Расширение сознания и понимания природы кривых на поверхности

Упражнение.

Создайте в новой сцене NURBS-сферу

Растяните его по вертикали и сделайте его «живым»: Modify=>Make Live.

Сейчас мы нарисуем на сфере прямую линию.

Откройте Option Box инструмента CV Curve Tool и выберите там Curve Degree=1 Linear (это есть первую степень для рисования ломаных линий).

Затем поставьте всего две точки на сфере (этого достаточно, чтобы создать отрезок кривой первой степени). Одну внизу, другую вверху. Нажмите Enter.

Кривая целиком лежит в поверхности сферы и соединяет кратчайшим путем две точки на сфере (в математике для взрослых такие кривые называются геодезическими).

Выберите верхнюю контрольную точку кривой. Подвигайте ее за манипулятор в горизонтальном направлении, вдоль края сферы.

В Channel Box появится строчка CVs (Click to show).

Щелкните по ней - увидите координаты выбранной контрольной вершины. Только координаты не в пространстве, а на плоскости сферы, типа широты и долготы. Также можно заметить, что координата Z равна нулю. Пытливые умы быстро сообразят, что X и Y соответствуют координатам U и V.

Вбейте для Y довольно большое значение, например, 64. Спираль намотается на цилиндр около восьми раз. Поэкспериментируйте со значением X и положением нижней точки.

Выберите кривую на поверхности целиком и превратите ее в обычную трехмерную кривую с помощью операции Edit Curves=>Duplicate Surface Curves.

Возникнет новая обычная кривая третьей степени, которую можно оттащить в сторону. Изменяя форму сферы, вы будете изменять форму спирали.

Для любителей Безье

Инструмент для кривых называется Edit Curves=>Curve Editing Tool. При помощи него можно выбрать любое место на кривой и отредактировать кривую в этом месте. В отличие от кривых Безье, этот инструмент позволяет редактировать кривую в любом месте, а не только на границах сегментов.

Манипулятор этого инструмента может изменять положение любой точки кривой, а также величину и направление касательной в любой точке.

Две пунктирные линии позволяют сделать касательную к кривой вертикальной или горизонтальной. Часто это удобно делать для крайних точек кривой, когда надо «подвести» кривую к какой-нибудь границе строго вертикально или горизонтально.

Для поверхностей существует аналогичный инструмент по адресу Edit NURBS=>Surface Editing=>Surface Editing Tool. Он также позволяет перемещать любую точку поверхности и дополнительно редактировать направление нормали.

Артизан. Воплощение в скульпуре

Аргизан (Artisan) это название набора различных инструментов, использующих концепцию трехмерных кистей для выполнения разного рода задач, которые могут быть сведены к раскрашиванию поверхностей различными свойствами.

В приложении к моделированию Артизан имеет три воплощения. Это три инструмента: Edit NURBS=>Sculpt Geometry Tool, Edit Mesh=>Sculp Geometry Tool и Subdiv Surfaces=>Sculpt Geometry Tool

Сразу оговорюсь: все они относятся к разряду инструментов абсолютно неточного моделирования. Их задача состоит в том, чтобы облегчить нормальному человеку (а не безумному инженеру) создание трехмерных форм привычными и интуитивно понятными способами. Дело в том, что на заре компьютерной графики координат точек приходилось набивать вручную и затем смотреть, что из этого получалось

Потом придумали манипуляторы и стало можно перетаскивать точки прямо на экране. Но если речь идет о скульптуре или лепке трехмерных моделей, а не конструировании, такой метод весьма далек от естественного. Чтобы хоть как-то адаптировать традиционные скульптурные методы, были разработаны инструменты Артизан для работы с поверхностями.

Инструменты основаны на концепции кистей, которыми можно надавливать (Push) вытягивать (Pull) или сглаживать (Smooth) поверхность прямо в трехмерной перспективной камере.

Эти инструменты подходят для создания базовых или грубых форм для дальнейшего редактирования. При работе с ними акцент делается не на детали, а на форму модели целиком на ее характер и общие очертания.

Использование этих инструментов вызывающе просто. Достаточно выбрать объект, затем соответствующий инструмент, а далее желательно открыть Option Box этого инструмента, чтобы получить доступ ко всем его настройкам. Настройки всех артизановских инструментов практически идентичны, поэтому я буду пока говорить про Edit NURBS=>Sculp Geometry Tool.

Совет. Можно быстро добраться до зтого инструмента с помощью меню на правой кнопке мыши, где нужно выбрать Paint->Sculpt.

Так как это инструмент (Tool), то курсор мыши принимает форму кисти, соответствущий этому инструменту, а дальше можно красить (или царапать мышью, если угодно) объект, с восхищением наблюдая происходящее на экране.

Настройки инструмента, хоть и многочисленны, но быстро осваиваются методом тыка. Первое, во что стоит потыкать, это радиус кисти и тип операции (Operation). Так как по кнопке Tool Help выскакивает очень понятная документация с картинками.

Совет. Используйте горячую клавишу 'Ь' для интерактивного изменения радиуса кисти (brush). Для этого нажимайте и удерживайте эту клавишу, при этом нажимайте и перемещайте левую кнопку мыши прямо в окне камеры.

Нажатая и удерживаемая кнопка 'и' показывает marking menu, «обслуживающее» инструмент Артизан. В нем можно быстро выбрать операцию и другие параметры.

Но одно из самых полезных и не таких очевидных применений Артизана основано на его способности сглаживать поверхности. Дело в том, что операция Smooth предназначена не только для того, чтобы сглаживать. Ее можно применять для редактирования поверхностей, вообще не затронутых Артизаном прежде. Операция Smooth «расправляет» поверхность, более равномерно распределяя точки вдоль самой поверхности.

Это очень удобно, когда ряды контрольных точек стали переплетаться или просто превратились в неравномерную сетку. Применение операции Smooth «разгладит» такие участки и распределит контрольные точки вдоль поверхности более равномерно. Полезно включить отображение компонентов Hull для NURBS-поверхностей (Display=>NURBS Components=>Hull), чтобы интерактивно наблюдать процесс «расправления». В этом случае также полезно использовать различные значения параметра Reference Vector, определяющего в каком направлении происходит сглаживание. Кнопка Flood, применяющая выбранную операцию ко всей поверхности целиком.