Моделирование с использованием булевых операций. Урок 7

Городская ремонтная служба №10 «Ремонтник»  производит недорогой ремонт стиральных машин делаем любой ремонт  только с использованием оригинальных запасных частей .

Булева операция осуществляется путем создания булева составного объекта из двух существующих объектов — данные объекты называются операндами и обязательно должны пересекаться в некоторой области пространства. Операнды представлены в виде отдельных объектов на всей стадии редактирования булева составного объекта, что позволяет при необходимости выбирать и модифицировать их и даже выполнять анимацию.

В 3D Studio MAX предусмотрены пять типов булевых операций (рис. 1):

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Union (Объединение) — результатом операции является объект, который получается вследствие объединения двух исходных объектов; при этом части объектов, оказавшиеся внутри общего внешнего объема, удаляются;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Intersection (Пересечение) — полученный объект является результатом пересечения двух исходных объектов; при этом части объектов, оказавшиеся вне общего внутреннего объема, удаляются;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Subtraction (A-B)/Subtraction (B-A) (Вычитание (A-B)/Вычитание (B-A)) — результатом является объект, полученный посредством вычитания одного объекта из второго, все части которого отсекаются объемом первого и удаляются;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Cut (Вырезание) — полученный объект является результатом вырезания на поверхности первого объекта в местах пересечения со вторым объектом соответствующих отверстий и проемов.

Рис. 1. Примеры применения разных типов булевых операций

Рис. 1. Примеры применения разных типов булевых операций

Булевы объекты являются разновидностью составных объектов и поэтому принадлежат к группе Compound Objects (Составные Объекты) из категории Geometry (Геометрия) на панели Create (Создать). Технология создания булева объекта состоит из двух этапов — предварительной подготовки исходных объектов и последующего применения к ним требуемой булевой операции, причем перед применением последней один из исходных объектов обязательно должен быть выделен, иначе операция Boolean окажется недоступной.

Существует несколько методов создания булевых объектов:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Copy (Копия) — при создании булева объекта сохраняется оригинал операнда В;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Move (Перенос) — при создании булева объекта оригинал операнда В не сохраняется;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Instance (Образец) — создается Boolean-объект и одновременно сохраняется копия операнда В; при изменении копии булев объект будет изменяться, а при изменении булева объекта будет меняться копия;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Reference (Ссылка) — создается Boolean-объект и одновременно сохраняется копия В-операнда; если при этом изменять оригинал, то Boolean-объект тоже изменится; если же изменять Boolean-объект, то оригинал при этом изменяться не будет.
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Результат булевой операции не всегда оказывается удачным, поэтому следует соблюдать ряд условий:
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>исходные объекты должны пересекаться в некоторой области пространства, причем характер пересечения нужно тщательно отрегулировать в окнах проекций;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>исходные объекты должны иметь достаточное количество сегментов и быть сглаженными, иначе результат окажется слишком грубым или совсем не соответствующим задуманному;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>каркасы должны быть построены правильно — грани, совместно использующие ребро, должны совместно использовать и две вершины, а ребро может совместно использоваться только двумя гранями. Для редактируемых сеток может потребоваться объединение совпадающих вершин вручную в режиме Edit Mesh.

Для примера попробуйте создать булеву операцию вычитания на примере трех перекрывающихся сфер (рис. 2). Выделите центральную сферу, на панели Create установите категорию объектов Geometry, в списке типов объектов укажите тип Compound Objects (Составные Объекты), щелкните по кнопке Boolean и установите операцию Subtraction (A-B). Обратите внимание, что в начальный момент оказывается определенным лишь операнд A(рис. 3), поэтому для указания операнда B щелкните по кнопке Pick Operand B (Выбрать операнд B), а затем укажите мышью самую большую из сфер. В итоге в сфере, использованной в качестве операнда A, появится выемка (рис. 4). Если операнд B был задан неправильно, не следует сразу же вновь щелкать по кнопке Pick Operand B и указывать другой объект (хотя программа это позволяет), поскольку объект, неудачно выбранный как операнд B, не восстановится (рис. 5). В таких ситуациях нужно сначала отменить предыдущий выбор операнда B командой Undo и только потом сделать новый выбор.

Рис. 2. Исходные сферы

Рис. 2. Исходные сферы

Рис. 3. Вид свитка Pick Boolean на начальной стадии создания булева объекта

Рис. 3. Вид свитка Pick Boolean на начальной стадии создания булева объекта

Рис. 4. Результат первой булевой операции

Рис. 4. Результат первой булевой операции

Рис. 5. Неудачный результат второй булевой операции: был повторно задан операнд B без отмены предыдущего выбора

Рис. 5. Неудачный результат второй булевой операции: был повторно задан операнд B без отмены предыдущего выбора

Моделирование при помощи булева объединения

Как правило, булево объединение используется в отношении объектов, которые должны выглядеть сплошными, то есть их поверхность всегда закрыта, а внутренняя структура для сцены неактуальна. Булево объединение позволяет избавиться от видимости соединения объектов между собой и полезно в тех случаях, когда пересечение видимо. Если же пересечение двух объектов скрыто, то в применении булевой операции объединения нет необходимости.

Для примера попробуем последовательно объединить три стандартных примитива — две сферы и цилиндр — в форму гантели. Создайте исходные объекты и разместите их по отношению друг к другу нужным образом (рис. 6 и 7). Выделите цилиндр, активируйте булеву операцию Union, для определения операнда B щелкните по кнопке Pick Operand B (Выбрать операнд B), а затем укажите мышью одну из сфер. В итоге цилиндр и сфера станут единым объектом. Выделите объединенный объект, активизируйте режим создания булевых объектов, щелкните по кнопке Pick Operand B (Выбрать операнд B) и укажите вторую сферу. Результатом станет получение одного единственного булева объекта (рис. 8).

Рис. 6. Исходные объекты

Рис. 6. Исходные объекты

Рис. 7. Рендеринг исходных объектов

Рис. 7. Рендеринг исходных объектов

Рис. 8. Гантель

Рис. 8. Гантель

Моделирование при помощи булева вычитания

Булевы операции вычитания наиболее широко используются при моделировании. Чаще всего они применяются для создания закруглений и углублений на первом из исходных объектов, а также выемок и сквозных отверстий в нем, и потому второй объект условно можно считать своеобразной стамеской или фрезой, которая создает желобок на первом объекте или выбирает какую-то его часть. В качестве «режущих инструментов» могут быть задействованы самые разные объекты, в частности объекты, полученные из криволинейных сплайнов путем лофтинга или вращения.

На первом этапе воспользуемся булевой операцией вычитания для формирования цилиндрического отверстия внутри шара. Создайте исходные объекты в виде шара и цилиндра (радиус сечения цилиндра должен быть меньше радиуса шара, а его длина — больше радиуса шара) и выровняйте их друг в отношении друга по осям X, Y и Z, применив операцию Align (Выровнять) (рис. 9). Проведите рендеринг и сразу же скорректируйте параметры объектов так, чтобы они оказались достаточно гладкими, особенно в области пересечения; если этого не сделать, то созданный булев объект тоже не будет иметь надлежащей гладкости. В данном случае видно (рис. 10), что степень гладкости требуется увеличить — это достигается путем повышения плотности объектов: увеличения количества сегментов и сторон сегментов и уменьшения размера сегментов (рис. 11). В то же время при работе со сложными моделями для ускорения процесса моделирования в ряде случаев лучше увеличивать плотность объектов, задействованных в качестве операндов, не перед созданием булевой операции, а после — в ходе редактирования операндов на уровне объектов.

Рис. 9. Шар и цилиндр

Рис. 9. Шар и цилиндр

Рис. 10. Рендеринг исходных объектов

Рис. 10. Рендеринг исходных объектов

Рис. 11. Рендеринг объектов и их параметры после корректировки гладкости

Рис. 11. Рендеринг объектов и их параметры после корректировки гладкости

Выделите цилиндр, установите режим создания булевых объектов, установите операцию Subtraction (B-A) (Вычитание B-A), для указания операндаB щелкните по кнопке Pick Operand B (Выбрать операнд B) и укажите сферу. Это приведет к удалению внутренней части сферы точно по размеру исходного цилиндра таким образом, что в сфере появится сквозное отверстие (рис. 12).

Рис. 12. Сфера с отверстием

Рис. 12. Сфера с отверстием

Формируемые при помощи булева вычитания отверстия могут иметь самую разную форму, а результат зависит не только от размеров и формы объектов, но и от положения их в отношении друг друга, а также от того, какой из объектов был указан первым. Возьмите в качестве исходных объектов куб и шар и разместите их показанным на рис. 13 образом. Выделите куб, установите в режиме создания булевых объектов операциюSubtraction (A-B) и в качестве операнда B укажите сферу — результатом станет появление в ней соответствующего углубления (рис. 14), а потом сохраните результат (он нам позже потребуется). Отмените созданную булеву операцию и примените к исходным объектам булево вычитаниеSubtraction (A-B), но в качестве первого операнда укажите сферу — и вместо куба с углублением итогом операции окажется шар, в котором как бы вырезана одна из его четвертей (рис. 15). Стоит отметить, что для получения того же самого результата совсем не обязательно было менять местами операнды: с таким же успехом можно было вместо операции Subtraction (A-B) выбрать операцию Subtraction (B-A). Подобная взаимозамена операций Subtraction (A-B) и Subtraction (B-A) очень удобна, так как при неверном выборе операнда A не потребуется отменять операцию, а достаточно лишь переключиться с одной операции вычитания на другую.

Рис. 13. Куб и шар

Рис. 13. Куб и шар

Рис. 14. Углубление в кубе

Рис. 14. Углубление в кубе

Рис. 15. Выемка фрагмента шара

Рис. 15. Выемка фрагмента шара

Как было отмечено, форма получающейся выемки определяется вторым операндом. Попробуйте вместо шара создавать выемки и углубления другими объектами. Например, при применении объекта Hose (Шланг) (рис. 16) может быть получена резьбообразная выемка (рис. 17). Если же взять в качестве операнда B граненую призму Gengon (рис. 18), то выемка окажется многогранной (рис. 19), а при использовании веретена Spindle — скошенной (рис. 20 и 21) и т.п.

Рис. 16. Исходные объекты

Рис. 16. Исходные объекты

Рис. 17. Куб с резьбовидной выемкой

Рис. 17. Куб с резьбовидной выемкой

Рис. 18. Куб и шланг

Рис. 18. Куб и шланг

Рис. 19. Куб с граненой выемкой

Рис. 19. Куб с граненой выемкой

Рис. 20. Куб и веретено

Рис. 20. Куб и веретено

Рис. 21. Куб со скошенной выемкой

Рис. 21. Куб со скошенной выемкой

Булева операция Intersection (Пересечение) является обратной к булевым операциям Subtraction (A-B)/Subtraction (B-A) (Вычитание (А-В)/Вычитание (В-А), так как получаемые с ее помощью булевы объекты представляют собой фрагменты операндов A и B, которые удаляются при операции булева вычитания, если ее провести в отношении тех же самых объектов. Возьмите в качестве исходных рассмотренные выше куб и шар, выберите куб в качестве операнда A, а затем проведите булеву операцию Intersection (Пересечение) — результатом будет получение четверти шара, которая ранее оказывалась вырезанной в ходе операции Subtraction (B-A) (рис. 22).

Рис. 22. Исходные объекты и булевы объекты при операциях Intersection и Subtraction (В-А)

Более интересные варианты поверхностей создаются при использовании в качестве операнда B скрученных объектов. Можно попробовать получить подобный объект на основе примитива Torus, в исходном состоянии имеющего такой вид, как на рис. 23, а после скручивания (параметрTwist) на 360° — как на рис. 24. Дополнительно создайте цилиндр, разместите объекты, как показано на рис. 25, и при выполнении булевой операции Subtraction (A-B) укажите цилиндр как операнд A — результат представлен на рис. 26.

Рис. 23. Исходный торус

Рис. 23. Исходный торус

Рис. 24. Торус после скручивания

Рис. 24. Торус после скручивания

Рис. 25. Цилиндр и скрученный торус

Рис. 25. Цилиндр и скрученный торус

Рис. 26. Цилиндр с резьбой

Рис. 26. Цилиндр с резьбой

Создание вложенных булевых объектов

Теоретически для одного и того же объекта (который используется в качестве операнда A в булевой операции) можно выполнить любое число булевых операций, причем каждая операция создает собственный набор операндов, вложенных друг в друга. В таких случаях одним из исходных объектов новой булевой операции будет являться булев объект, полученный в ходе предыдущей булевой операции.

Для примера возьмите ранее созданный и сохраненный булев объект (рис. 27), создайте еще один цилиндр и разместите его так, как показано на рис. 28. Выделите исходный булев объект (для этого придется выйти из списка Compound Objects (Составные объекты) путем выбора геометрии другого типа), активируйте булеву операцию вычитания Subtraction (A-B) и вторым операндом укажите отдельный цилиндр — в кубе появится еще одна выемка (рис. 29). Полученный булев объект можно использовать для новой булевой операции, например вырезав в нем пирамидой треугольную выемку (рис. 30 и 31).

Рис. 27. Исходный булев объект

Рис. 27. Исходный булев объект

Рис. 28. Объекты первой вложенной булевой операции

Рис. 28. Объекты первой вложенной булевой операции

alt

Рис. 29. Результат первой вложенной булевой операции

Рис. 30. Объекты для двукратно вложенной булевой операции

Рис. 30. Объекты для двукратно вложенной булевой операции

Рис. 31. Результат двукратно вложенной булевой операции

Рис. 31. Результат двукратно вложенной булевой операции

Редактирование булева объекта

У созданного булева объекта можно изменить цвет; объект можно перемещать, масштабировать и поворачивать обычным образом. При необходимости в области параметров на панели Modify можно откорректировать имена операндов, установить способ отображения булева объекта и определить особенности его обновления при редактировании. Работая со сложными моделями, которые долго перерисовываются, иногда лучше отказаться от автоматического режима обновления в пользу ручного режима Manually (Вручную) — тогда для перерисовки модели нужно будет щелкать по кнопке Update (Обновить).

Здесь же можно установить опцию Hidden Ops, которая позволяет при просмотре результата видеть в виде сетки операнд, исчезающий при выполнении булевой операции (рис. 32). Данная опция служит для информации о точном местонахождении операнда и о его влиянии на булеву операцию и часто используется при создании анимации.

Рис. 32. Вид булева объекта при включенной опции Hidden Ops

Рис. 32. Вид булева объекта при включенной опции Hidden Ops

Кроме того, булев объект можно редактировать на уровне операндов. Рассмотрим это на примере изучения взаимосвязи между положением операндов по отношению друг к другу и внешним видом булева объекта. Создайте в качестве исходных объектов два цилиндра и разместите их так, как показано на рис. 33. Выделите меньший из объектов, установите булеву операцию вычитания Subtraction (B-A) и вторым операндом укажите другой цилиндр, вследствие чего в большем цилиндре появится отверстие (рис. 34). Данное отверстие не будет сквозным, что обусловлено исходным положением цилиндров.

Рис. 33. Два цилиндра

Рис. 33. Два цилиндра

Рис. 34. Отверстие в цилиндре

Рис. 34. Отверстие в цилиндре

Полученный результат можно изменить, причем для этого даже не потребуется отменять булеву операцию, поскольку операнды булева объекта в определенной степени редактируемы, причем независимо друг от друга: их можно выделять, перемещать, масштабировать и поворачивать по отношению друг к другу, меняя таким образом сам булев объект. Редактирование операндов осуществляется в режиме Sub-Object, для перехода в который нужно при выделенном булевом объекте раскрыть свиток Boolean панели Modify, подсветить строку Operands, а затем указать редактируемый операнд (рис. 35) и произвести над ним нужные манипуляции. При перемещении операнда или любой другой манипуляции над ним в проекции Perspective будет сразу же отображаться обновленный булев результат. Для примера переместите в окне проекции Left операнд Aвлево — по мере перемещения глубина отверстия будет увеличиваться (рис. 36), а при обратном перемещении — уменьшаться (рис. 37). Если продолжить перемещение операнда A влево, то в конце концов отверстие станет сквозным (рис. 38), а при обратном движении превратится в едва заметную выемку (рис. 39).

Рис. 35. Установлен режим Sub-Object, а для редактирования выбран операнд A

Рис. 35. Установлен режим Sub-Object, а для редактирования выбран операнд A

Рис. 36. Увеличение глубины отверстия в цилиндре

Рис. 36. Увеличение глубины отверстия в цилиндре

Рис. 37. Уменьшение глубины отверстия в цилиндре

Рис. 37. Уменьшение глубины отверстия в цилиндре

Рис. 38. Цилиндр со сквозным отверстием

Рис. 38. Цилиндр со сквозным отверстием

Рис. 39. Цилиндр с небольшой выемкой

Рис. 39. Цилиндр с небольшой выемкой

Аналогичным способом можно не только перемещать и поворачивать операнды, но и менять их размеры. Попробуйте для операнда A провести масштабирование инструментом Select and Uniform Scale —— таким способом можно менять размеры выемки, например сделать ее очень большой по диаметру (рис. 40) или, наоборот, очень маленькой. Для того чтобы вернуться из режима редактирования операндов в режим редактирования булева объекта, нужно подсветить в палитре Modify строку Boolean — после этого операции масштабирования, перемещения и поворота будут относиться ко всему булеву объекту в целом.

Рис. 40. Цилиндр с большой по диаметру выемкой

Рис. 40. Цилиндр с большой по диаметру выемкой

Операнды можно редактировать и на уровне объектов: менять длину, ширину, высоту, число сегментов и т.п. Чтобы перевести булев объект в режим редактирования на уровне объекта, на палитре Modify следует активировать строку Operands, выбрать нужный операнд, а затем в спискеBoolean щелкнуть на строке под строкой Operands, где, например, в случае использования примитивов будет фигурировать имя примитива в общем виде (рис. 41).

Рис. 41. Редактирование операнда A булева объекта на уровне объекта

Рис. 41. Редактирование операнда A булева объекта на уровне объекта

В начало В начало

Пиала

Создайте в качестве исходных объектов шар и параллелепипед (Box) и разместите их так, как показано на рис. 42. Шар в окне Perspective не виден, так как его верхняя часть находится внутри параллелепипеда, а нижняя оказалась скрыта. Выделите параллелепипед и примените к нему булеву операцию вычитания Subtraction (B-A), указав шар вторым операндом, — в итоге останется только нижняя половина шара (рис. 43). Выделите созданный булев объект, конвертируйте его в редактируемую сетку, выбрав из контекстного меню команду Convert To=>Convert to Editable Mesh(Конвертировать в => Конвертировать в редактируемую сетку), и перейдите в режим редактирования полигонов. Поскольку работа предстоит довольно кропотливая, перейдите в режим отображения одной проекции, щелкнув на кнопке Min/Max Toggle (рис. 44).

Рис. 42. Шар и параллелепипед

Рис. 42. Шар и параллелепипед

Рис. 43. Нижняя половина шара

Рис. 43. Нижняя половина шара

Рис. 44. Булев объект с выделенными полигонами

Рис. 44. Булев объект с выделенными полигонами

Теперь потребуется последовательное применение операций Bevel, масштабирования и Extrude (Вытеснение). Вначале сделайте фаску, установив значение справа от Bevel (Фаска) равным примерно –1 (рис. 45). Затем примените операцию масштабирования и уменьшите выделенную часть объекта, а потом удалите самый верхний фрагмент половины шара посредством операции Extrude (рис. 46). Нанесите небольшую фаску для скашивания удаляемой поверхности, еще раз проведите масштабирование и примените операцию Extrude — и действуйте так до тех пор, пока заготовка не станет напоминать грубую чашу (рис. 47). Для сглаживания поверхности примените модификатор MeshSmooth (Сглаживание сетки) — возможно, в итоге пиала станет напоминать представленную на рис. 48.

Рис. 45. Первое нанесение фаски

Рис. 45. Первое нанесение фаски

Рис. 46. Рендеринг заготовки для пиалы на начальной стадии обработки

Рис. 46. Рендеринг заготовки для пиалы на начальной стадии обработки

Рис. 47. Грубый вариант пиалы

Рис. 47. Грубый вариант пиалы

Рис. 48. Пиала

Рис. 48. Пиала

Примерно такую же пиалу можно получить и более быстрым способом, но тоже с применением булевых операций. Возьмите в качестве основы полученную выше в ходе булева вычитания нижнюю половину сферы (рис. 49), создайте ее копию, потом немого уменьшите ее в размерах инструментом Select and Uniform Scale, выровняйте по осям X, Y и Z, щелкнув по кнопке Align (рис. 50), а затем слегка переместите вверх. Выделите меньшую полусферу и создайте новый булев объект с помощью булева вычитания Subtraction (B-A), указав в качестве операнда B большую полусферу (рис. 51). Полученная после сглаживания пиала представлена на рис. 52.

