Выбор и трансформация ключей анимации

На основе приведенного списка можно видеть, что выборка и трансформация являются важными инстру-ментами. В этой главе представлены основные методы выборки и трансформации. От знания способов трансформирования объектов пользы мало, если вы не знаете, как их точно расположить там, где требуется, поэтому в главе также рассматривается установка и использование инструментов, обеспечивающих точность.

Использование выборок

Ввиду исключительной важности выборок инструменты для выборок можно найти в любом месте интерфейса 3D Studio MAX. Основные методы выборок 3DS МАХ должны быть известны каждому, кто использует CAD на базе Windows или программу моделирования. Однако на овладение искусством идентификации и использования многих конкретных методов выборки 3DS МАХ может потребовать время.

Для оказания помощи в ознакомлении с основными методами выборок в этом разделе рассматриваются основы выборок в 3DS МАХ, выборки подобъектов, выбор объектов по их свойствам и построение именованных наборов выборок.

Основы выборок

Перед выполнением любой операции необходимо выбрать объекты, на которые эта операция окажет влияние. В 3D Studio MAX используется стратегия, которая носит название выборки по принципу "существительное-глагол". Это означает, что сначала выбираются объекты, а затем операция, применяемая к выборке. Плохо, если вы вынуждены использовать один инструмент выборки перед тем, как использовать другой. В 3D Studio MAX кроме инструмента только для выборки предусмотрена выборка как функция всех инструментов трансформации.

Использование инструментов выборки

На рисунке 6.1 показан основной инструмент выборки вместе с кнопками трансформации линейки инструментов 3D Studio MAX. Объекты можно выбирать в любой момент, когда активна кнопка выборки или любая кнопка трансформации. Такая возможность выборки становится совершенно очевидной благодаря советам инструмента в виде меток "Select and Move" (выберите и переместите), "Select and Rotate" (выберите и вращайте) и "Select and Uniform Scale" (выберите и выполните однородное масштабирование). К счастью, этот тяжеловесный метод присвоения имен отсутствует в других частях 3DS МАХ, в которых инструменты для трансформации ключей в Track View или трансформации вершин управления в деформации лофтинга просто сообщают "Move" (переместить) или "Scale" (отмасштабировать), хотя они также выполняют двойную функцию.

ПРИМЕЧАНИЕ

Объекты можно также выбирать при помощи кнопок "Select and Link" (выбрать и связать) и "Bind to Space Warp" (связать с исказителем пространства), расположенных возле левого края линейки инструментов. Использование этих кнопок настолько специализировано, что в качестве обычных инструментов выборки они используются очень редко.

Независимо от того, является ли активным инструмент выборки или один из инструментов трансформации, всегда можно определить, какой эффект произведут щелчки или перетаскивание, обратив внимание на экранный курсор. Вид экранного курсора, его значение и эффект перечислены ниже:

  • Системный курсор (стрелка). Курсор находится над пустым местом или над объектом, который недействителен для текущего режима выборки. Щелчки отменяют выбор всех выбранных в настоящий момент объектов; перетаскивание выполняет выборку области.
  • Курсор выбора. Курсор находится над невыбранным объектом, действительным для текущего режима выборки. Щелчки выбирают объект и отменяют выбор других выбранных объектов; перетаскивание выбирает и трансформирует объект, отменяя выбор любых других выбранных объектов.
  • Курсор трансформации. Курсор находится над выбранным объектом. Щелчки оставляют объект выбранным и отменяют выбор любого другого выбранного объекта; перетаскивание трансформирует объект и все другие выбранные объекты.

СОВЕТ

Если выбранный объект находится перед другим объектом, можно отменить выбор переднего объекта и выбрать задний при помощи щелчка на области пересечения объектов. Щелчок в области, где объекты пересекаются, сначала обеспечивает выбор переднего объекта. Каждый последующий щелчок отменяет выбор текущего объекта и выбирает объект, находящийся глубже на сцене. Этот метод работает для любого числа накладывающихся объектов.

На рисунке 6.2 показаны все три курсора для случая трансформации Move. Левое видовое окно показывает системный курсор, который находится над пустым местом. Среднее видовое окно показывает курсор выборки, находящийся над действительным, но не выбранным объектом. Правое видовое окно показывает курсор трансформации, который находится над выбранным объектом.

Можно также воспользоваться удобными глобальными методами выборки из меню Edit. Select All (выбрать все) выбирает все объекты на сцене; Select None (не выбирать ничего) отменяет текущую выборку; Select Invert инвертирует текущую выборку так, что все невыбранные объекты становятся выбранными и наоборот.

Использование выборки области

Как упоминалось ранее, объекты можно выбирать либо щелкнув на них, либо перетащив область, выбирающую все объекты, находящиеся в ней. Для установки формы и поведения выборки области следует ис-пользовать элементы управления выборкой из линейки инструментов, строки подсказки и меню Edit.

Форма выборки области устанавливается во всплывающей группе линейки инструментов (рис. 6.3). Имеется три типа выборки области:

  • четырехугольник. Перетаскивание определяет прямоугольную область, один из углов который нахо-дится там, где нажимается кнопка мыши, а противоположный - там, где она отпускается.
  • окружность. Перетаскивание определяет круговую область, центр которой находится там, где нажимается кнопка мыши, а огибающая - там, где вы она отпускается.
  • Ограничивающая область. Перетаскивание определяет первый сегмент границы ограничивающей области. Щелкните для определения дополнительных сегментов. Щелкните дважды или единожды в начальной точке для закрытия области ограничения и завершения выборки.

Поведение области устанавливается переключателем области в строке подсказки или путем выбора Region из меню Edit (см. рис. 6.4). Имеется два типа поведения области - Window (окно), при котором выбираются только объекты, целиком находящиеся внутри области, и Crossing (пересечение), при котором выбираются любые объекты, касающиеся границы области или целиком находящиеся внутри нее.

Добавление/удаление объектов из выборки

Для добавления/удаления объектов из текущей выборки можно использовать стандартные клавиши моди-фикаторов Windows. За счет нажатия клавиш Ctrl и Alt во время выборки объектов выполняется следующее:

  • Ctrl. Для переключения состояния выборки объектов при щелчке нажмите клавишу Ctrl. Щелчки на невыбранных объектах добавляют их к выборке, а на выбранных - удаляют их из выборки.
  • Ctrl. Для добавления области объектов к выборке нажмите Ctrl при перетаскивании области. Объекты, выбранные внутри области, остаются выбранными.
  • alt. Для удаления объектов из выборки нажмите Alt при щелчке на объектах или при перетаскивании областей.

Фильтрация выборки

Что предпринять, если при работе с очень сложной сценой необходимо выбрать объекты только определенного типа? Например, представьте, что вы освещаете интерьер большого собрания, в котором находятся сотни объектов. Требуется выбрать только источники света, чтобы отрегулировать их параметры и положение, но вместо этого случайно выбираются стены и мебель.

Можно скрыть все за исключением источников света, но тогда неизвестно, куда поместить эти источники света.

Кроме того, можно сделать неподвижным все, кроме источников света, но тогда затененные видовые окна не покажут как освещение влияет на неподвижные объекты.

Лучший вариант заключается в фильтровании выборки с помощью фильтров выборки из линейки инструментов (см. рис. 6.5).

После определения типа объекта в списке фильтров выборки можно выбирать только объекты, согласующиеся с этим типом. Фильтром по умолчанию является All, который позволяет выбирать все, что угодно. Остальные фильтры соответствуют первым шести категориям панели Create: Geometry (геометрия), Shapes (формы). Lights (источники света), Cameras (камеры), Helpers (вспомогательные объекты) и Space Warps (исказители пространства).

Блокировка выборки

При работе с очень сложной выборкой или при необходимости использовать эту же выборку для последовательности команд выборку неплохо заблокировать. Блокировка выборки предотвращает ее случайное удаление. Блокировка и разблокировка выборки осуществляется с помощью следующих операций:

  • Щелчок на кнопке Lock строки состояния в нижней части окна 3DS МАХ
  • Нажатие на клавишу пробела

Выборка подобъекта

Существует много ситуаций, в которых можно выбрать всего несколько компонентов объекта, другими словами, определить выборку подобъекта. Выборка подобъекта начинается с выборки объекта и последующего щелчка на кнопке Sub-object для вхождения в режим выборки подобъекта. Это важный момент - сначала выбирается объект, а затем для погружения в него включается режим Sub-object. В этом режиме внутри первоначально выбранного объекта можно выбирать только его компоненты.

Кнопка Sub-object подсвечивается желтым цветом для указания того, что вы находитесь в режиме выборки подобъекта. Если вы пытаетесь выбирать объекты и ничего не получается, посмотрите на панель команд, чтобы определить, не находитесь ли вы в режиме Sub-object. Если это так, щелкните на кнопке Sub-object для выключения режима выборки подобъекта и возврата к обычным методам выборки.

ПРИМЕЧАНИЕ

Доступ к режиму выборки подобъекта практически всегда выполняется из панели Modify, которая является частью модификатора или базовых параметров объекта. Единственным исключением (версия 1.1) является Trajectories (траектории), при котором кнопка Sub-object отображается на панели Motion.

Не забывайте, что 3D Studio МАХ является объектно-ориентированной программой, поэтому подобъекты включают в себя гораздо больше, чем только компоненты геометрии. Ниже приведены некоторые примеры того, что входит в режимы выборки подобъектов (см. рис. 6.6):

  • геометрия. Щелкните на кнопке Sub-object в базовых параметрах объекта Editable Mesh (редактируе-мый каркас) или в модификаторе Edit (Edit Mesh, Edit Spline, Edit Patch) (отредактировать каркас, сплайн, лоскутный объект) для выбора вершин, ребер или граней геометрии.
  • Составные объекты. Щелкните на кнопке Sub-object в базовых параметрах составного объекта, подо-бного Loft или Boolean (булевый), для выбора их внутренних форм или операндов. По непонятной причине нельзя выбирать подобъекты во внутренних объектах Morph. Помните об этом ограничении при создании объектов Morph.
  • модификаторы. Щелкните на кнопке Sub-object в модификаторе для выбора его гизмо или центра.
  • траектории. Щелкните по кнопке Subobject при работе с Trajectories в панели Motion для выбора клавиш траектории объекта.

Выборка объектов по свойству

Выборка одиночных объектов или перетаскивание области для выбора множества объектов становится очень ограниченной, если требуется выбрать больше, чем несколько объектов на сцене. Становится очевидным, что необходима возможность выбора объектов по свойству. Например, выбор всех объектов, использующих определенный материал, или выбор всех объектов, имя которых начинается с буквы В. В 3DS МАХ существует множество инструментов для выбора объектов и подобъектов по их свойствам.

Выборка объектов по типу

Обычно единственным случаем, когда необходимо выбрать объекты по типу, является случай, когда требуется выбрать все объекты конкретного типа, например, выбрать источники света или камеры или формы. Все объекты данного типа можно выбирать одним из двух способов: при помощи фильтров выборки или при помощи диалога Select Objects (выбрать объекты).

Для выбора всех объектов определенного типа выполните следующие шаги:

  1. Выберите тип объекта из списка фильтров выборки в линейке инструментов.
  2. Выполните Select All из меню Edit.

Для выбора всех объектов данного типа в диалоге Select Objects выполните следующие шаги:

  1. Нажмите Н для отображения диалога Select Objects.
  2. Щелкните на None в List Display и затем отметьте тип объекта, который требуется выбрать.
  3. Щелкните на All ниже списка выборки для выбора всех объектов отображенного типа (см. рис. 6.7).

Выбор объектов по имени

Стратегия присвоения имен играет важную роль при организации любого проекта. Независимо от того, организуете ли вы папки в секции для файлов, файлы текстового процессора на жестком диске или объекты в 3DS МАХ, процедура присвоения имен предполагает определенную организационную стратегию. Чем аккуратней присвоить имена своим объектам, тем быстрее впоследствии можно выбирать группы связанных объектов по имени.

Выбор объектов по имени выполняется через диалог Select Objects (выбрать объекты). Диалог Select Objects можно отобразить с помощью любой из следующих операций:

  • Нажать на Н.
  • Щелкнуть на кнопке Select by Name (выбрать по имени) в линейке инструментов.
  • Выполнить Select By Name из меню Edit.

Когда диалог Select Objects становится видимым, объект можно выбирать или путем щелчка на его имени в списке выборки или при помощи ввода шаблона выборки в поле редактирования над списком выборки, как показано на рисунке 6.8.

Для расширения поиска в шаблонах выборки можно использовать следующие универсальные шаблоны:

  • ?. Принимается любой одиночный символ в данной точке строки поиска. Например, В?х выбирает Box и Bix, но не Ball или даже BoxOl.
  • *. Принимается любое количество символов в строке поиска. Например, В*х* выбирает Box, Blox, Boxes и BoxOl.

Вторым методом выборки объектов по имени является использование списка иерархии в окне Track View. Окно иерархии Track View отображает имена всех объектов сцены под ветвью Objects. Щелчок на пиктограмме желтого куба слева от имени объекта также выбирает объект сцены (рис. 6.9).

Выбор объектов по цвету каркаса

Одним из способов организации объектов является присвоение цвета каждому объекту. (Такая стратегия аналогична цветам уровней в AutoCAD.) За счет присвоения цветов появляется возможность быстрого выбора на сцене всех объектов с одинаковым цветом.

Небольшая цветовая отметка обычно отображается рядом с полем имени объекта на панели команд. Щелчок на этой отметке отображает диалог Object Color (цвет объекта), посредством которого можно присвоить цвет каркасу объекта (см. рис. 6.10). Подробные сведения об использовании диалога Object Color приведены в главе 2 "Руководства пользователя 3D Studio MAX".

О цветах объекта следует знать две важные вещи. Во-первых, необходимо спланировать свою сцену по цвету объекта и зафиксировать ее. 3DS МАХ поддерживает две цветовые палитры - вы можете использовать 256 цветов из палитры AutoCAD и 64 фиксированных цвета вместе с 16 заказными цветами из палитры 3DS МАХ. В вашем распоряжении 336 организационных групп. Во-вторых, при работе над проектом никогда не нужно включать флажок Use Random Colors (использовать случайные цвета). Опция Use Random Colors является инструментом для людей, создающих презентацию. Эта опция делает экран более интересным за счет случайного переключения цвета при создании объекта. Use Random Colors несовместима с любым типом стратегии организации цвета.

Для выбора объектов по цвету можно использовать два метода. Первый метод заключается в выборе объекта - вы выбираете объект и при этом выбираются все объекты, которым присвоен тот же самый цвет. Во втором методе вы выбираете цвет и при этом выбираются все объекты того же самого цвета.

Для выбора всех объектов с тем же цветом, что и у другого объекта, выполните следующее:

  1. Выполните Select Ву -> Со1ог из меню Edit.
  2. Щелкните на объекте с необходимым цветом.
  3. Всем объектам присваивается такой же цвет, как и у объекта, на котором производился щелчок.

Для выбора всех объектов с конкретным цветом:

  1. Щелкните на цветовой отметке рядом с любым полем наименования объекта на панели команд.
  2. Щелкните на требуемом цвете в диалоге Object Color.
  3. Щелкните по кнопке Select by Color в нижнем правом углу диалога (см. рис. 6.11).
  4. Появляется диалог Select Objects со всеми объектами, которые используют выбранный цвет, подсвеченный в списке выборки (см. рис. 6.11).
  5. Для выбора объектов щелкните на Select.

СОВЕТ

Для быстрого выбора всех подсвеченных объектов в одном месте списка щелкните на переключателе Sort By Color в диалоге Select Objects.

Выбор объектов и граней по материалу

Присвоенный материал можно выбирать двумя способами:

  • Выбор полных объектов с помощью кнопки Select By Material (выбрать по материалу) в Material Editor (редактор материалов).
  • Выбор граней с помощью кнопки Select By ID в модификаторе Edit Mesh (отредактировать каркас).

Материал, присвоенный объектам на сцене, можно оценить, посмотрев на Material Editor. Материал, присвоенный объекту на сцене, называется горячим материалом. Горячие материалы указываются белыми треугольниками в углах сегмента их образца. Если материал не горячий, он не присвоен никаким объектам и кнопка Select By Material не действует.

Выбор объектов по материалу достаточно прямолинеен. Вы определяете горячий материал в Material Editor и затем щелкаете на кнопке Select By Material. Появляется диалог Select Entities (выбрать сущности) со всеми объектами, которым присвоен текущий материал, подсвеченный в списке выборки (см. рис. 6.12).

Однако чаще всего потребуется выбрать все объекты, которые используют такой же материал, как и другой объект. Для выбора объектов по-прежнему используется Select By Material в Material Editor, но хитрость состоит в том, чтобы начать с правильного материала, который стоит на первом месте.

В следующем примере представим, что имеется объект SampleOl и необходимо выбрать все объекты сцены, которые используют такой же материал, как и SampleOl.

Для выбора всех объектов, которые используют одинаковый с SampleOl материал, выполните следующие шаги:

  1. Выберите объект SampleOl.
  2. Щелкните на Get Material (получить материал) в Material Editor. При этом отображается диалог Material/Map Browser.
  3. Выберите Selected в области Browse From диалога Material/Map Browser и затем дважды щелкните на материале в списке материалов. Присвоенный SampleOl (выбранному объекту) материал помещается в текущую ячейку Material Editor.
  4. Щелкните на Select By Material. Появляется диалог Select Objects со всеми объектами, которые используют тот же самый материал, как и подсвеченный в списке выборки.
  5. Щелкните на Select для выборки объектов.

В случае использования Multi/Sub-object Material (материал мульти/подобъектов) для присвоения множества материалов граням объекта для получения информации о том, какие грани какой материал используют, применяется другой способ. В такой ситуации в модификаторе Edit Mesh потребуется применять кнопку Selected By ID (выбранный по ID). Подробная информация о создании и использовании материалов Multi/ Sub-object приведена в главе 21, "Материалы и текстуры".

В следующем примере рассмотрим объект с именем Racket, который использует материал Multi/Sub-object с именем RacketMat. Необходимо выбрать все грани Racket, использующие подматериал Black Grip.

Для выбора граней по материалу выполните следующие шаги:

  1. В Material Editor сделайте материал RacketMat текущим материалом Multi/Sub-object.
  2. Проанализируйте Basic Parameters (основные параметры) материала RacketMat и определите номер материала для подматериала Black_Grip. Например, предположим, что Black_Grip является Material 3 (материал 3). Номер материала в подматериале и материал ID для грани всегда совпадают. Теперь, зная номер материала для подматериала Black_Grip, при помощи Material ID 3 можно выбрать все грани, использующие Black_Gri р. Следующие шаги завершают процесс выбора граней с Material ID 3 (рис.б.13).
  3. Примените модификатор Edit Mesh к объекту Racket.
  4. Выберите Face (грань) в качестве уровня выборки подобъекта модификатора.
  5. Перетащите панель Modify в свиток Edit Surface (отредактировать поверхность).
  6. Щелкните на Selected By ID в области Material свитка Edit Surface.
  7. Введите 3 в диалог Selected By Material ID.

После щелчка на OK в объекте Racket выбираются все грани, использующие Material ID 3.

Выбор граней по группе сглаживания

В последующих главах описывается как 3DS МАХ использует группы сглаживания для визуализации гладких поверхностей из каркасов с фасеточными гранями. Может быть при моделировании вы попадете в такую ситуацию, когда потребуется выбрать все грани объекта, использующие одну и ту же группу сглаживания.

Методы для выбора граней по группе сглаживания подобны методам, используемым при выборе граней по материалу. Подробные сведения об этом приводятся в главе 12.

Создание поименованных наборов выборок

Используя возможности выборок 3DS МАХ можно сохранить и повторно использовать некоторые созданные наборы выборок. Как упоминалось ранее, существует два метода для быстрого выбора связанных групп объектов и для организации их по имени или цвету с последующим использованием команд Select By Name и Select By Color. Это два хороших метода для высокоуровневой организации и выборки, но что делать, если необходим более гибкий метод?

Имеется возможность так поименовать наборы выборок, что в любое время их можно будет вызывать и повторно использовать. Процесс именования выборки очень прост. Для этого:

  1. Определите набор выборки объектов.
  2. Щелкните на поле поименованного набора выборки на линейке инструментов.
  3. Введите имя для выборки. Нажмите Enter.

Убедитесь, что нажали Enter после набора имени выборки. В противном случае имя выборки не записывается и отбрасывается после щелчка в любом месте окна 3DS МАХ.

Поименованную выборку легко использовать повторно. При этом необходимо выбрать ее имя из списка Selection Sets (наборы выборок). Можно использовать либо список линейки инструментов, либо список в диалоге Select Objects (см. рис. 6.14).

Переименование и удаление поименованных наборов выборок

Если вы допустили опечатку при наименовании выборки и позже решили изменить это имя, следует создать выборку с новым именем и затем удалить старое имя. Этот процесс не так уж сложен, как может показаться.

Для переименования поименованной выборки выполните следующие шаги:

  1. Выберите старое имя из списка поименованных выборок.
  2. Дважды щелкните на подсвеченном старом имени и введите вместо него новое имя. При этом не забудьте нажать Enter. Выбранные объекты теперь принадлежат двум наборам выборок - со старым и новым именем.
  3. Снова выберите старое имя из списка поименованных выборок.
  4. Из меню Edit выберите Remove Named Selections (удалить поименованные выборки).

Выбор Remove Named Selections из меню Edit сразу удаляет поименованную выборку в верхней части списка поименованных выборок. Всегда убеждайтесь, что выборка с именем, которую требуется удалить, находится наверху списка.

Поименованные выборки просто идентифицируют группу объектов. Если вы удаляете один из объектов в поименованном наборе выборок, набор по-прежнему существует и содержит оставшиеся объекты. В случае обнаружения пустого поименованного набора выборок отметьте его в списке и затем выполните Remove Named Selection из меню Edit.

Именование выборок подобъектов

Имена можно также присваивать наборам выборок подобъектов, например выборкам граней или вершин. Поименованная выборка подобъектов сохраняется через модификатор Edit, используемый для создания выборки. Поименованные выборки подобъектов нельзя разделять между модификаторами Edit. Для повторного использования поименованной выборки подобъектов следует вернуться к соответствующему модификатору Edit в Modifier Stack (стек модификаторов).

Использование групп

#PГруппы находятся где-то между поименованными наборами выборок и постоянно прикрепленными многочисленными объектами, из которых состоит одиночный объект. группы являются гибридами объединенного объекта, полупостоянным набором выборок и иерархией со специальными связями. Группа является объектом, который содержит другие объекты в виде членов группы. Группы можно анимировать, модифицировать и связывать с другими объектами. Все, что вы делаете с группой, оказывает влияние также на объекты-члены внутри группы. Уникальным для группы является то, что группу можно открыть, а затем по отдельности анимировать и модифицировать объекты внутри группы.

Используйте группу в тех случаях, когда требуется, чтобы коллекция объектов вела себя как один объект, однако сохраняйте возможность редактирования отдельных объектов в группе.

Все, что необходимо создать, отредактировать и разгруппировать в группе, начинается с выборов в меню Group линейки инструментов.

Создание групп

Для создания групп используются две команды: Group и Attach (группа и присоединить). Команда Group используется для определения любой выборки в качестве новой группы. Команда Attach применяется для добавления любой выборки к существующей группе.

Для создания новой группы из выборки объектов выполните следующие шаги:

  1. Выберите один или несколько объектов.
  2. Выполните Group из меню Group.
  3. Введите имя в диалог Group (см. рис. 6.15).

Все выбранные объекты становятся членами новой группы. Поскольку группы являются объектами и важным инструментом организации, присваивать имена группам следует так же тщательно, как и другим объектам.

Все объекты могут быть членами в группе. Внутри одной и той же группы можно смешивать геометрию, источники света, исказители пространства и даже другие группы. При помещении группы внутрь другой группы получается вложенная группа. Обычно не рекомендуется вкладывать группу на глубину больше, чем на один-два слоя. Более глубокое вложение утомляет выбор объекта из самой глубокой группы.

При создании группы создается специальный фиктивный объект, называемый узлом группы. Обычно этот объект невидим, но после открытия группы он становится видимым как рамка, окрашенная в розовый цвет, окружающая объекты в группе. При просмотре объектов в Track View или в любом другом отображении иерархии узел группы представляется как предок объектов-членов.

Для добавления объектов к существующей группе необходимо:

  1. Выбрать'один или несколько объектов.
  2. Выбрать Attach из меню Group.
  3. Щелкнуть на любом объекте, который является частью существующей группы.

Выбранные объекты добавляются к той же группе, что и объект, на котором произведен щелчок. Теперь о хитрости, с помощью которой можно узнать, на каком объекте щелкнуть, если вы не запомнили какие объекты являются членами какой группы. Курсор превращается в перекрестие только в том случае, если он находится над объектом-членом группы, но это еще не вся помощь. Весьма удобно выбирать группу по имени. Группы появляются в диалоге Select Objects с квадратными скобками вокруг имени группы. Удобной и простой заменой шага 3 в предыдущем примере становится:

  • Щелкнуть на Select By Name линейки инструментов и затем выбрать имя группы из диалога Attach to Group (присоединить к группе) (см. рис. 6.16).

Трансформация и модификация групп

Существует два способа трансформирования и модифицирования групп. Один из способов состоит в том, что вы трансформируете и модифицируете всю группу так, как это делается с любым объектом. Второй способ - открыть группу, а затем трансформировать и модифицировать отдельные объекты внутри группы.

Всю группу можно трансформировать и модифицировать путем выбора любого объекта в группе или за счет выбора имени группы в диалоге Select Object. Независимо от используемого метода, все объекты-члены подсвечиваются. Трансформации и модификаторы в случае применения их к группе ведут себя по-другому по сравнению с их поведением при применении к отдельному объекту:

  • Трансформации при применении к группе переносятся с помощью узла группы. Объекты внутри группы ведут себя как потомки узла группы. При отсоединении объекта от группы, он также отсоединяется от трансформации, примененной к группе. В особенности это заметно при анимации трансформаций группы. При отсоединении объекта от группы, он помещается на свое текущее место на сцене и не наследует больше от группы каких-либо анимаций трансформации.
  • Модификаторы, примененные к группе, применяются ко всем объектам-членам. Каждый объект принимает экземпляр модификатора. Объект сохраняет созданный модификатор даже при отсоединении его от группы.

Отдельные объекты внутри группы можно трансформировать и модифицировать, сначала открыв группу и затем выбрав один или несколько объектов-членов. После открытия группы с объектами-членами можно работать как с любыми другими объектами на сцене. Любой анимационный эффект, применяемый к объекту внутри группы, сохраняется даже после закрытия группы.

Для открытия группы:

  1. Выберите любой объект-член группы, которую требуется открыть.
  2. Выполните Open из меню Group. После этого вокруг членов группы появляется розовая рамка. Эта рамка является узлом группы (рис. 6.17).
  3. Трансформируйте и модифицируйте отдельные члены группы.

Например, представим, что вы моделируете насекомое внутри стеклянной банки. Вы выбираете насекомое, банку и крышку и затем помещаете их в группу с именем Bug_Zoo. Можно открыть группу и анимиро-вать насекомое так, чтобы оно летало внутри банки. После закрытия группы можно анимировать всю группу, перемещаясь по всей сцене, в то время как насекомое продолжает летать (оставаясь внутри банки).

В открытой группе вы получаете доступ к членам группы, но можно также трансформировать и всю группу. При трансформации розового узла группы трансформируются все члены группы так же, как это происходит при закрытии группы. Однако, к группе нельзя применять модификаторы, если она открыта. Следует либо закрыть группу, либо вручную выбрать все члены группы для применения к ним модификатора.

СОВЕТ

Двойной щелчок на узле группы обеспечивает быстрый способ выбора всех членов группы.

Если открытая группа содержит любые вложенные группы, их можно открыть при помощи той же процедуры. По окончании работы с членами открытой группы она закрывается по команде Close. Для закрытия открытой группы:

  1. Выберите любой член открытой группы.
  2. Выполните Close из меню Group.

При этом открытая группа и любые открытые вложенные группы внутри выбранной группы закрываются.

Разделение группы

После создания группы может потребоваться удалить из нее некоторые объекты или даже полностью разрушить группу. Группы разделяются с помощью трех команд из меню Group: Detach (отсоединить), Un-group (разгруппировать) и Explode (разрушить).

Для отсоединения одного или нескольких объектов из открытой группы используйте команду Detach.

Для отсоединения объекта из группы:

  1. Откройте группу, содержащую объекты, которые требуется отсоединить.
  2. Выберите для отсоединения один или несколько объектов.
  3. Из меню Group выполните Detach.
  4. Закройте группу.

Для быстрого разрушения всей группы используйте Ungroup и Explode. Сначала выберите группу, затем выполните Ungroup или Explode из меню Group.

Команда Ungroup аннулирует выбранную группу, возвращая членов группы в состояние индивидуальных объектов. Вложенные группы становятся отдельными группами. Любая анимация трансформации, приложенная к узлу группы, теряется.

Команда Explode разрушает выбранную группу и все вложенные в нее группы. Все члены группы становятся отдельными объектами - вложенных групп не остается. Вся анимация трансформации, приложенная к узлам группы, теряется.

Стратегии группирования

Теперь вам известно, что такое группы, как их создавать, модифицировать и разрушать. Остался один вопрос - когда использовать группы. Как и все в нашей жизни группы имеют достоинства и недостатки. Следующие рекомендации помогают при решении вопроса об использовании групп.

Используйте группу для объединения объектов, когда:

  • Требуется трансформировать, модифицировать и анимировать объединенные объекты как одиночный объект. Группы более удобны, чем привязка всех объектов к фиктивному объекту, поскольку все члены (потомки) группы выбираются при выборе любого ее члена.
  • Необходимо выполнить анимацию отдельных объектов, но объекты должны также наследовать анимацию группы.
  • Возникает потребность, чтобы объединенные объекты вели себя как один объект, но для каждого члена группы по-прежнему необходимо осуществлять доступ к Modifier Stack и Base Parameters. Если вы объединяете объекты с помощью команды Attach модификатора Edit Mesh, каждый присоединенный объект становится обыкновенным каркасом и теряет свой Modifier Stack и Base Parameters.

Для объединения объектов не следует использовать группу, если:

  • Будет выполняться анимация отдельных объектов, а не группы. Часто открытие и закрытие групп становится утомительным и аннулирует преимущества их использования.
  • Организованы связанные объекты для целей выборки. Для организации коллекций связанных объектов используйте поименованные наборы выборок. В смысле организации такие наборы оказываются более гибкими. Например, один объект может принадлежать многочисленным поименованным наборам выборок. Если объект является членом группы, он может быть членом только одной группы, и любые поименованные наборы выборок, которым он принадлежит, должны включать всех членов его группы.
  • Необходимо соединить вершины или выполнить сглаживание между объединенными объектами. Команда Attach модификатора Edit Mesh является единственным способом объединения объектов, при помощи которого их можно соединять и выполнять между ними сглаживание.

Использование координатных сеток и вспомогательных объектов

Первым шагом при создании точных моделей является установка опорных сеток и системы фиксации. При работе над сценой можно выбирать из одну из трех фиксированных сеток, любое количество заказных сеток и одну из двух различных систем фиксации. Кроме того, имеется ряд вспомогательных объектов, которые можно создавать для нахождения точек в пространстве и измерения расстояний.

Использование сеток является важным инструментом моделирования и при корректном применении может значительно увеличить производительность процесса проектирования. О сетках необходимо помнить следующее:

  • Активная сетка определяет, где в пространстве создаются новые объекты. На активную сетку также ссылаются как на плоскость конструкции, поскольку все, что конструируется, помещается на активную сетку и выравнивается с ней.
  • Сетки определяют интервал фиксации по умолчанию.
  • Сетки и вспомогательные объекты определяют системы координат для трансформации объектов.
  • Сетки и вспомогательные объекты обеспечивают визуальную ссылку для определения пространства и измерения расстояния.

Установка основной сетки

3DS МАХ отображает три постоянных сетки, которые называются основными сетками и используются для конструирования и визуальной ссылки. Эти три сетки выровнены с мировой системой координат и пересекаются в ее начале. Три основных сетки и их соотношение в мировой системе координат идентифицируются следующим образом:

  • Сетка Top/Bottom (верхняя/нижняя) выровнена с мировыми осями координат Х и Y. Поэтому она горизонтальна и часто на сцене определяет пол; на нее ссылаются как на Ground Plane (плоскость грунта).
  • Сетка Left/Right (левая/правая) выровнена с мировыми осями координат Y, Z.
  • Сетка Front/Back (передняя/задняя) выровнена с мировыми осями координат X, Z.

Отображение основных сеток в видовых окнах

В любом видовом окне видна только одна из трех основных сеток; вы наблюдаете только ту сетку, которая определяется типом видового окна. Видимая сетка также определяет плоскость конструкции для этого вида. Три видимых основных сетки описываются ниже:

  • Плоскость грунта. Плоскость конструкции для видов Top, Bottom, User, Perspective, Camera и Spotlight.
  • Левая/правая сетка. Плоскость конструкции для видов слева и справа.
  • Передняя/задняя сетка. Плоскость конструкции для видов спереди и сзади.

Отображением основной сетки в активном видовом окне можно управлять одним из следующих трех методов:

  • Выбор Show Grid (показать сетку) из всплывающего меню видового окна.
  • Выбор Grids -> Show Home Grid (показать основную сетку) из меню Views.
  • Нажатие на Shift+G.

Установка интервала в основной сетке

Интервал для основных сеток устанавливается через панель Home Grid диалога Grid and Snap Settings (см. рис. 6.18). Этот диалог отображается путем выполнения Grid and Snap Settings из меню Views.

Опция Grid Spacing (интервал сетки) устанавливает первоначальное расстояние между линиями сетки и значение фиксации сетки. При выборе интервала сетки следует помнить, что нельзя выбирать фиксацию с инкрементами, меньшими интервала сетки. Действующий интервал сетки изменяется для каждого видового окна по мере увеличения или уменьшения масштаба отображения. Чтобы увидеть текущий интервал сетки для активного видового окна посмотрите на строку состояния слева от кнопки Animate.

Опция Major Lines every Nth определяет, какие строки сетки выделяются для визуальной ссьыки. Например, если Major Lines every Nth установлен в 10, выделяется каждая десятая строка сетки (рис. 6.19). Эту установку следует выбирать очень тщательно, поскольку она также служит множителем для отображения адаптивной сетки, используемой в 3DS МАХ.

Отображение адаптивной сетки регулирует интервал сетки на лету, поэтому видовые окна всегда отображают удобную для использования сетку независимо от увеличения/уменьшения. Когда вы увеличиваете или уменьшаете вид, сетка сохраняет свой интервал постоянным до тех пор, пока основные линии не отделяются друг от друга на несколько пикселов экрана, после чего сетка изменяет размер. Момент, при котором сетка изменяет свой размер, зависит от разрешающей способности экрана; при разрешающей способности 1024 х 768 сетка изменяет свой размер, когда основные линии отстоят друг от друга примерно на 50 пикселов. Для управления изменениями интервалов сетки используются следующие правила:

  • Интервал сетки умножается на значение Major Lines каждый раз при изменении размера сетки во время уменьшения.
  • Интервал сетки делится на значение Major Lines каждый раз при изменении размера сетки во время увеличения.

Например, пусть интервал сетки установлен в 1.0 мм, а значение Major Lines - в 10 (линии выделяются через каждый сантиметр). По мере уменьшения сетка сначала изменяет свой размер и интервал сетки умножается на 10, чтобы сохранить расстояние 1.0 см между основными линиями на каждом дециметре.

Отображение адаптивной сетки всегда обеспечивает в окнах видимую основную сетку, но для контроля текущего значения интервала сетки необходимо посмотреть на строку состояния.

Отображение адаптивной сетки работает исключительно хорошо для метрических единиц измерения, но становится проблематичным при измерениях в стандартных единицах США. Представьте, что работаете с интервалом сетки в 1.0 дюйм и значение Major Lines составляет 12 (1.0 фут). При уменьшении интервал сетки изменяется в 12 раз (по одному футу), a Major Lines следуют через каждые 12 футов - это необычно для масштабирования. Следует хорошо подумать над проектом, после чего вероятно будут выбраны такие значения Grid Spacing и Major Lines, которые хорошо работают со стандартными единицами США.

Например, неплохим выбором в случае использования стандартных единиц измерения США является архитектурное моделирование с интервалом сетки в 1" и значением Major Lines, равным 4. При уменьшении интервал сетки устанавливается из 1" в 4" и до 16", которые являются стандартными единицами измерения в строительстве. При уменьшении интервал изменяется от одного дюйма до 1/4", 1/16", что также входит в стандартные единицы измерения.

