617_Zabelin_L.JU._Osnovy_komp'juternoj_grafiki_

карты. Отбрасывание теней с картами теней требует памяти, однако их визуализация осуществляется быстрее, чем визуализация ray-traced-теней, особенно в случае сложных моделей. Компромисс заключается в том, что карты теней требуют определенного времени на подготовку и постоянную проверку точности и соответствия. В реальной жизни четкость тени является продуктом близости объекта к поверхности, на которую он отбрасывает тень. Окно отбрасывает через комнату очень мягкую тень, тогда как стул под тем же освещением дает достаточно четкую тень. Благодаря такому качеству для сцен, требующих предельного реализма, можно использовать несколько освещений, обладающих различными теневыми эффектами.

Задание на самостоятельную работу

Создание первой сцены Создайте плоскость для имитации поверхности. На ней установите объект

типа Teapot.

Первыми мы рассмотрим источники Spotlight. Они бывают Target (направленые) и Free (свободные). Разница заключается в том, что направленый источник имеет вспомогательный объект Target, который как бы "нацеливает" источник света. Мы воспользуемся направленным источником света, т.к. его легче направить в нужном направлении.

С помощью меню Create -> Standart Lights -> Target Spotlight создайте источник "направленый прожектор" и установите его как показанно на рисунке

16.15.4.

Рисунок 16.15.4. – Создание сцены

Визуализируйте сцену (F9). Результат визуализации можно увидеть на рисунке 16.15.5.

201

Рисунок 16.15.5. – Визуализация сцены с применением источника света.

Теперь поднимем источник света вверх, чтобы прожектор захватывал большую зону и увеличем площадь плоскости, находящуюся под чайником (рисунок 16.15.6). Послее этого, для изменения параметров источника света, выделите его и перейдите на вкладку Modify.

Рисунок 16.15.6. Теперь источник света захватывает весь чайник,

аплоскость увеличена.

Всвитке Shadows в Generals Parameters установите галочку on (включены) а в качестве способа просчета тени установите Adv. ray traced. Визуализируйте сцену – вы увидите, что наш чайник начал отбрасывать тень (рисунок

16.15.7).

202

Рисунок 16.15.7 – Визуализация с включенными тенями.

Но, как правило, для того чтобы правильно осветить сцену, необходимо подсветить объект вторым источником света с отключенными тенями. Поэтому создайте источник света типа Omni и расположите его как показано на рисунке

16.15.8.

Рисунок 16.15.8. – Источник Omni

Omni – является точечным всенаправленным источником света и очень удобен для создания глобальной подсветки сцены.

После этого, в параметрах источника света активируте свиток

Intensity/Color/Attenuation и установите параметр multiply равный 0.77.

Визуализируйте сцену.

Как видно из рисунка 16.15.9, сцена стала более сочной, яркой и реалистичной.

203

Рисунок 16.15.9. – Визуализированныая сцена со вторым источником света в качестве подсветки.

Удалите установленные ранее источник света и установите источник света Directional. Объект Directional Light в 3dS МАХ представляет собой нечто подобное гибриду между традиционным параллельным и точечным источником света. Directional Light похож на точечный источник света в том, что имеет яркую точку (hotspot) и границу действия освещения (falloff). Это помогает управлять протяженностью, до которой можно просчитать тени на сцене, и размером границы освещения. Когда яркая точка минимизирована, Directional Light становится похож на фотографический источник света, отбрасывающий мягкий локальный свет (рисунок 16.15.10).

Рисунок 16.15.10. – Установленный источник света типа Directional.

204

Визуализируйте сцену. Результат визуализации показан на рисунке

16.15.11.

Рисунок 16.15.11. – Визуализация с применением источника света Directional

16.16. Создание освещения в сцене с помощью источника Skylight

Создание второй сцены

Для начала создайте простенькую сцену, разместив в ней плоскость, на которой находятся несколько геометрических объектов, как показано на рисунке 16.16.1. Назначьте всем объектам белый цвет.

Рисунок 16.16.1. – Заготовка сцены

В любом месте сцены устнаовите источник света типа Skylight (рисунок

16.16.2).

205

Рисунок 16.16.2. – Заготовка сцены

Отличается Skylight от всех остальных стандартных источников света тем, что его воображаемые лучи не исходят из какой-то одной точки. При размещении осветителя Skylight в составе сцены она как бы накрывается сверху воображаемым куполом в виде бесконечно большой полусферы, все точки которой являются источниками световых лучей. Положение, ориентация и размеры значка не имеют никакого значения – это всего лишь вспомогательный объект.

Теперь, для корректной визуализации сцены необходимо включить режим расчета освещенности Light Tracer, иначе вы получите картинку, где все объекты имеют однотонные цвета, совершенно без бликов. Для этого нажмите клавишу F10 для активации окна настроек визуализации. После этого перейдите на закладку Advaced Lighting и выбирете Light Tracer для просчета теней, как показанно на рисунок 16.16.3.

Рисунок 16.16.3. – Установка дополнительного плагина для просчета света

206

Свиток Skylight Parameters имеет следующие свойства:

Use Scene Environment – при установке этого переключателя для окрашивания цвета осветителя будут использованы настройки цвета фона, сделанные в окне диалога Enironment меню Rendering.

Sky Color – при установке этого переключателя можно выбрать нужный нам цвет.