Рис. 49. Половина сферы

Рис. 49. Половина сферы

Рис. 50. Уменьшение копии полусферы

Рис. 50. Уменьшение копии полусферы

Рис. 51. Грубый вариант пиалы

Рис. 51. Грубый вариант пиалы

Рис. 52. Пиала

Рис. 52. Пиала

Волчок

Создайте конус (Cone) (рис. 53). Сформируйте объект Box (Коробка) и выровняйте его командой Align по конусу по осям X, Y и Z (рис. 54). Сделайте копию второго объекта, а затем разместите объекты, как показано на рис. 55. Выделите конус, установите в режиме создания булевых объектов операцию Subtraction (A-B) и в качестве операнда B укажите объект Box01 (рис. 56). Затем повторите данную операцию, но операндом A в этом случае станет созданный перед этим булев объект, а операндом B — объект Box02 (рис. 57). Создайте новый конус с параметрами, указанными на рис. 58, а затем выровняйте его по булеву объекту по осям X, Y и Z (рис. 59).

Рис. 53. Исходный конус

Рис. 53. Исходный конус

Рис. 54. Конус и коробка

Рис. 54. Конус и коробка

Рис. 55. Исходные объекты

Рис. 55. Исходные объекты

Рис. 56. Результат первого булева вычитания

Рис. 56. Результат первого булева вычитания

Рис. 57. Результат второго булева вычитания

Рис. 57. Результат второго булева вычитания

Рис. 58. Добавление второго конуса

Рис. 58. Добавление второго конуса

Рис. 59. Вид после выравнивания второго конуса

Рис. 59. Вид после выравнивания второго конуса

Выделите булев объект и сделайте его зеркальное отображение по оси Z с формированием копии, щелкнув по кнопке Mirror Selected Object(Зеркальное отображение выделенного объекта), и настройте параметры зеркального отображения (рис. 60). Точно таким же образом сделайте зеркальную копию конуса — получится волчок (рис. 61).

Рис. 60. Определение параметров зеркального отображения

Рис. 60. Определение параметров зеркального отображения

Рис. 61. Волчок

Рис. 61. Волчок

Ключ

Попытаемся создать имитацию ключа, предварительно сформировав все его детали путем лофтинга, а затем объединив их при помощи булевой операции. Создайте серию сплайнов примерно такого вида, как на рис. 62: прямоугольник предназначен для использования в качестве сечения loft-объекта, а все остальные сплайны будут играть роль пути. Обратите внимание, что при создании лофт-объектов в данном случае нужно выбрать метод указания сечения, а не пути — иначе после их получения придется потратить много времени на размещение loft-объектов нужным образом. Выделите первую окружность, щелкните по кнопке Geometry (Геометрия) командной панели Create (Создать) и выберите в раскрывающемся списке разновидностей объектов вариант Compound Objects (Составные объекты). В свитке Object Type (Тип объекта) щелкните на кнопке Loft(Лофтинговый), затем по кнопке Get Shape (Указать путь), и укажите мышью прямоугольник. Выделите вторую окружность и вновь создайте лофтинговый объект, указав в качестве сечения тот же самый прямоугольник. Точно таким же способом создайте лофтинговые объекты для всех остальных сплайнов (рис. 63).

Рис. 62. Исходные сплайны

Рис. 62. Исходные сплайны

Рис. 63. Результат лофтинга

Рис. 63. Результат лофтинга

Теперь нужно превратить отдельные фрагменты ключа в единый объект, что проще всего сделать с помощью создания вложенного булева объекта. Выделите первый loft-объект, активизируйте булеву операцию Union, щелкните на кнопке Pick Operand B и укажите второй loft-объект. Создайте новый булев объект, задействовав полученный булев объект как операнд A, а один из loft-объектов — как операнд B и продолжайте до тех пор, пока не объедините все фрагменты ключа. Окончательный результат показан на рис. 64.

Рис. 64. Ключ

Рис. 64. Ключ

Оконная рама

Комбинируя операции лофтинга и булева объединения (как в примере с ключом), можно сформировать очень много объектов такого вида, как оконные рамы, дверные проемы и т.п., каждый из которых представляет собой несколько состыкованных между собой отдельных элементов. Например, попробуйте сначала создать окно из серии отдельных сплайнов (рис. 65), затем превратите каждый сплайн в лофтинговый элемент, а потом соедините фрагменты рамы между собой булевым объединением (рис. 66).

Рис. 65. Исходные сплайны

Рис. 65. Исходные сплайны

Рис. 66. Оконная рама

Рис. 66. Оконная рама

Кружка с ручкой

Для основы кружки создайте цилиндр (рис. 67) и конвертируйте его в редактируемую сетку, выбрав из контекстного меню команду Convert to=>Convert to Editable Mesh (Конвертировать => Конвертировать в режим редактирования сетки). Активируйте режим редактирования вершинVertex и выделите внутренние вершины только верхнего сечения (рис. 68) — проще всего выделить все внутренние вершины (верхнего и нижнего сечений) на проекции Top, а затем при нажатой клавише Alt исключить вершины нижнего сечения на проекции Front. Перетащите на проекции Front выделенные вершины инструментом Select and Move вниз таким образом, чтобы сформировалась внутренняя пустая полость кружки (рис. 69). Не снимая выделения, активируйте инструмент Select and Uniform Scale и отмасштабируйте выделенную область так, чтобы внутренние вершины совпали в вершинами промежуточного яруса (рис. 70), а внутренняя полость кружки стала одинаковой по диаметру как в верхней части кружки, так и в нижней.

Рис. 67. Цилиндр

Рис. 67. Цилиндр

Рис. 68. Выделение вершин верхнего сечения

Рис. 68. Выделение вершин верхнего сечения

Рис. 69. Результат перемещения выделенных вершин

Рис. 69. Результат перемещения выделенных вершин

Рис. 70. Результат масштабирования выделенных вершин

Рис. 70. Результат масштабирования выделенных вершин

На проекции Top выделите внутренние вершины верхнего и среднего сечений (рис. 71) — это удобнее осуществить, вначале выделив все внутренние вершины с областью выделения Circular Selection Region, а затем исключив вершины нижнего сечения при нажатой клавише Altобластью выделения Rectangular Selection Region. Отмасштабируйте их на проекции Top так, чтобы радиус, на котором они расположены, приблизился к внешнему радиусу, а толщина стенки кружки уменьшилась (рис. 72). На проекции Front выделите оказавшиеся в ходе масштабирования за пределами объекта вершины верхнего сечения (рис. 73) и переместите их вниз (рис. 74). Аналогичную операцию проведите в отношении внутренних вершин нижнего сечения (рис. 75).

Рис. 71. Выделение внутренних вершин

Рис. 71. Выделение внутренних вершин

Рис. 72. Результат масштабирования выделенных вершин

Рис. 72. Результат масштабирования выделенных вершин

Рис. 73. Выделение внутренних вершин верхнего сечения

Рис. 73. Выделение внутренних вершин верхнего сечения

Рис. 74. Перемещение внутренних вершин верхнего сечения

Рис. 74. Перемещение внутренних вершин верхнего сечения

Рис. 75. Перемещение внутренних вершин нижнего сечения

Рис. 75. Перемещение внутренних вершин нижнего сечения

Для создания ручки к кружке активизируйте категорию объектов Shapes (Формы) командной панели Create (Создание), в списке разновидностей объектов укажите тип Splines (Сплайны) и инструментом Line (Линия) постройте криволинейный сплайн (рис. 76), который будет использован как путь при построении лофтингового объекта. Создайте эллипс для использования в качестве сечения loft-объекта. Выделите эллипс, щелкните по кнопке Geometry (Геометрия) командной панели Create (Создать) и выберите в раскрывающемся списке разновидностей объектов вариантCompound Objects (Составные объекты). В свитке Object Type (Тип объекта) щелкните по кнопке Loft (Лофтинговый), потом по кнопке Get Path(Указать путь) и укажите мышью предварительно созданный сплайн пути. Поместите созданную ручку на ее место, отрегулировав ее положение на всех проекциях (рис. 77). Рассмотрев объект со всех сторон, вы увидите, что некоторые фрагменты ручки выступают в полости кружки, а потому их стоит удалить. Для этого конвертируйте ручку в режим редактируемой сетки, выделите лишние вершины (рис. 78) и нажмите клавишу Del.

Рис. 76. Сплайн пути

Рис. 76. Сплайн пути

Рис. 77. Определение положения ручки

Рис. 77. Определение положения ручки

Рис. 78. Выделение ненужных вершин ручки

Рис. 78. Выделение ненужных вершин ручки

Чтобы кружка и ручка стали единым целым, нужно объединить их при помощи булевой операции. Выделите кружку, установите выполнение операции Union, щелкните по кнопке Pick Operand B, а затем по ручке — объекты объединятся. При этом на панели Modify будет видно, что исходными элементами булевой операции является объект типа Editable Mesh (Редактируемая сетка) и loft-объект (рис. 79). Подберите для булева объекта нужные параметры сглаживания и проведите рендеринг — линия соединения ручки с кружкой станет практически незаметной (рис. 80).

Рис. 79. Панель Modify булева объекта

Рис. 79. Панель Modify булева объекта

Рис. 80. Кружка с ручкой

Рис. 80. Кружка с ручкой

Головка для накидного гаечного ключа

Заготовкой для данного объекта будут два цилиндра разного диаметра, состыкованных между собой в ходе булевой операции объединения. Внутри полученного на их основе объекта требуется вырезать несколько разных по сечению полостей, что возможно путем многократных булевых вычитаний. Первую вырезаемую полость получим из лофтингового объекта, сформированного движением звезды с большим числом лучей по прямой, а остальные — с помощью примитивов.

Создайте два цилиндра и соедините их между собой булевой операцией объединения (рис. 81). Затем создайте два сплайна — звезду и линию (рис. 82), выровняйте звезду относительно большего цилиндра по осям X, Y и Z (рис. 83). Создайте loft-объект, указав линию в качестве пути, отрегулируйте его положение относительно объекта из цилиндров (рис. 84). Вырежьте соответствующую полость из большого цилиндра, выделив многогранный лофтинговый объект, активировав булеву операцию вычитания Subtraction (A-B) и указав цилиндры в качестве операнда B, в результате чего внутри большого цилиндра появится многогранная полость (рис. 85).

Рис. 81. Объединенные цилиндры

Рис. 81. Объединенные цилиндры

Рис. 82. Исходные объекты

Рис. 82. Исходные объекты

Рис. 83. Определение положения звезды

Рис. 83. Определение положения звезды

Рис. 84. Коррекция положения loft-объекта

Рис. 84. Коррекция положения loft-объекта

Рис. 85. Цилиндр с многогранной полостью

Рис. 85. Цилиндр с многогранной полостью

Создайте параллелепипед, ширина и высота которого одинаковы и по размеру немного меньше диаметра вырезанной полости. Поместите его внутрь большего цилиндра и выровняйте по осям X и Z (рис. 86). На основе уже созданного булева объекта и параллелепипеда сформируйте вложенный булев объект, вырезав параллелепипедом соответствующую полость внутри большого цилиндра (рис. 87). Затем создайте цилиндр с меньшим радиусом, чем радиус меньшего из уже имеющихся цилиндров, поместите его внутрь меньшего цилиндра и выровняйте по осям X и Z (рис. 88). Вырежьте данным цилиндром полость внутри меньшего из цилиндров вложенного булева объекта при помощи операции булева вычитания и получите деталь, представленную на рис. 89, которая будет иметь примерно такой же вид, как головка для накидного гаечного ключа.

Рис. 86. Добавление параллелепипеда

Рис. 86. Добавление параллелепипеда

Рис. 87. Промежуточный рендеринг детали

Рис. 87. Промежуточный рендеринг детали

Рис. 88. Добавление третьего цилиндра

Рис. 88. Добавление третьего цилиндра

Рис. 89. Головка для накидного гаечного ключа

Рис. 89. Головка для накидного гаечного ключа

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 9. Нестандартные материалы

25 тонн автокран в Калуге. Аренда автокрана — 1800 руб./час в будний день, 2000 руб./час в выходные и праздничные дни. Минимальный заказ автокрана — 3 часа. Работаем только в черте города Калуги. 

Наибольший интерес среди них представляют так называемые составные типы материалов, благодаря которым можно манипулировать другими типами материалов и в итоге наносить на поверхность объекта более сложные композиции, а также материалы Raytrace, используемый для текстурирования отражающих поверхностей, и Matte/Shadow, применяемый для имитации реалистичных теней на фоновых изображениях. Некоторые примеры применения таких нестандартных материалов мы и рассмотрим в данном уроке.

Применение материала Architectural — самый простой способ текстурирования объектов, так как он включает множество шаблонов, специально разработанных для имитации тех или иных материалов: керамической поверхности, пластика, металла, воды и т.д. Использование шаблонов позволяет быстро создавать нужные материалы, ведь достаточно выбрать нужный тип материала, например пластик, и откорректировать его параметры, а не создавать данный материал с нуля, что дольше и требует соответствующих знаний.

Для примера попробуйте текстурировать произвольную сцену (рис. 1) с применением материалов данного типа. Откройте окно редактора материалов, щелкнув на клавише M, выделите первый слот, присвойте материалу имя и щелкните на кнопке Standard — откроется окно с доступными типами материалов (рис. 2). Выберите тип материала Architectural и в ответ на запрос программы относительно необходимости замены материала укажите вариант Discard Old Material (Сбросить старый материал). Это позволит получить совершенно новый тип материала, пока не обременный никакими характеристиками. На вкладке Templates (Шаблоны) установите нужный шаблон, например Ceramics (Керамика — рис. 3) для визуализации керамических поверхностей (в рабочей сцене подобный материал можно применить для чайника). Измените параметры шаблонного материала и назначьте его первому объекту. Аналогичные операции проведите для всех остальных объектов — возможный вид сцены представлен на рис. 4.

Рис. 1. Исходный вид сцены

Рис. 1. Исходный вид сцены

Рис. 2. Окно Material/Map Browser

Рис. 2. Окно Material/Map Browser

Рис. 3. Установка шаблонного материала Ceramics

Рис. 3. Установка шаблонного материала Ceramics

Рис. 4. Сцена после текстурирования объектов

Рис. 4. Сцена после текстурирования объектов

В начало В начало

Материал Top/Bottom позволяет назначать верхней и нижней частям объекта разные материалы: Top Material отвечает за материал для верхней части объекта, а Bottom Material — для нижней. Разделение объекта на верхнюю и нижнюю части довольно условно и зависит от его ориентации относительно оси Z. Поверхностям, расположенным на положительной части оси Z, присваивается материал Top, а на отрицательной — материал Bottom. Это автоматически означает, что при изменении ориентации объекта назначение материалов может измениться, что актуально, например, при анимации.

Для примера создайте произвольный объект, например Torus Knot (рис. 5). Откройте окно редактора материалов, щелкнув на клавише M, выделите первый слот, присвойте материалу имя и щелкните на кнопке Standard. Выберите тип материала Top/Bottom и в ответ на запрос программы относительно необходимости замены материала укажите вариант Discard Old Material — будет создан новый материал (рис. 6). Назначьте данный материал объекту. Щелкните в свитке Top/Bottom Basic Parameters на кнопке справа от Top Material и задайте параметры первого материала, выбрав для него произвольный вариант тонированной раскраски (рис. 7). Для настройки второго материала в списке материалов переключитесь с материала Top на составной материал (рис. 8) или нажмите на кнопку Go To Parent, обеспечивающую перемещение от подчиненного материала к родительскому. Затем определите особенности материала Bottom —для первого эксперимента можно сделать его контрастным (рис. 9) и проведите рендеринг (рис. 10).

Рис. 5. Исходный вид объекта

Рис. 5. Исходный вид объекта

Рис. 6. Появление нового материала Top_Bottom

Рис. 6. Появление нового материала Top_Bottom

Рис. 7. Параметры настройки материала Top

Рис. 7. Параметры настройки материала Top

Рис. 8. Возврат к окну параметров составного материала

Рис. 8. Возврат к окну параметров составного материала

Рис. 9. Параметры настройки материала Bottom

Рис. 9. Параметры настройки материала Bottom

Рис. 10. Вид объекта после наложения составного материала

Рис. 10. Вид объекта после наложения составного материала

По умолчанию между верхним и нижним материалами проходит четкая граница, однако при необходимости можно обеспечить плавное перетекание одного материала в другой за счет их смешивания. Степень смешивания задается в процентах счетчиком Blend (Смешивание). Например, при установке смешивания в 50% граница оказывается полностью размытой (рис. 11). Положение границы между материалами также регулируется — за это отвечает счетчик Position (Граница), по умолчанию установленный на 50%.

Рис. 11. Результат размывания границы между материалами

Попробуем воспользоваться данным типом материала при текстурировании обычного алюминиевого чайника (объект Teapot из группы стандартных примитивов), стремясь придать его нижней части несколько закопченный вид. Создайте чайник и назначьте ему материал типа Top/Bottom. Определите параметры материала Top в соответствии с рис. 12, а материала Bottom — рис. 13. Установите позицию границы в 60% и размойте ее (рис. 14). Для имитации закопченности нижней поверхности чайника щелкните в свитке Top/Bottom Basic Parameters на кнопке справа от Bottom Material, в свитке Maps выберите текстурную карту Bump и установите для нее текстуру Noise. Откройте свиток Noise Parameters и уменьшите значение параметра Size (Размер) до 1, поэкспериментируйте с типом шума и оттенками используемых для его имитации материалов (рис. 15). Окончательный вариант визуализированного чайника показан на рис. 16.

Рис. 12. Параметры настройки материала Top

Рис. 12. Параметры настройки материала Top

Рис. 13. Параметры настройки материала Bottom

Рис. 13. Параметры настройки материала Bottom

Рис. 14. Параметры настройки материала Top/Bottom

Рис. 14. Параметры настройки материала Top/Bottom

Рис. 15. Параметры настройки свитка Noise Parameters

Рис. 15. Параметры настройки свитка Noise Parameters

Рис. 16. Закопченный чайник

Рис. 16. Закопченный чайник

В начало В начало

Материал Double Sided позволяет назначать различные материалы разным сторонам одной и той же поверхности. Если в общем случае визуализируется только сторона поверхности с положительной нормалью грани — внешняя сторона (обратная сторона при отключении опции 2-Sided вообще игнорируется), то в случае установки составного материала Double Sided материал Facing назначается поверхности с положительной нормалью, а материал Back — обратной стороне той же поверхности (то есть внутренней стороне).

Для экспериментов создайте обычный чайник, у которого нужно удалить крышку, отключив соответствующий ей подобъект на панели Modify, и присвойте ему произвольный материал (рис. 17). Изначально внутренняя сторона его поверхности не визуализируется, хотя при включении флажка2-Sided в свитке Shader Basic Parameters она будет отображаться, правда с тем же самым материалом (рис. 18).

Рис. 17. Исходный чайник

Рис. 17. Исходный чайник

Рис. 18. Визуализация чайника при включении опции 2-Sided

Рис. 18. Визуализация чайника при включении опции 2-Sided

Чтобы появилась возможность присвоить внутренней стороне другой материал, в окне редактора материалов выделите свободный слот, присвойте материалу имя, щелкните на кнопке Standard, установите тип материала Double Sided и укажите вариант Discard Old Material (Сбросить старый материал). Откроется свиток с параметрами настройки данного типа материала (рис. 19). Подберите подходящие материалы для обеих сторон чайника. Например, для внешней стороны можно остановиться на комбинировании тональной раскраски с подходящей текстурной картой в канале Diffuse Сolor (в данном случае выбрана карта Marble — рис. 20), а для внутренней ограничиться только тональной раскраской (рис. 21). Полученный в итоге визуализированный чайник представлен на рис. 22. При желании дополнительно можно регулировать степень просвечивания внешнего материала, корректируя значение параметра Traselucency. Если данный параметр равен 0, то внутренний материал не просвечивает полностью, при его постепенном увеличении степень просвечивания растет, при значении 50 — оба материала становятся примерно одинаковыми, а дальнейший рост приводит к переключению назначения материалов.

Рис. 19. Исходный вид параметров настройки материала Double Sided

Рис. 19. Исходный вид параметров настройки материала Double Sided

Рис. 20. Параметры настройки материала Facing

Рис. 20. Параметры настройки материала Facing

Рис. 21. Параметры настройки материала Back

Рис. 21. Параметры настройки материала Back

Рис. 22. Чайник с различными внешним и внутренним материалами

Рис. 22. Чайник с различными внешним и внутренним материалами

А теперь попробуем воспользоваться материалом типа Double Sided для текстурирования поверхности с разрывом, полученной путем лофтинга на основе комбинации замкнутых и разомкнутых сплайнов. Создайте обычную окружность, конвертируйте ее в редактируемый сплайн, выделите все четыре сегмента окружности и добавьте в каждый по четыре дополнительных вершины, щелкнув на кнопке Divide (Разделить — рис. 23). Сделайте копию окружности и разорвите данный сплайн в верхней точке окружности, активировав кнопку Break (Разорвать) и щелкнув в соответствующей вершине. Сделайте копию уже разорванного сплайна и измените положение граничных вершин произвольным образом. Дополните сцену линейным сплайном, который при создании лофт-объекта будет играть роль пути (рис. 24). Согласуйте первые вершины — в данном случае проще всего это сделать вручную, назначив первые вершины при помощи операции Make First (Сделать первой). Проведите лофтинг, указав вначале первый слева сплайн, затем на уровне пути 30 — второй, на уровне 50 — третий, 70 — второй и 100 — первый. Результат loft-объекта с разрывом представлен на рис. 25.

