Вырезание отверстий сложной формы. Автоматическая настройка ГС

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

В этой главе обсуждаются следующие вопросы:

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

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

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

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

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

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

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

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. При работе с клавиатурой нет никакой визуальной информации вплоть до завершения процесса создания. На практике работу с клавиатурой при создании следует зарезервировать для тех случаев, когда точное размещение имеет решающее значение и соответствующие данные доступны. Хотя ввод с клавиатуры можно использовать для создания всех примитивов (за исключением Hedra), в этой книге всегда будет предполагаться, что объекты создаются в интерактивном процессе.

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

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

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сегменты 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.

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

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

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

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.

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. 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.

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.

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.

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. Как человек, занимающийся моделированием, вы должны балансировать между количеством граней в сцене и необходимой степенью детализации. Помните, что сглаживание не влияет на истинную геометрию объекта - это только способ визуализации его поверхности.

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

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

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

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

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

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, 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.

Если концов нельзя увидеть, можно создавать минимум сторон; если профиль очевиден (что является общим случаем для внутренних частей труб), количество сегментов должно быть увеличено.

ПРИМЕЧАНИЕ В случае обнаружения, что цилиндр, имеющий 200 сторон, недостаточно сглажен (что возможно для изображений с высокой разрешающей способностью или для очень больших объектов, образующих пустые дуги, проходящие через сцену) посредством лофтинга или вытягивания потребуется создать круги с большим числом сегментов и шагов.

Количество сегментов высоты для цилиндров и труб будет изменяться в зависимости от применения этих объектов. Чем более эти примитивы деформируются, тем больше сегментов требуется, чтобы они выглядели убедительно и были гладкими. Сегменты высоты влияют только на качество визуализации цилиндра в случае дальнейшей его деформации. Конечно, планирование этого не критично, поскольку сегментацию можно изменять позже. Планирование становится критичным, если вы собираетесь выполнить операцию, разрушающую стек объекта.

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. 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.

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.

Параметрические объекты Sphere (сферы) и GeoSphere (геосферы) представляют различные способы определения сферических объемов и вместе обеспечивают четыре различных геометрии типа сферы и купола (оболочки). 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. Эффект параметра Twist полностью очевиден в неподвижном изображении, эффект же параметра Rotation лучше всего виден в анимации.

ПРИМЕЧАНИЕ Поскольку Twist имеет определенную начальную точку, в начале скручивания будет существовать некоторое сжатие, если при скручивании не делается полный оборот с целью совпадения начальной и конечной точек. Если опция Slice не активизирована для вставки разрыва в этой точке, во избежание сжатия следует использовать значения Twist с инкрементами 360.

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.

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).

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.

Поставляемые вместе с 3DS МАХ параметрические объекты представляют собой два основных геометрических класса, поскольку они могут все преобразовывать в треугольные каркасы и лоскуты Безье. С развитием 3DS МАХ и добавлением дополнительных геометрических классов способ, при помощи которого модификаторы взаимодействуют с геометрией, приобретает более важное значение. Архитектура 3DS МАХ может разместить любое геометрическое определение. В базовый продукт включены параметрические, каркасные, лоскутные объекты и объекты сплайнов.

ПРИМЕЧАНИЕ Хотя в 3D Studio MAX непосредственно не входят объекты создания NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline, неоднородные рациональные В-сплайны) или инструменты редактирования, она включает в себя класс объектов NURBS для пользователей 3DS МАХ SDK, разрабатывающих приложения. 4D Vision, разработчик 3DS МАХ, заявил о подключаемом элементе NURBS для 3DS МАХ, который называется "Sculptor" (скульптор). Этот подключаемый элемент обещает стать очень емким инструментом моделирования NURBS.

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
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.

К сожалению параметры разбиения на пластины для примитивов игнорируются при добавлении модификатора EditPatch непосредственно после создания параметров в стеке. Если требуется отредактировать объект посредством опций разбиения на пластины, необходимо поместить модификатор, который сначала преобразует его в каркас (например, модификатор XForm), а затем применить модификатор EditPatch для работы с интерполированными лоскутами.

СОВЕТ При добавлении модификатора EditPatch для преобразования примитивов в лоскуты лучше всего сразу же выключить состояние выборки Sub-Object, если необходимо применить модификаторы ко всему объекту. Модификаторы Edit всегда начинаются в состоянии выборки Sub-Object. Если перейти непосредственно к добавлению дополнительного модификатора, эффект нельзя будет увидеть, поскольку стек не показывает объект, а скорее пустой набор выборки. Перед тем, как можно будет увидеть эффект другого модификатора в стеке, необходимо взять объект вне выборки Sub-Object (или выбрать что-либо).

Лоскутные объекты по сравнению с каркасными объектами реагируют на модификаторы по-другому. 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.

Цель работы : Изучение основных приемов размножения объектов с помощью функции «массив»; изучение технологии создания объектов с помощью булевых операций.

Создание объекта «винт»

Рисунок 1. Винт, созданный при помощи булевых операций.

Шаг 1. Перезагрузите 3D Studio Max и начните новый файл сцены.

Шаг 2. Cylinder (Цилиндр) со следующими значениями параметров:

• Radius (Радиус) - 30 ,
• Height (Высота) – 100 ,
• Height Segments 5 ,
• Cap Segments 1 ,
• Sides (Количество сторон) – 18 .

