Изучение 3D моделирования на факультативах в школе

Объекты группы Atmospheric Apparatus (Габаритный контейнер атмосферного эффекта) представляют собой габаритные контейнеры Gizmo (Гизмо). 

В терминологии, используемой для работы с 3ds Max 2008, часто можно  встретить понятие Gizmo (Габаритный контейнер  Гизмо). Он ограничивает геометрические размеры объекта и имеет вид  квадратных скобок. 

В данном случае контейнеры используются для ограничения пространства, в котором необходимо разместить тот или иной атмосферный эффект, например огонь. Габаритные контейнеры группы Atmospheric Apparatus (Габаритный контейнер  атмосферного эффекта) могут быть трех типов, различающихся по форме: BoxGizmo (Параллелепипед Гизмо), CylGizmo (Цилиндр  Гизмо) и SphereGizmo (Сфера Гизмо). Кроме  настроек, определяющих геометрические размеры, для описания объектов используется параметр Seed (Выборка). Он влияет на случайное  протекание эффекта в объеме габаритного  контейнера, иными словами, при разных значениях параметра Seed (Выборка) картина  атмосферного эффекта будет различаться. 

Группа Camera Match (Соответствие камеры) представлена одним вспомогательным  объектом CamPoint (Точка камеры), который  предназначен для работы с утилитой Camera Match (Соответствие камеры). Данная утилита  создана для работы с фоновыми изображениями и подбора положения  камеры таким образом, чтобы оно  соответствовало положению и  направлению камеры, которое было при съемке фоновой картинки. Объект CamPoint (Точка камеры) помогает установить точки, по которым будет восстановлено  положение камеры. 

Вспомогательные объекты  группы Manipulators (Манипуляторы), к которым  относятся Cone Angle (Конический угол), Slider (Ползунок) и Plane Angle (Угол плоскости), помогают управлять другими объектами  сцены, используя возможность 3ds Max связывать  параметры объектов. 

Вспомогательные объекты  группы Manipulators (Манипуляторы) помогают разработчику трехмерной анимации управлять  объектами. Например, вспомогательный  объект Slider (Ползунок) можно использовать для анимации мимики персонажа. Связав несколько подобных объектов с разными  мускулами на лице трехмерного героя, можно изменять ползунки Slider (Ползунок) и тем самым изменять выражение  лица персонажа. Объекты группы Manipulators (Манипуляторы) используются в основном для анимации. 

Вспомогательные объекты  группы reactor дублируют кнопки одноименной  панели инструментов. Они служат для  создания эффектов, связанных с динамикой  в сценах [3, 25]. 

Объекты категории Systems (Дополнительные инструменты) позволяют  создавать системы дневного освещения, а также управлять персонажами. 

В 3ds Max предусмотрено  два типа систем дневного освещения - Daylight (Дневное освещение) и Sunlight (Солнечное  освещение). Они пригодятся, в первую очередь, при создании архитектурной  визуализации, экстерьеров и интерьеров. Эти системы позволяют принимать  при визуализации во внимание такие  характеристики освещения, как географическое расположение объекта (страна и город), точную дату и время суток. Учитывая эти данные, программа использует схему освещения, соответствующую  положению солнца в заданное время. Такие данные помогут определить, как лучше расположить дом  по отношению к сторонам света, для  того чтобы его освещение в  разное время суток устраивало заказчика. 

При планировке дома и прилегающих территорий очень  важно также учитывать, куда будет  падать тень от здания и других крупных  объектов в разное время дня. Это  позволит выбрать наиболее подходящее место, например, для посадки цветочной  клумбы или для постройки беседки. 

В связке с системами  дневного освещения Daylight (Дневное освещение) и Sunlight (Солнечное освещение) используется объект Compass (Компас). При создании этих систем освещения объект Compass (Компас) создается автоматически. Отличие  между Daylight (Дневное освещение) и Sunlight (Солнечное освещение) состоит в том, что в первом случае учитывается освещение с учетом света неба, а во втором - только солнца. 

Параметры объекта, появляющиеся при его построении на вкладке Create (Создание) командной  панели, становятся недоступными после  выбора другого объекта или деактивации  кнопки построения объекта. Для продолжения  редактирования созданного примитива  существует вкладка Modify (Изменение) командной  панели. Выделив объект и перейдя  на эту вкладку, вы вновь увидите  свиток с параметрами для редактирования. 

