Андрей Шишанов
Ландшафтный дизайн и экстерьер в 3ds Max

Введение

Испокон веков люди нуждались в жилищах и занимались их строительством. Сначала использовались естественные образования вроде пещер или лесных завалов. Затем человек стал строить сам. Простейшие шалаши и землянки постепенно превращались во все более комфортные и продуманные постройки, иногда в несколько этажей. С некоего периода уже невозможно стало строить «на глазок» – пришло время предварительного проектирования. Возможно, сначала план будущего здания чертился углем на стене или палочкой на песке, затем стилусом на папирусе. Потом пришло время бумаги и кульманов. С бурным ростом компьютерных технологий появились новые возможности, поднявшие труд дизайнеров и архитекторов на качественно новую ступень. Специализированные программы для архитекторов и раньше были активно востребованы и популярны, но сейчас, когда высокие технологии пришли в массы, эти программы переживают второе рождение и настоящий бум. Программные продукты вроде ArchiCAD или Chief Architect – очень удобный инструмент для архитекторов, но он практически бесполезен для конечного потребителя-заказчика. Заказчик хочет видеть, как будет выглядеть его дом или участок, не в линиях чертежей или планов, а «как на фотографии». Фотографии того, чего еще нет в жизни. И тут на первый план выходят «фотоаппараты будущего» – программы трехмерной презентации. Их достаточно много. Не буду перечислять их и заниматься сравнением. Отмечу лишь, что для решения этих задач как нельзя лучше подходит 3ds Max: имея CAD-овскую основу, то есть практически все средства для точного построения архитектурной модели, программа в первую очередь ориентирована именно на создание красивой картинки-презентации, включая возможность построения целых поселков и городских районов среди лесов и парков, часто анимированных для более сильного рекламного воздействия на потенциального покупателя. Это вовсе не означает, что, решая задачи архитектурного и ландшафтного моделирования, можно обойтись только данной программой. Наоборот. Для реализации всей глубины замысла потребуются несколько различных программ, а зачастую еще и с десяток подключаемых модулей. Здесь вполне уместным будет выражение «каждому свое»: для черчения использовать, например, AutoCAD, для архитектурного проектирования – ArchiCAD, для презентации и анимации – 3ds Max, для создания растительности – Onyx Tree, для видеомонтажа – Adobe Premiere Pro или Fusion, и так далее. Архитектурная презентация – одна из самых сложных по реализации задач как по уровню требуемых знаний, так и по требовательности к графическим пакетам и компьютерным мощностям. Но сегодняшние реалии рынка компьютерной графики и прогнозы его развития позволяют с уверенностью утверждать, что за компьютерной архитектурной презентацией большое будущее.

Для кого предназначена книга

   Цель этой книги – помочь начинающим пользователям, которые знакомы с интерфейсом 3ds Max и имеют начальные навыки моделирования, научиться с помощью несложных инструментов и приемов строить архитектурные и ландшафтные объекты, создавать растительность и высаживать ею целые массивы, правильно текстурировать и освещать, а в конечном итоге заставить все это ожить в анимированном презентационном ролике. Издание не описывает интерфейс 3ds Max и инструменты моделирования: предполагается, что читатель уже знаком с ними. Материал изложен в виде очень простых примеров, позволяющих понять суть основных процессов, и специально лишен описания трудоемких решений, которые необходимо осваивать самостоятельно по специализированной литературе для повышения мастерства. Основная задача книги – рассказать начинающему пользователю об основных принципах решений задач, возникающих при ландшафтном моделировании, и научить применять их творчески в дальнейшем для создания качественных изображений экстерьера.
   В книге описываются методика применения подключаемого визуализатора V-Ray 1.5 SP2, работа с большими массивами моделей и текстур, оптимизация ресурсов компьютера для наибольшей результативности, а также представлена информация о том, как работать со звуковым сопровождением и визуальными спецэффектами.
   Начинающие визуализаторы ландшафтной архитектуры и архитекторы, желающие показать свое творение во всей красе, надеюсь, найдут в этой книге полезную для себя информацию, которая позволит сократить время от замысла проекта до его воплощения до минимума.
   К книге прилагается DVD, который поможет более полно воспринять рассмотренный в ней материал. Диск содержит сцены описанных в книге упражнений, триал-версию 3ds Max 2009 Design, подборку различных текстур и моделей для экстерьера, подключаемые модули, сценарии и др. Обратите внимание, что для открытия всех файлов сцен у вас должен быть установлен подключаемый визуализатор V-Ray 1.5 SP2 (который, кстати, тоже есть на DVD).

   Примечание
   По ходу изложения я буду приводить ссылки на диск, где можно найти тот или иной файл, плагин или сценарий. У DVD есть программа-оболочка с разделами, по которым все содержимое и распределено. Однако я буду давать ссылки не на эти разделы, а на «физические» папки, которые отображаются при открытии DVD менеджером файлов (например, банальным Проводником или Total Commander). Навигация по разделам оболочки описывается в самой оболочке (раздел Описание диска).

Требования к аппаратным ресурсам

   3ds Max – программа, которая, как правило, всегда отличалась не слишком завышенными требованиями к ресурсам компьютера по сравнению с предлагаемыми ею возможностями. Но для визуализации экстерьера это правило уже не действует. Невозможно построить сцену, состоящую из миллионов, а нередко и миллиардов полигонов с сотнями деревьев и тысячью деталей, на слабом компьютере. Поэтому компьютер должен соответствовать решаемым задачам.
   На что следует обратить внимание в первую очередь?
   На оперативную память. Огромные объемы текстур и прокси-моделей требуют максимального объема качественной оперативной памяти. 4 Гбайт памяти можно считать необходимым минимумом, 8 Гбайт очень и очень желательны. Вообще-то, предпочтительно и еще больше, но пока производители не могут предоставить нам такую роскошь, поэтому приходится рассчитывать только на этот объем, оптимально строя сцену и расходуя ресурсы. Экономить на памяти не нужно: она должна быть высококачественной, лучше в «китовом» наборе, в котором фирма-производитель подобрала две планки по идентичности параметров.
   Следующий важный элемент – процессор. Сейчас в ассортименте и по доступной цене предлагаются четырехъядерные процессоры от фирм Intel и AMD. Выбор конкретной модели и производителя зависит от ваших финансовых возможностей и предпочтений. Замечу только, что просчет сложных трехмерных сцен на таком процессоре значительно сократит время ожидания окончания рендеринга. Нередко практикуемый (а зачастую и предусмотренный фирмой-производителем) разгон процессора (повышение его производительности) также позволяет сокращать время ожидания окончания рендеринга иногда до 25–30 %, а то и больше. Особенно это актуально при создании анимационных презентаций. Но в этом случае обязательно нужно применить дополнительное качественное охлаждение как процессора (например, кулерами от известной фирмы Zalman), так и корпуса.
   Видеокарта также занимает не последнее место в списке требований. Ведь придется обрабатывать и выводить на экран гигантское количество полигонов. Профессиональные видеокарты достаточно дороги для рядового пользователя, поэтому чаще всего выбор останавливается на топовых игровых аналогах. Из имеющихся на сегодняшний день можно смело рекомендовать видеокарты класса ATI Radeon HD 4850 и GF 9800 GTX или GTX 295, желательно с 1 Гбайт видеопамяти на борту – это позволит интерактивно отображать большее количество текстур в сцене. Хотя, честно говоря, игровая видеокарта предназначена все же совсем для других задач, и ее мощность, активно используемая в играх, зачастую бездействует в профессиональных приложениях. Поэтому по возможности лучше провести эксперимент: сравнить в реальной работе в 3ds Max на загруженной сцене топовую дорогую модель и доступное решение из среднего диапазона. Возможно, проявившаяся разница покроет потраченные средства (если вы к тому же еще и не любитель компьютерных игр на досуге).
   Все остальные компоненты: материнская плата, блок питания, система охлаждения и прочее – должны быть рассчитаны на стабильную, беспрерывную работу в течение длительного времени – иногда недель и даже месяцев.
   Особенно внимательно следует отнестись к блоку питания. Обычно неопытный пользователь покупает готовый корпус со встроенным блоком питания, забывая, что из экономии такие корпуса обычно комплектуются дешевыми и маломощными блоками. А уже одна видеокарта последнего поколения не только требует отдельного шлейфа питания, но и потребляет до 250 Вт электроэнергии – столько же, сколько буквально пять-шесть лет назад потреблял весь компьютер. Поэтому на блоке питания ни в коем случае нельзя экономить. Стоит обратиться к решениям от таких известных брендов, как Chieftec, Zalman, Thermaltake, Cooler Master. Для мощного компьютера очень желателен блок питания не менее 750 Вт с гарантированным током по 12-вольтовой шине не менее 18–20 А.
   Очень внимательно необходимо отнестись также к системе охлаждения. Большое количество тепловыделяющих частей компьютера (процессор, видеокарта, элементы материнской платы), будучи расположенными в маленьком дешевом корпусе со множеством плохо уложенных шлейфов, могут доставить вам немало хлопот нестабильной работой, а нередко и выходом из строя. Поэтому крайне желательно приобрести большой корпус, предназначенный для серверов. Такие корпуса производят многие фирмы, но наибольшее распространение у нас получили Chieftec и Thermaltake. Удобное расположение элементов, продуманный доступ к обслуживанию и хорошая проточная вентиляция позволят прослужить вашему компьютеру долгую жизнь, радуя вас стабильной работой в любой климатической зоне.
   Ну и наконец монитор. Поскольку придется работать с огромными по масштабу и количеству деталей сценами, лучше остановить свой выбор на экранах большого формата. Примерно 21" и более. Особенно это актуально для программ нелинейного видеомонтажа наподобие Adobe Premiere. Но следует помнить, что TFT-мониторы в силу своих технических особенностей потребляют значительную часть ресурсов видеокарты, в отличие от ЭЛТ-мониторов – иногда до 15–20 %. Поэтому здесь нужно найти разумный баланс между мощностью видеокарты и размером диагонали монитора. При выборе монитора следует внимательно отнестись к размеру пиксела (чем он меньше, тем более четким и менее зернистым будет изображение), а также к типу матрицы. Для серьезной работы с графикой лучше выбрать матрицу типа S-IPS. Еще один параметр монитора – время отклика матрицы. Однако оно критично для просмотра видеофильмов или для динамичных компьютерных игр. Для работы в 3ds Max время отклика имеет второстепенное значение. Поэтому лучше обратить взор к более медленному, но качественному экрану с правильной передачей цветов и их оттенков. Монитор желательно выбирать в магазине, среди нескольких включенных образцов, чтобы выбрать наилучший по равномерности подсветки и отсутствию битых пикселов: даже у самых дорогих моделей от именитых производителей эти показания разнятся у каждого конкретного аппарата. Из наиболее распространенных на нашем рынке моделей самыми качественными (хоть и недешевыми) решениями представлены фирмы NEC, Apple и EIZO.
   И последний, маленький по размерам, но не по значению элемент – мышь. Появившиеся в последнее время высокоточные лазерные мыши как нельзя лучше подходят для требующей точности работы в среде трехмерной графики. С увеличением диагонали монитора чувствительность мыши в 1200 dpi будет совсем не лишней. Очень важно, чтобы мышь идеально подходила вашей руке по эргономике, поскольку работать придется со множеством мелких деталей, а лишнее неосторожное (иногда незамеченное) движение может привести к неприятным казусам. Не являются разумным решением для наших задач беспроводные мыши. Их точность и чувствительность достаточны для работы в текстовых редакторах и для интернет-серфинга, но при высокоточной работе в сложной сцене они доставят больше хлопот, чем удовольствия. Желателен также коврик для мыши. Хотя коврики были предназначены для мышей с шариком внутри, а с появлением лазерных и оптических практически вышли из употребления, однотонная равномерная поверхность отражения, в отличие от неоднородного покрытия стола, только добавит стабильности вашим движениям.
   Если работа предполагает большие объемы и сжатые сроки, то имеет смысл подумать о приобретении второго компьютера. Его предназначение – визуализация готовых частей сцены, пока вы продолжаете работу на другом компьютере. Экономится масса времени: нет необходимости сидеть сложа руки, дожидаясь окончания вычислений, которые бывают достаточно продолжительными. Видеокарта на этом компьютере может быть совсем простенькая – исключительно для отображения происходящих процессов. Ну и желательно укомплектовать его вторым, можно недорогим, монитором. Хотя все современные мониторы и поддерживают подключение двух и более компьютеров и достаточно просто нажать соответствующую кнопку для смены процессов, все же наличие независимого, отдельного монитора для второго компьютера сделает работу более комфортной.
   Архитектурные организации или небольшие творческие коллективы могут приобрести дополнительно мощный общий сервер, куда сотрудники отправляют для визуализации готовые сцены.
   Чтобы рационально использовать рабочее время и сократить сроки исполнения проекта, необходимо также хорошо организовать рабочее место. Это немаловажный фактор для продуктивной работы.

Организация рабочего пространства

   Во время работы над сложным архитектурным проектом или ландшафтным моделированием придется иметь дело с большим объемом информации – модели, текстуры, прокси-объекты и сами файлы сцены. Причем в процессе работы этот объем множится с невероятной скоростью и велика вероятность запутаться и потерять драгоценное рабочее время в поисках нужной текстуры или модели, которую «куда-то положил». Чтобы избежать подобной ситуации, рекомендуется назначить на отдельном диске, например D:, специальный каталог проекта.

   Внимание!
   Нежелательно хранить подобную информацию на диске С:, который предназначен для операционной системы и используемых программ. К тому же при переустановке операционной системы иногда приходится прибегать к радикальному средству – форматированию диска. При этом можно форматировать только раздел С: без опасности потерять необходимые данные и библиотеки, расположенные в разделе D:.

   Создайте один общий каталог для хранения материалов и текстур. Например, он будет называться Материалы и модели. В этом каталоге создаются дополнительные папки, разбитые по категориям (рис. 0.1).

   Рис. 0.1. Создание рабочих папок

   Например, в папке Материалы собираются все растровые карты, применяемые в работе до их обработки под конкретные задачи. 3ds Max все используемые текстуры загружает непосредственно в оперативную память. Например, текстура объемом 2 Мбайт будет расходовать 2 Мбайт оперативной памяти. При построении же архитектурных сцен чаще всего их будет видно с достаточно большого расстояния, и нет необходимости, скажем, для текстурирования крыши здания на третьем плане применять текстуру большого размера. Логично «ужать» ее в Photoshop или SmartSaver до небольшого объема. И эту, приготовленную для применения, текстуру хранить уже в другой папке – Обработанные текстуры.
   Примерно по тому же принципу нужно отнестись и к моделированию. Нет никакой необходимости детально моделировать здание или элементы архитектурных форм в общей сцене всего проекта. Лучше это делать в отдельных сеансах работы и в новых сценах, а потом по мере готовности добавлять в общий проект командой Merge (Присоединить), причем на заднем плане размещать модели с гораздо меньшей детализацией. И для этих «ужатых» моделей архитектурных элементов и растительности создать отдельные папки. Таким образом, ресурсы компьютера будут распределены на несколько сеансов и позволят работать максимально комфортно.
   Так же распределите по своим папкам и другие составляющие сцены. Тогда ничего не затеряется, и работа не будет отягощена ненужными поисками нужных элементов. Все будет под рукой на своих местах.
   Если же вы используете еще один компьютер или у вас корпоративная сеть, то идентичный каталог папок имеет смысл создать и на других компьютерах или серверах. Тогда при визуализации проекта сцена будет считывать файлы из одноименных папок без появления окна предупреждения о недостающих текстурах. Заодно продублируется каталог проекта и сохранится проделанная работа. Если один из компьютеров по техническим причинам даст сбой, то резервное копирование файлов на другом компьютере поможет избежать неприятных последствий.

Глава 1
Подготовка к построению ландшафта

Любая архитектура, будь то здание или малая архитектурная форма, возводится на земле, то есть на ландшафте. В зависимости от местности это может быть равнинный, холмистый или горный ландшафт, с возвышенностями и водоемами, скальными выступами и береговой чертой моря. Задача при построении такого ландшафта – выбрать правильный способ моделирования, чтобы максимально сэкономить ресурсы и дифференцированно смоделировать весь объем ландшафта с необходимой детализацией. Есть достаточно много путей смоделировать ландшафт, включая использование специального программного обеспечения вроде ProSite или подобных ему программ. Но наша задача – строить по возможности всё в 3ds Max, тем более что в нем достаточно много подходящих для этой цели инструментов и способов. Давайте рассмотрим некоторые из них, а потом выберем наиболее подходящий для наших задач.
Для начала рассмотрим небольшой гипотетический план местности, представленный в виде изолиний с картой высот (рис. 1.1).

   Рис. 1.1. Чертеж местности в изолиниях

   Оговорюсь сразу: мы не будем строить точный геодезический план местности, в наш круг задач это не входит. Наша задача – сделать местность узнаваемой. Ведь мы делаем архитектурную презентацию зданий, по большому счету – красивую картинку для потенциального клиента. И небольшие неточности в ландшафте вполне допустимы. Поэтому уровень детализации должен быть умеренным, чтобы создаваемая сетка не была слишком емкой по требованиям к компьютерным ресурсам. Они нам еще понадобятся в дальнейшем.
   Создадим модель ландшафта одним из способов – выдавливанием сетки с помощью модификатора Displace Mesh (Смещение поверхности). Для этого нам понадобится растровая карта высот – ее мы сделаем в программе Photoshop. Принцип работы этой карты несложен: черный цвет соответствует нулевой отметке высоты, белый – максимальному уровню подъема, градиент от черного к белому – переходу между высотами. Но нам необходимо привязаться к реальным, указанным на чертеже размерам. Поэтому для начала давайте создадим в 3ds Max новую сцену и выставим в ней масштаб нашего проекта. В зависимости от проекта это могут быть и миллиметры, и сантиметры, и метры. В данном случае выставим масштаб в сантиметрах.
   Выполните команду меню Customize → Units Setup (Настройки → Установка единиц). В окне Sistem Unit Setup (Установка системных единиц) выберите сантиметры (рис. 1.2). В этом масштабе будет сохраняться и экспортироваться сцена. В области Display Unit Scale (Отображение единиц масштаба) окна Units Setup (Установка единиц) также выставьте сантиметры. В сантиметрах будут отображаться все цифровые значения объектов в сцене.

   Рис. 1.2. Установка единиц измерения

   Следующий этап – построение собственно самой сетки, из которой будет выдавливаться ландшафт. Необходимо соблюсти пропорциональность создаваемой сетки с имеющимся в нашем распоряжении чертежом. В данном случае это изображение 768 х 1024 пикселов. Значит, и сетка должна быть создана в тех же пропорциях.
   Возьмите объект Plane (Плоскость) из Standart Primitives (Стандартные примитивы). Задайте 768 см по длине и 1024 см по ширине объекта (поля Length (Длина) и Width (Ширина) в свитке Parametres (Параметры)). Количество сегментов по длине (поле Length Segs) установите 30 единиц, по ширине (поле Width Segs) – 40 единиц (рис. 1.3). Сильно усердствовать тут не обязательно: нужную плотность сетки будете добавлять по мере необходимости в местах скопления мелких деталей. Разбить сетку на более мелкие сегменты вам понадобится для дальнейшей «ручной» доводки созданного объекта. Конвертируйте полученный объект в редактируемый полигон, щелкнув на объекте правой кнопкой мыши и выполнив команду контекстного меню Convert To → Convert To Editable Poly (Конвертировать в → Конвертировать в редактируемый полигон).

   Рис. 1.3. Создание заготовки ландшафта

   Следующий этап – изготовление карты выдавливания в программе Photoshop. Придется запустить на компьютере сразу две программы – 3ds Max и Photoshop, – чтобы интерактивно наблюдать за результатом и вносить необходимые поправки.
   Создайте новый документ (рис. 1.4) размером 768 х 1024 пикселов; из вариантов Color Mode (Модель цвета) выберите Grayscale (Шкала яркости): создаваемое изображение нам необходимо в оттенках черного и белого, цвет нам совсем не нужен, и это позволит сделать карту менее требовательной к ресурсам компьютера.

   Рис. 1.4. Создание заготовки карты высот

   Теперь загрузим изображение чертежа и положим его вторым слоем, чтобы можно было рисовать, ориентируясь на контуры изолиний.

   DVD
   Файл чертежа – Карта высот.jpg – находится на диске в директории Examples\Сцены\Глава 1.

   Откройте файл чертежа и клавиатурной командой Ctrl+A выделите весь объект (рис. 1.5). Эту операцию можно произвести и с помощью команды меню Select → All (Выделить → Все).

Рис. 1.5. Выделение изображения чертежа

Скопируйте выделенное изображение в буфер обмена командой Edit → Copy (Правка → Копировать) или клавиатурной комбинацией Ctrl+C. Закройте без сохранения ненужный более документ и перейдите в изображение заготовки карты высот. Командой Edit → Paste (Правка → Вставить) наложите изображение из буфера обмена на чистый белый лист, на котором мы будем рисовать. Откройте палитру Layers (Слои) и уменьшите прозрачность слоя до 25 % (рис. 1.6).

   Рис. 1.6. Уменьшение прозрачности слоя

   Сделайте активным слой Background. На этом слое мы будем рисовать карту высот, при необходимости уменьшая прозрачность верхнего слоя с контурами высот для коррекции рисунка. Приступим.
   Как вы помните, чистый черный цвет – это нулевая отметка высоты. Белый – максимальная высота. Выберите инструмент Lasso (Лассо) (или любой другой удобный для вас инструмент) и обведите наружный контур кривой высот. Не старайтесь делать это очень точно: все равно потом придется применять размытие и ручную доработку кистью. Замкните выделение и залейте полученную область светло-серым цветом (RGB 190:190:190) (рис. 1.7).

   Рис. 1.7. Заливка первого выделенного контура

   Примечание
   Мы специально рисуем негативом, чтобы было легче контролировать контуры чертежа. Инвертировать (поменять местами белый с черным) потом не составит труда.

   Постепенно выделяйте контуры высот от края к центру и заливайте их все более темными оттенками серого. Помните, что контуры одинаковой высоты должны быть залиты одинаковым по насыщенности цветом (рис. 1.8).

   Рис. 1.8. Заливка контуров

   Примечание
   Можно заливать контуры сразу по рисунку первого слоя, не создавая области выделения. Нарисованные линии и будут служить этими контурами. Но заливать придется более аккуратными движениями: если вы ошибетесь и зальете одним цветом две разные позиции высот, придется проделывать операцию заново. В любом случае два способа дают возможность выбора.

   Итак, продолжим. Как видите, контуры с отрицательной высотой (углубления с отметками -0,5,-1,-2) остались нетронутыми – не можем же мы сделать цвет белее белого. А усложнять рисование, назначая нулевой отметке не чисто белый цвет, а градиент, не хочется: потом, рисуя сложный рельеф, можно запутаться. Проще это сделать уже по готовой сетке на уровне редактирования полигонов непосредственно в 3ds Max.
   Теперь, когда рисунок карты высот практически готов, удалим слой с контурами: он больше не нужен, – и к основному слою применим фильтр размытия по Гауссу (из группы фильтров Blur (Размытие)) с небольшим значением – примерно 20 пикселов. Осталось только поменять местами значения черного и белого командой меню Image → Adjustments → Invert (Изображение → Коррекция → Инвертировать) (рис. 1.9).

   Рис. 1.9. Инвертирование изображения

   При желании можно доработать детали изображения другими инструментами, кистями и размытием. Но следует помнить, что это лишь грубая заготовка высот и лучше доводить детали до ума, уже непосредственно редактируя сетку полигонов.
   Сохраните созданную картинку в формате JPG с максимальным качеством, закройте Photoshop и вернитесь в 3ds Max.
   Примените к созданной ранее заготовке ландшафта материал Standard (Стандартный) при выбранном визуализаторе V-Ray. В свитке Maps (Карты текстур) в слот Displace (Смещение) добавьте созданную карту (рис. 1.10).

