617_Zabelin_L.JU._Osnovy_komp'juternoj_grafiki_

Рисунок 16.6.11. – Свиток Keyboard Entry

Обратите внимание, что сплайн содержит только угловые вершины (рисунок 16.6.12). Удобнее всего начинать создание контура с правой нижней вершины (на контуре она отмечена белым квадратиком) и, учитывая, что большинство сегментов соединяются друг с другом под прямым углом, удерживать нажатой при построении данных фрагментов контура клавишу Shift (это обеспечит формирование идеальных углов).

Рисунок 16.6.12. – Заготовка для создания объекта из сплайна

Составные сплайновые формы

Два типа стандартных сплайновых форм – Donut (Кольцо) и Text (Текст)

– принципиально отличаются от всех остальных типов сплайнов тем, что содержат более одного сплайна в форме и потому относятся к составным формам. Кольцо содержит два круговых сплайна. Число простых сплайнов, составляющих текстовый объект, как минимум совпадает с числом входящих в него букв, а может быть и больше, если в тексте присутствуют буквы, состоящие из нескольких сплайнов. Основным преимуществом составного сплайна по сравнению с обычным сплайном является возможность выполнять операции сразу над всеми частями сплайновой формы одновременно, что быстрее и удобнее. Но дело не только в этом – к составным формам приходится прибегать и в других случаях, например при необходимости проведения в отношении сплайнов булевой операции.

Для превращения простого сплайна в составной необходимо убрать флажок рядом с кнопкой Start New Shape (Начать новую форму) – рисунок 16.6.13 После этого любой новый сплайн становится составной частью уже существу-

131

ющей сплайновой формы. Включение названного флажка отменит данный режим, и следующие сплайны уже будут образовывать свои формы.

Рисунок 16.6.13. – Установка запрета на создание новой формы

Попробуем создать имитацию простой решетки в виде составного сплайна – такие решетки сплошь и рядом используют при создании разнообразных ограждений. Для начала создайте сплайн типа Rectangle (рисунок 16.6.4), а затем перейдите в режим создания составной формы, отключив флажок Start New Shape (Начать новую форму). Добавьте к прямоугольнику дугу инструментом Arc (рисунок 16.6.5). Обратите внимание, что для совмещения концов дуги с контуром прямоугольника удобнее воспользоваться ручным изменением параметров From (От) и To (В), определяющих начальную и конечную точки дуги. Не включая флажка Start New Shape, дополните форму серией линий примерно как на рисунке 16.6.16.

Рисунок 16.6.14. – Исходный прямоугольник

132

Рисунок 16.6.15. – Построение дуги

Рисунок 16.6.16. – Появление группы линий

Щелкните на свободной части любого окна проекций, чтобы снять выделение с решетки, а затем выделите ее инструментом Select Object (Выделение объекта) – решетка выделится вся целиком, что говорит о ее единстве. Это позволит настроить параметры сразу для всех входящих в форму сплайнов, что очень удобно. Активируйте панель Modify (Изменение), в свитке Rendring (Рендеринг) установите флажок Eneible In Renderer (Визуализируемый) и Eneible In Wiewport и увеличьте значение параметра Thickness (Толщина). Проведите рендеринг – возможно, полученная решетка будет иметь примерно такой вид, как на рисунке 16.6.17. Однако решетка получилась неидеальной, поскольку разбить дугу на одинаковое число сегментов на глаз проблематично. Для подобных целей лучше использовать возможности автоматического разбиения сегментов на заданное число равных частей, но это предполагает редактирование формы на уровне подобъектов, поэтому к вопросу создания решетки мы еще вернемся.

Кроме того, не совсем удачно выбран принцип установки толщины – в реальной решетке ее прямоугольное основание, как правило, имеет значительно

133

больше толщину, чем отдельные прутья. Чтобы учесть данный аспект, необходимо создавать решетку из отдельных сплайнов или редактировать ее потом на уровне сегментов.