Кроме изменения  параметров примитива, вкладка Modify (Изменение) командной панели позволяет назначать  модификаторы выделенному объекту  или группе объектов. В последнем  случае к каждому объекту применяется  образец модификатора. 

Модификаторы - параметрически управляемые функции, предназначенные  для изменения структуры объектов 3ds Max (например, положения вершин в  пространстве или кривизны сегментов) [16, 54]. 

В верхней части  вкладки Modify (Изменение) командной панели постоянно отображается строка с  именем выделенного объекта и  поле с образцом цвета, а немного  ниже - раскрывающийся список Modifier List (Список модификаторов), содержащий модификаторы, доступные для применения к выделенному  объекту. 

Содержимое нижней части области свитков вкладки Modify (Изменение) командной панели меняется в зависимости от типа выделенных объектов и выбранных модификаторов. 

В стеке модификаторов, который расположен под списком  модификаторов, показано все, что происходило  с объектом. Он отображает все модификаторы, примененные к выделенному объекту  сцены, позволяет вернуться к  настройкам любого модификатора и изменить его параметры, поменять местами  расположение модификаторов в стеке  или удалить их. 

Под стеком модификаторов  расположены кнопки, предназначенные  для управления стеком. В их число  входят: Pin Stack (Закрепить стек), Show end result on/off toggle (Показать конечный результат  вкл/выкл), Make unique (Сделать уникальным), Remove modifier from the stack (Удалить модификатор из стека), Configure Modifier Sets (Изменить набор модификаторов). 

Вкладка Hierarchy (Иерархия) командной панели содержит три кнопки контроля за различными параметрами и состояниями объекта: Pivot (Опора), IK (Inverse Kinematics) (Обратная кинематика) и Link Info (Данные о связях). 

В верхней части  вкладки Hierarchy (Иерархия) находятся  три следующие кнопки: 

Pivot (Опора) - открывает  свитки, позволяющие изменять положение  в пространстве опорной точки  (Pivot Point) выделенного объекта. Опорная  точка (Pivot Point) - точка, вокруг которой  происходят все трансформации  объекта, включая поворот, масштабирование  и т.д. 

IK (Inverse Kinematics) (Обратная  кинематика) - содержит свитки, позволяющие  применять к связанным объектам  анимацию методом обратной кинематики. Эти свитки также позволяют  настраивать параметры связей  объектов, указывая на способы  взаимодействия этих объектов  между собой. 

Link Info (Данные о  связях) - открывает свитки, позволяющие  устанавливать блокировки на  перемещение, поворот и масштабирование  выделенного объекта. Здесь же  можно задать характеристики  связей объектов друг с другом. 

Вкладка Motion (Движение) командной панели содержит две кнопки, расположенные в верхней части  панели: Parameters (Параметры) и Trajectories (Траектории). 

Щелчок на кнопке Parameters (Параметры) открывает пять свитков, позволяющих анимировать объект и управлять анимацией при  помощи присвоения контроллеров (Controllers) или ограничений (Constraints). 

Контроллеры влияют на положение объекта в пространстве, его поворот и масштабирование  относительно выбранного направления, а ограничения позволяют задать рамки использования трансформации  объекта установленными параметрами (например, движением объекта вдоль  указанного сплайна). 

Вкладка Display (Отображение) содержит команды управления отображением отдельных объектов сцены в окнах  проекций. 

На этой вкладке  можно установить индивидуальные параметры  отображения каждого объекта  и категорий объектов в целом. Используя настройки данной вкладки, вы можете изменять все параметры  отображения, а также выполнять  команды Hide (Спрятать) или Freeze (Фиксировать). 

Разнообразный выбор  инструментов предоставляет вкладка Utilities (Утилиты). 

По умолчанию свиток Utilities (Утилиты) содержит девять утилит: Asset Browser (Окно просмотра ресурсов), Camera Match (Горизонт камеры), Collapse (Свернуть), Color Clipboard (Буфер обмена с цветом), Measure (Линейка), Motion Capture (Захват движения), Reset XForm (Сбросить преобразования), MAXScript и reactor. 

Итак, основными элементами интерфейса являются окна проекций, главное  меню, панель инструментов Main Toolbar (Основная панель инструментов), Command Panel (Командная  панель). 

