Изучение 3D моделирования на факультативах в школе

Одновременно на экране может отображаться от одного до четырех окон проекций. Каждое окно имеет рамку и имя, расположенное  в верхнем левом углу окна. 

Окно проекции, в  котором на данный момент ведется  работа, подсвечивается желтым цветом и называется активным. Активное окно можно развернуть во весь экран при  помощи кнопки Maximize Viewport Toggle (Увеличение окна проекции до размеров экрана) в  правом нижнем углу окна 3ds Max 2008. Стандартные  типы окон отображают объекты сцены  с ограниченным количеством сторон. Однако часто, моделируя объекты  сцены, необходимо видеть их со всех сторон, приближаться для работы с деталями и удаляться, чтобы охватить взглядом всю сцену. Для навигации в  окнах проекции существуют кнопки, расположенные в правом нижнем углу окна программы. Состав кнопок управления меняется в зависимости от выбранного типа проекции. 

В верхней части  окна программы расположено главное  меню, а под ним - панель инструментов Main Toolbar (Основная панель инструментов). Пункты главного меню частично повторяют  инструменты и команды основной панели инструментов, а также панели Command Panel (Командная панель). 

Панель инструментов - один из элементов графического интерфейса пользователя, предназначенный для  выполнения инструментальных функций  и управления программой [21]. 

Использование панели инструментов - один из наиболее удобных  способов выполнения большинства команд, для чего достаточно одного щелчка кнопкой мыши на значке, расположенном  на панели инструментов. 

Все кнопки панели инструментов снабжены подсказками, которые появляются при наведении указателя мыши на кнопку и удержания над ней. Небольшой треугольник в правом нижнем углу некоторых кнопок указывает, что при нажатии и удержании  такой кнопки раскроется панель данного  инструмента с дополнительным набором  кнопок. 

Кнопки главной  панели инструментов: 

• Undo (Отменить) (Ctrl+Z) - отменяет последнюю команду или 

группы команд. 

• Redo (Повторить) (Ctrl+Y) - возвращает команды, которые были отменены. 

• Select and Link (Выделить и связать) - устанавливает связь  между объектами сцены. 

• Unlink Selection (Разорвать  связь с выделенным объектом) - разрывает  связи между объектами. 

• Bind to Space Warp (Связать  с воздействием) - связывает объект с источником объемной деформации. 

• Selection Filter (Фильтр выделения) - раскрывающийся список, ограничивающий типы объектов, которые могут быть выделены. 

• Select Object (Выделение  объекта) (Q) - инструмент выделения объектов. 

• Select by Name (Выделить по имени) (Н) - открывает окно диалога  для выделения объектов по имени. 

• Rectangular Selection Region (Прямоугольная  область выделения), Circular Selection Region (Круглая  область выделения), Fence Selection Region (Произвольная форма выделения), Lasso Selection Region (Выделение  лассо), Paint Selection Region (Выделение кистью) (Ctrl+F) - выделяет объекты различными формами выделяющей рамки. 

• Window/Crossing (Оконное/Пересекающее выделение) - устанавливает, каким образом  будет выделяться объект: обводкой или пересечением. 

• Select and Move (Выделить и переместить) (W) - выделяет и перемещает объект. 

• Select and Rotate (Выделить и повернуть) (Е) - выделяет и поворачивает объект сцены. 

• Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), Select and Non-uniform Scale (Выделить и неравномерно масштабировать), Select and Squash (Выделить и  сжать) (R) - выделяет и масштабирует объект различными способами. 

• Reference Coordinate System (Система  координат) - раскрывающийся список, при  помощи которого устанавливается система  координат, используемая для трансформаций. 

Командная панель располагается  в правой части окна программы. Она  содержит настройки всех объектов сцены, а также параметры многих операций, используемых в работе. При помощи командной панели можно создавать  объекты и управлять ими. 

Командная панель имеет  шесть вкладок: Create (Создание), Modify (Изменение), Hierarchy (Иерархия), Motion (Движение), Display (Отображение) и Utilities (Утилиты). Наиболее часто используются вкладки Create (Создание) и Modify (Изменение) [10, 50]. 

Основные настройки  объектов сосредоточены в свитках  вкладок командной панели. Свитки - сгруппированные по определенным признакам настройки, имеющие в  качестве заголовка кнопку шириной  во всю ширину свитка [4, 66]. 

Название каждого  свитка содержит знак "плюс" или "минус" в зависимости от того, развернут  свиток или свернут (свернутому свитку соответствует знак +, а развернутому - знак -). Щелчок на заголовке свитка разворачивает или сворачивает его. Порядок следования свитков на командной панели (и не только) можно менять, перетаскивая свиток вверх или вниз относительно других. 