   Рис. 1.10. Назначение карты в слот смещения

   Примечание
   Материалы в редакторе материалов отображаются в отдельных ячейках в виде пустых черных кружков. Мы специально задали такой тип отображения, выбрав для предварительного просмотра материалов не V-Ray, а стандартный визуализатор 3ds Max. Это значительно снизит нагрузку на видеокарту. Кроме того, настроить материал V-Ray, ориентируясь на его отображение в ячейке редактора материалов, можно только приблизительно – лучше это делать по тестовым рендерам непосредственно в сцене.

   Примените к объекту модификатор Disp Approx (Аппроксимация смещения) с настройками по умолчанию. Если теперь визуализировать сцену, будет видно, что карта высот преобразовала плоскость и на ней появились возвышенности, но сама сетка при этом не претерпела никаких изменений. В этом как раз и состоит основа работы модификатора Disp Approx (Аппроксимация смещения). Но нам нужна настоящая сетка, которую можно редактировать и на которой можно будет располагать элементы архитектуры. Примените к объекту модификатор Displace (Смещение) вместо Disp Approx (Аппроксимация смещения). Он предназначен как раз для этой цели (рис. 1.11).

   Рис. 1.11. Применение модификатора Displace (Смещение)

   Для параметра Strength (Сила выдавливания) из свитка Parameters (Параметры) модификатора Displace (Смещение) установите значение, соответствующее максимально высокой отметке согласно вашему чертежу. Нажав кнопку Bitmap (Растровая карта) модификатора, загрузите созданную карту высот.
   Таким способом изготовления ландшафта невозможно построить точную геодезическую карту по изолиниям, многое приходится делать на глазок или корректируя положение отдельных высот по стоящим рядом параметрическим объектам-лекалам (рис. 1.12).

   Рис. 1.12. Корректировка высоты сетки по объектам-лекалам

   Теперь можно перейти к более детальной проработке ландшафта. У нас отсутствует отмеченное на плане углубление – водоем.
   Откройте в редакторе материалов назначенный объекту материал и удалите из слота Displace (Смещение) назначенную ранее текстуру карты высоты. Это можно сделать, перенеся свободный слот с обозначением None (Нет) на слот смещения. В слот Diffuse (Основной цвет материала) добавьте карту с изображением изолиний. Теперь поверх объекта появилось изображение чертежа (рис. 1.13).

   Рис. 1.13. Проецирование карты изолиний на объект

   Конвертируйте объект еще раз в редактируемую сетку.
   Чтобы чертеж отображался в окне просмотра с максимальным качеством, необходимо настроить некоторые параметры графического драйвера. Выполните команду меню Customize → Preferences (Настройки → Предпочтения), перейдите на вкладку Viewports (Окна проекций), нажмите кнопку Configure Drives (Конфигурация драйверов), в окне Configure Direct3D (Конфигурация Direct3D) установите значения согласно рис. 1.14 и перезапустите 3ds Max. Чертеж отобразится на экране с максимальным качеством, которое будет определяться качеством непосредственно самого чертежа.

   Рис. 1.14. Настройка графического драйвера

   Примечание
   Забегая вперед, отмечу, что для получения качественной карты выдавливания размер картинки (разрешение) должен быть достаточно большим. Карта, например, 512 х 512 пикселов даст шумный конечный результат, особенно в местах резких переходов. И даже карта с хорошим разрешением требует небольшого эффекта размытия (Blur) для получения более качественного эффекта (что мы с вами и проделали, когда рисовали карту высот в Photoshop).

   Перейдем к редактированию сетки. Как видно, область углубления создана довольно небольшим количеством полигонов – смоделировать необходимую детализацию на них не удастся. Необходимо увеличить шаг сетки, но не на всем объекте, а локально – только на нужной области. Выделите полигоны, обрамляющие область «водоема» (рис. 1.15).

   Рис. 1.15. Выделение полигонов в местах повышенной детализации

   Активизируйте инструмент Tessellate (Мозаика) из набора инструментов полигонального моделирования и разбейте выделенный участок на более мелкие фрагменты. Однократное применение инструмента увеличивает плотность сетки вдвое. Слишком усердствовать здесь не стоит: ресурсы компьютера небезграничны.
   Ну а теперь немного порисуем, воспользуясь свитком Paint Deformation (Преобразование рисованием) (он находится в самом низу свитков параметров). Здесь есть две кнопки: Push/Pull (Вдавливание/вытягивание) и Relax (Расслабление) – то есть, используя виртуальную кисть, можно выдавливать и разглаживать необходимые участки сетки, вводя положительные или отрицательные значения в поле Push/Pull Value (Степень вдавливания/вытягивания). Применив инструмент один раз, вы деформируете сетку на заданную в этом поле величину, применив повторно – повторите эффект с той же кратностью.
   Задайте диаметр кисти в поле Brush Size (Размер кисти), степень воздействия в поле Brush Strenght (Сила нажима кисти) и, нажав кнопку Push/Pull (Вдавливание/вытягивание) с отрицательным значением в поле Push/Pull Value (Степень вдавливания/вытягивания), начинайте вдавливать контур водоема. Попеременно пользуясь выдавливанием и расслаблением, можно получить вполне неплохой результат (рис. 1.16). При определенном навыке моделирования инструмент дает безграничные возможности для легкого манипулирования формой объекта.

Рис. 1.16. Формирование области водоема

Как видно, принцип несложный. При достаточной плотности сетки можно получить довольно высокую детализацию ландшафта (рис. 1.17). Преимущество данного метода в том, что вы сами дифференцированно определяете количество полигонов создаваемой модели, уплотняя ее только в необходимых для этого местах. Главное – отнестись к процессу творчески.

   Рис. 1.17. Готовая модель ландшафта

   Давайте теперь попробуем другой способ изготовления сетки ландшафта. Когда есть несколько вариантов решения задачи, всегда проще выбрать наиболее оптимальный.
   Запустите 3ds Max и создайте такой же объект-плоскость, какой мы делали при создании ландшафта первым способом, с теми же параметрами. Добавьте в слот Diffuse (Основной цвет материала) растровую карту высот и примените материал к объекту. Инструментом Line (Линия) (из группы Splines (Сплайны) раздела Shapes (Формы)) обведите контуры изолиний – получим сплайновую копию чертежа.
   Теперь построим ландшафт, используя инструмент Cross Section (Пересекающиеся сечения). Выделите сплайны-изолинии и переместите их по оси Y согласно указанным высотам, корректируя их положение по параметрическим объектам-лекалам. В качестве таких объектов, в частности, можно использовать, например, примитив Box (Параллелепипед) с регулируемой высотой (рис. 1.18).

   Рис. 1.18. Подгонка изолиний по объектам-лекалам

   Принцип работы модификатора Cross Section (Пересекающиеся сечения) основан на том, что он автоматически соединяет сплайны, объединенные в одну форму командой Attach (Присоединение), дополнительными сегментами. В результате получается новая форма, которую можно превратить в поверхность, применив модификатор Surface (Поверхность). При этом нужно учесть важные правила:
   • все формы должны содержать одинаковое количество вершин;
   • их первые вершины должны быть сориентированы в одном векторе.
   Давайте попробуем это сделать.
   Объедините все сплайны в одну форму командой Attach (Присоединение) из свитка Geometry (Геометрия) – обязательно в том же порядке, в каком будет создаваться поверхность, то есть от самого нижнего сплайна к самому верхнему. Затем перейдите на уровень редактируемых вершин, активизировав в дереве подобъектов строку Vertex (Вершина), и в области Display (Показывать) свитка Selection (Выделение) установите флажок Show Vertex Numbers (Показать нумерацию вершин). Как видно из рис. 1.19, все сплайны имеют разное количество вершин и порядок построения (по часовой стрелке и против часовой стрелки).

Рис. 1.19. Нумерация и количество вершин в форме

Необходимо исправить это положение. Добавьте недостающие вершины и поменяйте порядок их построения командой Reverse (Изменить направление), выделив нужную форму и перейдя на уровень редактирования Spline (Сплайн). После ручной правки количество вершин в каждой форме равно 12 и их первые вершины выравнены относительно друг друга (рис. 1.20). Зная заранее о необходимости этих условий, удобнее создавать формы сразу с единым количеством вершин, копируя и видоизменяя один исходный сплайн.

Рис. 1.20. Форма после коррекции количества и положения вершин

В процессе работы выявилась новая проблема. Вложенные внутрь формы не позволят провести сегменты, создаваемые инструментом Cross Section (Пересекающиеся сечения), без пересечения. Убедимся в этом (рис. 1.21).

Рис. 1.21. Некорректный результат применения модификатора Cross Section (Пересекающиеся сечения)

Безусловно, можно решить эту проблему длительной ручной доработкой и созданием опять-таки вручную линий-сечений инструментом Create Line (Создать линию). Но наша главная задача – свести затраченное на построение время к минимуму. Поэтому воспользуемся методами ранее описанного способа и некоторые части рельефа сформируем прямо на созданной сетке полигонов. Удалим сплайны, формирующие впадину и маленькую гору. После этого результат уже больше похож на требуемый (рис. 1.22).

Рис. 1.22. Корректный результат применения модификатора Cross Section (Пересекающиеся сечения)

У нас осталась незакрытой верхняя часть формы – самая высокая точка горы. Давайте исправим ошибку и добавим в модель одну вершину. Деактивизируйте модификатор Cross Section (Пересекающиеся сечения), на панели Create (Создать) при выбранном инструменте Line (Линия) в свитке Keyboard Entry (Клавиатурный ввод) установите координаты будущей вершины и нажмите кнопку Add Point (Добавить точку). Переместите полученную вершину в центр формы возвышенности (рис. 1.23).

Рис. 1.23. Добавление вершины в форму

Присоедините созданную вершину к форме командой Attach (Присоединение) и вновь активизируйте модификатор Cross Section (Пересекающиеся сечения). Теперь форма готова к построению поверхности. Примените модификатор Surface (Поверхность) и посмотрите на результат (рис. 1.24).

Рис. 1.24. Применение модификатора Surface (Поверхность)

Не слишком впечатляет. Отсутствуют мелкие детали рельефа, да и сам рельеф далек от совершенства. Произошло это потому, что в создании формы участвовало слишком малое количество сплайнов – всего 5, и число вершин на сплайнах тоже невелико. Зато форма приобрела характерную для этого вида моделирования плавность. Но и сетка получилась достаточно плотная на всей поверхности. Это можно увидеть, конвертировав полученную форму в редактируемые полигоны (рис. 1.25).

   Рис. 1.25. Объект, конвертированный в редактируемый полигон

   Для не слишком сложных ландшафтных поверхностей этот способ способен дать вполне приемлемый результат.
   Далее описанными ранее инструментами полигонального моделирования можно доводить форму до необходимой детализации (рис. 1.26).

   Рис. 1.26. Формирование деталей на объекте

   Основное преимущество этого способа построения в том, что форма создается действительно по изолиниям и в принципе довольно точно воспроизводит основной массив ландшафта. Безусловно, для этого есть специализированные программы, которые строят поверхность по изолиниям. Но при экспорте таких моделей в 3ds Max зачастую проявляются очень сложно решаемые проблемы с вывернутыми нормалями или слишком плотной и неоптимизируемой сеткой. Да и как показывает практика, визуализатору подобные чертежи приходят после двадцатого копирования, склеенные на коленке, и получить точные данные, чтобы задействовать подобные программы, чаще всего не представляется возможным. Поэтому и приходится моделировать поверхность с некоторой долей погрешности, на глазок.
   Вообще, при хорошем навыке самый простой способ – создавать ландшафт непосредственно сразу инструментами свитка Paint Deformation (Преобразование рисованием), корректируя получаемый результат с помощью изолиний, выставленных по высотам. Ведь в конце концов наша основная задача – сделать ландшафт не математически правильным, а максимально узнаваемым, преследуя основную цель – красивую подачу архитектурного замысла.
   Теперь попробуем еще один способ построенияи ландшафта, на этот раз привязываясь не к изолиниям, а к высотам дороги. Как правило, любой архитектурный проект начинается с дороги, впрочем, как и любая настоящая стройка. И на плане указаны высоты дорожного полотна. Как ни странно, но построив сначала дорожное полотно по указанным числовым значениям, можно вполне точно построить и окружающий ландшафт. Давайте попробуем уяснить суть происходящего на простой сцене. Например, у нас есть вот такая несложная дорога, идущая на подъем (рис. 1.27).

   Рис. 1.27. План дороги с высотами

   Постройте методом сплайнового моделирования по этому чертежу модель дорожного полотна. Для удобства можно применить тот же метод проецирования растровой карты, который использован при построении ландшафта по изолиниям.

   DVD
   Растровую карту можно взять на диске, прилагаемом к книге, – файл План дороги с высотами.tif по пути Examples\Сцены\Глава 1.

   У вас получится вот такая сцена (рис. 1.28).

Рис. 1.28. Сцена дороги

Теперь, выделяя группы вершин, соответствующие той или иной отметке высот, поднимите их по оси Z в окне просмотра Top (Вид сверху) на нужную высоту. Для этого лучше воспользоваться точным клавиатурным вводом числовых значений, щелкнув правой кнопкой мыши на инструменте Select and Move (Выделить и переместить) панели инструментов (рис. 1.29).

Рис. 1.29. Перемещение выбранных вершин методом клавиатурного ввода

Точно так же, последовательно выбирая другие группы вершин, вводите цифровые значения, соответствующие карте высот. В результате у вас должна получиться вот такая сцена (рис. 1.30).

Рис. 1.30. Сплайновая форма после перемещения контрольных вершин

Осталось создать собственно сам ландшафт. Выполните команду Tools → Grid and Snaps → Grid and Snap Settings (Сервис → Сетка и привязки → Настройка сетки и привязок) и установите привязку к вершинам (рис. 1.31).

Рис. 1.31. Установка привязок к вершинам

Активизируйте трехмерную привязку клавишей S и инструментом Line (Линия) соедините все части дорожного полотна по внешнему периметру, привязываясь к вершинам дороги и стараясь не пропустить ни одной вершины (рис. 1.32).

   Рис. 1.32. Построение сплайновых форм с использованием привязок

   Все эти операции можно выполнять, не покидая окна проекции Top (Вид сверху), что достаточно удобно при работе с большим количеством цифровых значений и при необходимости постоянно сверяться с чертежами. Не нужно пытаться соединить части дорожного полотна одной непрерывной линией. Можно обойтись небольшими участками, которые потом замкнуть в единую форму. На замкнутость сплайновой формы и пропущенные при создании вершины следует обратить особое внимание. В противном случае могут возникнуть дыры в местах сопряжения с дорожным полотном или невозможность создания видимой поверхности у разомкнутой формы.
   Примените модификатор Cap Holes (Закрыть отверстия) с установленным флажком Triangulate Cap (Закрыть треугольные). Затем конвертируйте форму в редактируемые полигоны и, выделяя попеременно каждый полигон, разбейте его на сетку инструментом Tessellate (Мозаика). Результат не всегда идеальный, но в нашем случае вполне пригодный. Можно вручную добавить дополнительные ребра и улучшить результат. Получится форма, как показано на рис. 1.33.

Рис. 1.33. Построение формы поверхности по выделенному сплайну

Примените к полотну дороги модификатор Extrude (Выдавливание). В итоге получится ландшафт, как показано на рис. 1.34.

Рис. 1.34. Готовая форма ландшафта

Необходимую плотность сетки, а также ее сглаженность и прочие нюансы можно создавать и редактировать уже известными вам инструментами полигонального моделирования. Достаточно сложный ландшафт, показанный на рис. 1.35, создан именно этим способом в точном соответствии с генпланом.

Рис. 1.35. Ландшафт, построенный по высотам дорог

Необходимые детали вроде подпорных стенок, пешеходных мостиков и бассейнов лучше создавать отдельными объектами. Вот о деталях и поговорим в следующей главе.

Глава 2
Построение деталей ландшафта

Дороги

   К основным деталям ландшафта среди прочих можно отнести дороги. Любые архитектурные творения строятся на специальных площадках и опутаны густой сетью транспортных коммуникаций. Давайте рассмотрим один из способов создания дорог, но в двух его разновидностях. Это проецирование формы на объект-ландшафт.

   DVD
   Далее мы будем рассматривать сцены, которые можно найти на прилагаемом к книге диске, – это файлы Ландшафт для дороги.max, Ландшафт для дороги-1.max и Готовый ландшафт с дорогой.max из директории Examples\Сцены\Глава 2.

   Откройте сцену Ландшафт для дороги.max. Это небольшая модель пересеченной местности (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Ландшафт для проецирования дороги

Сделайте активным окно просмотра Top (Вид сверху) и нарисуйте сплайновую форму будущего дорожного полотна. Перейдите на уровень редактируемых сплайнов и удвойте линию командой Outline (Контур) из свитка Geometry (Геометрия) (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Создание сплайновой формы дорожного полотна

Расположите форму над поверхностью ландшафта и выберите в списке разновидностей объектов раздел Compound Objects (Составные объекты). Это набор инструментов, которые позволяют получить трехмерную форму при взаимодействии между собой нескольких объектов, например при вырезании (ProBooleans (Улучшенные булевские объекты)), размножении объектов по поверхности (Scatter (Распределение)) или проецировании на поверхность другого объекта (Shape Merge (Слияние формы)). Последнюю операцию мы и используем. Выделите объект-ландшафт и активизируйте инструмент Shape Merge (Слияние формы). Нажмите кнопку Pick Shape (Указать форму) и укажите на сплайновую форму дороги (рис. 2.3).

   Рис. 2.3. Проецирование формы дорожного полотна

   Как видите, форма дороги точно спроецировалась на ландшафт и объединилась с ним.
   Воспользуемся этим. Конвертируйте полученную форму ландшафта в редактируемые полигоны. И сразу же перейдите на уровень полигонов. Форма дорожного полотна уже выделена. Дорога никогда не повторяет мелких деталей рельефа, строители всегда стараются сделать ее максимально прямой, врезаясь в возвышенности или насыпая насыпи. Давайте мы тоже не будем отходить от традиций. Сделайте активным окно Top (Вид сверху) и, не снимая выделения, нажмите кнопку View Align (Выровнять по виду) из набора инструментов полигонального моделирования. Как видите (рис. 2.4), дорога сама выровнялась по прямой, кое-где врезавшись в ландшафт, а кое-где насыпав насыпи.

   Рис. 2.4. Выпрямление дорожного полотна

   Безусловно, не обойтись без ручной доработки полученного результата, но основная работа сделана буквально за несколько щелчков кнопкой мыши. При необходимости полотно дороги корректируется вручную методом полигонального моделирования.
   Кстати, у нас остался исходный сплайн дороги. Давайте и ему найдем применение. Выделите его и перейдите на уровень редактируемых сплайнов. Удвойте линию инструментом Outline (Контур) и примените модификатор Extrude (Выдавливание). Получится бордюр. Совместите его с ландшафтом и настройте (рис. 2.5).

   Рис. 2.5. Создание бордюра

   Если ландшафт не сильно пересеченный и нет необходимости строить насыпи, да и вообще, если модель дороги нужно создать отдельным объектом, независимым от модели ландшафта, то можно воспользоваться инструментом Glue. Этот инструмент не входит в комплект 3ds Max, а является дополнительным подключаемым модулем.

   DVD
   Модуль Glue вы можете загрузить из прилагаемого к книге диска. Он находится в папке Plug-Ins каталога Programs.

   Откройте из диска сцену Ландшафт для дороги-1.max. Сцена состоит из слегка холмистого ландшафта и небольшой транспортной развязки (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Сцена, готовая к проецированию

Выделите сплайновую форму, обозначающую дорогу, и перейдите на вкладку Utilites (Утилиты) командной панели. Нажмите кнопку More (Больше) и выберите в списке появившегося окна строку Glue (рис. 2.7). (Инсталляция подключаемого модуля подробно описана в идущей с ним документации.) Нажмите кнопку OK.

Рис. 2.7. Выбор инструмента Glue

В свитке Glue нажмите кнопку Pick (Указать) и выберите модель ландшафта. Его имя должно появиться в поле Base Object (Базовый объект). Активизируйте инструмент Glue Selected (Связать выделенное) – сплайн спроецируется на ландшафт (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Проецирование сплайна на объект

Примените к сплайновой форме модификатор Extrude (Выдавливание), чтобы форма немного приподнялась над ландшафтом. По описанной выше технологии используйте оставшуюся сплайновую форму для создания бордюра. В итоге у вас должна получиться сцена (рис. 2.9), аналогичная сцене Готовый ландшафт с дорогой. тах на диске. Теперь ландшафт, дорога и бордюр – самостоятельные объекты, что в дальнейшем облегчит их возможное модифицирование, а также текстурирование.

   Рис. 2.9. Готовая модель дороги

   Совет
   Иногда лучше к сплайну-дороге не применять модификатор Extrude (Выдавливание), а конвертировать ее в полигоны и выдавливать уже на уровне полигонов. Поверхность сетки получается более гладкая.

   Если необходимо добавить в модель другие элементы дорожного строительства, например подпорные стенки, то можно воспользоваться уже имеющимися в сцене элементами, вместо того чтобы строить их заново. Давайте попробуем это сделать.
   Создайте копию сплайна-бордюра и удалите лишние участки на уровне сегментов. Примените к оставшимся участкам инструмент Outline (Контур) – так же, как вы поступали при изготовлении бордюра. Конвертируйте полученный объект в полигоны и инструментом Extrude (Выдавливание) поднимите на нужную высоту. Доработайте вручную до нужного внешнего вида (рис. 2.10).

   Рис. 2.10. Создание подпорных стен

   Чаще используйте уже созданные и подогнанные формы для копирования и создания новых элементов – это сэкономит время создания проекта. Выжимайте максимум из того, что уже имеете.
   Мис ван дер Роэ как-то сказал: «Бог – в деталях». Применительно к основам минимализма это отказ от всего лишнего. В случае же с ландшафтным моделированием – с точностью до наоборот. Именно достаточное количество деталей сделают картинку «живой» и привлекательной для заказчика. Но обилие деталей влечет за собой уже чисто техническую проблему, обусловленную ограниченными ресурсами компьютера. При чрезмерной увлеченности детализацией можно столкнуться с ситуацией, когда сроки поджимают, проект горит – а мощности компьютера уже исчерпаны. Приходится возвращаться к проекту уже с доработкой и оптимизацией, а это кропотливый и занимающий время лишний труд. Лучше сразу научиться строить сцену оптимально по количеству полигонов и разрешению применяемых текстур, а сэкономленные ресурсы оставить на более качественную визуализацию.
   Каким же образом это можно сделать?
   Возьмем для примера такую часто встречающуюся деталь, как балясина. Постройте достаточно простую форму, отдаленно напоминающую балясину, самым распространенным методом – методом вращения сплайна модификатором Lathe (Вращение) с параметрами по умолчанию. Нажмите на клавиатуре клавишу 7 – выведется информация о количестве полигонов и вершин созданной модели. В нашем случае это 2944 полигона (рис. 2.11).

   Рис. 2.11. Количество полигонов созданной формы

   И это только на одну несложную форму. А когда этих форм сотни? Хорошо, если небольшая их часть расположена на ближнем плане и доступна для детального рассмотрения. А если на среднем или дальнем?
   Давайте сделаем независимую копию объекта операцией Clone (Клонирование) и зададим в параметрах модификатора Lathe (Вращение) всего 4 сегмента (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Изменение параметров модификатора Lathe (Вращение)

Созданная и измененная копия имеет всего 584 полигона. Это тоже достаточно много. Да и вообще, способ создания объекта модификатором Lathe (Вращение) экономным не назовешь. Но сейчас речь о другом. Давайте отодвинем эту облегченную модель на средний и дальний план и визуализируем сцену. Как видите (рис. 2.13), модель с высокой детализацией и облегченная четырехгранная модель выглядят практически идентично.