Следующей опцией панели Home Grid в диалоге Grid and Snap Settings является флажок Inhibit Crid Subdivision Below Grid Spacing (подавить подразделение сетки ниже интервала сетки). При выборе Inhibit Crid отображению адаптивной сетки запрещается делить сетку далее, чем до значения интервала сетки. Это означает, что если интервал сетки установлен в 1.0", линии сетки никогда не подойдут друг к другу ближе, чем на 1.0". Адаптивное изображение сетки по-прежнему работает нормально при уменьшении, независимо от изменения установки Inhibit Crid.

Оставшиеся опции управляют тем, можно ли наблюдать за корректировкой сетки при перетаскивании счетчика интервала сетки.

В заключение следует отметить, что имеется характеристика, управляющая отображением адаптивной сетки для перспективных видов. Отображение адаптивной сетки практически невозможно рассчитать для некоторых перспективных углов обзора. Когда 3DS МАХ обнаруживает такой угол обзора (например, поворот камеры на 90°), она переключается к неадаптивной сетке, состоящей из 1000 квадратных единиц и расположенной по центру взгляда. При использовании неадаптивной сетки вы заметите, что сетка не изменяет своего размера при увеличении/уменьшении, а иногда можно видеть углы сетки. Если по какой-то причине вы решили, что в перспективном виде всегда сможете использовать неадаптивную сетку, нажмите Ctri+Shift+A для переключения к отображению неадаптивной сетки. Эта опция определена только для видов с перспективой.

Установка цветов сетки и фона

Цвет фона видового окна и интенсивность сетки можно установить при помощи панели Viewports в диалоге Preference Settings (см. рис. 6.20). Для изменения установок Viewport Background, выберите Preferences из меню File, щелкните на закладке Viewports и затем измените установки в области Viewport Background.

Установки по умолчанию создают фон серого цвета с более темной сеткой. Такие установки обеспечивают среднюю контрастность для большинства имеющихся цветов каркаса. В зависимости от вашего стиля работы и требований проекта могут потребоваться изменения следующих установок фона:

  • Цвет фона. Щелкните на цветовой отметке для отображения стандартного селектора цвета. Выберите любой цвет необходимый для фона видового окна. Другим методом установки цвета фона видового окна является выбор преобладающего цвета фона сцены. В этом случае затененные видовые окна будут отображать более точную аппроксимацию окончательной сцены визуализации.

    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

    Не устанавливайте цвет фона в чисто белый. Выбранные объекты каркаса всегда отображаются белым цветом и теряются на белом фоне.
  • Интенсивность сетки. Линии сетки всегда рисуются в градациях серого. Значение поля Grid Intensity (интенсивность сетки) устанавливает оттенок серого для стандартных линий сетки. Диапазон имеет значения от 0 (черный) до 255 (белый). Major Lines рисуются более темной градацией серого - серединой между значением Grid Intensity и черным цветом. Мировые оси координат рисуются черным цветом.
  • Инвертировать интенсивность. При выборе этой опции значение Grid Intensity вычитается из 255 для указания градаций серого цвета. Высокие значения теперь создают темные линии сетки, а низкие значения - светлые линии. Major Lines рисуются с помощью более светлых градаций серого - между значением Grid Intensity и белым цветом. Мировые оси координат теперь воспроизводятся белым цветом.

На рисунке 6.21 показано несколько примеров альтернативных установок фона.

Использование объектов сетки

Использование Home Crid хорошо подходит для большинства операций, но что будет, если необходимо построить что-то сверху стола или на наклонной стороне крыши? Это тот случай, когда нужно использовать объекты сетки. Сетки являются вспомогательными объектами, которые могут занять место Home Grid для команд конструирования и трансформации.

Используйте сетки для следующего:

  • Как альтернативную плоскость конструкции. Можно выровнять объект сетки по поверхности другого объекта и затем создать новые объекты, расположенные на сетке.
  • Как альтернативную систему преобразования координат. Для трансформации можно поместить объект сетки в любом месте пространства, например, на наклоне и затем для трансформации других объектов использовать локальную (Local) систему координат сетки.
  • Как пространственную ссылку. Объекты сетки можно использовать для определения плоскостей и объемов в пространстве. Поскольку объекты сетки не визуализируются, они очень удобны для определения опорных плоскостей на сцене.

Создайте объект сетки путем щелчка на кнопке категории Helpers на панели Create и затем на Grid в свитке типа объекта (см. рис. 6.22). Перетаскивание в любом видовом окне определяет длину и ширину объекта сетки.

Оставшийся базовый параметр определяет интервал сетки. Может вызвать удивление, что при изменении значения интервала сетки ничего не изменяется.

Объекты сетки отображают только свои локальные оси координат Х и Y до тех пор, пока не сделает их активными. Интервал сетки можно увидеть только после того, как сделаете сетку активной.

Объекты сетки можно использовать вместо Home Grid, но они следуют несколько другим правилам:

  • Когда объект сетки активен, все, что создается, помещается на активную сетку независимо от того, какой вид является активным. Помните, что Home Grid переключается между Top/Bottom, Left/Right и Front/Back на основе активного вида для того, чтобы всегда представлять удобную для использования сетку. Если объект сетки активен, могут существовать несколько видов, практически перпендикулярных сетке, что показано на рисунке 6.23. Эти виды неудобно использовать с объектом сетки; не стоит пытаться создавать в них объекты.
  • Объекты сетки не используют отображения адаптивной сетки. Интервал и размер сетки фиксируются. Размер сетки управляет только видимыми границами сетки. Сама по себе сетка бесконечна и вы можете создавать объекты вне ребер сетки.
  • Объекты сетки не используют установки интенсивности сетки в диалоге Preference Settings. Линии сеток всегда умеренно серые с черными осями координат Х и Y. Помните об этом, если хотите использовать объект сетки с настроенным цветом фона.

Работа с сетками

После создания объекта сетки для ее использования необходимо произвести еще два шага:

  1. Расположите сетку с помощью Move, Rotate и Align.
  2. Активизируйте сетку.

Для расположения сетки на сцене можно использовать любую команду трансформации. Можно даже выполнить анимацию сетки, хотя в случае анимированных сеток часто оказывается трудно работать со многими полезными задачами.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Что бы вы не делали, никогда не масштабируйте объект сетки. Как упоминалось в главе 1, "Ключевые концепции 3D Studio MAX", трансформации, подобные масштабу, применяются в конце потоковой схемы и они не отражаются на базовых параметрах объекта. Это означает, что в случае масштабирования объекта сетки значение интервала сетки в базовых параметрах и видимый интервал больше не совпадают. Но что еще хуже, трансформация масштаба сетки передается на все, что вы пытаетесь создать на сетке. Масштабирование объекта сетки может создавать очень непонятные и неожиданные результаты. Вряд ли вам захочется использовать масштабированные сетки.

Очень удобным методом для позиционирования объектов сетки является команда Align. После расположения объекта сетки его необходимо активизировать:

  1. Выберите сетку.
  2. Выполните Viewsci>Gridsc^>Activate Grid Object.

Является ли объект сетки активным, можно определить сразу, поскольку линии сетки появляются на объекте сетки и исчезают из Home Grid (см. рис.6.24).

Если сетка активна, все, что создается, помещается на нее и выравнивается с ее локальной системой Координат.

Использование вспомогательных объектов

Другие типы вспомогательных объектов так же полезны, как объекты сетки. Они используются для измерения и определения точек в пространстве, а также для установки альтернативных систем координат для трансформаций.

Тремя оставшимися вспомогательными объектами являются Таре Measures (рулетки), Points (точки) и Dummies (фиктивные объекты).

Использование рулеток

Измерение рулеткой - удобный графический метод измерения расстояний. Для создания рулетки щелкните на Таре в панели Create и выполните ее перетаскивание в любое видовое окно. Треугольная головка рулетки помещается там, где начинается перетаскивание, а цель рулетки - там, где перетаскивание заканчивается. После создания можно перемещать либо головку, либо цель рулетки для помещения ее между точками, где требуется измерить расстояние. Длина рулетки отображается в поле длины основных параметров рулетки, как показано на рисунке 6.25.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Никогда не масштабируйте объект рулетки. Так же, как и для объектов сетки, масштабирование рулетки приводит к отображению некорректных значений длины.

Помните, что отображаемая длина рулетки является трехмерным расстоянием, что может привести к неточным результатам при размещении рулетки только в одном видовом окне. На рисунке 6.26 показан пример неправильного измерения ширины объекта. Если ограничиться только видовым окном Front, можно подумать, что вы правильно измеряете ширину объекта, не понимая того, что рулетка втягивается назад вдоль длины объекта, что очевидно в окне Perspective. В этом случае измеряется не ширина объекта, а скорее его диагональ. Для правильного измерения расстояния всегда необходимо контролировать положение рулетки, по крайней мере, в двух видовых окнах.

Рулетку можно использовать также для маркировки предварительно установленного расстояния путем отметки Specify Length (указать длину) в свитке рулетки Parameters. При выборе Specify Length поле Length переходит в состояние по умолчанию, равное 100 единиц. Установите необходимую длину и рулетка вытянется или сократится до заданного расстояния. Может вызвать недоумение, что цель рулетки не перемещается вместе с концом рулетки, но просто подумайте о цели как о направляющей ручке - вы перемещаете цель, чтобы рулетка располагалась в направлении, в котором требуется выполнить измерение.

Использование рулетки для маркировки предварительного установленного расстояния особенно полезно, когда нужно расположить объекты на известном расстоянии от конкретной базовой точки. Поместите головку рулетки в базовую точку, отметьте Specify Length и расположите рулетку в направлении, в котором необ-ходимо выполнить измерение. После установки длины рулетки для размещения объектов в ее конце можно использовать возможности фиксации 3DS МАХ.

Объекты рулетки часто применяются для установки альтернативной системы координат для трансформации. Локальная ось Z головки рулетки выравнивается по длине рулетки. Объект рулетки можно создать между любыми двумя точками и затем смещать объект вдоль длины рулетки путем выбора головки рулетки в качестве системы координат трансформации и ограничения перемещения только по оси Z. Подробные сведения о выборе системы координат для трансформации приводятся позже в этой главе.

Использование точек

Вспомогательные объекты точек используются для определения положения и ориентации оси координат. Точка создается путем щелчка на Point панели Create и последующего щелчка на любом видовом окне. Объект точки появляется в виде желтого Х вместе с локальной треногой координат (см. рис. 6.27). Для управления отображением и длиной треноги координат используйте базовые параметры точки. Оси выравниваются с осями активной сетки в видовом окне, в котором создана точка.

Одним очень полезным приложением для объектов точки являются ручки фиксации объекта. Система фиксации 3DS МАХ предназначена для фиксации вершин, ребер и пересечений. Система фиксации не работает с геометрическими свойствами объекта, подобными центру сферы или середине грани кубика. Если геометрические свойства объекта необходимо часто фиксировать, в это место можно поместить объект точки и затем объединить объект и точку в группу. Точка определяет вершину, которую 3DS МАХ может зафиксировать, а группа сохраняет точку и заблокированный объект.

В приведенном ниже примере показан способ установки объекта точки в качестве постоянной ссылки на центр сферы. Для помещения точки в центр сферы в этом примере используется команда Align. (Команда Align рассматривается позже в этой главе.)

  1. Выберите объект точки.
  2. Щелкните на Align в линейке инструментов.
  3. Щелкните на сфере.
  4. В диалоге Align Selection выберите следующие опции (см. рис. 6.28):
    • Выберите Pivot Point (точка вращения) под Current Object (текущий объект) (точка).
    • Выберите Center под Target Object (объект цели) (сфера).
    • Отметьте флажки положения X, Y и Z.
    • Отметьте флажки ориентации осей X, Y и Z.
    • Щелкните на ОК.

Теперь точка находится в центре внутри сферы и выровнена с локальными осями сферы. Чтобы убедиться в том, что точка и сфера остаются вместе, можно поместить их в группу. Просто выберите точку и сферу и затем выполните Group из меню Group.

Использование фиктивных объектов

Во многих случаях фиктивные объекты можно применять там, где используются объекты точек. Традиционно фиктивные объекты выступают в качестве невидимых объектов связи при построении связанных иерархий. Дополнительная информация о связывании приведена в главе 18, "Создание иерархий".

Фиктивный объект создается после щелчка на Dummy (фиктивный) в панели Create и последующего перетаскивания радиуса фиктивного куба в любое видовое окно.

Основные отличия между объектами точек и фиктивными объектами заключаются в следующем:

  • Объекты точек отображаются как Х с одной вершиной, которую можно зафиксировать.
  • Фиктивные объекты отображаются в виде куба с точкой вращения в его центре. Фиктивный объект не имеет вершину фиксации в точке вращения.
  • Объекты точек можно установить так, чтобы показать ориентацию путем отображения локальной треноги осей.
  • Фиктивные объекты не показывают ориентации, просто куб легче видеть, чем Х точки, и по сравнению с треногой точки он создает меньше беспорядка.

Используйте либо фиктивный объект, либо объект точки - все зависит от личного предпочтения.

Выбор опций фиксации

3DS МАХ имеет достаточно сложную систему фиксации. Сначала эта система может показаться пугающей и запутанной, но со временем вы прочувствуете ее полезность. Значения фиксации управляют углом и процентом фиксации. Положение фиксаций основано на следующих методах:

  • Grid Snap (фиксация сетки) использует значение интервала сетки в активной сетке.
  • Spatial Snap (пространственная фиксация) использует установки чувствительности и приоритета из диалога Grid and Snap Settings (установки сетки и фиксации).

Какой метод фиксации является активным в данный момент зависит от режима команд, в котором вы находитесь, и выбора режимов фиксации из строки подсказки. На рисунке 6.29 показаны различные элементы управления фиксацией в 3DS МАХ.

Установка сеточных и пространственных фиксаций

Если вы изучали предыдущие темы об использовании сеток и создании объектов сетки, то уже знаете как устанавливать фиксацию сетки. Значение Grid Spacing также устанавливает фиксацию сетки. Интервал сетки для Home Grid устанавливается через диалог Grid and Snap Settings; интервал сетки для объектов сетки устанавливается из свитка их параметров.

Устанавливайте Spatial Snap при помощи панели Snap диалога Grid and Snap Settings (см. рис. 6.30).

Snap Strength устанавливает радиус поля фиксации вокруг курсора; геометрия должна находиться внутри радиуса чувствительности фиксации перед тем, как курсор зафиксируется в данной позиции. Большие значения делают курсор очень чувствительным и заставляют его перескакивать из одной точки фиксации в другую. Малые значения снижают чувствительность курсора, поэтому его следует передвигать очень близко к точке фиксации, прежде чем произойдет собственно "фиксация".

Snap Priority (приоритет фиксации) устанавливает тип геометрии, которую можно зафиксировать, и порядок, в котором оцениваются фиксации. Можно зафиксировать вершины объекта, его ребра, а также пересечения и линии сетки. Vertices (вершины) и Grid Intersections (пересечения сетки) фиксируют курсор в точной точке и удерживают его там до тех пор, пока он не будет смещен в положение вне расстояния чувствительности фиксации. Edges (ребра) и Grid Intersections (пересечения сетки) фиксируют курсор на линии, но он может по ней скользить.

Если два объекта фиксации находятся на расстоянии фиксации друг от друга, курсор фиксируется в месте с самым высоким приоритетом; если зафиксированные объекты имеют одинаковый приоритет, курсор фиксируется на том, который ближе всего к истинному положению курсора.

Переключатели 2D, 2.5D и 3D управляют режимом фиксации и аналогичны выпадающему списку режимов фиксации в строке подсказки. Основное отличие состоит в том, что переключатели в диалоге устанавливают режим фиксации, но не включают его. Используйте кнопки строки подсказки как для установки режима фиксации, так и для его включения и выключения.

Каждый раз при щелчке на кнопках режима фиксации строки подсказки происходит включение/выключение состояния фиксации. Переключение между режимами может раздражать, если все, что требуется сделать - это изменить режим фиксации, но оставить фиксацию включенной. Например, фиксация включена и вы находитесь в режиме 2D. При нажатии на кнопку режима фиксации и выборе режима 3D фиксация выключается. Для повторного включения режима фиксации нужно снова щелкнуть на кнопке.

Для включения/выключения режима фиксации можно также нажимать клавишу S.

СОВЕТ

Легко забыть что состояние режима фиксации включается/выключается при изменении режима фиксации из строки подсказки. Возьмите себе за привычку дважды отмечать на строке подсказки при использовании фиксаций, чтобы убедиться в соответствующей установке состояния включено/выключено.

Флажок Relative/Absolute (относительный/абсолютный) изменяет режим фиксации только для трансформаций перемещения. Его функция дублируется кнопкой Relative/Absolute в строке подсказки. Эти кнопки рассматриваются в следующем разделе, поскольку относятся к использованию фиксации для создания и перемещения объектов.

Использование фиксации для создания объектов

При использовании фиксации для создания объектов применяется смесь пространственной и сеточной фиксаций. Пространственная фиксация управляет расположением точек на плоскости конструкции, а сеточная фиксация - значениями высоты по оси Z плоскости конструкции.

При создании любого объекта, за исключением объекта Line (линия), фиксация работает следующим образом:

  • Режим Relative/Absolute игнорируется.
  • Пространственная фиксация всегда работает в 2D-peжимe независимо от установки режима фиксации. Это означает, что можно фиксировать только вершины и ребра, которые лежат непосредственно на плоскости конструкции.
  • Значения высот, подобных высотам цилиндра, параллелипеда и конуса, фиксируются к интервалу активной сетки.

При создании объекта Line можно выбирать между режимами 2D, 2.5D и 3D:

  • Режим Relative/Absolute игнорируется.
  • Режим 2D ограничен фиксацией вершин и ребер, которые непосредственно лежат на плоскости конструкции.
  • Режим 2.5D фиксирует любую вершину или ребро в 3D-npocTpaHCTBe, но проецирует точку фиксации на плоскость конструкции. Это заставляет линию оставаться двухмерной, но моделирует эффект отслеживания 3D-cueHbi на прозрачную пластину, находящуюся перед видом.
  • Режим 3D фиксирует любую вершину или ребро, создавая настоящую трехмерную линию. Во время конструирования точка вращения указывается на плоскости конструкции. После завершения конструирования точка вращения размещается в центре линии.

Конечно, использовать фиксацию 2.5D или 3D для создания объектов, отличных от строк, весьма полезно. Поместите это в свой список пожеланий и, если повезет, подобная возможность появится в будущем выпуске 3DS МАХ.

Использование фиксации для перемещающихся объектов

Режимы пространственной и сеточной фиксаций также применимы для перемещающихся объектов. Это единственный случай, при котором используется режим фиксации Relative/Absolute.

Режим Relative (относительный) игнорирует значения 2D/2.5D/3D кнопки режима фиксации и проверяет только активность режима фиксации. Когда кнопка имеет серый цвет и внутри линий сетки просматривается точка, режим Relative активен. При перемещении объектов в относительном режиме дистанция перемещения ограничена кратным числом интервалов сетки. Это не означает, что объект прикреплен к сетке. Если объект начинается вне сетки, он вне сетки и остается. Другими словами, объект сохраняет свое относительное смещение от сетки.

Режим Absolute использует все установки кнопки режима фиксации. Если кнопка подсвечена и на пересечении сетки показана точка, режим Absolute активен. Данный режим можно использовать только при наличии следующих условий:

  • Необходимо использовать одну из систем координат трансформации Screen или View.
  • Активным должно быть видовое окно Orthogonal view или User view.

При активном режиме Absolute поведение Snap следующее:

  • Режим 2D Snap ограничивает фиксации вершинами и ребрами, которые лежат непосредственно в плоскости конструкции.
  • Режим 2.5D фиксирует любую вершину и ребро в ЗD-пространстве, но проектирует точку фиксации на плоскость конструкции.
  • Режим 3D фиксирует любую вершину и ребро в ЗD-пространстве.

Во всех трех режимах точка фиксации использует ограничения активной оси трансформации. Например, ограничения трансформации установлены для плоскости X, Y. Если применить фиксацию 3D к точке, принимаются во внимание только координаты X, Y (ограничения для активных осей), а координата Z игнорируется. В этом случае фиксация 3D завершает работу так же, как фиксация 2D.

Использование фиксации угла

Установка Angle Snap (фиксация угла) полезна при вращении объектов и видов. Введите значение в поле Angle диалога Grid and Snap Settings для указания угла ограничения интерактивного вращения. Установкой по умолчанию является 5.0°. Установка Angle Snap в 15° позволяет просто указывать основные углы, принятые в архитектуре и производстве: 15°, 30°, 45°, 60° и 90°.

Для включения и выключения режима Angle Snap щелкните на кнопке Angle Snap в строке Prompt (подсказка) или нажмите А.

Angle Snap применимо только к интерактивным вращениям, при которых выполняются перетаскивания в видовом окне. Angle Snap не оказывает влияния на поля углов, подобные углу наклона.

Использование процентной фиксации

Для указания инкремента в процентах, используемого при интерактивных операциях масштабирования, следует ввести значение в поле Percent (процент) диалога Grid and Snap Settings.

Щелкните на кнопке Percent Snap строки Prompt для включения/выключения режима Percent Snap.

Использование фиксации, задаваемой счетчиком

Spinner Snap (фиксация счетчиком) устанавливается на панели General диалога Preference Settings. Эта фиксация определяет количество изменений цифрового поля при щелчках на стрелках вверх или вниз счетчика. Панель General диалога Preference Settings можно быстро отобразить, выполнив правый щелчок на кнопке Spinner Snap.

Spinner Snap влияет только на результат щелчков на стрелках вверх и вниз счетчика. Она не ограничивает набираемые в поле значения и не оказывает влияние на перетаскивание стрелки счетчика.

Для включения и выключения Spinner Snap щелкните на кнопке Spinner Snap в строке Prompt.

Использование трансформаций и координатных систем

Термин трансформация относится к основным операциям Move (переместить), Rotate (вращать) и Scale (масштабировать). Функциональность этих команд можно расширить путем выбора различных координатных систем трансформации, центров трансформации и ограничений для осей трансформации. Такие расширения называются менеджерами трансформации. Кнопки трансформации и менеджеры трансформации расположены вблизи от середины линейки инструментов (см. рис. 6.31).

Как упоминалось в главе 1, "Ключевые концепции 3D Studio MAX", трансформации применяются в конце потоковой схемы после всех модификаторов в стеке модификаторов. Некоторые объекты отменяют свои трансформации, когда используются в определенных целях. Например, объекты формы отменяют трансформации в случае их использования в качестве формы пути или поперечного сечения в объекте Loft. Объекты Mesh также отбрасывают свои трансформации, если применяются как цели в объекте Morph.

Это можно выразить по-другому, если понять, что модификаторы изменяют геометрию внутри объекта, а трансформации - только положение объекта в пространстве. Это правильно. Выражаясь технически, можно сказать, что трансформация масштаба не изменяет геометрию внутри объекта. Масштаб изменяет место расположения объекта за счет изменения его размера даже в том случае, если масштаб неоднородно преобразует размер вдоль каждой из трех локальных осей. Применяйте трансформации к самому объекту, ему требуется присвоить размеры, вращать или перемещать его в какое-то положение без изменения самого объекта. Для изменения геометрии объекта предсказуемым и полупостоянным образом применяйте трансформации на уровне подобъектов или используйте модификатор XForm.

В последующих разделах описываются способы применения трансформации к объектам и использования различных менеджеров трансформации.

Использование менеджеров трансформации

Устанавливайте менеджеры трансформации для ограничения команд трансформации. Эти менеджеры управляют тремя свойствами трансформаций:

  • Координатные системы трансформации. Управляют тем, какой метод используется
  • Центр трансформации. Устанавливает центр трансформаций вращения и масштаба
  • Ограничение по осям трансформации. Блокирует трансформацию на одной оси или на любой паре осей

3DS МАХ запоминает установки менеджеров трансформации, выбранные для каждой трансформации Move, Rotate и Scale. Например, при щелчке на Move в менеджерах трансформации восстанавливаются установки, используемые в последний раз. Аналогично при щелчке на Rotate восстанавливаются последние установки вращения. Это способствует увеличению производительности, но вначале не выглядит очевидным либо интуитивным. Следует выработать привычку просматривать менеджеры трансформации каждый раз при использовании трансформации.

Выбор координатной системы трансформации

Объект нельзя перемещать или вращать в произвольном направлении. Все трансформации в 3DS МАХ применяются вдоль осей координат X, Y, Z. Это стало бы серьезным ограничением, если бы не возможность выбора произвольной системы координат X, Y, Z.

Имея опыт работы с CAD, можно уметь задавать произвольную ось вращения или произвольную зеркальную ось как часть команды трансформации. Подобная функциональность входит в 3DS МАХ, но сначала устанавливаются оси за счет выбора системы координат. Затем вы переходите к трансформации.

Помните, что активная сетка (или Home Grid или объект сетки) оказывает влияние только там, где имеются созданные объекты и в месте проекций точек фиксации. Координатная система трансформации влияет на способ помещения объектов на сцену после их создания. Система координат трансформации может использовать активную сетку, но не может ее иметь.

Можно выбрать из семи координатных систем, перечисленных в выпадающем списке линейки инструментов 3DS МАХ (см. рис. 6.32). (По ряду странных причин совет инструмента для этого списка носит название Reference Coordinate System (опорная система координат), хотя инструмент работает только для трансформаций.) Системы View (вид). Screen (экран) и World (мировая) постоянно зафиксированы и не изменяются. Системы Local (локальная), Parent (предок), Grid (сетка) и Pick (подбор) изменяются в соответствии с выбором объектов и активной сетки. Все системы подробно описаны в "Руководстве пользователя 3DS МАХ" и в справочной системе.

Из всех координатных систем Pick, вероятно, является самой привлекательной. Посредством Pick локальную систему координат можно использовать в качестве координатной системы трансформации для любого другого объекта. Сначала это может показаться достаточно странным, но учтите, что систему координат Pick можно применять с объектами Helper (вспомогательный объект).

Поместите объект точки и выровняйте его со всеми поверхностями. Затем при помощи системы координат Pick можно перемещать или вращать любой объект вдоль этой поверхности или перпендикулярно к ней. Например, в качестве собственной координатной системы можно подобрать объект точки, выровненный со стороной здания. Затем появляется возможность передвигать окна, знаки и другие предметы вокруг фасада.

Объект рулетки можно применять для определения линии отвеса между любыми двумя точками. Посредством координатной системы Pick можно перемещать и вращать объекты вокруг линии отвеса, например, выдрать в качестве своей системы координат объект рулетки, помещенный между двумя электродами. Затем электроны перемещаются вдоль рулетки за счет ограничения движения по оси Z рулетки. Для использования координатной системы трансформации Pick следует выполнить ряд шагов:

  1. Расположите или выровняйте объект, который необходимо использовать в качестве системы координат.
  2. Выберите Pick из списка Reference Coordinate System.
  3. Щелкните на объекте, который хотите использовать в качестве координатной системы.
  4. Продолжайте трансформацию других объектов.

Выбор центра трансформации

Для определения центра трансформации (см. рис. 6.33) используйте трехкнопочную выпадающую группу в правой части списка координатных систем. Центр используется только при трансформациях вращения и масштаба. При перемещении объекта используемый центр не имеет значения, объект просто перемещается.

  • Центр-точка вращения. В качестве центра вращения и масштаба используется локальная точка вращения каждого выбранного объекта. Каждый объект вращается или масштабируется на равное значение от точки вращения.
  • Центр выборки. В качестве центра вращения и масштабирования используется геометрический центр ограничивающей рамки, которая окружает все выбранные объекты. Выбранные объекты вращаются и масштабируются как один модуль, что во многом похоже на помещение объектов в группу.
  • Центр координатной системы. Использует центр системы координат трансформации в качестве центра вращения и масштаба. Такой выбор очень полезен при использовании координатных систем Pick и Parent. В этих ситуациях центром вращения и масштаба является либо точка вращения предков выбранного объекта, либо точка вращения объекта Pick.

Центр-точка вращения является единственным действительным выбором в случае необходимости выполнения анимации чистого вращения или трансформации масштаба. Два других выбора объединяют перемещение вместе с вращением и масштабированием. Именно по этой причине выпадающая группа имеет серый цвет и ее нельзя изменить при включенной кнопке Animation.

Ниже показаны три метода, позволяющие создавать эффект анимационного вращения или масштабирования вокруг центра смещения:

  • связывание. Объект, над которым требуется выполнить анимацию, можно связать с объектом Helper и затем вращать или масштабировать Helper с использованием центра Pivot Point. Заключительным эффектом является вращение смещения или масштабирование исходного объекта. Это, вероятно, наилучшее решение для анимационных вращении смещения и масштабов.
  • Глобальные параметры. Можно изменять опцию в панели Animation диалога Preference Settings, которая разрешает анимацию центра смещения. Выполните Preference из меню File и снимите отметку с флажка Local Center During Animate панели Animation диалога (см. рис. 6.34). Конечный результат заключается в том, что объект масштабируется или поворачивается вокруг собственного центра и перемещается по прямой линии к месту совпадения масштаба смещения или вращения - обычно не туда, куда требуется.
  • Точка вращения. Можно использовать характеристики панели Hierarchy для изменения положения точки вращения объекта к позиции смещения и последующего вращения или масштабирования объекта посредством центра Pivot Point. Изменение точки вращения влияет на все трансформации, примененные к объекту, и на способ, в соответствие с которым применяются модификаторы после изменения точки вращения.

Ограниченные трансформации

Ограничители осей являются заключительным набором менеджеров трансформации. Можно выбирать из трех ограничителей по одиночным осям или из свитка с тремя ограничителями по двум осям (планарными ограничителями) (см. рис. 6.35). Активное ограничение оси трансформации блокирует влияние трансформации на эту ось или плоскость. Например, если активно ограничение оси X, можно перемещаться только вдоль этой оси. Для выбора ограничений по осям используются следующие горячие клавиши:

  • ' (ударение). Циклически выбирает по четырем кнопкам ограничений по осям X, Y, Z и текущей двойной оси.
  • ~ (тильда). Циклирует проходит по опциям двойной оси без выбора кнопки. • F5. Выбирает ограничение по оси Х
  • F6. Выбирает ограничение по оси Y
  • F7. Выбирает ограничение по оси Z
  • F8. Выбирает ограничение по двум осям. Если двойная ось уже выбрана, F8 циклически проходит по опциям двойных осей.

Использование клавиатуры для трансформации с точностью

Если для операций Move, Rotate и Scale нужна реальная точность, для выполнения трансформации можно использовать клавиатуру. Можно применять любой из клавиатурных методов, приведенных ниже:

  • Нажать клавиши со стрелками для трансформации объекта, а не для его перетаскивания.
  • Использовать диалог Transform Type-In для ввода точных значений.

Использование для трансформации клавиш со стрелками

Можно перемещать (Move), вращать (Rotate) и масштабировать (Scale) объекты за счет использования клавиш со стрелками практически так же, как производится изменение масштаба и вращение видов. Для трансформирования объектов посредством клавиш со стрелками выполните следующее:

  1. Щелкните на инструменте трансформации.
  2. При помощи инструмента трансформации выберите объекты.
  3. Расположите курсор над выборкой так, чтобы была видна пиктограмма трансформации.
  4. Нажмите клавишу со стрелкой для трансформации выборки.

Если после выполнения выборки решено изменить один из менеджеров трансформации или видовые окна, перед переходом к шагу 3 следует выполнить правый щелчок на пустой области видового окна. Правый щелчок необходим для возврата фокуса системы к видовому окну после щелчка на линейке инструментов или любой другой части пользовательского интерфейса. Используемый тип трансформации определяет, какую клавишу со стрелкой нажимать:

  • перемещение. Используются клавиши с горизонтальными и вертикальными стрелками. Если ограничение по оси трансформации ограничивает горизонтальное и вертикальное перемещение, клавиши со стрелками по-прежнему перемещают курсор, но выборка не двигается вдоль оси ограничения.
  • вращение. Используются только клавиши с вертикальными стрелками. Клавиша со стрелкой вверх выполняет вращение против часовой стрелки, а клавиша со стрелкой вниз - по часовой стрелке.
  • Изменение масштаба. Используются только клавиши с вертикальными стрелками. Клавиша со стрелкой вверх увеличивает масштаб. Клавиша со стрелкой вниз уменьшает масштаб.

Клавиши со стрелками фактически перемещают курсор по экрану подобно его перетаскиванию, и 3DS МАХ транслирует это перемещение в значения трансформации. Такой подход оказывает следующее влияние на трансформацию посредством клавиш со стрелками:

  • При нажатии клавиш со стрелками курсор необходимо переместить на несколько пикселов, перед тем как перемещение будет "считано". После начала трансформации объекта каждое нажатие на клавишу считывается как перемещение курсора на один пиксел.
  • При включенных фиксациях перед трансформацией объекта курсор необходимо переместить к точке фиксации. Сначала может показаться, что ничего не произошло, но как только курсор достигает точки фиксации, объект трансформируется.

Использование диалога ввода значений трансформации

Для ввода точных значений для трансформаций Move, Rotate и Scale можно использовать диалог Transform Type-In. Этот диалог появляется над окном 3DS МАХ и его можно использовать в любое время при трансформации объекта. Для вызова диалога Transform Type-In выберите Transform Type-In из меню Edit (см. рис. 6.36).

Диалог Transform Type-In состоит из двух частей. Поля в левой части экрана всегда показывают абсолютные значения для Move и Rotate в мировой системе координат и абсолютные значения Scale в локальной системе координат выбранных объектов. В правой части экрана всегда отображается 0.0 и это как раз то место, где вводится смещение трансформации с помощью текущей координатной системы трансформации. Выбранные объекты можно перемещать, вращать и масштабировать путем ввода значений на любой из сторон диалога.

Например, откройте диалог Transform Type-In, выберите объект и щелкните на Rotate в линейке инструментов. Предположим, что поля Absolute:World показывают абсолютное вращение по оси Х на 45°. Если необходимо, чтобы абсолютное вращение составляло в точности 45° вокруг оси X, введите это значение в поле X: под Absolute: World. Как только вы нажмете Enter или щелкните на другом поле, вращение изменяется. Теперь щелкните на Move и диалог Transform Type-In изменится для отражения нового положения объекта. Если требуется переместить объект точно на 30.125 единиц вдоль оси Z от текущего положения, введите это значение в поле Z: под Off set: Local.

Диалог Transform Type-In имеет дополнительное преимущество в том, что показывает текущие значения трансформации выбранного объекта. Поскольку диалог всегда отображает текущие абсолютные мировые значения, в любое время можно проанализировать точные значения положения, вращения и масштаба.

Трансформации "зеркало", "массив" и "моментальный снимок"

Существует только три трансформации: Move, Rotate и Scale. 3DS МАХ комбинирует эти трансформации и использует специальные диалоги для обеспечения специализированных методов трансформации Mirror (зеркало) И Array (массив). Кнопки Mirror и Array находятся справа от менеджеров трансформации (рис. 6.37).

Зеркальное отображение объектов

Зеркальное отображение объекта представляет собой трансформацию масштаба со значением -100%. Зеркальные объекты можно создавать при помощи опций диалога Mirror (см. рис. 6.38). Имеется возможность интерактивно установить опции для оси и смещения зеркального отображения, а также для метода клониро-вания.

Диалог Mirror отображает текущую систему координат трансформации в своем заголовке. Перед щелчком на Mirror следует убедиться в том, что установлена необходимая система координат. Если вы щелкните на Mirror и затем поймете, что нужно изменить координатную систему, необходимо отменить Mirror, изменить координатную систему и снова щелкнуть на Mirror. Для зеркальных отображений объекта следует решить три проблемы:

  • Зеркальная ось. Выполните одну из шести опций для зеркального отображения объекта по одной или двум осям из области Mirror Axis диалога. Зеркальная ось проходит через центральную точку текущей трансформации, а ось ориентации устанавливается посредством текущей системы координат.
  • Зеркальное смещение. Если зеркальный объект не должен оставаться на своем месте по умолчанию, в области диалога Mirror Axis задается дистанция смещения. Смещение перемещает объект на дополнительную дистанцию вдоль зеркальной оси от места расположения по умолчанию. Дистанция либо вводится в поле, либо перетаскивается счетчик для просмотра перемещения зеркального объекта.
  • Метод клонироваиия. Обычно зеркальное отображение объекта выполняется с целью получения зеркального клона исходного объекта. Подобное используется при моделировании симметричных объектов. При этом моделируется одна половина симметричного объекта, а вторая половина получается за счет зеркального отображения. Для создания нового зеркального объекта из оригинала выполните Сору (скопировать). Instance (экземпляр) или Reference (ссылка) из области Clone Selection (выборка клона). Выбор No Clone (нет клона) выполняет зеркальное отображение исходного объекта.