Smooth (Сглаживание).

Шаг 3. Создайте в окне проекции объект Tube (Трубка) со следующими значениями параметров:

• Radius 1 (Радиус 1) – 44 ,
• Radius 2 (Радиус 2) – 24 ,
• Height (Высота) – 150 ,
• Height Segments (Количество сегментов по высоте) – 5 ,
• Cap Segments (Количество сегментов в основании) – 1 ,
• Sides (Количество сторон) – 18 .

Чтобы объект принял сглаженную форму, установите флажок Smooth (Сглаживание).

Выровняйте объект Tube (Трубка) относительно объекта Cylinder (Цилиндр) так, как показано на рисунке 2. Рисунок 2. Выравнивание примитива Tube (Трубка) относительно объекта Cylinder (Цилиндр).
Шаг 4. Выполните первую булеву операцию следующим образом:

• Выделите объект Cylinder (Цилиндр). Перейдите на вкладку Create Geometry (Геометрия) строку Compound Objects Boolean (Булева операция).
• Воспользуйтесь кнопкой Pick Operand В (Выбрать операнд), чтобы выбрать второй объект, который будет участвовать в операции, Tube (Трубка).

После выполнения этой операции объект примет вид, изображенный на рисунке 3.
Рисунок 3. Объект Cylinder (Цилиндр) после выполнения булевой операции вычитания.
Шаг 5. Создайте сплайн Helix (Спираль). Для этого перейдите на вкладку Create Shapes (Формы) выберите строку Splines (Сплайны) и нажмите кнопку Helix (Спираль).

Перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели и в свитке Parameters (Параметры) настроек объекта Helix (Спираль) при помощи параметра Turns (Количество витков) установите количество витков равным 10 . Определите направление витков против часовой стрелки, установив переключатель в положение CCW (Против часовой стрелки). Значение параметра Height (Высота) задайте равным 75 . Укажите для объекта одинаковые значения параметров Radius 1 (Радиус 1) и Radius 2 (Радиус 2) – 22 . В свитке настроек Rendering (Визуализация) установите флажок Display Render Mesh (Отображать визуализируемую сетку), а также задайте параметру Thickness (Толщина) значение 8 .

Выровняйте спираль относительно цилиндра по осям X и Y Z так, чтобы объект начинался под «шляпкой» (рис. 4). Рисунок 4. Установка объекта Helix (Спираль) под "шляпкой" первого объекта.
Шаг 6. Чтобы можно было производить операции со сплайном, его необходимо конвертировать в Editable Mesh (Редактируемая поверхность). Для этого вызовите контекстное меню в окне проекции и выполните команду Convert То –> Convert to Editable Mesh (Преобразовать –> Преобразовать в редактируемую поверхность).

Шаг 7. Если теперь при помощи булевой операции вычитания удалить из объекта Cylinder (Цилиндр) объект Helix (Спираль), то получим деформацию, которая будет напоминать резьбу. Для этого делайте следующее:

• Выделите объект Cylinder (Цилиндр).
• Перейдите на вкладку Create (Создание) командной панели, выберите в категории Geometry (Геометрия) строку Compound Objects (Составные объекты) и нажмите кнопку Boolean (Булева операция).
• Установите параметры булевой операции – вычитание.
• Воспользуйтесь кнопкой Pick Operand В (Выбрать операнд), чтобы выбрать второй объект, который будет участвовать в операции.

После этого объект примет вид, показанный на рисунке 5.
Рисунок 5. Объект Cylinder (Цилиндр) после выполнения второй булевой операции вычитания.
Шаг 8. Необходимо добавить шлиц на головку винта. Для этого используйте стандартный примитив Box Create (Создание) командной панели, в категории Geometry (Геометрия) выберите строку Standard Primitives (Стандартные примитивы) и нажмите кнопку Box (Параллелепипед). Перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели и в настройках параллелепипеда укажите следующие значения параметров:

• Length (Длина) равным 15 ,
• Width (Ширина) – 80 ,
• Height (Высота) – 30 .

Выровняйте этот объект относительно цилиндра по осям X и Y , а затем вручную подберите положение вдоль оси Z так, чтобы он частично пересекался с головкой винта (рис. 6).

Теперь при помощи булевой операции вычитания удалите из первого объекта второй так, как это описано выше. В результате на винте появится шлиц (рис. 7). Рисунок 6. Установка параллелепипеда для операции вычитания.
Рисунок 7. Готовый болт.

Допустим, что необходимо, смоделировать трубы загнутые в определенных местах на конкретный угол. В этом уроке будут показаны простые способы придания необходимой формы сгиба объектам цилиндрической формы в программе Autodesk 3ds Max .

Урок состоит из двух частей:

1. Способы сгиба при помощи модификатора «Bend» на уровне объектов и подобъектов;
2. Способы сгиба при помощи сплайнов методом лофтинга (Loft).

Способы сгиба при помощи модификатора «Bend»

Модификатор «Bend» (Изгиб) является стандартным модификатором Autodesk 3ds Max и находится во вкладке «Modify» (Модификаторы) в выпадающем списке «Modifier List» (Список Модификаторов). Он очень прост и освоение его занимает очень мало времени. С ним можно работать как на уровне объектов, так и подобъектов (вершин, ребер, граней). Рассмотрим по порядку оба варианта.

