6.8. Создание объектов Scatter
Эти объекты позволяют разместить множество копий объекта в сцене или в определенной области. Размещаемый объект называют источником (source), а область – распределяемым (distribution) объектом (рис. 6.6).
В разворачивающейся панели Scatter Object (Объекты распределения) расположен список, в котором перечислены источники и распределяемые объекты. С помощью полей Source Name (Имя источника) и Distribution Name (Имя распределяемого) объекты можно переименовать. Кнопка Extract Operand (Извлечь операнд) становится доступной только во вкладке Modify и позволяет выбрать операнд из списка и создать его копию (Сору) или экземпляр (Instance).
Рис.
6.6. Создание объектов Scatter
Работа с объектами–источниками. Объект–источник может быть дублирован. В данном случае в разворачивающейся панели Scatter Objects (Распределенные объекты) установлен флажок Perpendicular (Перпендикуляр) и переключатель Even (Равномерно) в группе Distribute Using (Распределить с помощью).
В разворачивающейся панели Scatter Objects находится несколь-ко параметров, с помощью которых можно управлять объектом–источником. В группе Source Object Parameters (Параметры объекта–источника) в поле Duplicates (Копии) вводится число копий объекта–источника. Также можно ввести значения параметров Base Scale (Базовый масштаб) и Vertex Chaos (Хаос вершин).
В группе Distribution Object Parameters расположены переключатели способа распределения объектов – Area (Область), Even (Равномерно), Skip N (Пропустить N), Random Faces (Случайные грани) Along Edges (Вдоль ребер), All Vertices (Все вершины), All Edge Midpoints (Все средние точки ребер), All Face Centers (Все центры граней) и Volume (Объем).
6.9. Создание объектов Connect
Этот объект наилучшим образом подходит для построения "мос-та" между двумя отдельными объектами. Каждый из этих объектов должен иметь открытые грани либо отверстия, определяющие места соединения.
Рис. 6.7. Создание объектов Connect
Для использования данного объекта удаляются грани объектов, находящиеся друг против друга. Кнопкой Pick Operand (Выбор опе-ранда) и выделяется другой объект. Объект Connect будет создан в виде дополнительных граней, соединяющих два отверстия выбранных объектов.
6.4. Булевы операции
Булевы операции позволяют объединить два и более объекта в единое целое. В качестве объектов могут использоваться как стан-дартные примитивы, так и любые поверхностные объекты. При вы-полнении булевых операций используются следующие методы:
– Union (Объединение);
– Intersection (Пересечение);
– Subtraction (A–B), Subtraction (B–A) (Вычитание);
– Cut (Вырезать).
Объект, который создается в результате выполнения булевых операций, становится не параметрическим, а полигональным. Исход-ные объекты, к которым планируется применить булевы операции (рис. 6.3), должны иметь общую область.
Рис.
6.3. Создание булевых объектов
Какие типы поверхностей вы знаете? Чем характеризуются поверхности Editable mesh (редактируемые сетки), editable patch (лоскутные сетки), editable poly (редактируемые полигоны), NURBS (неоднородные рациональные В-сплайны). Уровень редактирования граней.
Editable Mesh (Редактируемые каркасы) – самый первый способ представления поверхностей. Суть полигонального моделирования: вся поверхность представлена множеством треугольников, и задача моделирования сводится к определению положения их вершин. Мо-делирование идет от простого к сложному: добавляются грани, уточ-няется геометрия. После этого модели присваивается модификатор Mesh Smooth, в результате которого происходит автоматическое сглаживание поверхности за счет добавления дополнительных поли-гонов. Недостаток полигонального моделирования – неизбежная "уг-ловатость" создаваемых моделей.
Editable Patch (Лоскутные сетки) – с помощью манипулято-ров Безье (Bezier handle), выходящих из всех четырех углов (вер-шин), можно полностью управлять сеткой. В результате получается модель, которая выглядит очень гладкой и естественной. Если у вас есть опыт использования плоских кривых Безье в программах дву-мерного рисования, и вы научились работать со сплайнами при соз-дании плоских форм в 3 ds max, то легко сможете управлять сетка-ми. Они автоматически сглаживают стыки между собой.
Editable Poly (Редактируемый многогранник) – многие возмож-ности редактируемых каркасов были переделаны и улучшены для ре-дактируемого многогранника. Это позволяет более качественно и быстро выполнять каркасное моделирование (рис. 5.8).
Метод поверхностей NURBS позволяет получить очень каче-ственные модели, но достаточно сложен в освоении (рис. 5.8).
Рис.
5.8. Модели различных поверхностей
Редактируемые
каркасы. Каркасное
(Mesh)
моделирование
– это классический вариант трехмерного
моделирования, присутст-вующий во всех
существующих на данный момент системах
трехмер-ного моделирования. Именно с
Mesh–объектами
оперирует большин-ство современных
компьютерных игр.