СОВЕТ

Даже в случае, если клонировать зеркальные объекты не требуется, для экспериментирования с различными зеркальными осями и смещениями удобно выбирать Copy./ В этом случае всегда виден исходный объект и его зеркальное отображение, что позволяет судить о сделанном выборе. После получения необходимой зеркальной оси и смещения перед щелчком на ОК выберите No Clone.

Большинство считает, что выполнение зеркального отображения объекта является инструментом моделирования, способом полного переключения геометрии. Поскольку выполнение зеркального отображения является трансформацией, это в большей степени инструмент позиционирования, нежели моделирования. Выполнение зеркального отображения объекта иногда может привести к неожиданным результатам, если использовать объект с другими характеристиками. Ниже приведены примеры проблем, возникающих при выполнении зеркального отображения:

  • Объекты лофтинга. При выборе формы для использования в объекте лофтинга трансформации формы отбрасываются, в том числе и зеркальное отображение.
  • Объекты морфинга. При выборе объекта в качестве цели морфинга трансформации объекта отбрасываются. Это касается и зеркального отображения.
  • Инверсная кинематика. Отрицательное значение масштаба, создающее зеркальное отображение, может вызвать проблемы при расчете суставов, если зеркальный объект используется в цепочке инверс-кой кинематики.

Такого рода проблемы можно решать с помощью различных методов, но основным решением является получение зеркального (масштабного) эффекта из матрицы трансформации объекта. Это выполняется вручную за счет применения отрицательных значений масштаба на уровне подобъектов. К сожалению, Mirror работает только на уровне объекта даже в том случае, если активным является режим подобъекта. Зеркальное отображение чего-то на уровне подобъекта производится при помощи использования диалога Scale Transform Type-In (ввод значений трансформации масштабирования).

Для зеркального отображения объекта посредством модификатора XForm выполните следующие шаги:

  1. Выберите объект.
  2. Из меню Edit выберите Transform Type-In.
  3. Выполните XForm из панели Modify.
  4. Выберите Gizmo из списка Sub-Object.
  5. Щелкните на Non-Uniform Scale (неоднородный масштаб).
  6. Введите -100 в поле оси для выполнения зеркального отображения объекта вокруг этой оси.

Выполнение зеркального отображения гизмо на уровне подобъекта модификатора имеет такой же общий эффект, как и использование команды Mirror, но без побочных эффектов. Выполнение зеркального отображения гизмо дает дополнительное преимущество пребывания в Modifier Stack (стек модификаторов), поэтому в любое время можно вернуться обратно и изменить или удалить зеркальный эффект.

Для зеркального отображения подобъектов при помощи модификатора Edit выполните следующие шаги:

  1. Выберите объект.
  2. Примените к этому объекту соответствующий модификатор Edit.
  3. Щелкните на Sub-Object и определите выборку.
  4. Из меню Edit выберите Transform Type-In.
  5. Щелкните на Non-Uniform Scale.
  6. Введите -100 в поле оси для выполнения зеркального отображения объекта вокруг этой оси.

Используя такой метод, можно выполнять зеркальные отображения частей объекта. Модификатор Edit также применим для создания выборки подобъектов и передачи ее в модификатор XForm. Все подробные сведения о редактировании подобъектов приводятся в главе 12. "Моделирование на уровне подобъектов".

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Использование Transform Type-In для применения отрицательных значений масштаба является удобным методом, но имеет ряд недостатков. Во-первых, при вводе отрицательного значения масштаба в поле оси масштаба все поля сообщают об отрицательных значениях. Конечный результат правилен, но поля показывают некорректные значения. Побочным эффектом отрицательного масштабирования является то, что нормали объекта обычно имеют некорректное направление, поэтому визуализированный объект выглядит вывернутым наизнанку. После применения отрицательного масштабирования проверьте объект в окне визуализации. Подобный эффект исправляется путем добавления модификатора Normal и отметки флажков Unify и Flip.

Организация объектов в массивы

Массивы создаются за счет клонирования объектов множеством повторяющихся трансформаций. Массивы можно создавать одним из двух методов. Первый метод предполагает нажатие Shift при перетаскивании трансформации для создания любого массива, основанного на одной операции Move, Rotate или Scale. Для использования второго метода щелкните на кнопке Array для отображения диалога Array.

Нажатие Shift при перетаскивании вызывает появление диалога Clone Options (опции клонирования) (см. рис. 6.39). Выберите один из трех методов клонирования - Copy, Instance или Reference и установите количество объектов-клонов, которое необходимо создать в массиве. Такой метод удобен для простых, быстрых, линейных и радиальных массивов, а также для массивов масштаба.

Путем использования диалога Array можно быстро создавать сложную геометрию.

Диалог Array отображает текущую координатную систему и центр трансформации. Перед щелчком на Array убедитесь в том, что выбраны требуемая система координат и центр трансформации. Если после щелчка на Array становится понятно, что систему координат или центры необходимо изменить, отмените диалог Array, измените систему координат и снова щелкните на Array.

При создании массива следует решить три проблемы:

  • Трансформация массива. Массивы можно создавать с помощью одной трансформации или объединения множества трансформаций. Установите значения трансформации для каждой оси в области Array Transformation диалога. Установленные значения применяются к каждому объекту массива при использовании в качестве начальной точки предыдущего объекта. В отличие от Mirror диалог Array не является интерактивным. Для просмотра результата следует установить массив и щелкнуть на ОК. Если результат не устраивает, щелкните на Undo и попытайтесь снова. К счастью, Array запоминает последние установки и использует их при повторном вызове. Это значительно упрощает метод "проб и ошибок".
  • Количество элементов в массиве. Это одиночное поле устанавливает количество создаваемых объектов.
  • Тип объекта. Выберите опцию в области Type of Object (тип объекта) для указания того, создает ли массив копии, экземпляры или ссылки.

За счет изменения установок в области Array Transformation можно создавать многие популярные типы массивов:

  • линейный. Введите дистанции в полях Move для создания линейного массива (копии выровнены в один ряд). Самым легким способом создания линейного массива является ввод дистанции в одно поле оси Move. При вводе дистанций в несколько полей Move получается линейный массив, расположенный по диагонали к осям координатной системы.

    СОВЕТ

    Если необходимо, чтобы линейный массив располагался диагонально, часто проще выровнять объект точки с одной из осей, в направлении которой требуется создать массив и затем Pick (выбрать) объект точки в качестве своей системы координат. После этого можно определить линейный массив вдоль одной оси.
  • сетка. Сеточный массив является комбинацией двух линейных массивов. Создайте линейный массив вдоль одной из осей. Выберите все объекты в линейном массиве и создайте другой линейный массив вдоль любой из оставшихся двух осей.
  • объем. Объемный массив является результатом трех линейных массивов. Создайте сеточный массив, выберите в нем все объекты и создайте новый линейный массив вдоль третьей оси. На рисунке 6.41 показаны примеры линейного, сеточного и объемного массива.
  • радиальный. Введите углы в поля Rotate, обычно с центром смещения, для создания радиальных массивов. Если для радиального массива используется центр точки вращения, клоны одного объекта размещаются друг на друге. Обычно требуется использовать центр системы координат или центр выборки. Флажок Reorientation (переориентация) определяет, позиционируются ли объекты с помощью радиального массива или вращаются и позиционируются, как показано на рисунке 6.42.
    Несмотря на то, что радиальные массивы можно создавать, используя вращения вокруг нескольких осей, результаты предсказать трудно. Если необходимо создать радиальный массив, вращающийся вокруг диагональной оси, проще установить объект точки для использования его в качестве системы координат и выполнить вращение одной оси вокруг точки. Обратитесь к предыдущему совету о диагональных линейных массивах.
  • спиральный. Спиральный массив образуется за счет объединения полей перемещения и вращения. Определите радиальный массив вокруг одной оси и укажите на этой же оси значение Move. Результатом будет радиальный массив, который перемещается вдоль своей оси вращения, что похоже на спиральные ступеньки или на цепочку DNA.
    Вам, может быть, не терпится создать плоский спиральный массив путем присвоения дистанции перемещения на оси, отличной от оси вращения. Это не сработает. В этом случае получается простой радиальный массив, смещенный на дистанцию перемещения. Для создания плоского спирального массива необходимо использовать множество методов. Один из возможных методов для этого описан при создании массивов моментального снимка.
  • масштабный. Введите значения в поля Scale для создания масштабных массивов. Вложенный массив обычно создается с помощью центра-точки вращения или центра выборки на одном из выбранных объектов. При использовании центра системы координат часто получается результат, аналогичный объединению масштабного и линейного массивов (см. рис. 6.43).

Приведенный ниже пример показывает преимущество использования в качестве систем координат Pick объектов точки при создании массивов вдоль произвольной оси.

Создание массива вдоль произвольной оси

Представьте себе столб изгороди, из которого требуется организовать массив вдоль линии под углом в 30° к мировой оси Х с интервалом в 4 фута. С помощью тригонометрии можно вычислить, что необходим линейный массив, использующий следующие дистанции в полях Move: Х=3'5.5б9" и Y=2'0". Но кто будет заниматься подобной математикой?

Описанный ниже метод использует объект вращающейся точки для установки массива вдоль одной оси:

  1. Щелкните на Helpers в панели Create.
  2. Щелкните на Point ниже подкатегории General и создайте объект точки в верхнем видовом окне. Назовите точку Fence-Line (линия изгороди). Создается объект точки, выровненный с мировой системой координат. Объект точки можно разместить в любом месте верхнего видового окна.
  3. Поверните объект точки на 30° вокруг оси Z. Ось Х точки теперь указывает направление, в котором должен следовать массив столбов изгороди.
  4. Из списка Reference Coordinate System выберите Pick и щелкните на объекте точки. Теперь точка определяет текущую систему координат трансформации. Следующий набор шагов создает линейный массив столбов изгороди, использующий в качестве системы координат трансформации объект точки.
  5. Выберите столб изгороди.
  6. Щелкните на Array.
  7. Введите 4'0" в поле MoveX:, установите необходимое количество столбов изгороди и щелкните на ОК.

Важным преимуществом предыдущего метода является то, что после установки вспомогательного объекта точки можно вернуться назад и повторно использовать систему координат в любое время. Вы просто организуете массив ряда столбов изгороди, но также потребуются поперечины изгороди, сторожки, калитки и другие объекты, в которых можно использовать систему координат точки. В этом случае можно создать сеточный объект, а не объект точки, и в дальнейшем создавать объекты на сетке, а также использовать объекты сетки в качестве координатной системы трансформации.

Массивы моментальных снимков

Последний тип массива использует кнопку Snapshot в выпадающем списке Array (см. рис. 6.44). Моментальный снимок - это тип временного массива, который создает клоны на основе изменений объекта во времени. Моментальный снимок является единственным методом организации массива, при помощи которого можно захватить и заморозить изменения модификатора.

При любом использовании Snapshot вначале следует выполнить анимацию трансформаций или модифи-каторов объекта. После этого используйте опции в диалоге Snapshot для указания количества клонов, которые нужно создать с течением времени. После этого Snapshot создает клоны через регулярные временные интервалы.

Опции в диалоге Snapshot делятся на две группы: Snapshot и Clone Method (метод клонирования). Посредством опции Snapshot выбираются временные параметры для создания моментальных снимков. Выберите Single (одиночный) для создания клона во время, установленное через Time Slider (ползунок времени); выберите Range (диапазон) для указания диапазона времени и количества клонов, создаваемых в этом диапазоне. Тип создаваемого клона задается при помощи опции Clone Method. Имеется выбор из трех стандартных опций Copy, Instance и Reference или специальной опции Mesh.

Опция Mesh разрушает стек модификаторов для замораживания модифицированных форм объекта в каждом интервале времени. Этот процесс уничтожает все модификаторы и базовые параметры, преобразуя объект в простую сетку. Информация о разрушении стека Modifier приводится в главе 8, "Моделирование на уровне объектов".

Как упоминалось ранее, создание плоского спирального массива возможно посредством моментального снимка. Сначала создается плоская спиральная форма и выполняется анимация объекта, после чего в качестве пути движения выбирается спираль. После анимации объекта для размещения копий объекта вокруг спирали можно использовать моментальный снимок.

Инструменты выравнивания

Для перемещения и вращения объектов с целью выравнивания их с другими объектами используйте кнопки выпадающего Align (см. рис.6.45). Ни одна из кнопок Align не работает с выборками подобъектов. Каждая из этих трех кнопок выполняет весьма специфическую задачу:

  • Align (выравнивание). Выравнивает объекты путем сравнения их систем координат с экстентами ограничивающих рамок в текущей координатной системе трансформации.
  • Normal Align (нормальное выравнивание). Выравнивает поверхность объектов с поверхностью за счет согласования нормалей граней.
  • Place Highlight (поместить подсветку). Выравнивает объекты путем согласования отрицательной оси Z одного объекта с нормалью грани другого. Первоначально эта команда была предназначена для использования с источниками света, но ее можно применять для любого объекта.

Все три кнопки Align требуют одинаковой последовательности операций:

  1. Выберите объекты для выравнивания. Эти объекты называются исходными объектами. В результате процесса выравнивания они будут перемещаться и вращаться.
  2. Щелкните на кнопке Align.
  3. Выберите одиночный объект, с которым необходимо выровнять исходные объекты. Этот объект называется целевым объектом и обеспечивает ссылку, используемую для перемещения и вращения исходных объектов. Целевой объект в результате процесса выравнивания не перемещается и не вращается.
  4. Установите параметры выравнивания.

Выравнивание является просто методом трансформации для позиционирования объектов в соответствии с указанными соотношениями. Выравнивание не образует специального соединения с объектами, и как только вы завершите эту команду, можно использовать другую трансформацию для перемещения объекта из состояния выравнивания. Если необходимо, чтобы выровненные объекты таковыми оставались, их следует сгруппировать или связать.

Выравнивание объектов

Используйте команду Align для выравнивания объектов на основе их геометрических экстентов (ограничивающей рамки) или при помощи их точек вращения. Эта команда наиболее полезна для выполнения следующих задач выравнивания:

  • Выравнивание объектов с помощью их геометрических экстентов. Лучше всего оно работает регулярной геометрией с прямыми ребрами, т.е. для параллепипедов и цилиндров.
  • Выравнивание объектов с помощью их точки вращения. Это удобно при установке иерархий и суставов IK.
  • Выравнивание вспомогательных объектов с другими объектами.

Для выравнивания используются два метода:

  • Выравнивание положений (перемещение) на основе ограничивающей рамки объектов в текущей опорной системе координат.
  • Выравнивание ориентации (вращение) на основе локальной координатной системы объектов.

Выберите исходные объекты, щелкните на Align, а затем на целевом объекте для отображения диалога Align Selection (выровнять выборку) (см. рис. 6.46).

Выравнивание положения объекта

Выравнивайте положение исходного объекта с целью, используя опции в области Align Position (позиция выравнивания). Заголовок Align Position также указывает текущую опорную систему координат, поскольку опции выравнивания зависят от определения ограничивающей рамки объекта в этой системе координат.

Ограничивающая рамка является самой маленькой трехмерной рамкой, которая полностью охватывает объект, и все ее ребра выровнены с опорной системой координат. На рисунке 6.46 показан один и тот же объект со своей ограничивающей рамкой, определенный посредством трех различных опорных координатных систем.

ПРИМЕЧАНИЕ

При выравнивании объектов с использованием локальной системы координат применяются локальные системы координат исходных объектов, а локальная система координат цели игнорируется.

Для выравнивания положения исходного объекта с положением целевого объекта выбор производится из трех опций: активные оси выравнивания, точка выравнивания исходного объекта и точка выравнивания целевого объекта.

Флажки осей выравнивания подобны ограничениям трансформации по осям для Move. Эти параметры устанавливают, вдоль каких осей исходных объектов можно перемещаться для совпадения их точек выравнивания.

Точки выравнивания для исходных и целевого объекта используют четыре одинаковых опции. Эти опции вычисляются при помощи ограничивающих рамок следующим образом (см. рис. 6.48):

  • минимум. Использует ребро ограничивающей рамки в отрицательном направлении активной оси выравнивания.
  • центр. Использует геометрический центр ограничивающей рамки.
  • Точка вращения. Использует точку вращения объекта. Это единственная опция, которая не зависит от текущей опорной системы координат.
  • максимум. Использует ребро ограничивающей рамки в положительном направлении активной оси выравнивания.

При выборе различных осей и точек выравнивания исходные объекты перемещаются, чтобы показать результат текущего выравнивания. Каждый исходный объект использует собственную точку выравнивания, основанную на своей ограничивающей рамке. Если требуется выровнять выборку исходных объектов как один объект, поместите их сначала в группу.

Можно продолжать апробацию различных опций до тех пор, пока не будет произведен щелчок на ОКдля принятия выравнивания или на Cancel для его отмены.

Выравнивание ориентации объекта

Три флажка в области Align Orientation (выровнять ориентацию) вращают исходные объекты для согласования их с локальной ориентацией осей целевого объекта. Align Orientation не зависит от текущей опорной системы координат и всегда использует локальные оси как для исходных объектов, так и для целевого объекта.

Выравнивание по нормалям граней

Для выравнивания поверхностей объектов с поверхностью используется кнопка Normal Align. Это особенно удобно при работе с нерегулярной геометрией или в случае необходимости размещения объектов так, чтобы они касались друг друга. После выравнивания объектов исходные объекты можно вращать или перемещать вокруг выровненной оси нормали. Для выравнивания объектов посредством нормалей граней выполните следующие шаги:

  1. Выберите исходные объекты.
  2. Щелкните на Normal Align.
  3. Выполните перетаскивание через поверхность исходных объектов для определения исходной нормали. При перетаскивании исходных объектов на курсоре появляется синяя линия, показывающая направление нормали выбранного исходного объекта. Для выбора отображенной нормали завершите перетаскивание.
  4. Выполните перетаскивание через поверхность целевого объекта для выбора целевой нормали. При прекращении перетаскивания выбранные объекты перемещаются и вращаются так, что нормаль исходного объекта выравнивается с нормалью целевого и указывает в противоположном направлении.
  5. Установите параметры в диалоге Normal Align.

На рисунке 6.49 показана процедура выбора нормали исходного объекта и нормали цели, а также диалог Normal Align.

Для перемещения и вращения объектов по отношению к выровненным нормалям граней используйте следующие опции в диалоге:

  • Смещение расположения. Перемещает исходные объекты. При вводе дистанции в поле Z исходные объекты перемещаются вдоль выровненных нормалей в обоих направлениях. Ввод дистанции в поле Х или Y перемещает исходные объекты вдоль локальных осей Х или Y грани, которая содержит нормаль исходного объекта. Предсказание ориентации осей Х и Y может оказаться затруднительным, поэтому лучше всего перетащить счетчики и наблюдать за перемещением исходных объектов.
  • Смещение вращения. Вращает исходные объекты, используя в качестве осей вращения выровненные нормали. При этом также возникает побочный эффект вращения ориентации смещения положения Х и Y, что можно использовать для выравнивания осей смещения положения в другом направлении.
  • Переключение нормалей. Переключает исходные объекты так, что нормали выравниваются и задают одинаковое направление.

СОВЕТ

Исключительно полезным методом является выравнивание объекта сетки с другим объектом посредством Normal Align. При этом создается плоскость конструкции, выровненная с поверхностью объекта. Сетку можно использовать в качестве опорной системы координат для трансформации объектов, выровненных с поверхностью, или в качестве активной сетки для создания новых объектов, также выровненных с поверхностью. Объекты сетки являются единственными вспомогательными объектами, работающими с Normal Align.

Выравнивание при помощи Place Highlight

Place Highlight (поместить подсветку) используется для выравнивания отрицательных осей Z исходных объектов с отраженной линией взгляда на грань объекта цели. Создаваемый Place Highlight результат зависит от вида, в котором выбрана целевая грань.

Первоначальной целью Place Highlight было оказание помощи в размещении источников света для создания отражающих подсветок в конкретных местах поверхности объекта. В качестве исходного объекта для Place Highlight можно использовать любой объект, что позволяет применять данную команду для других методов.

Команду Place Highlight можно использовать для выполнения следующего:

  • Расположение источников света для создания отражающих подсветок в конкретных точках поверхности объекта.
  • Расположение объектов таким образом, что их отражение появляется в конкретной точке поверхности отраженного объекта.

Для использования Place Highlight выполните следующее:

  1. Выберите исходные объекты для размещения. Можно выбрать серию исходных объектов, но поскольку они заканчиваются в одном и том же месте, лучше всего каждый раз работать с одним объектом.
  2. Щелкните на Place Highlight.
  3. Выполните перетаскивание через поверхность объекта цели.
  4. При выполнении перетаскивания через объект цели, на курсоре появляется синяя линия, показывающая нормаль выбранной грани. Исходные объекты перемещаются и вращаются для выравнивания с отраженной линией взгляда на выбранную грань.

ГЛАВА 7

ГЛАВА 7

Основы создания объектов

В этой главе обсуждаются основы создания объектов вместе с характеристиками и использованием базовых геометрических примитивов. Несмотря на то, что речь идет о простейших объектах, применяемые для них правила такие же, как и для большинства сложных объектов. Кроме того, простые примитивы часто используются в качестве строительных блоков для создания достаточно сложных или органических моделей.

В этой главе обсуждаются следующие вопросы:

  • Основы создания трехмерных примитивных объектов
  • Использование Ноте Plane (основной плоскости) и Grid Helpers (вспомогательных объектов сетки)
  • Достижение точности
  • Опции создания, применяемые ко многим типам объектов
  • Исследование основных примитивов
  • Понятие геометрических классов в 3D Studio MAX

Основы создания объектов

Хотя объекты в 3D Studio MAX могут показаться очень сложными, их создание является быстрым и легким процессом. Каждый создаваемый объект по своему характеру является параметрическим, т.е. его форма определяется серией параметров. В процесс создания объекта обычно входят следующие шаги:

  • Выбор опорной плоскости для объекта (наиболее часто это означает просто активизация конкретного видового окна).
  • Выбор точки на плоскости, которая будет начальной точкой объекта.
  • Перетаскивание мыши для определения оставшихся параметров объекта.

Создание в интерактивном режиме

Предполагается, что в 3D Studio MAX процесс создания геометрии должен быть интерактивным. Это означает, что обычным методом создания объекта является щелчок в видовом окне и затем перетаскивание курсора для определения оставшихся параметров. 3DS МАХ рисует результирующую геометрию одновременно во всех видовых окнах по мере определения расстояний и выполнения процесса создания.

Плоскость, на которой создается объект, определяется либо с помощью видового окна, либо с помощью активной конструкции вспомогательного объекта Grid. Место расположения объекта является характеристикой определения объекта. Большинство объектов основываются на плоскости создания и по ней определяют высоту. Например, цилиндрические примитивы размещают свои нижние круглые цоколи на плоскости создания, а параметр высоты вытягивает перпендикуляр из этой плоскости. Поскольку примитивы Sphere (сфера), GeoSphere (геосфера). Torus (тор), Hedra ("морской еж") определяются своими центрами масс, они являются исключениями из этого правила и располагают на плоскости конструкции свой центр массы. В то время, как другие объекты опираются на плоскость конструкции, эти три объекта будут рассекаться ею пополам.

Плоскость, на которой начинается примитив, является местом расположения его точки вращения. Точка вращения - это центр локальных осей объекта, и она определяет точку, вокруг которой вращается объект. Такое первоначальное создание определяет также постоянную ориентацию ограничивающей рамки объекта.

ПРИМЕЧАНИЕ

Приведенные выше описания являются стандартом для примитивов 3DS МАХ. Объекты, созданные независимыми разработчиками (или вами), могут следовать этим соглашениям или иметь другие методы создания и расположения своих точек вращения где-то в другом месте.

Использование при создании клавиши Ctrl

При создании различных примитивов клавиша Ctrl выполняет специальную и в какой-то мере скрытую работу. За исключением Box каждый примитив позволяет за счет нажатия клавиши Ctrl в любой момент между первой и последней определяющими точками отрегулировать свое первоначальное вращение. Это позволяет быстро ориентировать объекты во время их создания. Нажатие клавиши Ctrl для Box ограничивает первоначальное создание до квадрата и не влияет на его вращение.

Создание посредством клавиатуры

Ввод с клавиатуры обеспечивается для всех примитивов в качестве удачной альтернативы интерактивного метода. С помощью клавиатуры необходимо ввести все параметры, которые обычно извлекаются при интерактивном вводе. Например, создание коробки обычно состоит в выборе начальной точки, перетаскивании для определения противоположного угла и еще одном перетаскивании для определения высоты. На рисунке 7.1 показано, что для выполнения одного и того же посредством клавиатуры необходимо выполнить шесть вводов, а при работе в интерактивном режиме - всего три шага. Кроме того, при работе с клавиатурой нет никакой визуальной информации вплоть до завершения процесса создания. На практике работу с клавиатурой при создании следует зарезервировать для тех случаев, когда точное размещение имеет решающее значение и соответствующие данные доступны. Хотя ввод с клавиатуры можно использовать для создания всех примитивов (за исключением Hedra), в этой книге всегда будет предполагаться, что объекты создаются в интерактивном процессе.

В то время, как процесс создания посредством клавиатуры может показаться более точным, такая же точность достижима при интерактивном создании объекта и регулировка его параметров из панели Modify, a расположения - из диалога Transform Type-In. Подобную точность можно получить при помощи Snap с учетом соответствующих установок сетки. В большинстве случаев интерактивный процесс создания с последующей модификацией проходит быстрее, поскольку критичными являются один-два параметра.

СОВЕТ

Создание с помощью клавиатуры может оказаться быстрее создания в интерактивном режиме, если известно начало мировых координат и размеры объекта. Этот факт может быть уже известным, если вы использовали одну из программ, требующих, чтобы объекты создавались в начале координат.

Влияние панели Creation (создание)

После определения объекта либо в интерактивном режиме, либо с помощью клавиатуры параметры панели Create (создать) остаются "активными" и продолжают оказывать влияние на только что созданный объект. Это отношение между панелью Create и недавно созданным объектом разрушается при щелчке в видовом окне или переключении на другую операцию. Если необходимо отредактировать параметры создания объекта после этой первоначальной точки, просто перейдите с выбранным объектом на панель Modifier.

При использовании стрелок счетчика следует помнить, что нажатие клавиши Ctrl ускоряет мышь, а нажатие клавиши Alt - замедляет. При редактировании цифровых полей замена поля на "г" плюс значение добавляет последнее к оригинальному, "г" в этом случае обозначает "относительный", поскольку при этом значение добавляется относительно оригинала. Процесс относительного ввода показан на рисунке 7.2, на котором параметр Height (высота) 96.0 увеличивается посредством R24 для получения окончательного значения 120.0.

Создание при помощи Home Grid

#PВ 3DS МАХ мировая система координат зафиксирована и ее оси всегда пересекаются в абсолютных координатах О, О, 0. Через эту постоянную точку проходят три бесконечные сетки конструкции, которые называются собственными сетками. Эти три ортогональные плоскости собственных сеток параллельны одной из трех мировых осей, что показано на рисунке 7.3. Виды, отличающиеся от шести ортогональных видов, всегда используют собственную сетку X, Y. Из-за ведущего места, которое занимает эта сетка, и поскольку в моделировании она почти всегда представляет плоскость земли, она часто называется плоскостью подложки. Виды Perspective (перспектива), User (пользователь). Camera (камера) и Spotlight (точечный источник света) всегда отображают плоскость подложки, когда собственная сетка активна.

СОВЕТ

Необходимо запомнить общее правило: "Если вы можете видеть активную сетку (линии сетки видимы), то такая сетка является активной плоскостью конструкции для данного видового окна".

При создании объектов при помощи основных сеток, вид, в котором начинает создаваться объект, определяет плоскость конструкции. При создании объекта в видовом окне Orthogonal определяется положение двух из трех координат точек подбора. Третья координата определяется с помощью текущей основной сетки. Например, в случае создания объекта создается в видах Right или Left, определяется положение Z и Y, а компонента Х помещается на основную сетку XY в позицию 0. На рисунке 7.3 показаны плоскости и их обозначения XYZ.

ПРИМЕЧАНИЕ

При создании объекта в неортогональном видовом окне всегда определяется положение Х и Y, а компонента Z равна нулю (до тех пор, пока основная сетка активна). Таким образом, если объект создается в видах Perspective, User, Camera или Spotlight, объекты всегда помещаются на плоскость грунта.

Создание при помощи вспомогательных сеток

Если требуется конструировать на плоскостях, отличных от основных сеток или использовать одну и ту же плоскость во всех видовых окнах, доступны объекты вспомогательных сеток. Можно заметить, что основных сеток по умолчанию оказывается достаточно при использовании 3DS МАХ для создания независимых изолированных моделей. Однако объекты сетки становятся весьма полезными при увеличении сложности модели и в случае необходимости координации с другими сборщиками (другими программами). Сетки играют неоценимую роль при определении плоскостей конструкции, которые выравниваются с видами, гранями и объектами.

СОВЕТ

При работе со сценами, расположенными далеко от начала мировых координат, хорошей практикой является создание объектов сетки там, где выполняется моделирование, и использование их вместо основных сеток. Это предотвращает нежелательную ситуацию, заключающуюся в создании источников света и камер на больших расстояниях от предполагаемого места их расположения.

Манипуляции со вспомогательными объектами сетки выполняются так же, как и с другими объектами, поэтому их легко перемещать, вращать и выравнивать. Функция Normal Align (нормальное выравнивание) имеет особенно ценное значение при построении по отношению к моделям. Для использования объекта сетки его сначала необходимо активизировать путем выбора объекта сетки, а затем либо правого щелчка (как показано на рисунке 7.4), либо выбора Grids/Activate Grid Object (Сетки/Активизировать объект сетки) из меню Views. После активизации основные сетки исчезают и отображаются линии объекта сетки. В данной главе под, текущей активной сеткой понимается или активизированный объект сетки, или видимая плоскость собственной сетки в текущем окне.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Объекты сетки не рекомендуется масштабировать. В этом случае интервал сетки остается немасштабированным. Отношение между визуальной сеткой и сеткой фиксации теряется. Если необходима большая сетка, всегда следует изменять параметры ее создания. При случайном масштабировании сетки масштаб можно сбросить до 100% через Transform Type-In.

Можно выполнить такое присвоение, что видовое окно станет окном Grid и будет отображать вид плоскости XY (план) текущего активного объекта сетки (что показано слева на рисунке 7.4). Когда основные сетки активны, видовые окна Grid отображают плоскость XY основной сетки (плоскость грунта). Виды Grid выполняют динамическое обновление при позиционировании и вращении активного объекта сетки. Теперь имеется постоянный вид с возвышения перпендикулярно плоскости. Виды Grid особенно полезны при создании сплайнов под углами к мировым осям. В этом смысле виды Grid можно считать плоскостями картинки, на которых выполняется рисование в традиционной перспективе.

СОВЕТ

Сетки являются единственными объектами, которые можно выравнивать с видом. Если с видом требуется выровнять другие объекты, сначала создается объект сетки и выравнивается с видом. Теперь сетку можно использовать для выравнивания других объектов посредством либо Align, либо Normal Align.

Объекты сетки оказывают помощь не только при создании объектов. Создание ссылок на активный объект Grid в качестве текущих координатных систем для трансформаций, выравнивания, массивов и зеркаль-ного отображения часто оказывается очень полезным и широко применяется для объектов, которые создаются на сетке или выравниваются с ней.

ПРИМЕЧАНИЕ

Импортируемые из других программ модели часто располагаются очень далеко от начала мировых координат, поскольку они были так созданы в других программах. Подобное расположение может привести к нежелательным последствиям в виде ошибок округления. Одно из решений проблемы заключается в перемещении всей сцены к началу координат. Однако такое решение также нежелательно, если планируется координация с внешней базой данных. В этом случае следует увеличить System Unit Scale в General Preferences (см. главу 5, "Планирование проектов", в которой приводится более подробная информация).

Точность при создании

В качестве инструментов для обеспечения точности при создании 3D Studio MAX обеспечивает системы сеток и фиксации. Отсчеты в нижней части экрана, показанные на рисунке 7.5, отображают координаты X, Y, Z текущего расположения курсора или текущее смещение при позиционировании, вращении или масштабировании. В процессе создания отсчет показывает координаты курсора. При трансформациях отсчет сообщает относительное расстояние трансляции, угол поворота или проценты масштабирования. Для обеспечения точности тщательно следите за отображением координат при перетаскивании или определении подходящего инкремента для активной сетки. Доступ к диалогу Grid and Snap Settings осуществляется по правому щелчку над различными пиктограммами фиксации, путем выбора его из меню Views или посредством присвоенной горячей клавиши.

СОВЕТ

Подходящий размер сетки очень помогает при создании объектов. Присвоение диалогу Grid and Snap Settings знакомого клавиатурного сокращения существенно ускоряет уточнение этих полезных установок (подобно Ctrl+A из 3DS под DOS).

Хотя система фиксации обеспечивает опции для фиксации вершин, ребер, пересечений сетки и линий сетки в пространствах 2D, 2.5D и 3D, доступность этих опций зависит от ситуации. При создании 3D-примитивов система фиксации всегда находится в режиме 2D, а активная сетка обеспечивает недостающий компонент координаты. Прочие установки фиксации 2D и 2.5D применяются только для создания объекта сплайна Line. Фиксация вершин и ребер применяется часто, но только для вершин и ребер, которые лежат на активной сетке. Геометрия всегда сравнивается с расположением сетки. При таких ограничениях инструмент обеспечения точности в процессе создания на самом деле опирается на сетки.

ПРИМЕЧАНИЕ

Absolute snap (абсолютная фиксация) является проекцией на пространство экрана и существует только тогда, когда активна координатная система Screen или View. При работе в координатных системах World, Parent, Local, Grid или Pick установка Absolute snap превращается в Relative snap (относительная фиксация).

Видовые окна сетки оказывают неоценимую помощь при использовании объектов сетки. Эти окна совершенно выровнены с активной сеткой даже при повороте и позиционировании объектов сетки. Они предоставляют возможность постоянно корректировать и центрировать вид плана плоскости конструкции.

ПРИМЕЧАНИЕ

Пользователи AutoCAD, привыкшие к системе координат пользователя (UCS), найдут, что использование сеток очень похоже на UCS за исключением того, что сетки являются объектами, которыми можно манипулировать. Изменение активной системы координат на сетку подобно созданию и модификации с помощью поименованных UCS в AutoCAD.

Процесс создания всегда происходит на активной сетке. Многие из тех, кто занимается моделированием, считают, что с точки зрения быстроты и точности предпочтительнее переориентировать сетку, чем создавать новую и затем изменять положение объектов.

Для создания объектов, параллельных видам User, Perspective, Camera и Spotlight, следует применять активный объект сетки, поскольку в случае активности основных видов используется только плоскость подложки (грунта) X, Y. При выбранном активном объекте сетки выполните Views -> Grids -> Align to Views и сетка будет выравниваться с этим видом. Теперь сетка готова для конструирования.

Создание параметрических примитивов

Знание основ процесса конструирования и достижения точности позволяет исследовать способы определения примитивов и манипуляции их параметрами. Геометрические примитивы 3D Studio MAX (см. рис. 7.6) обеспечивают строительные блоки, с использованием которых создается множество других форм. Те, кто занимается моделированием, используют примитивы в качестве начальной точки для создания каркаса и вершины. В общем случае примитивы служат инструментами построения и моделирования при создании булевых составных объектов. Стандартными геометрическими примитивами в 3DS МАХ являются:

  • Коробка (кубическая или прямоугольная)
  • Сфера (на базе четырехугольников)
  • Геосфера (на базе треугольников)
  • Цилиндр (сплошной или полый)
  • Труба (полая форма цилиндра)
  • Конус (остроконечный вариант цилиндра)
  • Тор (пончик)
  • Hedra или "ежик" (пять геометрических семейств с разнообразными возможностями)
  • Чайник (классическая пиктограмма компьютерной графики)
  • QuadPatch & TriPatch (плоские лоскуты Безье)

Все примитивы имеют параметры для управления их определяющими размерами - результирующей сложностью, гладкостью и генерацией координат проецирования. Первоначально можно свободно обращаться со всеми параметрами, поскольку их всегда легко модифицировать и установить такими, как это необходимо, путем уточнения их значений из панели Modify или позже из Track View.