   Рис. 2.13. Высоко– и низкополигональные модели на разной дистанции при визуализации

   Значит, если при создании сцены использовать две разновидности одной и той же модели – высокополигональную для ближних планов и низкополигональную для дальних, – экономия аппаратных ресурсов будет просто громадная. Этого правила следует придерживаться с самого начала построения сцены.
   Пословица «Спешите медленно» как нельзя актуально подходит именно для профессии компьютерного художника. Появившиеся в свободном доступе обширные библиотеки готовых моделей и материалов искушают начинающих визуализаторов собрать сцену, как пазл, – быстро и без труда, вставляя в нее всё более-менее подходящее из коллекции. И как следствие, сталкиваются с одной и той же проблемой – недостатком аппаратных ресурсов на финальном этапе работы. Поэтому в свете нашего первого правила максимальной экономии ресурсов порекомендую хорошее правило для работы с готовыми библиотеками.
   • Во-первых, откройте модель из библиотеки в отдельной сцене и избавьте ее от всего лишнего, что не будет явно видно на дальнем плане. Некоторые элементы вообще имеет смысл сделать заново: изготовители моделей редко заботятся о минимизации своего продукта.
   • Во-вторых, непременно проверьте материалы модели на соответствие тому визуализатору, в котором вы работаете. Даже если это материалы V-Ray и вы используете именно V-Ray, не поленитесь проверить настройки материала. Дело в том, что от версии к версии настройки подвергались как незначительным, так и радикальным изменениям и при визуализации можно столкнуться с весьма неприятными сюрпризами.
   Давайте проследим процесс минимизации на конкретном примере. Возьмем лампу наружного освещения из известной коллекции Archmodels 22. По умолчанию она состоит из 10 711 полигонов (рис. 2.14), хотя и смоделирована на первый взгляд тщательно и грамотно.

Рис. 2.14. Количество полигонов готовой модели

Попробуем оптимизировать модель без ущерба ее внешнему виду. Начнем с кронштейна и основания. Обратите внимание, сколько тут лишних, неформообразующих полигонов (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Неоптимизированное основание модели

Удалите лишние полигоны и создайте более простую фаску инструментом полигонального моделирования Chamfer (Срез). Количество полигонов уменьшилось в семь раз по сравнению с исходной формой (рис. 2.16). А на том расстоянии, на котором будет рассматриваться этот светильник, просто невозможно разглядеть упрощенную фаску.

Рис. 2.16. Оптимизированное основание модели

Пойдем дальше и обратим внимание на шарики плафона. Каждый такой шарик сам по себе состоит из 960 полигонов. А что мы увидим на расстоянии? Пару пикселов неясной формы (рис. 2.17)?

Рис. 2.17. Избыточная детализация элементов

Не говоря уже о том, что часть полигонов вообще скрываются друг за другом (рис. 2.18) и при таком неаккуратном моделировании совершенно необоснованно съедают часть ресурсов.

Рис. 2.18. Неоптимальный подход в моделировании

Вроде бы мелочи, но как говорится, «жизнь – цепь, а мелочи в ней – звенья, нельзя звену не придавать значения». Из таких маленьких огрехов набегают большие ошибки, многократно умноженные при создании гиперсцен. А именно их вы и учитесь создавать быстро и бесфорсмажорно. Давайте упростим эту деталь в свете наших правил. Вернее, создадим новую: так будет проще – из цилиндра с пятью гранями и небольшого навершия с помощью инструмента Bevel (Фаска) из набора инструментов полигонального моделирования (рис. 2.19).

Рис. 2.19. Оптимизация мелких элементов

Следующий этап – цоколь. Вернее, его внутренняя часть. Ни при каких обстоятельствах эта часть не попадет в камеру при визуализации, однако полигонов она несет предостаточно (рис. 2.20).

Рис. 2.20. Излишнее количество полигонов на внутренней форме

Удалите лишние полигоны и закройте образовавшееся отверстие командой Cap (Увенчать) из набора инструментов редактируемых полигонов. Сделайте более простую фаску на образовавшихся гранях. Форма стала значительно «легче», а внешний вид нисколько не пострадал (рис. 2.21).

   Рис. 2.21. Оптимизированный элемент

   Разберите по такому же принципу все остальные детали. Количество полигонов модели уменьшится в 5-10 раз, а внешний вид останется практически неизменным. Теперь модель можно смело вставлять в сложную сцену без опасения ее перегрузки. А конвертировав ее в прокси-объект V-Ray, станет возможным создавать весьма обширные проекты даже на не слишком мощных компьютерах. Экономный и разумный подход к моделированию позволит сохранить немало денег на бесконечных апгрейдах аппаратных ресурсов.
   Ну и напоследок немного про заборы и ограды. Ни один дом или коттедж не обходится без этих элементов. Глухую кирпичную или бутовую стену смоделировать не представляет труда. А если речь идет о хитросплетении кованых деталей или сетке-рабице? Тут метод полигонального моделирования будет слишком емкий по требуемым ресурсам. Попробуем сделать это проще – текстурой с прозрачностью. Откройте 3ds Max и в новом документе создайте простую сценку, как показано на рис. 2.22. Центральный элемент сделайте примитивом Plane (Плоскость).

Рис. 2.22. Создание сцены ограды

Теперь назначьте центральному объекту материал. Нам понадобятся две текстуры: первая отвечает за изображение сетки (слот Diffuse Color (Основной цвет)), вторая – за прозрачность (слот Opacity (Прозрачность)) (рис. 2.23).

   Рис. 2.23. Применение текстур к модели

   DVD
   Обе карты можно найти на прилагаемом к книге диске – файлы zaun_tex.jpg и zaun_a.jpg в директории Examples\Сцены\Глава 2.

   Визуализируйте сцену. На объекте появилась вполне симпатичная сетка, хотя сама плоскость состоит всего из одного полигона (рис. 2.24).

   Рис. 2.24. Готовая модель сетки

   Весьма существенная экономия ресурсов. Меняя рисунок ограды и создаваемый по нему альфа-канал (черно-белую карту прозрачности), можно легко моделировать весьма сложные ограды.
   Правда, для ближнего плана они смотрятся не очень выигрышно, но для средних и дальних вполне приемлемы. Ограды и заборы для ближнего плана лучше все же моделировать полигонами или визуализируемыми сплайнами.

Вода и фонтаны

В трехмерной сцене (особенно содержащей анимацию) очень привлекательно выглядят естественные и искусственные водоемы и их декоративная разновидность – фонтаны. Каким же свойством обладает вода, заполнившая значительный объем пространства с достаточной глубиной? Это свойство переменной прозрачности. Вы наблюдали такой эффект, купаясь в реке или море. У самой кромки вода исключительно прозрачная и видно даже мельчайшие песчинки. Но по мере удаления от берега она становится все более насыщенной и менее прозрачной, приобретая характерную окраску в зависимости от материала дна и количества взвешенных частиц.
Постройте небольшую сцену с бассейном, одна часть которого покато спускается на дно (рис. 2.25).

Рис. 2.25. Модель бассейна

Материал воды VRayMtl (Материал V-Ray) применен к объекту-прямоугольнику (не к плоскости), который обязательно должен немного пересекаться с объектом-бассейном. Измените цвет материала на светло-голубой с помощью цветового поля Diffuse (Основной цвет материала) в одноименной области, а в поле Refract (Преломлять) из области Refraction (Преломление) задайте светло-серый цвет (рис. 2.26).

Рис. 2.26. Настройка материала воды

Измените коэффициент преломления (поле IOR) с 1,6 до 1 – будет не совсем корректно по отношению к реальной воде, но более симпатично для картинки. Визуализируйте сцену. Пока вода совсем не похожа на воду (рис. 2.27).

Рис. 2.27. Визуализация материала воды

Измените параметры материала, как показано на рис. 2.28. Особое внимание уделите значениям Fog color (Цвет тумана) и Fog multiplier (Яркость тумана). Эти два параметра отвечают за эффект аберрации – изменение прозрачности в зависимости от толщины материала.

Рис. 2.28. Изменение параметров материала

Визуализируйте сцену. Теперь вода приобрела некоторую характерность и бассейн получил ощущение наполненности и глубины (рис. 2.29).

   Рис. 2.29. Визуализация измененного материала

   Безусловно, пока не хватает массы других формообразующих компонентов материала воды: ряби от ветерка на поверхности, неизбежной игры света от поверхности воды на стенках и дне бассейна (каустики), отражения окружающей среды и так далее. Давайте восполним этот пробел.
   Для начала сымитируем каустику, чтобы не зашумленная рябью поверхность воды не мешала наблюдать за результатом. Разумеется, каустику (световой узор, полученный в результате отражения и преломления светового луча через прозрачную поверхность) можно создать «честным способом»: для этого в визуализаторе V-Ray существует специальный раздел Caustica. Но формирование такой каустики – процесс трудоемкий как по времени просчета, так и по времени настроек с тестовыми визуализациями. Попробуем решить задачу более простым способом – с помощью программы Caustics Generator.

   DVD
   Дистрибутив Caustics Generator находится на прилагаемом к книге диске в папке Programs\Plug-Ins.

   Эта программа генерирует характерный световой узор и сохраняет его в виде растровой карты. В ней есть также возможность использовать стандартные источники света в качестве проекторов, то есть проецировать свет, как в кинопроекторе, сквозь примененную карту-маску.
   Запустите программу Caustics Generator. Интерфейс полностью интуитивно понятен и в особом детальном изучении не нуждается. Обратите внимание только на разрешение сохраняемого изображения (поля Width (Ширина) и Height (Высота), значения указываются в пикселах) и степень сглаживания (поле Supersampling (Степень сглаживания)) (рис. 2.30).

   Рис. 2.30. Интерфейс программы Caustics Generator

   Поиграйте с параметрами, пока не получите удовлетворяющее вас изображение.
   По умолчанию программа сохраняет файлы с расширением BMP, но это достаточно емкий по размеру и информации формат. Для наших целей это будет излишеством. Конвертируйте его в любом подходящем графическом редакторе в формат JPG. Закройте программу и вернитесь в сцену с бассейном в 3ds Max. Создайте внутри бассейна стандартный источник света Omni (Всенаправленный), отключите в его свойствах генерацию теней (флажок On (Включить) в области Shadow (Тень) свитка General Parameters (Общие параметры) должен быть снят) и назначьте в слот проектора (область Projector Map (Карта проектора) свитка Advanced Effects (Дополнительные эффекты)) созданную картинку каустики. Теперь бассейн выглядит намного интереснее (рис. 2.31).

   Рис. 2.31. Проецирование карты каустики на объект

   Поскольку сферический источник света проецирует карту не совсем корректно, при желании можно создать вместо него отдельные направленные источники света для каждой из плоскостей бассейна и настроить их на свой вкус. Но для быстрого решения вполне годится и это.
   Осталось добавить на поверхность немного волн – и вода готова. В слот Bump (Рельефность) свитка Maps (Карты текстур) добавьте карту Mix (Смешивание) и смешайте две процедурные карты Noise (Шум) в любых пропорциях, имитируя два уровня волн – большие и маленькие (рис. 2.32).

Рис. 2.32. Создание карты смещения

Поскольку такие материалы, как вода, стекло, зеркала и прочие, отражающие окружающие предметы, наиболее интересно выглядят, когда есть что отражать, то и настраивать их необходимо в полноценном окружении, обязательно индивидуально подбирая коэффициенты преломлений и отражений в зависимости от сцены и вашего понимания красоты изображения: даже зная и применяя физически правильные значения этих позиций, не всегда получается то, чего добивается художник, – создание в презентации собственного эмоционального настроения. Вода в бассейне после несложных манипуляций, описанных выше, может выглядеть так, как показано на рис. 2.33.

   Рис. 2.33. Вода в бассейне

   Еще один несомненный плюс такого экспресс-метода – легкость анимации каустики и волн: достаточно анимировать буквально несколько параметров. Да и на длительность визуализации такое решение, в отличие от «честного» метода, влияет весьма положительно.
   Теперь пришло время создать что-нибудь более сложное, чем статичная вода в бассейне. Например, фонтан. Вообще-то для решения подобных задач существует большое количество как небольших, так и огромных не только по своим возможностям, но и по сложности программ: Real Wave, RealFlow, Clue, DreamScape и др., генерирующих водную поверхность и даже анимированные реки и ручьи, а также воздействие водной среды на соприкасающиеся с ней предметы. Но все обширные возможности, предлагаемые подобными программами, сопряжены:
   • естественно, с длительностью их изучения – чтобы выявить «подводные камни» при использовании в 3ds Max;
   • зачастую с неоправданно высокими требованиями к аппаратным ресурсам;
   • с длительностью визуализации;
   • иногда с невозможностью совместного использования с визуализатором V-Ray.
   Поэтому решим задачу штатными средствами, предоставленными нам 3ds Max, исходя из тех же принципов, по которым мы строили сцены и ранее, – быстро и просто. Воспользуйтесь для этого системой частиц Super Spray (Супербрызги). Поскольку мы оживим фонтан в анимации, сразу измените ее время со 100 на 1000 кадров в окне Time Configuration (Настройка временных интервалов) (вызывается нажатием одноименной кнопки в нижней части окна программы) (рис. 2.34).

Рис. 2.34. Изменение продолжительности времени анимации

Создайте объект Super Spray (Супербрызги) и настройте его параметры, как показано на рис. 2.35.

   Рис. 2.35. Параметры объекта Super Spray (Супербрызги)

   Фонтан испускает достаточное количество частиц и даже разбрызгивает их в разные стороны. Чтобы это увидеть, достаточно запустить просмотр анимации кнопкой Play Animation (Воспроизвести анимацию).
   Теперь нужно заставить частицы подвергаться законам земной гравитации, то есть вынудить их падать. Для этого из категории объектов Space Warps (Исказители пространства) возьмите объект Gravity (Гравитация), поверните его стрелочкой вниз и, настроив, как на рис. 2.36, привяжите инструментом Bind to Space Warp (Привязать к исказителю пространства) из главной панели инструментов 3ds Max к объекту-фонтану.

Рис. 2.36. Создание объекта гравитации

Если запустить анимацию, можно увидеть, как частицы, достигнув определенной высоты, начинают падать вниз на землю. А раз они падают на землю, то должны, сталкиваясь с ней, обращаться в брызги. Для этого вам понадобится еще один инструмент – Deflector (Отражатель) из той же из категории объектов Space Warps (Исказители пространства). Отражатель – это плоскость, достигая которой частицы будут взаимодействовать с ней согласно заданным в ее свойствах параметрам – в данном случае хаотично отталкиваться, имитируя брызги (рис. 2.37). Отражатель также необходимо привязать к объекту-фонтану командой Bind to Space Warp (Привязать к исказителю пространства).

Рис. 2.37. Создание объекта-отражателя

Теперь вода в фонтане ведет себя уже более-менее реалистично. Добавим небольшую деталь – имитацию непостоянного напора воды, чтобы фонтан как бы «дышал» в высоту. Для этого примените еще один исказитель пространства – Push (Вдавливание). Привяжите его к объекту Super Spray (Супербрызги) командой Bind to Space Warp (Привязать к исказителю пространства) и настройте параметры согласно рис. 2.38.

Рис. 2.38. Создание объекта Push (Вдавливание)

Фонтан почти готов. Только, если его визуализировать, получится невнятная картинка из разлетающихся мелких точек. А нам необходимо имитировать струи воды. Можно применить метод метачастиц – достаточно правдоподобный способ взаимодействия частиц между собой с генерацией геометрии, но очень долгий для визуализации, а тем более для анимации. И создать совсем мелкие капли все равно не получится. Пойдем более простым путем, применив к фонтану эффект Motion Blur (Размытие в движении). Выделите объект-фонтан и выполните команду меню Rendering → Effects (Визуализация → Эффекты). В окне Environment and Effects (Внешняя среда и эффекты) на вкладке Effects (Эффекты) нажмите кнопку Add (Добавить). В появившемся списке выберите Motion Blur (Размытие в движении) и нажмите OK (рис. 2.39).

   Рис. 2.39. Применение эффекта размытия

   Поэкспериментируйте с параметрами размытия и найдите наиболее для вас приемлемый. Поскольку этот эффект – постобработка, то есть он рассчитывается после визуализации, скорость его работы очень высока и предпочтительна для анимации. Теперь, если визуализировать сцену (назначив воде соответствующий материал – по вашему вкусу), то фонтан уже будет достаточно похож на настоящий. Но все равно стоит применить несколько хитростей.
   Создайте дополнительно еще один источник частиц Super Spray (Супербрызги) и расположите его в тех же координатах, что и предыдущий. По описанной выше методике настройте его параметры – но чтобы они немного отличались от предыдущих. И не применяйте к нему эффект Motion Blur (Размытие в движении). Этот дубликат фонтана будет отдельно генерировать маленькие брызги воды и добавит первому источнику дополнительную реалистичность (рис. 2.40).

Рис. 2.40. Добавление дополнительного генератора частиц

Экспериментируя с параметрами, можно добиться вполне качественных результатов (рис. 2.41). А главное – это самый быстрый метод имитации фонтанов для анимации.

   Рис. 2.41. Готовая сцена с фонтаном

   Таким образом, применяя метод генерации частиц, можно создавать различного рода водопады и другие разновидности падающей с высоты массы воды. При создании же достаточно статичной жидкости – ручьев или декоративных каналов – лучше воспользоваться анимированной текстурой и анимированной каустикой по вышеописанному принципу. Сложные решения, связанные с анимацией полигонального объекта или метачастиц, приведут к неоправданному расходу аппаратных ресурсов в больших проектах.
   Ну и последняя крохотная деталь (раз уж мы говорим о воде), про которую забывают начинающие, но которая непременно присутствует в любом доме. Это водосточные трубы. Хоть это и трубы, то есть пустотелые внутри, ни при каких обстоятельствах их внутренняя пустота не будет видна в камере. А значит, и моделировать их нужно максимально просто. Давайте попробуем. Вот, к примеру, такой простенький эскизный домик (рис. 2.42).

   Рис. 2.42. Эскизная модель домика

   DVD
   Модель домика можно найти на прилагаемом к книге диске в папке Examples\Сцены\Гпава 2 файл Модель дома.max.

   Есть двускатная крыша – но явно не захочется, чтобы вода текла прямо за шиворот. Хорошо бы поставить водосточную систему, затратив при этом минимум усилий и полигонов. Создайте вдоль ската крыши сплайновую линию, спускающуюся вдоль стены дома вниз. Придайте сплайну толщину командой Enable In Renderer (Показать при визуализации), установив соответствующий флажок в свитке Rendering (Визуализация) (рис. 2.43).

   Рис. 2.43. Построение водосточной системы сплайном

   Примечание
   Визуализируемый сплайн позволяет создавать объекты с минимальными тратами ресурсов, к тому же нескольких типов сечений: то есть при желании можно сделать трубу квадратного профиля, изменив в свитке Rendering (Визуализация) положение переключателя с Radial (Круглый) на Rectangular (Прямоугольный).

   Как простое и быстрое решение для заднего плана вполне годится. Но для ближнего, детального вида нам все же придется добавить несколько мелочей. Для этого конвертируйте сплайн в Editable Poly (Редактируемый полигон). Примените инструмент Slice Plane (Режущая плоскость) и сделайте несколько разрезов для имитации стыков трубы (рис. 2.44).

Рис. 2.44. Сечение стыков трубы

Повторите эту операцию на вертикальном участке трубы, повернув режущую плоскость на 90°. Перейдите на уровень Edge (Ребра) – все образовавшиеся на месте разрезов ребра будут выделены одновременно – и примените инструмент Extrude Edge (Выдавить ребра) с параметрами, позволяющими создать нечто вроде такой формы, как на рис. 2.45.

Рис. 2.45. Создание стыков трубы

Думаю, создать водоприемник вам не составит труда. В итоге минимальных усилий труба приобрела вполне узнаваемый вид (рис. 2.46).

   Рис. 2.46. Окончательный вид трубы

   Можно добавлять и еще мелкие детали, но, как правило, они уже будут неразличимы на общем виде. А значит с детализацией нужно вовремя остановиться. Наиглавнейшее правило при построении ландшафтной архитектуры – экономия и еще раз экономия аппаратных ресурсов при максимальном изобилии деталей.
   Иногда мелкие детали можно отобразить на текстуре – например, назначив трубе растровую карту металла или пластика с нарисованными на ней ребрами, которые будут имитировать стыки труб. Если применить еще и текстуру выдавливания в слот материала Bump (Рельефность), то можно добиться дифференцированной детализации сцены. Другими словами, можно применять такой принцип: крупные и заметные элементы моделировать объектами, а мелкие – имитировать на применяемой текстуре.

Глава 3
Моделирование зданий

Давайте рассмотрим несколько принципов построения зданий в 3ds Max. Оговорюсь сразу: не стоит зацикливаться на каком-либо одном и делать им весь проект. Гораздо разумнее комбинировать способы в зависимости от задач и расположенности объектов на передних и дальних планах.
Одно из самых простых решений – построение здания методом булевой операции, с помощью инструмента Boolean (Булевские объекты) из категории Compound Objects (Составные объекты). Причем инструментов предоставляется два: Boolean (Булевские объекты) и ProBoolean (Улучшенные булевские объекты). Одинаковые по принципу работы, они имеют весьма существенные различия в качестве получаемой сетки объекта. Давайте сравним это на простой сцене. Создайте два примитива-параллелепипеда и пересекающие их цилиндры (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Сцена сравнения булевых операций

Вырежьте цилиндры из одного параллелепипеда булевой операцией Boolean (Булевские объекты), из другого – операцией ProBoolean (Улучшенные булевские объекты) (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Результат применения операции Boolean (Булевские объекты) (слева) и применения операции ProBoolean (Улучшенные булевские объекты) (справа)

Нажмите клавишу F4 – это позволит интерактивно отобразить сетку модели в окне просмотра. Как видите, сетка первой модели, созданная простой операцией Boolean (Булевские объекты), отличается от сетки такой же модели, но созданной операцией ProBoolean (Улучшенные булевские объекты), далеко не в лучшую сторону (рис. 3.3).

   Рис. 3.3. Разный результат применения булевых операций

   Однако у простого булевого инструмента есть одно преимущество: он намного стабильнее справляется со сложными объектами, в то время как ProBoolean (Улучшенные булевские объекты) при сложной операции частенько дает сбой. Поэтому для чистого результата логично использовать именно ProBoolean (Улучшенные булевские объекты), но на совсем простых формах – например, для вырезания оконных и дверных проемов в стенах. Сделаем это и посмотрим на результат.
   Создайте форму Rectangle (Прямоугольник) произвольного размера и конвертируйте ее в редактируемый сплайн командой контекстного меню Convert to → Convert to Editable Spline (Конвертировать в → Конвертировать в редактируемый сплайн) – точно так же, как вы раньше конвертировали объекты в редактируемые полигоны (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Конвертирование объекта в редактируемый сплайн

Перейдите на уровень сплайнов и активизируйте операцию Outline (Контур) (рис. 3.5).

   Рис. 3.5. Удвоение сплайна операцией Outline (Контур)

   Примените модификатор Extrude (Выдавливание). Если задавать точные цифровые значения параметрам Rectangle (Прямоугольник), Outline (Контур) и Extrude (Выдавливание), можно получить точную модель стен будущего здания.
   Разместите в нужных местах объекты, необходимые для вырезания оконных проемов. Скорректировать их положение в пространстве легко с помощью объектов-лекал. На рисунке они выделены белым цветом (рис. 3.6).

   Рис. 3.6. Объекты-лекала для коррекции положения объектов-окон

   Теперь можно вырезать из стен объекты-окна.
   Операция ProBoolean (Улучшенные булевские объекты) поддерживает корректное множественное вырезание, но после каждой операции все равно идет новый математический просчет и новое построение сетки. Гораздо лучше провести эту операцию один раз, то есть семь раз отмерив (проверив правильность положения вырезаемых объектов) и один раз отрезав. Для этого конвертируем все объекты-окна в редактируемую сетку и присоединим друг к другу операцией Attach List (Присоединить несколько) из набора инструментов полигонального моделирования (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Объединение множества объектов-окон в единый объект

У нас есть всего два операнда (объекта для взаимодействия): собственно сама стена дома и блок оконных элементов. Выделите объект-стену и активизируйте инструмент ProBoolean (Улучшенные булевские объекты). Нажмите кнопку Start Picking (Указать цель) и укажите на любую из форм-окон (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Применение инструмента ProBoolean (Улучшенные булевские объекты)

В результате получается искомый объект – стены дома с оконными проемами. Выглядит довольно симпатично. Теперь конвертируйте его в редактируемую сетку. Как видно на рис. 3.9, топология полученной сетки хоть и достаточно проста, но для дальнейшего редактирования на уровне полигонов – не лучший вариант.

