Изучение 3D моделирования на факультативах в школе

В другом случае - при  выборе прямоугольного сечения Rectangular (Прямоугольный) - устанавливаются значения Length (Длина) и Width (Ширина), определяющие толщину сплайна. Параметр Aspect (Соотношение) обозначает соотношение длины и ширины прямоугольного профиля сплайна. Если нажать кнопку с изображением замка, расположенную рядом с этим параметром, то при изменении длины или ширины профиля автоматически будет изменяться и другой параметр так, чтобы их соотношение оставалось неизменным. При выборе прямоугольного сечения, как и при выборе округлого, есть возможность управлять параметром Angle (Угол). 

Свиток настроек Interpolation (Интерполяция) определяет количество шагов интерполяции сплайна (количество сегментов между вершинами объекта). Установленный флажок Optimize (Оптимизация) служит для оптимизации сплайна. Для сплайнов группы Extended Splines (Сложные  сплайны) доступны также дополнительные параметры, позволяющие определять форму их внешних и внутренних углов (Corner Radius 1 (Радиус углов 1) и Corner Radius 2 (Радиус углов 2)). 

На основе сплайновых фигур можно создавать сложные  геометрические трехмерные объекты. Для  этого используются модификаторы Surface (Поверхность), Lathe (Вращение вокруг оси), Sweep (Выгнутость), Extrude (Выдавливание) и BeveL (Выдавливание со скосом), а также  составной объект Loft (Лофтинг). 

Модификатор - это  программная функция изменения  формы и внешнего вида трехмерного  объекта. 

Если присмотреться  к объектам, которые нас окружают, то можно заметить, что многие из них обладают осевой симметрией. Например, плафон люстры, тарелки, бокалы, кувшины, колонны и т.д. Все эти объекты  в трехмерной графике создаются  как поверхности вращения сплайнового  профиля вокруг некоторой оси  при помощи модификатора Lathe (Вращение вокруг оси). Этот модификатор назначается  созданному сплайну, после чего в  окне проекции появляется трехмерная поверхность, образованная вращением  сплайна вокруг некоторой оси. Сплайновая кривая при этом может быть разомкнутой  или замкнутой. 

Настройки модификатора Lathe (Вращение вокруг оси) позволяют  установить тип поверхности, получившейся в результате вращения сплайнового  профиля. Это может быть Patch (Патч-поверхность), Mesh (Поверхность) или NURBS (NURBS-поверхность). Кроме этого, при создании объекта можно устанавливать угол вращения профиля в диапазоне от 0 до 360°. 

Для построения трехмерной модели методом лофтинга необходимо создать два сплайна. Одна трехмерная кривая определяет сечение модели, а вторая - траекторию, вдоль которой  это сечение будет располагаться [10, 56]. 

Модификатор Sweep (Выгнутость) - еще один инструмент для превращения  сплайна в трехмерный объект. Настройки  любой трехмерной кривой, которая  создается в 3ds Max, дают возможность  визуализировать ее с круглым  или квадратным сечением. Модификатор Sweep (Выгнутость) позволяет визуализировать  сплайн со значительно большим количеством профилей. Среди них профили в форме уголка (Angle (Угол)), канавки (Channel (Канавка)), полукруга (Half Round (Полукруг)), полой круглой трубки (Pipe (Труба)), полой квадратной трубки (Tube (Трубка)) и др. Профиль можно выбирать из списка Built In Section (Встроенные профили) свитка Section Type (Тип профиля) настроек модификатора. 

Возможности модификатора не ограничиваются применением профилей-заготовок. В качестве профиля можно использовать сплайновый профиль, созданный вручную. Для этого необходимо установить переключатель в положение Use Custom Section (Использовать пользовательский профиль), нажать кнопку Pick (Выбрать) и указать  сплайн в окне проекции. 

Геометрическими размерами  профиля, а также углами можно  управлять, используя настройки  свитка Sweep Parameters (Параметры выгнутости). 

Модификатор Sweep (Выгнутость) очень удобно использовать для архитектурного моделирования. Например, с его помощью  можно быстро добавить плинтус, карнизы, оконные рамы и прочие элементы интерьера  в трехмерную комнату. 

