3D объекты

Если соединить две точки в киберпространстве, то будет создана линия (line). Например, соединяя точки (0;0;0) и (5;5;0) получается линия. Если продолжить эту линию, соединив ее конец с точкой (9;3;0) то получиться полилиния (poliline), то есть линия, состоящая из нескольких сегментов. (В 3D Studio MAX2 термины линия и полилиния взаимозаменяемые.) Если соединить последнюю точку с первой, то получиться замкнутая форма (closed shape), то есть форма, у которой есть внутренняя и наружная области. Нарисованная форма представляет собой простой трехсторонний многоугольник (polygon), называемый также гранью (face), и составляет основу объектов, создаваемых в виртуальном трехмерном пространстве. У многогранника имеются следующие базовые элементы: вершина, ребро, грань.

Вершина (vertex) – это точка в которой соединяется любое количество линий. Грань (face) – это фрагмент пространства, ограниченный ребрами многоугольника. Ребро (edge) - это линия, формирующая границу грани.

В 3D Studio MAX2 объекты составляются из многоугольников, кусков Безье или поверхности типа NURBS, причем чаще всего используются многоугольники, расположенные таким образом, чтобы образовать оболочку нужной формы. В ряде случаев для формирования объекта требуется всего несколько многоугольников. Однако в большинстве случаев формирование объектов требует использования сотен и тысяч многоугольников, образующих огромный массив данных. Так, например, в процессе работы с кубом компьютер должен отслеживать положение восьми вершин, шести граней и двенадцати видимых ребер. Для более сложных объектов число элементов состоящих из многоугольников может достигать десятков и сотен тысяч.

Проекции 3D объектов

Точка наблюдения (viewpoint) – это позиция в трехмерном пространстве, определяющая положение наблюдателя. Точки наблюдения являются основой формирования в MAX окон проекций (viewports), каждое из которых демонстрирует результат проекции объектов трехмерной сцены на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения из определенной точки.

Воображаемая плоскость, проходящая через точку наблюдения перпендикулярно линии взгляда, называется плоскостью отображения, которая определяет границы области видимой наблюдателю. Плоскость отображения иногда называют плоскостью отсечки.

Чтобы увидеть объекты, расположенные позади плоскости отображения, необходимо сменить положения точки наблюдения. Или “отодвигать” плоскость отсечки, пока интересующие нас объекты не окажутся впереди плоскости.

В MAX окнах, позволяющих заглянуть в виртуальный трехмерный мир, называются окнами проекций (viewports). Экран монитора сам по себе является плоскостью отображения, поскольку пользователь может видеть только то, что располагается в киберпространстве “за плоскостью” экрана монитора. Боковые границы участка отображающегося в окне проекции, определяются границами окна. Три из четырех демонстрируемых по умолчанию окон проекций в 3D Studio MAX2 являются окнами ортографических проекций. При построении изображений в этих окнах считается, что точка наблюдения удалена от сцены на бесконечное расстояние, а все лучи, исходящие из точки наблюдения к объектам, параллельны соответствующей оси координат. Четвертое окно проекции MAX из числа принятых по умолчанию, Perspective (Перспектива), является окном не ортографической, а центральной проекции и демонстрирует более реалистичное на вид изображение трехмерной сцены, при построении которого лучи считаются выходящими расходящимся пучком из точки наблюдения, как это происходит в реальной жизни.

Примитивы

Трехмерные примитивы составляют основу многих программных пакетов компьютерной графики и обеспечивают возможность создания разнообразных объектов простой формы. Во многих случаях для формирования нужной модели трехмерные примитивы приходится объединять или модифицировать. МАХ 2.0 предоставляет вам два набора примитивов: стандартные (Standard Primitives) и улучшенные (Extended Primitives). К числу стандартных примитивов относятся параллелепипед, сфера, геосфера, конус, цилиндр, труба, кольцо, пирамида, чайник, призма. Улучшенными называются примитивы многогранник, тороидальный узел, параллелепипед с фаской, цистерна, капсула, веретено, тело L-экструзии, обобщенный многоугольник. Работая с примитивами почти всегда необходимо прибегать к их преобразованию или модификации для создания нужных объектов. Например, можно смоделировать стены здания набором длинных и высоких параллелепипедов малой толщины. Создавая дополнительные прямоугольные блоки меньшего размера и вычитая их из блоков стен, можно создать проемы для окон и дверей. Сами по себе примитивы используются довольно редко.

Составные объекты – это тела, составленные из двух или более простых объектов (как правило объектов примитивов). Создание составных объектов представляет собой продуктивный метод моделирования многих реальных объектов, таких как морская мина, стены с проемами для дверей и окон, а также фантастических тел, перетекающих из одной формы в другую как жидкость.

3D Studio MAX2 предоставляет возможность использовать шесть типов составных объектов:

Морфинговые. Объекты данного типа позволяют выполнять анимацию плавного преобразования одного тела в другое.

Булевские. Объекты этого типа позволяют объединять два или несколько трехмерных тел для получения одного нового. Применяются для создания отверстий или проемов в объемных телах или для соединения нескольких объектов в один. Этот тип идеально подходит для архитектурного моделирования или любых других задач, в которых необходимо вычесть (исключить) объем, занимаемый одним телом, из другого.

Распределенные. Объекты этого типа представляют собой результат распределения дубликатов одного трехмерного тела по поверхности другого. Могут использоваться для имитации стеблей травы, ямочек на поверхности мяча для гольфа или деревьев на модели ландшафта.

Соответствующие. Данный тип объектов позволяет заставить одно трехмерное тело принять форму другого. Это отлично подходит для создания таких эффектов, как плавление, таяние или растекание.

Соединяющиеся. Этот тип объектов позволяет соединить между собой отверстия в двух исходных телах своеобразным тоннелем.