   Рис. 3.9. Конвертирование объекта в Editable Poly (Редактируемый полигон)

   Иными словами, применять этот способ можно: он прост и легко реализуем, – но только в том случае, когда не потребуется дальнейшее редактирование форм окон, мелких архитектурных деталей и других элементов, например при построении простых панельных многоэтажек. Кстати, раз уж мы заговорили о панельном строительстве, давайте перенесем метод панельного строительства в компьютерное моделирование и построим дом другим способом.
   Начните новый сеанс работы в 3ds Max и сделайте активным окно просмотра Front (Вид спереди). Создайте произвольный прямоугольник из набора сплайновых примитивов и расположите такие же сплайновые оконные проемы внутри созданной формы. Конвертируйте полученные объекты в редактируемые сплайны. Корректировать положение в пространстве можно так же, как и в предыдущем примере, – с помощью объектов-лекал. Объедините все объекты в одну сплайновую форму командой Attach (Присоединение) (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Объединение сплайновых объектов в одну форму

Примените к полученной форме модификатор Extrude (Выдавливание) и в поле Amount (Величина) свитка Parameters (Параметры) задайте толщину стены. У нас получилась готовая стена дома с идеальной сеткой. Как же из подобных стен собрать дом? Скопируйте созданный объект для получения трех отсутствующих стен или создайте новые таким же способом (рис. 3.11).

   Рис. 3.11. Возведение стен дома

   Подгоните стены друг к другу таким образом, чтобы элементы немного заходили друг на друга, без щелей и промежутков: их присутствие может создать лишние проблемы при визуализации с просчетом глобального освещения.
   Если оставить стены на таком уровне, несомненным преимуществом будет легкость редактирования, например, оконных проемов, если заказчик пожелает изменить их, скажем, на арочные или стрельчатые. Достаточно просто вернуться на уровень редактируемых сплайнов и заменить или отредактировать вложенную форму. Неизбежный при таком способе построения шов на стыках стен вполне можно замаскировать тщательно подогнанной текстурой. Если же проект утвержден и изменений больше не предвидится, можно состыковать конструкции бесшовно, конвертировав их в редактируемую сетку и сместив вершины соседних элементов на 45° (рис. 3.12).

   Рис. 3.12. Бесшовная подгонка соседних элементов стен

   Ну а теперь пришло время рассмотреть самый «чистый» в смысле построения сетки метод полигонального моделирования. Вообще, перед построением здания нужно ответить себе на вопрос, будет ли просматриваться сквозь стекла его внутренняя часть или на дальнем плане можно обойтись более простым решением. Иными словами, будет ли строение иметь толщину стен и внутреннее наполнение (что, например, необходимо для ночных экстерьеров) или это простая коробка с непрозрачными стеклами, которые отражают окружающую среду. Создадим первый вариант.
   Начните в 3ds Max новый сеанс работы и постройте сплайновый прямоугольник произвольных размеров. Примените к полученному объекту модификатор Extrude (Выдавливание), сняв предварительно флажки Cap Start (Закрыть начало формы) и Cap End (Закрыть конец формы). Получится объект, как на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Создание заготовки стен

Конвертируйте полученную форму в редактируемую сетку. Разместите рядом с формой параметрические объекты-лекала, ориентируясь на которые вы будете рассекать горизонтальные линии оконных проемов. Активизируйте инструмент Slice Plane (Режущая плоскость) и, ориентируясь на объекты-лекала (или, если вам удобнее, по заданным параметрам сетки), разрежьте форму на необходимое количество горизонтальных линий, перемещая плоскость разреза и нажимая кнопку Slice (Резать) (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Сечение горизонтальных линий оконных проемов

Проделайте ту же операцию по разрезу вертикальных линий, развернув режущую плоскость на 90°и также ориентируясь на объекты-лекала (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Сечение вертикальных линий оконных проемов

Удалите лишние полигоны, которые будут оконными проемами. Получится нечто вроде такой модели, как на рис. 3.16.

Рис. 3.16. Формирование оконных проемов

Примените к объекту модификатор Shell (Оболочка) с параметрами вашего здания: если вы строили модель по размерам наружной стены, то это Outer Amount (Наружная величина), если по размерам внутренней – Inner Amount (Внутренняя величина). Цифровые значения будут соответствовать толщине стен дома. Не забудьте установить флажок Straighten Corners (Выпрямлять углы) в самом низу свитка параметров. Получится вот такая модель (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Результат применения модификатора Shell (Оболочка)

Модификатор Shell (Оболочка) можно не применять, если нет необходимости, например, показывать внутреннее убранство помещений или стекла практически непрозрачны и внутренней части дома не будет видно. Можно просто выделить полигоны, формирующие оконные проемы, и выдавить их инструментом Extrude (Выдавливание) с отрицательным значением (рис. 3.18). Осталось только удалить выделенные полигоны и на их место вставить рамы (чем мы и займемся чуть позже).

   Рис. 3.18. Результат применения выдавливания

   Такую модель легко править и добавлять к ней архитектурные детали вроде подоконников или декоративных элементов. Но все же лучше создавать их самостоятельными объектами. Обычно в проект постоянно вносится множество корректив, от добавления новых идей до удаления существующих. Если ваше здание сделано «одним куском», это, конечно, наиболее рационально по количеству используемых полигонов, но может принести немало хлопот при редактировании объекта в целом.
   Итак, в вашем распоряжении три основных способа построения стен зданий. Какой из них выбрать или как комбинировать, зависит от ваших предпочтений и сложности объекта. А наша следующая задача – добавление к стенам непременных атрибутов любого здания – оконных рам. Для их моделирования также есть несколько способов, среди которых можно выделить два основных.
   • Можно изготовить рамы отдельными объектами и вставить их в оконные проемы.
   • А можно решить эту задачу несколько иначе – методом лофтинга по сплайновому сечению.
   Давайте рассмотрим оба способа.
   Сначала изготовим простую раму. Перейдите в окно Front (Вид спереди) и масштабируйте сцену до крупного вида одного из оконных проемов. Постройте сплайновый примитив Rectangle (Прямоугольник) чуть больше, чем сам оконный проем, чтобы будущая рама слегка заходила в стены (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Построение контура оконной рамы

Спрячьте все, кроме контура рамы, командой Hide Unselected (Спрятать невыделенное) из контекстного меню, вызываемого щелчком правой кнопкой мыши (рис. 3.20).

Рис. 3.20. Скрытие лишних элементов сцены

Конвертируйте оставшуюся форму рамы в редактируемый сплайн. Перейдите на уровень сплайнов и активизируйте команду Outline (Контур) с параметрами, соответствующими толщине вашей рамы. Следите, чтобы второй контур при построении был обращен внутрь существующего (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Создание внутреннего контура рамы

Добавьте необходимые сплайновые детали-перекладины, объедините с существующей формой командой Attach (Присоединение) из набора инструментов сплайнового моделирования и перейдите к инструменту Trim (Подрезать). Указывая на лишние пересекающиеся детали, удалите их. Не забудьте объединить образовавшиеся вершины в местах сочленений командой Weld (Связать) (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Вырезание лишних пересекающихся деталей

Осталось преобразовать полученную сплайновую форму в объемный объект. Оконная рама, с учетом того, что в многоэтажных домах их очень много, не должна содержать большого количества полигонов, и в то же время ей необходимо придать некоторую «живинку». Простой модификатор Extrude (Выдавливание) сделает раму слишком примитивной. Давайте заменим его на подобный инструмент Bevel (Фаска). Примените этот модификатор к объекту и задайте параметры, как на рис. 3.23. При разных единицах масштаба настройки могут различаться, но принцип одинаков.

   Рис. 3.23. Применение модификатора Bevel (Фаска)

   Оконная рама приобрела несколько характерных скосов и будет интересно смотреться даже на достаточно близком расстоянии. Других деталей вроде петель, ручек, стекол и прочего в данном случае делать не рекомендуется.
   Осталось вернуть в сцену скрытые объекты командой Unhide All (Показать все) и аккуратно совместить полученную форму со всеми оконными проемами методом копирования Instance (Ссылка) в окне Clone Options (Параметры клонирования) (рис. 3.24). Метод копирования Instance (Ссылка) в данном случае не просто желателен, а крайне необходим – и не только ради экономии ресурсов: он облегчает правку формы рамы сразу во всех окнах, если такая необходимость возникнет.

Рис. 3.24. Копирование объекта

Ну вот, здание начинает обретать жилой вид (рис. 3.25).

   Рис. 3.25. Готовые оконные рамы

   А как быть, если здание – небоскреб и окон в нем сотни, а то и тысячи? Изготавливать и расставлять таким способом рамы весьма расточительно для рабочего времени, да и смотреться они будут издалека, то есть мелких деталей разглядеть не удастся. Давайте решим эту задачу.
   Постройте простую форму дома с большим количеством окон любым описанным выше способом. Для решения нашей задачи воспользуемся инструментом Section (Сечение) из категории объектов Splines (Сплайны). Этот инструмент позволяет создавать сплайновую форму в месте сечения трехмерного объекта. Активизируйте инструмент и расположите рамку сечения, как показано на рис. 3.26. Размер рамки может быть совершенно произвольным.

Рис. 3.26. Сечение трехмерного объекта

В свитке Section Parameters (Параметры сечения) нажмите кнопку Create Shape (Создать форму) и в появившемся окне дайте вновь создаваемому объекту имя Рама. Обязательно нажмите клавишу Delete на клавиатуре и удалите ненужную более рамку сечения. Выделите созданный сплайн и спрячьте все остальные элементы сцены командой Hide Unselect (Спрятать невыделенное), как вы это делали ранее. Теперь в вашем распоряжении появился новый объект – точная сплайновая копия стены с оконными проемами. Перейдите на уровень сплайнов и удалите лишнее, оставив только контуры оконных проемов. В зависимости от выбранного способа моделирования стен, возможно, кое-где потребуется прибегнуть к операции подрезки (инструментом Trim (Подрезать)) и удалить лишние детали. В данном же случае нужно только удалить внешний сплайн формы (рис. 3.27).

   Рис. 3.27. Удаление лишних деталей формы

   Зная особенности инструментов и «подводные камни» их применения, проще строить правильную стратегию при выборе способа моделирования здания.
   Ну вот, теперь, когда в сцене остались только сплайновые контуры оконных проемов, их можно превратить в трехмерные рамы модификатором Sweep (Протяжение). По своей сути это тот же инструмент Loft (Лофтинговые) из категории Compound Objects (Составные объекты): к выделенному сплайновому пути назначается сплайновая форма сечения, и в результате ее движения образуется новая форма.
   Создайте в окне Top (Вид сверху) сплайновую форму сечения рамы (рис. 3.28).

Рис. 3.28. Создание сплайна-сечения

Выделите сплайновую форму контура окон, примените к ней модификатор Sweep (Протяжение) и в его настройках, в свитке Section Type (Тип сечения), установите переключатель в положение Use Custom Section (Использовать созданное сечение). Нажмите кнопку Pick (Указать) и укажите на созданный вами сплайн-сечение. В итоге получились оконные рамы с фасками, привязанные точно к оконным проемам всего дома сразу (рис. 3.29). Корректировать и изменять созданную форму можно прямо в свитке параметров модификатора Sweep (Протяжение).

Рис. 3.29. Применение модификатора Sweep (Протяжение)

Если для оконных рам нужны дополнительные перекладины, это легко сделать, вернувшись по дереве подобъектов на уровень сплайнов и добавив к форме недостающие элементы, а потом отрезав лишнее командой Trim (Подрезать) (рис. 3.30). Не забудьте объединить создаваемые формы командой Attach (Присоединение).

Рис. 3.30. Добавление и корректировка элементов

Сплайны, вновь создаваемые и полученные в результате сечения объекта, могут находиться в разных точках координат, но это легко исправить инструментом Align (Выравнивание) из основной панели инструментов 3ds Max или перемещением сплайна вручную. В результате ваших усилий должна получиться форма наподобие этой (рис. 3.31).

Рис. 3.31. Готовая форма рам

Если же к вновь создаваемым формам, которые образуют перекладины рам, применить другую сплайновую форму сечения и не присоединять их к сплайнам-контурам, то рама будет выглядеть более замысловато и неоднообразно. Разумеется, к контурам и перекладинам нужно отдельно применить модификатор Sweep (Протяжение), то есть к каждой группе форм свой (рис. 3.32).

Рис. 3.32. Форма из двух независимых деталей

Рама получается достаточно детализированной, практически как и в первом варианте с использованием модификатора Bevel (Фаска). Ну а если здание расположено на достаточном удалении и изыски вроде фасок будут не видны, можно вообще удалить из стека модификатор Sweep (Протяжение) и перевести сплайновые формы в визуализируемые, установив в свитке Rendering (Визуализация) флажок Enable In Renderer (Показать при визуализации), с регулируемой прямоугольной формой сечения (рис. 3.33).

   Рис. 3.33. Упрощенная форма рам

   При таком решении расход аппаратных ресурсов будет сведен к минимуму, так как визуализируемый сплайн потребляет значительно меньше ресурсов.

   Совет
   Вообще, лучше заранее заготовить некоторое количество низкополигональных моделей рам самых распространенных форм и создать из них библиотеку. При коммерческой работе над проектом применение готовых моделей сэкономит немало рабочего времени.

   Инструмент Section (Сечение) и модификатор Sweep (Протяжение) можно широко использовать при создании и других элементов архитектуры, таких как молдинги и фасады. Например, применив сечение в двух местах к одному и тому же объекту, но назначив каждому индивидуальную форму (рис. 3.34), можно получить сразу и молдинг, и цоколь здания.

Рис. 3.34. Применение разных форм к сплайнам сечений

Причем это будут отдельные, самостоятельные и легко редактируемые на уровне сплайна объекты (рис. 3.35).

   Рис. 3.35. Готовые формы молдинга и цоколя

   Изготовить подобным способом похожие элементы архитектуры – карнизы, фризы, обрамление окон и другие – не составит труда. В некоторых случаях может понадобиться редактирование деталей на уровне полигонов и соответствующее конвертирование, но основная форма задается достаточно быстро.
   Ну и напоследок немного о деталях. Здание всегда выглядит интересным для рассмотрения, если изобилует деталями. Это и водосточные трубы, и спутниковые «тарелки», и антенны на крыше, и вазоны с цветами на подоконниках, и занавески на окнах, и прочее. Всего этого должно быть достаточно много, но с соблюдением правила экономного моделирования, как, например, на рис. 3.36 (автор B_E_R_G).

   Рис. 3.36. Работа автора B_E_R_G

   Ну и наконец венец всего здания – крыша. Разнообразие ее форм подразумевает и разнообразие способов моделирования. К одному из самых распространенных можно отнести метод полигонального моделирования в окне просмотра Top (Вид сверху). Суть его сводится к построению контура крыши по периметру здания и формированию объема с помощью полигонального моделирования.
   Возьмем, к примеру, модель дома на этапе творческой разработки, то есть сделанную самыми простыми и быстрыми методами для визуальной оценки формы и «игры в кубики» (рис. 3.37).

   Рис. 3.37. Фор-эскизная модель дома

   Примечание
   «Игра в кубики» – это размещение основных элементов оборудования и мебели в виде примитивов с размерами действительных объектов для решения задач эргономики. Ведь на данном этапе нет необходимости моделировать, скажем, диван со всеми деталями, не будучи уверенным, что он точно впишется в требуемое пространство. Для этого вполне можно обойтись габаритным примитивом, а финальную модель сделать уже на следующем этапе.

   DVD
   Эту модель можно найти на прилагаемом к книге диске – файл Модель дома без крыши. тах в папке Examples\Сцены\Глава 3.

   Как видно из картинки, модель нужно перекрыть двускатной крышей, желательно со слуховым окном. Сделаем это методом полигонального моделирования в окне Top (Вид сверху). Активизируйте этот вид и постройте по контуру здания примитив Plane (Плоскость) с указанными на рис. 3.38 параметрами.

Рис. 3.38. Построение контура крыши

Конвертируйте полученный объект в Editable Poly (Редактируемые полигоны). Переместите центральное ребро на линию конька крыши. Для удобства дальнейших операций можно «заморозить» модель дома командой Freeze Selection (Заморозить выделенное) (рис. 3.39) – тогда никакое случайное движение мышью не переместит объект или его элементы. Само собой разумеется, моделируемый объект-крыша должен остаться незамороженным.

Рис. 3.39. Замораживание выделенного объекта

Используя инструмент Cut (Резать), сформируйте необходимые детали крыши в тех местах, где они будут трансформироваться. В данном случае это слуховое окно (рис. 3.40).

Рис. 3.40. Создание формообразующих ребер

Выделяйте необходимые вершины и перемещайте их по оси координат Z до совпадения с линией стен. Для точного построения можно воспользоваться методом клавиатурного ввода цифровых значений в окне инструмента Select and Move (Выделить и переместить) (рис. 3.41).

Рис. 3.41. Перемещение вершин и подгонка к форме стен

Поднимите центральную вершину слухового окна и инструментом Cut (Резать) добавьте еще одно ребро по нижней части окна. При этом полезно активизировать трехмерные привязки к вершинам, установив флажок Vertex (Вершина) в окне Grid and Snap Settings (Настройка сетки и привязок) (вызывается командой подменю Tools → Grid and Snaps (Сервис → Сетка и привязки)) (рис. 3.42).

Рис. 3.42. Создание дополнительного ребра с помощью привязок

Выделите центральный полигон слухового окна и примените к нему инструмент Inset Polygons (Вставить полигоны) из набора инструментов полигонального моделирования. Удалите выделенный полигон (рис. 3.43).

Рис. 3.43. Применение инструмента Inset Polygons (Вставить полигоны)

Теперь можно последовательно применить модификаторы Shell (Оболочка) и Smooth (Сглаживание). Первый создаст толщину поверхности, второй выправит сглаживание объекта (рис. 3.44).

   Рис. 3.44. Окончательное формирование поверхности крыши

   Поверхность крыши готова. Именно поверхность, потому что до готовой крыши еще далеко: она нуждается в текстурировании и покрытии черепицей или другим материалом.
   Черепицу можно сделать двумя распространенными способами – текстурным моделированием Displace (Смещение) и низкополигональным моделированием. У каждого метода есть свои преимущества и недостатки. Например, для изготовления карты Displace (Смещение) нужно:
   • смоделировать небольшой участок черепицы полигонами;
   • сделать визуализацию с настройкой Z-буфера (параметр, учитывающий в изображении дистанцию от объекта до камеры);
   • применить готовую текстуру к объекту;
   • если объект сложный, то, возможно, прибегнуть к модификатору Unwrap UVW (Развертка UVW) (модификатор, делающий развертку модели с возможностью корректировать положение текстуры на разных участках).
   И вдобавок этот способ достаточно требователен к объему потребляемой оперативной памяти.
   Поэтому прежде чем выбрать способ текстурирования поверхности крыши, необходимо задаться вопросом, насколько близко и детально должна выглядеть крыша и насколько оправдано выделение под нее ресурсов компьютера. Для большинства случаев достаточно просто наложить фотографию черепицы и добавить модели низкополигональных элементов на конек крыши и на ее наиболее видимые участки. Если к тому же эти модели перевести в прокси-объекты, то можно считать данный способ наиболее экономным.
   Давайте попробуем на практике. Откройте сцену Дом с крышей с диска. Установите камеру. Безусловно, для полного впечатления об архитектуре иногда приходится показывать ее с разных ракурсов, в том числе и с высоты птичьего полета, но все же в большинстве случаев изображение смотрится привычнее, когда уровень камеры настроен по высоте человеческого роста, например 173 см (рис. 3.45).

   Рис. 3.45. Установка камеры в сцене

   Из этого ракурса плоскость крыши нам не видна, только грани и краешек слухового окна. Значит, для данного случая текстурирование методом Displace (Смещение) – избыточная роскошь. А вот обозначить на гранях крыши черепичное покрытие будет нелишним.
   Смоделируйте простую полукруглую черепицу с помощью сплайнового моделирования и модификатора Extrude (Выдавливание), причем количество шагов интерполяции в сплайновой форме уменьшите до единицы. При сглаживании и на расстоянии это будет незаметно, зато существенно сэкономит полигоны создаваемого объекта (рис. 3.46).

Рис. 3.46. Уменьшение интерполяции формы

Примените модификатор Extrude (Выдавливание) и расположите созданную модель по линии крыши в один ряд так, чтобы каждая следующая чуть-чуть перекрывала предыдущую (рис. 3.47).

   Рис. 3.47. Расположение черепицы по линии крыши

   У такого способа есть скрытое полезное свойство – возможность достаточно точно определять количество материала, необходимого для кровельных работ, включая подрезку, – безусловно, при соблюдении правила моделирования точно в масштабе объекта.
   Возьмите самую нижнюю черепицу и размножьте ее по видимым краям крыши и по коньку (рис. 3.48).

Рис. 3.48. Расположение черепицы по видимым граням крыши

Теперь нужно только назначить оставшейся плоскости подходящую текстуру – крыша приняла вполне объемный вид даже при взгляде сверху (рис. 3.49), причем при минимуме затраченных ресурсов и времени.

Рис. 3.49. Готовая оптимальная кровля

Если нужна повышенная детализация, можно выложить всю поверхность моделями черепицы либо комбинировать с методом текстурного моделирования Displace (Смещение). Главное – не забывать о рациональности и разумном использовании аппаратных возможностей компьютера. Крыша на эскизном варианте дома (рис. 3.50) выполнена именно этим способом.

Рис. 3.50. Экономное построение кровли

Примерно такой же подход можно использовать и в построении фасадов, которые отделываются декоративным камнем. В первую очередь нужно привести наложенную текстуру к конечному результату. Если есть необходимость в применении модификатора UVW Map (UVW-проецирование), то после настройки следует скопировать его в буфер обмена. Для этого щелкните на нем правой кнопкой и выберите команду Copy (Копировать) (рис. 3.51).

Рис. 3.51. Модель цоколя и копирование модификатора UVW Map (UVW-проецирование)

Конвертируйте модель фасада с подогнанной текстурой в редактируемые полигоны. Перейдите в окно Front (Вид спереди) и, щелкнув на его названии в левом верхнем углу, в контекстном меню активизируйте параметр Smooth + Highlights (Сглаживание + блики). Теперь вы видите объект и текстуру (рис. 3.52).

Рис. 3.52. Видимая текстура в окне Front (Вид спереди)

Чтобы сформировать области камней, можно прибегнуть к методу резки полигонов командой Cut (Резать), но гораздо проще и быстрее сделать это сплайновым моделированием. Возьмите инструмент Line (Линия) и обведите контуры камней, не слишком стараясь повторить форму. Главное, чтобы линия шла по внутреннему периметру камня (рис. 3.53).

Рис. 3.53. Сплайновые контуры камней

Объедините готовые сплайны командой Attach (Присоединение) и конвертируйте в редактируемые полигоны. Осталось применить к каждому созданному полигону инструмент Bevel (Фаска) с разными, отличными друг от друга, параметрами для создания неравномерности (рис. 3.54).

Рис. 3.54. Применение инструмента Bevel (Фаска)

Объедините готовый объект с цоколем командой Attach (Присоединение). Командой Paste (Вставить) вставьте в стек модификаторов скопированный ранее в буфер обмена модификатор UVW Map (UVW-проецирование) (рис. 3.55).

Рис. 3.55. Вставка модификатора из буфера обмена

Пример фасада, выполненного таким способом по текстуре облицовки, представлен на рис. 3.56.