Рис. 23. Исходная окружность после добавления дополнительных вершин

Рис. 23. Исходная окружность после добавления дополнительных вершин

Рис. 24. Исходные объекты для лофтинга

Рис. 24. Исходные объекты для лофтинга

Рис. 25. Loft-объект с разрывом

Рис. 25. Loft-объект с разрывом

Обратите внимание, что внутренняя сторона объекта не визуализирована. Откройте редактор материалов, на пустом слоте создайте новый материала типа Double Sided и назначьте его объекту. По своему усмотрению определите материалы для внешней и внутренней поверхностей — в данном случае для обоих материалов были добавлены текстурные карты на канале Diffude Color, а для материала внутренней поверхности дополнительно включена опция Self-Illumination (Самосвечение) — рис. 26 и 27. Возможный результат визуализации текстурированной поверхности с разрывом представлен на рис. 28.

Рис. 26. Параметры настройки материала Facing

Рис. 26. Параметры настройки материала Facing

Рис. 27. Параметры настройки материала Back

Рис. 27. Параметры настройки материала Back

Рис. 28. Текстурированная поверхность с разрывом

Рис. 28. Текстурированная поверхность с разрывом

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 8. Работа с материалами

Женская одежда больших размеров оптом новосибирск от ModaLeto – это крупнейший оптовый поставщик одежды в России. Мы делаем это с Любовью и Нежностью к нашим клиентам и розничным покупателям.

Создание материалов — тема необъятная, поскольку слишком велик список свойств и зависимостей всех параметров, влияющих на внешний вид получаемого материала, и рассмотреть все нюансы в рамках одной статьи просто невозможно. Поэтому мы ограничимся лишь основными приемами и правилами работы с материалами; эти способы позволят получить общее представление о применении материалов и начать собственные эксперименты.

Как правило, материалы сначала именуют, затем настраивают, и только после этого присваивают объектам. Все эти операции проводятся в редакторе материалов Material Editor, который можно вызвать при помощи команды Rendering=>Material Editor (Рендеринг=>Редактор материалов), либо нажатием клавиши M. Редактор позволяет непосредственно использовать входящие в поставку базовые материалы, применять материалы из дополнительно установленных библиотек, видоизменять параметры базовых материалов по своему желанию или создавать новые материалы на их основе. Созданные или видоизмененные материалы можно сохранять в библиотеке для дальнейшего использования.

Откройте редактор материалов, нажав клавишу M, — изначально окно редактора будет иметь такой же вид, что и на рис. 1. В верхней части окна находятся ячейки образцов (слоты), предназначенных для просмотра визуализированных образцов материалов. По умолчанию видно шесть слотов, в каждом из которых отображается шар; при желании можно изменить как количество отображаемых ячеек (нажимая клавишу X), так и тип содержимого (щелкнув на кнопке Sample Type), если это удобнее для просмотра создаваемого материала. Активный слот имеет белую рамку по периметру (рис. 2), а у слота с материалом, который назначен хотя бы одному объекту в сцене, уголки будут срезанными (рис. 3).

Рис. 1. Исходный вид окна Material Editor

Рис. 1. Исходный вид окна Material Editor

Рис. 2. Активный слот

Рис. 2. Активный слот

Рис. 3. Слот с назначенным объекту материалом

Рис. 3. Слот с назначенным объекту материалом

Справа от слотов находятся кнопки, отвечающие за управление видом отображения, которые позволяют изменять режимы просмотра слотов с образцами материалов так, чтобы они лучше соответствовали конкретным условиям моделируемой сцены:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Sample Type — определяет тип образца, отображаемого в слоте: сфера, куб или цилиндр;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Backlight — добавляет к слоту освещенность. Включение данного режима наиболее заметно при предварительном просмотре в виде сферы и актуальнее всего при создании металлических материалов;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Background — добавляет к слоту задний фон. Это полезно, когда требуется увидеть результат влияния прозрачности и непрозрачности;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Sample UV Tiling —  регулирует число повторений копии образца на поверхности слота при создании сложного материала;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Video Color Check — включает материал объекта для цветов, которые находятся вне NTSC- или PAL-порога и имеют тенденцию меняться при передаче на видео;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Make Preview, Play Preview, Save Preview — данные кнопки позволяют создать, проиграть и сохранить в AVI-файле анимацию материала в слоте в реальном масштабе времени;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Options — определяет настройки редактора материалов;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Select By Material — осуществляет выбор объектов в сцене (исключение — скрытые объекты, которые таким способом не выделяются) на основе материала в активном слоте.

Непосредственно под слотами находятся кнопки инструментов управления материалами, с помощью которых можно совершать с материалами разные манипуляции. Самыми важными из них (на начальной стадии изучения темы) являются следующие:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Get Material — позволяет выбрать и назначить материал;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Assign Material to Selection — назначает материал слота выделенному в сцене объекту;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Reset Map/Mtl to Default — очищает слот;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Put to Library — помещает материал с активного слота в библиотеку;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Show Map In Viewport — отображает карту сложного материала на поверхности объекта на видовых экранах;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Go To Parent — позволяет переместиться на уровень вверх — от подчиненного материала к родительскому;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Go Forward to Subling — осуществляет перемещение между материалами, находящимися на одном уровне подчинения родительскому материалу;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Pick Material From Object — позволяет взять материал с объекта и поместить его в выделенный слот.

Нижнюю часть окна Material Editor занимает группа свитков, непосредственной настройкой параметров в которых и осуществляется создание материала. Состав свитков зависит от выбранного типа базового материала: Standard (обычный), Multi/Sub-Object (составной), Raytraced(трассируемый) и др., а также от установленной модели тонирования. Чаще всего в качестве базового типа выбирается устанавливаемый по умолчанию тип Standard и модель тонирования Blinn. Для выбора другого типа материала предназначена кнопка Type (тип) — рис. 4, а модель тонирования определяется в свитке Shader Basic Parameters (базовые параметры тонирования).

Рис. 4. Кнопка выбора типа базового материала

Рис. 4. Кнопка выбора типа базового материала

Условно можно выделить три способа создания материалов: новые материалы можно получить в результате настройки базовых (а при необходимости и расширенных) параметров, либо путем назначения материалу входящих в поставку текстурных карт или обычных текстур, либо сочетая оба варианта. На первый взгляд, самое быстрое и простое — воспользоваться базовыми текстурными картами, среди которых имеются образцы для имитации разных поверхностей,  поэтому начнем эксперименты именно с этого. Однако это только кажется простым — применение текстурных карт в действительности предполагает проецирование на поверхность объекта (иначе объект не будет выглядеть естественно), что уже совсем не просто. При создании материалов путем настройки базовых параметров существуют определенные нюансы: число влияющих на внешний вид материала параметров просто огромно; в этом уроке мы ограничимся лишь получением начального представления о данных технологиях.

В начало В начало

Создайте произвольную группу объектов (рис. 5) и сохраните ее (так как на ней мы рассмотрим достаточно много аспектов работы с материалами). Выделите сферу, откройте редактор материалов и выделите первый слот. Присвойте материалу имя, щелкнув в текстовом поле (где изначально будет написано «01 — Default») и напечатав имя материала (например, «первый материал»). В дальнейшем стоит иметь в виду, что материалам удобнее присваивать значимые имена: Gold Metal, Blue Plastic и т.п. Откройте свиток Maps (текстурные карты) — он содержит список каналов оптических свойств материала, к любому из которых можно назначить текстурную карту. Настройка любого из элементов списка производится путем включения/выключения флажка состояния, установки значения счетчика влияния текстурной карты и определения типа текстурной карты. Последнее осуществляется в результате щелчка по кнопке None (рис. 6) и выбора нужной карты в окне Material/Map Browser(браузер материалов/карт, рис. 7).

Рис. 5. Исходные объекты

Рис. 5. Исходные объекты

Рис. 6. Щелчок по кнопке None

Рис. 6. Щелчок по кнопке None

Рис. 7. Выбор текстурной карты в окне Material/Map Browser

Рис. 7. Выбор текстурной карты в окне Material/Map Browser

Основными в списке каналов свитка Maps являются каналы Ambient Color (окружающий цвет), Diffuse Color (рассеянный цвет) и Specular Color(зеркальный цвет) — использование текстурных карт в этих каналах позволяет определять оттенки теневых и освещенных частей объекта, а также оттенок блика. Применение текстурной карты на канале Opacity (непрозрачность) обеспечивает управление степенью прозрачности объекта: чем белее цвет на определенном участке текстуры, тем прозрачнее в этом месте будет объект. Использование текстурных карт на канале Bump (рельеф) необходимо при формировании рельефных поверхностей, на канале Reflection (отражение) — при создании зеркальных или частично отражающих объектов, Refraction (преломление) — для добавления световых эффектов и эффектов искажения прозрачным и полупрозрачным объектам (вода, стекло, жемчуг и т.п.). Другие каналы используются значительно реже.

Для начала щелкните на кнопке None, находящейся справа от текстурной карты Diffuse Color (рассеянный цвет) — эту карту можно считать самой главной, так как она определяет текстуру для самого объекта. Откроется окно Material/Map Browser (браузер материалов/карт) с перечнем доступных материалов; установите более удобный для просмотра материалов режим, при котором будут отображаться и список материалов, и иконки — для этого щелкните на кнопке View List + Icons. Выберите, например, материал Marble, и сфера в первом слоте станет как будто «сделана из мрамора» (рис. 8). Чтобы применить данный материал к созданной ранее сфере, нажмите кнопку Assign Material to Selection (назначить материал к выделению), либо просто перетащите материал на сферу в видовом окне. Естественно, что первый способ возможен только при наличии на сцене выделенного объекта — если ни один из объектов не был выделен, то нужно выделить его в одном из окон проекций (окно Material Editorдля этого закрывать не нужно). Если посмотреть после назначения материала в окно Perspective, то сфера (при настройках по умолчанию) станет выглядеть просто серой — увидеть, что на сферу наложен материал, можно только после рендеринга (рис. 9). Чтобы материал был виден и в тех окнах проекций, где включен режим просмотра Smooth + Highlights, в частности в окне Perspective, требуется в окне редактора материалов щелкнуть на кнопке Show Map in Viewport (показать карту в видовом окне). Аналогичным образом попробуйте наложить разные материалы на другие объекты (рис. 10), где второму объекту соответствует материал Wood, третьему — Perlin Marble,  четвертому — Swirl (рис. 11).

Рис. 8. Появление «мраморной сферы» в первом слоте

Рис. 8. Появление «мраморной сферы» в первом слоте

Рис. 9. Вид объектов после присвоения сфере материала

Рис. 9. Вид объектов после присвоения сфере материала

Рис. 10. Вид сцены после назначения всем объектам материалов

Рис. 10. Вид сцены после назначения всем объектам материалов

Рис. 11. Вид слотов после выбора материалов

Рис. 11. Вид слотов после выбора материалов

Параметрами любого из созданных на основе текстуры материалов можно управлять — это позволит на основе любой базовой текстурной карты создать бесконечное число вариаций. Выделите цилиндр, и в качестве первого эксперимента в свитке Coordinates (координаты) измените значения в раздел Tiling (черепица) с 1.0, например, на 2.0 (рис. 12) — полосы станут расположены ближе друг к другу и их число увеличится (рис. 13). Измените цвета в свитке Woods Parameters (рис. 14); это также приведет к соответствующему изменению цветов у объекта (рис. 15).

Рис. 12. Корректировка параметра Tiling

Рис. 12. Корректировка параметра Tiling

Рис. 13. Объекты после изменения значений параметра Tiling

Рис. 13. Объекты после изменения значений параметра Tiling

Рис. 14. Изменение цветов

Рис. 14. Изменение цветов

Рис. 15. Цилиндр после смены цветов

Рис. 15. Цилиндр  после смены цветов

В начало В начало

Создание материала не требуется начинать с наложения базовой текстуры — она может не использоваться в принципе или может быть добавлена на каком-то этапе разработки материала. Рассмотрим этот вариант подробнее. В окне редактора материалов активируйте пятый слот, введите имя материала, в свитке Blinn Basic Parameters щелкните на цветном прямоугольнике справа от параметра Diffuse (рассеянный) и выберите цвет. Установите параметр Specular Level (интенсивность блика) равным 50, Glossiness (размер блика) равным 20, в группе Self-Illumination (самосвечение) установите в спиннере значение 50 и уменьшите значение параметра Opacity (непрозрачность) до 80 (рис. 16). Назначьте материал сфере, перегруппируйте объекты так, чтобы сфера оказалась на переднем плане и проведите рендеринг (рис. 17).

Рис. 16. Параметры настройки материала

Рис. 16. Параметры настройки материала

Рис. 17. Вид объектов после наложения нового материала

Рис. 17. Вид объектов после наложения нового материала

Как видно из вышеуказанного примера, базовые параметры материала настраиваются и корректируются в специальном свитке. Мы экспериментировали на свитке Blinn Basic Parameters, однако однозначно указать имя данного свитка невозможно, так как оно меняется в зависимости от установленной модели тонирования (об этом поговорим чуть ниже). По умолчанию установлена модель Blinn, и список соответственно имеет имя Blinn Basic Parameters. Список параметров свитка также меняется в зависимости от модели, однако в целом в свитке базовых параметров могут фигурировать следующие параметры:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Ambient (подсветка) — определяет цвет участков поверхности объекта, не освещенных прямыми лучами света, то есть цвет тени на поверхности объекта (рис. 18);
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Diffuse (диффузный цвет) — задает основной цветовой фон материала объекта, который можно наблюдать, когда поверхность объекта освещена прямыми лучами света;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Specular (зеркальный цвет) — устанавливает цветовой тон световых бликов, появляющихся на поверхности объекта;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Self-Illumination (самосвечение) — определяет особенности самосвечения объекта (кажется, что объект светится изнутри), на цветовой оттенок Specular самосвечение влияния не оказывает и может задаваться двумя способами: либо цветом, либо числовым значением;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Opacity (непрозрачность) — задает степень прозрачности объекта;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Specular Level (интенсивность блика) — используется только при наличии на поверхности блика и определяет его интенсивность;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Glossiness (размер блика) — указывает размер бликового пятна: как правило, для матовых поверхностей устанавливается больший размер блика, а у блестящих — меньший.

Рис. 18. Вид объекта с разграничением его отдельных областей, в которых превалирует влияние параметров Ambient, Diffuse и Specular

Рис. 18. Вид объекта с разграничением его отдельных областей, в которых превалирует влияние параметров Ambient, Diffuse и Specular

Стоит заметить, что цвета Ambient и Diffuse или Diffuse и Specular могут быть одинаковыми. Для этого необязательно устанавливать для них одни и те же цветовые характеристики — проще блокировать их при помощи соответствующей кнопки Lock (по умолчанию опция Lock включена для цветов Ambient и Diffuse — рис. 19),  тогда изменение одного из них будет автоматически приводить к изменению другого.

Рис. 19. Свиток Blinn Basic Parameters — цвета Ambient и Diffuse заблокированы

Рис. 19. Свиток Blinn Basic Parameters — цвета Ambient и Diffuse заблокированы

Выделите на созданной ранее сцене параллелепипед, переместите его на передний план и выделите соответствующий его материалу слот в окне редактора материалов. Затем в свитке Blinn Basic Parameters щелкните на цветном прямоугольнике в блоке Self_Illuminatinon (самосвечение) и установите произвольный цвет (рис. 20) — в итоге изменение одного базового цвета приведет к смене всех оттенков на материале и объекте (рис. 21). В этом же блоке уменьшите значение параметра Opacity (непрозрачность), например до 55, — объект станет полупрозрачным (рис. 22). Выделите конус вместе с относящимся к нему слотом в редакторе материалов и установите параметр Specular Level (интенсивность блика) равным 50 — это создаст иллюзию светового блика (рис. 23).

Рис. 20. Изменение цветов в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 20. Изменение цветов в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 21. Параллелепипед после смены цветов

Рис. 21. Параллелепипед после смены цветов

Рис. 22. Изменение степени прозрачности параллелепипеда

Рис. 22. Изменение степени прозрачности параллелепипеда

Рис. 23. Появление блика на конусе

Рис. 23. Появление блика на конусе

А теперь попробуем действовать более целенаправленно и создать материал, который бы подошел, например, для присвоения ограненному кристаллу граната. Пусть роль кристалла будет играть обычная геосфера (рис. 24) — ей пока не присвоен никакой материал, выбран лишь подходящий цвет. Наша задача — придать геосфере необходимое свечение  с помощью подходящего материала. Активируйте свободный слот в редакторе материалов, раскройте свиток Blinn Basic Parameters и для связанных замком параметров Ambient и Diffuse установите темно-бордовый, а для параметра Specular — розовый цвет (рис. 25). Присвойте материал геосфере и после визуализации сможете увидеть, что пока наши действия лишь ухудшили внешний вид объекта (рис. 26).

Рис. 24. Геосфера

Рис. 24. Геосфера

Рис. 25. Определение базовых цветов в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 25. Определение базовых цветов в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 26. Вид геосферы после присвоения ей нового материала

Рис. 26. Вид геосферы после присвоения ей нового материала

Возможно, что цвета были подобраны не совсем удачно, но самое главное — отсутствие бликов и свечения. Идеально подобрать цвета сразу достаточно сложно, так как внешний вид материала в немалой степени зависит также от бликов и свечения — поэтому к вопросу корректировки цветов часто приходится возвращаться после настройки бликов и свечения. Учитывая, что экспериментов может потребоваться много, щелкните на кнопке Show Map In Viewport, чтобы материал отображался на поверхности объекта в окне Perspective. Не снимая выделение с объекта, начните увеличивать значение параметра Specular Level, внимательно наблюдая за интенсивностью блика на поверхности объекта,  доведите это значение примерно до 100 единиц. Так же последовательно увеличьте размер блика Glossiness, доведя значение параметра до 30 (результат рендеринга представлен на рис. 27). Теперь разберемся, как будет влиять на материал изменение Self-Illumination, отвечающего за внутреннее свечение объекта. Вначале попробуйте увеличивать значения спиннера — это будет приводить к изменению основного тона материала, который постепенно станет светлее (рис. 28). В действительности в нашем случае числовой вариант настройки данного параметра не подходит — он применяется лишь при разных цветовых оттенках Ambient и Diffuse, и тогда увеличение параметра будет вести к постепенному выравниванию оттенков Ambient иDiffuse. В нашей ситуации, при одинаковых значениях Ambient и Diffuse, возможна настройка свечения только путем настройки его цветового оттенка. Установите для этого параметра темно-бордовый цвет, близкий к черному. Окончательный вариант настройки базовых параметров приведен на рис. 29, а результат рендеринга — на рис. 30. Сохраните данный материал в библиотеке, щелкнув в редакторе материалов на кнопкеPut to Library.

Рис. 27. Вид геосферы после настройки блика

Рис. 27. Вид геосферы после настройки блика

Рис. 28. Вид геосферы после числовой настройки параметра Self-Illumination

Рис. 28. Вид геосферы после числовой настройки параметра Self-Illumination

Рис. 29. Настройка параметров свитка Blinn Basic Parameters

Рис. 29. Настройка параметров свитка Blinn Basic Parameters

Рис. 30. Кристалл граната

Рис. 30. Кристалл граната

В начало В начало

Можно создать материал из произвольного графического файла (например, фотографии). Для эксперимента вернитесь к нашей рабочей сцене с четырьмя примитивами, выделите параллелепипед, откройте редактор материалов, активируйте свиток Maps (Карты) и щелкните на кнопке Noneсправа от параметра Diffuse Сolor (Рассеянный). В открывшемся списке дважды щелкните по строке Bitmape,  укажите графический файл и назначьте созданный материал параллелепипеду (рис. 31). Можно дополнительно поэкспериментировать с рассмотренными выше параметрами, добавив к материалу света, что придаст ему большую выразительность — возможно, результат экспериментов будет напоминать рис. 32 и 33.

Рис. 31. Результат наложения материала, созданного на основе фотографии

Рис. 31. Результат наложения материала, созданного на основе фотографии

Рис. 32. Параметры настройки материала

Рис. 32. Параметры настройки материала

Рис. 33. Вид сцены после изменения параметров свечения материала

Рис. 33. Вид сцены после изменения параметров свечения материала

Данный способ удобно применять для создания материалов, соответствующих различным естественным поверхностям (камень, дерево, песок, ткань), правда придется подобрать соответствующие файлы текстур. Очень много таких текстур можно найти в Интернете, на дисках с ПО, позаимствовать в пакетах двумерной графики. При желании нужную текстуру можно даже создать самостоятельно, например в пакете AdobePhotoshop на основе собственной фотографии. Любая из таких текстур будет представлена обычным графическим файлом, поэтому для создания материала на ее основе будет достаточно активировать свиток Maps, щелкнуть по кнопке None справа от параметра Diffuse Сolor, в открывшемся списке дважды щелкнуть по строке Bitmape, указать файл текстуры, а затем присвоить тип материала конкретному объекту. Попробуйте использовать данный прием и на основе доступных вам текстур создать природные материалы для всех объектов рабочей сцены — возможный результат представлен на рис. 34. Сохраните полученные таким способом материалы в библиотеке, щелкнув в редакторе материалов на кнопке Putto Library.