ПРИМЕЧАНИЕ

Вы никогда не должны связывать себя при первоначальном создании объекта, что характерно для большинства ЗD-программ. Все значения параметров создания уточняются позже через панель Modify. Эти значения нельзя регулировать после выполнения операции, разрушающей стек объекта. Перед выполнением подобной операции (например, Edi+Mesh/Attach) следует проанализировать параметры создания и учесть, сколько деталей требуется для объекта сцены.

Создание геометрических примитивов достаточно прямолинейно. Просто выбирается базовая точка и затем для определения оставшихся размеров выполняется перетаскивание. В случае активности основной сетки выбранное для создания видовое окно определяет размещение объекта. Каждый примитив поступает с определяющими размерами и сегментацией, а некоторые имеют опции среза и разрезания на пластины для определения только части исходного примитива.

Для большинства объектов установлен предел в 200 сегментов для любого взятого размера. Это достаточно высокий предел и его редко используют. Например, коробка, имеющая стороны с 200 сегментами, содержит 480000 граней, а чайник с максимальным числом сторон 74 имеет 272144 грани. Фантастическим в параметрической геометрии является то, что хотя она и оказывает влияние на объем памяти для сцены и визуализации, занимаемое дисковое пространство файла МАХ оказывается независимым от уровней сегментации, пока объект остается параметрическим.

СОВЕТ

С целью управления размерами сцены и скоростью реакции полезно сохранять параметрические объекты с минимальной сегментацией и увеличивать ее только в случае необходимости. Один из методов предполагает моделирование и позиционирование кадра с очень низкими установками, а затем визуализация другого кадра с высокими установками. Влияние на размер файла оказывается минимальным, поскольку для параметров сегментации добавляются только ключи анимации.

Параметры параметрического создания

По определению параметрические объекты имеют набор управляющих параметров, которые диктуют результат. Эти параметры изменяются в зависимости от объекта, но большинство из них можно сгруппировать в следующие категории (первые четыре категории - размеры, сегменты, сглаживание и координаты проецирования -доступны во всех объектах).

Размеры

Размеры определяют размер параметрического объекта при измерении от его точки создания. Общие размеры включают высоту, длину и ширину, в то время как круговые объекты обычно содержат параметры радиуса. Некоторые разработчики в качестве альтернативы используют периметр, объем и массу.

ПРИМЕЧАНИЕ

При масштабировании объекта посредством трансформации его параметры создания не отражают результирующих общих размеров. Если объект должен сохранить свое параметрическое определение, вместо применения трансформации следует изменять его параметры создания. Масштабирование параметрических объектов должно быть зарезервировано для случая, когда потребуется задавать масштаб вдоль различных осей или вокруг различных точек.

Сегменты

Сегменты определяют плотность каркаса объекта в различных размерах. Криволинейные размеры для достижения более высокой разрешающей способности требуют большей сегментации, а линейные размеры требуют увеличения сегментации только в том случае, если планируется деформировать объект вдоль этого измерения.

Сглаживание

Параметры сглаживания управляют автоматическим добавлением групп сглаживания к объекту. Некоторые объекты, например. Torus, обеспечивают удобные опции для сглаживания, которое трудно выполнимо непараметрическим способом. Заказное сглаживание для конкретных выборок граней можно присвоить посредством модификаторов EditMesh (отредактировать каркас) или Smooth (сгладить).

Координаты проецирования

Mapping Coordinates (координаты проецирования) управляют добавлением к объекту параметрических координат распределения. По умолчанию примитивы создают проецирование с фиксированной укладкой, равной 1.0 в каждом направлении. Объекты от других разработчиков могут иметь возможность управления укладкой и экстентами их параметрического проецирования. Заказное проецирование присваивается с помощью модификатора UVW Map.

Параметры "порций"

"Порции" управляют полнотой создания объекта. Общие примеры включают Cylinder & Tube slicing (цилиндрические и трубчатые пластины). Sphere chopping (сферические срезы) и Teapot part (части чайника). Объекты от других разработчиков могут включать в себя количество зубьев шестеренки либо компоненты окна или автомобиля.

"Вариации"

"Вариации" манипулируют размерами и сегментацией различными способами. Они обычно являются "дополнениями" для объектов и включаются в них для создания интересных вариаций, которые трудно создавать другим способом. Примерами этой группы для случая Torus являются Twist и Rotation. Другие разработчики могут определять возможности, подобные ветру, тяжести, возрасту и т.д.

"Семейство"

"Семейство" изменяет весь результат действия других параметров. Общими примерами являются Type для GeoSphere и Family (семейство) для объектов Hedra. Некоторые разработчики определяют род, породу, расу, изготовителя, линию, продукт и пр.

Точки пространственного центра

Каждый примитив имеет точку, от которой производится измерение его размеров. Этот пространственный центр является также первоначальным положением точки вращения объекта. При любом перемещении точки вращения положение пространственного центра никогда не изменяется, поскольку он является неотъемлемой частью определения объекта. Расположение пространственного центра для основных примитивов показано на рисунке 7.7.

Ориентация ограничивающей рамки

Параметрические объекты всегда начинаются с одной и той же ориентации локальной системы координат. Например, первоначальная ось Х чайника всегда находится по центру его ручки и носика, независимо от того, где он был создан.

Эта ориентация определяет ориентацию ограничивающей рамки объекта до тех пор, пока объект сохраняет параметрическое определение. В отличие от других программ, ограничивающая рамка объекта не указывает ориентации своих внутренних осей - эта ориентация полностью управляется ориентацией точки вращения объекта, текущей активной системой координат либо и тем, и другим.

СОВЕТ

Иногда более предпочтительной оказывается работа в режиме Box, например при регулировке сложной геометрии, которая в противном случае потребовала бы значительных задержек при обновлении экрана. В подобного рода ситуациях важным может оказаться сохранение постоянных ориентации ограничивающей рамки. Для переориентации ограничивающей рамки объекта его можно присоединить к каркасному объекту с предпочитаемой ориентацией ограничивающей рамки (используя EditMesh/ Attach). После присоединения можно свободно отсоединить элемент с новой ориентацией или удалить целевой элемент. Этот процесс следует применять только при необходимости, поскольку он разрушает стек присоединенного объекта и заставляет присоединенный объект наследовать точку вращения объекта, к которому он присоединен. Альтернативным методом является использование утилиты Reset Transform (сброс трансформации) в RI.I для применения модификатора XForm к объекту, что обеспечивает тот же эффект без удаления истории данных объекта.

Параметры пластин и срезов

Примитивы, имеющие определяемые линии пластин, обычно имеют опции параметров Slice (пластина) и Chop (срез). Опция Slice On (включить разделение на пластины) позволяет посредством параметров Slice From и Slice To определить начальное и конечное положение пластины "кругового объекта", расположенного по центру создания объекта (см. рис. 7.8).

Параметры пластины выражаются в углах, а результирующий срез всегда проходит вдоль сторон. Важной характеристикой пластины является то, что при анимации пластины обеспечивается такое же количество сегментов, что придает объекту "развернутый" вид.

Примитив Sphere отличается тем, что имеет параметр Hemisphere (полушарие) с диапазоном изменения 0-1 (что определяет часть сферы в процентном выражении). Опция Squash (расплющить) поддерживает такое же количество сегментов для результирующей секции сферы. Опция Chop (срез) делит сферу на секции в тех же местах, что и Squash, но не изменяет остатка первоначально определенных сегментов сферы. На рисунке 7.9 показаны сферы с одинаковыми значениями Hemisphere в Squash и Chop. Опция Base to Pivot (взять за базу точку вращения) существенно изменяет эффект Hemisphere. При отмеченной Base to Pivot основание секционированной сферы всегда опирается на плоскость создания. При анимации сфера кажется всплывающей из плоскости так, как будто она разрывает поверхность жидкости. Если Base to Pivot не отмечено, верх секционированной сферы остается неподвижным и кажется, что сфера вырастает из него (рис. 7.9).

Параметрические координаты проецирования

Примитивы 3D Studio MAX генерируют по умолчанию координаты проецирования в качестве помощи для быстрого выбора текстуры. Это не автоматическая опция, поскольку координаты проецирования влияют на размер файла ввиду добавления дополнительных данных. Координаты по умолчанию фиксируются в методе проекции и обычно являются одной мозаичной единицей в каждом направлении. Хотя их нельзя регулировать (они определены параметрически), присвоенный им материал может иметь смещение и способ укладки мозаикой при проецировании, регулируемых при необходимости. Для дополнительного управления или для изменения типа проецирования к объекту в собственных координатах можно добавить модификатор UVW Map. На рисунке 7.10 показано проецирование по умолчанию для основных примитивов.

Параметрические опции сглаживания

Поверхности, которые визуализируются в компьютерной графике, необходимо преобразовать в треугольные грани. Это справедливо для всех программ, даже для тех, которые работают полностью на поверхностях, форма которых кажется свободной. При визуализации эти поверхности преобразуются в грани (хотя этот факт может и не демонстрироваться). Трехмерная дуга и криволинейные поверхности непосредственно не поддерживаются, а скорее аппроксимируются сегментами, которые в свою очередь состоят из граней. Чем более гладкая кривая, тем больше требуется сегментов и граней.

Для минимизации накладных расходов моделирования и поддержания скорости в 3DS МАХ включено понятие сглаживания. Сглаживание влияет на объект при его визуализации так, как если бы его геометрия была на самом деле сферической. Ребра, которые существуют между сглаженными гранями, в значительной степени игнорируются визуализатором по мере сглаживания сетки. Визуализированный эффект сглаживания отличается в интерактивном и окончательном визуализаторах из-за уровня визуализации затенения. Окончательный визуализатор использует в основном модели затенения Phong и Metal, создающие очень гладкие яркие участки путем усреднения цветового пространства каждого пиксела. Это противоположно используемой при сглаживании в 3D Studio MAX модели затенения Gouraud, при которой затенение интерполируется затенения между вершинами. Поэтому результирующее качество ярких участков зависит от плотности каркаса, поскольку чем больше определений, тем больше между ними затеняется вершин. На рисунке 7.11 приведено сравнение того, как выглядит одинаково гладкая геометрия в затененном видовом окне и в окончательном визуализаторе. На рисунке 7.12 показана та же геометрия без опции сглаживания.

Эффект сглаживания наиболее заметен на сферических каркасах, являющихся формой, на которой происходят аппроксимации функции сглаживания. Хотя сферы, созданные с совершенно различным количеством граней, имеют центральные секции, которые выглядят на удивление одинаково, в профиле сферы важными становятся дополнительные детали. На рисунке 7.12 показано, как очевидная "округленность" любого криволинейного периметра формы всегда определяется числом граней, из которых он состоит. Как человек, занимающийся моделированием, вы должны балансировать между количеством граней в сцене и необходимой степенью детализации. Помните, что сглаживание не влияет на истинную геометрию объекта - это только способ визуализации его поверхности.

ПРИМЕЧАНИЕ

Сглаживание не следует путать с модификатором MeshSmooth (сглаживание каркаса) (введено в версии 1.1), который фактически влияет на топологию поверхности, а не только на ее характеристики визуализации.

Сглаживание создает иллюзию округленности за счет присвоения соответствующим граням групп сглаживания. Все прилегающие соединенные грани, совместно использующие общую группу сглаживания, сглаживаются по своим граничным ребрам. Запомните, что сглаживание может работать только между соединенными гранями. Поэтому, когда объект имеет несколько групп сглаживания, которые присвоены различным его частям, сглаживание не распространяется на несоединенные области даже в том случае, если граням присвоена одна и также группа сглаживания.

СОВЕТ

Группы сглаживания, созданные процедурными методами, обычно очень хорошо организуются и обеспечивают удобный метод для выборки при использовании модификатора EditMesh.

Для большинства примитивов при выключенной опции Smooth группы сглаживания не присваиваются. Коробки, цилиндры и конусы являются исключениями и по-прежнему присваивают группу сглаживания своим плоским колпачкам. Обычно последующие операции моделирования могут деформировать эти ребра. Общая группа сглаживания для трех плоскостей обеспечивает продолжение их гладкой (и предположительно плоской) визуализации. Об этом следует помнить, когда вы начинаете деформировать эти стороны из их первоначальной плоскости и, возможно, не хотите, чтобы они в дальнейшем были гладкими.

ПРИМЕЧАНИЕ

Когда начинается модификация объекта, в особенности на уровне подобъектов, первоначальные присвоения группы сглаживания, вероятно, окажутся неправильным. В этом случае потребуется присвоить модификатор Smooth или выполнять сглаживание через модификатор EditMesh.

Манипуляция компонентами

Во время манипуляции объектом или выборкой ряд компонентов оказывают помощь, руководят или управляют результатами процесса. Описанные в последующих разделах компоненты сами по себе не существуют, но временно используются в ходе выполнения операций.

Ограничивающая рамка

Ограничивающая рамка (Bounding Box) представляет собой прямоугольную рамку, размер которой определяется экстентом объекта или текущего временного набора выборок. Если активна Adaptive Degradation (адаптивная деградация), ограничивающая рамка используется в качестве объекта замены при перетаскивании выборок во время выполнения команд. Экстенты и центр ограничивающей рамки выборки используются в качестве основы для команды Align (выровнять). Ориентация ограничивающей рамки определяется отношением объекта с мировой системой координат при его создании. Ограничивающую рамку можно переориентировать только косвенно, а не явно, путем переориентации объекта.

Центр выборки

Центр выборки (Selection Center) является геометрическим центром ограничивающей рамки и общей точкой трансформации из менеджера трансформации.

Матрица трансформации

Эта матрица представляет собой таблицу чисел, поддерживаемую 3D Studio MAX для отслеживания изменений в расположении, ориентации и размерах объектов. Расположение объекта определяется пересечением трех плоскостей в центре ограничивающей рамки. Ее использование совершенно очевидно, но может повлиять на эффект некоторых материалов и трансформаций Keyframer.

Локальная система координат

Локальная система координат (Local Coordinate system) (или пространство объекта) уникальна для объекта и обеспечивается в таблице чисел, которая называется матрицей трансформации 3DS МАХ, отслеживающей изменения в расположении, ориентации и размерах объекта. Расположение объекта определятся пересечением трех плоскостей в центре ограничивающей рамки так, как оно определялось при создании объекта. В то время, как использование матрицы трансформации совершенно очевидно, локальные координаты оказывают влияние на материалы, использующие типы SD-карт, и на различные трансформации.

Система координат

Coordinate Systems (системы координат) определяют ориентацию плоскостей X, Y, Z и являются основой, на которой выполняются (неанимированные) трансформации. Используемая координатная система выбирается из выпадающего списка Reference Coordinate System (опорная система координат) линейки инструментов. Активная система координат управляет каждым действием, производимым через линейку инструментов (перемещение, вращение, изменение масштаба, зеркальное отображение, массив и выравнивание).

Точка вращения

Pivot Point (точка вращения) определяет начало координат и ориентацию локальных осей объекта и, таким образом, его локальную систему координат. Точка вращения задает ориентацию локальной системы координат объекта и точку, вокруг которой трансформируется объект. Поэтому точка вращения имеет важное значение для анимации. Точка вращения часто является местом расположения по умолчанию центров гизмо. Если точка вращения не перекрыта глобальным параметром Local Center During Animation (локальный центр во время анимации), она используется в качестве позиции для анимированной трансформации объекта. Перемещение или переориенация точки вращения объекта выполняется с панели Hierarchy (иерархия). Несмотря на то, что при этом вы получаете управление над локальной системой координат объекта, ограничивающая рамка не переориентируется.

Основные примитивы

3D Studio MAX обеспечивает несколько геометрических примитивов с параметрическими определениями. Хотя они часто используются сами по себе, они могут послужить строительными блоками для более сложных моделей. Поскольку в 3DS МАХ Software Developer Kit (набор разработчика программного обеспечения 3DS МАХ) все эти примитивы поставляются в виде исходного кода, они могут хорошо работать в качестве блоков программного построения, что помогает разработчику (и, возможно, вам) создавать совершенно новые классы объектов.

Наиболее скромные примитивы (коробки, цилиндры и трубы) можно рассматривать как запас сырья в виде брусков, стержней и труб, готового для обработки на наковальне кузнеца, металлообрабатывающем станке или в пламени стеклодува. Почти все, что создается из запаса сырья в реальном мире, можно сделать из этих основных примитивов при помощи модификаторов деформации 3DS МАХ. Посмотрите на объекты вокруг себя. Вы увидите, что практически все металлические изделия, валы и стеклянные изделия образованы из примитивов.

Коробки

Коробки являются простейшими объектами (см. рис. 7.13), но они часто оказываются наиболее полезными. Обычно объекты коробок используются для быстрого определения плоскостей потолок/пол, а также стен. Коробки можно применять как быстрые инструменты для выравнивания и как часто используемые компоненты для пластинчатых объектов в булевых операциях. Коробки можно считать запасом сырья, готового для сгибания или скручивания.

Коробки являются единственными объектами кроме Hedra, которые не имеют опции сглаживания. Взамен каждой из шести сторон присваивается группа сглаживания. Это означает, что при искажении коробки, ее стороны остаются гладкими.

Цилиндры и трубы

Цилиндры и трубы (полые цилиндры) можно создавать как параметрические объекты. Эти объекты являются общей начальной точкой для многих частей модели, поскольку они родственны запасу брусков и труб. При неоднородном масштабе и ограниченных деформациях эти простые формы можно сгибать, размалывать, вращать и сжимать во множестве общих объектов. Подобные простые формы легко заметить в окружающих нас изделиях. Сегментация, необходимая для цилиндров и труб (как и для всех круговых объектов), изменяется в соответствии с тем, насколь точно должны просматриваться их концы и какую роль играют эти объекты в рамках сцены.

На рисунке 7.14 показано как в зависимости от сегментации изменяется воспринимаемая округлость круговых объектов. Если концов нельзя увидеть, можно создавать минимум сторон; если профиль очевиден (что является общим случаем для внутренних частей труб), количество сегментов должно быть увеличено.

ПРИМЕЧАНИЕ

В случае обнаружения, что цилиндр, имеющий 200 сторон, недостаточно сглажен (что возможно для изображений с высокой разрешающей способностью или для очень больших объектов, образующих пустые дуги, проходящие через сцену) посредством лофтинга или вытягивания потребуется создать круги с большим числом сегментов и шагов.

Количество сегментов высоты для цилиндров и труб будет изменяться в зависимости от применения этих объектов. Чем более эти примитивы деформируются, тем больше сегментов требуется, чтобы они выглядели убедительно и были гладкими. Сегменты высоты влияют только на качество визуализации цилиндра в случае дальнейшей его деформации. Конечно, планирование этого не критично, поскольку сегментацию можно изменять позже. Планирование становится критичным, если вы собираетесь выполнить операцию, разрушающую стек объекта.

Конусы

Конические объекты фактически очень похожи на цилиндры, потому что по существу конус является цилиндром с концами разных размеров. Конусы часто используются для создания общих форм, что во многом напоминает цилиндры, однако их два радиуса обеспечивают возможность помещения результирующего объекта в управляемый конус в любое время. Другим общим вариантом применения являются основные пирамидальные формы, показанные на рисунке 7.15. На практике если требуется параметрическое управление верхним и нижним радиусом, конус одевается поверх цилиндра.

Объекты конуса всегда имеют два конца - нельзя уничтожить грани в остром кончике конуса. Сначала может показаться, что тратить грани для конусов с кончиками нулевого радиуса - пустое занятие, однако эта характеристика весьма полезна. Дополнительный набор граней на кончике конуса обеспечивает сглаживание сторон конуса только с прилегающими сторонами. Если стороны совместно используют одну вершину на кончике конуса, все грани сторон совместно используют одну группу сглаживания. При этом достигается эффект сглаживания кончика конуса так, как если бы он был сферическим (см. рис. 7.16).

Объект конуса усиливает характеристику сглаживания 3D Studio MAX. Поскольку алгоритм сглаживания Renderer пытается аппроксимировать сферу, "сглаженные" стороны кажутся в некоторой степени фасеточными, если они конусно сходятся в острую точку, что очень типично для конуса. Для повышения визуализиро-ванной гладкости конуса необходимо увеличивать его сегментацию, что уменьшает средний угол между гранями. На рисунке 7.17 показано результирующее сглаживание конусов с различными сегментами высоты.

Сферы и геосферы

Параметрические объекты Sphere (сферы) и GeoSphere (геосферы) представляют различные способы определения сферических объемов и вместе обеспечивают четыре различных геометрии типа сферы и купола (оболочки) (см. рис. 7.18). Базовый объект Sphere создает квадратичные секции, похожие на линии долготы и широты глобуса. Геосфера создает треугольные секции, подобно геодезическим куполам.

Опции Tetra (четырех), Octa (восьми) и Icosa (двадцати) создают треугольные грани, но организуют свою геометрию различными способами. Сфера Icosahedron (двадцатигранник) является классической конструкцией геодезического купола, образующей пятиугольники из треугольников в критических точках. В противоположность этому, Octahedron (восьмигранник) и Tetrahedron (четырехгранник) в аналогичных соединениях образуют квадраты и равносторонние треугольники.

Геосферы оказываются более эффективными в использовании, обеспечивая самый гладкий профиль при наименьшем числе граней. Объект Sphere является простейшим для разрезания на пластины и обычно является выбором, когда требуется взаимодействовать с другими прямоугольными объектами. При вырезании из сферы кусков в качестве булевых операндов, вероятно, более предпочтительно использовать Sphere, нежели GeoSphere. Для отдельных объектов, в особенности для куполов, скорее всего, подойдут объекты GeoSphere.

Top

Объекты Torus (тор) часто называют пончиками, шинами или кольцами. Хотя тор выглядит просто, этот объект имеет ряд интересных параметров. На рисунке 7.19 показано как параметр Twist скручивает радиальные линии (стороны), которые образуют спираль вокруг тора, а параметр Rotation вращает поперечные сечения (сегменты). Эффект параметра Twist полностью очевиден в неподвижном изображении, эффект же параметра Rotation лучше всего виден в анимации.

ПРИМЕЧАНИЕ

Поскольку Twist имеет определенную начальную точку, в начале скручивания будет существовать некоторое сжатие, если при скручивании не делается полный оборот с целью совпадения начальной и конечной точек. Если опция Slice не активизирована для вставки разрыва в этой точке, во избежание сжатия следует использовать значения Twist с инкрементами 360.

Сложные объекты (Hedra и Teapot)

Объекты Hedra (ежик) и Teapot (чайник) служат в качестве намека на то, что можно делать с объектами 3DS MAX. Hedra обеспечивает неограниченные перестановки, a Teapot является примером сложного параметрического объекта, состоящего из частей (см. рис.7.22 далее в главе).

Можно ожидать появление множества других параметрических объектов попадающих под эти два класса. Деревья, растительность, ландшафты и тучи аналогичны Hedra, а двери, окна, стулья и даже наборы доспехов аналогичны Teapot.

Объект Hedra обеспечивает пять семейств Polyhedron (многогранник) со множеством управляющих параметров. Возможности этих параметров могут показаться бесконечными, и ввиду того, что над ними можно выполнять анимацию, они обеспечивают очень интересную геометрию (в особенности для систем моделирования частиц от независимых разработчиков, которые могут воспринимать объекты-ссылки в качестве частиц). На рисунке 7.20 показана часть того, что можно сделать с этим объектом; на рисунке 7.21 приведены диаграммы определяющих параметров.

Объект Teapot - это классика компьютерной графики. Известный в промышленности как "чайник из Юты", он является одним из первых предметов, которые всегда визуализируются. Теперь чайник является пиктограммой для 3D-графики в целом (поскольку используется в качестве пиктограммы визуализации). Пусть это покажется смешным, но скромный чайник является совершенно бесценным для проверки материалов и модификаторов благодаря своим геометрическим вариациям и подходящим координатам распределения (см. рис. 7.23).

Понимание геометрических классов

Поставляемые вместе с 3DS МАХ параметрические объекты представляют собой два основных геометрических класса, поскольку они могут все преобразовывать в треугольные каркасы и лоскуты Безье. С развитием 3DS МАХ и добавлением дополнительных геометрических классов способ, при помощи которого модификаторы взаимодействуют с геометрией, приобретает более важное значение. Архитектура 3DS МАХ может разместить любое геометрическое определение. В базовый продукт включены параметрические, каркасные, лоскутные объекты и объекты сплайнов.

ПРИМЕЧАНИЕ

Хотя в 3D Studio MAX непосредственно не входят объекты создания NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline, неоднородные рациональные В-сплайны) или инструменты редактирования, она включает в себя класс объектов NURBS для пользователей 3DS МАХ SDK, разрабатывающих приложения. 4D Vision, разработчик 3DS МАХ, заявил о подключаемом элементе NURBS для 3DS МАХ, который называется "Sculptor" (скульптор). Этот подключаемый элемент обещает стать очень емким инструментом моделирования NURBS.

Все становится гранями

Модели 3DS МАХ основаны на геометрических классах. В общем случае объекты начинаются с высокого уровня и по мере необходимости преобразуют сами себя в более простые уровни. Параметрический объект можно преобразовать в лоскут, который затем преобразуется, например, в каркас из треугольных граней. Нерасширенная 3DS МАХ включает в себя следующие геометрические классы и связанные с ними инструменты:

Геометрические классы Возможные инструменты редактирования
Параметрические объекты Только манипуляция базовыми параметрами (можно преобразовать в лоскуты или в каркасы)
Сплайновые объекты EditSpline (отредактировать сплайн), Extrude (вытянуть), Bevel (фаска), Lathe (вращать) и т. д. (Можно преобразовать в каркасы или лоскуты посредством других модификаторов)
Поверхности из лоскутов Безье EditPatch (отредактировать лоскут), Extrude, Bevel, Lathe и т. д. (можно преобразовать в каркасы)
Каркасные объекты EditableMesh (редактируемый каркас), EditMesh (отредактировать каркас), MeshSmooth (сгладить каркас). Optimize (оптимизировать) и т. д. (базовый класс каркасов или можно подразделить на лоскуты)

Геометрический класс определяет способы отображения и редактирования производного объекта. В настоящее время 3D Studio MAX поставляется всего с четырьмя классами; однако разработчики достаточно быстро добавляют заказные классы. Поэтому понимание эволюции геометрии имеет важное значение для моделирования.

Работа с лоскутами по сравнению с работой с каркасными примитивами

По умолчанию примитивы 3DS МАХ преобразуются в каркасы при редактировании их модификаторами. Те же примитивы могут работать как лоскуты, если сразу после создания параметров применить модификатор EditPatch. Поэтому EditPatch является первым модификатором в стеке. Помните, что позже можно вернуться назад и вставить модификатор EditPatch после других примененных модификаторов. Рисунок 7.24 демонстрирует, что объекты Box, Cylinder, Tube, Cone, Torus и Teapot преобразуются в квадратные лоскуты, объекты Sphere - в треугольные лоскуты, а каждая грань объектов Hedra и GeoSphere преобразуется в треугольные лоскуты.

К сожалению параметры разбиения на пластины для примитивов игнорируются при добавлении модификатора EditPatch непосредственно после создания параметров в стеке. Если требуется отредактировать объект посредством опций разбиения на пластины, необходимо поместить модификатор, который сначала преобразует его в каркас (например, модификатор XForm), а затем применить модификатор EditPatch для работы с интерполированными лоскутами.

СОВЕТ

При добавлении модификатора EditPatch для преобразования примитивов в лоскуты лучше всего сразу же выключить состояние выборки Sub-Object, если необходимо применить модификаторы ко всему объекту. Модификаторы Edit всегда начинаются в состоянии выборки Sub-Object. Если перейти непосредственно к добавлению дополнительного модификатора, эффект нельзя будет увидеть, поскольку стек не показывает объект, а скорее пустой набор выборки. Перед тем, как можно будет увидеть эффект другого модификатора в стеке, необходимо взять объект вне выборки Sub-Object (или выбрать что-либо).

Лоскутные объекты по сравнению с каркасными объектами реагируют на модификаторы по-другому. На рисунке 7.25 показано, что результирующие кривые деформированных лоскутов поверхности являются более неуловимыми, чем в случае, при котором тот же самый объект деформируется как каркас. Это происходит ввиду того, что вершины каркаса являются явными, в то время как лоскут представляет собой результат решения уравнения.

Обычно при работе с объектами как с лоскутами люди, занимающиеся моделированием, хотят сохранить геометрию лоскутов как можно дольше. При этом знание того, когда операция заставит геометрию преобразоваться из лоскутов в грани, приобретает очень важное значение. Следующие модификаторы всегда преобразуют геометрию в грани: EditMesh (отредактировать каркас), Material (материал), Normal (нормальный), Smooth (сгладить), VolSelect (выбор объема), MeshSmooth (сгладить каркас) и Relax (ослабить).

Новый геометрический класс

Понять геометрические классы гораздо проще, если представить себе совершенно новый класс. В целях последующего рассмотрения назовем его классом FOO. Сначала необходимо решить как определяется класс FOO или из чего он состоит. Каркасные объекты 3DS МАХ состоят из граней, построенных на вершинах с ребрами, в то время как объекты с лоскутами Безье состоят из лоскутов с вершинами управления и тангенциальными ручками. Класс FOO может состоять из чего угодно. Он может иметь узлы, несущественные детали, ручки, кривые, меридианы, контуры, сетки, решетки и прочее. Для целей рассмотрения будем говорить, что объекты FOO имеют "сетки", состоящие из "контуров".

Чтобы быть видимым в видовом окне и, в конце концов, визуализированным, объект FOO должен знать как преобразовать геометрию класса FOO в элементы каркаса (или, точнее, в TriFaceMesh). Фактически каждый объектный класс 3D Studio MAX должен иметь возможность преобразования в каркас с треугольными элементами. Это требование определяет общий знаменатель для всех модификаторов для возврата в такое состояние, при котором каждый модификатор сможет работать на любом объекте. Следующий вопрос заключается в определении, подходит ли геометрия FOO для преобразования в лоскуты Безье или, может быть, в дополнение от независимых разработчиков. С этого момента мы будем говорить, что объект FOO можно преобразовать только в грани.

Класс FOO добавляется к меню создания и появляется возможность создания объектов FOO. Но как редактировать их после создания? Выбрав объект FOO, необходимо перейти к панели Modifier. Появляются только инструменты, моделирующие объект FOO. Поскольку в элементы каркаса можно преобразовать каждый геометрический класс, несколько модификаторов, подобных Bend, Taper, Twist и EditMesh, доступны. EditSpline, Extrude и Lathe, работающие только на сплайнах, приобретают серый цвет (т.е. недоступны). Модификатор EditPatch также приобретает серый цвет, поскольку объекты FOO нельзя преобразовать в лоскуты Безье. В случае применения модификатора Bend, последний просматривает геометрию в конце конвейера и не зная, что такое FOO, запрашивает лоскуты. FOO отвечает, что его нельзя преобразовать в лоскуты, поэтому Bend запрашивает элементы каркаса. Объект FOO преобразуется в каркасный объект с треугольными элементами, после чего инструмент Bend продолжает свою обычную работу. После изгиба модификатор EditPatch теряет серый цвет и становится доступным для использования. Это связано с тем, что каркасный класс 3D Studio MAX знает как выполнять преобразование в лоскуты Безье.

Если необходимо отредактировать объект FOO в его собственной манере, текущая опция должна перейти в нижнюю часть стека Edit History (история редактирования) и уточнить параметры FOO. При этом требуются модификаторы, умеющие манипулировать геометрией FOO. Для редактирования FOO необходимы инструменты редактирования FOO. Создается класс модификаторов FOO, сохраняющий и модифицирующий собственные сетки и контуры FOO. Ввиду исключительной полезности основных осевых деформаций команды Bend, Taper, Twist, Skew и Stretch модифицируются так, чтобы они также могли воспринимать и манипулировать классом FOO. Теперь после сгибания объекта FOO он сохраняет геометрию FOO и модификатор EditFOO по-прежнему существует после применения Bend. В этой точке нужно применить EditMesh и геометрия станет каркасом.

Реальной возможностью мог бы стать новый объект NURBS, который легко преобразовать в лоскуты Безье и элементы каркаса. До тех пор, пока вы работаете с новыми инструментами моделирования NURBS, модель остается в виде NURBS. В случае применения основного модификатора (который ничего не знает о NURBS) модель преобразуется в лоскуты и при необходимости - в грани. То же самое применимо для сплошных объектов и многоугольного моделирования.

Независимо от того, является ли объект новым или существующим, система для представления его геометрического класса одинакова. Во время применения модификатора к объекту модификатор находит, что геометрический класс объекта может представить себя самостоятельно и работает на наиболее возможном высоком уровне. Если модификатор понимает текущий геометрический класс, преобразование не происходит - модификатор просто оказывает требуемое влияние на модель. Если текущая геометрия является классом, не воспринимаемым модификатором, последний преобразует его в более простой класс, которым может манипулировать, и затем продолжает работу.

После добавлений разработчиков возможная геометрическая иерархия может выглядеть следующим образом:

Геометрический класс Возможные инструменты редактирования
Параметрические объекты Манипуляция базовыми параметрами (возможно преобразование во все, что угодно)
Сплошные объекты EditSolid, Fillet и т. д. (возможно преобразование в NURB)
Поверхности NURB EditNURB, Trim и т. д. (возможно преобразование в Patch)
Лоскутные поверхности Безье EditPatch, Blend и т. д. (возможно преобразование в Polygon)
Многоугольные грани EditPoly и т. д. (возможно преобразование в Quad)
Четырехугольные грани EditQuad, GameOut и т. д. (возможно преобразование в Triangles)
Треугольные грани EditMesh, Optimize и т. д. (нижний класс)

Геометрия в 3DS МАХ развивается в соответствии с требованиями. Объекты сохраняют самый высокий порядок до тех пор, пока не потребуется преобразование в более низкий, более простой класс. Геометрия высокого порядка сама себя преобразует в более простую геометрию, если применяется модификатор, который не может работать на данном геометрическом классе. Общим знаменателем для всех объектов является треугольный элемент каркаса. Поскольку все объекты 3D Studio MAX должны иметь возможность преобразования в соответствии с этими потребностями, все модификаторы могут работать на любом заданном объекте - хотя для этого они могли бы преобразовать его в элементы каркаса. Большинство модификаторов 3DS МАХ умеют обрабатывать элементы каркаса или лоскуты, сохраняя все, что попадется им под руку, и проходя через результат модификации заданного геометрического класса.

ГЛАВА 8

ГЛАВА 8

Моделирование на уровне объектов

В 3D Studio MAX подразумевается, что объекты можно модифицировать и выполнять над ними анимацию. В 3DS МАХ анимация выполняется даже над самыми сложными и запутанными моделями. В настоящей главе рассматриваются концепции модификации и редактирования истории редактирования при помощи Modifier Stack (стек модификаторов). Она содержит основы для понимания функционирования всех модификаторов внутри Modifier Stack. Сами по себе модификаторы выражаются в терминах ежедневного использования, а в виде описаний их специфических диалогов. Эта глава служит основой для последующего обсуждения более сложного материала.

Конкретно в ней рассматриваются следующие предметы:

  • Применение модификаторов к объектам
  • Проблемы, приводящие к модификациям одиночных объектов и их множества
  • Понимание Modifier Stack
  • Манипуляция центрами и гизмо модификаторов
  • Управление влиянием модификатора посредством экстентов
  • Понимание отличий между трансформациями и модификациями
  • Использование модификаторов осевых деформаций

Основы применения модификаторов

Модификация одиночных объектов достаточно проста. Выберите объект и щелкните на модификаторе, который требуется применить. Модификатор присваивается на текущем уровне Modifier Stack объекта и готов к приему значений. Модификатора! обычно начинаются с их установок по умолчанию, которые часто не имеют значений или осуществляют первую итерацию конечного эффекта. Другие модификаторы, подобные Bevel (фаска) и Extrude (вытянуть), запоминают ранее использованные значения и присваивают их в качестве первоначальных значений по умолчанию. После применения уточните параметры модификаторов из их диалогов в Command Panel (взаимодействие с экраном требуется редко). Дополнительные модификаторы для объекта последовательно накапливаются в Modifier Stack. На рисунке 8.1 показано накопление модификаторов для примера примитива трубы.

ПРИМЕЧАНИЕ

Начиная работу с 3DS МАХ, есть вероятность случайного применения нескольких модификаторов вместо одного. В таком случае определите какие значения модификаторов необходимо сохранить и удалите избыточные через пиктограмму Remove или диалог Edit Modifier Stack.

В то время, когда каждый модификатор является уникальным, большинство из них совместно используют ряд основных характеристик. Первой характеристикой является список параметров. Эти значения управляют эффектом модификатора и сохраняются в файле. Практически каждый модификатор имеет параметры, хотя отсутствие любых параметров также допустимо (например, для явного модификатора Conversion); подобные модификаторы встречаются крайне редко.

