Modelirovanie_v_3ds_max

3

Содержание

Введение………………………………………………………………4

1.Общие понятия о трехмерной графике…………………..………4

2.Объекты 3ds max……………………………………………….…14

3.Примитивы 3ds max………………………………………..……..17

4.Скрытие объектов…………………………………………….…..25

5.Выделение объектов…………………………………….………..26

6.Преобразование объектов…………………………………..……31

7.Дублирование объектов. ………………………………..…….….36

8.Улучшенные примитивы……………………………………..….41

9.Формы – Shapes……………………………………..……………48

10.Создание трехмерных геометрических моделей методом враще-

ния…………………………………………………………………………..63

11.Создание трехмерных геометрических моделей методом выдавли-

вания………………………………………………………………………..68

12.Составные объекты (Compound Object)……………………….72

13.Система частиц……………………………………………..…..108

14.Модификаторы………………………………………………....111

15.Редактирование сплайнов, NURBS-объектов и сеток…...…..153

16.Редактирование полигональной сетки…………………….….173

17.Редактируемая сетка кусков (Editable Patch)………………....217

4

Введение

Очень большую часть рынка компьютерной графики занимает интерь-

В силу своих уникальных возможностей и доступности в освоении эта программа сегодня имеет наибольшее количество поклонников, как среди любителей, так и среди профессионалов. Пожалуй, осталось очень мало сфер деятельности человека, связанных с трехмерной графикой, в которых не используется 3ds Max. Ее активно применяют для создания игр и фильмов, в архитектуре, дизайне и строительстве, в медицине и физике, а также во многих других областях.

3 ds max 2009 design большой универсальный пакет с огромными возможностями. Описание всех этих возможностей занимает объемные книги, подчас весьма сложные для освоения, причем многие из возможностей являются весьма специфическими и нормальному человеку, "не фанату" трехмерной графики, вряд ли придет в голову их использовать, даже если он о них будет знать. С другой стороны, за обилием кнопок и команд иногда теряется самое главное.

Моделированию в пособии уделено особое внимание, так как правильно построенная модель - это уже половина успеха. Хотя 3ds Max позволяет импортировать модели из инженерных пакетов иAutodesk постоянно подчеркивает, как легко и просто это делается, во многих случаях удобнее и выгоднее создать модель заново в 3ds Max. Моделирование рассматривается на достаточно простых, с точки зрения моделирования, примерах, и в каждой модели применяется именно тот метод, который лучше подходит для нее, с учетом дальнейших операций текстурирования, визуализации и, возможно, анимации.

1. Общие понятия о трехмерной графике

1.1. Что такое трехмерная графика

Прежде всего, следует определить, чем отличается двумерная компь-

ютерная графика от трехмерной (ЗD - графика) графики. Двумерная гра-

фика - это совокупность средств и приемов рисования изображений с помощью компьютера. ЗD - графика решает задачи анимации, фотографирования и видеосъемки трехмерных образов объектов, которые предварительно должны помещаться в памяти компьютера.

Трехмерная графика включает в себя следующие этапы: Предварительная подготовка;

5

Создание геометрической модели сцены; Настройка освещения и съемочных камер; Подготовка и назначение материалов; Визуализация сцены.

Рассмотрим кратко этапы.

Предварительная подготовка - продумывает состав сцены и учитывает все объекты, которые будут видны с предполагаемых направлений наблюдения сцены. Если взгляд наблюдателя должен проникать внутрь объекта, необходимо предусмотреть состав предметов внутри объекта.

Создание геометрической модели сцены- строятся трехмерные гео-

метрические модели объектов сцены средствами3ds max. После создания трехмерных геометрических объектов их располагают в трехмерном - про странстве.

Настройка освещения и съемочных камер- производится настройка источников света и расстановки моделей съемочных камер средствами3ds max4. После этого появляется возможность фотографирования сцены в условиях различного освещения.

Подготовка и назначение материалов- 3ds max предоставляет ог-

ромные возможности по созданию новых материалов или выбору из готовых библиотек.

Визуализация сцены - формирования изображения сцены. В процессе визуализации 3ds max рассчитывает и наносит на изображение тени, блики, взаимное отображение и т.п.

Очевидно, что Трехмерная графика имеет существенные преимущества перед двухмерной графикой. Это возможность просмотра объекта с любой стороны (или изнутри) без дополнительных операций построения, возможность анимации объектов, комбинированная съемка процессов, компьютерное проектирование и другие преимущества.

