Основы работы со сплайнами

  Для превращения  простого сплайна в составной  необходимо убрать флажок рядом с  кнопкой Start New Shape (Начать новую форму) — рис. 16. После этого любой новый сплайн становится составной частью уже существующей сплайновой формы. Включение названного флажка отменит данный режим, и следующие сплайны уже будут образовывать свои формы.  

Рис. 16. Установка запрета  на создание новой  формы

  Попробуем создать  имитацию простой решетки в виде составного сплайна — такие решетки  сплошь и рядом используют при  создании разнообразных ограждений. Для начала создайте сплайн типа Rectangle (рис. 17), а затем перейдите в режим создания составной формы, отключив флажок Start New Shape (Начать новую форму). Добавьте к прямоугольнику дугу инструментом Arc (рис. 18). Обратите внимание, что для совмещения концов дуги с контуром прямоугольника удобнее воспользоваться ручным изменением параметров From (От) и To (В), определяющих начальную и конечную точки дуги. Не включая флажка Start New Shape, дополните форму серией линий примерно как на рис. 19.   

Рис. 17. Исходный прямоугольник

Рис. 18. Появление дуги

Рис. 19. Появление группы линий

  Щелкните на свободной части любого окна проекций, чтобы снять выделение с решетки, а затем выделите ее инструментом Select Object (Выделение объекта) — решетка выделится вся целиком, что говорит о ее единстве. Это позволит настроить параметры сразу для всех входящих в форму сплайнов, что очень удобно. Активируйте панель Modify (Изменение), в свитке Rendring (Рендеринг) установите флажок Renderable (Визуализируемый) и увеличьте значение параметра Thickness (Толщина). Проведите рендеринг — возможно, полученная решетка будет иметь примерно такой вид, как на рис. 20. Однако решетка получилась неидеальной, поскольку разбить дугу на одинаковое число сегментов на глаз проблематично. Для подобных целей лучше использовать возможности автоматического разбиения сегментов на заданное число равных частей, но это предполагает редактирование формы на уровне подобъектов, поэтому к вопросу создания решетки мы еще вернемся.

  Кроме того, не совсем удачно выбран принцип установки  толщины — в реальной решетке  ее прямоугольное основание, как  правило, имеет гораздо большую  толщину, чем отдельные прутья. Чтобы  учесть данный аспект, необходимо создавать решетку из отдельных сплайнов или редактировать ее потом на уровне сегментов.  

Рис. 20. Решетка

Редактирование  сплайнов

  Сплайны могут  редактироваться на двух уровнях  — на уровне параметрической формы  и на уровне подобъектов: вершин, сегментов, а также сплайнов, если речь идет о составном сплайне.

  Редактирование  на уровне параметрической формы, или объекта, осуществляется обычным образом при активировании панели Modify (Изменение) и позволяет присоединять к сплайну другие сплайны и изменять ряд параметров сплайна, заданных при его создании (рис. 21).   

Рис. 21. Панель Modify — редактирование на уровне объекта

  Редактирование  сплайнов на уровне подобъектов позволяет  превратить даже самый простой сплайн в сложный объект практически  любой конфигурации, так как число  доступных преобразований не идет ни в какое сравнение с перечнем возможностей при редактировании на уровне объекта в целом (рис. 22). Чтобы сплайн можно было редактировать на уровне подобъектов, он должен быть преобразован в объект типа Editable Spline (Редактируемый сплайн) при помощи команды Convert To=>Convert to Editable Spline (Конвертировать в=>Конвертировать в редактируемый сплайн). Такой объект перестает быть параметрическим — его уже нельзя будет редактировать на уровне параметров, изменяя ширину, высоту, радиус и пр., но зато он может модифицироваться на уровне вершин и сегментов.  

Рис. 22. Панель Modify — редактирование на уровне подобъектов

  Выбор нужного  уровня подобъектов осуществляется щелчком по соответствующей кнопке в свитке Selection панели Modify. Для выбора самих подобъектов используются обычные инструменты выделения: Select Object (Выделить объект), Select and Move (Выделить и передвинуть), Select and Scale (Выделить и масштабировать), Select and Rotate (Выделить и повернуть) и Selection Region (Форма области выделения) для выделения областей определенной формы. При необходимости последовательного выделения нескольких объектов при выделении удерживают нажатой клавишу Ctrl.

