В главе рассматриваются следующие понятия:
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.
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:
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.
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.
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:
Выполняйте эти операции только в том случае, когда есть достаточная уверенность в том, что больше не придется регулировать параметры объектов.
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:
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:
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.
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 — 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:
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.
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:
Считайте Модификаторы своим главным инструментом моделирования, поскольку вы управляете порядком применения модификаторов. Влияние модификатора на объект является постоянным независимо от расположения 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:
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:
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.
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.
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.
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:
На рисунке 1.12 показана эта последовательность шагов потоковой схемы объекта и ее воздействие на сферу.
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.
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 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.
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:
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:
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:
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:
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:
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.
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:
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.
Track View отображает иерархию всей сцены, что показано на рисунке 1.26.
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:
Каналы проецирования для стандартного материала также могут быть многоуровневыми иерархиями:
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, 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:
На рисунке 1.28 показан пример иерархии объектов.
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:
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.
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.
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:
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:
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.
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.
Архитектура подключаемых элементов 3DS МАХ обеспечивает следующие преимущества:
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.
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:
Повторяйте шаги 5 и 6 для каждого нового каталога 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:
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.
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.
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.
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.)
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.
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.
ПРИМЕЧАНИЕ
ПРИМЕЧАНИЕ
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.
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.
В этой главе рассматриваются следующие фундаментальные аспекты:
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.
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.
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
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.
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
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
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.
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.
Линия взгляда камеры по-прежнему остается перпендикулярной кубу, поэтому результирующий вид остается в одноточечной перспективе.
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.
Эффект двухточечной перспективы можно наблюдать посредством регулировки камеры в предыдущей сцене.
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.
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.
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.
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.
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.
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°.
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.
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".)
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
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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:
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
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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'.
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.
Сначала историю необходимо разделить на основные сцены и последовательность действий. Рассмотрим следующие сцены:
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:
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.
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,
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?
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 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.
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.
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 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
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
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 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.
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.
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.
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
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.
В этой главе рассматриваются вопросы, решение которых поможет спланировать проект и избежать лишних затрат времени. В первую очередь к ним относятся следующие:
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:
ПРИМЕЧАНИЕ
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.
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
СОВЕТ
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:
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:
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.
Различные методы уменьшения сложности модели обобщены в следующих стратегиях:
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.
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:
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:
Это неопределенные заявления, предполагающие весьма странные пространственные соотношения - до тех пор, пока им не присвоить правильную единицу измерения:
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 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.
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.
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 |.
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:
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:
ПРИМЕЧАНИЕ
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.
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:
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:
Следующие две горячие клавиши увеличения являются автономными командами. Они отменяют любую другую активную команду:
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:
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:
Аналогично командам Zoom можно панорамировать вид, используя клавиши со стрелками. Этот метод обеспечивает точное управление расстоянием панорамирования. Клавиши со стрелками имеют следующий эффект:
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:
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:
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.
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.
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:
ПРИМЕЧАНИЕ
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.
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.
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:
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:
Теперь 3D Studio MAX отображает диалог Import DXF File с опциями, управляющими преобразованием DXF-файла (рис. 5.11).
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.
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.
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:
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).
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.
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.
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:
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.
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.
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:
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.
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:
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
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.
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.
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.
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
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
Ниже перечислены некоторые примеры выборки и трансформации:
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.
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.
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.
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
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:
СОВЕТ
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.
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:
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.
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:
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).
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:
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
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):
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.
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:
Для выбора всех объектов данного типа в диалоге Select Objects выполните следующие шаги:
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:
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:
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).
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:
Для выбора всех объектов с конкретным цветом:
СОВЕТ
Присвоенный материал можно выбирать двумя способами:
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:
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:
После щелчка на OK в объекте Racket выбираются все грани, использующие Material ID 3.
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.
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:
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).
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:
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.
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).
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.
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:
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:
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:
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:
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:
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
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:
При этом открытая группа и любые открытые вложенные группы внутри выбранной группы закрываются.
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:
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.
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:
Для объединения объектов не следует использовать группу, если:
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:
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:
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:
Отображением основной сетки в активном видовом окне можно управлять одним из следующих трех методов:
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:
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.
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:
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
На рисунке 6.21 показано несколько примеров альтернативных установок фона.
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:
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:
После создания объекта сетки для ее использования необходимо произвести еще два шага:
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
Очень удобным методом для позиционирования объектов сетки является команда Align. После расположения объекта сетки его необходимо активизировать:
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.
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).
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
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.
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.)
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.
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:
Используйте либо фиктивный объект, либо объект точки - все зависит от личного предпочтения.
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:
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.
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
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.
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:
При создании объекта Line можно выбирать между режимами 2D, 2.5D и 3D:
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.
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:
При активном режиме Absolute поведение Snap следующее:
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.
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.
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.
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.
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.
Устанавливайте менеджеры трансформации для ограничения команд трансформации. Эти менеджеры управляют тремя свойствами трансформаций:
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.
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:
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 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:
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:
Если для операций Move, Rotate и Scale нужна реальная точность, для выполнения трансформации можно использовать клавиатуру. Можно применять любой из клавиатурных методов, приведенных ниже:
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:
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:
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:
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.
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 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:
СОВЕТ
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:
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:
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:
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
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:
За счет изменения установок в области Array Transformation можно создавать многие популярные типы массивов:
СОВЕТ
Приведенный ниже пример показывает преимущество использования в качестве систем координат Pick объектов точки при создании массивов 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:
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.
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.
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:
Все три кнопки Align требуют одинаковой последовательности операций:
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.