Рис. 34. Результат присвоения объектам сцены материалов на основе внешних текстур

Рис. 34. Результат присвоения объектам сцены материалов на основе внешних текстур

В начало В начало

Интересные варианты материалов можно получить, комбинируя цвет и текстурную карту. Активируйте пустой слот, в свитке Blinn Basic Parametersщелкните по цветному прямоугольнику справа от параметра Diffuse и выберите цвет (рис. 35). Откройте свиток Maps и установите канал Bump, который позволяет добиться рельефности материала. Выберите для данного канала текстуру Smoke и присвойте полученный материал параллелепипеду — поверхность станет напоминать хорошо отшлифованный розовый мрамор (рис. 36). Сохраните материал в библиотеке.

Рис. 35. Настройка параметров в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 35. Настройка параметров в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 36. Розовый мрамор

Рис. 36. Розовый мрамор

По тому же принципу попробуйте создать материал, напоминающий декоративную штукатурку (наподобие венецианской).  Активируйте пустой слот, в свитке Blinn Basic Parameters установите цвет для параметра Diffuse, в свитке Maps выберите текстурную карту Bump и установите текстуру Marble, изменив в свитке Coordinates параметры в соответствии с рис. 37. Вернитесь в свиток Blinn Basic Parameters и отрегулируйте параметры свечения материала примерно так же,  как показано на рис. 38, а затем присвойте материал параллелепипеду (рис. 39). Сохраните материал в библиотеке.

Рис. 37. Настройка параметров в свитке Coordinates

Рис. 37. Настройка параметров в свитке Coordinates

Рис. 38. Настройка параметров в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 38. Настройка параметров в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 39. Зеленая венецианская штукатурка

Рис. 39. Зеленая венецианская штукатурка

Большое влияние на внешний вид материала оказывает модель тонирования, определяемая в свитке Shader Basic Parameters. По умолчанию устанавливается модель Blinn,  именно она была нами задействована во всех предыдущих примерах. Данная модель, равно как и модель Oren-Nayar-Blinn, отлично подходит для визуализации самых разных типов материалов, например дерева, штукатурки, камня, керамической плитки, матового стекла, резины. Часто применяется модель Phong, используемая для визуализации любых типов пластиков и ряда блестящих поверхностей, а также модели Metal и Strauss, которые подходят для создания полированных поверхностей, таких как металл или прозрачное стекло.

Попробуем воспользоваться моделью Phong для создания пластика. Сформируйте объект типа Torus Knot, в окне редактора материалов активируйте свободный слот, установите модель Phong, а затем настройте параметры в свитке Phong Basic Parameters в соответствии с рис. 40 и присвойте объекту данный материал (рис. 41). Сохраните материал в библиотеке.

Рис. 40. Настройка параметров в свитке Phong Basic Parameters

Рис. 40. Настройка параметров в свитке Phong Basic Parameters

Рис. 41. Красный пластик

Рис. 41. Красный пластик

Теперь применим модель тонирования Metal для создания металлической поверхности. Установите для свободного слота данную модель, в открывшемся свитке Metal Basic Parameters снимите блокировку между цветами Ambient и Diffuse, щелкнув по соответствующей кнопке, — это позволит устанавливать разные оттенки для данных параметров. Настройте прочие параметры свитка (рис. 42) и присвойте созданный материал объекту, поверхность которого станет напоминать бронзу. Сохраните материал в библиотеке.

Рис. 42. Настройка параметров в свитке Phong Basic Parameters

Рис. 42. Настройка параметров в свитке Phong Basic Parameters

Рис. 43. Бронза

Рис. 43. Бронза

Попробуем использовать модель Metal для получения материала, имитирующего кожуру апельсина. Создайте шар, выделите его,  в редакторе материалов для свободного слота установите модель Metal. В свитке Metal Basic Parameters установите для параметров Ambient и Diffuse один и тот же оранжевый цвет, присвойте материал объекту (рис. 44). Для имитации шершавости в свитке Maps выберите текстурную карту Bump и установите текстуру Noise — увы, использование данной текстурной карты с параметрами по умолчанию нужного эффекта пока не дало (рис. 45) по причине слишком большого размера фрагментов шума. Поэтому откройте свиток Noise Parameters и уменьшите значение параметра Size (размер) до 1 (рис. 46) — результат рендеринга показан на рис. 47. Теперь осталось лишь избавиться от слишком темного оттенка материала, для чего достаточно подобрать числовое значение для спиннера параметра Self-Illumination (рис. 48). Окончательный вариант визуализированного объекта показан на рис. 49. Сохраните материал в библиотеке.

Рис. 44. Вид объекта после присвоения ему материала

Рис. 44. Вид объекта после присвоения ему материала

Рис. 45. Результат добавления текстурной карты

Рис. 45. Результат добавления текстурной карты

Рис. 46. Параметры настройки свитка Noise Parameters

Рис. 46. Параметры настройки свитка Noise Parameters

Рис. 47. Результат уменьшения размера фрагментов шума

Рис. 47. Результат уменьшения размера фрагментов шума

Рис. 48. Параметры настройки свитка Metal Basic Parameters

Рис. 48. Параметры настройки свитка Metal Basic Parameters

Рис. 49. Апельсин

Рис. 49. Апельсин

Помимо моделей тонирования на способ тонирования объекта регулируется рядом дополнительных флажков, включаемых/выключаемых в том же свитке Shader Basic Parameters:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Wire (каркасный) — визуализация только каркаса объекта. Используется для имитации проволочных моделей, плетеных корзинок и т.п.;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Face Map (граневая карта) — приложение материала с применением текстурных карт к каждой грани объекта. Бывает актуально при применении текстурных карт;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>2-Sided (двусторонний) — визуализация не только лицевых, но и обратных граней объекта, что необходимо при создании полупрозрачных материалов;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Faceted (Граневый) — выключение сглаживания ребер и придание объектам ограненного вида. Актуально, например, при моделировании кристаллов.

Перейдем к более сложной задаче и попробуем создать тонированное стекло, для чего вновь обратимся к модели тонирования Blinn, но уже при включенном флажке 2-Sided (Двусторонний) — установите данные параметры для свободного слота (рис. 50). Настройте основные цветовые составляющие создаваемого материала, определив цвета для параметров Ambient, Diffuse и Specular — в данном случае были взяты темно-синий, синий и голубой, так как по замыслу мы создаем тонированное стекло синего цвета. Уменьшите значение параметра Opacity до 10-15 единиц и настройте параметры зеркального блика: Specular Level и Glossiness (рис. 51).

Рис. 50. Настройка параметров в свитке Shader Basic Parameters

Рис. 50. Настройка параметров в свитке Shader Basic Parameters

Рис. 51. Настройка параметров в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 51. Настройка параметров в свитке Blinn Basic Parameters

При создании полупрозрачных материалов помимо основных параметров, настраиваемых в свитке Blinn Basic Parameters, может потребоваться корректировка расширенных параметров Falloff (спад) и Туре (тип прозрачности) из группы Advanced Transparency (дополнительная регулировка прозрачности) в свитке Extended Parameters. Первый используется для создания материалов с неоднородной прозрачностью, второй позволяет задать способ отображения прозрачных материалов через канал цвета. Учитывая, что речь идет о тонированном стекле, для параметра Falloffнужно выбрать вариант In (внутренняя), что означает внутреннюю неоднородную прозрачность, а для параметра Туре установить вариант Filter(фильтр) и выбрать цвет — в данном случае опять темно-синий (рис. 52). По окончании действий присвойте материал объекту и проведите рендеринг (рис. 53). Сохраните материал в библиотеке.

Рис. 52. Настройка параметров в свитке Extended Parameters

Рис. 52. Настройка параметров в свитке Extended Parameters

Рис. 53. Стекло

Рис. 53. Стекло

Попробуем создать каркасный объект, напоминающий проволочную сетку. Для нового слота установите модель тонирования Phong и включите флажки Wire и 2-Sided (рис. 54). В свитке Phong Basic Parameters определите цветовой тон объекта (параметр Diffuse) и цветовой тон блика (параметр Specular) и определите параметры зеркального блика (рис. 55). Наложите материал на объект и проведите рендеринг — каркасный объект будет получен, однако сетка, лежащая в его основе,  окажется достаточно редкой (рис. 56). При желании плотность сетки можно увеличить. Добавьте к объекту модификатор MeshSmooth (сгладить сетку), выбрав его из списка Modifier List, и увеличьте число итераций в свитке SubdivisionAmount (рис. 57) — металлический каркасный объект преобразится (рис. 58). Сохраните материал в библиотеке.

Рис. 54. Настройка параметров в свитке Shader Basic Parameters

Рис. 54. Настройка параметров в свитке Shader Basic Parameters

Рис. 55. Настройка параметров в свитке Phong Basic Parameters

Рис. 55. Настройка параметров в свитке Phong Basic Parameters

Рис. 56. Начальный вид каркасного металлического объекта

Рис. 56. Начальный вид каркасного металлического объекта

Рис. 57. Настройка параметров модификатора MeshSmooth

Рис. 57. Настройка параметров модификатора MeshSmooth

Рис. 58. Каркасный металлический объект

Рис. 58. Каркасный металлический объект

Усложним задачу и создадим материал, наложение которого создавало бы иллюзию того, что объект покрыт перламутром. Это означает, что материал должен обеспечивать внешнее и внутреннее свечение объекта, причем с эффектом преломления отражающихся от его поверхности лучей. Вначале просто добьемся эффекта внешнего и внутреннего свечения. Установите модель тонирования Blinn. В свитке Blinn Basic Parametersопределите цветовые составляющие материала, установив цвета для параметров Ambient, Diffuse и Specular, например в зеленых тонах. Для внешнего свечения укажите достаточно большие значения параметров Specular Level и Glossiness, а для внутреннего — в группе Self-Illuminationустановите в спиннере значение 60 (рис. 59). Результат присвоения созданного материала спирали и рендеринга показан на рис. 60 — пока спираль только стала иметь блестящую поверхность, но без всякого отражения. Для создания эффекта отражения раскройте свиток Maps и на каналеReflection (Отражение) добавьте текстурную карту Raytrace (рис. 61), затем в свитке Raytracer Parameters смените фоновый цвет с черного на серый (рис. 62). Это приведет к появлению своеобразного варианта преломления, что и создаст иллюзию перламутровой поверхности, причем поверхность по-прежнему будет иметь зеленый оттенок (рис. 63). Сохраните материал в библиотеке.

Рис. 59. Настройка параметров в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 59. Настройка параметров в свитке Blinn Basic Parameters

Рис. 60. Блестящая спираль

Рис. 60. Блестящая спираль

Рис. 61. Добавление текстурной карты на канале Reflection

Рис. 61. Добавление текстурной карты на канале Reflection

Рис. 62. Настройка параметров в свитке Raytracer Parameters

Рис. 62. Настройка параметров в свитке Raytracer Parameters

Рис. 63. Зеленый перламутр

Рис. 63. Зеленый перламутр

Напоследок попробуем воспользоваться некоторыми из полученных результатов, внедрив материалы в простую сцену с реальными объектами: обычной вазой и вазой для фруктов с тремя апельсинами, находящимися на столе. Для упрощения задачи вместо стола ограничимся его столешницей в виде обычной плоскости (примитив Plane), апельсины заменят обычные шары, а обе вазы получим лофтингом с последующей деформацией лофтинг-модели.

За основу обеих ваз возьмем два 16-угольника и линию — отличие будет лишь в том, что для вазы с фруктами длина линии должна быть значительно меньше. Линию создайте обычным образом, затем инструментом NGon сформируйте первый 16-угольник, сделайте его копию и немного уменьшите радиус последней. Превратите 16-угольник в редактируемый сплайн и перейдите в режим редактирования сплайнов, щелкните на кнопке Attach (присоединить) и в качестве добавляемого укажите второй 16-угольник — оба многоугольника станут составными частями одного и того же сплайна, и теперь их можно будет использовать как сечение (рис. 64). Создайте лофт-объект, указав комбинацию многоугольников в качестве сечения и линию как путь — получится что-то наподобие многогранной трубы (рис. 65). Выделите лофт-объект и вызовите окно ScaleDeformation из свитка Deformation (деформация). Преобразуйте кривую деформации в соответствии с рис. 66. Затем дополнительно создайте линию (предполагаемый путь), для вазы с фруктами и смоделируйте ее точно таким же способом — особенности деформации данного лофт-объекта показаны на рис. 67. Дополните сцену плоскостью и тремя апельсинами и тщательно разместите все объекты (рис. 68 и 69).

Рис. 64. Исходные элементы для первого лофт-объекта

Рис. 64. Исходные элементы для первого лофт-объекта

Рис. 65. Труба с гранями

Рис. 65. Труба с гранями

Рис. 66. Окно Scale Deformation для первого лофт-объекта

Рис. 66. Окно Scale Deformation для первого лофт-объекта

Рис. 67. Окно Scale Deformation для второго лофт-объекта

Рис. 67. Окно Scale Deformation для второго лофт-объекта

Рис. 68. Окна проекций сцены

Рис. 68. Окна проекций сцены

Рис. 69. Вид визуализированной сцены до присвоения объектам материалов

Рис. 69. Вид визуализированной сцены до присвоения объектам материалов

Откройте окно материалов, активируйте первый слот и щелкните на кнопке Get Material. В разделе Browse From подсветите переключатель MtlLibrary (Из библиотеки) — откроется список созданных и сохраненных ранее в библиотеку материалов (рис. 70). Дважды щелкните, например, на материале для имитации кожуры апельсина, в результате чего данный материал загрузится в выделенный слот, затем последовательно присвойте материал всем трем апельсинам. Аналогичным образом откройте материал, имитирующий стекло и установите его для вазы с фруктами. Один из вариантов материалов, имитирующих каменную поверхность, выберите для цветочной вазы, а имитирующих дерево — для столешницы. Возможный результат экспериментов представлен на рис. 71.

Рис. 70. Окно Material/Map Browser со списком сохраненных в библиотеке материалов

Рис. 70. Окно Material/Map Browser со списком сохраненных в библиотеке материалов

Рис. 71. Вид визуализированной сцены после присвоения объектам материалов

Рис. 71. Вид визуализированной сцены после присвоения объектам материалов

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 14. Камеры в сцене

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 14. Камеры в сцене

 Если Вас интересует какая то информация или Вы хотите задать вопрос обращайтесь на наш сайт. Информационный Портал!

Кроме того, камеры незаменимы при создании анимации, ведь благодаря им появляется возможность продемонстрировать в ролике сцену в разных ракурсах, например сымитировать облет сцены или плавное перемещение по некоторому маршруту. Основы применения камер мы и рассмотрим в данном уроке.

Расположение камеры определяет композицию финального изображения сцены, подчеркивая главные и опуская второстепенные детали. Размещение камеры на уровне происходящего в сцене действия создает у зрителя ощущение участия в сцене — данный прием эффективен при создании анимаций, в ходе которых предполагается осмотр отдельных элементов сцены с близкого расстояния. Размещение камеры высоко над сценой создает ощущение отстраненности и позволяет наблюдать за сценой со стороны, поэтому практикуется при отображении масштабных объектов или сцен с большим количеством действующих персонажей. В случае расположения камеры у земли у зрителя создается впечатление, что его окружают предметы гигантских размеров, — такой прием применяется для визуального увеличения высоты персонажей.

Камера — это невизуализируемый объект, который отображает сцену с определенной точки обзора. Теоретически выбрать нужную точку обзора можно вручную в окне проекции Perspective, но это не очень удобно, к тому же при этом отсутствует возможность точной регулировки параметров обзора.

В 3 D Studio MAX используются камеры двух типов (рис. 1):

  • TargetCamera (Нацеленная камера) — состоит из двух элементов: самой камеры и точки цели, или, как часто говорят, мишени (Target), определяющей ориентацию камеры. Данные компоненты настраиваются независимо друг от друга, при этом камера всегда остается направленной на цель, поэтому ее проще точно установить и нацелить. Однако нацеленные камеры ограничены во вращении из-за необходимости поддерживать направление на цель, что может стать препятствием при создании некоторых анимаций;
  • FreeCamera (Свободная камера) — состоит из одного элемента — камеры и настраивается как единый объект. Данные камеры сложнее установить и нацелить, поскольку они не имеют цели, на которую необходимо смотреть, зато они не ограничены во вращении, поэтому лучше подходят для сложных анимаций, например перелетов по сцене по сложной извилистой траектории.

Рис. 1. Типы камер: нацеленная камера (слева), свободная камера

Рис. 1. Типы камер: нацеленная камера (слева), свободная камера

За создание камер отвечает категория Cameras (Камеры) панели Create (Создать) — рис. 2, при выборе которой становятся доступны оба типа камер. Технология их создания напоминает создание объектов геометрии. Нужно выбрать тип камеры и либо просто щелкнуть в точке ее создания в одном из окон проекций (FreeCamera), либо перетащить мышь при нажатой левой кнопке, указав, таким образом, не только местоположение камеры, но и ее Target-точку. Созданным камерам (так же, как и объектам геометрии) присваиваются имена: Camera01, Camera02 и т.п., которые лучше заменять на более информативные. Любую камеру можно перемещать и вращать на видовых экранах так же, как и другие стандартные объекты. Теоретически камеры можно и масштабировать, но делать это не рекомендуется, поскольку возможно искажение настроек. Обзор камеры, определяющий вид отображения сцены, зависит от ее положения, ориентации и параметров и всегда ограничен ее полем зрения (то есть областью сцены, видимой наблюдателю). Поле зрения камеры имеет форму пирамиды: в ее вершине находится сама камера, а в центре основания (в случае нацеленной камеры) — ее точка цели.

Рис. 2. Категория Cameras

Рис. 2. Категория Cameras

Чтобы посмотреть, как выглядит сцена с точки зрения конкретной камеры, нужно щелкнуть на названии рабочего окна проекции и из ниспадающего меню выбрать команду Views=>Camera (Отображение=>Камера) или нажать клавишу C — это приведет к замене рабочего окна конкретной проекции окном проекции камеры. Если в сцене присутствует более одной камеры и ни одна из них не выделена, то появится диалоговое окно выбора камеры из списка, где следует указать требуемую камеру. Нередко выделить камеру, а тем более ее цель бывает сложно, например цель, как правило, расположена за объектами сцены — в таких случаях стоит выделять нужный объект через команду Select by Name(Выделить по имени). Кроме того, мишень можно выделить, выделив саму камеру, щелкнув на ней правой кнопкой и выполнив команду SelectCameraTarget из всплывающего меню.

Управление камерами

Для управления окном проекции камеры предназначена специальная панель, появляющаяся в нижней части программного окна вместо стандартной навигационной панели. Имеющиеся на ней кнопки позволяют задавать точное положение и ориентацию камер и осуществлять их анимацию (рис. 3):

Рис. 3. Панель управления окном проекции камеры

Рис. 3. Панель управления окном проекции камеры

  • DollyCamera/DollyCamera + Target/DollyTarget (Откат камеры/Откат камеры и мишени/Откат мишени) — перемещает камеру (либо камеру с мишенью, либо мишень) вдоль ее локальной оси к остающейся неподвижной точке цели, фокусное расстояние объектива не изменяется;
  • Perspective (Перспектива) — осуществляет откат камеры с одновременным изменением ее фокусного расстояния;
  • RollCamera (Крен камеры) — поворачивает камеру вокруг ее локальной оси так, что создается впечатление наклона снимаемой камерой сцены;
  • Field of View (Поле зрения) — изменяет ширину поля зрения; положение камеры и цели не меняются. При увеличении поля зрения вид сцены раздвигается, а перспектива подчеркивается сильнее, при сужении — перспектива становится более плоской и кажется, что глубина сцены уменьшается;
  • TruckCamera (Сопровождение камеры) — перемещает камеру и мишень параллельно плоскости окна проекции камеры; угол зрения и расстояние от камеры до цели не меняются. Получается, что камера как бы следит за объектом, передвигаясь в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
  • OrbitCamera (Орбитальное вращение камеры) — поворачивает камеру вокруг мишени по орбите, то есть камера совершает облет вокруг цели. При этом создается ощущение, что объекты сцены тоже вращаются вокруг мишени камеры;
  • PanCamera (Панорамное вращение камеры) — поворачивает мишень по орбите вокруг камеры.

Свободные камеры при применении команд Dolly, Truck, Pan и Orbit используют виртуальные мишени.