Map – Позволяет заменить цвет осветителя изображением текстурной карты. Если установить в счетчике величину доли вклада меньше 100%, то цвет ее рисунка будет смешиваться с цветом неба, заданным в образце.

Визуализируйте сцену. Результат визуализации можно увидеть на рису-

нок 16.16.4.

Рисунок 16.16.4 – Визуализированная сцена.

17. Анимация

Анимация: от рисованной до трехмерной

Понятие анимации в примитивном виде было знакомо человеку еще пять тысяч лет назад [8]. Например, не так давно во время археологических раскопок на юго-востоке Ирана обнаружили глиняный кубок, на котором отчетливо сохранились рисунки. На этих изображениях можно увидеть козленка, который подпрыгивает и срывает зубами листья в разные моменты времени. Когда человек переводил взгляд с одного такого изображения на другое, картинки "оживали".

В XIX веке появилось множество разных устройств, которые "оживляли" ряд картинок. Например, одно из подобных устройств, зоотроп, представлял собой барабан, внутри которого находилось большое количество похожих картинок, которые немного отличались друг от друга. На таких изображениях были запечатлены кадры простого циклического действия, например прыжок ребенка со скакалкой, бег страуса и т. д. Глядя в щели в корпусе вращающегося барабана, зритель видел "ожившие" картинки.

207

С появлением кинематографа возникла кукольная анимация, которую можно считать первой трехмерной анимацией. Куклы размещались на съемочной площадке, аниматоры устанавливали их положение, после чего снимался кадр. Затем положение рук, ног и прочих частей тела персонажей изменялось, и снимался следующий кадр. И так – пока мультфильм не был готов.

Фактически, анимация, которая создается в 3ds Max, является прямым наследником кукольной анимации. Принцип ее создания остался таким же, однако сегодня, благодаря более совершенным техническим средствам, процедура упрощена. Главным преимуществом компьютерной анимации перед кукольной является то, что для "оживления" виртуальных кукол аниматору не нужно работать над каждым снимком фильма, а достаточно делать это лишь выборочно.

В основе компьютерной анимации лежит понятие ключевых кадров. Вместо того, чтобы задавать положение объектов в каждом кадре, 3D-аниматору достаточно показать программе начальное и конечное положения предметов съемки, а движение во всех промежуточных кадрах будет просчитано автоматически на основе этих данных. Кадры, в которых указывается положение объектов, и называются ключевыми.

Анимация по ключевым кадрам

Самый удобный способ анимации в 3ds Max – использование режима автоматического создания ключевых кадров. Для этого необходимо выполнить три действия.

Включить режим автоматического создания ключевых кадров анимации, нажав кнопку Auto Key (Автоключ), которая расположена под шкалой анимации.

Передвинуть ползунок анимации, установив его на какой-нибудь следующий кадр.

Изменить положение объекта в пространстве.

Если вы попробуете после этого воспроизвести анимацию с помощью кнопки Play Animation (Воспроизвести анимацию), которая расположена под шкалой, то увидите, как объект перемещается в окне проекции.

Когда вы переместили объект в режиме автоматического создания ключевых кадров, вы указали начальную и конечную координаты чайника, а на основе этой информации 3ds Max определил положение объекта в каждом из промежуточных кадров.

Данный способ позволяет анимировать любые параметры объекта. Например, анимируя значение параметра Opacity (Непрозрачность) в настройках материала объекта, можно сделать анимацию, в которой объект постепенно будет становиться невидимым, а задав многократно в ключевых кадрах для источника света разные значения параметра Multiplier (Яркость), можно заставить свет мигать.

На шкале анимации ключевые кадры обозначаются метками-маркерами. Для перемещения между ключевыми кадрами анимации используется кнопка Key Mode Toggle (Переключение между ключевыми кадрами). Ключевыми кад-

208

рами можно управлять – изменять их положение, удалять, назначать группам объектов, корректировать параметры и т. д. Например, для удаления ключевого кадра используется контекстное меню, возникающее при щелчке правой кнопкой мыши на маркере (рисунок 17.1), а для перемещения достаточно изменить положение маркера, удерживая кнопку мыши.

Рисунок 17.1. – Удаление ключевого кадра

17.1. Создание простой анимации

Создайте в окне проекции Teapot (чайник), удобнее работать с одним окном проекции, а не с четырьмя сразу, поэтому разверните окно Perspective (Перспектива) во весь экран (Alt+W) [13].

Объект, созданный по умолчанию, состоит из небольшого количества полигонов, поэтому выглядит угловато, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели и в свойствах объекта увеличьте параметр Segments (Количество сегментов).

Теперь можно приступить к созданию анимации. Используя модификатор Slice (Срез), вы сможете создать видео, на котором чайник будет постепенно появляться. Выделите объект, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели, выберите из списка Modifier List (Список модификаторов) модификатор Slice (Срез). Этот модификатор разделяет объект условной плоскостью и отсекает его часть (рисунок 17.1.1).

209

Рисунок 17.1.1. – Модификатор Slice

В нашем случае в настройках модификатора нужно указать параметр Remove Top (Отсечение верхней части). При этом объект исчезнет, так как по умолчанию плоскость лежит в его основании.

Рисунок 17.1.2. – Параметр Remove Top

Для создания анимации переключитесь в режим ключевых кадров, нажав на кнопку Auto Key (Автоключ) под шкалой анимации внизу экрана (рисунок

17.1.3).

210