Достаточно часто  развернутые свитки не помещаются в  поле экрана, и часть их содержимого  скрывается за его границей. Для  таких случаев предусмотрена  возможность прокрутки области  свитка вверх или вниз. Индикатором  того, что на экране отображено не все  содержимое свитков, является узкая  вертикальная полоса вдоль их правой части. При наведении на область  свитка указатель мыши примет форму  руки, после чего, нажав и удерживая  кнопку мыши, можно прокручивать область  свитков вверх или вниз. 

Свитки имеют контекстное  меню, которое появляется при щелчке правой кнопкой мыши в области  свитков (вне элементов управления). Оно содержит команды разворачивания и сворачивания всех свитков или  свитков по именам и возврата к  принятому по умолчанию порядку  их расположения. 

Вкладка Create (Создание) служит для создания основных (примитивы, кривые и др.) и вспомогательных (источники  света, виртуальные камеры, объемные деформации и др.) объектов сцены. Эта вкладка содержит семь категорий, каждая из которых отвечает за создание объектов определенного типа: 

Geometry (Геометрия) - позволяет  создавать простые и усложненные  примитивы, составные объекты,  системы частиц, объекты для архитектурных,  инженерных и конструкторских  работ, окна, двери и пр. Создание  объектов на основе примитивов  будет подробно рассмотрено в  следующей главе. 

Shapes (Формы) - дает  возможность создавать трехмерные  кривые разной формы: линии,  прямоугольники, круги, трехмерный  текст и пр. 

Lights (Источники света) - позволяет добавлять в сцену  направленные и всенаправленные  источники света. 

Cameras (Камеры) - дает  возможность добавлять в сцену  виртуальные камеры. При помощи  камер можно снимать сцену.  Они являются очень важным  объектом, если сцену планируется  анимировать. 

Helpers (Вспомогательные  объекты) - позволяет добавлять в  сцену вспомогательные объекты.  Такие объекты не видны при  визуализации сцены, но они  помогают добиться того, чтобы  трехмерные объекты вели себя  нужным образом. 

Например, габаритный контейнер Gizmo (Гизмо) может ограничить пространство распространения эффекта  огня. 

Space Warps (Объемные  деформации) - дает возможность добавлять  в сцену объемные деформации. 

Systems (Дополнительные  инструменты) - позволяет добавлять  в сцену системы костей, скелет  и другие дополнительные объекты. 

Щелчок кнопкой  мыши на любой из этих кнопок вызывает набор инструментов для создания объектов соответствующей категории. 

Первая группа объектов, с которой обычно знакомятся начинающие разработчики трехмерной анимации, - это Geometry (Геометрия). Объекты этой группы представляют собой простейшие трехмерные геометрические фигуры: Box (Параллелепипед), Sphere (Сфера), Cylinder (Цилиндр.), Torus (Top), Cone (Конус), Plane (Плоскость) и др. Основные две  группы - это Standard Primitives (Простые примитивы) и Extended Primitives (Сложные примитивы). К  группе Extended Primitives (Сложные примитивы) относятся, например, Hedra (Многогранник), Torus Knot (Тороидальный узел), ChamferCyl (Цилиндр с фаской), Hose (Шланг) и т.д. 

Очевидно, создатели 3ds Max обладают некоторой долей юмора, поскольку в число Standard Primitives (Простые  примитивы) они включили не совсем простой  объект - Teapot (Чайник). Этот примитив любят  многие разработчики трехмерной графики  и часто используют для различных  целей. Например, с его помощью  очень удобно изучать действие различных  модификаторов, так как Teapot (Чайник) имеет неправильную форму и любые  деформации очень хорошо на нем видны. Объект Teapot (Чайник) можно также применять  для того, чтобы посмотреть, как  будет выглядеть на объекте созданный  материал. 

В 3ds Max имеются группы объектов, предназначенных специально для архитектурной визуализации. Это Stairs (Лестницы), АЕС Extended (Дополнительные объекты для АИК - архитектурные, инженерные и конструкторские работы), Doors (Двери), Windows (Окна). 

Группа объектов Doors (Двери) позволяет создать три  типа дверей - Pivot (Закрепленные на оси), BiFold (Складывающиеся) и Sliding (Раздвигающиеся). Первые напоминают обычные входные  двери, вторые - двери автобуса, а  третьи - двери купе. Можно создавать  одинарные или парные (при помощи параметра Double Doors (Двойные дверцы)) двери, регулировать размер дверной  коробки (параметры Width (Ширина) и Depth (Глубина) в области Frame (Рама)), определять параметры  самих объектов - Height (Высота), Width (Ширина), Depth (Глубина) - и даже толщину стекол - Glass Thickness (Толщина стекла). Параметр Open (Открытие) позволяет указать, насколько  двери открыты. 