Модификаторы всегда применяются к пространству объекта (которое также называется локальной системой координат) и носят иногда название "модификаторов пространства объекта" или сокращенно OSM. Как описано в главе 1, "Ключевые концепции 3D Studio MAX", модификаторы следует применять сразу после определения создания объекта и перед трансформациями и искажениями пространства. Поскольку модификаторы применяются в пространстве объекта, они уделяют определенное внимание расположению точки вращения объекта и его ориентации при создании.

Модификация одиночных объектов

Модификаторы можно применить к одиночному объекту, выборке объектов или к выборке Sub-Object (подобъект) внутри объекта. В этой главе рассматриваются проблемы применения первых двух методов, а в главе 9, "Моделирование при помощи форм", основное внимание уделяется проблемам моделирования на уровне подобъектов.

Модификаторы могут содержать подобъекты. Большинство модификаторов, оказывающих влияние на топологию (например. Smooth, Normal, Optimize), не имеют компонентов подобъектов, при этом кнопка Sub-Object становится серой. Класс модификаторов "редактирования" (EditMesh (отредактировать каркас), EditPatch (отредактировать лоскут) и EditSpline (отредактировать сплайн)) работает с наборами выборок в режиме Sub-Object. Все другие модификаторы имеют графическое представление, называемое гизмо, которым можно манипулировать как с объектом для достижения улучшенного управления эффектом модификатора. В свою очередь гизмо имеют центр, очень похожий на точку вращения. Центр управляет точкой, из которой генерируется эффект модификатора.

В случае применения к одиночному объекту модификаторы обычно согласуют свои гизмо с экстентами объекта и располагают центры в точке вращения объекта. При применении к многочисленным объектам модификаторы согласуют свой гизмо с экстентами набора выборок и помещают центр в центр тяжести ограничивающей рамки, как показано слева на рисунке 8.2. В результате объекты как будто бы объединены в один посредством одного модификатора, примененного к коллекции.

Гизмо всегда достигает геометрических экстентов, когда они видны в данной точке истории редактирования. Форма гизмо является главным образом визуальной помощью и не оказывает непосредственного влияния на воздействие модификатора. Эффект генерируется расположением центра гизмо и параметрами модификатора.

Модификация выборок объектов

Когда модифицируются выборки объектов, они совместно используют одиночный модификатор-экземпляр. Выбор одного из модифицированных объектов и настройка совместно используемого модификатора влияет на все другие модификаторы объекта, поскольку все модификаторы являются экземплярами.

СОВЕТ

Идентификация того, на какие объекты влияет модификатор-экземпляр, может оказаться затруднительной, поскольку их гизмо занимают одно и то же место в пространстве. Опция Views/Show Dependencies (виды/показать зависимости) позволяет лучше различать эти взаимоотношения путем подсветки зеленым цветом объектов, у которых имеются модификаторы-экземпляры.

При отмеченном флажке Use Pivot Points модификация множества объектов существенно изменяется. Когда эта опция активна, она заставляет модификатор работать так, как будто бы он влияет на выбранные объекты по отдельности.

Как показано справа на рисунке 8.2, для каждого объекта задается гизмо, которое отображает его геометрию, а центр гизмо расположен в точке вращения. Хотя эти модификаторы кажутся отдельными, на самом деле они являются экземплярами - настройка параметров одного из них будет влиять на все экземпляры. Можно сразу сказать, когда вы влияете на модификаторы-экземпляры, поскольку гизмо отображается для каждого объекта первоначальной выборки.

Применение модификатора к набору объектов и последующее уточнение одного из них является общепринятым приемом. Превращение модификаторов-экземпляров в уникальные выполняется через кнопку Make Unique в Modifier Stack. На рисунке 8.3 показан стул, смоделированный подобными модификаторами и завершенный общим изгибом. Во время анимации передние ножки должны "прогуливаться", поэтому их модификаторы Bend были сделаны уникальными и настроены для прогулки.

СОВЕТ

Модификация выборки является точным и быстрым методом расположения общего центра гизмо для данного модификатора. Перекладинам стула на рисунке 8.4 был присвоен модификатор Bend как для выборки и затем пока существовала выборка, его сделали уникальным. После этого каждая перекладина получила одинаковое расположение центра концентрического изгиба.

Когда выборка делается при открытой панели Modify Panel (панель модификации), 3DS МАХ производит анализ выборки на предмет наличия общих модификаторов. Если последние найдены, они будут представлены в стеке. В противном случае выпадающий список окажется пустым. Для уточнения модификаторов-зкземпляров не требуется выбирать все объекты совместно используемой модификации. Например, если десять объектов были сужены к конусу, при выборе объектов 1-10 отображается модификатор Taper. Но, если объект не входит в десятку включенных в выборку, общности не будет и список стека окажется пустым.

Использование Modifier Stack

Из всех областей интерфейса 3DS МАХ свиток под названием Modifier Stack, содержащий небольшую секцию из семи кнопок и два выпадающих списка (см. рис. 8.5), до сих пор является наиболее мощным. Умелое использование Modifier Stack - путь к овладению 3DS MAX. Modifier Stack обеспечивает доступ к истории моделирования объекта. Каждая выполняемая на объекте операция моделирования сохраняется в Modifier Stack, поэтому к ней можно вернуться для настройки или удаления. Операции сохраняются в стеке вместе со сценой столько, сколько нужно, позволяя в любое время изменять свое решение.

Сам Modifier Stack находится в выпадающем списке (см. рис. 8.6). При выборе объекта последний добавленный к объекту модификатор отображается в верхней части стека рядом со стрелкой. Первый добавленный модификатор - самая ранняя информация об объекте, которой располагает 3DS МАХ - отображается в нижней части стека. Для случая геометрических примитивов их параметры всегда находятся в нижней части стека. Модели, импортированные из других программ (например, файлы 3DS), в качестве своего первого (нижнего) входа в стек обычно имеют Mesh (каркас). Editable Mesh (редактируемый каркас), Patch (лоскут) или Bezier Spline (сплайн Безье). Поскольку это является начальным состоянием объекта, поместить модификатор ниже в стеке невозможно.

СОВЕТ

Как и все выпадающее в 3DS МАХ, кнопка со стрелкой для самого поля является избыточной. Для увеличения скорости большинство для отображения списка просто щелкает на поле имени и выбирают требуемый вход, не пользуясь кнопкой со стрелкой.

Кнопки, окружающие выпадающий список стека, используются для управления стеком. Каждый вход в стек может отдельно функционировать и отображаться:

  • Pin Stack (зафиксировать стек) (состояние). Фиксирует текущее состояние модификатора, позволяя трансформировать другие объекты в сцене во время активности модификатора фиксации. Таким образом Pin Stack является исключением из обычного функционирования 3DS МАХ, поскольку в этом случае панель Modify не отображает текущего выбора. Подобное исключение может оказаться полезным для координации результата модификатора с положением и ориентацией другого объекта. Многие разработчики для операций модификаторов применяют маневр, использующий "шаблонные" объекты в качестве направляющих.

ПРИМЕЧАНИЕ

Состояние Pin Stack не позволяет выполнять трансформацию другого объекта, если текущий модификатор находится в режиме Sub-Object.
  • Активный/неактивный (выключатель). Выполняет переключение состояния передачи результатов текущего модификатора по всему конвейеру модификаторов. Модификатор по-прежнему отображает свой гизмо, но больше не влияет на геометрию. Этот атрибут может оказаться очень полезным в случае присвоения интенсивного модификатора (например, Displace (сместить) или MeshSmooth (сглаживание каркаса)) и необходимости дальнейшей манипуляции объектом при помощи более простой формы.
  • Show End Result (показать конечный результат) (выключатель). Выполняет переключение состояния отображения результатов оставшихся в стеке модификаторов, что позволяет вернуться к любому состоянию в истории модели и отрегулировать его эффект, не отменяя того, что происходит позже. Проектировщики часто выключают Show End Result при настройке модификатора и включают ее обратно для проверки уместности результирующего эффекта. Выключение Show End Result может сэкономить время, когда остаток в стеке интенсивно использует память и оказывает влияние на быстродействие.
  • Make Unique (сделать уникальным) (действие). Делает модификатор-экземпляр уникальным для данного объекта. Make Unique используется для уничтожения зависимости от других объектов, совместно использующих одинаковый модификатор - она разрывает связь с остальными объектами. Эта кнопка может вызвать некоторое замешательство, поскольку проверка, является ли в действительности модификатор экземпляром не делается, и данная кнопка всегда доступна. Не следует щелкать на Make Unique, если нет уверенности в том, что необходимо разорвать отношение разделения одного и того же модификатора с другими объектами, поскольку действие нельзя аннулировать.
  • emove Modifier (удалить модификатор) (действие). Удаляет выбранный модификатор из стека. Результат такой, как будто модификатор никогда не применялся. Эту кнопку следует использовать с осторожностью, поскольку удаление аннулировать нельзя.
  • Edit Stack (редактировать стек) (диалог). Выводит диалог Edit Modifier Stack (рис. 8.7), в котором разрешает делать уникальными, удаляет, разрушает и переименовывает отдельные выборки модификаторов. Операции в диалоге Edit Stack должны выполняться очень осторожно, поскольку после этого никакая отмена действий, кроме переименования, недоступна.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Как правило, при регулировке модификаторов можно отменить только изменения в полях редактирования. Опции Make Unique, Remove Modifier (удалить модификатор) и разрушение стека никогда нельзя аннулировать. В общем случае, если с чем-то нельзя выполнить анимацию, его нельзя и аннулировать.

Переименование модификатора выполняется посредством выбора модификатора и ввода нового имени в нижней части диалога. Теперь это имя присутствует в стеке и в Track View. Если сделать модификатор уникальным, его имя сбрасывается, поскольку при этом разрывается соединение с другими зависимыми модификаторами. Если модификатор уже независим, опция Make Unique по-прежнему является активной и ее можно использовать в качестве метода быстрого переименования. В случае групп модификаторов удаление и превращение в уникальные работает точно так же, как и для одиночных модификаторов.

На первый (нижний) вход в стеке нельзя повлиять внутри диалога Edit Stack и его нельзя переименовать. Этот вход является его геометрическим классом и переименования базового типа объекта вызовет значительное замешательство. В геометрические классы входят параметрические объекты, Editable Mesh, Patch, Bezier Spline, Loft и Morph. Первый вход нельзя разрушить или удалить, поскольку ниже его нет ничего, что можно было бы разрушить. Однако, первый вход будет часто модифицироваться в результате разрушения стека.

Разрушение стека

Несмотря на то, что Modifier Stack имеет очень важное значение, он имеет и свою цену - ОЗУ. Каждый шаг в стеке занимает небольшой объем ОЗУ, а модификаторы Edit стоили до сих пор дороже всего, поскольку они содержат фактические копии того, как объект модифицировался до этого момента. Чем больше модификаторов в стеке, тем больший объем ОЗУ требуется для их вычисления.

Объект будет занимать меньший объем ОЗУ, если разрушить его стек. Разрушение стека вызывает вычисление конвейера геометрии и сводит объект к его самому верхнему классу. Обеспечивается эффект каждого модификатора, но теперь эффект является явным и неподвижным во времени. То, что наблюдается в видовом окне, является результатом, получаемым после разрушения.

Однако это не означает, что разрушение экономит место на диске. Примитивы занимают одинаковое место на диске независимо от их сегментации и результирующего количества граней, поскольку примитивы являются единственными хранящимися в файле параметрами. При полном разрушении объекты становятся явными каркасами (или лоскутами), и на диске необходимо сохранить весь каркас.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

То, что видно в видовом окне, является в точности тем, к чему приведет результирующее разрушение. Если стек находится на промежуточном уровне и не показывает конечный результат, оставшаяся часть стека вычисляться не будет. Выключенные эффекты модификаторов в стеке во внимание не принимаются. Если анимация выполняется внутри модификаторов, состояние, показанное в текущем кадре, будет единственным результатом.

Щелчок на Collapse All (разрушить все) в диалоге Edit Modifier Stack уничтожает все модификаторы и сводит объект к тому, что видно в видовом окне. После выбора одного или нескольких модификаторов в стеке (над самым нижним), становится доступной кнопка Collapse To (разрушить до). Щелчок на ней разрушает стек от точки выборки до низа стека. Разрушение стека может вызвать замешательство, если выбрано несколько модификаторов, поскольку может показаться, что стек разрушается только внутри выборки. Рисунок 8.8 демонстрирует, что при разрушении выборки последний (верхний) модификатор задает точку, начиная с которой стек разрушается, в то время как низ разрушения всегда определяется низом стека. Для разрушения примитива до базовой геометрии применяется соответствующей модификатор Edit (Edit Mesh, EditPatch или EditSpline) и стек мгновенно разрушается. При этом стек разрушается вплоть до объектов классов Patch, Editable Mesh или Bezier Spline.

СОВЕТ

Добавление модификатора Edit требует некоторого объема ОЗУ для хранения результатов редактирования и времени, поскольку немедленно происходит переход в режим Sub-Object. Если не выполнять разрушение до Patch, добавление практически любого другого модификатора (например, Bend или XForm) будет выполняться быстрее при разрушении до классов Editable Mesh или Bezier Spline.

Результат разрушения зависит от примененных к объекту модификаторов. Начиная с модификатора EditPatch результатом разрушения будет Patch, если не добавлен модификатор, превращающий объект в каркас. В противном случае объект, вероятнее всего, разрушится до Editable Mesh. Типовыми модификаторами, разрушающими объект до каркаса, являются EditMesh, Optimize, Displace, Relax и MeshSmooth.

ПРИМЕЧАНИЕ

Класс Editable Mesh становится видимым только в случае, если это разрешено (как утверждается в файле 3D Studio MAX readme, wri) путем добавления следующих строк в файл 3dsmax.ini: [EditableMesh] Enabled=1 Разрешение этой опции не оказывает неблагоприятный эффект, а явное редактирование каркаса при этом выполнятся значительно быстрее и занимаемый объем ОЗУ гораздо меньше, чем при использовании модификатора EditMesh. Мы предполагаем, что в файле 3dsmax.ini эта опция разрешена.

При разрушении частей стека следует указать, что с этой частью модели работа завершена. Вновь напомним, что откат невозможен. Поэтому разрушение не следует выполнять для эксперимента, если объект не клонировался или файл не сохранялся. В качестве предусмотрительной меры используйте для объектов Save Selected (сохранить выбранные), при этом обеспечивается копия объектов в форме, которую можно модифицировать. Разрушение стека всегда уничтожает базовые параметры примитивов, а возвращаться к ним часто оказывается весьма полезно. Команда Merge обеспечивает простой метод для замены, если имеются оригиналы для ссылки.

Навигация по стеку модификаторов

После добавления модификатора в стек объекта, необходимо учесть куда его поместить в стеке или, точнее, в истории для данного объекта. Например распределение часто выполняется проще и более подходит для раннего применения в истории объекта перед деформацией геометрии. Понимание способов хранения модификаторов, порядка их вычисления и способов использования их элементов подобъектов, весьма существенно для правильного использования этой мощной возможности.

Сохранение модификаторов

В сцене 3DS МАХ фактически все является результатом выполнения серии операций. То, что видно на экране, а в некоторых случаях - визуализация, является результатом этих операций в данный момент времени. При сохранении сцены в файле по сути выполняется сохранение начального состояния объектов с последующим "написанием сценария" каждой модификации, применяемой к объекту. Результирующая геометрия никогда не сохраняется в файле МАХ непосредственно. Вместо этого сохраняется первоначальный объект и все шаги для создания этой геометрии, что позволяет в будущем изменять свое решение при моделировании. #PВычисление стека выполняется только в случае необходимости. Результат называется каркасом действительности, а период времени, в течение которого результат является действительным, называется интервалом действительности. При первой загрузке сцены вычисляется Modifier Stack каждого объекта и отображается результат. Выполняется кеширование этого состояния и, если объект не модифицируется, оно повторно не вычисляется (путем добавления нового модификатора, настройки параметра в стеке или перемещения во временную точку, в которой параметр изменяется). Выполнение трансформаций на объекте не требует повторного вычисления стека; это только одна из причин, почему перемещение, вращение и масштабирование объектов является в 3DS МАХ таким быстрым.

Порядок модификаторов

Порядок применения модификаторов оказывает первостепенное влияние на результаты. Этот порядок следует планировать. Рисунок 8.9 показывает существенные различия между двумя модификаторами, которые помещаются в стек в различном порядке.

В то время, как Modifier Stack позволяет вернуться назад в любую точку во времени и поместить новый модификатор в любое место, он не обеспечивает возможность изменения порядка следования модификаторов. Общее недоразумение заключается в предположении, что порядок входов в стеке можно изменить в диалоге Edit Modifier Stack или Track View - этого сделать нельзя. Если модификатор применяется в неправильном порядке, необходимо удалить неправильно помещенный модификатор, найти в стеке подходящее место и снова применить модификатор. Если необходимо обеспечить первоначальные установки, запишите их и скопируйте в новый' модификатор вручную. К счастью, подобное случается очень редко. Как правило, факт неправильного помещения модификатора всплывает очень быстро, поскольку интерактивное видовое окно сразу отражает допущенную ошибку.

Манипуляция гизмо

В общем случае гизмо следует перемещать только для установки новой визуальной ссылки, а не для управления ее эффектом. Вместо этого перемещайте центр. Перемещение центра гизмо практически всегда то же самое, что и перемещение гизмо, за исключением того, что экстенты гизмо остаются вместе с модифицированным объектом. Перемещение гизмо создает визуальное отклонение, которое может приводить в замешательство в течение жизни модели. На рисунке 8.10 показана одна и та же модель с одинаковыми значениями модификатора Bend. Центр правого модификатора был перемещен на верхушку объекта, а слева показано гизмо, перемещенное вверх. После обеих операций центр находится в том же самом месте, но при перемещении гизмо его граница больше не совпадает с тем, что деформируется. При перемещении центра граница гизмо не нарушает деформированного объекта.

ПРИМЕЧАНИЕ

Функция Align (выровнять) не работает с гизмо и их центрами, поскольку она не видит уровня Sub-Object. При использовании Align в режиме Sub-Object выравнивается весь объект.

Расположение точки вращения объекта определяет первоначальное расположение осевого центра модификатора и ориентацию собственной локальной системы координат гизмо. Многие модификаторы обеспечивают параметры, необходимые для вращения их эффекта. Если доступны модификаторы, подобные Bend и Skew, их следует использовать, поскольку они сохраняют границу гизмо в лучшем отношении к модифицированному объекту. На рисунке 8.11 показан эффект использования параметра Direction модификатора Bend и вращения гизмо.

При использовании модификаторов, не имеющих компонента направления, например Taper (свести на конус), Stretch (растянуть) и Twist (скрутить), единственным выбором является вращение гизмо. Во многих случаях ориентация модели не является удачной в смысле направления, в котором требуется применить модификатор. Такая модель показана на рисунке 8.12. Пушка направлена к миру, но ствол наклонен. Пушка посредине показывает эффект применения модификатора в соответствии с осью по умолчанию, в то время как у ближней пушки гизмо Taper повернут для согласования с наклоном ствола.

Масштабирование гизмо

Масштабирование гизмо усиливает эффект модификатора. Выполнение однородного масштаба идентично увеличению мощности модификатора. Верхние два объекта на рисунке 8.13 показывают одинаковый конечный результат - первый после масштабирования гизмо и второй после увеличения мощности модификатора.

Однако применение к гизмо неоднородного масштаба приводит к совершенно отличным результатам. Два нижних объекта показывают результаты применения к гизмо неоднородных масштабов. Этот эффект нельзя продублировать ни регулировкой мощности, ни размещением центра.

СОВЕТ

При использовании пределов модификаторов максимальный или минимальный эффект модификатора может оказаться недостаточно сильным или утонченным. Для усиления эффекта модификатора выполните масштабирование гизмо по отношению к его центру.

После масштабирования гизмо следует точно определить, насколько они были масштабированы и вдоль какой оси могут появиться сложности. Этот процесс может оказаться утомительным при сравнении похожих модификаторов. Transform Type-In не отображает текущего расположения гизмо, как это делается для случая объектов. Единственно возможным является использование Key Info из Track View. Key Info доступен только для ключей, а ключей не существует, если не выполняется анимация. Таким образом с трансформацией гизмо необходимо выполнить анимацию, чтобы получить возможность анализа его значений. Поскольку использовать трансформацию не очень общепринято, ниже предлагается быстрый метод добавления ключа в Track View и настройки абсолютного масштаба гизмо:

  1. При выбранном объекте войдите в Track View и найдите выбранный объект. В случае большой сцены щелкните на Filter (фильтр) и выполните Show Only Select Objects (показать только выбранные объекты).
  2. Выполните правый щелчок на имени объекта, а затем Expand Tracks (расширить дорожки).
  3. Введите Add Keys (добавить ключи), щелкнув на пиктограмме Add Keys и щелкните где-нибудь вдоль дорожки масштабирования гизмо для создания ключа.
  4. Выполните правый щелчок на новом ключе для вывода Key Info со значениями масштаба гизмо, как показано на рисунке 8.14.
    Добавление этого ключа не создает анимации. Она создана только одиночным ключом, поэтому интерполяция во времени с другими ключами не происходит.
  5. Можно регулировать значения масштаба и видеть в интерактивном режиме результаты в видовых окнах. По выбору отрегулированный ключ можно удалить, а значения останутся.

Использование пределов модификатора

Во многие модификаторы включена возможность ограничения места действия их эффекта с помощью параметров, называемых пределами. Они управляются параметрами Upper Limit (верхний предел) и Lower Limit (нижний предел) (иногда на них ссылаются как на From (от) и То (до)) и расположением центра гизмо. Пределы отличаются от модификации подобъекта, поскольку влияют на весь объект, но помещают свою деформацию в заданный диапазон.

Изогнутая соломинка является хорошим примером использования пределов. На рисунке 8.15 показаны несколько попыток изогнуть прямую соломинку (примитив Tybe). Первый изгиб, показанный слева, влияет на всю соломинку, что не требуется. Второй изгибает только верхнюю половину трубки (используется модификатор Volume Select (выбрать объем)), но не допускает прямой секции после изгиба. Третий пытается изогнуть среднюю часть соломинки (снова посредством модификатора Volume Select) и дает плохие результаты. Четвертый изгиб применяется ко всей соломинке (в точности как первый), но эффект локализован в определенных пределах для создания классической изогнутой соломинки.

Изгибание соломинки с использованием пределов

Modifier Limits (пределы модификатора) основаны на центре гизмо. Параметры Upper Limit и Lower Limit указывают расстояние от центра, на протяжении которого модификатор оказывает влияние. После этого расположение центра определяет, где вдоль оси имеет место ограниченный эффект. Поскольку пределы Upper и Lower основаны на центре, при его перемещении они "путешествуют" вместе с ним. Эта концепция хорошо видна при дублировании изгиба соломинки.

  1. Начните с создания цилиндра на плоскости подложки с радиусом приблизительно 5 единиц и высотой 100. Это ваша соломинка.
  2. Добавьте к соломинке модификатор Bend и задайте ему угол 90°. Поскольку точка вращения цилиндра находится на его основании, (оранжевый) гизмо изгибается дугой от основания для образования дуги 90°. Цилиндр пытается согласовать дугу гизмо, но ограничен количеством присвоенных ему сегментов высоты.
  3. Щелкните на стеке, выполните Cylinder (цилиндр) и увеличьте количество сегментов высоты по крайней мере до 50.
  4. Вернитесь к предыдущему модификатору Bend (не применяйте другой модификатор) и активизируйте флажок Limit Effect (эффект предела). Соломинка изгибается "горизонтально", поскольку расстояние Upper равно нулю и вся модификация изгиба происходит непосредственно в центре гизмо (который по умолчанию расположен в точке вращения).
  5. Перетаскивайте счетчик значения Upper Limit вверх до тех пор, пока не будет создан необходимый размер "локтя" (например, 30). Этот Upper Limit определяет размер изгиба от центра гизмо. Значения Upper Limit и Lower Limit фактически являются расстоянием от центра гизмо, измеренными в недеформированном состоянии. Если сделать угол Bend равным 0, линия гизмо, задаваемая Upper Limit, будет проходить на 30 единиц выше центра. Для расположения наклона вдоль соломинки необходимо переместить центр.
  6. Щелкните на Sub-Object и выберите Center из выпадающего списка.
  7. Щелкните на трансформации Move, в качестве системы координат выберите World и задайте ограничение по оси Z.
  8. Перемещайте Center вдоль длины соломинки до тех пор, пока наклон не будет помещен в необходимую точку (отметим, что блокировка выборки путем нажатия на пробел очень удобна при перемещении центров). Теперь соломинка должна быть похожа на левую часть рисунка 8.17. Теперь, когда центр был перемещен от основания внутри цилиндра, можно увидеть эффект использования Lower Limit.
  9. Перетаскивайте счетчик Lower Limit до тех пор, пока его значение не станет отрицательным эквивалентом Upper Limit (например, -30). Изгиб становится более "мягким" и кажется, что цилиндр "вырастает" из плоскости подложки (обратите внимание на центральную часть рисунка 8.17), поскольку угол изгиба 90° растягивается вдоль более длинной части соломинки. Угол изгиба по-прежнему равен 90°, просто изменяется центр изгиба.
  10. Увеличьте угол Bend до 180°. Локоть становится и-суставом, как показано на рисунке 8.17. Изгиб по-прежнему ограничен верхним и нижним пределами, но увеличенный угол изгиба возвращает верхнюю часть к изгибу в 90°, который был ранее.
  11. Теперь можно добавлять более ограниченные изгибы, чтобы превратить соломинку в трубки. Можно. всегда изменять направление и угол изгиба для создания очень сложных изгибов (см. рис. 8.18).

Модификаторы с пределами обычно оказывают влияние на весь объект. Влияние одного ограниченного модификатора может неблагоприятно сказаться на влияние другого, поскольку часто они перекрываются. Порядок применения модификаторов также имеет значение. В общем случае во избежание конфликтов ограниченные модификаторы следует "помещать в стек" вдоль длины объекта. При применении множества ограниченных модификаторов лучше всего применить самый дальний модификатор и работать "назад". Если точка вращения объекта находится в центре, вероятно придется работать с двумя "стеками" - модификато-рами Upper Limit выше точки вращения и модификаторами Lower Limit ниже точки вращения.

Несмотря на простоту в понимании, пределы модификаторов обеспечивают возможность, недоступную в большинстве других программ. Они также весьма эффективны в использовании. В терминах моделирования для эффекта необходимо отрегулировать только один модификатор, а не модификатор и предыдущий модификатор выборки Sub-Object.

Пределы модификаторов занимают в памяти не больше места, чем одиночный модификатор, и значительно меньше, чем модификатор Edit. И, в конце концов, в терминах размера файла модификаторы являются просто списком из нескольких параметров и требуют для хранения незначительного пространства. С другой стороны, каждый модификатор Edit значительно увеличивает размер файла.

Отличия между трансформациями и модификаторами

Как описывалось в главе 1, "Ключевые концепции 3D Studio MAX", конвейер геометрии вычисляет объекты путем первоначальной обработки их параметров создания, применения всех модификаторов в порядке, задаваемом стеком, накопления трансформаций (присвоенных с линейки инструментов), и, в конце концов, применения связей с исказителями пространства (модификаторов мирового пространства). Это означает, что трансформации всегда обрабатываются после применения всех модификаторов. Не имеет значения когда применять трансформацию в отношении истории объекта - трансформация всегда применяется последней. Результат не является проблемой при трансляции, вращении и однородном масштабировании, но может стать проблемой при неоднородном масштабировании.

Неоднородное масштабирование

При масштабировании объекта вокруг только одной или двух его осей, операция носит название неоднородного масштабирования (или для краткости nu-scale), поскольку все три оси имеет неодинаковый масштаб. Говорят, что объект "растягивается" или "сжимается" в одном или двух направлениях, в то время когда третье направление остается постоянным.

Применяя неоднородное масштабирование, следует соблюдать особую осторожность. Рисунок 8.19 демонстрирует существенные отличия при выполнении неоднородного масштабирования в качестве модификатора и в качестве трансформации. В обоих случаях масштабирование по оси Z выполняется перед изгибом. Удивительное искажение происходит из-за того, что трансформации всегда применяются в конце конвейера после всех модификаторов. Порядок применения трансформаций по отношению к модификаторам не имеет значения - трансформации всегда применяются после применения всего стека модификаторов.

Ошибочно думать, что эта операция трансформации как модификации является простой. После всего объект постоянно выглядит искаженным. На самом деле он не искажается. В компьютерной графике трансформации известны как аффинные операции. Такие операции можно применять к объекту снова и снова, но эффекты могут всегда оказаться обратными.

Команды, расположенные на линейке инструментов (Move (перемещать), Rotate (вращать), Uniform Scale (однородный масштаб), Non-Uniform Scale (неоднородный масштаб), Squash (расплющить) и даже Mirror (зеркально отобразить)), влияют на то, что известно как матрица трансформации объекта (или для краткости ТМ). Результаты этих команд хранятся в ТМ объекта в виде положения, вращения и ключей масштаба, если выполняется анимация. После того, как сделано соединение, посредством которого эти операции манипулируют теми же самыми девятью числами в ТМ, позже можно изменить результат любой операции на противоположный.

В то время, как трансформации являются аффинными операциями, модификаторы практически всегда являются неаффинными. Модификаторы обычно искажают объект и даже могут изменить топологию. Выполнение второй операции редко изменяет результат предыдущей операции на противоположный. 3DS МАХ затеняет отличия между аффинными и неаффинными операциями, разрешая регулировать параметры операции после ее применения и даже удалять ее из стека. Большинство программ моделирования не так снисходительны. После применения модификатор обычно оказывает значительное влияние на будущее объекта. 3DS МАХ обеспечивает роскошную возможность изменять свое решение для любой операции.

Использование XForm вместо трансформаций

Модификатор XForm используется для применения эффекта трансформации (перемещение, вращение или масштабирование) в качестве модификатора - это означает, что неоднородное масштабирование обрабатывается как модификатор, а не как трансформация на уровне объекта. Глава 9, "Моделирование при помощи форм", показывает, что этот модификатор часто используется как основной метод для анимации геометрии подобъектов.

Понятие модификатора XForm простое. Он создает гизмо, окружающее набор выборок, и немедленно выполняет переход в режим Sub-Object. Все регулировки модификатора XForm выполняются путем трансформирования гизмо.

XForm является интересным модификатором, поскольку кажется, что у него нет пользовательского интерфейса. Выпадающий Sub-Object содержит гизмо и центр гизмо. Других параметров обнаружить нельзя, поскольку XForm в управлении полностью опирается на инструменты трансформации в линейке инструментов. После всего XForm просто берет трансформации и делает их частью истории данных. Как и все модифи-каторы, XForm воздействует на объекты, к которым применяется, только тогда, когда является текущим в панели Modifier. Если режим Sub-Object активен, трансформации записываются на гизмо и ведут себя как модификаторы. Если режим Sub-Object не является активным, трансформации выполняются обычным образом. При первом применении XForm он немедленно входит в режим Sub-Object, поскольку предполагает, что настройки необходимо записать в стек.

После этого выполняется такое же воздействие, какое создает модификатор в пространстве объекта, и последующие трансформации на него не влияют - это важная идея. Существенно то, что если необходима трансформация для постоянного воздействия на модель, ее следует использовать совместно с XForm.

Использование осевых деформаций

Основные геометрические модификаторы Bend, Taper, Twist, Skew и Stretch создают то, что в компьютерной графике известно как осевые деформации. Каждый из этих модификаторов оказывает влияние на объекты вдоль их текущих осей. Поскольку при этом изменяется форма оси для последующих модификаторов, порядок применения осевых деформаций оказывает огромное влияние на результирующую геометрию.

Все осевые деформации имеют гизмо и центр, влияющие на их результаты. Гизмо можно считать модификацией, воплощенной в виде объекта. Как объект, оно имеет полную матрицу трансформации и его можно перемещать, вращать и масштабировать. Его ориентация определяет на какую ось объекта (во многих случаях вторичную ось) распространяется влияние. У осевых модификаторов часто определены переключатели X, Y, Z. Эти переключатели являются быстрыми средствами для переориентации гизмо, поскольку гизмо можно вращать для достижения одинаковой модификации.

СОВЕТ

В то время, как можно вращать гизмо для дублирования флажков осей X, Y, Z модификатора, масштаб опций осей ориентирует гизмо на экстенты объекта вдоль выбранной оси и быстро перестраивает центр. Это часто экономит время и возвращает гизмо с более подходящей формой, чем при вращении самого гизмо.

Центр является точкой вращения гизмо и используется для размещения центра тяжести эффекта модификатора. Перемещение центра во многом похоже на перемещение точки вращения объекта. В отличие от точки вращения центр определяет только одну точку и не имеет набора осей, которые можно вращать или масштабировать. Центр можно считать дочерним объектом гизмо, поскольку при перемещении гизмо центр также перемещается. Процесс использования осевых деформаторов и получения необходимых результатов часто выглядит следующим образом:

  1. Присвойте модификатор.
  2. Увеличьте верхнее значение в диалоге чтобы увидеть ориентацию и расположение модификатора (в этот момент величина значения не имеет? пока не будет получен необходимый результат).
  3. Если направление эффекта не подходит, выполняйте циклы по переключателям Axis для обнаружения правильного направления. И вновь, не очень беспокойтесь о конечном результате, поскольку определяется общее осевое направление модификатора.
  4. Если эффект выполняется в корректной плоскости, но в ошибочном направлении, необходимо отрегулировать параметр Direction (направление) или изменить знак первого параметра (например, положительный на отрицательный).
  5. Если в шагах 3 и 4 необходимое направление не достигается, следует вращать гизмо для определения правильной оси. Щелкните на Sub-Object, выберите Gizmo и поверните гизмо на 90° так, как это необходимо, вокруг модифицированной оси. Помните, что на это вращение влияет центр текущей трансформации: Use Pivot Center обеспечивает вращение вокруг центра гизмо (обычно наиболее подходящий выбор); Use Selection Center (использовать центр выборки) выполняет вращение вокруг центра модифицируемого объекта (если модифицируется только один объект); Use Transform Coordinate System Center (использовать центр координатной системы трансформации) выполняет вращение вокруг центра координатной системы трансформации.
  6. Если расположение эффекта некорректно, щелкните на Sub-Object, выберите Center и переместите центр гизмо в необходимое положение (чаще всего ограничив перемещение до одной из осей).

Расположение центра оказывает огромное влияние на результат модификатора. Это может привести к мысли, что нужно вращать гизмо, когда все, что необходимо сделать, - это переместить модификатор.

Использование изгиба

Модификатор Bend "вращает" вершины выборки вокруг точки по умолчанию и вдоль одной оси. Эффект очень похож на изгибание податливого материала на жестком цилиндре. Диаметр этого "цилиндра" изменяется по мере увеличения угла Bend и перемещения центра. Bend на 360° будет вращать объект до тех пор, пока тот не образует круг. Размер этого круга зависит от расположения центра гизмо, как показано на рисунке 8.20.

Из рисунка 8.21 видно, что в то время как перемещение центра гизмо удерживает форму гизмо прикрепленной к деформированному объекту, перемещение всего гизмо фактически размещает центр вращения изгиба. Этот рисунок показывает как перемещение центра влияет на воздействие изгиба вдоль трех осей.

Единственным важным параметром для Bend (и фактически для всех осевых деформаций) является ось, вокруг которой выполняется эффект. Если необходимый эффект происходит на плоскости осей модификатора, изгиб можно ориентировать при помощи выбора оси Bend и настройки угла Directional. Рисунок 8.22 демонстрирует, как три оси и настройки для них 90° размещают эффект изгиба.

При работе с одиночными объектами или множеством объектов посредством опции Use Pivot Points Bend располагает центр своего гизмо в точке вращения объекта. При работе с обобщенной выборкой объектов или подобъектов центр располагается в центре тяжести ограничивающей рамки выборки. На рисунке 8.23 показан эффект расположения центра Bend на различных расстояниях и вдоль различных осей.

3DS МАХ значительно увеличил полезность Bend. Теперь с дополнительной возможностью анимации и установки ограничений эффекта Bend может определять объекты, которые ранее могли быть получены только через лофтинг. На рисунке 8.24 показаны некоторые возможности моделирования с помощью пределов Bend.