Рисунок 16.6.17. – Результат построения решетки

16.8. Создание поверхностей с помощью модификаторов сплайнов

Экструдирование (Выдавливание)

Модификатор Extrude (Выдавливание). Превращает двумерную сплайновую форму в трехмерный объект за счет придание ей глубины в направлении перпендикулярном плоскости формы. С помощью счетчика Amount (Степень) свитка Parameters (Параметры) этого модификатора определяется расстояние выдавливания. Параметр Segments (Сегменты) определяет количество сегментов, используемых для определения высоты. Раздел Capping (Накрытие) содержит флажки Cap Start (Накрыть в начале) и Cap End (Накрыть в конце), которые создают «крышки» на торцах модели [19].

Задание: Создание объемной комнаты.

1.Создать прямоугольный сплайн с размерами 900 Х 800 см на виде сверху.

2.Преобразовать прямоугольник в редактируемый сплайн командой кон-

текстного меню объекта Convert to > Convert to Editable Spline.

3.Сделать перегородку. Для этого создать прямоугольник нужного размера

(команда Create Line).

4.Создать внешний контур вокруг комнаты (команда Create Line).

5.Применить булевые операции, не забывая присоединять объекты.

6.Применить модификатор Extrude. Вытяните стены на 300 см.

134

Рисунок 16.8.1. – Контур комнаты, созданный с помощью редактируемого сплайна

Вращение

Модификатор Lathe (Тело вращения). Создает объект с круговой симметрией, поворачивая сплайн относительно какой-либо оси. Значение параметра Degrees (Градусы) свитка Parameters (Параметры) данного модификатора определяет угол вращения сплайна. Установка флажка Flip Normals (Обратить нормали) позволяет менять ориентацию нормалей на противоположенную. Параметр Segments (Сегменты) определяет количество сегментов, на которые будет разбиваться поверхность объекта, созданного вращением. Подобно выдавленным объектам, тела вращения могут иметь торцы, для определения которых используются параметры раздела Capping (Накрытие). Для выбора оси вращения используются кнопки раздела Direction (Направление). Используя кнопки раздела Align (Выравнивание) в свитке, можно выровнять ось в соответствии с минимальной (кнопка Min), центральной (кнопка Center) или максимальной (кнопка Max) точкой объекта.

Задание: Создать круглый столик.

Рисунок 16.8.2. – Создание контура для вращения объекта с помощью сплайна

135

1.Создать сплайн (рисунок). Обратить внимание на виды вершин. Поставить где надо сглаженные.

2.Применить модификатор Lather. С параметром выравнивания min или max.

16.9. Составные объекты Boolean

Объекты данного типа создаются за счет применения к оболочкам двух трехмерных тел одной из трех операций булевой алгебры [19]:

Union (Объединение),

Subtraction (Исключение),

Intersection (Пересечение).

Оболочки исходных тел, участвующих в булевской операции и называемых операндами, обязательно должны пересекаться. Из двух объектов, участвующих в булевской операции, один должен быть выделен до ее начала (операнд А), а другой (операнд В) указывается в ходе операции.

В 3D Studio MAX предусмотрены пять типов булевых операций (рисунок

16.9.1):

Union (Объединение) – результатом операции является объект, который получается вследствие объединения двух исходных объектов; при этом части объектов, оказавшиеся внутри общего внешнего объема, удаляются;

Intersection (Пересечение) – полученный объект является результатом пересечения двух исходных объектов; при этом части объектов, оказавшиеся вне общего внутреннего объема, удаляются;

Subtraction (A-B)/Subtraction (B-A) (Вычитание (A-B)/Вычитание (B-A)) –

результатом является объект, полученный посредством вычитания одного объекта из второго, все части которого отсекаются объемом первого и удаляются;

Cut (Вырезание) – полученный объект является результатом вырезания на поверхности первого объекта в местах пересечения со вторым объектом соответствующих отверстий и проемов.

Рисунок 16.9.1. – Примеры применения разных типов булевых операций

136

Булевы объекты являются разновидностью составных объектов и поэтому принадлежат к группе Compound Objects (Составные Объекты) из категории Geometry (Геометрия) на панели Create (Создать). Технология создания булева объекта состоит из двух этапов – предварительной подготовки исходных объектов и последующего применения к ним требуемой булевой операции, причем перед применением последней один из исходных объектов обязательно должен быть выделен, иначе операция Boolean окажется недоступной.