Слитые с формой. Объекты этого типа позволяют соединять сплайновую форму с поверхностью трехмерного тела. Фактически, это позволяет рисовать на поверхностях трехмерных тел.

Вопросы для самопроверки

1. Графический редактор — это программный про­дукт, предназначенный для:

а) управления ресурсами ПК при создании рисун­ков;

б) работы с текстовой информацией в процессе де­лопроизводства, редакционно-издательской де­ятельности и др.;

в) работы с изображениями в процессе создания игровых программ;

г) обработки изображений.

2. С использованием графического редактора графи­ческую информацию можно:

а) создавать, редактировать, сохранять;

б) только редактировать;

в) только создавать;

г) только создавать и сохранять.

3. Для вывода графической информации в персональ­ном компьютере используется

а) мышь;

б) клавиатура;

в) экран дисплея;

г)сканер.

4. Устройство не имеет признака, по которому подо­браны все остальные устройства из приведенного ниже списка:

а)сканер;

б) плоттер;

в) графический дисплей;

г) принтер.

5. Одной из основных функций графического редак­тора является:

а) ввод изображений;

б) хранение кода изображения;

в) создание изображений;

г) просмотр и вывод содержимого видеопамяти.

6. Графический редактор может быть использован для:

а) написания сочинения;

б) рисования;

в) сочинения музыкального произведения;

г) совершения вычислительных операций.

7. Точечный элемент экрана дисплея называется:

а) точкой;

б) зерном люминофора;

в) пикселем;

г) растром.

8. Сетку из горизонтальных и вертикальных столб­цов, которую на экране образуют пиксели, назы­вают:

а) видеопамятью;

б) видеодаптером;

в) растром;

г) дисплейным процессором.

9. Графика с представлением изображения в виде со­вокупностей точек называется:

а) фрактальной;

б) растровой;

в) векторной;

г)прямолинейной.

10. Пиксель на экране цветного дисплея представляет собой:

а) совокупность трех зерен люминофора;

б) зерно люминофора;

в) электронный луч;

г) совокупность 16 зерен люминофора.

11. Видеоадаптер — это:

а) устройство, управляющее работой графического дисплея;

б) программа, распределяющая ресурсы видеопа­мяти;

в) электронное, энергозависимое устройство для хранения информации о графическом изобра­жении;

г) дисплейный процессор.

12. Видеопамять — это:

а) электронное, энергозависимое устройство для хранения двоичного кода изображения, выводи­мого на экран;

б) программа, распределяющая ресурсы ПК при обработке изображения;

в) устройство управляющее работой графического дисплея;

г) часть оперативного запоминающего устройства.

13. Для хранения 256-цветного изображения на один писксель требуется:

а) 2 байта;

б) 4 бита;

в) 256 битов;

г) 1 байт.

14. Графические примитивы в графическом редакторе представляют собой:

а) простейшие фигуры, рисуемые с помощью специ­альных инструментов графического редактора;

б) операции, выполняемые над файлами, содержа­щими изображения, созданные в графическом редакторе;

в) среду графического редактора;

г) режимы работы графического редактора.

15. Набор пиктограмм с изображением инструментов для рисования, палитра, рабочее поле, меню обра­зуют:

а) полный набор графических примитивов графи­ческого редактора;

б) среду графического редактора;

в) перечень режимов работы графического редак­тора;

г) набор команд, которыми можно воспользовать­ся при работе с графическим редактором.

16. Сохранение созданного и отредактированного ри­сунка осуществляется в режиме:

а) работы с внешними устройствами;

б) выбора и настройки инструмента;

в) выбора рабочих цветов;

г) работы с рисунком.

17. В режиме выбора рабочих цветов графического ре­дактора осуществляется:

а) установка цвета фона;

б) окрашивание фрагмента рисунка;

в) редактирование рисунка;

г) выбор графических примитивов графического редактора.

18. В режиме работы с рисунком в графическом ре­дакторе производится:

а) установка цвета фона;

б) запись рисунка на диск, считывание рисунка с диска;

в) создание и редактирование изображения;

г) выбор графических примитивов графического редактора.

19. Устройство не имеет признака, по которому подо­браны все остальные устройства (для работы с графическим редактором) из приведенного спис­ка:

а) джойстик;

б) мышь;

в) принтер;

г) трекбол.

20. Инструмент не имеет признака, по которому по­добраны все остальные инструменты (для работы в графическом редакторе) из приведенного спис­ка:

а) Кисть (Перо, Карандаш);

б) Прямоугольник;

в) Ластик;

г) Валик (Лейка);

д) Ножницы.

21. В процессе преобразования растрового графиче­ского файла количество цветов уменьшилось с 65 536 до 256. Объем файла уменьшится в:

а) 4 раза;

б) 2 раза;

в) 8 раз;

г) 16 раз.

22. Метод кодирования цвета CMYK, как правило, применяется:

а) при организации работы на печатающих устрой­ствах;

б) при кодировании изображений, выводимых на экран цветного дисплея;

в) при сканировании изображений;

г) при хранении информации в видеопамяти.

23. Метод кодирования цвета RGB, как правило, при­меняется:

а) при кодировании изображений, выводимых на экран цветного дисплея;

б) при организации работы на печатающих устрой­ствах;

в) при сканировании изображений;

г) при хранении информации в видеопамяти,

24. Применение векторной графики по сравнению с растровой:

а) не меняет способы кодирования изображения;

б) увеличивает объем памяти, необходимой для хранения изображения;

в) не влияет на объем памяти, необходимой для хранения изображения, и на трудоемкость ре­дактирования изображения;

г) сокращает объем памяти, необходимой для хра­нения изображения, и облегчает редактирова­ние последнего.