Параметры настройки камер

Параметры камер либо устанавливаются сразу при их создании на панели Create, либо изменяются позднее через панель Modify. Основные параметры настройки камер находятся в свитке Parameters (Параметры) — рис. 4, уточним их назначение:

  • взаимосвязанные счетчики Lens (Фокусное расстояние объектива) и FOV (Поле зрения) — управляют величиной поля зрения камеры: при увеличении фокусного расстояния значение счетчика FOV уменьшается, а поле зрения соответственно сужается, и наоборот. Поле зрения может измеряться по горизонтали, по вертикали или по диагонали в зависимости от установленного режима, который выбирается через выпадающее меню (кнопка со стрелкой слева от параметра FOV);
  • панель StockLenses (Набор объективов) — представляет собой альтернативный вариант установки поля зрения посредством выбора одного из стандартных объективов с фокусными расстояниями от 15 до 200 мм. Фокусное расстояние человеческого глаза составляет 50 мм, поэтому обзор сцены, полученный объективом с таким фокусным расстоянием, обеспечивает наиболее естественное для человеческого глаза отображение сцены. Линзы размером меньше 50 мм (их называют широкоугольными) имеют большее поле обзора и приводят к преувеличению перспективы. Как правило, широкоугольные объективы используются при отображении больших сцен и сцен, в которых объектам необходимо придать большую значительность или масштабность. Очень маленькие линзы — размером 10-15 мм — способны охватить очень большие сцены, но их применение ведет к сильным искажениям (к эффекту рыбьего глаза), особенно явным по краям сцены. Линзы с фокусным расстоянием более 50 мм (длиннофокусные) отличаются меньшим полем обзора — они могут охватить лишь небольшой угол сцены и уменьшают перспективу вплоть до ее полного уплощения. Длиннофокусные объективы обычно применяются при съемке удаленных объектов, потому данный вариант объектива в 3D Studio MAX может потребоваться для придания реалистичности подобным сценам. Кроме того, длиннофокусные объективы могут использоваться для усиления общего драматизма и напряжения сцены за счет ее сжатия и приближения главного героя к зрителю;
  • выпадающий список Type (Тип) — позволяет изменить тип камеры с Target на Free уже после ее создания;
  • группа настроек ClippingPlanes (Плоскости отсечения) — представлена параметрами Near Clip (Ближняя плоскость отсечения) и Far Clip(Дальняя плоскость отсечения), определяющими расстояния от камеры до соответствующих плоскостей, — рис. 5. Плоскости отсечения ограничивают в пространстве поле зрения камеры — камера видит только те объекты (или части объектов), которые расположены между плоскостями NearClip и FarClip. Объекты, оказавшиеся вне поля зрения камеры, станут невидимыми и не будут визуализироваться, поэтому плоскости отсечения разумно использовать для ускорения отладочных визуализаций сцены, а также для того, чтобы взглянуть на геометрию сцены изнутри, что актуально, например, при создании сечений строений, механизмов и пр. По умолчанию плоскости отсечения не отображаются в окнах проекций — для включения отображения следует активировать флажок Clip Manually;
  • группа настроек EnvironmentRanges (Диапазоны влияния окружающей среды) — представлена параметрами NearRange (Ближняя граница) иFarRange (Дальняя граница) — рис. 6. Данные границы, являющиеся плоскостями, используются для ограничения зоны отображения таких эффектов окружения, как туман (Fog), объемный свет (VolumeLight) и пр. (с ними мы познакомимся в следующем уроке). По умолчанию границы не отображаются в окнах проекций — для включения отображения следует активировать флажок Show;
  • группа настроек Multi-PassEffects (Многопроходные эффекты) — позволяет имитировать работу настоящей камеры посредством размытия по глубине резкости (Depthoffield) и размытия движения (Motionblur). Первый вариант используется для статичных изображений — он обеспечивает размытие фрагментов сцены, находящихся вне фокуса камеры. Второй — для анимации: с его помощью быстро движущиеся объекты получаются размытыми (как на снимке или в кинокадре), благодаря чему движение выглядит более естественно.

Рис. 4. Свиток Parameters

Рис. 4. Свиток Parameters

Рис. 5. Вид сцены без отображения плоскостей отсечения (слева) и с их отображением

Рис. 5. Вид сцены без отображения плоскостей отсечения (слева) и с их отображением

Рис. 6. Вид сцены без отображения ближней и дальней границ (слева) и с их отображением

Рис. 6. Вид сцены без отображения ближней и дальней границ (слева) и с их отображением

Кроме того, в свитке Parameters имеется ряд переключателей:

  • OrthographicProjection — включает/выключает ортографическую проекцию, в которой отсутствует перспектива и все объекты отображаются точно под углом в 90°;
  • ShowCone — включает/выключает отображение в окне проекции зоны FOV даже для неактивной камеры;
  • ShowHorizon — делает линию горизонта видимой или невидимой.

Создание и настройка камеры

Для примера создайте сцену с несколькими примитивами — рендеринг сцены в проекции Perspective представлен на рис. 7. Попробуем получить такой же вид сцены с помощью камеры. Для создания камеры откройте на панели Create категорию Cameras (Камеры), щелкните по кнопке Target(Нацеленная камера) и создайте камеру в окне проекции Тор, щелкнув мышью в точке желаемого местоположения камеры и перетащив курсор на цель (рис. 8). Перейдите в окно проекции Perspective, нажмите на клавишу С и увидите, как выглядит сцена из созданной камеры (рис. 9). К сожалению, начальное положение камеры оказалось неудачным, так как сцена показана явно не в нужном ракурсе. Попробуем изменить положение камеры так, чтобы в фокусе оказался чайник. Для этого вначале вернитесь в проекцию Top, выделите камеру с мишенью, перетащите ее слегка вправо и разверните так, чтобы она смотрела на сцену в направлении чайника. А затем нацельте камеру на чайник, для чего требуется выделить мишень и перетащить ее прямо на чайник (рис. 10). Перемещая мишень в проекции Top, наблюдайте за видом сцены из проекции камеры, чтобы выбрать наилучшее положение мишени. Если выделить мишень обычным образом мышью проблематично (из-за скопления объектов в точке ее расположения), можно выделить камеру, щелкнуть на ней правой кнопкой мыши и из всплывающего меню выбрать командуSelect CameraTarget.

Рис. 7. Исходная сцена в проекции Perspective

Рис. 7. Исходная сцена в проекции Perspective

Рис. 8. Создание нацеленной камеры

Рис. 8. Создание нацеленной камеры

Рис. 9. Начальный вид сцены из камеры

Рис. 9. Начальный вид сцены из камеры

Рис. 10. Нацеливание камеры на чайник

Рис. 10. Нацеливание камеры на чайник

Перейдите в проекцию камеры, в панели управления камерами активируйте команду TruckCamera (Сопровождение камеры) и немного переместите камеру и мишень параллельно плоскости поля зрения так, чтобы показать сцену под небольшим углом (рис. 11). Щелкните на кнопкеDollyCamera (Откат камеры) и немного приблизьте камеру к объектам (рис. 12). По окончании в проекции Left инструментом Select and Moveпереместите камеру немного вверх (рис. 13) — в итоге вид отображения сцены станет примерно таким же, каким был изначально в окнеPerspective.

Рис. 11. Перемещение камеры с мишенью при помощи команды TruckCamera

Рис. 11. Перемещение камеры с мишенью при помощи команды TruckCamera

Рис. 12. Откат камеры к объектам

Рис. 12. Откат камеры к объектам

Рис. 13. Перемещение камеры инструментом Select and Move

Рис. 13. Перемещение камеры инструментом Select and Move

Немного поэкспериментируем с настройками камеры в свитке Parameters панели Modify. Увеличьте значение фокусного расстояния, введя в полеLens, например, число 85, — это автоматически приведет к уменьшению значения параметра FOV и соответственно к сужению поля зрения (что видно по уменьшению основания пирамиды), в результате чего объекты в окне проекции камеры приблизятся (рис. 14). Откажитесь от изменений, а затем выберите на панели StockLenses стандартный объектив с фокусным расстоянием 85 мм — результат будет тот же самый.

Рис. 14. Вид сцены с исходным (слева) и увеличенным фокусным расстоянием

Рис. 14. Вид сцены с исходным (слева) и увеличенным фокусным расстоянием

Теперь установите стандартный объектив с фокусным расстоянием 50 мм, для сохранения размера объектов без изменений переместите камеру ближе к объекту и визуализируйте сцену. Затем смените объектив на широкоугольный в 15 мм, отрегулируйте положение камеры для примерного сохранения размеров объектов и визуализируйте сцену. По окончании установите длиннофокусный объектив в 200 мм, также отрегулируйте положение камеры и проведите рендеринг. Если сравнить между собой результаты визуализации, то окажется, что в первом случае пропорции объектов естественны, а во втором и третьем — сильно искажены: во втором наблюдается эффект рыбьего глаза (при большем поле обзора), а в третьем (при меньшем поле обзора) — перспектива практически плоская (рис. 15). Получается, что уменьшение фокусного расстояния позволяет увеличить поле зрения и захват камеры (в поле обзора которой попадет больше объектов), но при чрезмерном уменьшении приводит к появлению эффекта рыбьего глаза. А увеличение фокусного расстояния уменьшает поле зрения и соответственно захват камеры (которая отображает меньшее пространство сцены), но чрезмерное увеличение приводит к нереально плоской перспективе.

Рис. 15. Визуализация сцены при разном фокусном расстоянии: 50 мм (слева),— 15 мм (в центре), 200 мм (справа)

Рис. 15. Визуализация сцены при разном фокусном расстоянии: 50 мм (слева),— 15 мм (в центре), 200 мм (справа)

Рассмотрим, как влияет на вид сцены добавление плоскостей отсечения. Выделите камеру и в группе ClippingPlanes (Плоскости отсечения) установите флажок ClipManually (Отсечение вручную) — это приведет к появлению дальней плоскости (она представлена прямоугольником с красными диагоналями). Ближняя плоскость отсечения изначально не видна, поскольку по умолчанию она находится на нулевом расстоянии от камеры. Установите для параметров NearClip (Ближняя плоскость отсечения) и FarClip (Дальняя плоскость отсечения) такие значения, чтобы ближняя плоскость отсекла небольшой фрагмент передней части сцены, а дальняя — часть заднего плана (рис. 16). Обратите внимание, что области, находящиеся за дальней или перед ближней плоскостью отсечения, в окне проекции камеры стали невидимыми (рис. 17).

Рис. 16. Возможное положение плоскостей отсечения

Рис. 16. Возможное положение плоскостей отсечения

Рис. 17. Возможный вид сцены: исходный (слева) и с ограничивающими плоскостями

Рис. 17. Возможный вид сцены: исходный (слева) и с ограничивающими плоскостями

Прежде чем переходить к примерам, рассмотрим особенности расфокусировки сцены на примере размытия по глубине резкости (Depthoffield), когда размываются передний и задний планы сцены в зависимости от установленной точки фокусировки. Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi-PassEffects (Многопроходные эффекты) свитка Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить), и выберите методDepthofField. Проведите рендеринг — изображение визуализируется не сразу, а будет проявляться постепенно, при этом процесс рендеринга займет гораздо больше времени. В конечном счете объекты, расположенные перед точкой фокуса и за ней, окажутся слегка размытыми, зато вид сцены будет более естественным (рис. 18). Теоретически результат можно было просмотреть прямо в окне проекции камеры, перейдя в полноэкранный режим работы (кнопка Min/MaxToggle) и щелкнув на кнопке Preview. Увеличьте значение параметра SampleRadius (Радиус выборки) до 2 и вновь визуализируйте сцену — размытие усилится (рис. 19).

Рис. 18. Результат визуализации сцены: исходный вид (слева) и после стандартного размытия

Рис. 18. Результат визуализации сцены: исходный вид (слева) и после стандартного размытия

Рис. 19. Вид сцены после усиленного размытия

Рис. 19. Вид сцены после усиленного размытия

Выбор удачной точки обзора сцены с учетом глубины резкости

Создайте произвольную сцену с большим числом объектов — лучше, если это будет один и тот же многократно продублированный объект (в данном случае мы остановились на шахматной доске с множеством пешек). Наша задача — выбрать наиболее удачную точку обзора сцены с учетом фокусного расстояния и глубины резкости. Последнее не менее важно, так как особенности строения человеческого глаза таковы, что четкими могут быть лишь объекты, попавшие в фокус, остальные в той или иной степени размыты.

Создайте плоскость, наложите на нее шахматный материал. В левом верхнем углу плоскости поместите любой небольшой объект, включая обычный примитив (рис. 20). Выделите созданный объект и создайте на его основе массив объектов, применив команду Tools=>Array(Инструменты=>Массив), активизируйте флажок 2D и определите число объектов в ряду и смещение их друг относительно друга по оси X (рис. 21) — появится первый ряд объектов. Выделите все объекты ряда и вновь примените к ним команду Tools=>Array, но уже со смещением по оси Y (рис. 22), что и приведет к получению задуманного массива объектов. Визуализируйте сцену — все объекты в ней будут отражены с абсолютно одинаковой четкостью, что выглядит неестественно (рис. 23).

Рис. 20. Исходная сцена

Рис. 20. Исходная сцена

Рис. 21. Настройка параметров окна Array для смещения по оси X

Рис. 21. Настройка параметров окна Array для смещения по оси X

Рис. 22. Настройка параметров окна Array для смещения по оси Y

Рис. 22. Настройка параметров окна Array для смещения по оси Y

Рис. 23. Рендеринг сцены в окне Perspective

Рис. 23. Рендеринг сцены в окне Perspective

Изменить ситуацию проще всего путем внедрения камеры. Поэтому активируйте режим создания нацеленной камеры (команда Create=>Cameras=>Target — Создать=>Камеры=>Нацеленная камера). В окне проекции Top установите камеру, щелкнув мышью в его правом нижнем углу и направив мишень камеры в центр объектов (рис. 24). Активируйте проекцию камеры, нажав в проекции Perspective клавишу C. Используя инструменты перемещения и вращения либо кнопки панели управления камерой, настройте мишень камеры и камеру так, чтобы выбрать оптимальный обзор объектов в сцене (рис. 25). Обратите внимание на настройку мишени — объект, на который она направлена, всегда будет в фокусе, а значит, размытие (которое мы добавим чуть позже) на нем не скажется. В результате удастся добиться того, что камера будет охватывать все объекты в нужном ракурсе, правда отображаться они будут пока с одинаковой четкостью (рис. 26).

Рис. 24. Появление камеры

Рис. 24. Появление камеры

Рис. 25. Вид окон проекций после настройки камеры

Рис. 25. Вид окон проекций после настройки камеры

Рис. 26. Результат визуализации проекции камеры до настройки размытия

Рис. 26. Результат визуализации проекции камеры до настройки размытия

Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi-PassEffects (Многопроходные эффекты) свитка Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить). Установите метод размытия DepthofField (Размытие по глубине резкости). Увеличьте значение параметраSampleRadius (Радиус выборки) примерно до 1,5 и проведите рендеринг — все объекты, находящиеся на переднем и заднем плане, будут отображаться размытыми, что гораздо ближе к действительности (рис. 27).

Рис. 27. Результат визуализации проекции камеры после настройки размытия

Рис. 27. Результат визуализации проекции камеры после настройки размытия

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 13. Введение в анимацию

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 13. Введение в анимацию

В нашем каталоге Вы можете ознакомиться с белый каталог статей и чёрным списками организаций и предприятий, составленных нашими посетителями. Также Вы можете лично принять участие в составлении каталога. Предусмотрено два основных раздела: Чёрный список и Белый список, которые, в свою очередь содержат дополнительные разделы разных направленностей

Эти изменения могут касаться положения объектов, их формы, свойств материалов объектов (цвет, блеск, прозрачность и пр.), состояния внешней среды и многих других компонентов сцены, допускающих анимацию. 
В целом каждый кадр анимации ничем не отличается от рассмотренных ранее визуализированных изображений, а имитация движения создается за счет воспроизведения визуализированной последовательности кадров с определенной скоростью, что и обеспечивает получение иллюзии плавного движения.

Для управления параметрами анимации предназначены специальные панели, расположенные в нижней части программного окна, — панель управления, временная шкала (Time Bar) и шкала треков (Track Bar) — рис. 1.

Рис. 1. Базовые панели для управления анимацией

Рис. 1. Базовые панели для управления анимацией

Панель управления содержит кнопки для перехода с кадра на кадр, воспроизведения/остановки анимации, определения режима ее воспроизведения и создания ключей. Настройка режима воспроизведения анимации происходит в окне Time Configuration (Конфигурация шкалы времени) — рис. 2, вызываемом щелчком по одноименной кнопке. Здесь можно задать диапазон воспроизведения анимации и ее продолжительность (группа Animation), а также скорость воспроизведения (группа PlayBack) и частоту кадров (группа Frame Rate). Диапазон анимации устанавливает общее количество входящих в нее кадров и вычисляется в зависимости от того, сколько секунд должна длиться анимация, при этом число секунд нужно умножить на частоту кадров. Например, если анимация должна длиться 10 секунд, а частота кадров равна 24 кадрам в секунду, то диапазон анимации будет включать 240 кадров. Скорость воспроизведения позволяет установить способ воспроизведения анимации — оптимальный вариант предполагает включение флажка Real Time (Режим реального времени), при котором скорость воспроизведения соответствует установленной частоте кадров. При недостатке компьютерных ресурсов (когда плавное движение отображается рывками) данный флажок следует отключить. Частота кадров  является одним из основных параметров анимации, поскольку от нее напрямую зависит продолжительность и плавность воспроизведения. По умолчанию в 3D Studio MAX установлен американский стандарт телевизионного сигнала (NTSC), который обеспечивает воспроизведение с частотой 30 кадров в секунду — это означает, что каждую секунду демонстрируются 30 кадров. При желании возможно использование европейского  стандарта PAL (25 кадров в секунду) и киностандарта Film (24 кадра в секунду), а также пользовательского стандарта Custom, позволяющего задавать собственную частоту воспроизведения.

Рис. 2. Окно Time Configuration

Рис. 2. Окно Time Configuration

Временная шкала Time Bar позволяет перейти на нужный кадр и задать ключевые кадры анимации — перемещая с помощью мыши ползунок таймера анимации, можно увидеть движение объектов в сцене, а запустив проигрывание анимации, по положению ползунка слайдера контролировать ее этапы. Для перехода к нужному кадру достаточно щелкнуть по нему левой кнопкой мыши или перетащить ползунок — выбранный кадр будет выделен на шкале треков голубым прямоугольником.

Шкала треков Track Bar предназначена для визуального отображения номера текущего кадра и имеющихся в анимационном ролике ключей анимации, а также для выполнения некоторых операций с ключами. При этом выделение одного ключа осуществляется щелчком левой кнопки мыши, а нескольких ключей — путем удерживания клавиши Ctrl. Выделенные ключи несложно перемещать по шкале треков обычным перетаскиванием или редактировать через контекстное меню.

Более тонкая настройка анимации осуществляется в редакторе треков Track View (Просмотр треков). Данный редактор может работать в двух режимах — как редактор кривых Curve Editor либо как редактор дескрипторов Dope Sheet. Для открытия редактора треков в нужном режиме выбирается соответствующая режиму команда из меню Graph Editor (Редактор графов): Track View-Curve Editor или Track View-Dope Sheet. В окне редактора кривых анимация отображается в виде так называемых анимационных кривых (animation curves) с ключами в качестве узловых точек (рис. 3) — редактируя эти кривые, можно управлять анимацией. Наиболее важными этапами управления анимацией через Curve Editor является создание (кнопка Add Keys — Добавить ключи) и перемещение ключевых точек (кнопка Move Keys — Переместить ключи), а также изменение формы кривой и типа ее экстраполяции.

Рис. 3. Возможный вид окна Track View — Curve Editor

Рис. 3. Возможный вид окна Track View — Curve Editor

Форма кривой меняется путем перемещения имеющихся в ключевых точках касательных (Set Tangents to Custom — переход в режим ручного редактирования положения касательных) или настраивается автоматически с помощью следующих кнопок (рис. 4):

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Set Tangents to Auto — приводит к автоматическому сглаживанию кривой до и после ключевой точки;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Set Tangents to Fast — обеспечивает изменение параметра с ускорением в районе точки ключа, что приводит к ускорению анимации;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Set Tangents to Slow — задает изменение параметра с замедлением в районе точки ключа, что влечет за собой замедление анимации;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Set Tangents to Step — обеспечивает отсутствие изменений анимируемого параметра в интервале между ключами и резкое изменение параметра при достижении ключевого кадра, что приводит к скачкообразному движению;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Set Tangents to Linear — устанавливает равномерное изменение анимируемого параметра;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Set Tangents to Smooth — обеспечивает плавное изменение анимируемого параметра в районе ключевого кадра.