Существует несколько методов создания булевых объектов:

Copy (Копия) – при создании булева объекта сохраняется оригинал операнда В;

Move (Перенос) – при создании булева объекта оригинал операнда В не сохраняется;

Instance (Образец) – создается Boolean-объект и одновременно сохраняется копия операнда В; при изменении копии булев объект будет изменяться, а при изменении булева объекта будет меняться копия;

Reference (Ссылка) – создается Boolean-объект и одновременно сохраняется копия В-операнда; если при этом изменять оригинал, то Boolean-объект тоже изменится; если же изменять Boolean-объект, то оригинал при этом изменяться не будет.

Результат булевой операции не всегда оказывается удачным, поэтому следует соблюдать ряд условий:

исходные объекты должны пересекаться в некоторой области пространства, причем характер пересечения нужно тщательно отрегулировать в окнах проекций;

исходные объекты должны иметь достаточное количество сегментов и быть сглаженными, иначе результат окажется слишком грубым или совсем не соответствующим задуманному;

каркасы должны быть построены правильно – грани, совместно использующие ребро, должны совместно использовать и две вершины, а ребро может совместно использоваться только двумя гранями. Для редактируемых сеток может потребоваться объединение совпадающих вершин вручную в режиме Edit Mesh.

Для примера попробуйте создать булеву операцию вычитания на примере трех перекрывающихся сфер (рисунок 16.9.2). Выделите центральную сферу, на панели Create установите категорию объектов Geometry, в списке типов объектов укажите тип Compound Objects (Составные Объекты), щелкните по кнопке Boolean и установите операцию Subtraction (A-B). Обратите внимание, что в начальный момент оказывается определенным лишь операнд A (рисунок 16.9.3), поэтому для указания операнда B щелкните по кнопке Pick Operand B (Выбрать операнд B), а затем укажите мышью самую большую из сфер. В итоге в сфере, использованной в качестве операнда A, появится выемка (рисунок 16.9.4). Если операнд B был задан неправильно, не следует сразу же вновь щелкать по кнопке Pick Operand B и указывать другой объект (хотя программа это позволяет), поскольку объект, неудачно выбранный как операнд B, не восстановится (рисунок 16.9.5.). В таких ситуациях нужно сначала отменить предыдущий выбор операнда B командой Undo и только потом сделать новый выбор.

137

Рисунок 16.9.2. – Исходные сферы

Рисунок 16.9.3. – Вид свитка Pick Boolean на начальной стадии

создания булева объекта

138

Рисунок 16.9.4. – Результат первой булевой операции

Рисунок 16.9.5. – Неудачный результат второй булевой операции: был повторно задан операнд B без отмены предыдущего выбора

Моделирование при помощи булево объединения.

Как правило, булево объединение используется в отношении объектов, которые должны выглядеть сплошными, то есть их поверхность всегда закрыта, а внутренняя структура для сцены неактуальна. Булево объединение позволяет избавиться от видимости соединения объектов между собой и полезно в тех случаях, когда пересечение видимо. Если же пересечение двух объектов скрыто, то в применении булевой операции объединения нет необходимости.

139

Для примера попробуем последовательно объединить три стандартных примитива – две сферы и цилиндр – в форму гантели. Создайте исходные объекты и разместите их по отношению друг к другу нужным образом (рисунок 16.9.6 и 16.9.7). Выделите цилиндр, активируйте булеву операцию Union, для определения операнда B щелкните по кнопке Pick Operand B (Выбрать операнд B), а затем укажите мышью одну из сфер. В итоге цилиндр и сфера станут единым объектом. Выделите объединенный объект, активизируйте режим создания булевых объектов, щелкните по кнопке Pick Operand B (Выбрать операнд B) и укажите вторую сферу. Результатом станет получение одного единственного булева объекта.

Рисунок 16.9.6. – Исходные объекты

Рисунок 16.9.7. – Рендеринг исходных объектов

Моделирование при помощи булево вычитания

Булевы операции вычитания наиболее широко используются при моделировании. Чаще всего они применяются для создания закруглений и углублений на первом из исходных объектов, а также выемок и сквозных отверстий в нем, и потому второй объект условно можно считать своеобразной стамеской или фрезой, которая создает желобок на первом объекте или выбирает какую-то его часть. В качестве «режущих инструментов» могут быть задействованы самые

140