  Основные инструменты  изменения геометрии подобъектов: вершин (Vertex), сегментов (Segment) и сплайнов в целом (Spline) — находятся в свитке Geometry (Редактировать геометрию), который становится доступным при активировании панели Modify (Изменение). Управление типом подобъектов осуществляется через контекстное меню.

    Изменение типа подобъектов

  На практике чаще всего приходится менять типы вершин, выбирая нужный тип из четырех  возможных: Corner (Угловая), Smooth (Сглаженная), Bezier (Безье) и Bezier Corner (Безье угловая). Гораздо реже требуется изменять типы сегментов или сплайнов — здесь есть всего два варианта: Curve (Кривая) и Line (Линия). Смена типа производится через контекстное меню, вызываемое при нажатии правой кнопки на выделенных объектах, при этом текущий тип всегда отмечен галочкой, а для его изменения достаточно выбрать любой другой тип подобъекта.

  Для примера  инструментом Line (Линия) создайте ломаную из двух отрезков (рис. 23), прощелкав левой кнопкой мыши все три ее вершины, — обратите внимание, что в обычном режиме вершины ломаной не выделены специальными значками. Перейдите в режим редактирования вершин — это приведет к отображению на ломаной трех ее вершин: точка начала окажется отмеченной белым квадратиком, а две другие точки — крестиками (рис. 24). Щелкните на средней вершине правой кнопкой мыши и увидите в открывшемся контекстном меню галочку у слова Corner (рис. 25) — это доказывает, что вершина действительно угловая. Измените тип данной вершины на Bezier (Безье) — вид контура тут же изменится (рис. 26).  

Рис. 23. Исходная ломаная  — все вершины  угловые

Рис. 24. Ломаная в режиме редактирования вершин

Рис. 25. Вид контекстного меню для средней  вершины

Рис. 26. Ломаная — центральная вершина превратилась в вершину Безье

    Редактирование  на уровне вершин

  При редактировании на уровне вершин наибольший интерес  в свитке Geometry (Редактировать геометрию) представляют следующие операции:

• Refine (Уточнить) — позволяет добавлять дополнительные вершины без изменения контура сплайна, что может потребоваться для последующего разрыва сплайна в данной точке;
• Break (Разбить) — позволяет разорвать контур в любой выделенной вершине, при этом образуются две совпадающие, но все же раздельные вершины;
• Insert (Вставить) — дает возможность вставить вершину в любой точке сплайна, сразу же переместить ее и продолжить добавление новых вершин;
• Delete (Удалить) — используется для удаления выделенных вершин;
• Weld (Слить) — отвечает за объединение двух выделенных концевых или совпадающих вершин в одну с учетом значения параметра Weld Threshold (Порог слияния), задающего расстояние, при котором совпадающие вершины будут объединяться;
• Fuse (Приблизить) — позволяет приблизить выделенные точки друг к другу, применение данной операции полезно перед свариванием вершин при помощи операции Weld;
• Connect (Соединить) — осуществляет соединение двух вершин на концах разомкнутого сплайна отрезком прямой;
• Fillet (Скруглить) — позволяет скруглять любые углы;
• Chamfer (Фаска) — отвечает за снятие прямой фаски с любого угла.

  Для примера  создайте сплайн в виде звезды (рис. 27). Чтобы получить доступ к редактированию вершин, превратите его в редактируемый  сплайн, щелкнув правой кнопкой мыши на сплайне и выбрав команду Convert To=>Convert to Editable Spline (Конвертировать в=>Конвертировать в редактируемый сплайн). Последовательно при нажатой клавише Ctrl выделите все внешние вершины звезды, а затем щелкните на кнопке Fillet и скруглите вершины так, чтобы звезда превратилась в цветок (рис. 28). Выделите все внутренние вершины и сведите их в одну точку, щелкнув на кнопке Fuse, а затем объедините при помощи операции Weld (рис. 29). И напоследок попробуйте сделать лепестки более округлыми при помощи операции Fillet (рис. 30). Полученный результат показан на рис. 31.  