Рис. 3.56. Фасад с объемным моделированием

Нет необходимости изготавливать так весь фасад, достаточно сделать небольшую часть и потом размножить по периметру, и только в том случае, если фасад находится близко к камере для рассмотрения деталей. В большинстве других случаев вполне можно обойтись параметрами выпуклости растровой карты Bump (Рельефность). Как строить объемный цоколь с применением модификатора смещения, будет описано в главе, посвященной текстурированию.

Глава 4
Растения в экстерьере

   Создание растительности в экстерьере – весьма непростая задача даже при наличии достаточного количества программ, написанных именно для этой цели. К ним можно отнести Xfrog, PlantStudio, Bionatics, SpeedTree, GrowFX и др. Один из наиболее популярных продуктов в этой области – OnyxTREE. Программа позволяет создавать вполне качественные модели растений четырех типов: лиственных (Broadleaf), бамбуковых (Bamboo), хвойных (Conifer) и пальмовых (Palm). Отдельно существуют модули для создания цветов и клумб (OnyxFLOWER) и травы (OnyxGRASS). Алгоритм построения растений в этих программах схожий, поэтому рассмотрим более детально только один модуль, например OnyxTREE BROADLEAF – по созданию лиственных растений.

   Примечание
   Поскольку производитель (http://www.onyxtree.com) не предоставляет пробную версию своей программы (то есть опробовать ее нельзя – только купить), в ее описании вам придется поверить мне на слово.

   Интерфейс программы достаточно понятен (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Интерфейс программы OnyxTREE BROADLEAF

Большую часть окна программы занимает панель просмотра. Восемь клавиш в ее нижнем левом углу отвечают за отображение элементов создаваемого растения – ствола, ветвей и листьев; шесть кнопок правее – за качество отображаемого объекта – с закрашиванием, освещением и формой кроны (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Отображение модели с освещением

Ниже расположен трек анимации. Создаваемые деревья можно анимировать в движении с применением эффекта Wind (Ветер) (рис. 4.3).

   Рис. 4.3. Анимация модели с применением эффекта ветра

   Примечание
   Забегая немного вперед, скажу, что, хоть прокси-объекты V-Ray теперь поддерживают анимацию, реализация таких задач явно требует огромных вычислительных мощностей на уровне рендер-ферм (групп компьютеров, объединенных для решения одной задачи, чаще всего визуализации). Наша задача намного скромнее – создавать архитектурную презентацию с использованием доступных домашних компьютеров.

   Вернемся к программе. В правом нижнем углу панели просмотра расположены инструменты навигации сцены – масштаб, вращение и перемещение. Там же расположена интересная кнопка с изображением пилы. Это инструмент, действительно позволяющий при создании растения отпиливать ненужные ветки. Но следует помнить, что операция отмены произведенного действия (Ctrl+Z) в данном случае не работает, поэтому стоит семь раз отмерить, а уж потом один раз резать. Причем резать можно только по объекту, лежащему на ближнем плане, поэтому для коррекции нужных ветвей придется вращать модель и резать с разных ракурсов. В процессе работы инструмент-пила рисует пунктирную линию, которая и обозначает место среза (рис. 4.4).

   Рис. 4.4. Подрезка ненужных ветвей при формировании модели

   Справа от окна просмотра расположена панель параметров. Все настройки сгруппированы по вкладкам, обозначенным большими кнопками внизу, которые отвечают за различные элементы создаваемого растения. Дерево можно редактировать на уровне:
   • ствола и основных ветвей, прилегающих к стволу;
   • ветвей, растущих из основных;
   • основания ствола;
   • листьев.
   Начнем с начала – с первой вкладки. Клавиша Random Seed (Случайная сторона) генерирует растение случайным образом, располагая наклон ствола и ветви каждый раз по-новому. Управление происходит перемещением ползунка справа от клавиш (рис. 4.5). Это достаточно полезная функция, позволяющая, не изменяя базовых значений модели, получить множество ее разнообразных копий.

Рис. 4.5. Случайная генерация положения и формы растения

Следующая клавиша – Trunk Height (Высота ствола) отвечает за высоту ствола создаваемого дерева. Управление также происходит перемещением общего бокового ползунка. Как вы видите (рис. 4.6), ствол удлинился, а ветки и крона остались неизменны.

Рис. 4.6. Увеличение высоты ствола дерева

Следующая клавиша – Bottom Height (Высота основания), отвечающая за то, с какой высоты от корня начнут генерироваться ветви (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Площадь генерации ветвей

Опробовав все остальные параметры и наблюдая за их действием, можно легко усвоить взаимосвязь инструментов и добиться нужного результата. Как уже было отмечено (и видно из рисунков), эти параметры относятся только к одной градации настроек – ствола и основных ветвей, прилегающих к стволу. Перейдя на следующую вкладку, вы получите доступ к настройке другого уровня ветвей – растущих из основных. Настройки обширны и разнообразны, но также интуитивно понятны и интерактивно наблюдаемы по изменяющейся форме дерева в окне просмотра (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Детальная настройка тонких ветвей

Следующая вкладка относится к настройке основания ствола дерева. Параметров здесь совсем немного, они в основном относятся к форме основания ствола (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Настройка основания ствола

Следующая и последняя вкладка – параметры листьев, то есть их трехмерной формы. Многие программы (например, SpeedTree и Xfrog) используют для создания листьев исключительно прямоугольный или ромбовидный полигон, в котором форма листа задается картой-маской через альфа-канал. В OnyxTREE это тоже возможно – но по вашему усмотрению. Дело в том, что обилие альфа-каналов на большой массе листвы, да еще и на большом количестве деревьев, сильно увеличивает время визуализации во V-Ray. Причем весьма значительно по сравнению с тем же количеством листвы, образованной просто полигонами. И OnyxTREE предоставляет выбор из девяти форм листьев, построенных методом полигонов (рис. 4.10).

   Рис. 4.10. Форма полигональных листьев

   Безусловно, на ближнем плане не вся такая листва будет выглядеть выигрышно, но для массовых средних и дальних планов она просто незаменима. Для самого крупного плана все же лучше сформировать одно-два дерева с качественной текстурой листвы, используя маску альфа-канала.
   Создать растение в OnyxTREE – не слишком простое дело, даже при таком простом и понятном интерфейсе. Чаще получается нечто фантазийное, а не то, что задумывалось. Иногда полезно воспользоваться обширной готовой библиотекой и доработать понравившийся образец уже на свой вкус. Выполните команду меню File → Load Parameters (Файл → Загрузить параметры) и загрузите необходимый образец из библиотеки (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Загрузка модели из библиотеки

Заменив форму листьев и немного поиграв с параметрами, можно получить совсем другое дерево (рис. 4.12).

   Рис. 4.12. Дерево из библиотеки после изменения параметров

   Но и это еще не все. В любом случае придется (не обязательно, но желательно) дорабатывать дерево уже непосредственно в самом 3ds Max на уровне полигонов, иногда даже заменяя ствол на самодельный и непременно удаляя самые мелкие ветви, но сохраняя крону листьев. Мелкие веточки будут совсем незаметны на средних и дальних планах, а полигонов они в себе несут немалое количество. Вообще, имеет смысл создавать несколько видов деревьев:
   • низкополигональные, с увеличенной по размеру листвой для дальних планов и архитектурных «птичек» (вид на ландшафт с высоты птичьего полета);
   • высокополигональные, в реальном масштабе стволов и листвы для ближних планов.
   И как уже отмечалось выше, принцип создания моделей других видов растений, в том числе цветов и травы в OnyxFLOWER и OnyxGRASS, весьма схож с описанным выше – освоив один модуль, легко и понятно будет работать и с другими.
   Созданную модель можно сохранять в любом формате, который поддерживает 3ds Max, например 3DS или OBJ. Но лучше воспользоваться для этого специальным плагином – OnyxTREE STORM.

   Примечание
   У плагина, как и у программы, нет ни триал-, ни демоверсии. Поэтому опробовать его в действии прямо сейчас вы не сможете.

   OnyxTREE STORM позволяет загружать непосредственно в 3ds Max растения в форматах Onyx (BRO для лиственных, BMB для бамбуковых, FLO для цветов и т. д.) (рис. 4.13).

   Рис. 4.13. Загрузка моделей из библиотеки плагином OnyxTREE STORM

   Плагин также предоставляет возможность редактировать (не создавать) модели прямо во время загрузки. Загружаемую модель можно:
   • уменьшить по количеству полигонов;
   • разделить на несколько объектов (ствол, крона, ветви), просто отключив ненужные элементы в меню;
   • избавить от тонких веток, не прибегая к этому на уровне полигонов, что очень поможет при дальнейшем текстурировании.
   Таким образом, можно создавать деревья для заднего плана, состоящие из одной кроны и ствола, что часто весьма полезно для облегчения сцены. Дополнительно существует возможность регулировать форму листьев (правда, только прямоугольных) для дальнейшего текстурирования с помощью альфа-канала (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Панель корректирования загружаемой модели

Плагин также позволяет отображать модели деревьев в трех видах – полноценном и двух упрощенных (рис. 4.15) для экономии ресурсов видеокарты. Правда, после конвертирования модели в редактируемые полигоны эта возможность недоступна.

   Рис. 4.15. Полноценное и упрощенные отображения модели

   Если говорить о библиотеках, хорошие коллекции моделей деревьев выпускают фирмы DOSCH и Archivision. Полезно обзавестись такими библиотеками для сокращения сроков работы над проектом, потому что авторское исполнение качественного дерева даже в такой программе, как Onyx, может затянуться на несколько дней.
   Ну а теперь самое время перейти к более сложной задаче – созданию травы. Почему более сложной? Потому что в случае с деревьями можно обойтись примерно 500-5000 прокси-объектами, даже для весьма масштабных проектов. Причем большая их часть – оптимизированные деревья для среднего и дальнего плана. В случае же с травой прокси-объектов гораздо больше, да и количество потребующихся ресурсов тоже. В Интернете достаточно много впечатляющих картинок с лугами до горизонта. Но как правило, это сцены без насыщенной архитектуры и других элементов. Кроме того, время визуализации и примененное аппаратное обеспечение указываются редко. В любом случае моделирование травы – непростая задача. Какие же существуют способы создания травы?
   • Первый – просто назначить объекту соответствующую текстуру. Этот способ вполне пригоден для создания архитектурных «птичек» и минимально требователен к ресурсам.
   • Второй – применить «текстурное» моделирование с помощью модификатора Displacement (Смещение). Трава, созданная таким способом, годится для имитации стриженых газонов, но достаточно требовательна к объему оперативной памяти.
   • И наконец, наиболее реалистично выглядит трава, созданная методом полигонального моделирования. Если, например, создать небольшой участок травы, а затем размножить его по поверхности с помощью инструмента Scatter (Распределение), предварительно конвертировав в прокси-объект V-Ray, то подобная трава будет выглядеть действительно фотореалистично. Для высадки такого количества объектов на большой площади существуют, кроме имеющейся в 3ds Max операции Scatter (Распределение), сценарии и плагины от сторонних разработчиков, например GroundWiz (http://www.gugila.com) или VRayScatter (http://www.rendering.ru/index.php/plugins-manual/vrayscatter). Все эти плагины имеют как явные плюсы, так и некоторые минусы не только в удобстве работы, но и в системных требованиях, а нередко и в стоимости самих продуктов.
   Прежде чем решать вопрос о применении сложных решений, нужно задаться вопросом их необходимости. Если главная задача проекта – показать креативность архитектурного замысла в сжатые сроки, то дополнительные «бантики» в виде красивой травы и прочих изысков для красоты картинки будут желательны, но вовсе не обязательны. Здесь нужно ориентироваться на сроки, аппаратные мощности и в конечном итоге на целесообразность. Или поискать другие варианты. Например, скомбинировать вышеперечисленные методы создания поверхности травы. Ведь какой смысл высаживать красивые, но емкие кустики, если на том расстоянии, на котором они будут смотреться, ничего не будет видно, кроме неясного, размытого пиксела? Для изображений такого масштаба, как рис. 4.16, это вообще лишено смысла. Здесь вполне достаточно обойтись просто текстурой.

   Рис. 4.16. Ландшафт с высоты птичьего полета

   Давайте перейдем к практике. Чтобы не устраивать длительные лабораторные исследования и не сравнивать различные подключаемые модули для высаживания травы (и не только травы), скажу сразу, что VRayScatter хоть и самый молодой программный продукт в этой области, но за счет уникального алгоритма работы именно с рендером V-Ray наиболее предпочтителен. Кроме того, модуль динамично развивается и стремительно обрастает новыми возможностями. Для архитектурных компаний, которые используют в своей работе рендер V-Ray, приобретение такого плагина будет быстроокупаемым и выгодным решением.

   DVD
   Для тестирования модуля в вашем распоряжении есть бесплатная демоверсия продукта. Ее можно найти на прилагаемом к книге диске в папке Plug-Ins каталога Programs.

   Займемся непосредственно созданием самой травы. Можно сделать ее самостоятельно, используя метод полигонального моделирования, а можно прибегнуть к разнообразию уже существующих плагинов, предназначенных для этой цели. Возьмем, например, Grass-O-matic.

   DVD
   Этот плагин вы также можете установить из прилагаемого к книге диска. Находится он в той же директории Programs\Plug-Ins.

   Начните новый сеанс работы и активизируйте подключаемый модуль Grass-O-matic. Создайте объект травы небольшого размера (рис. 4.17). Небольшого потому, что мы не будем создавать сразу огромное поле травы. Нам нужен совсем небольшой участок, который потом будет размножен модулем VRayScatter на огромной плоскости.

Рис. 4.17. Создание объекта-травы

Измените необходимые параметры создаваемого объекта согласно рис. 4.18.

Рис. 4.18. Параметры заготовки травы

Объект готов. Но поскольку вы будете засеивать этой травой огромные площади, лучше немного доработать их вручную. (Для высаживания же небольших участков можно обойтись и той моделью, которую Grass-O-matic создает сам, без ручной правки.) Конвертируйте полученную модель в редактируемые полигоны и удалите плоскость земли. Затем доработайте травинки, удалив лишние полигоны и пересекающиеся элементы. Нет необходимости модифицировать их все. Можно выбрать десяток разных и собрать из них другую группу. Иными словами, максимально облегчите модель от лишних полигонов, не забывая, что возможности даже такого инструмента, как V-Ray, и объем оперативной памяти компьютера небезграничны. Облегченная модель может выглядеть так, как на рис. 4.19. Обязательно проследите, чтобы точка опоры (pivot point) находилась на уровне корней травы.

Рис. 4.19. Облегченная модель травы

Назначьте объекту V-Ray материал – пока просто ровный зеленый цвет (слот Diffuse (Основной цвет материала)) – и конвертируйте в прокси-объект командой V-Ray mesh export (Экспорт в поверхность V-Ray) (рис. 4.20).

   Рис. 4.20. Конвертирование объекта в прокси

   Конвертирование в прокси-объект дает возможность перевести геометрию, созданную 3ds Max, в специальную геометрию V-Ray. Что это нам дает? Во-первых, резко сокращается нагрузка на программу и видеокарту, во-вторых, сокращается также требование к выделению оперативной памяти. В итоге появляется возможность использовать в сцене миллионы и даже миллиарды полигонов на обычных компьютерах, что как нельзя лучше подходит для решения нашей задачи.
   Сохраните прокси-объект по указанному пути (или назначьте свой) в поле Folder (Папка) и установите флажок Automatically create proxies (Автоматически создавать прокси) (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Параметры конвертирования объекта в прокси

Нажмите кнопку OK. Объект изменит свой внешний вид. Но не пугайтесь: так и должно быть. Это еще одна особенность прокси-объектов для облегчения нагрузки на видеокарту. Объект может выглядеть как неясная сетка, как параллелепипед или вообще как точка – в зависимости от выбранных параметров просмотра в свойствах прокси-объекта, – но после визуализации примет свой настоящий облик (рис. 4.22).

Рис. 4.22. Упрощенное отображение объекта и его визуализация

Теперь самое время заняться садоводством. Загрузите в сцену командой Merge (Присоединить) объект-ландшафт, который вы использовали при моделировании дорог (файл Ландшафт для дороги. тах из каталога Сцены). Активизируйте подключаемый модуль VRayScatter и расположите в сцене его значок. Его размер по умолчанию слишком мал, поэтому увеличьте его отображение в параметрах модуля (поле Dummy Size (Размер модели) области Preview (Просмотр)) (рис. 4.23).

Рис. 4.23. Установка значка плагина VRayScatter в сцене

Для слота Surface (Поверхность) параметров модуля укажите на плоскость ландшафта. А для параметра Proxy File (Прокси-файл) загрузите сохраненный вами ранее прокси-объект травы. Кустики травы, изображенные параллелепипедами, распределились по поверхности ландшафта (рис. 4.24).

Рис. 4.24. Распределение прокси-объектов по поверхности

В области Preview (Просмотр) измените параметр Count (Счетчик), который отвечает за количество объектов в сцене и количество отображаемых объектов на экране, например на 30 000. Установите флажок Auto Update (Автоматическое обновление). Плоскость ландшафта покрылась густой травяной растительностью (рис. 4.25).

Рис. 4.25. Увеличение количества прокси-объектов

Насколько такие параметры удачны для сцены, можно увидеть только после предварительной визуализации. Обратите внимание, как мало требует сцена оперативной памяти при таком количестве объектов (рис. 4.26).

   Рис. 4.26. Тестовая визуализация сцены

   Свойства модуля VRayScatter постоянно совершенствуются и обогащаются возможностью использовать маски-карты, объекты-коллизии, высаживать объекты по сплайнам и др. Но общий принцип работы инструмента не очень сложен. Можно несколько раз применить модуль к плоскости ландшафта с загрузкой разных видов травы и деревьев – и сделать весьма разнообразный и красивый вид.
   Но иногда хочется воспользоваться ручным способом рассадки элементов ландшафта, например, для организации клумб, аллей, да и вообще для более тонкой настройки сцены. Очень удобен для этой цели сценарий Advanced Painter.

   DVD
   Сценарий можно найти на прилагаемом к книге диске в папке подключаемых модулей Plug-Ins.

   Для инсталляции сценария выполните команду меню MAXScript → Run Script (Max-сценарии → Загрузить сценарий), в открывшемся окне зайдите в директорию со сценарием и откройте его (файл advpainter_1.6.0.mzp) – программа проинформирует, что сценарий успешно установлен. Теперь необходимо назначить на его запуск горячую клавишу. Откройте окно Customize User Interface (Пользовательские настройки) с помощью одноименной команды меню Customize (Настройки), на вкладке Keyboard (Клавиатура) найдите его в группе Main UI (Основные пользовательские настройки). Выделите строчку с названием сценария и в поле Hotkey (Горячая клавиша) выберите наиболее для вас подходящую. Не забудьте нажать кнопку Assign (Назначить) (рис. 4.27).

Рис. 4.27. Назначение горячей клавиши подключаемому модулю

Теперь при нажатии назначенной клавиши перед вами откроется окно параметров этого сценария. В нем есть и трава, и камни, и скаттер, и шерсть. Попробуйте проявить любопытство и изучить их все (рис. 4.28).

Рис. 4.28. Окно настроек сценария Advanced Painter

Выберите из открывшегося списка скаттер и рассмотрите поближе. Кнопка Pick (Указать) загружает в список операндов любой объект сцены. Постройте в сцене несколько разных объектов-примитивов – например, чайник, сферу и куб. Поочередно нажимая кнопку Pick (Указать) и указывая на объекты, заполните список операндов инструмента (рис. 4.29).

Рис. 4.29. Назначение объектов в список операндов

Теперь, выделив нужный объект из списка и нажав кнопку Paint (Кисть), можно вручную расставлять объекты по активизированной плоскости. Наиболее ценно то, что эти объекты учитывают профиль плоскости и в свойствах инструмента можно задать параметры случайности вращения и масштабирования (рис. 4.30). Тогда один и тот же объект, например дерево, каждый раз будет выглядеть по-другому.

   Рис. 4.30. Изменение параметров копируемых объектов

   Сценарий поддерживает работу с прокси-объектами V-Ray, и часто получается гораздо быстрее нарисовать этим инструментом аллею или группу кустов с клумбой, чем любым другим способом. Плюс – немаловажен элемент художественного творчества. Главное – не забывать о том, что точка опоры созданной модели дерева или другого растения должна находиться на уровне его корня.
   Теперь в вашем арсенале достаточно инструментов для создания различных видов деревьев, цветов и травы, а также для их рассадки. Остался один, «неохваченный», вид, ранее представлявший большую сложность в реализации, – вьющиеся растения. Но с появлением подключаемого модуля gwIvy эта операция стала исключительно проста.

   DVD
   Плагин gwIvy можно найти на диске, прилагаемом к книге, в директории Programs\Plug-Ins.

   Рассмотрим, как он работает. Создайте простую сцену из примитива-параллелепипеда и арки (рис. 4.31).

Рис. 4.31. Создание сцены для вьющихся растений

Активизируйте инструмент gwIvy, выбрав в списке категорий объектов строку Guruware и нажав кнопку gwIvy, и щелкните кнопкой мыши на плоскости у основания арки (рис. 4.32).

Рис. 4.32. Высаживание «семечка» растения

В свитке Grow Parameters (Параметры роста) активизируйте инструмент Grow Ivy (Вырастить плющ). Начнется процесс роста плюща по формам объектов. В нужный момент еще раз нажмите кнопку (теперь на ней надпись Pause Grow (Остановить рост)) и остановите процесс. Можно изменять параметры и несколько раз повторять эту операцию, пока полученный результат вас не удовлетворит (рис. 4.33).

   Рис. 4.33. Результат роста растения

   Разобраться самостоятельно в немногочисленных параметрах плагина, я думаю, не составит труда. Равно как и в изменении текстур редактора материалов. Единственное, что настоятельно порекомендую, – после настройки всех параметров непременно конвертировать полученный объект в прокси, так как модель получается весьма весомая по количеству полигонов.
   Если использовать комбинацию вышеперечисленных подключаемых модулей и способов посадки, проблема больших дачных поселков и лесных массивов больше не будет представляться совершенно невозможной. Единственное, чего следует избегать при таком многообразии копий растений, – это монотонности. Иными словами, старайтесь моделировать не очень много видов растений и травы, а масштаб и положение их копий делайте как можно более разнообразней. Это относится и к цвету листвы.
   Давайте рассмотрим один из способов реализации данной задачи.
   Загрузите в сцену любое дерево, созданное в программе Onyx. Как видно на рис. 4.34, листва на дереве монотонна в своей раскраске, все листочки одного цвета.

Рис. 4.34. Модель дерева с однотонной листвой

Выделите все листья и, если они смоделированы отдельными объектами, объедините в одну форму командой Attach (Присоединение). Примените к объекту-кроне модификатор Material By Element (Материал по элементу). Этот модификатор назначает случайным образом (в соответствии с настройками) каждому элементу модели свой ID-номер для материала. Параметр ID Count (Счетчик идентификаторов) указывает на то, сколько материалов будет участвовать в закраске модели, параметры Mat'l ID # (Идентификатор материала №) – на процентное участие материалов в закраске. Судя по настройкам рис. 4.35, первого материала будет 50 %, второго – 30 % и т. д.

Рис. 4.35. Процентное соотношение участия материала в закраске модели

Назначьте модели материал Multi/Sub-Object (Многокомпонентный) и установите для первых пяти материалов различный цвет или текстурные карты (рис. 4.36).

Рис. 4.36. Назначение разных материалов объектам ID

Теперь листва на дереве стала более интересной и живой (рис. 4.37). Таким способом можно сделать, например, осенний лес с увядающей листвой или яркий летний пейзаж. И создаваемая вами картинка будет более интересной и разнообразной для зрителя.

Рис. 4.37. «Оживление» модели дерева

Раз уж мы заговорили о текстурировании, пришло время для следующей главы, посвященной именно этому вопросу.