На панели инструментов расположены кнопки: Undo (Отменить), Redo (Повторить), Select and Link (Выделить и связать), Unlink Selection (Разорвать связь с выделенным объектом), Bind to Space Warp (Связать с воздействием), Selection Filter (Фильтр выделения), Select Object (Выделение объекта), Select by Name (Выделить по имени), Rectangular Selection Region (Прямоугольная область выделения), Circular Selection Region (Круглая область выделения), Fence Selection Region (Произвольная форма выделения), Lasso Selection Region (Выделение лассо), Paint Selection Region (Выделение кистью), Window/Crossing (Оконное/Пересекающее выделение), Select and Move (Выделить и переместить), Select and Rotate (Выделить и повернуть), Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), Select and Non-uniform Scale (Выделить и неравномерно масштабировать), Select and Squash (Выделить и сжать), Reference Coordinate System (Система координат). 

На командной панели шесть вкладок: Create (Создание), Modify (Изменение), Hierarchy (Иерархия), Motion (Движение), Display (Отображение) и Utilities (Утилиты). 

2. Моделирование  трехмерных объектов в 3ds Max 2008 

3ds Max 2008 - объектно-ориентированная  программа, то есть все, что  создается в программе, является  объектами. Объектами в программе  3ds Max являются любые геометрические  фигуры, кривые, камеры, вспомогательные  объекты, объемные деформации, системы  и источники света, которые  могут включаться в состав  сцены [14, 99]. 

Все геометрические объекты программы 3ds Max 2008 можно  условно разделить на две категории: параметрические и редактируемые. 

Большинство объектов в 3ds Max являются параметрическими. Параметрические  объекты - это объекты, которые определяются совокупностью установок или  параметров, а не являются описанием  его формы. Проще говоря, такие  объекты можно контролировать при  помощи параметров (свиток Parameters (Параметры) на командной панели). Изменение  значений параметров модифицирует геометрию самого объекта. Такой подход позволяет гибко управлять размерами и формой объектов [8, 43]. 

Параметрическими  объектами в 3ds Max являются все объекты, которые можно построить при  помощи меню Create (Создание). Они имеют  важные настройки моделирования  и анимации, поэтому в общем  случае необходимо как можно дольше сохранять параметрические определения  объекта. Однако сохранение параметрических  свойств объектов расходует большое  количество ресурсов компьютера и замедляет  работу с объектами, так как все  параметры, настройки и модификаторы хранятся в памяти компьютера. Если вы не предполагаете в дальнейшем использовать параметрические свойства объекта, преобразуйте его в Editable Mesh (Редактируемая поверхность). Изменение  редактируемых объектов происходит за счет подобъектов (вершины, ребра, грани, полигоны) или функций. В состав редактируемых  объектов входят: Editable Spline (Редактируемый  сплайн), Editable Mesh (Редактируемая поверхность), Editable Poly (Редактируемая полигональная  поверхность), Editable Patch (Редактируемая  патч-поверхность) и NURBS (NURBS-поверхность). Редактируемые объекты в стеке  модификаторов содержат ключевое слово Editable (Редактируемый). Исключение составляют NURBS-объекты, которые называются NURBS Surfaces (NURBS-поверхности). Редактируемые объекты получаются путем преобразования других типов объектов. После преобразования параметрического объекта в другой тип (например, в Editable Mesh (Редактируемая поверхность)) он теряет все свои параметрические свойства и не может быть изменен путем указания параметров. В то же время редактируемый объект приобретает свойства, недоступные параметрическому, - возможность редактирования на уровне подобъектов. 

Подобно огромному  зданию, построенному из маленьких  кирпичиков, программа 3ds Max позволяет  создавать разноплановые сцены, используя в качестве строительных блоков примитивы (параметрические  объекты). Вы можете использовать стандартные  параметрические объекты для  начала любой работы. После создания к ним можно применять модификаторы, строить составные объекты, разрезать, редактировать на уровне подобъектов  и выполнять многие другие операции. 

Процесс создания и  преобразования любых объектов в  целом одинаков: объект создается  с помощью меню Create (Создание), вкладки Create (Создание) командной панели или  кнопок панели инструментов, затем  выбирается инструмент для его изменения. 

Одно из основных предназначений 3ds Max - моделирование  трехмерных объектов. Воображение дизайнера  трехмерной графики очень часто  рисует сцены, которые невозможно создать, используя только примитивы. Многие объекты, которые окружают нас в  повседневной жизни, имеют несимметричную поверхность, воспроизвести которую  в трехмерной графике довольно сложно [2, 37].