В основе Mesh–моделирования лежит идея о том, что любую по-верхность можно разбить на многоугольники (см. рис. 5.8). Простей-шим объектом при полигональном моделировании является Face (Грань) – плоский треугольник. Соответственно, каркасное моделиро-вание сводится именно к работе с этими многоугольниками и созда-нию поверхностей на их основе.
В Mesh–моделировании можно менять только положение самих вершин, а добиваться плавных переходов можно разбиением поверх-ности на большее число треугольников. На стадии визуализации ис-пользуется специальный математический аппарат Smooth (Сглажива-ние), благодаря которому мы видим достаточно гладкие поверхности.
Editable Mesh (Редактируемые каркасы) – это тип объектов, ко-торый не имеет параметров. Основное отличие от параметрических объектов заключается в том, что с редактируемыми каркасами можно работать на уровне подобъектов – это вершины, ребра, грани и много-угольники. Редактируемые каркасы нельзя создать с помощью вклад-ки Create. Их получают путем преобразования объектов других ти-пов, в первую очередь параметрических. Это можно сделать различ-ными способами. Самый простой – использование команды Con-vert To Editable Mesh (Конвертировать в редактируемый каркас) (рис. 5.9). После преобразования в редактируемый каркас появляется возможность редактировать его на уровне подобъектов.
Рис. 5.9. Список подобъектов различных поверхностей
Редактируемый многогранник. Полигональное моделирование, или работа с Editable Poly (Редактируемый многогранник) – это срав-нительно новый способ трехмерного моделирования. Модель Editable Poly (Редактируемый многогранник) представляет усовершенствован-ную модель Editable Mesh (Редактируемый каркас). Основан он на тех же принципах, что и Editable Mesh, но есть существенные отли-чия. Это сказалось на качестве сеточного моделирования и на некотором увеличении быстродействия.
Если Mesh оперирует с треугольниками, то Poly – именно с мно-гоугольниками. В случае с Mesh–моделирования не всегда полигоны разбивались на треугольники, их приходилось ретриангулировать (изменить конфигурацию треугольников внутри полигона). В случае с Poly – разбиение происходит автоматически, путем нахождения опти-мальной конфигурации треугольников внутри многоугольника.
Кроме того, Editable Poly обладает дополнительным набором ин-струментов редактирования подобъектов. Аналогично с преобразова-нием в Mesh и Patch, это можно выполнить командой Convert To Ed-itable Poly.
Поверхность Editable Poly имеет следующие уровни редактиро-вания:
– Vertex – уровень редактирования вершин;
– Edge – уровень редактирования ребер;
– Border – уровень редактирования границ – открытых ребер;
– Polygon – уровень редактирования полигонов;
– Element – уровень редактирования элементов.
Основные принципы моделирования в Poly также аналогичны Mesh.
NURBS–кривые и поверхности.
NURBS–кривые и поверхности создаются на основе специально-го математического аппарата (NURBS – Non Uniform Rational B–Splines, неоднородные рациональные В–сплайны). Он позволяет достичь лучших результатов, чем при использовании методов полиго-нального моделирования, особенно при построении моделей со сгла-женными контурами. Оно незаменимо для создания моделей живот-ных и людей, для анимации мимики лица.
Существует два вида кривых и поверхностей NURBS:
Point Curve (Точечная кривая), Point Surf (Точечная поверх-ность) характерны тем, что проходят через контрольные точки. Управляя местоположением контрольных точек, можно достаточно тонко управлять формой кривой или поверхности.
CV Curve и CV Surf (Control Vertex, контрольная вершина) обладают огромными возможностями настройки. С помощью контрольных точек можно менять форму кривой или поверхности, а также назначать отдельным вершинам различные значения веса (силы воздействия).
Лоскутные сетки
Лоскутные сетки представляют собой криволинейные поверхно-сти на основе сплайнов – кривых Безье. По сути – это многоугольник, натянутый на замкнутый сплайн. Соответственно, при работе с лос-кутными сетками мы получаем все преимущества кривых Безье, но уже на уровне поверхностей. Это значительно расширяет возможно-сти моделирования по сравнению с обыкновенными многоугольника-ми, давая определенную гладкость создаваемым поверхностям. Также одним из немаловажных плюсов следует отметить возможность легко сменить уровень детализации поверхности. Важно, что лоскутные по-верхности могут добавляться (наращиваться) к уже созданным лос-кутным объектам.
Лоскутные сетки – это нечто среднее между каркасными моделя-ми Mesh и моделями NURBS. Лоскутные сетки, в основном, приме-няются для создания плавных поверхностей (в частности, гладкие формы технических изделий), но, как и любой другой способ сложно-го моделирования, могут быть использованы для моделирования лю-бых объектов. Качество создаваемых поверхностей проигрывает по сравнению с NURBS, основным достоинством Patch–моделирования является несомненная простота создания моделей.
В системе существуют два стандартных примитива, относящихся к группе лоскутных сеток – Quad Patch (Четырехугольные) и Tri Patch (Треугольные), и на уровне редактирования полигонов, поэтому перейдем сразу же к этому уровню редактирования.
Как создать поверхность по сплайновой сетке с помощью модификатора surface (поверхность)?