Способы сгиба при помощи модификатора «Bend» на уровне объектов

Трубу будем моделировать из обыкновенного цилиндра, поэтому добавим его в сцену: переходим на вид сверху «T» и в правом меню во вкладке «Create» (Создание) выбираем «Cylinder» (Цилиндр). Затем переходим в соседнюю вкладку справа «Modify» (Модификаторы). Там внизу во вкладке «Parameters» (Параметры) появятся настройки данного объекта.

Здесь необходимо указать размеры будущей трубы, которую необходимо деформировать. Допустим это труба радиусом (Radius) 5см и высотой (Height) 30 см. Что касается количества сегментов по высоте (Height Segments), то следует отметить, что чем больше их число в месте изгиба, тем более плавной будет его форма.

Применяем модификатор сгиба: переходим на вид спереди «F» и во вкладке «Modify» из выпадающего списка «Modifier List» выбираем модификатор «Bend».

В результате вокруг цилиндра должна появиться оранжевая рамка, а справа внизу вкладка «Parameters» с настройками различных параметров данного модификатора. Рассмотрим их.

Первый параметр «Angle» (Угол) задает значение угла, на который необходимо согнуть трубу. Допустим, что трубу необходимо согнуть на угол 90 градусов влево, тогда здесь необходимо указать значение -90, если же необходимо согнуть объект под прямым углом вправо, то указываем значение +90 градусов.

Если, например, необходимо сделать трубу формы, которая бы соединяла две параллельные вертикальные трубы, то нужно указать значение -180 градусов, а для более плавной деформации увеличить количество сегментов, например, до 10.

Если же указать значение 360 градусов, то получится окружность. Перейдем к следующим настройкам.

Параметр «Direction» (Направление) задает направление изгиба. Если необходимо, например, согнуть трубу под прямым углом так, чтобы её верхний торец был направлен на нас, то необходимо указать значение -90 градусов в параметрах «Angle» и «Direction».

Параметр «Bend Axis» задает направление оси, вдоль которой будет произведен изгиб. По умолчанию деформация происходит по оси «Z» и для объектов, имеющих цилиндрическую форму, является наиболее подходящей.

Активация параметра «Limit Effect» (Предел Действия) позволяет установить границы воздействия модификатора. Например, в данном случае длина цилиндра 30см и его деформация происходит по всей длине, если же необходимо, чтобы изгиб распространялся не на всю длину, а, допустим, только на первые 20 см, то необходимо активировать данный параметр, и указать это значение в «Upper Limit» (Верхний Предел).

Если же в модификаторе «Bend» перейти на уровень «Gizmo», то можно перемещать заданный угол и длину изгиба по высоте (длине) цилиндра. Для этого нужно нажать на знак «+» напротив модификатора «Bend» и выпадающем списке выбрать «Gizmo».

Параметр «Lower Limit» задает, соответственно, нижний предел действия данного модификатора.

Изгиб труб при помощи модификатора «Bend» на уровне подобъектов

С данный модификатор так же можно работать на уровне подобъектов: вершинами, ребрами, гранями. Для этого, необходимо к цилиндру применить модификатор «Editable Poly». Этот модификатор должен находиться перед модификатором «Bend», то есть ниже его в списке.

После применения модификатора «Editable Poly», переходим на нужный уровень подобъектов, например, вершин и выделяем часть объекта, которую нужно деформировать. Она так же будет обведена оранжевой рамкой, а справа внизу появятся необходимые параметры, позволяющие производить с ней манипуляции аналогичные с объектом.

Для примера создадим изгиб 90 градусов в верхней части цилиндра. Для этого перейдем на уровень работы с вершинами в «Editable Poly» и выделим вершины пяти верхних окружностей.

Как видим, выделенные вершины образовали заданный угол, но произошло их смещение в правую сторону. Чтобы это исправить, в модификаторе «Bend» переходим на уровень «Gizmo» и манипулятор перемещения опускаем пока выделенные точки самой нижней окружности не выровняются по горизонтали.

Таким образом, получим изгиб в 90 градусов. После этого можно сверху добавить еще один модификатор «Editable Poly» и инструментом «Extrude» (Выдавливание) на уровне работы с полигонами выдавить верхнюю торцевую поверхность.

Изгиб труб при помощи сплайнов

Объектам цилиндрической формы можно придавать сгиб так же при помощи сплайнов. В данном случае из сплайнов сначала создается окружность с нужным радиусом трубы, затем создается нужная её форма при помощи линии. После этого методом лофтинга окружность как бы натягивается на форму линии. Рассмотрим это на конкретном примере.

Переходим на вид сверху «T». В меню справа заходим во вкладку «Create» (Создание), далее в меню «Shapes» (Формы) в «Splines» (Сплайны) выбираем «Circle» (Круг). При помощи его создаем окружность и, в появившемся меню внизу справа во вкладке «Parameters», задаем ей нужный радиус, например, 5см.