Глава 5
Текстуры и материалы

Текстурное моделирование

   Тщательная и детальная работа с текстурами имеет очень большое значение для общего вида создаваемой сцены. Как бы ни была интересна геометрия объектов, неграмотное и неаккуратное текстурирование может свести на нет все усилия моделлера. Великое многообразие природы как нельзя лучше проявляется именно в разнообразии текстур. На одном и том же дереве никогда не найдется двух одинаковых листьев, а текстуру земли можно часами разглядывать, как неповторимый марсианский пейзаж.
   Проблема реализации высококлассного текстурирования заключается еще и в том, что для применения в сцене требуются не просто качественные текстуры – фотографии должны быть высокого разрешения и сняты под углом 90°. Иными словами, для интересного текстурирования, например, участка перед коттеджем необходимо сделать снимок под прямым углом с высоты примерно метров 20–25 фотоаппаратом с высоким разрешением получаемого изображения. Естественно, такие текстуры – большая редкость в коллекции художника. Обычно это фотографии небольших участков поверхностей, для использования которых в ландшафтном (и не только) моделировании приходится применять метод мозаичности: небольшая по размеру текстура многократно размножается по поверхности объекта и таким образом закрывает его весь. В итоге исходное изображение лишается любых признаков индивидуальности. Если это фотография кирпичной стены, то любой мало-мальски нестандартный кирпич будет с «завидной» регулярностью повторяться на всем протяжении кладки и сразу же придаст вашей стене узнаваемый неестественный вид. Безусловно, в некоторых текстурах мозаичность задана априори. Например, в искусственном камне, керамической плитке или совершенно однообразном покрытии штукатурки. В этих случаях мозаичность текстуры не только оправдана, но и настоятельно рекомендуется. Во всех остальных необходимо по возможности привносить в текстурирование элемент творческой беспорядочности.
   Для этой цели существует, например, шейдер VRayBlendMtl (V-Ray-смешение). Он позволяет смешивать несколько материалов в процентном соотношении.

   Примечание
   Здесь и в дальнейшем мы будем оперировать в основном V-Ray-материалами, так как именно этот визуализатор используем для окончательного рендеринга.

   Для смешивания материалов предназначены и другие шейдеры, такие как Mask (Маска), Mix (Смесь) и др., которые относятся к группе Standard (Стандартные), но они с успехом могут применяться в составе шейдера V-Ray. Попробуем разобраться в принципе работы этих материалов.
   Возьмите базовый шейдер VRayMtl (Материал V-Ray) и для слота Diffuse (Основной цвет материала) назначьте материал Mix (Смесь) (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Выбор материала Mix (Смесь)

Как видно, конечный материал формируется из трех составляющих: двух карт материалов и карты-маски. Назначьте в эти каналы три разные карты текстур (рис. 5.2). Карте-маске желательно (а лучше обязательно) быть черно-белой.

Рис. 5.2. Назначение текстур в слоты материала Mix (Смесь)

Если представить работу смешения в виде схемы, то это будет выглядеть примерно так, как показано на рис. 5.3.

   Рис. 5.3. Принцип работы материала Mix (Смесь)

   Для чего мы это рассматриваем? Чтобы наглядно уяснить: при таком подходе для получения одной текстуры хорошего качества задействуется целых три текстуры высокого разрешения. А как вы помните, растровые текстуры загружаются непосредственно в оперативную память и оптимизации не подлежат (ну кроме как за счет снижения качества самой текстуры). А если таких материалов в сцене несколько десятков? Оперативная память достаточно быстро исчерпает свои ресурсы. Возможно, логичнее сразу изготовить необходимую текстуру в графическом редакторе, минуя процесс смешивания непосредственно в 3ds Max (задействовав при этом дополнительные, скрытые пока возможности такого решения)?
   Создадим текстуру для ландшафта, на котором вы учились моделировать дороги. Только немного усложним задачу и добавим туда модель дома и группу камней. Сцена может выглядеть примерно так, как на рис. 5.4.

   Рис. 5.4. Модель сцены для текстурирования

   Поскольку мы решили делать материал ландшафта одной текстурой, вам необходимо сделать заготовку в масштабе, на которой было бы видно расположение дорог, дома и другие детали.
   Перейдите в окно Top (Вид сверху) и визуализируйте сцену таким образом, чтобы в окно вида камеры попал весь ландшафт. Качество визуализации и освещение не критичны – важно только сразу задать правильные пропорции изображения и разрешение выходного формата. В данном случае ландшафт имеет размеры 1010 (единица измерения не играет роли) по обеим сторонам. Значит, и размер изображения на выходе должен соответствовать этим пропорциям, умноженный как минимум на три – то есть 3030 х 3030 пикселов (при мощном компьютере желательно и еще больше). С такими размерами получится вполне качественная текстура. Задайте эти параметры в настройках итогового изображения (область Output Size (Итоговый размер) окна Render Setup (Настройка визуализации), вызываемого одноименной командой меню Render (Визуализация) (рис. 5.5)).

Рис. 5.5. Установка разрешения итогового изображения

Чтобы формообразующие детали ландшафта были лучше видны при освещении по умолчанию, их можно выделить любым другим цветом. Визуализируйте сцену. Должно получиться примерно так, как на рис. 5.6.

   Рис. 5.6. Финальная визуализация заготовки карты ландшафта

   Сохраните полученное изображение в файл, можно в формате JPG. Он хоть и не самый качественный для наших целей, но большинство текстур-исходников все равно в этом формате, так что нет смысла менять коней на переправе.
   Заготовка карты местности у нас есть – теперь пришло время сделать на ее базе основную текстуру ландшафта. Запустите Photoshop и откройте сохраненное изображение. Аккуратно обрежьте черную окантовку по краям (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Обрезка рамки изображения

Сохраните полученный результат и примените к поверхности ландшафта в 3ds Max для проверки коррекции наложения. Сдвиньте в сторону модель дома и убедитесь, что карта проецируется абсолютно точно (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Тестирование наложения карты

Если все совпало, значит, пропорции карты были соблюдены и дальше все уже совсем просто. Загружайте в Photoshop подходящие текстуры и монтируйте их на карте, как пазл. Важно соблюсти пропорции изображений согласно общему масштабу, чтобы текстура, например, травы соответствовала общему масштабу сцены. И уделите особое внимание границам переходов разных карт. Основными инструментами Photoshop тут будут Eraser (Ластик) и Clone Stamp (Клонирующий штамп). Работа кропотливая, но интересная и увлекательная. Можно добавить в текстуру различные детали вроде люков, колодцев, тропинок, дорожек и т. д. и при этом не моделировать их трехмерными элементами (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Комбинирование текстур

Если текстура приходится, например, на часть водоема, то можно сделать песчаный берег, покрытый травой и переходящий в каменистое дно. В комбинации с трехмерной растительностью все это значительно оживит вашу работу. Поэтому коллекцию текстур нужно постоянно пополнять всеми доступными средствами, не расставаясь с фотоаппаратом во время прогулок, ну и, естественно, прибегая к безграничным возможностям Интернета. Домик на такой комбинированной текстуре будет смотреться куда интереснее, чем на ровном зеленом фоне (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Визуализированный участок текстуры

По тому же принципу следует отнестись к текстурированию асфальтовых дорог, избегая искушения назначить равномерную мозаичную окраску всему дорожному полотну, от чего шоссе выглядит как стерильные дороги далекого будущего. А ведь на них всегда есть различные случайные трещины, следы ремонта, мусор возле бордюра, да и по цвету та часть, о которую постоянно трутся шины автомобилей, отличается от края дороги. Посмотрите на такую дорогу сверху (рис. 5.11).

   Рис. 5.11. Вид дороги сверху

   Обратите внимание, сколько уникальных деталей присутствует даже на таком небольшом участке. Не поленитесь скомбинировать нечто похожее по описанной выше технологии – и дорога сразу обретет живой вид. Ведь не может быть ничего более фотореалистичного, чем фотография реальной природы. Точно так же следует поступать со стволами текстурируемых моделей деревьев, собирая их из различных текстур и корректируя по цвету: более темный цвет у корня, светлее вдоль ствола и т. д.
   Правда, такие текстуры выглядят достаточно плоскими (это и естественно) и наиболее выигрышно смотрятся при виде сверху или под острым углом. Если по задумке вашей презентации таких видов нет, можно обойтись более простыми решениями – по необходимости применять для объемности поверхностей модификатор смещения – по тому же принципу, что и при моделировании ландшафта, только на этот раз для детализации архитектурных элементов ближнего плана. Давайте попробуем это на участке цоколя.
   Создайте небольшой примитив-параллелепипед и последовательно примените к нему модификатор текстурных координат UVW Map (UVW-проецирование) и модификатор VRayDisplacementMod (Режим смещения V-Ray) (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Последовательное применение модификаторов

В свойствах VRayDisplacementMod (Режим смещения V-Ray) выберите 2D-текстурирование: в таком режиме модификатор работает быстрее, чем при 3D. В слот Texmap (Текстура) загрузите ту же текстуру, которую вы назначили для слота Diffuse (Основной цвет материала) материала. Визуализируйте сцену, предварительно увеличив высоту выдавливания в поле Amount (Величина) (рис. 5.13).

   Рис. 5.13. Результат применения модификатора VRayDisplacement (Режим смещения V-Ray)

   Изображение получилось очень шумным и грязным. Произошло это потому, что мы взяли для выдавливания неподготовленную текстуру – модификатор VRayDisplacementMod (Режим смещения V-Ray) требует ее специальной обработки. Принцип работы этого инструмента немного схож с работой инструмента Bump (Рельефность): он также использует черно-белую растровую карту для имитации объемности. Именно имитации, потому что все равно тени эту объемность не будут учитывать. Модификатор же VRayDisplacementMod (Режим смещения V-Ray) создает имитацию более реалистичную, так как выпуклости формы будут реалистично взаимодействовать со светом.
   Давайте попробуем приготовить карту объема VRayDisplacementMod (Режим смещения V-Ray) на основе текстуры, назначенной на цвет объекта. Запустите новый сеанс работы в Photoshop и откройте ту текстуру, которую вы применили к цоколю. Первым делом переведите цветное изображение в градации серого командой меню Image → Mode → Grayscale (Изображение → Режим → Градации серого) (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Перевод изображения в градации серого

Активизируйте инструмент Levels (Уровни) (командой подменю Image → Adjustments (Изображение → Коррекция)) и отрегулируйте изображение таким образом, чтобы швы между камнями стали практически черными (рис. 5.15).

   Рис. 5.15. Применение инструмента Levels (Уровни)

   Черный цвет – это нулевая отметка для алгоритма выдавливания. Другими словами, все те области, которые светлее, будут выступающими. Самый высокий по уровню выдавливания, естественно, чисто белый цвет.
   Теперь любым удобным способом сделайте поверхность камней однотонного белого цвета (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Очищение поверхности камня

Примените к полученному изображению размытие командой меню Filter → Blur → Gaussian Blur (Фильтр → Размытие → Размытие по Гауссу) с небольшим значением параметра Radius (Радиус) (рис. 5.17).

   Рис. 5.17. Размытие полученного изображения

   Дело в том, что VRayDisplacementMod (Режим смещения V-Ray) (как, впрочем, и любой подобный инструмент) не очень любит четкие черно-белые переходы на текстурах небольшого разрешения, поскольку в таком случае воспроизводит на модели довольно рваные края. А делать для наших целей карту хорошего качества не имеет смысла в свете экономии ресурсов и второстепенности решаемой задачи.
   Сохраните полученный результат в отдельный файл в формате JPG и примените его в слот Texmap (Текстура) модификатора VRayDisplacementMod (Режим смещения V-Ray). Визуализируйте сцену. Сравните полученный результат с предыдущим. Разница налицо (рис. 5.18). Выделяя отдельные камни и закрашивая их различными оттенками серого, можно добиться разницы в высоте выдавливания.

   Рис. 5.18. Результат визуализации измененной карты

   Можно изготавливать карту для смещения очень интересным способом – с помощью Z-буфера, который присутствует почти во всех визуализаторах, и во V-Ray в том числе. В буквальном понимании это возможность получить черно-белую маску сцены в зависимости от расстояния объекта до камеры. Области применения таких масок весьма широки, но мы используем этот метод для изготовления черепицы.
   Начните новый сеанс работы в 3ds Max и создайте приблизительную модель черепицы. Пустотелость модели для данной задачи не нужна (рис. 5.19).

Рис. 5.19. Упрощенная модель черепицы

Создайте небольшой массив моделей, расположенных под углом друг к другу и имитирующих черепичную кладку (рис. 5.20).

Рис. 5.20. Создание массива моделей

Теперь необходимо создать в сцене камеру. Возьмите стандартную Target (Направленная) и разместите ее прямо над массивом черепицы в окне просмотра Top (Вид сверху). В свойствах камеры обязательно установите флажок Orthographic Projection (Ортографическая проекция), чтобы изображение, попадающее в камеру, не искажалось перспективой. Выделите цель камеры (точку Target (Цель)) и в контекстном меню инструмента Select and Move (Выделить и переместить) задайте ему положение по оси Z, равное 0 (рис. 5.21).

   Рис. 5.21. Установка положения цели камеры

   Затем выделите саму камеру и посмотрите цифровое значение ее положения в пространстве по той же оси координат Z. Запомните (а лучше запишите) это значение: оно вам еще пригодится для последующего моделирования. У меня оно получилось равным 895.
   Теперь необходимо рассчитать минимальное и максимальное расстояние до камеры для настройки Z-буфера. Возьмите инструмент Tape (Рулетка) из категории Helpers (Вспомогательные объекты) и постройте две измерительные линии, как показано на рис. 5.22.

Рис. 5.22. Установка измерительных инструментов Tape (Рулетка)

Положение головок рулеток должно быть идентично положению камеры по оси Z, поэтому, поочередно выделяя их, в контекстном меню инструмента Select and Move (Выделить и переместить) введите координаты камеры, измеренные вами ранее. В моем случае это как раз те самые 895 (рис. 5.23).

   Рис. 5.23. Корректировка положения инструмента Tape (Рулетка) по отношению к камере

   Настроив головки инструментов, перейдем к их целям (точки Target (Цель)). Расположите цель одной рулетки чуть выше массива черепицы, цель другой рулетки – чуть ниже. Это будет минимальное и максимальное расстояние до камеры для просчета Z-буфера.

   DVD
   Описанную сцену вы можете не создавать (хотя для практики не помешает), а загрузить из директории диска Examples\Сцены\Глава 5 – файл Z-Depth.max.

   Все готово для создания текстуры. Откройте окно Render Setup (Настройка визуализации). На вкладке Render Elements (Элементы визуализации) нажмите кнопку Add (Добавить) и из открывшегося списка загрузите элемент VRay_ZDepth (Z-буфер V-Ray) (рис. 5.24).

Рис. 5.24. Загрузка параметров Z-буфера

Перейдите в его параметры и в полях zdepth min и zdepth max введите значения расстояний, сверяясь с установленными в сцене рулетками (рис. 5.25).

Рис. 5.25. Установка расстояний для Z-буфера

Кнопкой Render (Визуализировать) визуализируйте вид из камеры. У вас получатся две картинки: черепица и собственно само изображение канала Z-буфера (рис. 5.26). Сохраните полученный результат в формате JPG.

   Рис. 5.26. Сгенерированный канал Z-буфера

   Если вам понадобится еще и альфа-канал, то сохраните изображение в формате TGA, выбрав в окне сохранения тип файла Targa Image File (*.tga,*.vda,*.icb,*.vst).
   Теперь в вашем распоряжении искомый продукт – карта для выдавливания. Только нет смысла использовать ее в таком большом разрешении: все равно черепица уложена мозаикой. Достаточно вырезать в Photoshop небольшую часть, проследив, чтобы при копировании не были заметны швы (рис. 5.27).

Рис. 5.27. Изготовление мозаичной текстуры в Photoshop

Осталось применить созданную текстуру к поверхности крыши с помощью модификатора VRayDisplacementMod (Режим смещения V-Ray) точно так же, как вы это делали с текстурой для цоколя (рис. 5.28).

Рис. 5.28. Готовая черепица крыши

Весьма приличный результат при не слишком сложных манипуляциях. Комбинируя методы полигонального и текстурного моделирования, можно решать любые, даже самые сложные задачи.

Материалы V-Ray 1.5 SP2

   Любая программа визуализации (рендер) обязательно имеет в своем составе индивидуальные материалы. Иногда они дублируют стандартные материалы 3ds Max, но при этом гарантируют стабильную работу системы визуализации. Чаще же это совершенно новые с уникальными свойствами и характерными особенностями материалы. Именно такие материалы и добавляет в нашу палитру визуализатор V-Ray 1.5 SP2. Это:
   • VRayMtl (Материал V-Ray) – базовый;
   • VRayLightMtl (Светящийся материал V-Ray);
   • VRayFastSSS (V-Ray-материал подповерхностного свечения);
   • GI–VRayMtlWrapper (Обертка V-Ray) – материал-контейнер с дополнительными свойствами настройки;
   • VRayBlendMtl (V-Ray-смешение);
   • VRay2SidedMtl (Двусторонний V-Ray-материал);
   • VRayOverrideMtl (V-Ray-материал перекрытия).
   При добавлении в слоты материала карт вам предоставляется еще несколько материалов:
   • VRaySky (Небо V-Ray) – для имитации небесного света;
   • VRayDirt (Затемнение V-Ray) – для создания затемнений на объектах;
   • VRayHDRI – для использования HDRI-изображений и др.
   Самый емкий по параметрам и возможностям и, естественно, самый востребованный – базовый материал VRayMtl (Материал V-Ray). Он заключает в себе практически все атрибуты материалов, которые могут понадобиться при текстурировании объектов: свойства металла и стекла, возможность управления формой и размытием блика, прозрачностью и степенью преломления. Именно форма и размытие блика – одни из самых главных составляющих внешней идентификации объекта.
   Давайте изучим эти свойства базового материала VRayMtl (Материал V-Ray). Создайте простую сцену с несколькими примитивами (рис. 5.29).

   Рис. 5.29. Сцена для изучения свойств материала VRayMtl (Материал V-Ray)

   Настройте параметры визуализатора V-Ray 1.5 SP2.
   В свитке V-Ray:: Global switches (V-Ray:: общий распределитель) снимите флажок Default lights (Освещение по умолчанию). Теперь сцена будет освещаться только цветом окружающей среды или добавленными в сцену источниками света.
   В свитке V-Ray:: Indirect illumination (V-Ray:: непрямое освещение) активизируйте просчет глобального освещения, установив флажок On (Включить).
   В области GI Environment (skylight) override (Окружающая среда (света неба) GI) свитка V-Ray:: Environment (V-Ray:: окружение) задайте белый цвет. Такой же цвет укажите в области Reflection/ refraction environment override (Отражение/преломление окружающей среды), предварительно установив флажок On (Включить). Остальные настройки визуализатора пока оставьте без изменений.
   Назначьте плоскости, на которой расположены объекты, светло-серый цвет, а объектам – например, светло-коричневый, терракотовый. Не забудьте, что все материалы должны быть только материалами V-Ray. Визуализируйте сцену (рис. 5.30).

   Рис. 5.30. Визуализация объектов с материалами VRayMtl (Материал V-Ray)

   Теперь найдите в свойствах VRayMtl (Материал V-Ray) параметр Reflect (Отражение). Это свойство материала отражать окружение, иными словами, свойство зеркала. Возле параметра находится область, позволяющая выбирать цветовой оттенок – от черного по умолчанию (когда материал не имеет свойства отражения) до белого – максимального (100 %-го свойства отражения). Выбор другого цвета (не из градаций серого) приведет к тому, что отражение получит такой же оттенок. Попробуйте изменять цвета и визуализировать сцену. Объекты будут иметь разные свойства отражения в зависимости от вашего выбора.

   Примечание
   Не забудьте, что по умолчанию в 3ds Max задано 9 итераций (переотражений), то есть 9 раз объекты будут отражаться друг в друге. Попробуйте уменьшить значение этого параметра до 3. Для этого перейдите к свитку V-Ray:: Global switches (V-Ray:: общий распределитель) настроек визуализатора. В области Material (Материал), активизировав параметр Reflection/refraction (Отражение/преломление), установите флажок Max depth (Максимум отражений) и в поле, расположенном рядом, укажите 3 единицы (рис. 5.31).

Рис. 5.31. Уменьшение количества переотражений в свойствах визуализатора

Визуализируйте сцену. Теперь объекты приобрели свойство отражения (рис. 5.32).

   Рис. 5.32. VRayMtl (Материал V-Ray) со свойствами отражения

   Идем дальше. Параметр Exit color (Выходящий цвет) позволяет уменьшить время визуализации в сценах с большим количеством переотражающихся объектов. Иногда имеет смысл изменить его цвет с черного, заданного по умолчанию, на более подходящий для вашей сцены, одновременно с регулировкой параметра Max depth (Максимум отражений).
   Параметр Fresnel reflections (Отражения по Френелю) – один из наиболее важных для полноценной имитации свойств как полированного металла, так и стекла. Он воспроизводит природный эффект, при котором в зависимости от угла зрения на объект отражение и преломление имеют разную степень. Плоскости, расположенные под острым углом, будут передавать этот эффект иначе, чем размещенные перпендикулярно.
   Характеристики отражений и преломлений во VRayMtl (Материал V-Ray) обозначаются IOR (Index Of Reflection/Refraction – коэффициент отражения/преломления). Параметры IOR областей Reflection (Отражение) и Refraction (Преломление) связаны друг с другом замком L (Lock). Однако их можно сделать независимыми как по отражению, так и преломлению, отжав кнопку L.
   Визуализируйте сцену с внесенными в материал изменениями. Обратите внимание, как изменилось свойство отражения (рис. 5.33).

Рис. 5.33. VRayMtl (Материал V-Ray) с установленным флажком Fresnel reflections (Отражения по Френелю)

Следующее свойство материала – параметр Refl. glossiness (Глянцевитость), который отвечает за размытие блика и отражений. Измените значение с 1, заданной по умолчанию, до 0,75. Снимите установленный ранее флажок Fresnel reflections (Отражения по Френелю), чтобы эффект проявился более явно. Теперь отражения стали размытыми, материал приобрел некоторую матовость, как шлифованная поверхность (рис. 5.34).

   Рис. 5.34. VRayMtl (Материал V-Ray) с измененным значением параметра Refl. glossiness (Глянцевитость)

   Параметр Subdivs (Разбиение) отвечает за отсутствие шероховатости на поверхности размытого изображения. Однако увеличение его значения замедлит и без того длительную визуализацию этого эффекта. Поэтому пользоваться им нужно с большой осмотрительностью.
   Рядом с параметром Refl. glossiness (Глянцевитость) находится параметр Hilight glossiness (Блик глянца), который отвечает за размытие отражения яркого источника света – они связаны уже знакомым вам замочком L. Разблокируйте соединение. Уменьшите значение Hilight glossiness (Блик глянца) с 1, заданной по умолчанию, до 0,75. Добавьте в сцену источник света. Чтобы избежать пересвета объектов, вдвое уменьшите яркость свечения окружающей среды, задав необходимое значение параметру рендера GI Environment (skylight) override (Окружающая среда (света неба) GI). Визуализируйте сцену (рис. 5.35).

   Рис. 5.35. VRayMtl (Материал V-Ray) с измененным значением параметра Hilight glossiness (Блик глянца)

   Как видите, на объектах появились блики от источника света. Это придает материалам еще большую правдоподобность, особенно при создании блестящих металлов и других отражающих поверхностей.
   Установка флажка Use interpolation (Использовать интерполяцию) позволяет ускорить просчет размытых отражений, но с худшим качеством.
   Теперь перейдем к свойствам прозрачности V-Ray-материала. За них отвечают параметры области Refraction (Преломление). Как и в случае с отражением, степень прозрачности регулируется выбором цвета. Сделайте цвет полей Diffuse (Основной цвет материала) и Refract (Преломление) совершенно белым. Визуализируйте сцену (рис. 5.36).