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:
Для выравнивания используются два метода:
Выберите исходные объекты, щелкните на Align, а затем на целевом объекте для отображения диалога Align Selection (выровнять выборку) (см. рис. 6.46).
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
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):
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.
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.
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:
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:
СОВЕТ
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:
Для использования Place Highlight выполните следующее:
В этой главе обсуждаются следующие вопросы:
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:
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
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.
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
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.
СОВЕТ
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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:
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
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
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 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
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.
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).
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.
"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" 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" 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.
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.
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
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).
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.
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 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
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
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 (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 (Selection Center) является геометрическим центром ограничивающей рамки и общей точкой трансформации из менеджера 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 (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.
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).
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.
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 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 (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
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.
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.
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.
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
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).
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
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.
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
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).
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.
Конкретно в ней рассматриваются следующие предметы:
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
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.
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.
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
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
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.
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
Кнопки, окружающие выпадающий список стека, используются для управления стеком. Каждый вход в стек может отдельно функционировать и отображаться:
ПРИМЕЧАНИЕ
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
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.
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
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
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
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.
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.
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 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.
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
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 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
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
В этой главе рассматриваются общие вопросы создания форм и вводятся некоторые методы трехмерного моделирования, основанные на формах. В частности, внимание акцентируется:
Конечно, начинать следует с создания 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.
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:
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.
Наиболее общим методом создания линий является интерактивный щелчок в видовом окне. На интерактивное создание линии распространяются следующие правила:
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:
Последнее правило усложняет рисование точных линий через Keyboard Entry. К счастью, будущий выпуск будет отображать каждый сегмент линии по мере ее создания.
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:
Прямоугольники и эллипсы создаются путем перетаскивания диагонали прямоугольника. Для этих форм применяется следующая технология создания:
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.
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).
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.
Способ, в соответствие с которым создаются дуги, в значительной степени зависит от выбора Creation Method. Дугу можно определить с использованием двух методов:
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.
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:
После создания основной спирали можно установить следующие параметры:
Рисунок 9.7 демонстрирует простую спираль, параметры которой показаны слева. Спирали справа показывают, чего можно достигнуть за счет изменения параметров спирали.
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:
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:
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
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:
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).
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.
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.
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).
К любой форме всегда можно вернуться и произвести добавление к ней чего-либо в соответствие со следующими методами:
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.
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:
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.
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.
Терминология для форм и определения подобъектов формы были представлены в начале этой главы. С помощью модификатора Edit Spline можно выбирать следующие подобъекты формы:
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.
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.
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.
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.
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:
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:
Приведенный ниже пример показывает сколько памяти используется при перемещении одной вершины несколько раз и демонстрирует возможности сохранения памяти посредством Undo:
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.
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:
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.
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).
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.
СОВЕТ
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:
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.
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 к сплайну осуществляется по одному из трех методов:
Хотя свиток Edit Vertex содержит только одну кнопку Weld (объединить), для объединения вершин можно применять один из двух методов.
При объединении вершин применяются следующие ограничения:
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
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.
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:
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.
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.
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:
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:
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.
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.
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:
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.
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.
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.
Эта простая команда рисует сегмент от последней вершины разомкнутого (открытого) сплайна обратно к первой. Выберите сплайн и щелкните на Close (закрыть).
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.
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:
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).
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:
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:
Если выбрана операция Substaction, второй сплайн будет всегда вычитаться из первого.
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:
Для зеркального отображения сплайна выполните следующие шаги:
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.
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 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.
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.
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:
При вытягивании формы выбор можно делать из следующих опций:
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.
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
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:
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:
Три опции поверхности кругового вращения управляют степенью кругового вращения и сложностью генерируемого каркаса:
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.
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:
Создавайте объект с фаской путем установки для Bevel следующих значений:
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:
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.
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.
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:
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.
В этой главе представлена следующая информация о loft-объектах:
Перед переходом к собственно созданию loft-объектов необходимо познакомиться с основными концепциями их создания.
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.
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.
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:
В последующих разделах представлены другие методы, позволяющие сделать моделирование loft-объектов более успешным.
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:
При необходимости выполнять Move, Rotate или Scale для формы в качестве части конструкции loft-объекта доступно несколько способов.
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:
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:
Затем выполните лофтинг некоторого текста, который следует за колонной. В этом случае путь проходит горизонтально. Располагайте loft-объект текста следующим образом:
После некоторой практики можно быстро почувствовать совместную работу форм и путей и с уверенностью предсказывать ориентацию loft-объектов.
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.
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:
Выборы в этом свитке определяют метод клонирования формы и с чего начинать - с формы пути или с формы поперечного сечения.
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.
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
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 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.
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.
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.
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:
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.
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.
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:
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.
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:
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.
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.
После размещения на пути нескольких форм оставшиеся три кнопки в свитке Path Parameters можно применять для навигации по уровням пути, содержащим формы.
Основной смысл использования этих элементов управления заключается в быстром переходе к уровню формы для ее замены через операцию Get Shape.
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.
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:
Иногда для достижения результата потребуется применять комбинацию обеих технологий.
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.
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:
На рисунке 10.12 показан пример комбинирования разомкнутых и замкнутых форм в одном loft-объекте.
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.
Детали применения команды Break представлены в главе 9. Для разделения loft-объекта, состоящего из одного сплайна, на множество сплайнов выполните следующее:
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.
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".
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.
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.
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. Обратите внимание на главу 15, "Использование усовершенствованных модификаторов", в которой приведена информация о модификаторе Optimize.
Отметим, что многие рассматриваемые ниже установки подобны опциям, устанавливаемым в свитке Shape In