После этого, аналогичным образом, в том же меню «Shapes» => «Splines» выбираем линию (Line) и с её помощью рисуем форму трубы. Для удобства можно активировать привязку к сетке «Snaps Toggle» на панели сверху. Когда общая форма будет готова нужно нажать «Esc», чтобы выйти из режима рисования.

Теперь необходимо «натянуть» на эту линию окружность. Для этого выбираем линию, заходим во вкладку «Create» => «Geometry», в выпадающем списке выбираем «Compound Objects» и нажимаем на кнопку «Loft» (Лофтинг – это метод, который позволяет преобразовывать сплайны (в данном случае окружность и линию) в трехмерные объекты).

После нажатия на эту кнопку, внизу появится дополнительное меню. Во вкладке «Creation Method» (Метод Создания) есть две кнопки: «Get Path» (Указать Путь) и «Get Shape» (Указать Форму). Так как перед этим уже выбрана линия, то есть «Путь», то необходимо указать форму. Для этого нажимаем на кнопку «Get Shape» и указываем окружность. Если бы первоначально была выбрана окружность, то в «Loft» необходимо было бы нажать на кнопку «Get Path» и указать на линию.

В итоге получилась вот такая труба с острыми углами, сгладить которые можно следующим образом. Во вкладке «Modify» нажимаем на знак «+» возле надписи «Loft», в выпадающем списке выбираем «Path», нажимаем на «+» напротив надписи «Line» переходим на уровень вершин «Vertex». Там во вкладке «Geometry» находим параметр «Fillet» (Обод). При помощи данного параметра задается радиус углов линии. Установим, например, 10 см. Так же ниже находится параметр «Chamfer» (Фаска), который не закругляет углы, а только создает фаску.

Так же при работе данным методом полезно отметить еще некоторые важные настройки «Loft». Если, например, не устраивает полигональная сетка трубы, то её можно скорректировать. Для этого переходим на уровень «Loft» и во вкладке «Skin Parameters» (Параметры Оболочки) есть возможность задать количество ребер между вершинами пути (в данном случае линии) «Path Steps» и между вершинами формы (в данном случае окружности) «Shape Steps». Чем больше будет установлено их значение, тем более плавную форму приобретет объект. Для примера, установим значение равное 10см.

Таким образом, на основе геометрии сплайна можно придать трубам различную форму. Обычно, в помещениях трубы имеют одинаковую толщину. Поэтому, на основе схемы их расположения, сначала при помощи сплайнов создается их общая геометрия, а затем она конвертируется в «Editable Poly». После чего прорабатывается различная детализация, например, места соединения с другими трубами.

Напомним, что на нашем сайте есть вы можете прочитать другие уроки по 3ds Max, например или .

Перепечатка и использования данного материала без прямой обратной ссылки категорически запрещена!

Модификатором называется действие, назначаемое объекту, в результате чего свойства объекта изменяются. Например, модификатор может действовать на объект, деформируя его различными способами - изгибая, вытягивая, скручивая и т. д. Модификатор также может служить для управления положением текстуры на объекте или изменять физические свойства объекта, например делать его гибким.

Важным элементом интерфейса 3ds max 7 является Modifier Stack (Стек модификаторов) - список, расположенный на вкладке Modify (Изменение) командной панели (рис. 3.1).

В этом списке отображается история применения некоторых инструментов (в том числе модификаторов) к выделенному объекту, а также представлены режимы редактирования подобъектов.

Стек модификаторов очень удобен, так как содержит полную историю трансформации объектов сцены. При помощи стека модификаторов можно быстро перейти к настройкам самого объекта и примененных к нему модификаторов, отключить действие модификаторов или поменять местами очередность их воздействия на объект. При выделении объекта или примененной к нему команды его параметры объекта появляются на вкладке Modify (Изменение) командной панели под стеком модификаторов (рис. 3.2).

Рис. 3.1. Стек модификаторов

Рис. 3.2. Параметры объекта Box (Параллелепипед) на вкладке Modify (Изменение) под стеком модификаторов

Чтобы применить к объекту модификатор, нужно выделить объект и выбрать модификатор из списка Modifier List (Список модификаторов) на вкладке Modify (Изменение) командной панели. При этом название модификатора сразу появится в стеке. Назначить модификатор объекту можно также, воспользовавшись пунктом главного меню Modifiers (Модификаторы) (рис. 3.3).

Для удаления назначенного модификатора необходимо выделить его название в стеке модификаторов и нажать кнопку Remove modifier from the stack (Удалить модификатор из стека), расположенную под окном стека модификаторов (рис. 3.4).

Действие модификатора можно приостановить. Эта возможность может пригодиться, когда необходимо проследить изменение объекта на разных этапах моделирования.

Для выключения действия модификатора достаточно щелкнуть на пиктограмме в виде лампочки, которая расположена слева от названия модификатора в стеке (рис. 3.5).

Список модификаторов очень длинный, и нет смысла перечислять все функции каждого из них, поэтому рассмотрим лишь наиболее используемые модификаторы.