   Рис. 5.36. VRayMtl (Материал V-Ray) с измененным значением параметров области Refraction (Преломление)

   Выглядит все пока весьма невыразительно, хотя объекты явно стали прозрачными. Вообще, свойства стекла как никакие другие нуждаются в отражении. Это может быть и окружающая среда сцены, и растровые карты типа HDRI в слоте Environment Map (Карта окружения) окна Environment and Effects (Окружение и эффекты), и специально скрытые от камеры объекты, предназначенные именно для формирования отражения.
   Создайте в сцене несколько объектов, сделайте их невидимыми для камеры и не отбрасывающими тени. Для этого в свойствах объектов снимите флажки Visible to Camera (Видимый для камеры) и Cast Shadows (Отбрасывать тени) (рис. 5.37). Примените к этим объектам материал VRayLightMtl (Светящийся материал V-Ray).

Рис. 5.37. Создание объектов для отражения в материале стекла

Чем тщательнее и разнообразнее выполнено окружение, тем лучше и интереснее смотрится в итоге материал стекла (рис. 5.38).

Рис. 5.38. Материал стекла с отраженными объектами

У каждого материала со свойствами прозрачности есть свой коэффициент преломления (IOR, о котором мы уже говорили). По умолчанию параметр IOR имеет значение 1,6 – приближенное к коэффициенту преломления обычного стекла. Добавьте в сцену несколько предметов, например чайников из набора стандартных примитивов, расположите их так, чтобы они находились за стеклянной толщей прозрачных объектов. Измените значение IOR и сделайте несколько пробных визуализаций. Посмотрите, как этот параметр влияет на свойство искажать расположенный за ним объект (рис. 5.39).

   Рис. 5.39. Изменение коэффициента преломления IOR

   Следующими на наше рассмотрение выходят параметры Fog color (Цвет тумана) и Fog multiplier (Яркость тумана). Хотя применительно к стеклу правильнее говорить о дымке. Иными словами, о проявлении эффекта аберрации – потери энергии лучом, проходящим сквозь толщу материала. Нагляднее всего это проявляется на морском берегу или у кромки озера: вода на мелководье прозрачна, как стекло, но по мере увеличения расстояния до дна прозрачность уменьшается – с этим эффектом мы работали в разделе «Вода и фонтаны» первой главы, когда настраивали материал воды в бассейне.
   Еще один параметр (правда, применяемый не очень часто) – эффект подповерхностного рассеивания света (его настройки собраны в области Translucency (Полупрозрачность)). Внешне он немного напоминает воск горящей свечи, когда ближе к пламени воск ярче освещен, чем у основания. Настройте параметры материала, как показано на рис. 5.40. Визуализируйте сцену.

Рис. 5.40. VRayMtl (Материал V-Ray) с настроенными параметрами области Translucency (Подповерхностное рассеивание света)

Последний параметр, который мы рассмотрим, – тип построения формы блика Ward (Блик по Варду). Раскрывающийся список для выбора этого параметра расположен в свитке BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function – двунаправленная функция распределения отражения). По своим свойствам параметр Ward (Блик по Варду) очень напоминает стандартный материал Anisotropic (Анизотропный): форма блика, генерируемого им, вытянута к краям и как нельзя лучше подходит для создания металлов на цилиндрических поверхностях (рис. 5.41).

   Рис. 5.41. VRayMtl (Материал V-Ray) с выбранным построителем блика Ward (Блик по Варду)

   Управлять формой блика можно, регулируя значение параметра Anisotropy (-1..1) (Анизотропия (-1..1)). Параметр Rotation (Вращение) позволяет вращать созданный блик по выбранным осям координат.
   Мы бегло рассмотрели только основные параметры базового материала V-Ray. Свойства и особенности других материалов имеет смысл изучить самостоятельно, в них заложен богатый потенциал для имитации самых различных материалов и текстур.

   DVD
   Для самостоятельного изучения модуля V-Ray 1.5 SP2 можно воспользоваться его файлом справки на русском языке, который находится на прилагаемом к книге диске в папке Programs\Plug-Ins\V-Ray\V-Ray Help.

Глава 6
Визуализация и освещение

Визуализатор V-Ray

   Освещение сцены – пожалуй, самая трудная из всех задач трехмерной графики. И вовсе не потому, что при этом используются достаточно сложные модули рендеринга и способы освещения – в большей степени причина в том, что этот процесс можно отнести непосредственно к искусству. Ведь инструменты у всех одинаковые, а результаты порой разнятся необыкновенно. Все потому, что технические знания отходят на второй план – на первый выходит творческий подход. А у всех он, естественно, индивидуальный. Можно тысячу раз прочитать про варианты и способы постановки света, а затем все равно не получить интересный результат в своей работе: сначала результат необходимо увидеть в своей голове, чтобы четко знать, к чему стремиться. Неплохо представить хотя бы, какое время года и время дня вы будете имитировать. В зависимости от этого строится стратегия освещения и задаются настройки визуализатора. Например, солнечный ясный день или морозное зимнее утро, безусловно, освещаются по-разному, не говоря уже о вечере или ночи.
   Давайте для начала разберемся в понятиях глобального освещения (Global Illumination, GI): с ним работают многие визуализаторы, в том числе и V-Ray 1.5 SP2.
   V-Ray – заслуженно популярный программный продукт, возникновение которого на рынке в свое время (да и в настоящий момент) можно отнести к революционным. Имея достаточно давнюю историю происхождения и многочисленные версии (текущая 1.5 SP3 вышла совсем недавно), этот визуализатор, на мой взгляд, – наиболее удачный выбор для получения качественного изображения за достаточно короткий срок и на не слишком мощных компьютерах. Последнее утверждение, конечно, довольно-таки спорно, и для любой продуктивной работы с модулями визуализации, которые имеют дело с глобальным освещением, мощность компьютера часто становится сдерживающим фактором для их широкого применения. Тем не менее именно V-Ray 1.5 SP2 позволяет достичь необходимого компромисса между скоростью визуализации и качеством полученного изображения при грамотной работе с параметрами программы.
   Вернемся к глобальному освещению. До недавнего времени потенциал компьютерной графики располагал лишь возможностью работы с прямым светом. Иными словами, источник света освещал только ту часть объекта, на которую падали его лучи, и для того, чтобы создать заполняющий свет или получить контражурную подсветку, приходилось добавлять в сцену десятки, а иногда и сотни источников. Процесс этот был настолько длителен, трудоемок и требовал такого хорошего уровня навыков, что для получения качественного результата занимал иногда чуть ли не процентов 70 всего затраченного на проект времени. Правда, он обладал при этом неоспоримым преимуществом: по сравнению с просчетом глобального освещения визуализация была значительно менее длительная. Однако достичь достаточной фотореалистичности при этом можно было, только затратив немалые усилия.
   С появлением программ, которые рассчитывают отраженный свет (Radiosity, finalRender, mental ray, Brazil, Maxwell Render, Exluna Entropy и др.), стало возможным в принципе осветить интерьер одной лампочкой. А об этом всегда мечтали (и мечтают) компьютерные художники. Но достаточно большая сложность применения и высокие требования к мощности компьютера не позволили этим отличным инструментам широко распространиться по компьютерам обычных пользователей. С развитием технологий 3D и небывалым ростом аппаратного обеспечения (уже сейчас двух– и четырехъядерные процессоры можно приобрести по сравнительно невысокой цене) использовать такие программы могут многие профессионалы и любители 3D во всем мире.
   Давайте посмотрим, чем же отличается прямое освещение от глобального.
   Создайте простую сцену из трех плоскостей почти белого цвета и ярко-красного куба. Для освещения поставьте один направленный источник света Target Spot (Направленный прожектор) (рис. 6.1). В качестве модуля визуализации мы будем использовать V-Ray 1.5 SP2.

   Рис. 6.1. Сцена для демонстрации глобального освещения

   Как видно из тестовой визуализации на рис. 6.1, свет от источника освещает лишь ту часть сцены, на которую падают прямые лучи. При этом интенсивность зависит от их угла падения по отношению к объекту, в результате чего одна плоскость гораздо темнее остальных. Тень за кубом плотная и насыщенная, деталей не видно.
   На рис. 6.2 применена система глобального освещения. Освещенность учитывает отраженный свет: лучи от источника света отражаются от объектов и переносят часть световой и цветовой информации друг на друга. Освещение стало более реальным, тень за кубом приобрела прозрачность и дифференцированную плотность. Кроме того, объекты-плоскости слегка окрасились в розовый цвет – как следствие переноса на них цветовой информации от ярко-красного куба.

   Рис. 6.2. Глобальное освещение

   Нечто похожее происходит и в реальной природе. Положите лист белой бумаги под настольную лампу – отраженные от нее лучи осветят те окружающие области, которых световой поток ранее не достигал. Белая бумага работает как отражатель. Замените белую бумагу на красную – все окружающие предметы приобретут красноватый оттенок.
   Модуль визуализации V-Ray 1.5 SP2 учитывает все особенности реальной физики света и позволяет просчитывать не только отраженное освещение, но и рефрактивную каустику, то есть преломление и умножение лучей в стеклянных предметах. Визуализатор учитывает также особенность затухания светового потока в зависимости от расстояния. Дело в том, что в реальной природе воздух только кажется прозрачным, на самом деле он наполнен массой различных крохотных взвешенных частиц пыли и влаги. Поэтому луч, например, от карманного фонарика ночью неизбежно гаснет на некотором расстоянии от источника: его интенсивность поглощается невидимыми для глаза микрочастицами в воздухе. Естественно, что в компьютерной графике этого нет – виртуальный воздух кристально чист и стандартные источники света имеют равную интенсивность светового потока, независимую от расстояния до цели (хотя справедливости ради стоит отметить, что есть возможность программной имитации эффекта затухания с помощью параметра Decay (Затухание)). В отличие от стандартных, источники света V-Ray по умолчанию обладают параметром ослабления интенсивности света в зависимости от расстояния до источника – то есть программа изначально настроена на возможно большую физическую правдоподобность просчета освещения.
   Давайте поближе познакомимся с подключаемым модулем визуализации V-Ray 1.5 SP2. Мы не станем досконально разбирать все инструменты программы – остановимся только на тех, которые будем использовать чаще других.

   DVD
   Как я уже отмечал при описании материалов V-Ray в пятой главе, подробное описание (справочный файл, выпускаемый фирмой-производителем) вы можете найти на прилагаемом к книге диске.

   После установки модуля доступны 16 свитков с основными параметрами визуализатора, которые расположены во вкладках окна Render Setup (Настройка визуализации) (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Свитки параметров V-Ray 1.5 SP2

Первые два свитка (рассматриваем вкладку V-Ray) со сведениями об авторизации и версии модуля мы пропускаем и сразу переходим к свитку V-Ray:: Frame buffer (V-Ray:: буфер кадров), который включает настройки так называемого буфера кадров (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Свиток настроек буфера кадров

Данный свиток – аналог классического инструмента 3ds Max: в нем можно выбрать разрешение выводимого изображения, формат, в котором это изображение будет сохраняться, а также задать цветовые и альфа-каналы выводимого изображения. В отличие от буфера кадров 3ds Max, буфер кадров V-Ray предоставляет дополнительные инструменты коррекции цвета и экспозиции визуализированного изображения, расположенные в левом нижнем углу (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Дополнительные инструменты корректировки изображения

Следующий свиток – V-Ray:: Global switches (V-Ray:: общий распределитель) (рис. 6.6).

   Рис. 6.6. Параметры свитка V-Ray:: Global switches (V-Ray:: общий распределитель)

   В этом свитке собраны параметры, которые во время просчета геометрии, созданной инструментом Displacement (Смещение), отключают источники света (в том числе установленные по умолчанию – те, что освещают сцену до добавления в нее новых световых приборов), а также тени, эффекты размытия отражений (флажок Glossy effects (Эффекты глянцевитости)), отображение растровых карт (Maps (Карты текстур)) и их фильтрацию (Filter maps (Фильтрация карт текстур)).
   Наиболее важный параметр в этом свитке – Max depth (Максимум отражений). Он дает возможность регулировать итерации (повторения) отражения и преломления, число которых в 3ds Max по умолчанию равно 9. Такой высокий уровень итерации редко необходим в создаваемых сценах. Вполне достаточно установить его значение в пределах 3–4, а при тестовых настройках визуализатора вообще достаточно 2.
   Очень полезен также параметр временной замены всех материалов сцены одним тестовым – флажок Override mtl (Перекрыть материал). Такая процедура может пригодиться как для общих настроек света, так и для поиска возможных ошибок при расчете освещения. Достаточно назначить в этот слот любой V-Ray-материал, и если при последующей визуализации проблема исчезла, значит, тому виной не материалы, а, возможно, ошибки геометрии – круг поисков неисправности, таким образом, значительно сужается.
   Следующий свиток – V-Ray:: Image sampler (Antialiasing) (V-Ray:: образец изображения (сглаживание)) содержит инструменты для сглаживания изображения (рис. 6.7).

   Рис. 6.7. Свиток настроек сглаживания изображения

   На этих параметрах имеет смысл остановиться подробнее. Antialiasing – это сглаживание пилообразной кромки изображения, свойственной ему при отображении пикселами линии, идущей по диагонали монитора. V-Ray предоставляет несколько алгоритмов сглаживания изображения:
   • Fixed (Фиксированный);
   • Adaptive DMC (Адаптивный DMC);
   • Adaptive subdivision (Адаптивное подразделение).
   Правильный выбор алгоритма сглаживания весьма существенно влияет на время визуализации и качество изображения. И этот выбор определяется чаще всего опытным путем в зависимости от методики постановки и настройки освещения, а также от индивидуальных особенностей сцены. Можно только посоветовать для тестовых визуализаций применять наиболее быстрый способ сглаживания – Fixed (Фиксированный) при отключенном фильтре сглаживания, то есть при снятом флажке On (Включить) в области Antialiasing filter (Фильтр сглаживания).

   Примечание
   Фильтр сглаживания можно отключать даже при создании высококачественного финального изображения: это ускорит время просчета, а резкость картинке всегда можно добавить средствами Photoshop или еще лучше – подключаемым к Photoshop фильтром FocusMagic 3.

   Теперь на очереди самый важный свиток настроек визуализатора – V-Ray:: Indirect illumination (GI) (V-Ray:: непрямое освещение (GI)) (находится во вкладке Indirect illumination (Непрямое освещение)) (рис. 6.8).

   Рис. 6.8. Свиток V-Ray:: Indirect illumination (GI) (V-Ray:: непрямое освещение (GI))

   Этот свиток отвечает за включение просчета глобального освещения (флажком On (Включить)) и выбор алгоритма просчета первичного и вторичного отскоков луча – области соответственно Primary Bounces (Первичный отскок) и Secondary Bounces (Вторичный отскок). Представленных алгоритмов всего четыре:
   • Irradiance map (Карта освещенности);
   • Photon map (Карта фотонов);
   • Brute force (Полное вычисление);
   • Light cache (Кэширование света).
   В принципе, возможно любое сочетание этих алгоритмов, но на практике чаще всего используют Irradiance map (Карта освещенности) при просчете первичного отскока и Brute force (Полное вычисление) или Light cache (Кэширование света) при просчете вторичного.
   Параметры области Post-processing (Постобработка) управляют насыщенностью (поле Saturation (Насыщенность)) – то есть уменьшают степень переноса цвета с одного объекта на другой – и контрастом изображения (поле Contrast (Контрастность)). Особенно часто применяется параметр Saturation (Насыщенность) – когда расположенный недалеко от здания травяной газон окрашивает его стены в зеленый цвет, уменьшение насыщенности c 1 до 0,5–0,7 позволяет вернуть стенам их родной цвет. Для этой же цели рекомендуется использовать VRayOverrideMtl (V-Ray-материал перекрытия).
   В зависимости от выбора алгоритма просчета среди свитков появятся новые – с параметрами его настроек. Например, выбрав для просчета первичного отскока алгоритм Irradiance map (Карта освещенности), вы активизируете свиток с параметрами, показанный на рис. 6.9.

   Рис. 6.9. Свиток V-Ray:: Irradiance map (V-Ray:: карта освещенности)