Использование Taper

Модификатор Taper (свести на конус) является параллелью Bend, будучи весьма гибким и всецелевым инструментом. Taper основывает свой эффект на центре гизмо с противоположным масштабированием, которое выполняется всегда выше и ниже центра. Центр работает как устойчивое место, в котором масштабирование не выполняется. Опция Curve в Тарег позволяет задавать выпуклости и вогнутости для того, что иначе было бы прямым конусом. На рисунке 8.25 показано успешное использование модификатора Тарег. На рисунке 8.26 показан эффект от расположения центра Тарег на трех осях.

Тарег является уникальным среди базовых модификаторов, поскольку предоставляет опцию для сведения на конус вдоль любой комбинации осей. Эффект таких комбинаций демонстрируется на рисунке 8.27. Этот рисунок также показывает эффект опции Symmetry, которая центрирует и выполняет зеркальное отображение вокруг оси процедуры сведения на конус. Отметим, что поскольку точка вращения Teapot расположена на его основании, изменение опции Symmetry для основной оси Z не оказывает эффекта.

Команда Тарег становится особенно полезной при использовании вместе с пределами. На рисунке 8.28 показан пример того, что можно создать посредством ограниченных конусов. Отметим, что стек истории включает только Тарег и не содержит модификаторов EditMesh или VolSelect. Поэтому модель является достаточно эффективной. Поскольку все модификаторы применялись на уровне объекта, можно свободно модифицировать любой из параметров Tube без неблагоприятного влияния на модель, что разрешает регулировать сегментацию в любое время. После этого в сцену легко включать модели с различной сложностью.

Использование Skew

Модификатор Skew (перекос) является в меньшей степени осевым модификатором, но создает больший эффект масштабирования. Skew масштабирует выборку в противоположных направлениях на основе расположения центра гизмо. Центр работает как стабильное место, в котором перекос не происходит (рис. 8.29).

Skew влияет на геометрию выборки при помощи "растяжения" или "скольжения" вдоль одной из осей мест расположения вершин каркаса. Направление перекоса определяется параметром Direction и выбранной осью. Если центр гизмо находится в середине выборки, объект перекашивается в обеих направлениях (см. рис. 8.30).

Для ограничения Skew так, чтобы расширялась только одна сторона, центр гизмо следует поместить на край стороны, которая должна остаться стабильной. Размещение центра позволяет придавать больший "вес" одной или другой стороне. На рисунке 8.31 показано применение Skew с пределами. Поскольку Skew выполняет масштабирование или уплощение выборки, его можно считать настоль же полезным, как и другие осевые деформации.

Использование Twist

Модификатор Twist (скручивание) по существу берет ось и создает спиральный винт или штопор. Подобный эффект получается, когда в вашей руке висит веревка, а вы начинаете быстро вращать кисть. На рисунке 8.32 показано использование нескольких скручивании на одном и том же объекте.

Влияние Twist достаточно сильно зависит от расположения центра гизмо. Если этот центр находится на объекте. Twist создает геометрические спирали, во многом похожие на столб с белой и красной спиралями (вывеска парикмахера) или на леденец в виде палочки. Если центр перемещается, геометрия скручивается для образования спирали. Цилиндры на рисунке 8.33 показывают эффект расположения центра гизмо в центре объекта и со смещением. Расположение гизмо вдоль оси, на которую производится воздействие, управляет вращением Twist. На рисунке 8.33 показано, что при снижении центра скручивание вращает объект (два ряда чайников имеют одинаковое расположение центра гизмо).

Использование Twist с пределами содержит большой потенциал. Декоративные изделия из железа, скрученный провод и, как показывает рисунок 8.34, даже ювелирные изделия могут использовать ограниченные скручивания. При анимации символов для создания карикатурных результатов скручивание может ограничиваться только головкой и шейкой.

Использование Stretch

Модификатор Stretch (растягивание) был добавлен в версии 1.1 для завершения осевых деформаций. Во многом он является пересечением между трансформацией Squash и модификатором Taper. Squash - это неоднородное масштабирование одной оси вверх, а двух других - вниз. Stretch оказывает тот же эффект за исключением того, что он создает кривую на растянутой оси аналогично опции Curve из Taper. На рисунке 8.35 показано, что эффект Stretch имеет ограниченный характер.

Расположение центра гизмо Stretch влияет на сторону, на которой происходит эффект. Обычно требуется, чтобы центр гизмо располагался на объекте, а рисунок 8.35 показывает как смещение центра создает интересные эффекты, придавая деформации вес и характерные особенности.

Хотя Stretch используется в основном в качестве инструмента анимации, потенциально его можно применять при моделировании при условии установки пределов. На рисунке 8.37 показано как можно превратить простую Tube в сложную вазу путем нескольких растяжений. Stretch следует использовать подобным образом, понимания, что одна ось будет масштабироваться за пределами текущей геометрии.

ГЛАВА 9

ГЛАВА 9

Моделирование при помощи форм

Инструменты формы в 3D Studio MAX включают в себя такие объекты, как Lines (линии), Circles (окружности) и Rectangles (прямоугольники). Их названия говорят о том, что они скорее принадлежат к рисованию, чем к трехмерному моделированию и анимационным продуктам. Как же формы погружаются в схему трехмерного моделирования ? В 3DS МАХ объекты форм создаются в качестве исходной геометрии для построения других объектов. Можно создавать формы, образующие основу других объектов, во многом подобно тому, как художник натягивает холст на раму или как скульптор создает проволочную арматуру для удержания глины. Поскольку 3DS МАХ также является инструментом анимации, можно создавать формы, управляющие движением.

В этой главе рассматриваются общие вопросы создания форм и вводятся некоторые методы трехмерного моделирования, основанные на формах. В частности, внимание акцентируется:

  • Что такое формы и термины, используемые для их описания
  • Исследование того, как принятые при создании форм решения могут повлиять на сложность и эффективность сцены
  • Создание и редактирование объектов форм
  • Применение модификаторов к объектам форм
  • Специальные методы для использования объектов форм в качестве инструментов обеспечения точности

Конечно, начинать следует с создания объектов форм.

Создание объектов форм

Создавайте объекты форм путем щелчка на категории Shapes (формы) в панели Create и последующего щелчка на кнопке формы в свитке Object Type (см. рис. 9.1). Для завершения формы выполните перетаскивание в видовом окне и установите параметры формы. В последующих разделах поясняются способы создания форм и что означают параметры формы.

Перед созданием и редактированием форм полезно иметь основные понятия о терминологии, применяемой для форм. Ниже приведен список терминологии для форм, используемой в 3DS МАХ. Рисунок 9.2 демонстрирует эти термины.

  • Вершины. Точки на любом из концов сегментов сплайна. Свойства вершины определяют, является ли вершина углом, гладкой вершиной или имеет тип Безье. Вершины являются подобъектами формы.
  • Касательные ручки. Вершины формы с установленным типом вершины Безье отображают касательные ручки. Перетаскивайте касательные ручки для управления кривизной сегмента сплайна по мере того, как он входит в вершину и покидает ее. Касательные ручки являются свойствами вершины.
  • сегменты. Часть сплайна между двумя вершинами. Кривизна сегментов сплайна управляется за счет изменения свойств вершины на любом конце сегмента или изменения свойств самого сегмента. Свойства сегмента устанавливаются для определения того, является ли сегмент линией или кривой. Сегменты являются подобъектами формы.
  • шаги. Количество делений сегмента, используемое для представления кривой. Если формы применяются для создания геометрии, кривые в форме необходимо преобразовать в треугольные грани. Установка шага определяет количество генерируемых формой ребер грани или элементов. Большие значения шага определяют гладкие кривые, генерирующие много граней. Шаги являются параметром формы.
  • сплайны. Совокупность соединенных сегментов. Сплайны являются типом гладкой настраиваемой кривой, а в 3DS МАХ входят опции для вставки углов и определения линейных сегментов. Сплайны являются подобъектами формы.
  • формы. Совокупность сплайнов определяет объект формы. Ограничения на количество и тип сплайнов изменяются в зависимости от предполагаемого использования формы. Формы являются поименованными объектами.
  • пути. Термин, применяемый для описания формы. Путь неизменно определяет форму, содержащую одиночный сплайн, используемый как след чего-то. Примерами могут служить пути Loft (лофтинг), пути Path Controller (контроллер пути) и пути Path Deform (деформация пути). Помните, что когда бы 3DS МАХ не ссылался на путь, на самом деле описывается форма с одиночным сплайном.

Создание линий

Щелкните на кнопке Line в панели Create для создания наиболее общего типа формы. В создание линий входит не только выбор точек на экране. Необходимо помнить ряд характеристик:

  • Все сегменты, созданные по одной команде Line, являются частью одного и того же сплайна и одной и той же формы. Если необходимо создать отдельные сегменты линии, следует выполнить правый щелчок для завершения первой команды Line и щелкнуть в видовом окне для начала другой линии.
  • Можно создавать плоские линии на плоскости конструкции при помощи щелчка в видовом окне или в полном трехмерном пространстве. Если используется 3D Snap (3D-фиксация) или Keyboard Entry (ввод с клавиатуры) также можно изменять значение Z вершин сплайна.
  • Линии могут быть прямыми или искривленными в зависимости от выборов Creation Method (метод создания) и независимо от того, выполняется щелчок или перетаскивание при создании вершин.

Методы создания линий

Выборы, выполняемые в свитке Creation Method (метод создания), критичны для управления первоначальными свойствами линий. Выберите опции для управления типом вершины, которая получится посредством щелчка или перетаскивания при создании линий. На рисунке 9.3 показаны два типа Creation Method и поддерживаемые ими типы вершин.

  • Начальный тип (Initial Type). Эти опции фактически следует называть Click Type (тип щелчка), поскольку они устанавливают тип вершины при щелчке. Тип по умолчанию - это Corner (угол). Вершины угла создают сегменты, которые являются линейными по мере того, как они входят в вершину и покидают ее.
    Гладкие вершины (smooth vertices) создают кривую через вершину, в которой кривизна одинакова по обеим сторонам от вершины. Касательная к гладкой вершине всегда параллельна линии, нарисованной между двумя вершинами по обеим сторонам от гладкой вершины.
  • Тип перетаскивания (Drag Type). Эти опции устанавливают тип вершины, создаваемой при перетаскивании. В доступные варианты входят Corner, Smooth (очень похожие на находящиеся в Initial Type) и Bezier. Во всех случаях вершина помещается в то место, где первоначально нажимается мышь. Перетаскивание возбуждает выбранный для вершины тип перетаскивания. Направление и расстояние перетаскивания имеют значение только для случая, если тип перетаскивания установлен в Bezier.
    Направление перетаскивания определяет касательную к кривой, когда она проходит через вершину. Расстояние перетаскивания устанавливает значение кривой на вершине.

Интерактивное создание

Наиболее общим методом создания линий является интерактивный щелчок в видовом окне. На интерактивное создание линии распространяются следующие правила:

  • Создание линии может выполняться только в одном видовом окне. После начала создания линии видовые окна переключать нельзя. Для завершения команды следует выполнить правый щелчок перед возможностью переключения на другое видовое окно.
  • Тип вершины устанавливается по опциям в свитке Creation Method. Соблюдайте осторожность при использовании типа перетаскивания Безье. Редко (если вообще когда-нибудь) необходимо перетаскивать первую вершину линии. Можно также обнаружить, что проще создать все вершины и затем использовать Edit Spline (отредактировать сплайн) для преобразования их в настраиваемые вершины Безье.
  • Линии лежат на текущей плоскости конструкции до тех пор, пока 3D Snap не будет активной. При активной 3D Snap вершины линии фиксируются на ребрах и вершинах других объектов в 3D-npo-странстве.
  • Независимо от того, как создается линия, локальная система координат помещается и выравнивается с текущей плоскостью конструкции.

Создание через клавиатуру

Другим методом создания линий является использование характеристик свитка Keyboard Entry (рис. 9.4). Введите координаты X, Y и Z и затем щелкните на Add Point (добавить точку) для каждой вершины линии. После завершения щелкните на Close для соединения последней вершины с первой после чего линия замыкается, либо щелкните на Finish, чтобы линия осталась открытой.

На создание линий с помощью Keyboard Entry распространяются следующие правила:

  • Все вершины используют опцию Initial Туре (щелчок) в свитке Creation Method.
  • Локальная система координат размещается на текущей плоскости конструкции и выравнивается с ней.
  • Все сегменты линии невидимы до тех пор, пока не будет произведен щелчок на Close или Finish.

Последнее правило усложняет рисование точных линий через Keyboard Entry. К счастью, будущий выпуск будет отображать каждый сегмент линии по мере ее создания.

Создание параметрических форм

Оставшиеся формы являются параметрическими объектами. Расположения вершин и типы устанавливаются параметрами в панели Create. Формы в дальнейшем могут различаться в соответствии с методами их создания. За двумя исключениями формы создаются при помощи определения либо их радиуса, либо прямоугольника. Упомянутыми исключениями являются дуги и текст.

Создавайте большинство вершин путем первоначального перетаскивания радиуса. К формам, использующим подобный метод, относятся пончик (тор), круг, спираль, NGon (N-угольник) и звезда. Для этих форм применяется следующая технология создания:

  1. Выберите Creation Method. Выберите либо Edge (ребро) для определения через диаметр, либо Center (центр) для определения посредством радиуса.
  2. Выполните перетаскивание в видовом окне для определения расположения формы и Radius 1.
  3. При необходимости щелкните в видовом окне для определения остальных параметров. Пончик (donut) и звезда (star): щелкните для установки Radius 2. Спираль (helix): щелкните для установки Height (высота). Щелкните еще раз для установки Radius 2.
  4. Установите остальные параметры в свитке Parameters (параметры).

Прямоугольники и эллипсы создаются путем перетаскивания диагонали прямоугольника. Для этих форм применяется следующая технология создания:

  1. Выберите Creation Method. Выберите либо Edge для определения от угла к углу, либо Center для определения от центра к углу.
  2. Выполните перетаскивание в видовом окне для определения расположения формы и диагонали прямоугольника, которая определяет Length и Width (длину и ширину).
  3. Установите любые остальные параметры в свитке Parameters.

Создание кругов и N-угольников

Создавайте круги и N-угольники при помощи перетаскивания одного радиуса. Круги для определения всегда используют четыре вершины.

Используйте параметры сторон для N-угольников для изменения количества вершин и сторон. Используйте NGons с отмеченной опцией Circular каждый раз, когда необходим круг с числом вершин более четырех, как показано на рисунке 9.5.

Создание пончиков и звезд

Создавайте пончики и звезды при помощи перетаскивания сначала радиуса и последующего щелчка для определения второго радиуса. Звезды имеет два дополнительных параметра, которые используются для установки количества точек в звезде и значения искажения.

Параметр искажения (Distortion) для звезды вращает вершины с Radius 2 вокруг локальной оси Z звезды. Положительные значения вращают вершины против часовой стрелки, а отрицательные значения - по часовой стрелке (см. рис. 9.6).

Создание прямоугольников и эллипсов

Создавайте прямоугольники и эллипсы путем перетаскивания диагонали. Диагональ определяет параметры Length и Width, используемые прямоугольником или эллипсом.

Нажимая Ctrl во время перетаскивания при создании квадратного прямоугольника или кругового эллипса накладываются ограничения. Зачем необходимо создавать круговой эллипс, когда можно ограничиться созданием круга? Если необходимо выполнить анимацию из круга в эллипс, начинайте с эллипса, созданного при помощи клавиши Ctrl.

Создание дуг

Способ, в соответствие с которым создаются дуги, в значительной степени зависит от выбора Creation Method. Дугу можно определить с использованием двух методов:

  • Центр-конец-конец (Center-End-End). Это наиболее знакомый метод, применяемый когда необходимо попасть точно в центр и начальную точку. Расположение второй конечной точки точно предсказать нельзя, поскольку она является функцией радиуса дуги. Для создания дуги Center-End-End выполните перетаскивание для определения центра дуги (кнопка мыши нажата), радиуса и начальной точки (кнопка мыши отпущена). Щелкните для определения второй конечной точки.
  • Конец-конец-середина (End-End-Middle). Используйте такой метод, если необходимо, чтобы дуга попадала точно в две конечные точки. Для создания дуги End-End-Middle применяется следующий метод: Для создания дуги End-End-Middle выполните перетаскивание для определения первой конечной точки (кнопка мыши нажата) и второй конечной точки (кнопка мыши отпущена). Щелкните для определения радиуса дуги.

Какой бы метод не использовался, параметры дуги хранятся в виде радиуса, угла From (от) и угла То (до). Фиксируется только центральная точка дуги. Изменение любого из трех параметров вызывает перемещение конечных точек дуги.

Создание спиралей

Спираль (helix) создается путем перетаскивания сначала радиуса, затем щелчка для установки высоты спирали и второго щелчка для установки радиуса. После этого можно установить еще три других параметра - Turns (повороты), Bias (смещение) и направление поворота. Спираль весьма полезна в качестве пути лофтинга для создания объектов, подобных штопорам, искривленным лестничным перилам и нагревательным элементам. Для создания спирали используется следующий метод:

  1. Выполните перетаскивание для определения центра, радиуса и начальной точки. Начальная точка всегда расположена в положительном направлении Х от центра спирали на плоскости конструкции.
  2. Щелкните для установки расстояния по оси Z от плоскости конструкции для определения конечной точки спирали.
  3. Щелкните снова с целью определения радиуса для конечной точки спирали.

После создания основной спирали можно установить следующие параметры:

  • повороты. Устанавливает количество оборотов на 360°, которые требуется выполнить от начальной до конечной точки.
  • смещение. Устанавливает, где происходит поворот по отношению к высоте спирали. Значение по умолчанию 0.0 распределяет повороты равномерно от начала до конца. Положительные значения перемещают повороты ближе к конечной точке; отрицательные значения перемещают повороты ближе к начальной точке.
  • Опции CW/CCW. Устанавливают направление поворотов, когда последние покидают начальную точку. CW = по часовой стрелке; CCW = против часовой стрелки.

Рисунок 9.7 демонстрирует простую спираль, параметры которой показаны слева. Спирали справа показывают, чего можно достигнуть за счет изменения параметров спирали.

Создание текста

Текст является простейшей создаваемой формой. Щелкните в любом видовом окне и текст будет помещен на текущую плоскость конструкции. Чтобы увидеть текст, можно также выполнить перетаскивание при перемещении курсора в пределах видового окна; текст помещается каждый раз при отпускании кнопки мыши. После этого для изменения шрифта, стиля, размера и отображаемой строки текста необходимо установить параметры следующим образом:

  • шрифт. 3DS МАХ может использовать любой шрифт True Type, установленный в Windows NT, и любой шрифт Adobe Type I PostScript, который необходимо поместить в каталог 3dsmax\fonts. Щелкните на списке шрифтов для выбора любого имеющегося шрифта.
  • стиль. Щелчок на двух кнопках, расположенных ниже списка шрифтов, переключает использование курсива и подчеркнутого текста. Если необходим жирный шрифт, следует выбрать его.
  • размер. Устанавливает высоту текста. Установка высоты текста может показаться вначале несколько витиеватой, поскольку для вычисления высоты 3DS МАХ использует полную высоту шрифта из файла шрифтов. Большинство коммерческих шрифтов по умолчанию определяют высоту как расстояние от верхушки верхнего выносного элемента до низа нижнего выносного элемента плюс междустрочие (или заплечик литеры), как показано на рисунке 9.8.

Из-за способа определения высоты шрифта строка текста никогда не заполняет полностью указанный размер. Со значением Size (размер) следует экспериментировать до тех пор, пока строка текста не будет иметь необходимой высоты. После нахождения подходящей высоты весь текст, созданный с использованием одного и того же шрифта и размера, будет иметь одинаковую высоту букв.

Введите текст, который необходимо поместить в сцену 3DS МАХ. Хотя поле текста имеет по высоте множество строк, набрать можно только одну строку текста. Если вводимый текст оказывается длиннее ширины текстового поля, он прокручивается влево.

Можно также вставить текст из буфера обмена Windows с учетом следующих ограничений:

  • Шрифт, размер и стиль текста из буфера обмена игнорируются. 3DS МАХ использует текущий шрифт, стиль и размер из свитка Parameters.
  • Из буфера обмена считывается только первая полная строка текста; 3DS МАХ игнорирует весь текст, следующий после разрыва первой строки.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Можно создать текст с пустой строкой (в текстовом поле нет текста). При этом получается невидимая точка вращения, которую можно выбрать только в том случае, если она попадает внутрь выборки области или при выборе ее по имени. Перед выполнением щелчка в видовом окне следует убедиться в том, что текстовое поле что-то содержит.

Текст в 3DS МАХ обладает интересной двойственностью. Текст является параметрическим, поэтому можно вернуться назад и редактировать его как текст. Поскольку текст также является сплайном, его можно редактировать как геометрию. Подобная двойственность текстовых объектов предоставляет лучший из двух миров. Приведенный ниже пример показывает как редактировать и трансформировать текстовые объекты для создания выровненного параграфа.

Никто не ошибется в случае применения 3DS МАХ в качестве текстового процессора, но в некоторых задачах анимации может потребоваться создание нескольких строк текста с определенным выравниванием. Например, необходимо создать логотип или знак, содержащий несколько строк текста. Данный пример использует Array и Align для расположения трех строк выровненного влево текста для магазина с названием Cameron's Camera Shop:

  1. Создайте первую строку текста.
  2. Щелкните на Text в категории Shapes панели Create.
  3. Выберите шрифт, оставьте значение 100 для Height и в поле текста наберите Cameron's.
  4. Выполните перетаскивание в видовое окно Front для размещения текста. Требуется три строки текста, но вручную трудно разместить текст и получить равномерный интервал между строками. Для быстрого создания последующих строк используйте инструмент Array.
  5. Выберите текстовый объект и Local в качестве опорной системы координат.
  6. Щелкните на Array в линейке инструментов.
  7. Щелкните на Reset (сброс) в диалоге Array.
  8. Установите поле Move Y (переместить по Y) в значение -90.0 и установите Total In Array (итог массива) в значение 3.
  9. Щелкните на ОК.

Предыдущие шаги создают три строки текста с интервалом 90.0 единиц, как показано на рисунке 9.9. Размер текста обычно является хорошим начальным значением для интервала Array. От этого начального значения можно выполнять регулировку вверх и вниз. Для большинства шрифтов может потребоваться уменьшение интервала, в особенности, если текст имеет всего несколько нижних выносных элементов, как в случае с Cameron's Camera Shop.

Организация массива из первой строки текста является самым быстрым методом расположения множества строк текста. Затем следует отредактировать новые строки через панель Modify (модифицировать).

  1. Выберите среднюю строку текста.
  2. В панели Modify измените поле текста из Cameron's на Camera.
  3. Выберите нижнюю строку текста и измените ее на Shop.

Если необходимо выравнивание по центру, на этом можно завершить. 3DS МАХ помещает точку вращения текста в центр строки текста, что по умолчанию обеспечивает текст, выровненный по центру. Для выравнивания влево и вправо используйте команду Align.

  1. Выберите две нижние строки текста и Local в качестве опорной системы координат.
  2. Щелкните на Align в линейке инструментов и затем щелкните на верхней строке текста.
  3. Отметьте флажок Х Position (положение X).
  4. Выберите Minimum для объектов Current (текущий) и Target (целевой).
  5. Щелкните на ОК.

Теперь текст выровнен влево, а первая строка расположена так, как показано на рисунке 9.10. Комбинация параметрического текста. Array и Align позволяет легко расположить множество строк выровненного текста для ЗD-знаков и логотипов.

Создание множества сплайнов в одной и той же форме

По определению пончики и текст содержат множество сплайнов в одной и той же форме. Такие формы называются составными формами. Форма пончика содержит два круговых сплайна; форма текста содержит по крайней мере по одному сплайну для каждой буквы, а ряд букв требуют множества сплайнов.

Создавайте составные формы с помощью снятия отметки с флажка, находящегося за кнопкой Start New Shape (см. рис. 9.11).

  • Когда флажок отмечен, кнопка Start New Shape всегда включена, и все, что создается, становится отдельным объектом формы.
  • Когда флажок сброшен, кнопка Start New Shape исчезает, и все, что создается, становится сплайном в одной большой составной форме.
  • Новую форму можно запустить вручную путем щелчка на кнопке Start New Shape.

К любой форме всегда можно вернуться и произвести добавление к ней чего-либо в соответствие со следующими методами:

  • Выберите объект формы и затем сбросьте флажок Start New Shape. После этого любые создаваемые формы добавляются к выбранной форме в виде сплайнов.
  • Примените к форме модификатор Edit Spline (отредактировать сплайн) и используйте Attach (присоединить) для добавления к выбранной форме других форм. Edit Spline рассматривается в разделе "Использование Edit Spline".

Кнопка Start New Shape обеспечивает быстроту и удобство, но Edit Spline предоставляет большее управление расположением сплайнов. Кроме того, при использовании кнопки Start New Shape не следует возвращаться назад и выполнять доступ к любым параметрам формы после ее создания. Посредством Edit Spline в составной форме можно сохранить по крайней мере один сплайн.

Понимание интерполяции формы

Все основные объекты формы содержат свиток параметров, помеченный Interpolation (интерполяция) (см. рис. 9.12). Этот свиток содержит три параметра, управляющие количеством шагов в каждом сегменте сплайна. Понимание и правильное использование параметров интерполяции критично для эффективного использования форм.

Как упоминалось ранее в этой главе, шаги являются делениями вдоль сегмента сплайна. Шаги управляют двумя свойствами формы: гладкостью кривых формы и количеством граней, генерируемых формой. В отношении гладкости кривых формы более высокие установки шага создают более гладкую кривую; в отношении количества граней, генерируемых формой, более высокие установки в шаге создают большее число граней.

Параметры интерполяции управляют количеством шагов в форме:

  • Steps (шаги). Введите в это поле значение для указания числа шагов для всех сплайновых сегментов в форме. Используйте параметр Steps для осуществления точного управления количеством генерируемых граней при использовании формы для создания трехмерной геометрии. Для использования поля Steps следует сбросить флажок Adaptive (адаптивный).
  • Optimize (оптимизировать). В случае отметки количество шагов уменьшается до 0 для всех линейных сплайновых сегментов в форме. Поскольку шаги используются для представления кривых, они не нужны для точного представления линейных сегментов, поэтому их можно удалить. Optimize следует оставить в качестве установки по умолчанию.
    Однако может потребоваться выключение Optimize, если планируется деформировать сплайн вдоль линейных сегментов. Теперь сегменты могут быть линейными, но если планируется их изгибание или скручивание, необходимо посредством оптимизации удалить дополнительные сегменты. Выключение Optimize может также потребоваться в случае планирования генерирования из формы целей Morf (морфинг). Все цели Morf должны иметь одинаковое количество вершин. Оптимизация удаляет сегменты формы, которые будут генерировать вершины каркаса для целей морфинга, что затрудняет генерацию целей морфинга из форм, содержащих плоские стороны, и других форм с искривленными сторонами.
    Для использования флажка Optimize флажок Adaptive необходимо сбросить.
  • adaptive. Автоматически вычисляет шаги для каждого сегмента сплайна в форме. Шаги устанавливаются так, что изменение угла от одного шага к другому не превышает 2 градусов. Линейные сегменты не принимают шагов. Используйте Adaptive, если необходимо видеть гладкие, точные сплайны, используемые в качестве путей движения или компонентов лофтинга. Adaptive не является хорошим выбором для сплайнов, используемых для генерации ЗО-геометрии с модификаторами, подобными Extrude или EditMesh. Гладкость адаптивного сплайна генерирует неэффективное количество граней.
    Отметка Adaptive запрещает параметры Steps и Optimize.

На рисунке 9.13 показаны три текстовых формы, использующие букву D, которые были преобразованы в каркас посредством модификатора EditMesh. Все три формы идентичны, за исключением их установок интерполяции. Ребра граней отображаются для подчеркивания различий.

Буква слева на рисунке 9.13 использует интерполяцию Adaptive. С большим трудом можно сказать, что одна буква более гладкая по сравнению с другими. Применение EditMesh создает объект каркаса, использующий 141 грань.

Буква посредине рисунка 9.13 также использует установку Steps в значение 1 с отмеченным Optimize. Применение EditMesh создает объект каркаса, использующий 38 граней. Средняя буква имеет на 73% меньше граней, чем буква слева.

Буква справа на рисунке 9.13 использует установку Steps в значение 1 и неотмеченный Optimize. Применение EditMesh создает объект каркаса, использующий 32 грани. Буква справа имеет на 16% граней меньше, чем средняя буква, и на 77% граней меньше буквы слева.

Большее количество граней занимает большее дисковое пространство, больший объем памяти и, что самое важное, дольше визуализируется. Для создания заданного качества изображения всегда нужно использовать наименьшее необходимое количество граней. В предыдущем примере можно воспользоваться установкой Adaptive, если планируется перемещать камеру на букву и вокруг нее. Однако для большинства ситуаций использование установки Steps и Optimize является наилучшим выбором.

Использование Edit Spline

Используйте модификатор Edit Spline для редактирования и трансформаций подобъектов форм (да, но фактически это модификатор Edit Shape). Последующая информация об Edit Spline сфокусирована на основных методах моделирования форм.

Для применения Edit Spline к форме следует выбрать объект формы. Затем щелкните на Edit Spline в панели Modify. В следующих четырех разделах описываются методы, общие для всех уровней редактирования сплайновых подобъектов.

Работа с подобъектами формы

Терминология для форм и определения подобъектов формы были представлены в начале этой главы. С помощью модификатора Edit Spline можно выбирать следующие подобъекты формы:

  • вершины. Самый нижний уровень подобъектов формы. Вершины переносят информацию о кривых Безье. Работа с вершинами является единственным способом получения полного управления над кривыми форм.
  • сегменты. Средний уровень подобъектов формы. Существует несколько инструментов редактирования сегментов, и многие методы редактирования сегментов просто удобны для работы с вершинами.
  • сплайны. Верхний уровень подобъектов формы. Многие формы содержат один сплайн, поэтому редактирование на уровне подобъекта сплайна может оказаться таким же, как и редактирование объекта, хотя это не тот случай. Все редактирование подобъекта происходит в пространстве объекта и не влияет на локальную систему координат и на трансформации объекта.

Выбирайте эти подобъекты формы путем щелчка на кнопке Sub-Object и выбора уровня подобъекта, на котором необходимо выполнить редактирование. После этого выберите подобъект посредством стандартных инструментов выборки.

Использование Undo в Edit Spline

Можно аннулировать любое действие, выполненное с помощью Edit Spline, до тех пор, пока не осуществляется доступ к другому модификатору. При выборе другого модификатора в Modifier Stack или в случае применения другого модификатора буфер Undo очищается. После этого единственный способ возврата к эффектам модификатора Edit Spline заключается в удалении модификатора из Modifier Stack.

Отсоединение подобъектов

Для создания новых объектов форм сегменты и сплайны можно отсоединять от форм. При отсоединении выбранных подобъектов расположение и ориентация точки вращения первоначальной формы копируется для новой формы. На рисунке 9.14 сравнивается расположение точки вращения для первоначальной формы и для новой формы, созданной путем отсоединения нескольких сегментов первоначальной формы.

В обеих свитках Edit Segment и Edit Spline имеется кнопка Detach (отсоединить) с двумя опциями: Сору (скопировать) и Reorient (переориентировать).

В случае отмеченной опции Сору выбранный сегмент или сплайн не изменяется и копируется в новый объект формы. Этот метод полезен, если необходимо дублировать части формы в качестве начальной точки другой формы.

Если опция Copy не отмечается, выбранный сегмент или сплайн удаляется из формы для создания новой формы. Даже после отсоединения сегмента или сплайна модификатор Edit Spline сохраняет запись отсоединенных подобъектов. При использовании Undo удаляется новая форма, а первоначальная восстанавливается. Можно также восстановить вид первоначальной формы с помощью удаления модификатора Edit Spline из Modifier Stack. На новую форму, созданную путем отсоединения подобъектов, удаление модификатора Edit Spline влияния не оказывают.

При отмеченной опции Reorient отсоединенные объекты перемещаются и вращаются для выравнивания с текущей плоскостью конструкции (активная сетка). Точка вращения нового объекта располагается в начале координат плоскости конструкции, а оси точки вращения выравниваются с осями плоскости конструкции (рис. 9.15). Точка вращения для нового объекта копируется из точки вращения создания первоначальной формы.

Если опция Reorient не отмечена, новая форма с отсоединенными подобъектами сохраняет свое первоначальное расположение. Уловить различия между новой формой с отсоединенными подобъектами и первоначальной формой при отсутствии отметки переориентации может оказаться затруднительным. Намеком на отличия является то, что новая форма изменяет цвет и ее нельзя выбрать до тех пор, пока модификатор Edit Spline остается выбранным в Modifier Stack и режим Sub-Object является активным.

Нужно помнить о том, что новый объект формы, созданный при помощи операции отсоединения, не имеет базовых параметров. Новый объект представляет собой простой сплайн Безье, а не параметрическую форму. Поэтому для новой формы нельзя осуществить доступ к любому параметру интерполяции. Перед отсоединением любых подобъектов следует убедиться в том, что параметры интерполяции первоначальной формы установлены требуемым способом.

Удаление подобъектов

Любые подобъекты формы можно удалять путем их выбора и последующего щелчка на кнопке удаления или нажатия Del на клавиатуре. Кнопка удаления имеется в свитках Edit Vertex (отредактировать вершину), Edit Segment (отредактировать сегмент) и Edit Spline.

Аналогично отсоединению подобъектов модификатор Edit Spline хранит запись всех удаляемых подобъектов. Можно восстановить первоначальный вид формы при помощи удаления модификатора Edit Spline из Modifier Stack.

Трансформация подобъектов

Использование инструментов трансформации Move, Rotate и Scale такое же, как и использование их для полных объектов. Однако специализированные трансформации Mirror, Array и Align работают только на полных объектах.

Выбор центра трансформации под объекта и системы координат трансформации следует тем же правилам, что и при трансформации объектов, за исключением использования Pivot Point Center или локальной системы координат. Поведение подобъектов, использующих эти трансформации следующее:

  • Pivot Point Center Игнорируется для всех выборов систем координат подобъектов за исключением случая, когда трансформация вершин выполняется с локальной системой координат. Во всех остальных ситуациях Pivot Point Center - то же, что и центр Selection.
  • Локальная система координат Использует мировую систему координат и начало мировой системы координат в качестве центра трансформации за исключением случая трансформации вершин. По этой причине следует избегать использования локальной системы координат при трансформации сегментов и сплайнов подобъекта.

Минимизация системных накладных расходов, вызванных Edit Spline

Как упоминалось ранее. Edit Spline сохраняет запись о всех отсоединенных или удаленных подобъектах. Edit Spline также записывает каждое изменение для каждого подобъекта. Подобный метод записи приводит к тому, что модификаторы Edit Spline существуют повсюду в Modifier Stack, и является причиной, по которой Edit Spline можно удалить из стека и вернуть объект к предыдущему виду. Платой за такую гибкость является увеличение объема используемой памяти и дискового пространства.

Ниже перечислены общие методы применения Edit Spline:

  • Используйте Edit Spline только тогда, когда другие методы не работают. Если изменения собираются делать на уровне подобъекта сплайна, такой же результат часто можно достигнуть путем применения ко всей форме модификатора XForm или другого. При этом уменьшаются затраты памяти по сравнению с Edit Spline.
  • Каждый раз при изменении решения при редактировании посредством Edit Spline используйте Undo. Поскольку Edit Spline записывает каждое произведенное изменение, привычка сводить на нет незначительные изменения в окончательном результате занимает в памяти много места.
  • Разделяйте модификаторы Edit Spline, используемые для моделирования, и модификаторы Edit Spline, используемые для передачи выборок подобъектов вверх по стеку. Модификаторы Edit Spline, используемые для передачи выборок подобъектов вверх по стеку, используют меньший объем памяти и полезны при анимации форм.
  • Помещайте модификаторы Edit Spline, используемые для моделирования, вблизи от низа Modifier Stack и разрушайте их после завершения моделирования. Посредством Edit Spline нельзя выполнить анимацию сделанных изменений моделирования. После завершения моделирования статического вида формы с целью экономии памяти разрушайте модификаторы Edit Spline.

Приведенный ниже пример показывает сколько памяти используется при перемещении одной вершины несколько раз и демонстрирует возможности сохранения памяти посредством Undo:

  1. Примените к форме Edit Spline и сделайте три копии файла.
  2. Оставьте один файл таким, чтобы Edit Spline не содержал результатов редактирования.
  3. Откройте второй файл, выберите вершину, несколько раз переместите ее и несколько раз перетащите ручки вершины. Сохраните файл.
  4. Откройте третий файл, выполните такое же редактирование и между каждым изменением используйте Undo. Последнее перемещение должно поместить вершину примерно в такое же место, что и последнее перемещение в предыдущем файле. Сохраните файл.
  5. Проанализируйте размеры файлов и отметьте различия. В одном случае третий файл (с использованием Undo) был больше неотредактированного файла всего на 1.5 KB в то время, как второй файл (без Undo) был больше на 9.7 KB. А это увеличение на 546 процентов!