Рис. 3.3. Пункт Modifiers (Модификаторы) главного меню

Рис. 3.4. Удаление модификатора из стека

Рис. 3.5. Стек модификаторов с выключенным модификатором Bend (Изгиб)

ПРИМЕЧАНИЕ

Прочитав описание модификаторов, вы узнаете об их настройках, а выполнив задания в конце этой, а также в других главах книги, вы сможете понять, в каких случаях следует использовать тот или иной модификатор. При этом в уроках подробно не описаны параметры модификаторов, а только приведены конкретные значения. При необходимости узнать о каком-либо параметре обращайтесь к теоретическому описанию модификаторов.

Деформирующие модификаторы

Основные модификаторы, деформирующие объект, называются параметрические модификаторы (Parametric Modifiers ). С помощью таких модификаторов можно деформировать объект самыми различными способами. К деформирующим модификаторам также относятся модификаторы свободных деформаций (Free Form Deformers ). Каждый из параметрических модификаторов содержит два режима редактирования подобъектов.

• Управление положением габаритного контейнера модификатора осуществляется при помощи параметра Gizmo (Гизмо).
• Задание центра применения модификатора - Center (Центр).

Переключиться в один из этих режимов можно, раскрыв список модификаторов в стеке модификаторов и выделив требуемый режим. В каждом из этих режимов можно изменять положение габаритного контейнера и центральной точки эффекта. Рассмотрим деформирующие модификаторы.

Bend (Изгиб)

Назначение данного модификатора - деформировать объект (рис. 3.6), сгибая его оболочку под определенным углом Angle (Угол) относительно некоторой оси Bend Axis (Ось изгиба). Этот модификатор, как и многие другие, имеет на свитке Parameters (Параметры) область Limits (Пределы), с помощью параметров которой можно определить границы применения модификатора (рис. 3.7).

Рис. 3.6. Примеры использования модификатора Bend (Изгиб)

Рис. 3.7. Настройки модификатора Bend (Изгиб)

Displace (Смещение)

Этот модификатор оказывает разные воздействия на объект.

Изменение геометрических характеристик объектов с помощью Displace (Смещение) осуществляется на основе черно-белого растрового изображения пли процедурной карты (см. разд. «Процедурные карты» гл. 4).

Используя один из возможных вариантов проецирования карты искажения - Planar (Плоская), Cylindrical (Цилиндрическая), Spherical (Сферическая), Shrink Wrap (Облегающая), - можно деформировать поверхность объекта, изменяя при этом величину воздействия модификатора Strength (Сила воздействия).

Величина Decay (Затухание) определяет затухание деформации, получаемой при помощи модификатора Displace (Смещение).

При помощи настроек области Alignment (Выравнивание) можно управлять положением искажающей карты.

На рис. 3.8 показан результат применения к объекту модификатора Displace (Смещение). Его настройки приведены на рис. 3.9.

Рис. 3.8. Результат применения к объекту модификатора Displace (Смещение) с процедурной картой Checker (Шахматная текстура)

Рис. 3.9. Настройки модификатора Displace (Смещение)

Lattice (Решетка)

Этот модификатор создает на поверхности объекта решетку на полигональной основе (рис. 3.10).

В тех местах, где присутствуют ребра объекта, модификатор создает решетку, а на месте вершин устанавливает ее узлы.

В настройках модификатора (рис. 3.11) можно указать размер решетки при помощи параметра Radius (Радиус), количество сегментов - Segments (Количество сегментов) и сторон решетки - Sides (Стороны).

При построении решетчатой структуры могут быть задействованы: Struts Only From Edges (Только прутья решетки), Joints Only From Vertices (Только вершины) или и то и другое - Both (Все).

Узлы решетки могут быть трех типов: Tetra (Тетраэдр), Octa (Октаэдр) и Icosa (Икосаэдр).

Для узлов можно также определить величину - Radius (Радиус) и количество сегментов - Segments (Количество сегментов).

Чтобы узлы и прутья решетки выглядели сглаженно, для каждого элемента (прутьев и вершин) предусмотрена возможность установить флажок Smooth (Сглаживание).

Рис. 3.10. Примеры использования модификатора Lattice (Решетка)

Рис. 3.11. Параметры модификатора Lattice (Решетка)

ПРИМЕЧАНИЕ

Пример использования модификатора Lattice (Решетка) описан в разд. «Урок 4. Моделирование напольного вентилятора» данной главы.

Mirror (Зеркало)

Этот модификатор очень полезен в тех случаях, когда необходимо быстро создать зеркальную копию объекта (рис. 3.12).

На рис. 3.13 показаны настройки модификатора Mirror (Зеркало).

Копия может быть создана относительно одной из плоскостей (XY, YZ или ZX) или относительно одной из осей (X, Y или Z).

Установленный флажок Сору (Копировать) позволит создать копию объекта, не удаляя оригинал. Значение параметра Offset (Смещение) определяет величину смещения первого объекта относительно второго.

Рис. 3.12. Результат применения к объекту модификатора Mirror (Зеркало)

Рис. 3.13. Настройки модификатора Mirror (Зеркало)

ПРИМЕЧАНИЕ

Пример использования модификатора Mirror (Зеркало) рассмотрен в разд. «Урок 2. Моделирование глаз персонажа» данной главы.

Этот модификатор имеет большое значение при моделировании природных ландшафтов

После его воздействия на объект поверхность становится зашумленной Хаотическое искажение поверхности объекта может использоваться для создания любой неоднородной поверхности, например при имитации камня (рис. 3.14).