Метод создания трехмерных объектов с помощью этого модификатора напоминает способ лофтинга. 

При создании трехмерных моделей часто используются стандартные  модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом), которые схожи  по своему действию и применяются  к любой сплайновой форме. Результатом  действия этих модификаторов на сплайн является поверхность, созданная сечением выбранной сплайновой формы. 

Разница между этими  модификаторами заключается в том, что при использовании Bevel (Выдавливание со скосом) можно дополнительно управлять  величиной скоса выдавливаемых  граней. Кроме того, модификатор Bevel (Выдавливание со скосом) позволяет  применять трехуровневое выдавливание, с помощью которого можно придавать красивую форму краям фигуры. 

Особенно удобно использовать модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) при разработке логотипов и работе с объемным текстом. 

Если в окне проекции создать сплайновую форму Text (Текст), а затем применить к ней  один из модификаторов выдавливания, то получится объемная надпись. С  ней можно работать, как и с  любым другим трехмерным объектом. 

Главной настройкой модификаторов Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) является амплитуда  выдавливания. Для модификатора Bevel (Выдавливание со скосом) - это параметр Height (Высота), а для Extrude (Выдавливание) - Amount (Величина). Величину скоса задает параметр Outline (Масштаб). 

Еще один модификатор, применяющийся для выдавливания, - Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному  профилю).  

Он действует на сплайн аналогично Bevel (Выдавливание со скосом), с той лишь разницей, что  в настройках Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю) необходимо указывать трехмерную кривую, вдоль  которой будет выдавливаться  сплайн. 

Модификатор Extrude (Выдавливание) имеет несколько меньшие возможности  по сравнению с Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю), однако разработчики трехмерной графики очень  часто используют Extrude (Выдавливание). В частности, с его помощью  удобно создавать геометрию помещений, моделируя сложные коридоры. 

Рассмотрев работы Верстак В.А. "3ds Max 8. Секреты мастерства", Бондаренко С.В., Бондаренко М.Ю. "3ds Max 8. Библиотека пользователя", Рябцева  Д.В. "Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 7" можно сказать, что сплайны  часто используются в архитектуре, употребляются для создания моделей  с осевой симметрией.  

Например, плафон люстры, тарелки, бокалы, кувшины, колонны. Моделирование  при помощи сплайнов включает в себя следующие фигуры:  

Line (Линия),  

Circle (Окружность),  

Arc (Дуга),  

NGon (Многоугольник),  

Text (Сплайновый текст),  

Section (Сечение),  

Rectangle (Прямоугольник),  

Ellipse (Эллипс),  

Donut (Кольцо),  

Star (Многоугольник  в виде звезды), 

Helix (Спираль).

2.3 Создание моделей  при помощи редактируемых поверхностей 

Еще один используемый в трехмерной графике способ моделирования - работа с редактируемыми поверхностями. Программа 3ds Max 2008 позволяет работать со следующими типами редактируемых  поверхностей: 

• Editable Mesh (Редактируемая  поверхность); 

• Editable Poly (Редактируемая  полигональная поверхность); 

• Editable Patch (Редактируемая  патч-поверхность); 

• NURBS Surface (NURBS-поверхность). 

Практически любой  объект 3ds Max 2008 можно преобразовать  в один из этих типов поверхностей. Для этого правой кнопкой мыши вызовите контекстное меню, щелкните на пункте Convert To (Преобразовать) и в  появившемся подменю выберите один из типов [7,48]. 

Все эти методы построения поверхностей схожи между собой, различаются они настройками  моделирования на уровне подобъектов. Переключаясь в различные режимы редактирования подобъектов, можно  перемещать, масштабировать, удалять, объединять подобъекты. 

В объектах типа Editable Mesh (Редактируемая поверхность) модель состоит из треугольных граней. Для  работы с Editable Mesh (Редактируемая поверхность) можно использовать режимы редактирования Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Face (Грань), Polygon (Полигон) и Element (Элемент). 

В объектах типа Editable Poly (Редактируемая полигональная  поверхность) модель состоит из многоугольников. Для работы с такими объектами  можно использовать режимы редактирования Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Border (Граница), Polygon (Полигон) и Element (Элемент). 