Но есть и свои недостатки:

Повышенные требования к аппаратной части компьютера; Большая подготовительная работа по созданию трехмерных геометри-

ческих моделей; Меньшая свобода при формировании изображения - при создании дву-

мерного изображения можно произвольно искажать пропорции, нарушать правила перспективы и т..п В 3ds max это тоже возможно, но требует дополнительных усилий;

Необходимость тщательного контроля над взаимным положением объ-

ектов;

Необходимость "оживления" изображения, т.к. визуализация сцен созданных при помощи 3ds max выглядит чересчур "правильной".

6

1.2. Что представляют собой трехмерные геометрические объекты

Любой видимый объект, созданный средствами Трехмерной графики представляет собой пустотелую оболочку, не имеющую толщины – поверхностные модели.

Оболочки всех объектов3ds max состоят, в конечном счете, из треугольных граней (faces), образующих сетку (mesh) с треугольными ячейками, т.к. через три точки в трехмерном пространстве всегда можно провести плоскость, и притом только одну.

Каждая грань имеет тривершины (vertices) и три ребра (edges). Смежные грани, лежащие в одной плоскости образуютполигон (polygon). Для определения видимости грани применяется еще один элемент - нормаль (normal). Нормаль-это перпендикуляр к поверхности грани. Видимыми считаются только те грани, нормаль которых направлена в сторону наблюдателя.

В 3ds max различают два типа ребер. Первые разделяют границе лежащие в одной плоскости, и изображаются сплошными линиями(видимые грани). Вторые разделяют грани лежащие в одной плоскости и либо не показываются, либо показываются (по специальному запросу) пунктирными линиями (невидимые грани). 3ds max позволяет делать видимые ребра невидимыми и невидимые ребра видимыми.

Кроме того, видимость граней следует соотносить с их сглаживанием при отображении сетки в виде сплошной поверхности, т.е. в тонированном виде. При тонировании объекта 3ds max автоматически выполняет сглаживание ребер между гранями, если они принадлежат к одной группе сглаживания. Например, у сферы все грани принадлежат к одной группе сглаживания, а у цилиндра грани боковой поверхности принадлежат к одной группе сглаживания, а грани оснований - к другой. Объединение граней в группы сглаживания может происходить автоматически с учетом угла между нормалями к этим граням.

Каждый объект 3ds max заключается в прямоугольный параллелепипед

- габаритный контейнер (Gismo), рисунок 1.

Он перемещается и поворачивается вместе с объектом. Габаритный контейнер позволяет:

Определять заслоняют ли объекты друг друга: Ускорять время перерисовки сцены; Подгонять размер объекта под размер окна; Определить геометрический центр объекта.

7

Рисунок 1

Посмотреть на объект со стороны позволяют проекции. 3ds max ис-

пользует два типа проекций: параллельные (аксонометрические) и цен-

тральные (перспективные), известные из курса начертательной геометрии. Основной системой координат в3ds max является мировая (world)

система координат. Кроме того, каждому объекту присваивается локальная (local) система координат. Она определяет понятия "верх", "право", "лево" для этого объекта.

1.3. Интерфейс 3ds max

После запуска программы 3ds max появляется основное окно программы, рисунок 5.

Падающее меню обеспечивает доступ к командам 3ds max, рисунок 2.

Рисунок 2

Главная панель инструментов содержит кнопки, обеспечивающие быстрый доступ к наиболее часто используемым командам, рисунок 3.

Рисунок 3

3ds max имеет шесть командных панелей в виде закладок, рисунок 4.

8

Рисунок 4

Рисунок 5

- Создать(Create);

- Изменить(Modify);

- Иерархия (Hierarchy);

- Движение (Motion);

- Дисплей (Display);

- Сервис (Utilities).

Основную часть каждой командной панели занимает областьсвитков (rollout), рисунок. Свитки содержат группу тематически связанных параметров.

В панели Создать имеются кнопки, разделяющие объекты по катего-

риям – Геометрия (Geometry), Формы (Shapes), Источники света (Lights),

Камеры (Cameras), Вспомогательные объекты (Helpers), Объемные деформа-

ции (Space Warps) и Системы (Systems), рисунок 6.

9

Рисунок 6

В каждой категории сгруппирован ряд объектов, например, в категории Геометрия представлены объекты, приведенные на следующем рисунке 7.

Рисунок 7

Окна проекций отображают трехмерные геометрические объекты, источники света и др. Число окон не может быть больше четырех. По умолчанию рабочее поле делится на четыре равные части, рисунок 8. Размер и расположение окна меняются произвольно с помощью манипулятора.

Для активизации окна достаточно щелкнуть на нем левой кнопкойак- тивное окно окружается желтой рамкой. Щелчок правой кнопкой вызывает окно диалога с командами управления отображением сцены в данном окне, рисунок 8.

Можно изменить конфигурацию окон. Настройка (Customize) – Кон-

фигурация видовых окон (Viewports Configuration) – Расположение (Layout) – выберите, например , рисунок 9.