Модификатор создает искажения объекта в одном из трех направлений - X, Y или Z.

Параметры, определяющие амплитуду воздействия вдоль каждой из осей объединены в области Strength (Сила воздействия).

Рис. 3.14. Примеры использования модификатора Noise (Шум)

Модификатор Noise (Шум) содержит параметр зашумления Fractal (Фрактальный), с помощью которого можно имитировать естественное зашумление объектов (горный ландшафт, мятую бумагу и др.).

При установленном флажке Fractal (Фрактальный) становятся доступными два параметра зашумления - Roughness (Шероховатость) и Iterations (Количество итераций). Настройка Scale (Масштабирование) определяет масштаб зашумления, а величина Seed (Случайная выборка) служит для псевдослучайного создания эффекта.

Кроме всего прочего, модификатор Noise (Шум) имеет функцию Animate Noise (Анимация шума) (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Настройки модификатора Noise (Шум)

Push (Выталкивание)

Этот модификатор искажает поверхность объекта, «раздувая» ее в направлении нормали к поверхности (рис. 3.16).

Достаточно простой модификатор, имеющий всего лишь одну настройку - Push Value (Величина выталкивания).

Используя ключевые кадры (см. разд. «Общие сведения о трехмерной анимации» гл. 4) и установив определенное значение Push Value (Величина выталкивания), можно добиться того, что объект будет «дышать».

Рис. 3.16. Результат применения к объекту модификатора Push (Выталкивание)

Relax (Ослабление)

В процессе создания трехмерной модели часто приходится сглаживать образовавшиеся при деформации объекта острые углы (рис. 3.17). Используя модификатор Relax (Ослабление), можно исправить этот недостаток, указав в настройках Relax Value (Степень ослабления) и Iterations (Количество итераций) соответствующие значения. В настройках этого модификатора также имеется параметр Save Outer Corners (Сохранить внешние углы), который закрепляет позицию вершин объекта (рис. 3.18).

Рис. 3.17. Примеры использования модификатора Relax (Ослабление)

Рис. 3.18. Настройки модификатора Relax (Ослабление)

Ripple (Рябь)

Этот модификатор предназначен для моделирования на поверхности объекта ряби, расходящейся из одной точки (рис. 3.19). Эффект имеет следующие параметры: Amplitude 1 (Амплитуда 1) и Amplitude 2 (Амплитуда 2) - амплитуды первичной и вторичной волны, Wave Length (Длина волны) - длина волны, Decay (Затухание) - степень затухания. Параметр Phase (Фаза), предназначенный для анимирования эффекта, позволяет использовать поверхность, деформированную с помощью Ripple (Рябь), для моделирования жидкостей (рис. 3.20).

Рис. 3.19. Результат применения к объекту модификатора Ripple (Рябь)

Рис. 3.20. Настройки модификатора Ripple (Рябь)

Shell (Оболочка)

Этот модификатор воздействует на Editable Mesh (Редактируемая поверхность), Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность) и NURBS-поверхности (см. ниже), придавая им толщину. Ценность этого модификатора заключается в том, что на основе плоской поверхности можно быстро получить объемную модель (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Результат применения к объекту модификатора Shell (Оболочка)

Два основных параметра модификатора: Inner Amount (Внутреннее наращивание оболочки) и Outer Amount (Внешнее наращивание оболочки). Количество сегментов наращиваемой оболочки определяется параметром Segments (Количество сегментов). Есть также функция автоматического сглаживания ребер Auto Smooth Edge (Автоматическое сглаживание ребер) и возможность выдавливания ребер (параметр Bevel Edges (Края скоса) по кривой Bevel Spline (Сплайн скоса) (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Настройки модификатора Shell (Оболочка)

Skew (Перекос)

Этот модификатор перекашивает объект (рис. 3.23). На рис. 3.24 показаны настройки модификатора Skew (Перекос).

Рис. 3.23. Результат применения к объекту модификатора Skew (Перекос)

Рис. 3.24. Настройки модификатора Skew (Перекос)

Величина деформации определяется параметром Amount (Величина).

Также можно задать ось скоса, установив переключатель Skew Axis (Ось перекоса) в положение X, Y или Z.

Направление скоса задается числовым значением параметра Direction (Направление).

Slice (Срез)

Данный модификатор часто используется в тех случаях, когда необходимо разрезать объект на части (рис. 3.25), например при демонстрации сечения некоторой области.

Модификатор Slice (Срез) не имеет числовых параметров (рис. 3.26).

Объект, к которому он применяется, разрезается плоскостью одним из возможных типов сечения: Refine Mesh (Добавление новых вершин в точках пересечения плоскости с объектом), Split Mesh (Создание двух отдельных объектов), Remove Top (Удаление всего, что находится выше плоскости сечения), Remove Bottom (Удаление всего, что находится ниже плоскости сечения).

Рис. 3.25. Результат применения к объекту модификатора Slice (Срез)

ПРИМЕЧАНИЕ

Пример использования модификатора Slice (Срез) рассмотрен в разд. «Урок 7. Создание простейшей анимации» гл. 4.

Рис. 3.26. Настройки модификатора Slice (Срез)

Spherify (Шарообразность)

Модификатор придает шарообразную форму любым объектам (рис. 3.27).