Рис. 27. Исходная звезда

Рис. 28. Результат скругления внутренних вершин

Рис. 29. Сведение внутренних вершин

Рис. 30. Скругление лепестков

Рис. 31. Цветок

  А теперь более  сложное задание: откройте ранее  созданный файл с заготовкой для  рюмки. Перейдите в режим редактирования вершин, активизировав панель Modify (Изменение) и щелкнув на кнопке Vertex (Вершины). Масштабируйте изображение, а затем проверьте, все ли вершины находятся на своих местах, и при необходимости переместите ту или иную вершину инструментом Select and Move (Выделить и переместить) так, чтобы все сегменты находились относительно друг друга под нужными углами.

  Выделите указанную  на рис. 32 вершину и измените ее тип  на Bezier Corner (Безье угловая), указав его  в контекстном меню. Измените степень  кривизны прилегающего к данной вершине  сегмента примерно так, как показано на рис. 33. Выделите указанную на рис. 34 вершину и скруглите соответствующий угол, щелкнув на кнопке Fillet (Скруглить) и постепенно изменяя значение параметра в поле соответствующего счетчика или перемещая вершину мышью (рис. 35). Аналогичным образом скруглите угол при вышерасположенной вершине (рис. 36). Превратите указанную на рис. 37 вершину в вершину типа Bezier Corner (Безье угловая), а затем измените кривизну прилегающих к вершине сегментов в соответствии с рис. 38.  

Рис. 32. Превращение обычной угловой вершины в угловую вершину Безье

Рис. 33. Результат изменения  кривизны сегмента, прилегающего к угловой  вершине Безье 

Рис. 34. Вершина, угол размещения которой нужно  скруглить

Рис. 35. Скругление первого  угла

Рис. 36. Скругление второго  угла

Рис. 37. Вершина, которую  нужно превратить в угловую вершину  Безье

Рис. 38. Результат изменения кривизны сегментов, прилегающих к угловой вершине Безье

  Добавьте к  контуру дополнительную вершину, нажав  в свитке Geometry (Геометрия) на кнопке Refine (Уточнить) и щелкнув в том месте контура, где должна появиться новая вершина (рис. 39). Обратите внимание, что в режиме добавления точек к контуру при попадании мыши на контур вид курсора меняется — в это время и следует щелкать. Щелкните еще раз на кнопке Refine для перехода в обычный режим редактирования. Превратите указанную на рис. 40 точку в угловую Безье, а затем измените кривизну прилегающего к точке сегмента (рис. 41).   

Рис. 39. Добавление новой  вершины

Рис. 40. Вершина, которую  нужно превратить в угловую вершину  Безье

Рис. 41. Результат изменения  кривизны сегмента, прилегающего к угловой  вершине Безье 

  Попробуем на основе данного сплайна создать тело вращения, то есть модель, имеющую центральную  осевую симметрию. В следующих уроках мы познакомимся с самыми разными  примерами превращения сплайновых форм в трехмерные модели, а пока ограничимся телом вращения как самым простым способом моделирования. Создаются такие модели путем вращения сплайна вокруг произвольной оси, а для проведения данной операции используется модификатор Lathe (Вращение).

  Примените к  построенному сплайну модификатор Lathe (Вращение), для чего выполните  из главного меню команду Modifiers=>Patch/Spline Editing=>Lathe (Модификаторы=>Редактирование патчей/сплайнов=>Вращение). Обратите внимание, что список Modifier List пополнился строкой Lathe. Для настройки варианта вращения в группе Align (Выравнивание) свитка Parameters (Параметры) щелкните на кнопке Max (Максимум), в группе Output (Вывод) выберите вариант Patch (Патч), в группе Direction (Направление оси) выберите вариант Y (рис. 42). Перейдите в проекцию Perspective и, не снимая выделения с объекта в свитке Parameters (Параметры), включите флажок Flip Normals (Нормальный поворот) — вы увидите примерно такую же рюмку, как показана на рис. 43.