Лабораторная работа 4
3D Studio max. Основы работы со сплайнами
Цель работы: изучить основы сплайнового моделирования, ознакомиться с модификаторами создания трехмерных объектов из сплайнов.
Теоретическая часть
Сплайновым моделированием называется моделирование при помощи линий (сплайнов). Найти инструменты сплайнового моделирования можно на командной панели в разделе Shapes.
Сплайны (Spline — кусочно-полиномиальная функция) — это двумерные геометрические объекты, которые совершенно самостоятельны и могут служить основой для построения более сложных трехмерных тел. Внешне сплайны представляют собой разнообразные линии, форма линии определяется типом вершин, через которые она проходит. Сплайнами могут быть как простейшие геометрические фигуры: прямоугольники, звезды, эллипсы и пр., так и сложные ломаные или кривые, а также контуры текстовых символов.
Основными элементами сплайнов являются вершины (Vertex) и сегменты (Segment). Вершинами называют точки, расположенные на сплайне, при этом первая вершина, обозначающая начало сплайна, отмечается квадратиком белого цвета. Под сегментом принято понимать участок линии сплайна, ограниченный двумя соседними вершинами, — сегменты могут быть как прямо-, так и криволинейными отрезками.
Все сплайновые примитивы состоят из линий. Линии по умолчанию не отображаются в рендеринге (визуализации). В этом легко убедиться, проведя рендеринг нажатием F9 или выбрав в меню Rendering>>Render и нажав в появившемся окне кнопку Render.
Рисунок 1 – создание сплайна
Для отображения сплайнов в визуализации сцены есть несколько способов. Один из способов включение опции «Enable In Renderer» (Включить в визуализацию) в свитке Rendering сплайна на панели Модификация.
Опция «Enable In Viewport» позволяет в рабочем видовом окне (Вьюпорте) увидеть сплайн в том виде, в каком он будет на визуализации. Толщина отображения сплайна контролируется параметром
Thickness на той же панели Rendering.
Для создания сплайна переключитесь в раздел Shapes (Формы) командной панели ( рис.2).
Рисунок 2 - Раздел Shapes
Щёлкнув по кнопке с названием нужной плоской фигуры, например Rectangle (Прямоугольник), вы включите режим построения. В любом видовом окне нажмите левую кнопку мыши и, удерживая нажатой, растяните фигуру. Отпустите левую кнопку мыши. Щелчком правой кнопкой мыши выключитесь из режима построения. Подобным образом строится большинство сплайнов.
Вот виды сплайнов, доступных в 3ds Max:
LINE - линия
CIRCLE - окружность
ARC - дуга
NGON - многоугольник, можно настроить количество углов
TEXT - текст
SECTION - создаёт срез любого имеющегося трёхмерного объекта
RECTANGLE - прямоугольник, можно настроить скругление углов
ELIPSE - эллипс
DONUT - кольцо, две окружности из одного центра
STAR - звезда, тут можно настроить количество и скругление лучей
HELIX - спираль
Line (Линия)строится щелчками мыши. Каждый щелчок создаёт опорную точку сплайна (рисунок 3).
Рисунок 3 - Типы опорных точек
Типы опорных точек:
CORNER - угловая
SMOOTH - гладкая
BEZIER – гладкая точка с направляющими векторами, угол между которыми всегда 180 градусов
BEZIER-CORNER – угловая точка с направляющими векторами, угол между которыми можно изменять.
Чтобы изменить тип опорной отчки нужно зайти на вкладку Modify и включить уровень подобъектов Vertex (рис.4). Подобъектами называются составляющие объекта (вершины, сегменты, сплайны).
Рисунок 4 - Вкладка Modify, уровень подобъектов Vertex
Когда уровень подобъёктов включен (в стеке он выделяется желтым цветом), можно выделить любую точку на сплайне, щёлкнуть по ней правой кнопкой мыши и из контекстного меню выбрать нужный тип точки.
Чтобы добавить точку на сплайн, выберите пункт Refine (Уточнить) в свитке Geometry (Геометрия) на уровне подобъектов Vertex (рис.5), а чтобы удалить выделите точку и нажмите клавишу Del на клавиатуре.
Рисунок 5 - Кнопка Refine
Модификаторы создания трехмерных объектов из сплайнов
Из сплайнов можно создать трехмерные объекты, применяя к ним следующие модификаторы из набора Modify List.
1. Extrude (Вытягивание, Выдавливание в 3-м измерении). Основной параметр модификатора - Amount (Величина вытягивания в 3-м измерении).
2. Bevel (Скос) - трехуровневое вытягивание в 3-м измерении с возможностью изменения размеров исходного сечения на каждом уровне. Параметры в свитке «Bevel Values» Height и Outline для каждого из 3-х Level. Пример использования:
Параметры для получения трехмерного текста: Level 1: Height 10, Outline 4; Level 2: Height 10, Outline 0; Level 3: Height 10, Outline (-4).
3. LATHE – модификатор для создания объектов путем вращения сплайна вокруг центральной оси. Для применения LATHE потребуется построить сплайн, имеющий форму поперечного сечения объекта, а точнее половины объекта.
При этом нужно добиться, чтобы крайние точки сплайна были типа Corner, а также желательно чтобы они имели одинаковую координату Х в проекции Front
Важные настройки:
WELD CORE – спаивание точек поверхности на полюсах. Очень важная опция. Позволяет устранить проблемы с появлением некрасивых стяжек на полюсах. Стоит включать эту галочку всегда, кроме случаев, когда у объекта в середине должно быть отверстие.
FLIP NORMALS — Развернуть нормали, другими словами вывернуть поверхность объекта наизнанку.
SEGMENTS — количество сегментов. Для того чтобы у объекта не было угловатостей необходимо ставить минимум 30 сегментов. Можно и больше, но помните, что это значительно расходует ресурсы!