Рис. 4. Кнопки для управления формой кривой

Рис. 4. Кнопки для управления формой кривой

Один из нижеследующих типов экстраполяции кривых выбирается при щелчке по кнопке Parameter Curve Out-of-Range Types (рис. 5):

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Constant (Постоянный) — сохраняет значения анимирующего параметра вне диапазона по первому и последнему ключам;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Cycle (Циклический) — заставляет анимацию повторяться по циклу, определяемому в пределах ее диапазона;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Loop (Периодический) — обеспечивает плавное периодическое повторение анимации за счет усреднения значений начала и конца диапазона;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Ping-Pong (Циклически зеркальный) — повторяет анимацию, комбинируя прямое и обратное направление ее развития;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Linear (Линейный) — дополняет анимацию до и после диапазона по линейному закону;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Relative Repeat (Относительно повторяемый) — обеспечивает плавное периодическое повторение анимации за счет совмещения начального и конечного значений диапазона.

Рис. 5. Окно выбора типов экстраполяции кривых

Рис. 5. Окно выбора типов экстраполяции кривых

В окне редактора дескрипторов (рис. 6) анимация представлена в виде листов дескрипторов, на которых отображаются ключи (Keys) и диапазоны (Ranges) либо числовые значения параметров, если трек не содержит анимации. Управлять анимацией в данном окне можно посредством создания, редактирования, копирования и удаления ключей анимации, назначения и настройки контроллеров анимации, создания и редактирования трека видимости (Visibility Track) и т.д. Знакомиться с нюансами управления анимацией через редактор дескрипторов мы будем в одном из следующих уроков.

Рис. 6. Возможный вид окна Track View — Dope Sheet

Рис. 6. Возможный вид окна Track View — Dope Sheet

Помимо вышеназванных меню и окон, за работу с анимацией отвечают команды Modifiers=>Animation Modifiers (Модификаторы=>Анимационные модификаторы) и  Animation (Анимация) из командного меню и вкладка Motion (Движение) на командной панели Command Panel.

Существует несколько различных способов анимации объектов сцены. Наиболее распространенным методом является создание анимации путем определения последовательности ключевых кадров, под которыми понимаются моменты времени, когда наблюдаются какие-либо события анимации, отображающие начало неких преобразований объекта. Например, на рис. 7 представлена условная схема движения объекта по криволинейной траектории с отображением ключевых и промежуточных позиций объекта. С каждым событием анимации связан свой ключ анимации, поэтому кадры, в которых созданы ключи анимации, считают ключевыми. Законы изменения анимации между ключами описываются математическими, графическими или алгоритмическими функциями и запоминаются в контроллерах анимации, автоматически назначаемых каждому изменяемому параметру объекта.

Рис. 7. Условная схема перемещения объекта (позиции объекта, соответствующие ключевым кадрам, выделены красным цветом)

Рис. 7. Условная схема перемещения объекта (позиции объекта, соответствующие ключевым кадрам, выделены красным цветом)

Данная технология получения анимации предполагает, что нужно задать, как должен выглядеть объект в том или ином кадре, то есть связать с определенным моментом времени событие анимации. Затем следует определить данные кадры как ключевые (keyframes), что и приведет к созданию для объекта ключей анимации, в которых будут зафиксированы особенности его отображения в определенные моменты времени. Помимо ключевых в анимации будут присутствовать и промежуточные кадры (in-betweens), которые формируются программой автоматически и определяют изменение объекта между ключевыми позициями.

Суть технологии анимации на основе ключевых кадров заключается в том, что нужно создать ключи анимации для крайних положений объекта (каждый ключ связан с определенным моментом времени), предоставив программе возможность самостоятельно рассчитать состояние объекта в промежуточных положениях. Рассмотрим данную технологию на примере простых анимаций и параллельно обратим внимание на особенности создания анимации в режимах автоматической и ручной установки ключевых кадров.

Создание анимации в режиме автоматической установки ключевых кадров

В качестве первого примера попробуем получить анимацию изменения масштаба обычного шара, когда шар вначале будет увеличиваться в размерах до некой максимальной величины, а затем так же плавно уменьшаться. Создайте новую сцену с шаром в центре. Задайте требуемую частоту кадров (в нашем случае 24 кадра в секунду), щелкнув на кнопке Time Configuration и установив для параметра Frame Rate (Кадровая частота) вариант Film. Укажите диапазон анимации, введя требуемые значения в полях Start Time (Начало анимации) и End Time (Конец анимации), — для примера будем считать, что анимация должна длиться 3 секунды, а частота кадров равна 24 кадрам в секунду, поэтому в создаваемой анимации должно быть 72 кадра  — с 0-го по 71-й (рис. 8).

Рис. 8. Определение диапазона анимации

Рис. 8. Определение диапазона анимации

Попробуем в данном примере работать в режиме автоматической установки ключевых кадров — в нем любое изменение параметров объекта автоматически приводит к созданию ключа анимации. Для активации данного режима щелкните на кнопке Toggle Auto Key Mode (Переключить в режим автоматического создания ключей), находящейся на панели управления. Выделите шар и перетащите ползунок временной шкалы вправо на 30-й кадр. Увеличьте масштаб шара, воспользовавшись инструментом Select and Uniform Scale. Это приведет к появлению на шкале треков меток сразу двух ключей — в 0-м и  30-м кадрах, первый из которых создается автоматически (рис. 9).

Рис. 9. Появление меток первых двух ключей

Рис. 9. Появление меток первых двух ключей

Переместите ползунок на последний кадр, уменьшите масштаб шара до первоначального и отключите режим автоматического создания ключей, щелкнув на кнопке Toggle Auto Key Mode. Перейдите в окно проекции Perspective, нажмите на панели управления кнопку Play Animation (Проиграть анимацию) — она тут же превратится в кнопку Stop Animation, а анимация начнет проигрываться. Для более удобного просмотра можно предварительно развернуть окно проекции на весь экран, воспользовавшись кнопкой Min/Max Toggle (Переключить во весь экран/возврат назад). Понаблюдайте за созданным шедевром и остановите анимацию, щелкнув на кнопке Stop Animation.

Подобное воспроизведение анимации в окне проекции Perspective (Перспектива) дает лишь примерное представление о том, как она будет выглядеть в действительности. Дело в том, что 3D Studio MAX каждый раз просчитывает то или иное изображение перед его показом, а программа воспроизведения анимации проигрывает уже готовые изображения, а значит, скорость воспроизведения (в зависимости от сцены и характеристик компьютера) может немного или даже весьма существенно отличаться от действительной. Для просмотра анимации в реальном времени необходимо создать файл эскиза анимации, воспользовавшись командой Animation=>Make Preview (Анимация=>Создать Эскиз). Это приведет к формированию множества моментальных снимков экрана (для каждого кадра формируется свой снимок) с последующей их демонстрацией в окне установленного по умолчанию в Windows проигрывателя. Попробуйте применить команду Animation=>Make Preview с параметрами по умолчанию и увидите, что вначале анимация вновь будет воспроизводиться в окне Perspective (только на этот раз данный процесс будет сопровождаться созданием снимков), а затем откроется окно проигрывателя, где  можно будет увидеть результат (рис. 10). Имейте в виду, что подобный просчет анимации требует немало времени, поэтому на стадии отладки ролика разумнее не загружать сцену лишними деталями: скрыть те объекты, которые не имеют значения для анимации, заменить объекты со сложной структурой более простыми и т.п.

Рис. 10. Демонстрация анимации в окне Windows-проигрывателя

Рис. 10. Демонстрация анимации в окне Windows-проигрывателя

Полученную анимацию несложно сохранить. Откройте окно настройки параметров визуализации Render Scene, применив команду Rendering=>Render, и перейдите на вкладку Common Parameters. В группе параметров Time Output (Временной интервал) активируйте переключатель Active Time Segment(Активный сегмент времени) и определите диапазон анимации (рис. 11). В группе Render Output (Вывод визуализации) щелкните на кнопке Files (Файлы) и укажите имя файла, формат расширения (AVI)  и формат сжатия (рис. 12), а затем щелкните на кнопке Render, что и приведет к формированию AVI-файла в указанной папке.

Рис. 11. Определение диапазона анимации

Рис. 11. Определение диапазона анимации

Рис. 12. Настройка параметров сохранения анимации

Рис. 12. Настройка параметров сохранения анимации

Создание анимации в режиме ручной установки ключевых кадров

Теперь попробуем получить анимацию в режиме ручной установки ключевых кадров, заставив перемещаться обычный шар по криволинейной траектории, представленной на рис. 13, где красным цветом отмечены ключевые позиции перемещающегося объекта, а белым — некоторые промежуточные. Создайте новую сцену с шаром и перейдите в режим работы с одной проекцией Front. Щелкните на кнопке Time Configuration и укажите в качестве диапазона анимации интервал с 0-го по 30-й кадр. Включите режим ручной установки ключевых кадров, щелкнув на кнопке Toggle Set Key Mode (Переключить в режим ручного создания ключей). Проверьте, чтобы ползунок временной шкалы стоял на 0-м кадре, перетащите шар вверх и влево и создайте первый ключ анимации, щелкнув на кнопке Set Keys (Установить ключ) — рис. 14. Обратите внимание на то, что при нажатии данной кнопки фиксируются изменения только тех свойств, которые помечены галочками в окне Key Filters (рис. 15).

Рис. 13. Траектория перемещения шара

Рис. 13. Траектория перемещения шара

Рис. 14. Вид сцены для 0-го кадра

Рис. 14. Вид сцены для 0-го кадра

Рис. 15. Окно Key Filters

Рис. 15. Окно Key Filters

Переключитесь на 6-й кадр, переместите шар в соответствии с задуманной траекторией (то есть вниз и вправо) и опять же вручную создайте второй ключ (рис. 16). Активируйте 10-й кадр, вновь переместите шар и создайте ключ (рис. 17) и т.д., пока не сформируете ключевые кадры для всей траектории. Примерное положение всех ключевых позиций шара на проекции Front представлено на рис. 18, где цифрами отмечены номера кадров, соответствующих ключевым положениям. Выключите режим ручной установки ключевых кадров, щелкнув на кнопке Toggle Set Key Mode, сохраните сцену и оцените полученную анимацию.

Рис. 16. Вид сцены для 6-го кадра

Рис. 16. Вид сцены для 6-го кадра

Рис. 17. Вид сцены для 10-го кадра

Рис. 17. Вид сцены для 10-го кадра

Рис. 18. Позиции шара для всех ключевых кадров

Рис. 18. Позиции шара для всех ключевых кадров

Редактирование ключей

Если анимация не соответствует вашим ожиданиям, придется перейти к ее отладке. Рассмотрим этот процесс на примере только что созданной анимации перемещения шарика по криволинейной траектории. Определенные возможности для этого имеются в главном окне программы. Например, несложно изменить положение объекта в ключевом кадре — для этого достаточно активировать ключевой кадр, включить режим ручного создания ключей, переместить объект, создать новый ключ анимации и щелкнуть на кнопке Toggle Set Key Mode.

Кроме того, можно создать новые ключевые кадры. Попробуем, например, подкорректировать  первый этап движения шарика. В промежутке, охватывающем с 1-го по 6-й кадры, шарик перемещается по прямой, а должен (в соответствии с физическими законами) двигаться по параболе с широким основанием.  Для достижения нужной траектории придется отвести на указанный этап перемещения больше времени и создать еще несколько ключей. Получается, что общее число кадров анимации нужно увеличить, кадры с 6-го по 30-й перенести по временной шкале вперед и скорректировать позиции шара в добавленных кадрах. Расширьте диапазон анимации до 36 кадров. На шкале треков при нажатой клавише Ctrl выделите все ключи, стоящие в кадрах с 6-го по 30-й, и перетащите их на 12-й кадр. Проиграйте анимацию и увидите, что после перемещения ключевых кадров программой автоматически было отрегулировано положение шара в добавленных кадрах (рис. 19) и теперь начальный промежуток шарик пробегает в более медленном темпе. На самом деле скорость его не изменилась — просто за счет удвоения кадров увеличилось время, отведенное шарику на прохождение начального этапа пути. Однако данные действия пока не привели к желаемому изменению траектории на рассматриваемом участке (от прямолинейной к параболической) — положение шарика в начальных кадрах необходимо скорректировать вручную.

Рис. 19. Новое положение шара в 6-м кадре

Рис. 19. Новое положение шара в 6-м кадре

Поэтому включите режим ручного создания ключей, активируйте 1-й кадр, переместите шарик чуть вверх и вправо и создайте новый ключ анимации, щелкнув на кнопке Set Keys. Аналогичную операцию выполните в отношении всех кадров со 2-го по 11-й, и при проигрывании анимации вы увидите, что траектория стала ближе к желаемой, но отнюдь не идеальной.

Как видите, корректировать ключи непосредственно в главном окне программы не всегда удобно, поскольку траектории шарика мы не видим. Иное дело, если открыть редактор треков Track View в режиме Curve Editor (команда Graph Editor=>Track View => Curve Editor —  Редактор графов => Просмотр треков => Редактор кривых), в котором отображаются анимационные кривые вместе с ключами, представленными в виде явно выраженных точек, лежащих на кривых (рис. 20). По оси X в окне кривых откладываются номера кадров, а по оси Y — числовые значения ключей. Редактируя форму этих анимационных кривых, можно управлять анимацией, например ускорять и замедлять движение объекта, так как в случае перемещения увеличение крутизны наклона кривой приведет к ускорению движения, а более пологая форма, наоборот, к его замедлению. Подобное редактирование осуществляется за счет изменения значений ключей, а также посредством корректировки кривизны кривых. Отметим, что окно Curve Editor разбито на две части: в левой находится дерево объектов и свойств сцены и всех их параметров, поддерживающих анимацию, — в нем удобно выбирать редактируемый параметр, а справа — окно кривых, в котором  производится редактирование.

Рис. 20. Окно Curve Editor для анимации движения шарика

Рис. 20. Окно Curve Editor для анимации движения шарика

Убедитесь, что ползунок временной шкалы стоит на 1-м кадре. Запустите воспроизведение анимации и понаблюдайте за окном Curve Editor при движении шарика — изначально находившаяся слева вертикальная черта, отмечающая положение отображаемого кадра, начнет перемещаться вдоль горизонтальной оси вправо, последовательно проходя все кадры анимации.

Вернемся к ранее рассмотренной, но так до конца и не решенной проблеме движения шарика по параболической траектории. Попробуем продолжить редактирование ключей, но уже в окне Curve Editor. Щелкните в его левой части и у объекта Sphere 01 сделайте выделенной только строку Z Pozition — останется одна анимационная кривая, отвечающая за перемещение по оси Z. При нажатой клавише Ctrl выделите все анимационные ключи и увидите, что в точках их размещения появились касательные (рис. 21). Внимательно рассмотрите участок кривой, соответствующий первым 13 кадрам, — видно, что для более плавного движения шарика желательно немного изменить кривизну кривой, переместив все ключи на данном участке, за исключением ключа в 0-м кадре, немного вниз. На встроенной панели инструментов редактора кривых выберите инструмент Move Keys (Переместить ключи), выделите все нужные ключи, сформировав вокруг них габаритный контейнер, и переместите их вниз примерно так, как показано на рис. 22. Второй ключ потребует более точной индивидуальной настройки — щелкните на нем правой кнопкой мыши и в открывшемся окне параметров введите его новое значение (рис. 23). А затем, для того чтобы касательные ключа установились автоматически на основе кривизны участков кривой до и после ключевой точки, щелкните на кнопке Set Tangentsto Auto (Автоматическая установка касательных) — рис. 24. Включите воспроизведение анимации и оцените результат.

Изменять ключи в редакторе кривых гораздо удобнее благодаря тому, что, в отличие от окна проекций, здесь одновременно отображаются все ключи и соответствующие им положения объекта — в итоге, меняя один ключ, можно сразу оценить, как изменится кривая (в частном случае траектория движения) в целом.

Рис. 21. Появление касательных к ключам анимационных кривых

Рис. 21. Появление касательных к ключам анимационных кривых

Рис. 22. Результат перемещения группы ключей

Рис. 22. Результат перемещения группы ключей

Рис. 23. Ввод значения 2-го ключа в окне параметров

Рис. 23. Ввод значения 2-го ключа в окне параметров

Рис. 24. Окончательный вид анимационной кривой

Рис. 24. Окончательный вид анимационной кривой

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 12. Основы освещения сцены

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 12. Основы освещения сцены

Качественные наручные часы подчеркивают положение человека в обществе, прибавляют ему уверенности и являются свидетельством хорошего вкуса. Купить надежные наручные мужские часы, которые дополнят Ваш образ, означает инвестировать долгосрочно и, кроме того, правильно организовать ход своей жизни.

А это значит, что диффузное рассеивание света придется имитировать за счет дополнительного освещения. И наоборот, виртуальные источники света можно настроить так, что они будут не увеличивать, а уменьшать освещенность сцены, что в реальности в принципе невозможно и т.п.

Правильно подобранное освещение является одним из наиболее существенных факторов обеспечения реализма сцены при ее визуализации. Оно создает контрасты между объектами, делает использованные материалы более яркими и выразительными и позволяет настраивать тени объектов. Кроме того, освещение определяет общее настроение сцены — например рассеянный свет создает эффект умиротворенности, тусклое освещение может вызвать страх, мерцающий свет — ощущение тревоги и т.п. С некоторыми наиболее простыми приемами настройки освещения мы ознакомимся сейчас, а более сложные аспекты работы с освещением рассмотрим в одном из ближайших уроков.

Настройка освещения сцены предполагает создание в ней источников света и определение их положения и параметров. Источники света (как и любые другие объекты сцены) различаются по типам — каждый из них имеет собственные свойства и сферу применения. Работа с источниками ведется параллельно с созданием объектов геометрии, однако окончательная настройка их параметров осуществляется в процессе создания и назначения материалов, поскольку освещение тесно связано с текстурированием и может влиять на особенности отображения материалов, а также приводить к появлению теней. При создании сцены ее объекты освещаются автоматически, однако с добавлением первого источника света установленное по умолчанию освещение отменяется. При удалении всех созданных источников сцена вновь освещается источниками света, используемыми по умолчанию.

К основным источникам света можно отнести следующие (рис. 1):

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Omni (Всенаправленный) — отбрасывает лучи равномерно во всех направлениях от единственного точечного источника подобно лампочке без абажура;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Target Spot (Нацеленный прожектор) и Free Spot (Свободный прожектор) —распространяют лучи из точки в определенном направлении коническим потоком и освещают область внутри конуса. Различие этих двух источников заключается в том, что направление световых лучей в первом из них строго определено точкой цели (Target), а второй источник такой точки цели не имеет и потому направление световых лучей в нем может меняться при вращении источника;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Target Directional (Нацеленный Прямой) и Free Directional (Свободный Прямой) —распространяют лучи из плоскости параллельным потоком в определенном направлении  и освещают область внутри прямого или наклонного цилиндров. Данные источники различаются между собой тем, что направление световых лучей в первом из них имеет привязку-цель, а второй направлен свободно (направление отбрасываемых им световых лучей изменяется при вращении источника).

Рис. 1. Особенности отбрасывания лучей основными источниками света

Рис. 1. Особенности отбрасывания лучей основными источниками света

За создание источников света отвечает категория Lights (Источники света) панели Create (Создать), при выборе которой становятся доступными все вышеописанные типы источников (рис. 2). Технология их создания напоминает создание объектов геометрии. Нужно выбрать тип источника и либо просто щелкнуть в точке его создания в одном из окон проекций (для всех источников, кроме типов Target), либо перетащить мышь при нажатой левой кнопке, указав таким образом не только местоположение источника, но и его Target-точку. Созданным источникам (так же как и объектам геометрии) присваиваются имена: Omni01, Spot01 и т.п., которые лучше сразу заменять на более информативные. Любой источник света можно перемещать, поворачивать и масштабировать на видовых экранах так же, как и все другие стандартные объекты.

Рис. 2. Список доступных источников света

Рис. 2. Список доступных источников света

Параметры источников либо устанавливаются сразу при их создании на панели Create, либо изменяются позднее через панель Modify. Список параметров весьма внушителен, и в этом уроке мы ознакомимся лишь с некоторыми из них. Все параметры разбиты по свиткам, основными из которых являются следующие:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>General Parameters (Общие параметры) — позволяет изменять тип источника, включать-отключать возможности генерирования падающих теней и исключать отдельные объекты из сферы влияния источника, что актуально при имитации особых световых эффектов (таких как вспышки) либо при выборочной засветке одного или группы объектов;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Intensity/Color/Attenuation (Интенсивность/Цвет/Ослабление) — предназначен для контроля интенсивности, цвета и пространственного ослабления светового потока, позволяет обеспечить неоднородность освещения, характерную для объектов реального мира;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Shadow Parameters (Параметры тени) и Shadow Map Parameters (Параметры карты тени) — отвечают за характер генерирования теней. Они позволяют регулировать четкость границы, изменять цвет тени, увеличивать/уменьшать расстояние от объекта до тени, добавлять к карте теней текстурную карту, настраивать тени при внедрении атмосферных эффектов, имитировать размытые тени в туманном освещении или четкие тени, создаваемые ярким полуденным солнцем и т.д.;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Advanced Effects (Расширенные эффекты) — позволяют управлять четкостью перехода от освещенных источником участков объекта к неосвещенным, включать-отключать блики на объекте от источника света, назначать источнику текстурную карту и т.д.
В начало В начало

Источник света Omni

Подготовьте простую сцену из двух объектов: плоскости и шара (рис. 3). Создайте источник света типа Omni, открыв категорию Lights панелиCreate, щелкните на кнопке с названием Omni, а затем укажите мышью в одном из окон проекций местоположение источника — появится объект, по виду напоминающий восьмигранник, который представляет собой созданный источник света. Инструментом Select and Move отрегулируйте положение источника так, чтобы в проекции Front он находился справа от шара и был расположен гораздо выше его, а затем (при выделенном источнике) в свитке General Parameters панели Modify включите флажок Shadows для генерации теней (рис. 4). Проведите рендеринг — шар окажется освещенным справа и будет отбрасывать тень (рис. 5). Попробуйте поперемещать источник света вокруг шара и увидите, что в зависимости от положения источника будет освещаться та или иная часть шара. По окончании эксперимента верните источник на исходную позицию справа от шара.