Edit Spline является мощным инструментом, но его следует применять с осторожностью. Планируйте шаги, в которых будет использоваться Edit Spline. Регулярно используйте Undo. Разрушайте модификатор по завершению моделирования. Использование такой методики может значительно сэкономить память и улучшить общую производительность 3DS МАХ.

Редактирование на уровне объекта

Если выключить режим Sub-Object модификатора Edit Spline, две его характеристики можно использовать на уровне объекта. Эти характеристики находятся в свитке Edit Object, как показано на рисунке 9.16. Использование Attach Attach (присоединить) используется для добавления к выбранной форме других форм посредством модификатора Edit Spline. При использовании Attach запомните следующие важные моменты:

  • Присоединенную форму нельзя рассматривать как отдельный объект. Это означает, что присоединенная форма разрушается в простой сплайн Безье.
  • Больше нельзя выполнять доступ к базовым параметрам присоединенной формы или к любым моди-фикаторам, которые находились в Modifier Stack присоединенной формы.
  • Если флажок Reorient не отмечен, присоединенная форма остается там, где она находится, но становится частью выбранной формы.
  • Если флажок Reorient отмечен, присоединенная форма перемещается и вращается так, чтобы предыдущая точка вращения и локальная система координат совпали с положением и ориентацией точки вращения выбранной формы.

Использование Create Line

Щелкните на кнопке Create Line (создать линию), чтобы начать рисование линий на текущей плоскости конструкции. Считается, что любые вновь создаваемые линии должны быть частью выбранного сплайна. Поскольку новые линии являются частью выбранного сплайна, такой метод является удобным прямым доступом для создания линии и последующего присоединения ее к форме.

Основным отличием между обычным инструментом Line и Create Line в Edit Shape является то, что при использовании Create Line управление над типом вершины создания отсутствует. При перетаскивании всегда создается вершина Безье, а при щелчке - вершина типа Corner.

Редактирование на уровне вершины

Первым уровнем Sub-Object в списке подобъектов Edit Spline является Vertex (вершина). Выбор уровня подобъекта Vertex отображает свиток Edit Vertex (отредактировать вершину) модификатора Edit Spline (см. рис. 9.17).

Работа со свойствами вершины

За счет установки свойств вершины можно управлять кривизной форм. Выберите несколько вершин и выполните правый щелчок на выборке для получения меню свойств Vertex. Существует четыре выбора - Comer, Smooth, Bezier и Bezier Comer (угол Безье) - для установки типа кривой вершины; три первых выбора можно считать опциями Creation Method инструмента Line. Существующие выборы описаны в списке далее и показаны на рисунке 9.18.

  • Угол (Corner). Создает сегменты, которые являются линейными, когда они входят в вершину и покидают ее.
  • Гладкая (Smooth). Создает проходящую через вершину кривую с одинаковой кривизной по обеим сторонам вершины. Касательная к гладкой вершине всегда параллельна линии, нарисованной между двумя вершинами по обе стороны гладкой вершины.
  • Безье (Bezier). Создает проходящую через вершину кривую с регулируемой касательной. Изменения в направлении касательной и величина (размер) кривой одинаково прикладываются по обеим сторонам вершины.
  • Угол Безье (Bezier Corner). Создает регулируемую проходящую через вершину кривую, которая может иметь острый угол. Направление касательной и размеры кривой можно устанавливать с каждой стороны вершины независимо.

СОВЕТ

Тип вершины можно легко преобразовывать. При преобразовании вершины Bezier Comer в вершину Bezier одна ручка перемещается для выравнивания с другой. Обычно необходимо обеспечить такое перемещение обеих ручек, при котором они будут находиться посредине между вершинами по обеим сторонам. Это является определением вершины Smooth. Если требуется выполнить преобразование из Bezier Corner в Bezier, сначала нужно выполнить преобразование в Smooth, а затем в Bezier. В результате обычно получается полезная вершина.

Как сделать вершину первой вершиной

Каждый сплайн внутри формы содержит первую вершину. Первая вершина используется для множества целей и в некоторых ситуациях может играть исключительно важную роль. Первую вершину можно использовать в качестве:

  • Начальной точки для сплайнов, используемых как пути, т.е. для путей Loft, контроллеров Path, Motion Trajectories (траектории движения) и исказителей пространства Path Deform (деформировать путь). Первоначальное состояние или начальная точка для этих характеристик устанавливается при помощи первой вершины.
  • Точки упорядочивания вершин для геометрии. Она имеет особенно важное значение для геометрии, генерируемой из множества форм или форм со множеством сплайнов. Первая вершина каждого сплайна используется в качестве начальной точки для конструирования каркаса. Интервал и регулярность сгенерированного каркаса часто можно улучшить путем выравнивания первых точек.

Для указания первой вершины сплайна выберите в нем одиночную вершину. Если сплайн замкнут, на нем можно выбрать любую вершину; если открыт (разомкнут), необходимо выбрать одну из конечных точек. Щелкните на Make First (сделать первой).

Вершина идентифицируется небольшой рамкой, нарисованной вокруг нее, как показано на рисунке 9.19.

Соединение вершин

Используйте кнопку Connect (соединить) для выполнения перетаскивания от одной вершины к другой, чтобы соединить их посредством сегмента. Обе вершины должны быть расположены на концах разомкнутого сплайна. Новый сегмент всегда оказывается линейным. Чтобы сегмент выглядел искривленным, необходимо изменить свойства вершины.

Добавление вершин

Добавление вершин к сплайну осуществляется по одному из трех методов:

  • Insert (вставить). Insert применяется для создания деталей или расширений существующего сплайна. Щелкните на Insert и затем на любом месте сегмента сплайна для вставки вершины в этот сегмент. При щелчке новая вершина остается присоединенной к курсору и ее можно перемещать в любое положение. Здесь доступны три опции. Первой опцией является щелчок для помещение вершины corner в ее текущее положение и вставки другой вершины после новой вершины. Для выполнения второй опции перетащите вершину Безье для помещения ее в текущее положение и вставьте другую вершину после новой вершины. Последняя опция заключается в выполнении правого щелчка (или нажатии Esc) для отмены текущей вставки вершины и выхода из операции вставки. В отличие от других режимов в 3DS МАХ из Insert нельзя выйти посредством нажатия другой кнопки. Для выхода из Insert необходимо выполнить правый щелчок или нажать Esc.
  • efine (уточнить). Используйте Refine для добавления дополнительных вершин к сплайну без изменения его формы. Щелкните на Refine, а затем в любом месте на сегменте сплайна для вставки в это место вершины Безье. Направление и размеры ручек Безье автоматически перенастраиваются с целью сохранения первоначальной формы кривой.
  • Break (разорвать). Используйте разрыв для разделения сегментов сплайна путем замены одной вершины двумя несоединенными в том же месте. Выберите вначале вершины и затем щелкните на Break. Каждая выбранная вершина заменяется двумя несоединенными вершинами того же типа.

Объединение вершин

Хотя свиток Edit Vertex содержит только одну кнопку Weld (объединить), для объединения вершин можно применять один из двух методов.

  • Щелкните на Move и перетащите одну конечную вершину на расстояние приблизительно пять пикселов от другой конечной вершины. По окончании перетаскивания всплывает диалог, запрашивающий о необходимости объединения совпадающих вершин. Подобный метод работает только при перетаскивании одних конечных вершин к другим. Результирующая вершина всегда является вершиной Ве-zier Corner за исключением случая, когда обе вершины первоначально имели тип Smooth; в этом случае результатом будет вершина с типом Smooth.
  • Выберите группу вершин, установите расстояние Weld Threshold (порог объединения) и щелкните на Weld. Выбранные вершины в пределах порога объединения, удовлетворяющие прочим ограничениям объединения, объединяются в одной усредненной точке.

При объединении вершин применяются следующие ограничения:

  • Конечные вершины можно объединять только с другими конечными вершинами.
  • Вершины в середине сплайна можно объединять только с другими вершинами в этом же сплайне.
  • Объединенные вершины в середине сплайна нельзя "перебросить" через вершину. Например, нельзя объединить каждую вторую вершину сплайна.

Трансформация вершин

Вершины и касательные ручки обеих типов вершин Безье можно трансформировать при помощи стандартных инструментов выборки и трансформации из линейки инструментов. Эти типы трансформаций являются статическими и с ними нельзя выполнить анимацию.

Как упоминалось ранее в этой главе, центры Pivot Point не работают при трансформации вершин ни в какой системе координат, кроме локальной. При других центрах координат центры Pivot Point ведут себя как центр Selection. При выборе локальной системы координат можно использовать только центры Pivot Point (можно выбрать другой тип центра, но тип ведет себя так, как центр Pivot Point). Трансформация вершин посредством локального центра координат трансформации весьма удобна при работе с касательными ручками вершин Безье.

ПРИМЕЧАНИЕ

Вершины сплайна не существуют сами по себе. Они всегда должны быть частью сплайна, включающего по крайней мере еще одну вершину. Из-за этого ограничения для копирования вершин метод Shift-Clone (сдвиг-клонирование) неприменим.

Трансформация ручек вершин Безье

При выборе вершин с типами Bezier или Bezier Corner видны касательные ручки Безье. Можно предположить, что путем манипуляций касательными ручками достигается полное управление направлением и кривизной сегмента.

  • Касательное направление Каждый сегмент является касательным к своей ручке в точке расположения вершины. Если обе ручки параллельны и образуют прямую линию, кривая гладко проходит через вершину. Если ни одна из двух ручек не образует прямой линии, кривая в месте расположения вершины содержит перегиб, или острую точку. На рисунке 9.20 показаны касательные ручки для гладкой кривой и для кривой с перегибами. Вершины Безье всегда гладкие, а касательные ручки образуют прямую линию. Вершины, в которых касательные ручки образуют перегиб, всегда являются вершинами типа Bezier Comer.
  • Степень кривизны Длина касательной ручки устанавливает размер (степень кривизны) соответствующего ей сегмента. Чем длиннее ручка, тем больше кривизна сегмента. На рисунке 9.20 показаны сегменты с длинными и короткими касательными ручками.
    Хотя это технически неверно, иногда полезно считать, что касательная ручка является радиусом дуги. Длинная касательная ручка создает дугу большого радиуса, когда сегмент покидает вершину. Экстремальное значение кривизны необходимо для изгиба сегмента назад вокруг направления на следующую вершину.

Наиболее общепринятый способ трансформации ручек вершин заключается в использовании инструмента Move. Для трансформации касательной ручки выполните перетаскивание зеленой рамки на конце ручки, а не перетаскивание самой вершины. Даже если выбрано множество вершин, каждый раз можно перетаскивать только одну касательную ручку. Перетаскивание касательной ручки работает следующим образом:

  • Для вершины типа Bezier перетаскивание одной ручки оказывает влияние на обе ручки.
  • Для вершины типа "Bezier Corner" каждую ручку можно перетаскивать по отдельности.
  • Перетаскивание параллельно направлению ручки изменяет степень кривизны ручки.
  • Перетаскивание перпендикулярно ручке вращает ручку вокруг вершины, изменяя направление каса тельной.
  • Нажатие Shift при перетаскивании преобразует вершину Bezier в вершину "Bezier Corner" так, что можно перетаскивать одну ручку.

Можно также перетаскивать ручки выборки вершин или блокировать вместе ручки "Bezier Corner" с помощью опций Lock Handles (заблокировать ручки) (см. рис. 9.21). Опции Lock Handles основаны на понятии порядка вершины. Каждый сплайн сохраняет вершины в порядке, начиная с назначенной первой вершины и завершая последней вершиной. Касательная ручка тогда идентифицируется как входная для ручки, указывающей назад на предыдущую вершину, и как выходная для ручки, указывающей вперед на следующую вершину. Посмотрев на них, трудно определить их различия, однако последние проявляются при использовании опции Alike в Lock Handles.

Опции блокировки Alike (одинаково) и All (все) ведут себя по разному в зависимости от того, выполняется ли работа с выборкой, состоящей из одной или множества вершин.

  • Lock Handles All (заблокировать все ручки) для одной вершины вызывает влияние на обе ручки вершины типа "Bezier Comer" при перетаскивании любой из них.
  • Lock Handles All для множества вершин вызывает то, что перетаскивание одной ручки оказывает влияние на все выбранные вершины.
  • Lock Handles Alike для одной вершины не имеет эффекта, поскольку у одной вершины есть две различных ручки - одна входящая, а другая выходящая.
  • Lock Handles Alike для множества вершин создает эффект, заключающийся в том, что перетаскивание входящей или выходящей ручки влияет на соответствующую ручку всех выбранных вершин. Это отличие заметно только в том случае, если выбранные вершины являются вершинами типа "Bezier Corner". Для вершин типа Безье перетаскивание любой ручки влияет на обе ручки.
  • Нажмите Shift при перетаскивании с опцией Lock Handles Alike для преобразования всех выбранных вершин в вершины типа "Bezier Corner".

Недостаток перетаскивания касательных ручек заключается в том, что трудно управлять перетаскиванием, если необходимо изменить одно свойство, подобное направлению. Удобным решением этой проблемы является вращение или масштабирование выборки вершин с использованием локальной системы координат трансформации.

  • Вращение вершины при использовании локальной системы координат трансформации поворачивает касательные ручки, оказывая влияния на степень кривизны кривой.
  • Масштабирование вершины при использовании локальной системы координат трансформации изменяет степень кривизны кривой, не изменяя направления касательной.

Анимация трансформаций вершины

Анимация недоступна непосредственно ни для одной характеристики модификатора Edit Spline. Однако анимацию эффекта трансформации вершин можно выполнить посредством передачи в Modifier Stack выбранных вершин модификаторам XForm или Linked XForm (связанный XForm). Выполнение анимации с трансформациями вершин производится по следующим шагам:

  1. Выберите вершины с помощью Edit Spline.
  2. Оставьте активной Sub-Object Vertex (вершина подобъекта) и щелкните на кнопке More в панели Modify.
  3. Выберите XForm из диалога Modifiers. Вокруг выбранных вершин появляется желтый прямоугольник. Это гизмо XForm.
  4. При активизированном Sub-Object Gizmo (гизмо подобъекта) для модификатора XForm включите кнопку Animate (выполнить анимацию) и перемещайте, вращайте или масштабируйте гизмо XForm.

При выполнении анимации с гизмо XForm оно переносит вместе с собой выбранные вершины. Этот же метод можно использовать для анимации эффекта трансформации касательных ручек вершины:

  1. Выберите посредством Edit Spline одну вершину. Если необходимо выполнить анимацию с касательными ручками нескольких вершин, повторяйте этот процесс для каждой вершины.
  2. Оставьте активной Sub-Object Vertex и щелкните на кнопке More в панели Modify.
  3. Выберите XForm из диалога Modifiers. Желтое гизмо XForm помещается вокруг одной вершины, что делает ее практически невидимой.
  4. При активном Sub-Object Gizmo для модификатора XForm щелкните на Lock Selection Set (заблокировать набор выборок) в середине Status Line (строка состояния) в нижней части окна 3DS МАХ. Эта выборка позволяет выполнять перетаскивание в любое место на экране для трансформации гизмо, а не перетаскивать само невероятно маленькое гизмо.
  5. Включите кнопку Animate и поворачивайте гизмо для выполнения анимации с направлением касательных ручек. Масштабируйте гизмо для выполнения анимации со степенью кривизны касательных ручек.

Редактирование на уровне сегмента

Следующим уровнем редактирования подобъекта в модификаторе Edit Spline является Segment (сегмент). Выбор Segment в уровне Sub-Object отображает свиток Edit Segment модификатора Edit Spline (см. рис. 9.22). Свиток Edit Segment содержит несколько больше опций, нежели свиток Edit Vertex.

Detach и Delete уже были описаны для всех уровней подобъекта в начале обсуждения Edit Spline. Остальные опции описываются в последующих разделах.

Разрыв сегментов

Кнопка Break (разорвать) обеспечивает эффект, подобный Break в свитке Edit Vertex, хотя применяется немного по-другому. Вместо разделения двух сегментов в выбранной вершине теперь можно разделять сегмент в любом его месте. После щелчка на Break щелкните в любом месте на сегменте для вставки двух несоединенных вершин в позицию, где выполняется щелчок.

Работа со свойствами сегмента

Имеется возможность управлять кривизной сегментов путем установки свойств сегмента. Выберите несколько сегментов и выполните правый щелчок на выборке для получения меню свойств сегмента. Доступны два выбора:

  • Curve (кривая). Выбор Curve необязательно вызывает искривление сегмента. Это свойство скорее заставляет сегмент следовать набору свойств для вершин на любом из концов сегмента. Если вершины являются угловыми, сегмент выглядит линейным; если гладкими или имеют тип Безье, сегмент выглядит искривленным. '
  • Line (линия). Выбор Line заставляет сегмент игнорировать свойства вершин и создавать прямую линию. Когда сегмент использует свойство Line, касательные ручки для вершин Безье на обоих концах отображают X, а не рамку. Х указывает на то, что касательная ручка сегментом игнорируется (рис. 9.23).

Использование свойства Line сегмента является удобным способом уплощения сегмента, не влияя на его кривизну на обеих концах. Подобный результат можно получить за счет преобразования вершин в вершины типа "Bezier Corner" и последующей настройки касательных ручек так, чтобы сделать сегмент линейным, однако такой процесс является достаточно трудоемким.

Трансформация сегментов

Сегменты можно трансформировать с помощью стандартных инструментов выборки и трансформации в линейке инструментов, включая метод Shift-Clone для создания копий сегмента. Эти типы трансформаций являются статическими и с ними нельзя выполнить анимацию.

Если требуется выполнить анимацию с эффектом трансформации сегмента, можно применить метод XForm, описанный ранее для вершин.

Как упоминалось ранее в этой главе, при трансформации сегментов в любой системе координат центры Pivot Point не работают. При выборе локальной системы координат происходит блокировка на мировую систему координат с центром в мировом начале координат.

Редактирование на уровне сплайнов

Заключительным уровнем подобъекта модификатора Edit Spline является Spline (сплайн). Выбор этого уровня отображает свиток Edit Spline (см. рис. 9.24).

Detach и Delete уже были описаны для всех уровней подобъекта в начале обсуждения Edit Spline.

Замыкание сплайнов

Эта простая команда рисует сегмент от последней вершины разомкнутого (открытого) сплайна обратно к первой. Выберите сплайн и щелкните на Close (закрыть).

Создание контуров для сплайнов

Создание контуров для сплайна является быстрым и удобным методом получения множества концентрических копий закрытого сплайна или получения версии с двойной линией открытого сплайна. Такие копии удобны, при создании контурного текста, полого логотипа или аналогичным форм. Характеристика Outline (контур) сначала может показаться мудреной, но после овладения ею можно заметить, что она обладает большой гибкостью.

Щелчок на кнопке Outline выполняет переход в режим создания контуров. До тех пор, пока эта кнопка активна, можно продолжать выбирать и создавать контуры для любого сплайна в форме. Для выхода из режима Outline щелкните на другой кнопке или выполните правый щелчок в активном видовом окне.

Флажок Center определяет то, как генерируется контур с расстояния контура.

  • Если этот флажок не отмечен, первоначальный сплайн остается, а контур помещается на расстояние Outline Width (ширина контура) от оригинала.
  • В случае отметки этого флажка первоначальный сплайн удаляется и два контура помещаются по обеим сторонам оригинала на половине расстояния Outline Width. После выбора сплайна для создания контура продолжайте работу в соответствии с одним из следующих методов:
  • Перетащите выбранный сплайн для определения места расположения контура. Контур появляется при перетаскивании. После завершения перетаскивания набросок помещается в требуемое место. При перетаскивании сплайна можно определить только положительную ширину контура - контур может перемещаться только в одном направлении, которое определяется порядком вершин в сплайне. Контуры для сплайнов, построенных по часовой стрелке, всегда перетаскиваются наружу от центра сплайна; контуры для сплайнов, построенных против часовой стрелки, всегда перемещаются внутрь к центру сплайна. Если направление перетаскивания контура не является желаемым, отмените операцию за счет выполнения правого щелчка и примените другой метод .
  • Перетаскивайте счетчик в поле Outline Width. Счетчик можно перетаскивать для определения как положительной, так и отрицательной ширины контура. При отпускании кнопки мыши контур помещается на это место, а значение счетчика сбрасывается в 0.0. При каждом щелчке на счетчике создается новый сплайн-контур.
  • Введите значение в поле Outline Width. После нажатия Enter создается контур и счетчик сбрасывается в 0.0.

Метод ввода с клавиатуры удобен при создании точных контуров и для генерации множества повторяющихся контуров. Например, представим, что требуется создать множество контуров буквы, причем каждый контур должен отстоять от предыдущего в точности на 5 единиц. Это выполняется посредством ввода с клавиатуры:

  1. Выберите сплайн, образующий букву.
  2. Щелкните на Outline.
  3. Снимите отметку с флажка Center.
  4. В поле Outline Width наберите 5, нажмите Enter, наберите 10, нажмите Enter, наберите 15, нажмите Enter.

Каждый раз после нажатие Enter создается контур, а поле Outline Width сбрасывается. Предыдущие шаги создают множество контуров с интервалом 5 единиц между каждой копией (см. рис. 9.25).

Булевы операции

Команда Boolean объединяет два исходных сплайна и всегда их удаляет в процессе создания булевого сплайна.

Перед выполнением булевой операции на сплайнах исходные сплайны должны удовлетворять следующим требованиям:

  • Сплайны должны быть частью одной и той же формы. Часто перед выполнением булевой операции на сплайнах приходится присоединять одну форму к другой.
  • Сплайны должны быть замкнуты.
  • Сплайны не должны пересекать сами себя.
  • Сплайны должны перекрываться. Сплайн, полностью заключенный внутрь другого сплайна, не считается перекрывающимся.

За исключением этих ограничений команда Boolean является очень простым и стабильным инструментом. На рисунке 9.26 показаны действительные и недействительные сплайны для булевых операций. Для выполнения булевой операции с двумя сплайнами:

  1. Выберите один сплайн.
  2. Щелкните на Boolean.
  3. Щелкните на типе булевой операции Union (объединение), Substaction (вычитание) или Intersection (пересечение).
  4. Щелкните на втором сплайне.

Если выбрана операция Substaction, второй сплайн будет всегда вычитаться из первого.

Зеркальное отображение сплайнов

При зеркальном отображении сплайнов создаются такие же результаты, как и при использовании команды Mirror object (создать зеркальное отображение объекта) в линейке инструментов. В обеих случаях происходит переключение объекта по отношению к одной или двум осям, обеспечивая в это же время опцию копирования.

Рассмотрим важные отличия между созданием зеркальных отображений сплайнов и объектов:

  • Сплайны всегда зеркально отображаются вокруг своих локальных центров независимо от опции центра трансформации, i
  • Сплайны всегда зеркально отображаются вокруг локальных осей формы независимо от выбранной системы координат трансформации.

Для зеркального отображения сплайна выполните следующие шаги:

  1. Выберите сплайн.
  2. По необходимости установите флажок Сору.
  3. Щелкните на кнопке оси Mirror для определения направления Mirror.
  4. Щелкните на Mirror.
    Каждый раз при щелчке на Mirror выбранные сплайны переключаются вокруг своих локальных центров.

Трансформация сплайнов

Сплайны можно трансформировать с помощью стандартных инструментов выборки и трансформации в линейке инструментов, включая метод Shift-Clone для создания копий сплайна. Эти типы трансформаций являются статическими и с ними нельзя выполнить анимацию.

Если требуется выполнение анимации трансформации сплайна, можно использовать метод XForm, описанный ранее для вершин.

Как упоминалось ранее в этой главе, центры Pivot Point не работают при трансформации сплайнов в любой системе координат. При выборе локальной системы координат происходит блокировка на мировую систему координат с центром в начале мировых координат.

Использование модификаторов форм

Подобно большинству объектов в 3DS МАХ к формам можно применять модификаторы. Конечно, все предыдущее обсуждение Edit Spline имело отношение к модификатору специального назначения, рассчитанного на работу исключительно с объектами форм, а в разделах об анимации трансформаций подобъекта применялся модификатор XForm.

Модификаторы, поставляемые с 3DS МАХ, в случае их применения к объекту формы обеспечивают, од но из двух: они модифицируют геометрию формы, оставляя форму формой, или преобразуют форму в каркас и модифицируют геометрию каркаса.

Применение к сплайнам геометрических модификаторов

Применение геометрических модификаторов к форме подобно применению модификатора к любому другому объекту. Примеры применения модификаторов к формам показаны на рисунке 9.27. Применение модификаторов к объектам форм и выполнение анимации с модификаторами открывает широкие возможности моделирования. Представьте себе только возможности анимации формы, используемые для создания поверхности кругового вращения или анимацию пути Loft.

Один важный момент, который следует помнить при применении модификаторов к формам, заключается в том, что большинство форм являются плоскими (или, по крайней мере, они начинаются плоско); форма не имеет размера вдоль локальной оси Z. По случайному стечению обстоятельств большинство модификаторов по умолчанию оказывают воздействие именно по локальной оси Z объекта.

Если к форме применяется модификатор и создается впечатление, что он не оказывает эффект, проверьте активную ось модификатора. Если форма является плоской, выберите в качестве активной ось Х или Y.

Преобразование форм в плоские каркасы

Общепринятым методом моделирования знаков, шаблонов поверхности или очень тонких объектов является преобразование плоской формы в каркас. Тот факт, что для знаков и меток не используется текстурная карта, может вызвать удивление. Текстурные карты очень хорошо подходят для большинства знаков и меток, но если метку необходимо рассматривать с близкого расстояния или обеспечивать острые ребра, может оказаться создание плоской геометрии более предпочтительным.

Многие модификаторы преобразуют форму в объект каркаса, и наиболее очевидным модификатором для этого является EditMesh. Другими модификаторами, которые можно использовать для преобразования форм в каркасы, являются любые модификаторы поверхности, подобные Normal (нормальная). Smooth (гладкая) или Material (материал). Модификаторы поверхности просты и не несут в себе потенциал увеличения накладных расходов по памяти, как в случае модификатора EditMesh.

Вытягивание сплайнов

Используйте модификатор Extrude (вытянуть) каждый раз, когда речь идет о форме, которую необходимо вытянуть вдоль прямой линии. В следующей главе описывается создание объектов Loft, способных вытянуть любое количество форм вдоль сплайна практически любого вида. Но для вытягивания одной формы вдоль прямой линии Extrude является наилучшим выбором.

Можно виртуально вытянуть любую форму, включая формы с разомкнутыми сплайнами, образующими листы или поверхности, похожие на ленты. Однако, некоторые формы работают лучше других. Например, формы с перекрывающимися сплайнами или сплайны, которые пересекаются, могут давать странные результаты, если включена опция создания наконечников. Примеры вытянутых форм показаны на рисунке 9.28.

При вытягивании форм основными понятиями является величина вытягивания (Extrusion amount) и количество сегментов:

  • Величина (Amount). Установите длину вытягивания, которая измеряется вдоль локальной оси Z формы. Большинство форм плоско лежат на своих локальных плоскостях XY, создавая вытягивания с плоской верхушкой. Если вытягивается форма, содержащая сплайны, которые вращаются вне своей локальной плоскости XY, можно создать перекошенные или срезанные по диагонали вытягивания. На рисунке 9.29 показан результат вытягивания формы, если для вращения одного из сплайнов вне плоскости XY используется Edit Spline.
  • Сегменты (Segments). Установите количество делений вдоль длины вытягивания. Если планируется изгибать или как-то иначе деформировать результат вытягивания посредством другого модификатора, следует увеличить количество сегментов.

При вытягивании формы выбор можно делать из следующих опций:

  • Создание наконечников (Capping). Наконечник можно создать на любом или на обеих концах вытягивания, имея при этом возможность выбора между методами создания наконечников - Morph или Grid. Метод создания наконечников Morph использует меньшее количество граней, но не выполняет деформацию так хорошо, как это делает метод Grid. Метод Morph необходим в случае дальнейшего использования вытянутых объектов в качестве целей морфинга.
  • Генерация координат проецирования (Generation Mapping Coordinates). Отметка этого флажка применяет координаты проецирования к вытянутым сторонам для использования проецируемых материалов. Применение координат распределения к наконечникам объекта осуществляется вручную.
  • Вывод (Output). Выбор определяет результат вытягивания - каркасный объект или лоскутный объект. Правильный выбор существенно зависит от того, что планируется делать с объектом. Выбор по умолчанию Mesh подходит для большинства целей.

Вращение сплайнов

Для генерации поверхности кругового вращения к объекту формы применяется Lathe (вращать). Поверхность вращения является чем-то, что можно создать в виде Loft, но применяя Extrude, однако если круговое вращение вокруг дуги совершает одна форма, Lathe является лучшим выбором.

Как и в случае Extrude, можно виртуально вращать любую форму. На рисунке 9.30 показаны примеры форм вращения.

Наиболее важными решениями при вращении форм являются установка опций оси Lathe и установка поверхности кругового вращения.

Установка оси Lathe

По умолчанию расположение оси Lathe начинается с центра создания формы и выравнивается с локальной осью Y формы. Центр создания - это расположение по умолчанию точки вращения после создания формы.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Из-за ошибки, имеющейся в 3DS МАХ, кажется, что ось Lathe проходит через точку вращения формы, однако, фактический центр Lathe располагается в первоначальном центре создания формы. Расположение оси Lathe является корректным только в том случае, если перед применением Lathe точка вращения не перемещалась вручную. Не перемещайте точку вращения объекта формы, если планируете позже применить модификатор Lathe. В противном случае ось Lathe будет появляться в неправильном месте.

Если необходимо изменить положение сплайна по отношению к точке вращения формы, для перемещения сплайна лучше использовать Edit Spline, а не Adjust Pivot (отрегулировать точку вращения).

Если вместо положения оси по умолчанию требуется использовать что-то другое, доступны четыре выбора:

  • Min (минимум). Щелкните на Min для расположения оси на отрицательной границе оси Х формы.
  • Center (центр). Щелкните на Center для расположения оси в геометрическом центре формы. В зависимости от типа выполняемого на форме редактирования геометрический центр может либо совпадать, либо нет с центром создания по умолчанию.
  • Мах (максимум). Щелкните на Мах для расположения оси на максимальной границе оси Х формы.
  • Sub-Object (подобъект). Щелкните на Sub-object и вручную перемещайте или вращайте ось для помещения ее в требуемое место. К оси Lathe можно также применить неоднородное масштабирование для создания эллиптических поверхностей кругового вращения (см. рис. 9.31). Обычно масштабирование следует применять вдоль активной оси Lathe.

После использования любого из этих четырех методов для расположения оси Lathe нет гарантированного метода для сброса оси в место расположения по умолчанию. Чтобы вернуться к расположению оси по умолчанию следует удалить модификатор Lathe и затем повторно применить его.

Ориентацию оси Lathe можно установить посредством трех кнопок ориентирования. Щелкайте на кнопках X, Y или Z для выравнивания оси Lathe с локальной осью выбранной формы. При выборе оси Lathe необходимо учитывать следующие проблемы:

  • По умолчанию ориентация оси Lathe выравнивается с локальной осью Y формы.
  • Если выбрать выравнивание оси Lathe с локальной осью Х формы, кнопки Min, Center и Мах использовать нельзя. При выравнивании с осью Х ось Lathe необходимо перемещать вручную.
  • Большинство форм, которые вращаются, являются плоскими, что делает основными выборами оси Х и Y. Вращение вокруг оси Z используется только в том случае, если форма не лежит на локальной плоскости XY.

Управление поверхностью кругового вращения

Три опции поверхности кругового вращения управляют степенью кругового вращения и сложностью генерируемого каркаса:

  • Градусы (Degrees). Устанавливает количество градусов кругового вращения. В случае использования значений меньших 360° вероятно следует отметить Capping в начале и в конце формы вращения.
  • Сегменты (Segments). Устанавливает количество промежуточных копий формы, которые необходимо создать в процессе вращения. Большие значения для сигментов приводят к созданию более гладких вращении, тогда как малые значения порождают грубые поверхности или даже геометрические рамки Если необходима круглая форма, для кругового вращения на 360° обычно требуется 16 и более сегментов. Меньшие значения (от 4 до 8) используются для создания обычных геометрических рамок, как показано на рис. 9.32.
  • Объединить главные вершины (Weld Core). Главные вершины - это вершины формы, лежащие на оси Lathe. Каждая главная вершина формы дублируется для каждого сегмента вращения, что приводит к "накоплению" большого количества вершин у центра и может вызвать ошибки визуализации. Weld Core следует отмечать всякий раз, когда вершина формы лежит на оси Lathe. Снятие отметки Weld Core может потребоваться при создании целей морфинга и необходимости сохранения предсказуемого числа вершин.

Опции создания наконечников и выбор между типами вывода Mesh и Patch такие же, как и для Extrude. Lathe включает в себя флажок Generate UV Coordinates (генерировать UV-координаты) для применения координат распределения к сторонам объекта вращения. Если не используется полный оборот в 360°, к наконечникам координаты распределения применяются вручную.

Создание фасок на сплайнах

В 3DS МАХ R1.1 был введен новый модификатор Bevel (фаска), используемый для вытягивания и создания фаски на форме. Этот модификатор в основном применяется для классического текста с фаской и обработок логотипов (см. рис. 9.33).

Точно так же, как для Extrude и Lathe, объекты с фаской можно создавать как объекты лофтинга. Для большинства ситуаций, в которых необходима классическая фаска, Bevel представляет собой наилучший выбор. При выполнении фаски основное внимание следует уделить:

  • Установке значений Bevel.
  • Выбор ребра для обработки.
  • Ликвидация пересечений ребер.

Установка значений для Bevel

Создавайте объект с фаской путем установки для Bevel следующих значений:

  • Уровни (Levels). Для всех объектов с фасками требуется минимум два уровня - начальный и конечный. Поле Start Outline (начальный контур) является единственным параметром для начального уровня. Считайте начальный уровень уровнем Level 0. Level 1 по умолчанию является конечным уровнем для объекта с двумя уровнями. Можно разрешить еще два дополнительных уровня. Уровень с самым высоким номером всегда считается конечным уровнем.
    Обработка классической фаски использует все четыре уровня. Рисунок 9.34 показывает классическую фаску и идентифицирует одну из возможных организаций уровней.
  • Контур (Outline). Указывает насколько большим или меньшим является уровень по сравнению с предыдущей формой уровня. Значение представляет собой расстояние, выраженное в текущих единицах, от ребра предыдущей формы до ребра контурной копии формы. Начальный контур представляет отличие между начальной формой и формой оригинала.
    Ключевым моментом, который следует помнить при установке значений контура, является то, что значение всегда является изменением по отношению к предыдущей форме. Например, объект с классической фаской в 5.0 единиц использует следующие значения контура: Start Outline: 0.0 (нет отличий от формы оригинала) Уровень 1. Outline: 5.0 (фаска наружу 5.0 единиц) Уровень 2. Outline: 0.0 (сохраняет тот же размер, что и уровень 1) Уровень 3. Outline: -5.0 (фаска назад к форме оригинала).
    Если посмотреть на предыдущий список, то основными правилами для создания классических фасок с четырьмя уровнями являются: В поле Start Outline устанавливается основной размер фаски. Уровни 1 и 3 имеют одинаковые значения, но противоположные знаки. Если необходима фаска 45°, значение Height для уровней 1 и 3 положительны и равны значению Outline. Уровень 2 всегда равен 0.
    Понимая то, что начальный контур задает базовый размер объекта, можно устанавливать состояния фаски для уровней 1, 2 и 3 и затем экспериментировать с общим размером объекта путем изменения начального контура.
  • Высота (Height). Устанавливает расстояние от предыдущего уровня до текущего, которое измеряется вдоль локальной оси Z формы. Для классических фасок значения Height всегда положительны и обычно равны. Комбинируя наибольшие положительные и отрицательные значения, можно создавать интересные вариации фасок. На рисунке 9.35 показан объект со следующими значениями фаски: Start Outline: 3.0 Уровень 1. Outline: 0.0, Height: 20.0 (поднимается прямо вверх без фаски) Уровень 2. Outline: -5.0, Height: 0.0 (создает плоскую верхушку шириной 5.0 единиц) Уровень 3. Outline: 0.0, Height: -5.0 (погружается в форму на 5.0 единиц)

Выбор ребер для обработки

Опции области Surface (поверхность) в свитке Parameters устанавливают как обрабатываются поверхности ребер. В основном опции управляют тем, являются ли стороны плоскими, закругленными или гладкими круглыми сторонами:

  • Linear or Curved Sides (линейные или искривленные стороны). Выбирается необходимый тип интерполяции. Curved Sides использует кривую сплайна для интерполяции от одного уровня к следующему. Для просмотра эффекта выбора Curved Sides значение Segments должно быть установлено в значение больше 1.
  • Segments (сегменты). Увеличивайте количество сегментов, если используется Curved Sides или планируется выполнение деформации объекта посредством другого модификатора.
  • Smooth Across Levels (сглаживание через уровни). Применяет сглаживающие группы для сглаживания граней сторон объекта. Bevel никогда не пытается выполнить сглаживание от сторон в грань объекта. При использовании Curved Sides или множества сегментов следует отметить эту опцию.