В объектах типа Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность) модель состоит из лоскутов треугольной  или четырехугольной формы, которые  создаются сплайнами Безье. Особенность  этого типа редактируемой поверхности - гибкость управления формой создаваемого объекта. Для работы с Editable Patch (Редактируемая  патч-поверхность) можно использовать режимы редактирования Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Patch (Патч), Element (Элемент) и Handle (Вектор). 

NURBS Surface (NURBS-поверхность) - это поверхность, построенная  на NURBS-кривых. Этот метод создания  поверхностей основан на неоднородных  рациональных В-сплайнах (Non Uniform Rational B-Splines). Чаще всего данный способ  используется для моделирования  органических объектов, анимации  лица персонажей. Этот метод является  самым сложным в освоении, но  вместе с тем самым гибким. 

Объект Editable Mesh (Редактируемая  сетка) предназначен для создания основных форм трехмерных моделей. Он не является параметрическим объектом, то есть у него нет параметров, как, например, у примитивов. Практически любой трехмерный объект можно преобразовать в редактируемую сетку (поверхность). После преобразования его можно использовать для полигонального моделирования. 

Настройки режимов  редактирования объединены в четыре основных свитка - Selection (Выделение), Soft Selection (Плавное выделение), Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик) и Surface Properties (Свойства поверхности). Эти свитки одинаковы для всех режимов, однако инструменты в них могут отличаться в зависимости от выбранного типа подобъектов. 

Свиток Selection (Выделение) содержит настройки выделения подобъектов. С помощью этого свитка можно  быстро переключаться между режимами редактирования подобъектов. 

При установке флажка Ignore Backfacing (Игнорировать невидимые  участки) производится выделение только тех областей объектов, которые обращены к зрителю. 

Редактируя поверхность, часто бывает удобно скрыть те или  иные элементы оболочки. Поскольку  стандартная команда Hide Selection (Скрыть выделение) в данном случае не позволяет  этого сделать, эту операцию можно  выполнить, используя кнопку Hide (Скрыть). Для отображения всех скрытых  объектов сцены необходимо нажать кнопку Unhide All (Отобразить все). 

Свиток Soft Selection (Плавное  выделение) позволяет использовать функцию плавного выделения. Эта  возможность часто применяется  в процессе моделирования трехмерных объектов. Суть этого метода состоит  в том, чтобы при перемещении  одного типа подобъектов на выделенные элементы объекта оказывалось воздействие  с силой, зависящей от расстояния, на котором эти элементы находятся  от центра выделения. Для включения  этого режима нужно установить флажок Use Soft Selection (Использовать плавное выделение). Расстояние, на которое распространяется воздействие в режиме Soft Selection (Плавное  выделение), устанавливается параметром Falloff (Спад). Характер распространения  воздействия на прилегающие подобъекты определяется параметрами Pinch (Сужение) и Bubble (Выпуклость). В этом же свитке отображается кривая воздействия на выделенную область. При изменении  значений параметров этого свитка кривая изменяет свою форму, что позволяет  визуально определить характер выделения. Функция плавного выделения доступна во всех режимах редактирования подобъектов. 

В свитке Edit Geometry (Редактирование геометрических характеристик) расположены  основные инструменты для работы с редактируемыми поверхностями. С  помощью инструментов этого свитка вы можете создавать подобъекты (Create (Создать)), удалять их (Delete (Удалить)), присоединять к оболочке (Attach (Присоединить)) или, наоборот, отсоединять их (Detach (Отделить)), создавая отдельные объекты. 

Один из инструментов, который часто используется при  редактировании поверхностей, - Extrude (Выдавливание). С помощью этой операции можно  произвести перемещение выделенных подобъектов на определенную длину. Другой инструмент - Bevel (Выдавливание со скосом) - по своему действию напоминает Extrude (Выдавливание), однако, в отличие  от последнего, позволяет производить  выдавливание выделенного подобъекта под определенным углом, что позволяет  управлять его площадью. Инструмент Bevel (Выдавливание со скосом) используется только в режимах редактирования Polygon (Полигон) и Face (Грань). Инструмент Chamfer (Фаска) используется для создания фаски на месте ребра или вершины.