Рис. 3.27. Результат применения к объекту модификатора Spherify (Шарообразность)

Этот модификатор имеет одну настройку - Persent (Процент), которая определяет степень воздействия модификатора на объект.

Значение этого параметра, равное 100, соответствует идеальной шарообразной форме объекта.

ПРИМЕЧАНИЕ

Пример использования модификатора Spherify (Шарообразность) рассмотрен в разд. «Урок 2. Моделирование глаз персонажа» данной главы.

Squeeze (Сдавливание)

Этот модификатор изменяет форму объекта таким образом, что каждая последующая точка, удаленная от центра эффекта, смещается относительно оси эффекта (рис. 3.28).

Управлять кривизной эффекта можно при помощи области Effect Balance (Баланс эффекта), которая включает в себя параметры смещения Bias (Наклон) и масштаб воздействия Volume (Объем).

Рис. 3.28. Примеры использования модификатора Squeeze (Сдавливание)

Амплитуда эффекта задается величиной Amount (Величина), а кривизна - величиной Curve (Кривая) (рис. 3.29).

Рис. 3.29. Настройки модификатора Squeeze (Сдавливание)

Stretch (Растягивание)

Этот модификатор растягивает объект вдоль одной из осей, одновременно сжимая его по двум другим осям в обратном направлении (рис. 3.30).

На рис. 3.31 показаны настройки модификатора Stretch (Растягивание).

Величина сжатия в обратном направлении определяется параметром Amplify (Усиление).

Направление растягивания выбирается при помощи переключателя Stretch Axis (Ось растягивания), а величина, характеризующая силу деформации, определяется параметром Stretch (Растягивание).

Рис. 3.30. Примеры использования модификатора Stretch (Растягивание)

Рис. 3.31. Настройки модификатора Stretch (Растягивание)

Taper (Сжатие)

Действие данного модификатора приводит к тому, что объект сужается в одном из направлений воздействия модификатора (рис. 3.32).

На рис. 3.33 изображены параметры модификатора Taper (Сжатие).

Рис. 3.32. Примеры использования модификатора Taper (Сжатие)

Рис. 3.33. Настройки модификатора Taper (Сжатие)

Кривизна искажения определяется параметром Curve (Кривая), сила воздействия модификатора - Amount (Величина). Направление воздействия модификатора задается в области Taper Axis (Ось сжатия), при установке флажка Symmetry (Симметричное искажение) объект будет сжиматься симметрично.

ПРИМЕЧАНИЕ

Пример использования модификатора Taper (Сжатие) описан в разд. «Урок 2. Моделирование глаз персонажа» данной главы.

Wave (Волна)

Действие этого модификатора напоминает результат деформации модификатором Ripple (Рябь) с той лишь разницей, что волны распространяются не во все стороны, а вдоль некоторой оси. Параметры модификатора Wave (Волны) совпадают с настройками Ripple (Рябь) (см. рис. 3.20).

Twist (Скручивание)

В качестве примеров деформации кручения из реальной жизни можно привести сверло, серпантин, телефонный провод и т. д.

Аналогичный вид можно придать трехмерным объектам 3ds max 7, применив модификатор Twist (Скручивание) (рис. 3.34).

Модификатор имеет три основных параметра: Angle (Угол) - угол кручения, Bias (Наклон) - смещение эффекта и Twist Axis (Ось скручивания) - ось, определяющая направление действия модификатора (рис. 3.35).

Рис. 3.34. Примеры использования модификатора Twist (Скручивание)

Рис. 3.35. Настройки модификатора Twist (Скручивание)

Модификаторы свободных деформаций

Модификаторы свободных деформаций (FFD) воздействуют на объект по одному и тому же принципу.

После назначения любого из них вокруг объекта возникает решетка с ключевыми точками (рис. 3.36).

Эти точки привязываются к геометрическим характеристикам объекта, и при изменении положения любой из них объект деформируется.

Чтобы осуществить редактирование объекта при помощи модификаторов свободной деформации, необходимо развернуть список в стеке модификаторов (щелкнув на плюсике рядом с названием модификатора) и переключиться в режим редактирования Control Points (Ключевые точки).

Находясь в этом режиме, можно изменять положение ключевых точек, деформируя поверхность объекта (рис. 3.37).

Основное отличие модификаторов свободной деформации друг от друга заключается в количестве ключевых точек, а также способе построения решетки (она может быть кубическая или цилиндрическая).

Рис. 3.36. Применение к объекту модификатора FFD 4x4x4

Рис. 3.37. Настройки модификатора FFD 4x4x4 в режиме редактирования Control Points (Ключевые точки)

ПРИМЕЧАНИЕ

Пример использования модификатора FFD 4x4x4 рассмотрен в разд. «Урок 11. Работа с reactor 2» гл. 4.

В сегодняшнем уроке мы поговорим о том, как делать отверстия в моделях: круглые, квадратные и произвольной формы. Тема достаточно обширная и способов построения много, наверняка, у каждого опытного пользователя 3D Max найдется свой. Я же попыталась рассмотреть такие, с которыми легко разберется даже новичок.