Группа объектов Windows (Окна) позволяет добавлять в  сцену шесть типов окон. Их основное отличие - в способе открытия: 

Awning (Навесные) - поднимаются  вверх; 

Fixed (Закрепленные) - не открываются; 

Projected (Проектируемые) - состоят из нескольких частей, открывающихся в разные стороны; 

Casement (Створчатые) - открываются  подобно двери, самый распространенный  тип окна; 

Pivoted (Закрепленные  на оси) - открываются таким образом,  что оконная рама вращается  вокруг своей горизонтальной  оси; 

Sliding (Раздвигающиеся) - отъезжают в сторону, подобно раздвижным стеклам на книжной полке. 

Следующая группа объектов - Stairs (Лестницы) - также является необходимым  инструментом для проектирования архитектурных  сооружений. В 3ds Max 2008 можно создавать  четыре типа лестниц: LType (L-образная), Straight (Прямая), Spiral (Винтовая) и UType (U-образная). 

Объекты Stairs (Лестницы) могут быть Open (Открытые), Closed (Закрытые) и Box (С основанием). Отдельно регулируется наличие перилл с правой и левой сторон при помощи параметра Handrail (Перила), расположение относительно ступенек - Rail Path (Путь перилл) и их высота Height (Высота перилл) в свитке Railings (Перилла). В области Steps (Ступени) свитка Parameters (Параметры) задается высота ступеней - Thickness (Толщина) и их ширина - Depth (Глубина). Для спиральной лестницы дополнительно указывается Radius (Радиус), наличие опоры - Center Pole (Центральная опора) и направление - по часовой стрелке или против нее (положение переключателя CCW (Против часовой стрелки) и CW (По часовой стрелке) в области Layout (Расположение)). 

В группу АЕС Extended (Дополнительные объекты для АИК) входят объекты Foliage (Растительность), Wall (Стена) и Railing (Ограждение). Объекты Railing (Ограда, перила) и Wall (Стена), как и описанные выше объекты Doors (Двери) и Window (Окна), применяются  в архитектурном моделировании. 

Объект Foliage (Растительность) служит для моделирования трехмерной растительности. Трехмерное моделирование  флоры обычно сопряжено с большими трудностями. Например, чтобы созданное  дерево выглядело реалистично, необходимо не только качественную текстуру, но и  смоделировать сложную геометрическую модель. Таких моделей долгое время  в стандартном инструментарии 3ds Max не было. 

При помощи объекта Foliage (Растительность) можно создавать  растительные объекты, которые загружаются  из библиотеки Plant Library (Библиотека растений). Создаваемому объекту автоматически  назначается свой материал. Чтобы  деревья и кусты не были похожи один на другой, используется параметр Seed (Случайная выборка), который определяет случайное расположение веток и  листьев объекта. 

В 3ds Max 2008 также можно  создавать такой тип объектов, как частицы Particle Systems (Системы частиц). Частицы очень удобно использовать в сценах, в которых требуется  смоделировать множество объектов одного типа, например снежинок, осколков от взрыва и т.д. 

В 3ds Max присутствует группа объектов Helpers (Вспомогательные  объекты). Объекты этого типа являются вспомогательными и не имеют геометрии, поэтому на финальном просчете их не видно. Объекты категории Helpers (Вспомогательные объекты) часто используются для настройки анимации, ориентирования объектов, определения расстояния между точками трехмерной сцены и т.д. 

Объекты категории Helpers (Вспомогательные объекты) разделены  на несколько групп в зависимости  от своего предназначения. 

Объекты группы Standard (Стандартные) выполняют функции  ориентирования в виртуальном пространстве трехмерной сцены. Например, с помощью  объекта Таре (Рулетка) вы можете быстро определить расстояние между двумя  точками. 

Объект Protractor (Угломер) напоминает рулетку, однако он изменяет не расстояние, а угол между линиями, соединяющими исходную точку и два  объекта. Значение угла между образовавшимися прямыми будет отображаться в настройках объекта Protractor (Угломер) в поле Angle (Угол). Причем при перемещении этих объектов угол будет соответствующим образом изменяться. 

Еще один инструмент для ориентирования в трехмерном пространстве - объект Compass (Компас). Он может отображаться в окне как  простая точка или в виде розы ветров. Этот объект поможет определить направление координатных осей глобальной системы координат пространства. Он очень удобен, если вы плохо ориентируетесь в трехмерном пространстве, например, из-за большого количества одинаковых объектов.