Опции распределения UV-координат (Generate UV Coordinates) и создания наконечников типичны для всех объектов за небольшим исключением в том, что понимается под созданием наконечников Тор (верхний) и Bottom (нижний). Большинство объектов с наконечниками имеют метки Start (начало) и End (конец). Объекты не беспокоятся о пространственных взаимоотношениях наконечников. Bevel проверяет высоты по локальной оси Z для начального и конечного уровня. Отметка Тор покрывает уровень с наибольшим значением по локальной оси Z, а отметка Bottom покрывает уровень с наименьшим значением по локальной оси Z.

Ликвидация пересечений

Общие проблемы для текстовых форм с фасками возникают на засечках и там, где форма доходит до точки острее 90°. В случае применения фаски эти области стремятся "отскочить" на большие расстояния и пересечь другие части объекта, как показано на рисунке 9.36.

Для решения проблемы пересечений применяется один из двух методов. Используйте параметры Intersection (пересечение) модификатора Bevel или от редактируйте форму вручную.

Опции в области Intersection в свитке Parameters автоматически предотвращают пересечение уровней.

Отметьте флажок Keep lines from crossing (предохранять линии от пересечения) для включения проверки пересечений.

Введите значение в поле Separation (разделение) для установки минимального расстояния, которое следует поддерживать между ребрами. Это значение может быть установлено в 0.01 единицы, при котором создается фаска, переходящая в точку. Рисунок 9.37 показывает результат отметки Keep lines from crossing для предыдущего объекта с фаской, который содержит пересечения.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Опции Keep lines from crossing может потребоваться значительное время для вычисления всех ограничений пересечения, в особенности для сложной буквы с засечками. После установки фаски посредством необходимого метода может потребоваться разрушение Modifier Stack для преобразования фаски в каркас и предотвращения повторных вычислений.

Многие проблемы пересечений решаются вручную при помощи Edit Spline. Большинство проблем пересечения вызваны ребрами формы, приходящими в острую точку. Если сделать точку более плоской, можно решить множество проблем, связанных с пересечением.

Для решения проблемы пересечений используется следующий метод:

  1. Примените к форме модификатор Bevel и идентифицируйте пересечения.
  2. Примените модификатор Edit Spline ниже модификатора Bevel.
  3. Используйте Refine для добавления вершины к углу, вызывающему проблемы.
  4. Удалите угловую вершину.
  5. По выбору для линеаризации установите сегмент между двумя новыми вершинами.
  6. Выберите модификатор Bevel из Modifier Stack и проверьте результаты.

На рисунке 9.38 показан объект из рисунка 9.37 после применения приведенного метода.

В Bevel также входит флажок Generate UV Coordinates для применения к сторонам объекта с фаской координат распределения. К наконечникам объекта координаты распределения необходимо применять вручную.

ГЛАВА 10

ГЛАВА 10

Создание loft-объектов

Loft-объекты (объекты, полученные в результате лофтинга) являются наиболее сложным и интересным типом объектов, которые можно создавать в 3DS МАХ. Loft-объекты строятся путем объединения любых форм поперечного сечения при помощи одиночной формы пути. Поскольку при создании loft-объектов все зависит от используемой исходной формы, полезно прочитать главу 9, "Моделирование при помощи форм", если вы не сделали это до сих пор.

В этой главе представлена следующая информация о loft-объектах:

  • Стратегия создания исходных форм
  • Два способа конструирования первоначального loft-объекта
  • Создание loft-объекта путем добавления дополнительных форм
  • Управление параметрами loft-объекта, определяющими его детали и внешний вид
  • Использование специальных инструментов деформации loft-объектов
  • Редактирование loft-объектов
  • Анимация loft-объектов
  • Использование деформации Fit

Перед переходом к собственно созданию loft-объектов необходимо познакомиться с основными концепциями их создания.

Концепции создания loft-объектов

В течение всей жизни 3D Studio MAX в качестве аналогии для лофтинга неоднократно использовалось описание строительства корпуса судна. Да, путь лофтинга можно считать килем, а формы для лофтинга -ребрами судна, которые размещаются вдоль киля. К сожалению такое описание предполагает ограниченный подход к лофтингу, поскольку подобный подход несправедлив по отношению к опциям моделирования, имеющимся для loft-объектов.

Другим способом рассмотрения процесса лофтинга является анализ метода, в соответствие с которым разработчики и скульпторы создают учебные модели. Эти профессионалы используют форму пространственных эскизов для построения трехмерных моделей путем расположения линий в пространстве. Линии обычно принимают вид поперечных сечений объекта и удерживаются на месте при помощи основной линии. В ходе разработки образуется поверхность за счет заполнения промежутков между поперечными сечениями скульптурным материалом (подобным глине) или посредством растяжения на поперечных сечениях пленки (подобной ткани, смоченной в гипсе).

Создание loft-объектов происходит во многом аналогично. Создается основная линия (путь) для поддержания любого количества поперечных сечений (форм). При редактировании пути и форм для отображения поверхности в виде проволочного каркаса или в затененном виде можно использовать параметры поверхности для лофтинга.

Терминология для loft-объектов

Наряду с основными терминами, описывающими объекты Shape (форма), loft-объекты используют специальную терминологию. Приведенные ниже определения дают обзор терминологии для форм при применении их к loft-объектам, и вводят для loft-объектов новые специфичные определения. Подробные определения для терминов формы содержатся в главе 9.

  • вершины. Определяют формы поперечного сечения и пути. Вершины могут иметь свойства Corner, Smooth и оба типа Bezier. Вершины также имеют специальное значение, когда они определяют уровни пути.
  • сегменты. Часть сплайна между двумя вершинами. Управление кривизной сегментов сплайна выполняется за счет изменения свойств вершин на любом конце сегмента или свойств самого сегмента.
  • шага. Количество делений сегмента, используемое для представления кривой. Количество шагов определяет гладкость и плотность каркаса поверхности для лофтинга. Loft-объекты для пути и форм поперечного сечения используют свои собственные установки шагов, игнорируя установки интерполяции самих форм.
  • сплайны. Совокупность соединенных сегментов. Сплайны представляют собой тип гладкой настраиваемой кривой, но в 3DS МАХ входят опции для вставки углов и определения линейных сегментов.
  • формы. Совокупность сплайнов определяет объект формы. Форма пути может содержать только один сплайн. Формы поперечного сечения могут содержать любое количество сплайнов до тех пор, пока все эти формы на пути будут содержать одинаковое количество сплайнов. В loft-объектах формы становятся подобъектами.
  • пути. Описывают одну форму, определяющую основную линию loft-объекта.
  • уровень. Промежуточные положения вдоль пути лофтинга. По крайней мере каждая вершина пути определяет некоторый уровень. Расположения форм и точек управления деформацией могут определять дополнительные уровни.
  • Точка управления. Вершины на кривых деформации. Точки управления выглядят и ведут себя подобно вершинам формы с некоторыми дополнительными ограничениями при их использовании.
  • Кривая деформации. Определяет основную форму loft-объекта путем размещения форм на пути. Разрешает дальнейшую модификацию loft-объекта с помощью кривых деформации для настройки масштаба, угла и размера форм.
  • Первая вершина. У всех форм имеется первая вершина. 3DS МАХ строит поверхность лофтинга посредством согласования первых вершин каждой формы пути и растягивания оболочки от первой до последней вершины. Управлять таким процессом можно, выбрав способ выстраивания этих вершин.

Создание исходных форм для поперечных сечений и путей

Можно использовать практически любую форму в качестве исходной для поперечного сечения или пути. Путем соблюдения ряда ограничений и предложенных методов при создании исходных форм для loft-объектов можно значительно приблизиться к успеху.

Формы пути имеют только одно ограничение - они могут содержать исключительно один сплайн. 3DS МАХ отказывается принимать любую форму, содержащую в качестве пути более одного сплайна (например, пончик). Если предпринимается попытка создания loft-объекта и 3DS МАХ не воспринимает форму, которую необходимо использовать для пути, убедитесь в том, что необходимый путь не является частью формы, включающей множеством сплайнов.

К формам поперечного сечения применяются два ограничения. Все формы на пути должны содержать одинаковое количество сплайнов, что не является серьезным ограничением, как это может показаться. Просто создайте то, что выглядит как одна форма, разделите ее на множество форм путем создания "одной формы" из серии несоединенных сплайнов. На рисунке 10.1 показана вилка, созданная с использованием этого метода. Формы, образующие ручку вилки, состоят из двух сплайнов. Наличие одного сплайна для левой и правой стороны позволяет loft-объекту разделяться, когда он достигает зубьев вилки.

Все формы на пути должны иметь одинаковый порядок вложения. Если первая форма на пути содержит два сплайна внутри другого сплайна, все формы на пути должны содержать два сплайна внутри другого сплайна. Это ограничения можно обойти с помощью открытия внешнего сплайна. Разомкнутые сплайны не вкладываются даже в том случае, если их конечные точки касаются. Странный объект на рисунке 10.2 показывает использование такого метода. Внешний прямоугольник формы для лофтинга был разомкнут за счет разрыва угловой вершины с использованием модификатора Edit Spline.

Во избежание ограничений на количество сплайнов и порядок вложения в оба упомянутые метода входит использование форм, содержащих разомкнутые сплайны. Основным недостатком использования разомкнутых сплайнов является то, что на них нельзя создать наконечники посредством параметров создания наконечников для loft-объекта. Если необходимо создать наконечники на loft-объектах с разомкнутыми сплайнами, рассмотрите применение следующих методов:

  • Создайте другие объекты, выполняющие роль наконечников, и затем сгруппируйте, свяжите или присоедините их к loft-объекту.
  • Примените к loft-объекту модификатор Edit Mesh и вручную постройте грани для наконечника. Использование модификатора Edit Mesh рассматривается в главе 12 "Моделирование подобъектов".
  • Используйте деформацию масштабирования для грубого масштабирования формы для лофтинга до нуля процентов на концах loft-объекта. Деформация масштаба loft-объекта рассматривается в этой главе в разделе "Использование деформации масштаба".

В последующих разделах представлены другие методы, позволяющие сделать моделирование loft-объектов более успешным.

Трансформация форм

Крупным источником замешательства при создании loft-объектов являются эффекты трансформаций, применяемых к исходным формам. Трансформации, примененные к формам на уровне объекта, игнорируются при добавлении формы к loft-объекту.

За исключением перемещения и вращения первой формы, использованной для создания loft-объекта, трансформации формы не являются частью объекта. В главе 1, "Основные концепции 3D Studio МАХ", рассматривается потоковая схема объекта и то, как информация об объекте распространяется от базовых параметров через модификаторы на трансформации и, в конце концов, на исказители пространства. При использовании в лофтинге формы после применения модификаторов формы и перед тем, как форма трансформируется потоковая схема будет разделяться. Трансформации, подобные Move (переместить). Rotate (вращать) и Scale (масштабировать) в loft-объект с формой не перемещаются.

В случае применения трансформаций к объектам формы, которые будут использоваться в качестве форм для лофтинга, используйте следующие правила:

  • Для размещения форм в удобных местах на сцене используйте Move и Rotate. Помните, что перемещение и вращение формы не влияет на то, как она поведет себя в loft-объекте.
  • Никогда не масштабируйте форму! Это хороший совет практически для любого объекта, но это имеет особенно важное значение для форм, использованных в loft-объектах. Коэффициент масштабирования не переносится в loft-объект. Форма появляется в loft-объекте, используя свой первоначальный не масштабированный размер.

При необходимости выполнять Move, Rotate или Scale для формы в качестве части конструкции loft-объекта доступно несколько способов.

  • Изменяйте базовые параметры Многие функции масштабирования можно обрабатывать путем изменения параметров формы. Вместо использования масштабирования изменяйте радиус круга или высоту спирали. #
  • Применяйте модификатор Xform В любой момент, когда требуется перемещать, вращать или масштабировать объект, используйте модификатор XForm. Поскольку XForm является модификатором, он переносит в loft-объект эффект перемещения, вращения или масштабирования.
  • Используйте режим Sub-Object лофтинга Вы можете использовать перемещение, вращение или масштабирование как операцию, примененную к подобъекту внутри loft-объекта. Щелкните на кнопке Sub-Object и трансформируйте формы на пути лофтинга. Эти трансформации переносятся внутрь loft-объекта.
  • Применяйте модификатор Edit Spline Используя режим подобъекта Edit Spline, можно перемещать, вращать или масштабировать такие подобъекты, как вершины или сплайны. Применяемый для этого метод зависит от стиля моделирования и от того, что пытаются сделать с loft-объектом. В любом случае не трансформируйте формы на уровне объекта и не ожидайте, что трансформация будет верна при лофтинге.

Создание форм на месте

Исходные формы для loft-объектов можно создавать в любом видовом окне и придавать им любую ориентацию. Loft-объекты собираются через локальную систему координат, поэтому 3DS МАХ не заботится о том, в каком видовом окне эти формы создаются. Однако полезно следовать нескольким методам предсказуемого размещения форм для лофтинга.

Генерация поверхности лофтинга начинается с первой вершины пути и продолжается до конечной вершины. Формы помещаются на путь так, что их локальная ось Z является касательной к пути и указывает направление на конец пути. То, что можно рассматривать как грань или переднюю часть формы указывает на конец пути. Используя эту информацию, легко сформулировать несколько полезных правил:

  • Рисуйте форму пути от основания loft-объекта до его верхушки; для горизонтальных объектов рисуйте путь от задней части объекта к передней.
  • Рисуйте формы в видовом окне, которое наиболее близко согласуется с видом сверху или видом спереди объекта.

Рисование форм пути и поперечного сечения в одном и том же виде может затруднить прогноз того, как будут выравниваться формы и путь. Для создания форм и пути используйте различные виды. Последующие примеры помогают проиллюстрировать это понятие.

Представьте себе, что необходимо создать loft-объект простой колонны. Основание колоны и капитель используют квадраты, а остальная часть использует круг. Большинство колонн (если вы только не моделируете руины) стоят вертикально на плоскости подложки. Хорошим подходом для расположения форм для колонны является выполнение следующих шагов:

  1. Создавайте путь для колонны на виде Front. Начните с низа видового окна возле плоскости подложки и завершайте в верхней части окна.
  2. Создавайте формы поперечного сечения на виде Тор. Создание форм поперечного сечения на виде сверху ориентирует грань форм в том же направлении, что и верхушка колоны.

Затем выполните лофтинг некоторого текста, который следует за колонной. В этом случае путь проходит горизонтально. Располагайте loft-объект текста следующим образом:

  1. Создайте на виде сверху путь, проходящий от задней части к передней. Начинайте возле верха видового окна (задняя часть) и завершайте по направлению к нижней части видового окна (передняя часть).
  2. Создайте текст на виде спереди. И снова, передняя часть текста ориентируется в направлении передней части loft-объекта.

После некоторой практики можно быстро почувствовать совместную работу форм и путей и с уверенностью предсказывать ориентацию loft-объектов.

Изменение точки вращения формы поперечного сечения

После добавлении к loft-объекту форм поперечного сечения форма помещается на путь, проходящий через место расположения точки вращения формы. За счет перемещения точки вращения можно предварительно установить точку, в которой путь пересекает форму поперечного сечения.

Например, представим, что вдоль пути выполняется лофтинг серии звезд, и требуется, чтобы путь проходил через верхнюю точку каждой звезды. Для перемещения точки вращения каждой звезды перед добавлением ее к loft-объекту используется кнопка Affect Pivot Only (влиять только на точку вращения) в панели Hierarchy (иерархия). При использовании Get Shape (получить форму) для добавления звезд к лофтингу путь проходит через точку вращения формы. На рисунке 10.3 показана форма для лофтинга с первоначальным расположением точки вращения и что происходит в случае изменения расположения точки вращения и повторного получения формы.

Расположение точки вращения анализируется только во время добавления формы к loft-объекту. Изменение положения точки вращения после добавления формы к loft-объекту не имеет эффекта.

Ориентация точки вращения формы также игнорируется loft-объектом. Вращение точки вращения формы не оказывает влияния, когда форма добавляется к объекту. При вращении формы в локальной системе координат и необходимости показать это вращение в loft-объекте форму следует вращать на уровне подобъ-ектов.

Методы создания loft-объектов

После создания исходных форм можно создавать loft-объект. Доступ к методам создания loft-объектов можно получить посредством щелчка на кнопке Geometry (геометрия) в панели Create и выбора Loft Object из списка категорий. Если форма не выбрана, кнопка Loft неактивна. Если форма выбрана, можно щелкнуть на кнопке Loft для отображения свитка Creation Methods (методы создания), показанного на рисунке 10.4.

Первыми двумя формами, используемыми для создания loft-объекта, должны быть форма пути и форма поперечного сечения. После них можно добавлять дополнительные формы поперечного сечения и даже заменять форму пути. Ниже приведены основные шаги для создания loft-объекта:

  1. Создайте исходные формы.
  2. Выберите форму для начала loft-объекта.
  3. Первая форма имеет очень важное значение, поскольку устанавливает положение и ориентацию loft-объекта.
  4. Выполните доступ к Creation Methods для loft-объекта.
  5. Получите форму пути или поперечного сечения.

Выборы в этом свитке определяют метод клонирования формы и с чего начинать - с формы пути или с формы поперечного сечения.

Как начать с формы

Если необходимо начать с выбранной формы, которая будет первым поперечным сечением на пути, щелкните на кнопке Get Path (получить путь) для выбора формы пути. Щелкните на Get Path, если требуется создать loft-объект, используя положение и ориентацию выбранной формы поперечного сечения. При щелчке на Get Path происходит переход в режим выбора, в котором можно выбрать только одну форму. Курсор будет изменять свой вид на курсор Get Path каждый раз при попадании на действительную форму пути. При щелчке на форме посредством курсора Get Path эта форма воспринимается как путь loft-объекта.

Выбранная в качестве пути форма перемещается к точке вращения и вращается для выравнивания с первоначальной системой координат выбранной формы. Используйте такой метод при создании или выравнивании формы в точности там, где следует расположить основание loft-объекта. После этого для получения пути для формы выполняйте Get Path.

Например, может потребоваться получить loft-объект крышки люка проектируемого космического корабля. Создайте контурную форму крышки и используйте Normal Align (нормальное выравнивание) для выравнивания формы с поверхностью корабля. Выполните Get Path, чтобы начать построение loft-объекта в месте расположения формы. На рисунке 10.5 показаны шаги, обеспечивающие решение примера.

Как начать с пути

Если необходимо начать с выбранной формы, используемой в качестве пути, щелкните на кнопке Get Shape для выбора формы поперечного сечения. Щелкните на Get Shape, если хотите создавать loft-объект, используя положение и ориентацию выбранной формы пути.

При щелчке на Get Shape происходит переход в режим выбора, в котором можно выбрать только одну форму. Курсор изменяет свою форму на Get Shape каждый раз, когда находится над действительной формой пути. При создании loft-объекта впервые каждая форма является действительной формой поперечного сечения; только при добавлении дополнительных форм к пути начинают появляться недействительные формы поперечного сечения (см. раздел "Добавление форм к пути" позже в этой главе). Щелчок на форме при отображении Get Shape воспринимает эту форму как поперечное сечение на пути.

ПРИМЕЧАНИЕ

Иногда в начале создания loft-объекта обнаруживается, что кнопка Get Shape не действует. Например, при выборе формы пончика и щелчке на Loft первоначальная выбранная форма оказывается недействительной в качестве формы пути, поскольку пончик содержит два сплайна и, следовательно, не может рассматриваться в качестве пути. Щелкните на Get Path и выберите форму пути или отмените процесс создания loft-объекта, чтобы начать с другой формы.

Выбранная в качестве поперечного сечения форма перемещается и вращается для выравнивания с выбранным путем. Используйте этот метод при создании или выравнивании формы пути в точности там, где необходимо поместить loft-объект. После этого используйте Get Shape, чтобы получить поперечное сечение для пути. Например, может потребоваться создать loft-объект пружины для катушки амортизатора. Создайте спираль в качестве пути пружины и разместите ее вокруг цилиндра амортизатора. Выполните Get Shape для получения поперечного сечения для пути. На рисунке 10.6 показаны шаги, приводящие к решению этого примера.

ПРИМЕЧАНИЕ

При совместном использовании Get Path и Get Shape можно переключиться на выравнивание формы по умолчанию за счет нажатия Ctrl во время выбора формы. Если при первой попытке получения формы пути или поперечного сечения ориентация оказывается нежелательной, нажмите Ctrl и выберите форму снова.

Выбор метода клонирования

При доставке форм в loft-объект требуется принять решение о том, будет ли форма поглощаться в loft-объекте либо клонироваться в виде копии или экземпляра. Произведенный выбор оказывает влияние на последующее редактирование loft-объекта. Не следует сильно беспокоиться о том, что будет сделан неправильный выбор; 3DS МАХ имеет множество опций, которые можно использовать, если позже изменить свое решение.

Создание экземпляров первой формы

Перед щелчком на Loft необходимо выбрать объект формы. Выборы, сделанные после щелчка на Loft, определяют становится ли выбранная форма формой пути или формой поперечного сечения. Независимо от того, что выполняется, в loft-объект помещается экземпляр выбранной формы.

Loft-объект и первоначальная форма занимают на сцене одно и то же пространство. При перемещении loft-объекта в другое место на сцене, первоначальная форма остается позади.

После создания loft-объекта следует переместить первоначальную форму в новое место с целью упрощения ее нахождения. Перемещение первоначальной формы также предотвращает случайный совместный выбор loft-объекта и формы в случае, если необходимо модифицировать только loft-объект.

Выполнение Move, Instance и Copy

При использовании кнопок Get Path или Get Shape для добавления форм к loft-объекту можно задать, должны ли добавленные формы перемещаться, копироваться или будут создаваться их экземпляры в loft-объекте.

  • Переместить (Move). Первоначальная форма перемещается в loft-объект и перестает существовать как независимый объект. После перемещения формы в loft-объект форму можно редактировать только в режиме Sub-Object из Loft. В то время, как выбор Move может показаться привлекательным для целей упорядочивания сцены, это может привести к трудностям при необходимости дальнейшего редактирования формы. Используйте Move только в случае, если есть достаточная уверенность в том, что в форме не нужно будет производить дополнительные изменения.
  • Копировать (Copy). В loft-объект помещается копия первоначальной формы. Копия и оригинал не имеют никаких совместно используемых соединений. Такого выбора следует избегать по той же причине, по которой избегают использования Move. Единственное отличие состоит в том, что Сору оставляет первоначальную форму на сцене для использования с другими объектами.
  • Создать экземпляр (Instance). В loft-объект помещается экземпляр первоначальной формы. Любое последующее изменение первоначальной формы отражается на экземпляре внутри loft-объекта. Создание экземпляра устанавливается по умолчанию и предпочтительно при добавлении форм в loft-объект. Если требуется редактировать формы для лофтинга, вместо этого можно редактировать экземпляры и наблюдать изменения, появляющиеся в loft-объекте. Loft-объект и его экземпляры в конце концов могут создать беспорядок на сцене. Ликвидировать подобный беспорядок можно за счет скрытия форм или удаления их после окончания моделирования loft-объекта.

Перемещение из панели Create в панель Modify

После создания базового loft-объекта (путь с одной формой) можно продолжать добавлять дополнительные формы и изменять параметры поверхности и оболочки, хотя для завершения объекта обычно удобнее перейти к панели Modify. Применим любой метод, который покажется удобным, но использование панели Modify имеет следующие преимущества:

  • Не нужно беспокоиться о покидании режима создания при щелчке на трансформации или любой другой кнопке линейки инструментов.
  • Панель Modify отображает Loft Parameters каждый раз при выборе Loft.
  • Режим Sub-Object можно использовать только в панели Modify.
  • Деформации Loft можно использовать только в панели Modify.

Панель Modify обеспечивает более стабильную среду с большим количеством характеристик для завершения loft-объекта. На рисунке 10.7 сравниваются Loft Parameters в панелях Create и Modify.

Создание loft-объектов со множеством форм

Многие loft-объекты создаются при помощи одной формы на пути, но можно создать более интересные и сложные объекты, поместив на путь множество форм, как показано на рисунке 10.8.

В последующих разделах представлены команды и методы, которые следует знать для успешного создания loft-объектов со множеством форм. Основные проблемы при этом заключаются в добавлении форм в указанные места на пути, использование форм различного вида и метод создания такой формы, которая выглядит разделенной на две.

Добавление форм к пути

Добавлять формы к loft-объекту можно в режиме создания или позже путем выбора loft-объекта и доступа к его параметрам из панели Modify. Ниже приведена процедура добавления форм к пути для лофтинга:

  1. Установите уровень текущего пути в свитке Path Parameters для указания того, в каком месте пути будет добавляться форма.
  2. Щелкните на Get Shape в свитке Creation Methods.
  3. Установите метод клонирования Move, Сору или Instance.
  4. Выберите форму.

Установка уровня пути

Устанавливайте место добавления формы на пути, через опции свитка Path Parameters (см. рис. 10.9). Текущий уровень пути представляется небольшим символом Х на пути.

Текущий уровень пути устанавливается с помощью ввода значения в поле Path. Это значение может указываться в виде процента длины пути или как абсолютное расстояние вдоль пути. Установка используемого метода производится посредством нажатия на кнопки Percentage (процент) или Distance (расстояние) в свитке Path Parameters.

  • Выберите Percentage для ввода значений от 0 до 100 процентов длины пути.
  • Выберите Distance для ввода значения в текущих единицах для указания расстояния, измеренного от первой вершины пути.

Независимо от метода, используемого для добавления формы к пути, форма всегда хранится с помощью процентного метода. При изменении длины пути формы перемещаются для сохранения своего процента пути даже в том случае, если они размещаются через задание абсолютного расстояния.

Встречаются ситуации, в которых необходимо знать длину сплайна. В настоящее время единственным способом считывания длины сплайна в 3DS МАХ является использование свитка Path Parameters для Loft. Для измерения длины сплайна:

  1. Сделайте копию формы, которую требуется измерить.
  2. Выберите форму и щелкните на Loft в панели Create.
  3. Щелкните на Get Shape и затем на любой форме сцены.
  4. Выберите опцию Distance из свитка Path Parameters и перетащите счетчик Path в максимальное значение.

В обеих режимах Distance и Percentage можно отметить флажок Snap для задания значения фиксации Distance или Percentage. К сожалению способа фиксации к вершинам пути не существует.

Использование Get Shape

После установки уровня пути щелкните на Get Shape для выбора формы для размещения на этом уровне. При щелчке на Get Shape происходит переход в режим выбора, в котором каждый раз можно выбрать одну форму. При каждом нахождении курсора над действительной формой поперечного сечения он изменяется на вид Get Shape. Действительные формы определяются как формы, содержащие такое же количество сплайнов и такой же порядок вложения, которые использовала первая форма для создания loft-объекта.

Применение Get Shape на уровне, на котором уже существует форма на пути, приводит к замене текущей формы на новую. Если решение изменяется в пользу форм с различным количеством сплайнов или с различным порядком вложения, следует вначале удалить из пути все текущие формы.

Навигация по уровням путей

После размещения на пути нескольких форм оставшиеся три кнопки в свитке Path Parameters можно применять для навигации по уровням пути, содержащим формы.

  • Следующая форма (Next Shape). Выполняет перемещение вдоль пути вперед к уровню следующей формы.
  • Предыдущая форма (Previons Shape). Выполняет перемещение вдоль пути назад к уровню предыдущей формы.
  • Выбрать форму (Pick). Щелкните на любой форме на пути для перехода к уровню этой формы.

Основной смысл использования этих элементов управления заключается в быстром переходе к уровню формы для ее замены через операцию Get Shape.

Изменение одной формы на другую

Обычно при создании loft-объекта на пути размещается множество форм различного вида. Например, легко создать loft-объект отвертки посредством комбинации кругов, квадратов и специализированных форм. На пути можно разместить практически любую форму и 3DS МАХ вычислит способы генерирования поверхностей между ними.

Согласование первой вершины

3DS МАХ создает поверхности для лофтинга за счет согласования первых вершин каждой формы. Если первые вершины не совпадают, на поверхности появляется скручивание по мере сдвига ребер от вершины к вершине. На рисунке 10.10 показаны два loft-объекта для демонстрации различий между не выровненными и выровненными первыми вершинами. Ниже перечислены способы выравнивания первых вершин loft-объектов:

  • Примените к каждой форме Edit Spline. Используйте кнопку Make First в свитке Edit Vertex для присвоения новой первой вершины, которая выравнивается с другими формами. Обратитесь к главе 9, в которой приведена информация по использованию Edit Spline.
  • Выберите Shape в режиме Sub-Object модификатора Loft в рамках панели Modify. Выберите формы на пути и вращайте их до тех пор, пока вершины не станут выровнены. Трансформация форм не уровне подобъектов рассматривается в этой главе позже.

Иногда для достижения результата потребуется применять комбинацию обеих технологий.

Согласование вершин

В каждой используемой в loft-объекте форме поперечного сечения может содержаться неодинаковое количество вершин. 3DS МАХ может выполнять интерполяцию между формами с различным количеством вершин. Эта характеристика весьма полезна при создании loft-объекта, но для получения максимального управления поверхностью лофтинга обычно необходимо согласовать количество вершин и их положения между формами.

Если формы пути не являются регулярными или имеют сильно изменяющиеся количества вершин, оболочка лофтинга может перекручиваться и растягиваться непредсказуемым образом. Подобное перекручивание оболочки лофтинга может привести к аномалиям визуализации и вызывать трудности при модификации loft-объекта через другие модификатора Рисунок 10.10 демонстрирует эффект перекручивания поверхности лофтинга из-за использования нерегулярных форм с изменяющимся количествами вершин.

Нельзя ожидать, что при создании loft-объектов будут использоваться только регулярные формы или формы с одинаковым количеством вершин, но на основе анализа оболочки лофтинга можно принять решение о том, где потребуется редактирование форм для улучшения поверхности. Основным методом улучшения оболочки лофтинга является вставка вершин в формы лофтинга для управления генерацией оболочки.

На рисунке 10.11 показан loft-объект, использующий две достаточно нерегулярные формы. Объект слева для интерполяции от четырех вершин круга к 12 вершинам креста использует установки 3DS МАХ по умолчанию. Интерполяция создает на левом объекте несколько нерегулярную поверхность. Объект справа использует Edit Spline для добавления вершин к кругу с целью их согласования с вершинами креста. Правый объект имеет более регулярную поверхность.

Комбинирование разомкнутых и замкнутых форм

Имеется возможность создавать loft-объекты с использованием форм, которые переходят от разомкнутых к замкнутым. Такой метод полезен для моделирования объектов, поверхность которых имеет разрезы и разрывы. При комбинировании разомкнутых и замкнутых форм в одном и том же loft-объекте необходимо помнить следующее:

  • Все формы в loft-объекте должны содержать одинаковое количество сплайнов. Замкнутая форма является одиночным сплайном. Если разомкнутая форма имеет только одно отверстие, она также является одиночным сплайном.
  • Если требуется применять формы со множеством отверстий, необходимо разделить замкнутые формы на равное количество сплайнов. Детали этого метода рассматриваются в следующем разделе.
  • Первая вершина на одном из концов разомкнутой формы согласовывается с первой вершиной замкнутых форм, что увеличивает важность согласования места расположения первых вершин при комбинировании разомкнутых и замкнутых форм в рамках одного loft-объекта.

На рисунке 10.12 показан пример комбинирования разомкнутых и замкнутых форм в одном loft-объекте.

Разделение одного сплайна на два

Другим полезным методом лофтинга является разделение loft-объекта, имеющего вид одной формы, на множество форм. При этом нельзя нарушать правило, требующее чтобы каждая форма в loft-объекте содержала одинаковое количество сплайнов; вместо этого прибегните к небольшой уловке. Разделение loft-объекта основано на делении того, что должно выглядеть одним сплайном, на использовании Edit Spline для деления того, что выглядит как один сплайн на множество сплайнов. Последнее выполняется через Break (разорвать) в свитках Edit Vertex или Edit Segment модификатора Edit Spline.

Помните, что Edit Vertex разделяет сплайн, не изменяя его места расположения или кривизны. Поведение Break различно в зависимости от того, из какого свитка модификатора Elit Spline он используется - Edit Vertex или Edit Segment.

  • В свитке Edit Segment Break вставляет вторую вершину возле выбранной вершины и разрывает сплайн между этими двумя вершинами. Используйте такой метод, если сплайн уже содержит удобную для разрыва точку.
  • В свитке Edit Segment Break вставляет две вершины возле точки, на которой выполняется щелчок, и разрывает сплайн между этими двумя вершинами. Используйте данный метод, если необходимо разорвать сплайн в середине сегмента.

Детали применения команды Break представлены в главе 9. Для разделения loft-объекта, состоящего из одного сплайна, на множество сплайнов выполните следующее:

  1. Создайте все формы, необходимые для Loft-объекта.
  2. Подсчитайте количество сплайнов в форме, содержащей наибольшее их количество.
  3. Примените Edit Spline к оставшимся формам и используйте Break из свитка Edit Segment для деления форм на одинаковое число сплайнов.
  4. Выберите путь и формы для loft-бъекта.

Ключ к качеству работы указанного метода состоит в выборе точек разрыва и первых вершин для всех сплайнов. Поскольку работа выполняется со множеством сплайнов в каждой форме, необходимо согласовать первые вершины всех сплайнов одной формы с учетом согласования сплайнов следующей формы на пути. На решение о том, где разорвать сплайн и где разместить первые вершины оказывают влияние две основные проблемы.

  • Размещайте первые вершины в форме как можно ближе для согласования первых вершин в следующей форме.
  • Разделяйте сплайны для уничтожения любой двусмысленности в переходе оболочки лофтинга от одной формы к другой. Этот шаг часто требует деления сплайнов на большее количество частей, чем кажется необходимым.
  • Во избежание скручивания выполните согласование первых вершин всех сплайнов внутри формы.

Этот метод весьма хитроумен и не подходит для людей со слабым сердцем, но позволяет получать невероятное количество loft-моделей.

К loft-объекту потребуется применить модификатор Edit Mesh, поэтому можно объединить швы, созданные всеми разделенными формами, и унифицировать нормали. Детали, связанные с использованием Edit Mesh, рассматриваются в главе 13, "Каркасное моделирование".

Управление поверхностью лофтинга

В предыдущем упражнении выполнялась отметка опции для отображения оболочки лофтинга в видовых окнах с проволочными каркасами. Свиток Skin Parameters (параметры оболочки) содержит много опций, влияющих не только на отображение оболочки лофтинга, но и на плотность каркаса и используемые методы интерполяции. Второй список, называемый Surface Parameters (параметры поверхности), содержит опции для управления способами визуализации поверхности лофтинга. Оба свитка показаны на рисунке 10.13.

Установка деталей оболочки

Некоторые из самых важных решений, принимаемых для loft-объектов, касаются плотности каркаса поверхности (или оболочки). Как упоминалось в предыдущих главах, когда принимается решение о сложности loft-объекта необходимо сделать выбор из ряда компромиссов.

  • Плотные каркасы показывают большее число деталей, чем разреженные.
  • Плотные каркасы деформируются более однородно, чем разреженные.
  • Плотные каркасы визуализируются в более гладкий профиль, чем разреженные.
  • Разреженные каркасы используют меньше памяти и отображаются быстрее плотных.
  • С разреженными каркасами как правило проще и быстрее работать, нежели с плотными.
  • Разреженные каркасы визуализируются быстрее плотных.

Лучшее решение достигается путем создания как можно более разреженных каркасов, удовлетворяющих требованиям проекта по деформации и визуализации. Также можно использовать модификатор Optimize для отображения модели с низкой разрешающей способностью во время моделирования и сохранить модель с высокой разрешающей способностью для окончательной визуализации. Обр