Начнем с легкого: научимся вырезать квадратное отверстие, например, окно. Самым простым и очевидным способом является закладывание сетки под будущие окна еще на этапе возведения стен в 3ds max. То есть, создавая бокс, мы заранее прописываем ему количество сегментов по длине, ширине и высоте.

Таким образом, нам лишь остается перевести объект в Editable Poly, отредактировать положение сетки и выдавить окошки наружу на толщину стен командой Extrude. Ненужные полигоны внутри можно сразу удалить.

Для тех, кто не помнит, как закрыть отверстие: переходим на уровень Border, выделяем кромку отверстия и нажимаем Cap.

Способ действительно быстро помогает прорезать в стене здания отверстия, но у него есть недостатки. Во-первых, он не работает, если стены возводятся не из бокса, а например по методу . Во-вторых, 3d объект захламляется лишними гранями, абсолютно не нужными, например, на потолке. Конечно, их можно удалить, но кому нужна лишняя работа?

Создание квадратного отверстия с помощью Connect

Другой способ создания отверстия мы рассматривали . Его можно применять, работая в 3д макс, чтобы сделать отверстия в стене здания, которое имеет форму более сложную, чем квадрат. Для этого мы используем команду Connect.

Полигональная сетка таким образом не захламляется, лишних линий нет.

Как вырезать круглые отверстия

С помощью логических операций Boolean

Такой способ вырезать отверстие в объекте мы уже разбирали очень подробно . Метод действительно хорош своей простотой, но сетка после манипуляций с булеан может получиться «кривая». Иногда проблемы с сеткой помогает решить применение ProBoolean.

С помощью ProCutter

Этот инструмент позволяет делать отверстия почти также, как Boolean. Создаем объект в котором будем вырезать дыры, и объект, или несколько, которые будем вырезать. У меня это два цилиндра.

Теперь выбираем большой цилиндр и применяем к нему ProCutter. Жмем Create – Compound – ProCutter.

Выбираем большой цилиндр, прописываем настройки как у меня на скриншоте, затем, с нажатой кнопкой Pick Stock Object выбираем объекты, которые будем вычитать.

Получаем идеально круглые отверстия.

«Ручным» методом

Этот метод позволяет более грамотно вписать окружность в сетку 3-d модели, но времени придется потратить гораздо больше. Создаем сферу с помощью стандартных примитивов Standard Primitives и конвертируем ее в Editable Poly.

Переходим в режим Vertex и ставим галочку рядом с Ignore BackFacing, таким образом мы не зацепим случайно точки на другой стороне сферы.

Примечаем любой квадрат сетки, выбираем три его вершины (как указано на скриншоте) и соединяем их диагональю с помощью Connect. Создаем таким методом две диагонали.

Выбираем точку на месте пересечения диагоналей и жмем кнопочку Champfer, прописываем радиус.

Переходим на уровень Edge и выбираем две противостоящие линии сетки, затем жмем кнопочку Connect, задаем 4 сегмента.

Так делаем со всеми смежными с окружностью эйджами.

Переходим в режим точек Vertex, у нас должны быть выбраны точки, принадлежащие будущей окружности. Накидываем Spherify.

Получаем круглое отверстие. Теперь мы можем конвертировать объект, например, в Editable Poly, чтобы проводить манипуляции с ним.

С помощью Loop Regularizer

Еще один способ — воспользоваться бесплатным скриптом Loop Regularizer, который можно скачать по ссылке . Качаем его, затем перетягиваем сохранившийся файл в открытое окно 3д макса.

Как пользоваться скриптом, расскажу на примере. Создаем прямоугольник, задаем ему два сегмента по высоте и ширине. Переводим его в Editable Poly. Переходим на уровень редактирования Edge и двойным щелчком мыши выбираем все эйджи, делящие прямоугольник пополам в вертикальной плоскости.

Жмем кнопку Chamfer, задаем количество сегментов (чем больше, тем более округлым будет отверстие), задаем расстояние.

Теперь то же сделаем и для горизонтальных эйджей.

Переходим на уровень Polygon и выделяем все полигоны в центре с обоих сторон прямоугольника.

Щелкаем ПКМ на экране и выбираем появившуюся после установки скрипта строчку Regularize.

Квадрат преобразовался в окружность. Как я уже говорила, она была бы более сглаженной, если бы мы задали больше сегментов Chamfer.

Теперь нажимаем кнопочку Bridge и получаем сквозное отверстие.

Вырезание отверстий сложной формы

Проецирование с помощью Shape Merge

Теперь, раз уж мы перешли к более интересным методам, поговорим о проецировании с помощью инструмента Shape Merge. Проецирование помогает «накладывать» сплайн произвольной формы на полигоны объектов, а затем проводить над ними манипуляции. Рассмотрим на примере. Создаем куб и .

Выделяем куб и выбираем Create – Compound – Shape Merge.

Жмем кнопку Pick Shape, надпись спроецировалась на наш куб.

Теперь куб можно перевести в Editable Poly, а затем прорезать углубление, выдавив надпись с помощью Extrude. Обратите внимание, что при переводе в Poly, появляется множество ненужных Edges. Этого, конечно, лучше избегать.

Стоит еще отметить, что на изогнутую поверхность сплайн таким методом правильно наложить не получится. Ложась на дугу, форма будет искажаться.