Рис. 3. Исходная сцена

Рис. 3. Исходная сцена

Рис. 4. Первоначальная настройка источника света Omni

Рис. 4. Первоначальная настройка источника света Omni

Рис. 5. Шар с одним Omni-источником

Рис. 5. Шар с одним Omni-источником

Теперь научимся управлять интенсивностью света. Для этого при выделенном источнике света активизируйте панель Modify и в свиткеIntensity/Color/Attenuation увеличьте значение параметра Multiplier (Коэффициент), например, до 2 — освещение сцены станет намного ярче (рис. 6). В этом же свитке (в диалоговом окне Color Selector: Light Color, открываемом при щелчке на поле, расположенном справа от параметра Multiplier) можно изменить цвет световых лучей. Для примера попробуйте изменить устанавливаемый по умолчанию белый цвет, например, на желтый — при визуализации сцена окажется освещенной «желтой лампочкой» (рис. 7).

Рис. 6. Результат увеличения интенсивности источника

Рис. 6. Результат увеличения интенсивности источника

Рис. 7. Изменение вида сцены в результате смены цвета источника

Рис. 7. Изменение вида сцены в результате смены цвета источника

Добавьте в сцену еще один Omni-источник и разместите его на проекции Front слева от шара, но так, чтобы он оказался гораздо ниже первого источника (рис. 8). Уменьшите интенсивность второго источника примерно до 0,7, а цвет у него оставьте белым — теперь шар окажется освещенным уже с двух сторон (рис. 9).

Рис. 8. Добавление и настройка второго Omni-источника

Рис. 8. Добавление и настройка второго Omni-источника

Рис. 9. Шар с двумя Omni-источниками

Рис. 9. Шар с двумя Omni-источниками

В начало В начало

Источник света Free Directional

Удалите оба Omni-источника, что не приведет к затемнению сцены, поскольку вновь включатся источники света, используемые по умолчанию. Создайте один источник света типа Free Directional (для этого проще всего выбрать данный тип источника и щелкнуть в центре шара на проекции Top— тогда источник сразу будет направлен на шар). Затем нужным образом переместите его инструментом Select and Move и подкорректируйте его угол наклона инструментом Select and Rotate (рис. 10). Если провести рендеринг, то окажется, что шар освещается вместе с фрагментом плоскости, причем достаточно интенсивно, другая же часть плоскости вообще не видна (рис. 11). Получается, что яркость источника слишком велика, а вот зона охвата светового потока явно недостаточна. Ситуацию несложно изменить. Вначале разберемся, от каких параметров зависит зона охвата светового потока. Регулируя значения параметров Hotspot/Beam (определяет размер светового конуса для внутреннего, предельно насыщенного луча) иFalloff/Field (устанавливает размер внешних пределов угасания луча к краям) в свитке Directional Parameters, можно изменять размеры появляющегося от светового пучка светового пятна и характер его границы, которая может быть четкой или, наоборот, размытой. По умолчанию пятно отличается четкой границей, что далеко от реальности. Сделайте Hotspot/Beam равным 25, а Falloff/Field — 50, в результате пятно света станет размытым (значения данных параметров в каждом конкретном случае окажутся свои, важно лишь, чтобы значение первого параметра было примерно в два раза больше значения второго) — рис. 12. И наоборот, если значения данных параметров близки, то граница будет четкой. Что касается размеров светового пятна, то они напрямую зависят от значения параметра Hotspot/Beam — чем оно выше, тем размер пятна больше.  При желании в этом свитке можно также менять форму сечения светового конуса (а значит, и форму светового пятна) с круглой (Circle) на прямоугольную (Rectangle). При выборе последней появляется возможность регулировать соотношения сторон светового прямоугольника параметром Aspect.

Рис. 10. Установка источника Free Directional

Рис. 10. Установка источника Free Directional

Рис. 11. Сцена с одним источником Free Directional

Рис. 11. Сцена с одним источником Free Directional

Рис. 12. Результат корректировки параметров размытости светового пятна

Рис. 12. Результат корректировки параметров размытости светового пятна

Теперь расширьте границы освещения так, чтобы внутри светового конуса оказался не только шар, но и большая часть плоскости, и не забудьте, что значения параметров Hotspot/Beam и Falloff/Field должны достаточно сильно различаться, чтобы снижение освещенности к краям плоскости осуществлялось постепенно. Уменьшите интенсивность света (Multiplier) примерно до 0,6 и включите флажок Shadows для генерации теней — сцена окажется освещенной более естественно, хотя уровень освещения будет недостаточным (рис. 13). Чтобы увеличить уровень освещенности, попробуйте создать два дополнительных источника света (рис. 14). Для первого (задача которого — создать общее освещение сцены) выберите типOmni, желтый цвет и интенсивность порядка 0,8-0,9. Назначение второго — обеспечить эффект вторичного освещения, возникающего за счет отражения падающего света от светлых поверхностей (в данном случае плоскости). В нашем примере такой эффект должен проявиться на нижней поверхности шара в виде некоего цветного блика. Чтобы имитировать подобный эффект, установите под плоскость слабый цветной источник света, не отбрасывающий тень, — подойдет, например, источник типа Free Directional. В нашем случае для него установлен сходный с оттенком плоскости цвет, интенсивность которого равна примерно 1,1, а размер таков, чтобы плоскость полностью оказалась внутри границ внутреннего светового конуса Hotspot/Beam. Окончательный вид сцены представлен на рис. 15.

Рис. 13. Результат изменения размеров светового пятна и коррекции интенсивности излучения

Рис. 13. Результат изменения размеров светового пятна и коррекции интенсивности излучения

Рис. 14. Установка дополнительных источников света

Рис. 14. Установка дополнительных источников света

Рис. 15. Сцена с тремя источниками

Рис. 15. Сцена с тремя источниками

В начало В начало

Источник света Target Spot

Создайте сцену, установив на плоскость шар, цилиндр и куб и назначив для плоскости материал на основе мраморной текстуры (рис. 16). Перед созданием нового источника света предварительно уменьшите масштаб сцены, чтобы поместить источник на достаточно большом расстоянии от ее объектов. Активируйте в категории Lights источник типа Target Spot, переключитесь на проекцию Front, установите указатель мыши в левую верхнюю часть данного окна, щелкните левой кнопкой мыши в данной точке и, не отпуская мышь, направьте ее к объектам — будет создан нацеленный прожектор (рис. 17). Если сразу же провести рендеринг, то результат получится весьма далеким от желаемого (рис. 18): освещаться будет плоскость под объектами, а сами объекты практически не будут видны.

Рис. 16. Исходная сцена

Рис. 16. Исходная сцена

Рис. 17. Создание источника света Target Spot

Рис. 17. Создание источника света Target Spot

Рис. 18. Начальное освещение сцены источником Target Spot

Рис. 18. Начальное освещение сцены источником Target Spot

Попробуем изменить ситуацию и добиться того, чтобы были освещены обращенные к зрителю стороны объектов. Как было отмечено выше, нацеленные источники света отличаются от свободных наличием цели (Target) — пустого объекта, на который направлена ось пучка лучей источника света. Изменение особенностей освещения объектов подобным источником возможно как путем воздействия на сам источник, так и на его объект-пустышку. Например, при перемещении объекта-пустышки источник света автоматически меняет свою ориентацию, но при этом будет продолжать оказываться нацеленным на пустой объект. Попробуйте, попеременно воздействуя инструментом Select and Move на источник и на объект-пустышку, расположить источник так, чтобы освещенными оказались грани объектов, размещенные на переднем плане (рис. 19). Визуализируйте сцену (рис. 20).

Рис. 19. Корректировка положения источника Target Spot

Рис. 19. Корректировка положения источника Target Spot

Рис. 20. Изменение освещенности объектов в результате изменения положения источника

Рис. 20. Изменение освещенности объектов в результате изменения положения источника

В свитке General Parameters увеличьте интенсивность источника, задав параметр Multiplier равным 1,25, и установите флажок Shadows — сцена станет ярче и объекты теперь даже будут отбрасывать тени, правда слишком темные (рис. 21). Поэтому откройте свиток Shadow Parameters(Параметры тени) и уменьшите плотность тени, установив счетчик Dens (Плотность) равным 0,5 — тени станут выглядеть более естественно (рис. 22). При желании в этом свитке также можно поменять цвет тени в поле Color (рис. 23) или сделать так, чтобы цвет тени формировался с учетом цвета источника — для этого в меню Shadow Parameters потребуется включить флажок Light Affects Shadow Color (рис. 24).

Рис. 21. Вид сцены с нереалистично темными тенями

Рис. 21. Вид сцены с нереалистично темными тенями

Рис. 22. Сцена с менее плотными тенями

Рис. 22. Сцена с менее плотными тенями

Рис. 23. Результат корректировки цвета тени

Рис. 23. Результат корректировки цвета тени

Рис. 24. Сцена с тенями, формирующимися путем смешивания их базового цвета с цветом источника (цвет источника был изменен)

Рис. 24. Сцена с тенями, формирующимися путем смешивания их базового цвета с цветом источника (цвет источника был изменен)

И напоследок для улучшения внешнего вида сцены попробуйте добавить в нее еще два источника света:  Omni-источник желтого цвета с интенсивностью порядка 0,3-0,5 для создания общего светового фона и источник типа Target Spot розового цвета с интенсивностью порядка 2 для имитации эффекта вторичного освещения (рис. 25). Кроме того, назначьте плоскости новый материал типа Raytrace и подключите к нему уже использованную текстуру, стараясь создать имитацию полированного мрамора. Окончательный вид визуализированной сцены представлен на рис. 26.

Рис. 25. Настройка дополнительных источников

Рис. 25. Настройка дополнительных источников

Рис. 26. Сцена с тремя источниками

Рис. 26. Сцена с тремя источниками

В начало В начало

Источник света Free Spot

Свободный прожектор Free Spot отличается от только что рассмотренного источника Free Directional тем, что его лучи расходятся не параллельным пучком, а коническим, подобно свету реальных прожекторов, театральных софитов, карманных фонариков и т.п. Попробуем создать три таких источника, чтобы осветить плоскость с торусом (рис. 27) примерно так, как ее могли бы осветить разноцветные театральные софиты. Вначале установите слабый Omni-источник для общего освещения сцены (рис. 28). Затем добавьте первый свободный прожектор, например с лучами синего цвета и небольшими световыми конусами (в данном случае параметр Hotspot/Beam равен 10, а Falloff/Field —20) — рис. 29. Удобнее всего создавать прожектор в проекции Top, щелкая прямо по объекту, на который он должен быть направлен. В итоге визуализированная сцена станет напоминать рис. 30. Точно таким же образом создайте еще два цветных прожектора (красный и зеленый) с теми же самыми параметрами, а затем отрегулируйте положение всех трех прожекторов в окнах проекций, например так, как показано на рис. 31. Установите для каждого из источников флажок Shadows для генерации теней и визуализируйте сцену (рис. 32). Поскольку тени выглядят слишком черными, уменьшите их плотность (Dens) в свитке Shadow Parameters примерно до 0,3-0,4 (рис. 33).

Рис. 27. Исходная сцена

Рис. 27. Исходная сцена

Рис. 28. Добавление источника света Omni

Рис. 28. Добавление источника света Omni

Рис. 29. Установка синего прожектора

Рис. 29. Установка синего прожектора

Рис. 30. Вид сцены с синим прожектором

Рис. 30. Вид сцены с синим прожектором

Рис. 31. Настройка положения прожекторов

Рис. 31. Настройка положения прожекторов

Рис. 32. Вид сцены с тремя прожекторами

Рис. 32. Вид сцены с тремя прожекторами

Рис. 33. Результат снижения плотности теней

Рис. 33. Результат снижения плотности теней

И напоследок попробуем воспользоваться интересной возможностью назначения прожектору текстурной карты Projector Map (Проецируемая карта), что позволяет либо совмещать отображение светового пятна с изображением произвольного изображения (если задействована, например, обычная фотография), либо видоизменять определенным образом границу светового пятна (если использовано черно-белое изображение, играющее роль маски). Мы применим второй вариант и назначим прожекторам текстуры, показанные на рис. 34, 35 и 36 соответственно, — сделать это нужно в свитке Advanced Effects (рис. 37).  Возможный результат назначения текстурных карт показан на рис. 38, для достижения которого торусу дополнительно был присвоен новый материал, имитирующий пластик.

Рис. 34. Первая текстура

Рис. 34. Первая текстура

Рис. 35. Вторая текстура

Рис. 35. Вторая текстура

Рис. 36. Третья текстура

Рис. 36. Третья текстура

Рис. 37. Назначение текстурной карты прожектору

Рис. 37. Назначение текстурной карты прожектору

Рис. 38. Сцена с фигурными цветными прожекторами

Рис. 38. Сцена с фигурными цветными прожекторами

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 10. Применение текстурных карт

 Если у вас найдется несколько минут и у вас средние волосы или длинные волосы, мы готовы предложить несколько советов как сделать простые прически своими руками, которые вы можете сделать дома без посторонней помощи. 

Мы выяснили, что теоретически новые материалы можно получить в результате настройки базовых (а при необходимости и расширенных) параметров, либо путем назначения материалу текстурных карт, либо сочетая данные варианты. На практике любой материал можно создать лишь с применением текстурных карт, основные аспекты использования которых мы и рассмотрим в данном уроке.

Как уже упоминалось, за работу с текстурными картами в списке параметров отвечает отдельный свиток Maps (Текстурные карты), содержащий длинный перечень каналов. Каналы отвечают за управление свойствами материала, и теоретически каждому из них может быть назначена текстурная карта. Настройка любого из элементов свитка Maps производится путем включения/выключения флажка состояния, установки значения счетчика влияния текстурной карты Amount и определения типа текстурной карты. Самым главным в списке каналов свитка Maps является DiffuseColor (Рассеянный цвет), определяющий текстуру самого объекта, некоторыми экспериментами с которым преимущественно мы и ограничивались ранее. На самом деле текстурные карты можно назначить и большинству других каналов, например использование текстурных карт на каналахReflection (Отражение) и Refraction (Преломление) позволит имитировать оптические эффекты. Применение текстурной карты на канале Opacity(Непрозрачность) обеспечивает управление степенью прозрачности объекта, а на канале Bump (Рельеф) необходимо при формировании рельефных поверхностей и т.д.

Каналы Ambient Color, Diffuse Color, Specular Color, Filter Color, Reflection и Refraction работают с цветом,  поэтому подключаемые на них текстурные карты обычно цветные. Каналы Specular Level, Glossiness, Self-Illumination, Opacity, Bump и Displacement учитывают только интенсивность цвета — ее значение колеблется в диапазоне от 0 (черный) до 255 (белый), поэтому на данных каналах принято подключать в качестве карт черно-белые изображения или изображения в градациях серого цвета. Рассмотреть особенности применения текстурных карт на всех каналах (тем более что их список не исчерпывается вышеназванными) не представляется возможным; мы остановимся лишь на наиболее важных. Но вначале поговорим об основных типах карт.

В 3D Studio Max доступно несколько типов карт: двумерные, трехмерные, композитные, цветовые и др. (рис. 1) — по умолчанию доступ открывается сразу ко всем типам карт.

Рис. 1. Окно Material/MapBrowser с выделенным цветом блоком выбора типов карт

Рис. 1. Окно Material/MapBrowser с выделенным цветом блоком выбора типов карт

Двумерные карты (2D Maps) при визуализации просчитываются по двум осям, и для их корректного отображения недостаточно выбрать и настроить текстурную карту — необходимо также правильно ее проецировать на поверхность объекта (данной проблеме будет посвящен следующий урок). К двумерным картам относятся:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Bitmap (Растровая карта) — представляет собой графический файл (чаще всего текстуру), который хранится на диске и может быть подготовлен в любом графическом пакете;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Checker (Шахматы) — позволяет создавать текстуру в виде шахматного поля, клетки которого могут иметь тонированную раскраску либо представлять другие карты текстур;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Gradient (Градиент) — обеспечивает радиальную или линейную градиентную заливку с плавными переходами между указанными цветами; при необходимости любой из данных цветов может быть заменен текстурной картой;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Gradient Ramp (Улучшенный градиент) — представляет собой усложненный вариант карты Gradient, отличающийся более широкими возможностями настройки;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Swirl (Завихрение) — обеспечивает создание своеобразных вихревых узоров и используется при имитации радужных переливов, например бензиновых пятен на воде.

Трехмерные карты (3D Maps) отличаются от двумерных тем, что при их наложении просчет ведется сразу по всем трем осям, что удобно, так как отпадает необходимость контролировать процесс проецирования карт. В списке трехмерных карт фигурируют:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Noise (Шум) — обеспечивает генерацию неоднородных по структуре (более естественных) материалов;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Smoke (Дым) — позволяет имитировать такие атмосферные эффекты, как пар, туман, дым и т.п.;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Water (Вода) — используется для имитации водных поверхностей — например случайного рисунка на поверхности воды (при подключении на канале Diffuse Color) или создания ряби, расходящихся кругов, волн и т.п. (при использовании на канале Bump);
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Wood (Древесина) — позволяет генерировать структуру древесной поверхности с отображением годовых колец, фрагментов сучков и т.п.;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Cellular (Ячейки) — обеспечивает имитацию соответствующих ячеистых структур: пенопласта, бетона, кожуры апельсина, кожи пресмыкающихся и т.п., используется преимущественно на канале Bump;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Marble (Мрамор) и Perlin Marble (Перламутр) — применяются для создания таких природных материалов, как мрамор, малахит, родонит и т.п.;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Dent (Выбоины) — позволяет генерировать на поверхности объекта случайные вмятины и шероховатости и обычно применяется совместно с картой Noise для придания материалу большей естественности;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Falloff (Спад) — обеспечивает неоднородную прозрачность материала и чаще всего используется на канале Opacity.

Группа текстурных карт Compositors объединяет так называемые многокомпонентные карты, которые позволяют применять к объекту одновременно несколько карт в той или иной комбинации, что обеспечивает получение уникальных композиций. Основными картами в данной группе являются следующие:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Mask (Маска) — обеспечивает отображение текстурной карты в соответствии с указанной маской. В качестве маски применяются grayscale-изображения, при этом черные пикселы считаются прозрачными и отображаются текстурой, белые — полностью непрозрачными (сквозь них текстура не видна), а серые обладают той или иной степенью прозрачности в зависимости от степени яркости;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Composite (Смесь) — позволяет генерировать материалы путем смешивания двух и более текстурных карт, накладываемых одна на другую с учетом их прозрачности. Прозрачность компонентов может быть задана посредством карты Mask либо при помощи растровой карты (Bitmap);
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Mix (Смешение) — напоминает карту Composite, однако генерируется несколько иначе, так как смешивание текстурных карт в ней осуществляется с учетом процентных соотношений яркости.

Из других типов карт наибольшее практическое применение имеют следующие:

  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Flat Mirror (Плоское зеркало) — используется для получения зеркальных отражений окружающих объектов на плоской поверхности. Применяется только на канале Reflection;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Raytrace (Трассируемая) — обеспечивает имитацию оптических эффектов отражения и преломления, возникающих в непустых, в том числе полупрозрачных, объектах. Применяется на каналах Reflection и Refraction;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Reflect/Refract (Отражение/Преломление) — напоминает карту Raytrace, однако работает по другому алгоритму. По сравнению с Raytraceобеспечивает генерацию менее достоверных эффектов отражения и преломления, но зато более проста в настройке;
  • http://www.compress.ru/images/li.gif);»>Thin Wall Refraction (Тонкостенное преломление) — используется для имитации преломлений, характерных для прохождения света через пустые прозрачные тонкостенные объекты (посуда, остекление, водные струи и т.п.). Применяется только на канале Reflection.
В начало В начало

Канал Diffuse Color определяет основные параметры материала: основной цвет и при необходимости подключаемую текстурную карту. Рассмотрим особенности управления текстурными картами на данном канале. Создайте сцену с двумя объектами (рис. 2), а затем в редакторе материалов подготовьте новый материал, указав для него только текстурную карту типа Bitmap на канале Diffuse Color и оставив значение счетчика влияния текстурной карты равным 100 (рис. 3). Назначьте материал кубу. Визуализируйте сцену — в данном случае выбор текстуры, имитирующей кафельную плитку (рис. 4), создаст (правда, пока весьма слабую) иллюзию того, что куб облицован плиткой (рис. 5).

Рис. 2. Исходные объекты

Рис. 2. Исходные объекты

Рис. 3. Свиток Maps

Рис. 3. Свиток Maps

Рис. 4. Текстура для канала Diffuse Color

Рис. 4. Текстура для канала Diffuse Color

Рис. 5. Вид объектов после наложения материала

Рис. 5. Вид объектов после наложения материала

Уменьшите значение счетчика влияния текстурной карты до 50 — отображение текстуры станет менее выраженным. Если параллельно с изменением счетчика поэкспериментировать с цветом в данном канале, то можно одновременно с сохранением видимости текстуры произвольным образом менять ее оттенки (на самом деле, конечно, оттенки будут меняться лишь в материале, а не в текстурной карте) — рис. 6.

Рис. 6. Вид сцены при разных значениях цвета

Рис. 6. Вид сцены при разных значениях цвета

В начало В начало

Если внимательно посмотреть на поверхность куба в только что созданной сцене при рендеринге, то несложно заметить, что применение текстуры кафельной плитки не обеспечивает иллюзии реальности. Основной причиной этого является то, что каждая плитка естественной поверхности, облицованной данным материалом, слегка выступает над ней, а в нашем случае поверхность выглядит совершенно плоской. Для изменения ситуации в лучшую сторону потребуется настройка текстурной карты на канале Bump, отвечающем за формирование рельефных поверхностей. При необходимости имитации рельефной поверхности для данного канала устанавливается предварительно подготовленная в любом двумерном графическом пакете текстурная карта в градациях серого цвета. При рендеринге серые области карты (подразумевается серый цвет — R=150, G=150, B=150) будут отображаться обычным образом, черные будут вдавлены, а белые — приподняты (чем область светлее, тем больше уровень приподнятости), что и создаст иллюзию рельефа поверхности. Например, установка на канале Bump представленной на рис. 7 текстурной карты (для чистоты картины на всех остальных каналах карты отсутствуют) приведет к тому, что рельефными будут только два прямоугольника: белый приподнят, черный вдавлен, вся остальная поверхность — ровная (рис. 8).

Рис. 7. Текстура для канала Bump

Рис. 7. Текстура для канала Bump

Рис. 8. Вид сцены после добавления текстуры на канале Bump

Рис. 8. Вид сцены после добавления текстуры на канале Bump

В начало В начало

Куб, облицованный кафельной плиткой

Попробуем добиться эффекта рельефности на примере имеющегося куба с установленной на канале Diffuse Color текстурой, имитирующей кафельную плитку. Откройте исходную текстуру в Photoshop и залейте области, соответствующие кафельным плиткам белым цветом, а все остальное пространство — черным, сохраните изображение в формате JPG (рис. 9). Переключитесь в 3D Studio Max и подключите данную карту на каналеBump, оставив значение счетчика влияния текстурной карты равным 30, — плитки окажутся приподнятыми над основной поверхностью (рис. 10).

Рис. 9. Текстура для канала Bump

Рис. 9. Текстура для канала Bump

Рис. 10. Куб, облицованный кафельной плиткой

Рис. 10. Куб, облицованный кафельной плиткой

Счетчик влияния текстурной карты в данном случае отвечает за разницу между светлыми и темными областями — увеличив, например, его значение с 30 до 70 вы увидите, что плитки станут выступать над поверхностью гораздо сильнее (рис. 11). Стоит отметить, что значение параметраAmount может быть не только положительным, но и отрицательным — при отрицательных значениях интерпретация карты программой меняется на противоположную: светлые области становятся вдавленными, а темные — приподнятыми.

Рис. 11. Результат увеличения значения Amount для текстуры на канале Bump

Рис. 11. Результат увеличения значения Amount для текстуры на канале Bump

В начало В начало

Волокнистая деревянная поверхность

Довольно часто текстурную карту для канала Bump получают более простым способом — не создают ее в графическом редакторе, а просто преобразуют изображение, задействованное в качестве текстурной карты на канале Diffuse Color в режим Grayscale. Воспользуемся данным подходом для создания рельефного материала с текстурой дерева для многоугольной формы, играющей роль плоской основы для куба. Активируйте в редакторе материалов свободный слот и установите для канала Diffuse Color текстуру, имитирующую деревянную поверхность (рис. 12). Присвойте данный материал объекту — его поверхность в силу чрезмерной гладкости будет больше напоминать пластик под дерево, нежели настоящее дерево (рис. 13). Попробуем исправить ситуацию и придать материалу волокнистую структуру настоящего дерева. Откройте текстуру дерева в Photoshop, переведите ее в режим Grayscale и сохраните в формате JPG (рис. 14). Переключитесь в 3D Studio Max, подключите данную карту на канале Bump и отрегулируйте значение счетчика влияния текстурной карты (в нашем примере мы остановились на 110) и визуализируйте сцену (рис. 15).

Рис. 12. Текстура для канала Diffuse Color

Рис. 12. Текстура для канала Diffuse Color

Рис. 13. Вид сцены после добавления текстуры на канале Diffuse Color

Рис. 13. Вид сцены после добавления текстуры на канале Diffuse Color

Рис. 14. Текстура для канала Bump

Рис. 14. Текстура для канала Bump

Рис. 15. Куб на волокнистой деревянной поверхности

Рис. 15. Куб на волокнистой деревянной поверхности

В начало В начало

alt

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 11. Основы проецирования материалов

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 11. Основы проецирования материалов

Компания «Фристайл» – транспортная компания, которая поможет Вам организовать пассажирские перевозки с комфортом и удобством, подобрав оптимальный вид транспорта для Вашего мероприятия! Чтобы осуществить заказ автобуса в Москве  достаточно только позвонить или оставить онлайн заявку на нашем сайте!

Они определяют, по какому принципу текстура должна проецироваться на объект, и тем самым обеспечивают ее правильную визуализацию. Удачное проецирование текстуры позволяет показать игру цвета и фактуру материала (их практически невозможно передать за счет геометрии) и повышает естественность представленных на сцене объектов,  неверное наложение текстур, наоборот, может испортить впечатление.

Под проецированием карт (Mapping) понимают определение положения и ориентации текстурной карты на объекте, ее масштаб, особенности повторения и т.п. Без проецирования данные параметры наложения текстурной карты задаются по умолчанию, и совсем необязательно, что они  будут наилучшими. Исключением являются примитивы и объекты, полученные при использовании некоторых техник моделирования (лофтинг, выдавливание, вращение и т.д.), для которых правильное наложение любых текстурных карт определяется автоматически с учетом их геометрии. Кроме того, не требуется проводить проецирование для трехмерных процедурных карт 3D Maps (например, для карт Noise и Marble), автоматически налагаемых с учетом осевой симметрии и в случае установки текстурных карт для каналов Reflection (Отражение) и Refraction (Преломление) благодаря применению в данных каналах особой системы картографии.

Основной задачей проецирования текстурных карт на поверхность объектов является присвоение объектам текстурных координат. Текстурные карты, так же как и сами объекты, описываются координатами, только для этой цели используются не координаты X, Y и Z, а соответствующим им координаты U, V и W. Последние, в отличие от X, Y и Z, являются неявными, то есть не определяют точное положение текстур в пространстве, а лишь задают пропорции для их отображения. Координаты U и V пересекаются в центре текстурной карты и определяют центр вращения (рис. 1), а координата W изменяет проекцию отображения текстуры на 90°.

Рис. 1. Ориентация UV-координат

Рис. 1. Ориентация UV-координат

Текстурные координаты могут быть присвоены объекту  несколькими способами. Самое простое — сгенерировать их автоматически, что обеспечивается включением параметра объекта Generate Mapping Coordinates (Генерировать координаты наложения текстуры). Однако это возможно только для примитивов и объектов, полученных с применением модификаторов Extrude, Lathe и Bevel (для них координатная привязка включена по умолчанию), а также объектов, созданных путем лофтинга (для них координаты проецирования генерируются автоматически, на основании осевой геометрии), — это так называемое параметрическое проецирование. Оно очень удобно, поскольку при минимуме усилий обеспечивает корректное отображение текстуры, но возможности управления наложением текстуры при параметрическом проецировании весьма скромны. На практике параметрическим проецированием, как правило, не удается обойтись по многим причинам. Во-первых, параметрические текстурные координаты могут генерироваться далеко не для всех объектов — например модели, построенные методом полигонального моделирования (что на практике используется очень часто), так не оттекстурировать. Во-вторых, данный метод присвоения текстурных координат не позволяет применять разные параметры наложения одной и той же карты для различных объектов или частей одного и того же объекта. В итоге для текстурирования, по сути, одним и тем же материалом простейшей модели, состоящей из нескольких текстур подобъектов, требующих разного подхода к наложению, потребуется создавать соответствующее число материалов, что на порядок усложнит сцену, потребует существенно больших ресурсов оперативной памяти для визуализации и немалого дополнительного места на диске. В-третьих, при параметрическом проецировании все  элементы модели, включая второстепенные, никак не задействованные в анимации, должны быть построены геометрически, что приводит к еще большему усложнению моделей и требует дополнительных компьютерных ресурсов. В то же время альтернативные варианты проецирования, помимо более точного управления процессом наложения текстурных карт, позволяют упрощать геометрическую структуру моделей, часть элементов которых (не важных с точки зрения анимации) можно просто нарисовать, а не создавать в виде подобъектов.

Одним из альтернативных (и более простым в использовании) способов присвоения текстурных координат является применение модификатораUVW Map (UWV-карта). С его помощью несложно создать координаты наложения текстур для объектов, которые не могут их генерировать самостоятельно, и осуществить более точную настройку наложения карт, а именно — применять разные типы проецирования для различных подобъектов модели с более детальной настройкой выбранного типа  через особые параметры и/или с помощью гизмо (gizmo) модификатора UVWMap. Данный метод оптимален при использовании готовых текстурных карт, однако его применение может оказаться недостаточным при слишком сложных для текстурирования моделях (например, с множеством закругленных поверхностей, переходящих друг в друга через сглаженные ребра). Кроме того, данный метод, как правило, не позволяет создавать модели, раскрашенные вручную.

В таких случаях приходится прибегать к более трудному для понимания методу проецирования — созданию развертки модели с помощью модификатора Unwrap UVW (Развертка UVW). Он позволяет разместить текстуру на поверхности объекта в соответствии с полученной разверткой, то есть как бы разрезать ее на части и наложить на модель, где-то повернув, растянув или, наоборот, сжав. В итоге появляется возможность не только найти идеальный вариант размещения текстуры с минимальными ее искажениями, но и вручную нарисовать любую, даже самую замысловатую текстуру по готовой развертке.

В этом уроке мы рассмотрим параметрическое проецирование и проецирование с помощью модификатора UVW Map, а о проецировании через UVW-развертку поговорим на одном из ближайших уроков.

Для примитивов параметрические текстурные координаты генерируются автоматически — благодаря тому, что флажок Generate MappingCoordinates (Генерировать координаты наложения текстуры) включается по умолчанию, что и обеспечивает корректную визуализацию текстуры (рис. 2). Все остальные типы объектов, теоретически допускающих использование параметрических координат (редактируемых сплайнов, объектов вращения, выдавливания и пр.), создаются при отключении данного флажка (рис. 3). Поэтому у них для правильного отображения текстур на панелиModify включается возможность автоматического генерирования координат наложения карты при присвоении материала с наложенными текстурными картами (рис. 4), либо применяются другие методы наложения текстурных координат.

Рис. 2. Шар и соответствующая ему панель Modify (флажок Generate Mapping Coordinates включен)

Рис. 2. Шар и соответствующая ему панель Modify (флажок Generate Mapping Coordinates включен)

Рис. 3. Спиралевидный сплайн и соответствующая ему панель Modify (флажок Generate Mapping Coordinates выключен)

Рис. 3. Спиралевидный сплайн и соответствующая ему панель Modify (флажок Generate Mapping Coordinates выключен)

Рис. 4. Спиралевидный сплайн и соответствующая ему панель Modify (флажок Generate Mapping Coordinates включен)

Рис. 4. Спиралевидный сплайн и соответствующая ему панель Modify (флажок Generate Mapping Coordinates включен)

Управление наложением текстурной карты при параметрическом проецировании осуществляется через свиток Coordinates (Координаты) данной карты, где можно регулировать такие параметры, как смещение (Offset), повторяемость (Tiling) и угол наложения (Angle). Рассмотрим данный вариант проецирования на примере работы с тремя примитивами: шаром, цилиндром и кубом (рис. 5). Выделите все три объекта и откройте окно редактора материалов, щелкнув на клавише M.

Рис. 5. Исходные примитивы

Рис. 5. Исходные примитивы

Выделите первый слот, откройте свиток Maps (Текстурные карты) и установите на канале Diffuse Bitmap-карту, выбрав в качестве нее произвольный графический файл, назначьте созданный материал всем трем объектам и проведите рендеринг (рис. 6). Видно, что наложение материала прошло корректно благодаря встроенному параметрическому проецированию. В этом можно убедиться, выделив любой из примитивов и открыв панель Modify, — флажок Generate Mapping Coords (Генерировать координатную привязку) окажется включенным (рис. 7).

Рис. 6. Вид объектов после присвоения материала с текстурной картой

Рис. 6. Вид объектов после присвоения материала с текстурной картой

Рис. 7. Шар в режиме редактирования с включенной координатной привязкой

Рис. 7. Шар в режиме редактирования с включенной координатной привязкой

Чтобы сориентироваться в отношении возможностей управления наложением текстурной карты в окне редактора материалов, откройте свитокCoordinates и установите значения параметров U Offset и V Offset равными 0,25 (рис. 8) — это приведет к смещению положения текстуры на 25% вправо и на 25% вверх относительно предыдущей позиции (рис. 9). Установите спиннер параметра Angle для всех трех текстурных координат в 45° — на всех объектах изменится ориентация текстурной карты (рис. 10). Откажитесь от всех только что сделанных изменений и включите флажок Mirrorдля координаты V — на каждой поверхности объектов, помимо исходной текстуры, появится ее зеркальная копия (рис. 11). А если увеличить значение параметра Tiling, то вырастет и число повторений текстурной карты на каждой поверхности объекта, что иногда приводит к получению интересных текстурных поверхностей (рис. 12 и 13).

Рис. 8. Изменение положения текстурной карты в свитке Coordinates

Рис. 8. Изменение положения текстурной карты в свитке Coordinates

Рис. 9. Вид объектов после смещения текстурной карты

Рис. 9. Вид объектов после смещения текстурной карты

Рис. 10. Результат изменения ориентации текстурной карты

Рис. 10. Результат изменения ориентации текстурной карты

Рис. 11. Вид объектов после включения режима формирования зеркального отражения текстурной карты

Рис. 11. Вид объектов после включения режима формирования зеркального отражения текстурной карты

Рис. 12. Параметры настройки положения и вида карты в свитке Coordinates

Рис. 12. Параметры настройки положения и вида карты в свитке Coordinates

Рис. 13. Вид объектов после изменения параметров свитка Coordinates

Рис. 13. Вид объектов после изменения параметров свитка Coordinates

В начало В начало

alt

IceTorrent – достойный торрент-клиент для вашего ПК

IceTorrent – достойный торрент-клиент для вашего ПК

 Одним из самых популярных клиентов для скачивания торрент-файлов в нашей стране является программа uTorrent. В последнее время приложение стало платным, а его freeware версия напичкана всевозможной рекламой, избавиться от которой практически невозможно.

Все это вынуждает пользователя искать новые программы для скачивания файлов с торрент-трекеров. Требований к таким приложениям у рядового пользователя немного: они должны быть бесплатными, не тянуть системные ресурсы, поддерживать русский язык и иметь максимально простой интерфейс. Всем этим требованиям как нельзя лучше отвечает программа Ice Torrent.

Как уверяют разработчики, им удалось создать простой, очень удобный и бесплатный торрент клиент IceTorrent, отвечающий требованиям даже самых искушенных пользователей. Давайте вместе выясним, так ли это на самом деле.

Установка программы IceTorrent особых сложностей не вызывает. По умолчанию, приложение поставляется вместе с Яндекс-баром, но по желанию можно снять галочки напротив соответствующих пунктов и обойтись самой обычной версией.

После установки приложения на рабочем столе появится иконка с большими буквами ICE, которая действительно похожа на кубик льда. Кликаем на нее и запускам программу IceTorrent. Первое, на что хочется обратить внимание – это схожесть интерфейса приложения со многими подобными программами. А вот разница заключается в том, что основное меню здесь серого цвета, оно не бросается в глаза и выглядит просто, ненавязчиво.

Контекстное меню традиционно состоит из двух частей: вверху находится поле со списком торрентов, а внизу – список пиров (IP-адреса), с которых идет раздача. Кстати, программа автоматически «подхватывает» все .torrent файлы и тут же предлагает загрузить их на компьютер.

Приложение IceTorrent позволяет самостоятельно создавать торрент-файлы, добавлять новые торренты, удалять их, останавливать загрузку или, наоборот, ставить в приоритет тот или иной список загружаемых файлов. Для создания торрента необходимо нажать на зеленую иконку «плюс», указать путь к файлам и произвести несложные настройки.

Если вас интересует информация по конкретному торренту, достаточно зайти в одноименный раздел и один раз кликнуть на нем в списке торрентов сверху. Пользователю станет доступна следующая информация: полное название торрента и его объем, количество текущих пиров и сидов, объем переданных и полученных мегабайт, скорость приема и скорость отдачи, издержки, адрес торрент-трекера, с которого был взят данный торрент.

В общих настройках программы можно найти большой список значений, который можно откорректировать на свое усмотрение. Всего таких разделов семь: «Общие», «Торренты», «Безопасность», «Порты», «БитТоррент», «Информация», «Базовые настройки». Все это в который раз подтверждает, что удобный и бесплатный торрент клиент IceTorrent действительно достоин внимания. И, кстати, здесь совсем нет рекламы!

Megagrabber – верный помощник в загрузке файлов

Megagrabber – верный помощник в загрузке файлов

 Наверное, ты заметил, что не всякую информацию из сети Интернет можно скачать на жесткий диск обычным способом. Как результат, пользователи начинают всячески изощряться: устанавливать сомнительные программы для загрузки, часами, а иногда днями и даже неделями искать альтернативный источник контента, позволяющий загрузить долгожданный файл. Но что делать, если нужно быстро сохранить видео с YouTube или песню из Вконтакте? Специально для таких целей была создана программа Megagrabber.

Клиент Megagrabber представляет собой бесплатное приложение для загрузки любого мультимедийного контента из сети – даже если интернет-ресурс, с которого ты собираешься скачать видео или песню, всячески старается запретить подобные действия. Все, что потребуется сделать – скачать и установить клиент Megagrabber на свой компьютер.

Во время установки приложение само предложит тебе разрешить интеграцию Megagrabber в установленные на системном разделе диска браузеры. К сожалению, в настоящий момент их поддерживается всего два: Яндекс. Браузер и Google Chrome. Безусловно, в будущем будет возможна интеграция и в другие интернет-обозреватели вроде Opera или Mozilla Firefox.

Меню клиента Megagrabber состоит из следующих разделов: панели фильтров (1), фильтра по сайтам (2), списка удаленных файлов (3), настроек (4), кнопки «Открыть» (5), «Удалить»/»Открыть в папке» (6), информации о файле (7) и имени файла (8). Сама программа успешно интегрируется с такими популярными медиа-сайтами, как ВКонтакте, Одноклассники, Vimeo, Daily motion, SoundCloud и YouTube.

Преимущества использования данного сервиса очевидны:

  • Программа Megagrabber интегрируется в твой браузер, она незаметна и не содержит надоедливой рекламы;
  • Удобный интерфейс позволяет осуществить загрузку всего в два клика;
  • Распространяется бесплатно;
  • Видео на компьютер можно загружать в любом доступном качестве и, что немаловажно, максимально быстро.

Например, ты зашел на один из своих любимых медиаресурсов и захотел скачать новое видео с Семеном Слепаковым. Достаточно будет один раз кликнуть клавишей мыши на необходимом медиапродукте и нажать «сохранить». Вместе с загружаемым контентом пользователь получает в свое распоряжение всю информацию о файле, его оригинальное название, размер, дату скачивания и первоначальный источник.

В завершение хочется добавить, что клиент для загрузки мультимедийного контента Megagrabber позволяет сортировать все загруженные файлы (например, по месту скачивания, по размеру и пр.) и настраивать приложение под себя. Загруженные по ошибке или ненужные файлы можно тут же удалить после просмотра. И все это совершенно бесплатно! Megagrabber загрузит все, что не грузится! Убедись в этом лично, скачав приложение на официальном сайте.