   Чтобы понять назначение этих параметров, рассмотрим принцип действия карты освещенности.
   Освещенность – функция, определяемая для любой точки трехмерного пространства. Она представляет собой свет, попадающий в эту точку с разных сторон. Освещенность, как правило, не одинакова в каждой точке и имеет два свойства.
   • Первое – прямая освещенность поверхности, то есть освещенность в точках, лежащих на поверхности объектов сцены.
   • Второе – рассеянная освещенность поверхности. Это общее количество света, которое попадает на отдельно взятую точку поверхности и не зависит от направления его падения. Иначе говоря, рассеянную освещенность поверхности можно считать подлинным цветом поверхности, если предположить, что ее материал практически белый и отражает свет. И во V-Ray термин irradiance map (карта освещенности) обозначает метод эффективного вычисления рассеянной освещенности поверхности для объектов сцены.
   Процесс вычисления глобального освещения весьма чувствителен к детализации сцены: оно гораздо тщательнее в частях сцены, которые насыщены деталями, и менее точно во второстепенных (например, открытые и равномерно освещенные участки). Исходя из этого, карта освещенности рассчитывается адаптивно. Это реализовано следующим образом. Картинка визуализируется несколько раз (каждый новый просчет называется pass – проход), причем разрешение визуализации удваивается при каждом проходе. Задача состоит в том, чтобы начать с низкого разрешения (скажем, 1/4 от разрешения финальной картинки) и дойти до разрешения, которое будет иметь итоговое изображение.
   В принципе, карта освещенности – это набор точек в трехмерном пространстве с вычисленным в этих точках глобальным освещением. Просчитывая объект во время очередного прохода, V-Ray анализирует карту освещенности, определяет точки, координаты которых совпадают с координатами данного объекта или близки к ним. При нахождении таких точек V-Ray извлекает из них необходимую информацию (расположенные рядом объекты, изменения глобального освещения и проч.). На основании этой информации V-Ray решает, можно ли интерполировать значение глобального освещения, взятое из точки карты освещенности, для данного объекта. Если нет, тогда вычисляет глобальное освещение для новой точки, и она сохраняется в карте освещенности.
   Вернемся к параметрам свитка. Первая область свитка содержит параметры предустановок Builtin presets (Встроенные установки). Это набор предварительных настроек карты света с усредненными параметрами для оперативного просчета глобальной освещенности в сцене:
   • Very low (Очень низкие) – предназначены в основном для пробной визуализации, чтобы составить общее представление об освещенности сцены;
   • Low (Низкие) – то же самое, с немного более высоким качеством;
   • Medium (Средние) – пригодны для большинства сцен, в которых нет мелких деталей;
   • Medium animation (Средние для анимации) – устраняют эффект мерцания при просчете анимации за счет увеличения параметра Dist thresh (Порог расстояния) области Basic parameters (Основные параметры);
   • High (Высокие) – оптимальны для большинства случаев – как для сцен с мелкими деталями, так и для анимации;
   • High animation (Высокие для анимации) – предназначены для тех случаев, когда настройки High (Высокие) не помогли избавиться от мерцания в анимации, поэтому увеличивается значение параметра Dist thresh (Порог расстояния);
   • Very high (Очень высокие) – предназначены для сцен с очень мелкими и сложными деталями.
   Следующая область свитка – Basic parameters (Основные параметры).
   Поле Min rate (Минимальный уровень) определяет разрешение для первого прохода глобального освещения. Значение 0 говорит о том, что разрешение равно разрешению финального изображения; -1 означает, что начальное разрешение равно половине финального изображения, и т. д. Как правило, лучше оставлять значение этого параметра отрицательным, чтобы глобальное освещение на больших и ровных участках изображения вычислялось быстрее. В поле Max rate (Максимальный уровень) задается разрешение для последнего прохода глобального освещения.
   Параметр Clr thresh (Color threshold) (Цветовой порог) контролирует чувствительность алгоритма карты освещенности к изменениям в глобальном освещении. При больших значениях чувствительность становится меньше, маленькие значения делают карту освещенности чувствительнее к изменениям в освещении. Это позволяет получить более качественное финальное изображение.
   Параметр Nrm thresh (Normal threshold) (Порог нормалей) контролирует чувствительность карты освещенности к изменениям в нормалях и мелких деталях поверхностей. Чем больше значение этого параметра, тем меньше чувствительность. Маленькие значения делают карту освещенности более чувствительной к поверхностям плавной формы и мелким деталям.
   Параметр Dist thresh (Distance threshold) (Порог расстояния) контролирует чувствительность карты освещенности к расстоянию между объектами. При нулевом значении карта освещенности вообще не будет зависеть от близости объектов. Чем больше значение этого параметра, тем больше будет взято образцов из тех мест, в которых объекты расположены близко друг к другу.
   Поле HSph. subdivs (Hemispheric subdivisions) (Полусферические образцы) управляет качеством отдельно взятого образца глобального освещения. Маленькие значения ведут к быстрому, но более шумному результату. Чем больше значение этого параметра, тем более чистым получается изображение. Истинное количество лучей равно квадрату значения данного параметра и, кроме того, зависит от настроек свитка V-Ray:: DMC Sampler (V-Ray:: образец DMC).
   Поле Interp. samples (Interpolation samples) (Образцы интерполяции) определяет количество образцов глобального освещения, которое будет использовано для преобразования (интерполяции) глобального освещения в конкретной точке. Большие значения могут размыть детали, но дать более чистый результат. Маленькие значения позволяют получить результат более детальный, но шумный, если параметр HSph. subdivs (Полусферические образцы) будет иметь небольшое значение.
   Переходим к настройкам области Options (Параметры).
   Если установлен флажок Show calc. phase (Показать процесс вычисления), V-Ray будет демонстрировать процесс вычисления карты освещенности в виде постепенно проявляющегося изображения. При этом можно получить представление об освещенности сцены. Этот параметр немного замедляет общее время генерации финального изображения.
   Флажок Show direct light (Показывать прямой свет) будет доступен, только если активизировать параметр Show calc. phase (Показать процесс вычисления). В этом случае V-Ray, кроме глобального освещения, будет показывать еще и прямое освещение для первично отраженных лучей.
   Будучи установленным, флажок Show samples (Показать образцы) позволяет показать карту освещенности в виде маленьких точек.
   Область Detail enhancement (Усиление деталей) предназначена для внесения добавочных элементов в карту освещенности, если на каком-либо участке изображения их недостаточно. Из-за ограниченности своего разрешения карта освещенности обычно размывает глобальное освещение в этих участках или дает зашумленный и мерцающий (для анимации) результат. Настройки Detail enhancement (Усиление деталей) позволяют вычислить меньшие детали, используя метод QMC Sampler повышенной точности. Этот метод учитывает отраженный свет.
   Флажок On (Включить) активизирует усиление деталей для карты освещенности. Карта освещенности, просчитанная в этом режиме, не должна использоваться с выключенной функцией Detail enhancement (Усиление деталей).
   Когда активизировано усиление деталей, можно использовать настройки карты освещенности с худшим качеством, а образцов интерполяции (параметр Interp. samples (Образцы интерполяции) из области основных настроек) нужно брать больше. Это связано с тем, что карта освещенности применяется только для учета общего отдаленного освещения, а прямой образец – для участков с близко расположенными деталями.
   Список Scale (Масштаб) определяет единицы измерения для параметра Radius (Радиус):
   • Screen (Изображение) – радиус измеряется в пикселах от разрешения изображения; предпочтительно применять для статических сцен;
   • World (Глобальные) – радиус измеряется в общепринятых единицах; предпочтительно применять для анимированных сцен.
   Параметр Radius (Радиус) отвечает за радиус усиления деталей. Меньший радиус означает, что в качестве образцов с повышенной точностью будут использованы меньшие участки сцены вокруг мелких деталей картинки. Соответственно, больший радиус возьмет для просчета больший участок сцены, что в свою очередь увеличит время визуализации, но повысит точность вычислений.
   Поле Subdivs mult. (Множитель подразделений) определяет количество образцов, взятых для повышенной точности, в процентном соотношении от значения параметра карты освещенности HSph. subdivs (Полусферические образцы). Значение 1 говорит о том, что используется столько же образцов, сколько и для образцов текущей карты освещенности. Меньшие значения сделают участки с усиленными деталями более шумными, но за меньшее время.
   Переходим в область Advanced options (Дополнительные параметры).
   Список Interpolation type (Тип интерполяции) используется во время визуализации. Он позволяет выбрать метод, по которому преобразуются значения глобального освещения, взятые из образцов карты освещенности.
   • Weighted average (Усредненный). Алгоритм смешивает образцы глобального освещения в карте света, основываясь на расстоянии до точки интерполяции и разнице в нормалях. Метод простой и быстрый, однако результат может получиться достаточно шумным.
   • Least squares fit (Точная подгонка). Метод позволяет вычислить значения глобального освещения, которые лучше всего подходят к образцам карты освещенности. Результат получается лучше, чем у предыдущего метода, но за более длительное время. К тому же могут появиться артефакты в тех местах, где изменяются контраст и плотность образцов карты света. Этот вариант выбран по умолчанию.
   • Delone triangulation (Триангуляция Делон). Все методы интерполяции «размывающие»: они могут размыть мелкие детали в глобальном освещении. Метод Delone triangulation (Триангуляция Делон) лишен этого недостатка. Но чтобы получить чистую картинку, потребуется увеличить количество образцов. Это можно сделать, задав большее значение параметру HSph. subdivs (Полусферические образцы) или уменьшив значение параметра Noise threshold (Порог шума) в свитке V-Ray:: DMC Sampler (V-Ray:: образец DMC).
   • Least squares with Voronoi weights (Точная подгонка с весами Вороного). Этот метод – разновидность алгоритма Least squares fit (Точная подгонка). Он предотвращает артефакты в резких границах – берет образцы из карты света с учетом их плотности. Метод медленный и пока недостаточно эффективный.
   Хотя все типы интерполяции вполне годятся для применения, все же лучше использовать Least squares fit (Точная подгонка) или Delone triangulation (Триангуляция Делон). Будучи размывающим, метод Least squares fit (Точная подгонка) скрывает зашумление и дает чистый результат. Он как нельзя лучше подходит для сцен с большими гладкими поверхностями. Delone triangulation (Триангуляция Делон) – более точный метод, для которого требуется большее количество образцов (HSph. subdivs (Полусферические образцы)) и большее значение параметра карты освещенности Max rate (Максимальный уровень) (и поэтому больше времени на визуализацию), но результат получается более четким и без размытия. Этот метод лучше применять в сценах со множеством мелких деталей.
   Параметр Sample lookup (Поиск образца) задействуется во время визуализации. С его помощью задается метод, по которому выбираются подходящие точки из карты освещенности. Эти точки впоследствии будут взяты как основа для интерполяции.
   • Nearest (Ближний). Метод выбирает те образцы из карты освещенности, которые ближе всего к точке интерполяции. (Количество выбираемых точек определяется параметром Interp. samples (Образцы интерполяции) области основных параметров.) Недостаток метода в том, что в местах, где плотность образцов карты освещенности изменяется, он будет брать больше образцов из участка с большей плотностью. Когда используется размывающий метод интерполяции, это может вызвать так называемое смещение плотности, что в свою очередь может привести к неправильной интерполяции и появлению артефактов в этих местах (особенно на границе теней).
   • Quad-balanced (Сбалансированный по четырем). Улучшенный вариант предыдущего метода с предотвращенным смещением плотности. Он делит пространство около точки интерполяции на четыре части и ищет одинаковое количество образцов в каждой из них. Этот метод медленнее, чем Nearest (Ближний), но дает более качественный результат. Его недостаток в том, что, пытаясь найти образцы, он может случайно взять те, которые находятся далеко от точки интерполяции и не соответствуют ей.
   • Overlapping (Перекрытие). Метод, требующий предварительного расчета образцов карты света, во время которого вычисляется радиус влияния каждого образца. В зонах с малой плотностью радиус образцов больше, в зонах с большой плотностью – меньше. Когда точка освещенности интерполируется, метод выбирает образец, в чей радиус влияния входит данная точка интерполяции. Даже с учетом предварительного просчета этот метод зачастую быстрее и качественнее двух предыдущих, что делает его идеальным выбором для получения качественных изображений. Недостаток метода в том, что отдельные образцы, расположенные на большом расстоянии, могут влиять не на те участки сцены.
   • Density-based (Основанный на плотности). Комбинация методов Nearest (Ближний) и Overlapping (Перекрытие). Он эффективно устраняет артефакты, которые появляются из-за низкого качества образца. Для выполнения этого алгоритма также нужен предварительный расчет плотности образцов (поиск среди соседних образцов для выбора наиболее подходящего из них с учетом плотности). Метод Density-based (Основанный на плотности) выбран по умолчанию.
   Учтите, что выбор метода поиска образцов имеет особенно большое значение, когда используется вместе с методами размывающей интерполяции. В случае с алгоритмом Delone triangulation (Триангуляция Делон) метод поиска слабо влияет на результат.
   Параметр Calc. pass interpolation samples (Вычисление образцов интерполяции) применяется во время расчета карты освещенности. Это количество уже вычисленных образцов, которое будет использовано для проведения алгоритма взятия образцов. Оптимальные значения находятся в пределах 10–25. Небольшие значения ускоряют вычисление, но предоставленной информации может оказаться недостаточно. Большие значения замедляют вычисление и приводят к дополнительному взятию образцов. Лучше оставить этот параметр, заданный по умолчанию, – 10.
   Параметр Multipass (Мультипроход) используется во время просчета карты освещенности. При его активизации V-Ray задействует все образцы, вычисленные до настоящего времени. Снятие флажка приведет к тому, что V-Ray применит только образцы, собранные в предыдущих просчетах, кроме тех, которые были вычислены в текущем просчете. При активном параметре V-Ray берет меньше образцов, при этом карта освещенности просчитывается быстрее. Это значит, что на многопроцессорных машинах карта освещенности будет разной на разных процессорах. Поэтому возможно, что, дважды визуализировав одно и то же изображение, вы не получите одинаковой карты освещенности. Лучше оставить этот флажок установленным.
   Параметр Randomize samples (Случайные образцы) используется во время расчета карты освещенности. При установке флажка образцы изображения перемешиваются в случайном порядке. Снятие же приведет к тому, что образцы выровняются по сетке на экране. Лучше оставить параметр активным, чтобы избежать появления артефактов.
   Параметр Check sample visibility (Контроль видимости образцов) применяется во время визуализации. При установленном флажке V-Ray будет использовать только те образцы из карты освещенности, которые видны непосредственно из точки интерполяции. Это поможет избежать световых артефактов – они возникают при прохождении света через неплотные стыки между стенами. Активизация параметра немного увеличивает время визуализации, но хорошо сказывается на сложной архитектурной геометрии и большом количестве объектов.
   Идем дальше и рассмотрим область Mode (Режим).
   Одноименный список позволяет выбрать режим использования карты света.
   • Single frame (Одиночный кадр). В этом режиме вычисляются одна карта освещенности для всего изображения и новая карта для каждого следующего кадра. Во время дистрибутивного рендеринга (визуализации на нескольких компьютерах сразу) каждый компьютер будет вычислять свою карту света. Режим предпочтителен для анимации движущихся объектов, причем необходимо создать карту освещенности высокого качества, дабы избежать мерцания. Этот режим выбран по умолчанию.
   • Bucket mode (Метод сегмента). В данном режиме для каждого участка визуализации используется своя карта освещенности. Он особенно полезен при дистрибутивном рендеринге, так как эффективно распределяет вычисление карты освещенности между несколькими компьютерами. Режим немного медленнее, чем Single frame (Одиночный кадр), из-за того, что необходимо пересчитывать дополнительную границу вокруг каждого просчитываемого квадрата – сегмента, – чтобы уменьшить артефакты между соседними сегментами. Но и после дополнительных вычислений артефакты могут остаться. Их можно еще уменьшить, если использовать большие значения параметров карты света.
   • Multiframe incremental (Покадровое добавление). Данный режим полезен, когда визуализируется последовательность кадров, полученных от перемещающейся камеры. При этом V-Ray просчитывает новую карту освещенности только для первого кадра, а для каждого последующего уточняет эту же карту и добавляет детали.
   • From file (Чтение из файла). В этом режиме V-Ray загружает карту света из файла, в котором она была ранее сохранена. При визуализации анимации загруженная карта используется для всех кадров – новая карта не вычисляется.
   • Add to current map (Добавить к текущей карте). В этом режиме V-Ray вычисляет новую карту освещенности и добавляет ее к уже имеющейся, сохраненной ранее. Режим полезен при составлении карты освещенности для визуализации одной статической сцены из нескольких видов.
   • Incremental add to current map (Добавление к текущей карте). В этом режиме V-Ray воспользуется картой освещенности, просчитанной и сохраненной ранее, и будет только уточнять ее в тех местах, в которых недостаточно образцов, и добавлять новую информацию в существующую карту.
   • Animation (Prepass) (Анимация (препроход)). Этот режим позволяет сохранить просчет карты освещенности в файл для уменьшения эффекта «мерцания».
   • Animation (Rendering) (Анимация (визуализация)). Этот режим дает возможность загрузить сохраненный в предыдущем режиме просчет карты освещенности для итоговой визуализации.
   Кнопка Browse (Обзор) позволяет выбрать карту освещенности, ранее сохраненную в файл, если используется режим From file (Из файла).
   Кнопкой Save (Сохранить) сохраняются в файл карты освещенности. Чтобы сохранить карту, должен быть установлен флажок Don't delete (Не удалять) в области On render end (По окончании визуализации), иначе V-Ray автоматически удалит карту из памяти после окончания визуализации. Кнопка Reset (Сбросить) удаляет карту из буфера памяти.
   Настройки области On render end (По окончании визуализации) определяют, что нужно сделать с картой света после завершения визуализации.
   По умолчанию флажок Don't delete (Не удалять) (мы о нем только что говорили) установлен. Это означает, что V-Ray оставит карту освещенности в памяти до следующей визуализации. Если флажок снят, то после окончания визуализации V-Ray удалит карту света из буфера памяти.
   Если установить флажок Auto save (Автосохранение), V-Ray автоматически запишет карту освещенности на диск после завершения визуализации в файл, путь к которому вы укажете.
   Флажок Switch to saved map (Переключение на сохраненную карту) становится доступным, только когда установлен флажок Auto save (Автосохранение). После активизации переключения на сохраненную карту V-Ray автоматически перейдет на режим карты освещенности From file (Из файла) и использует только что сохраненную карту.
   При выборе в качестве алгоритма просчета вторичного отскока варианта Light cache (Кэширование света) станет доступной свиток его настроек (рис. 6.10).

   Рис. 6.10. Свиток V-Ray:: Light cache (V-Ray:: кэширование света)

   Light cache – это механизм расчета глобальной освещенности сцены. Карта освещенности строится посредством трассировки большого количества лучей не из источника света, а из камеры. Каждое соприкосновение луча с объектами сцены сохраняет информацию об освещенности в точке соприкосновения на всем пути следования луча. В большинстве случаев одной карты освещенности может оказаться достаточно для быстрой визуализации тестового изображения (при настройке освещенности сцены). При всех преимуществах перед другими методами кэширование света имеет свои ограничения. Как и Irradiance map (Карта освещенности), он зависит от положения камеры, то есть если изменяется положение камеры, вычислять карту освещенности придется заново.
   Параметр Subdivs (Разрешение) свитка V-Ray:: Light cache (V-Ray:: кэширование света) задает количество лучей, испускаемых камерой. Истинное количество лучей равно квадрату данного значения (стоящая по умолчанию величина равна 1000, это значит, что из камеры будет выпущено 1 000 000 лучей).
   В поле Sample size (Размер образца) задается расстояние между образцами в карте света. Чем меньше размер, тем ближе друг к другу располагаются образцы. В этом случае карта освещенности сохраняет мелкие детали, но использует больше памяти и получается шумной. Чем больше размер образца, тем равномернее карта света, но при этом теряются мелкие детали. Данный параметр может либо быть представлен в общепринятых единицах измерения, либо соответствовать выходному размеру изображения в зависимости от того, какое значение будет выбрано в списке Scale (Масштаб).
   • Screen (Изображение). В этом режиме единица измерения – часть финального изображения. Значение 1 означает, что размер образца равен размеру целого изображения. Образцы, расположенные ближе к камере, будут меньше, расположенные дальше – больше. Этот режим лучше всего подходит для статического изображения или анимации, при которой карта освещенности вычисляется для каждого кадра с последующим сохранением в файл.
   • World (Глобальные). В этом режиме размер фиксированный в любом месте сцены и измеряется в общепринятых единицах, что влияет на качество образцов. Образцы, расположенные ближе к камере, берутся чаще и выглядят равномерно, а образцы, расположенные дальше, зашумлены. Режим лучше использовать для анимации с движущейся камерой, так как в этом случае размер образцов будет одинаковый в любом месте сцены.
   Если установить флажок Store direct light (Сохранять прямой свет), карта освещенности сохранит и интерполирует прямой свет. Подобная возможность полезна в сценах, в которых много источников света и для первичного освещения используется Irradiance map (Карта освещенности). В этом случае прямой свет вычисляется из карты освещенности, а не из каждого источника света, и сохраняется только отраженное освещение, произведенное источниками света. Если вы хотите использовать карту освещенности непосредственно для вычисления глобального освещения и чтобы при этом прямой свет оставался отчетливым, снимите этот флажок.
   Если установить флажок Show calc. phase (Показать вычисление), будут видны те лучи, которые выпущены камерой. Этот параметр необходим только для наглядности происходящего процесса, и по ней можно предварительно оценить общий уровень освещенности. Он не влияет на просчет карты света и нужен только для обратной связи с пользователем.
   Filter (Фильтрация) – операция, с помощью которой выполняется фильтрация карты света во время визуализации. Фильтр определяет, как будет восстановлена освещенность из образцов карты освещенности.
   • None (Нет). Отсутствие фильтрации. В данном случае значение освещенности для точки изображения берется из ближайшего образца. Это быстрый режим, но с ним могут появляться искажения и шумы, особенно вблизи углов, если карта освещенности некачественная и шумная. Можно использовать предварительную фильтрацию (см. далее), чтобы уменьшить шум. Режим лучше всего подходит, когда карта освещенности применяется только для вторично отраженного света (Secondary bounces (Вторичный отскок)) или для тестовых визуализаций.
   • Nearest (Ближний). Фильтр собирает образцы, самые близкие для точки изображения, и усредняет их значение. Это не лучший выбор, если используется карта освещенности непосредственно для визуализации, но может оказаться полезным, если применять карту освещенности для вычисления вторичного отскока света. Данный фильтр обладает особенностью подстраиваться к плотности образцов в карте освещенности, за счет чего время вычисления остается одинаковым. Количество ближайших образцов для точки изображения задается параметром Interp. samples (Образцы интерполяции) области Basic parameters (Основные параметры) свитка V-Ray:: Irradiance map (V-Ray:: карта освещенности).
   • Fixed (Фиксированный). Фильтр ищет все образцы в карте освещенности, которые находятся на указанном расстоянии от точки изображения, и усредняет их значение. Он позволяет добиться качественного изображения и подходит для непосредственной визуализации с помощью карты освещенности, то есть когда карта освещенности используется для вычисления первично отраженного света (Primary bounce (Первичный отскок)). Размер фильтра задается параметром Filter Size (Размер фильтра). Большие значения размывают карту освещенности и сглаживают шумы. Обычно размер фильтра должен превышать размер образца в 2–6 раз. Не забывайте, что размер фильтра использует тот же масштаб, что и размер образца, а значит, зависит от параметра Scale (Масштаб).
   При установке флажка Pre-filter (Предварительная фильтрация) образцы в карте освещенности проходят фильтрацию перед визуализацией. Эта фильтрация отличается от обычной (предыдущий параметр) фильтрации карты освещенности, которая происходит во время визуализации. В ходе предварительной фильтрации проверяется каждый образец по очереди и изменяется так, что он становится средним из ближайших (количество ближайших образцов, с которыми происходит сравнение, указывается в поле рядом с флажком). Чем больше взято образцов для сравнения, тем сильнее размывается карта освещенности и, как следствие, получается менее шумной. Предварительная фильтрация выполняется один раз: после того как была рассчитана или загружена из файла новая карта освещенности.
   Если в сцене очень много материалов с размытием, имеет смысл установить флажок Use light cache for glossy rays (Использовать кэширование света для глянцевитого сияния).
   В списке Mode (Режим) выбирается тип визуализации карты освещенности.
   • В режиме Single frame (Одиночный кадр) вычисляется новая карта освещенности для каждого кадра анимации.
   • В режиме Fly-through (Облет) карта освещенности вычисляется для всего облета анимации после первого визуализированного кадра и используется без изменений для всех последующих. В этом случае предполагается, что в сцене изменяется только положение или ориентация камеры. В расчет берется перемещение камеры в активном сегменте времени. Лучше использовать для этого режима масштаб, равный всемирным единицам (значение World (Глобальные) в списке Scale (Масштаб)).
   • Режим From file (Из файла) загружает карту освещенности из файла, предварительно просчитанного и сохраненного на жестком диске. В файле карты освещенности нет информации о предварительной фильтрации. Предварительная фильтрация осуществляется после загрузки карты света, поэтому можно изменять ее параметры, не прибегая к новому вычислению.
   • В режиме Progressive path tracing (Постепенный просчет) происходит постепенное кэширование света. Это новый, достаточно долгий метод с хорошим результатом.
   Далее в свитках параметров идут настройки каустики – расчета оптических эффектов материала стекла и воды (рис. 6.11).

   Рис. 6.11. Свиток V-Ray Caustics (V-Ray:: каустика)

   В этом свитке расположены инструменты, активизирующие просчет эффекта каустики, и параметры настройки. Есть также возможность сохранения рассчитанных карт с последующей их загрузкой из файла, что позволяет, например, сохранить результаты просчета, сделанного при разрешении 640 х 480 пикселов, в файл и затем произвести чтение из него при визуализации изображения с более высоким разрешением – например, 1024 х 768. Это существенно сокращает время на финальную визуализацию.
   Свиток V-Ray:: Environment (V-Ray:: окружение) (вкладка V-Ray) содержит настройки света и цвета окружающей среды (рис. 6.12).

   Рис. 6.12. Свиток V-Ray:: Environment (V-Ray:: окружение)

   Здесь есть возможность задать текстурную карту для окружающей среды, определить уровень влияния на общую освещенность сцены, отрегулировать яркость солнечных бликов и отражений. Причем если в области GI Environment (skylight) override (Глобальное освещение окружающей среды (света неба)) установлен флажок On (Включить), то аналогичная настройка 3ds Max перестает влиять на освещенность сцены. Этим можно воспользоваться, когда фон для сцены – одно изображение, а фон для освещения – другое. Чаще всего в качестве текстурных карт применяются получившие в последнее время большое распространение карты HDRI. Параметры области Reflection/refraction environment override (Отражение/преломление окружающей среды) и Refraction environment override (Преломление окружающей среды) определяют яркость отражений окружающей среды на объектах. К ним также могут быть применены текстурные карты или карты HDRI.
   Одни из главных параметров, которые отвечают за качество произведенного расчета глобального освещения и в конечном итоге за качество финального изображения, – параметры свитка V-Ray:: DMC Sampler (V-Ray:: образец DMC) (рис. 6.13). Именно от правильных настроек в этом свитке (в совокупности с другими факторами) зависит не только качество полученного изображения, но и время, потраченное на визуализацию. Настройки по умолчанию годятся практически для большинства современных сцен, однако для промежуточной визуализации параметр Adaptive amount (Адаптивная величина) имеет смысл увеличить до 1, а Noise threshold (Порог шума) понизить до 0,5.

Рис. 6.13. Свиток V-Ray:: DMC Sampler (V-Ray:: образец DMC)

Свиток V-Ray:: Color mapping (V-Ray:: цветовое проецирование) (рис. 6.14) позволяет выбрать тип экспозиции для настройки общей освещенности сцены, а также параметры яркости темных (Dark multiplier (Уровень темных тонов)) и светлых (Bright multiplier (Уровень светлых тонов)) участков изображения. Видов экспозиции довольно много, но в принципе их можно разделить на две группы – линейная и все остальные. Все экспозиции, кроме линейной, призваны тем или иным образом сглаживать переходы между слишком яркими и слишком темными участками изображения, при этом нередко картинка теряет сочность красок и несколько «замыливается», но процесс равномерного освещения значительно упрощается. Возможно, неплохим решением при выборе между сложностью настройки и сочностью цвета может быть тип Reinhard (По Рейнхарду): изменяя значение Burn value (Степень затемнения), можно балансировать между линейной экспозицией и экспоненциальной.

Рис. 6.14. Свиток V-Ray:: Color mapping (V-Ray:: цветовое проецирование)

Свиток V-Ray:: Camera (V-Ray:: камера) (рис. 6.15) дает возможность выбрать различные линзы для размещенной в сцене камеры, а также содержит настройки таких эффектов камеры, как Depth of field (Глубина резкости) и Motion blur (Размытие в движении).

   Рис. 6.15. Свиток V-Ray:: Camera (V-Ray:: камера)

   Одна из наиболее интересных линз для камеры – Fish Eye («Рыбий глаз»): эффект, создаваемый ею, напоминает рассматривание изображения через большую двояковыпуклую линзу.
   Ну и последний свиток, который мы рассмотрим, – V-Ray:: Render Elements (V-Ray:: элементы визуализации) (рис. 6.16). Этот свиток также относится и к стандартному визуализатору 3ds Max.

Рис. 6.16. Свиток V-Ray:: Render Elements (V-Ray:: элементы визуализации)

Здесь можно выбрать для сохранения в файл дополнительные элементы из открывающегося списка (рис. 6.17), который активизируется кнопкой Add (Добавить).

   Рис. 6.17. Элементы визуализации

   Как вы уже знаете, во время постановки и настройки света приходится часто прибегать к так называемым промежуточным визуализациям. Например, когда нужно просто определить направление и интенсивность источников света, внести необходимые изменения в настройки или изменить материалы. Главный фактор при промежуточных визуализациях – скорость просчета сцены, поэтому все параметры в выбранных алгоритмах просчета задаются минимальными. Поскольку эти операции повторяются много раз подряд, для экономии рабочего времени их можно записать в специальный файл, сохранить в папке renderpresets (находится в директории, в которой установлен 3dsMax) и при необходимости загружать прямо во время работы. Команды для сохранения и загрузки предустановок находятся в нижней части окна Render Setup (Настройка визуализации) и называются Preset (Предустановки).
   Это был беглый обзор визуализатора V-Ray – просто для понимания «что где лежит».

   DVD
   Повторюсь, что более тщательно ознакомиться с каждой функцией V-Ray 1.5 SP2 можно, прочитав прилагаемый к программе файл описания. Тем более, оно не только достаточно детальное, но и снабжено массой картинок с примерами, что в немалой степени способствует лучшему пониманию происходящих процессов.

   Закреплять же полученные знания необходимо неперестанной тренировкой, поиском новых решений, постоянным самообразованием и увлеченностью своим делом. Как сказано в мудрой восточной пословице, «Дорогу осилит идущий». Невозможно сразу получить высокий результат: путь к совершенству всегда пролегает от простого к сложному. Немалую пользу может принести общение с коллегами на известных русскоязычных интернет-ресурсах www.3dcenter.ru и www.render.ru.

Установка освещения

Вариантов установки освещения для экстерьера бесчисленное множество, и каждый художник выбирает для себя наиболее подходящий или комбинирует разные способы. А чтобы было что комбинировать, необходимо эти способы знать. Давайте рассмотрим наиболее распространенные из них.
Постройте небольшую сценку с любым объектом вроде простенького домика из готовых моделей (рис. 6.18).

   Рис. 6.18. Сцена для настройки освещения

   Как освещается ландшафт в природе? Есть источник света – Солнце. Есть атмосфера – газовая оболочка планеты. При попадании на нее солнечного света, который находится на значительном удалении, получается большая поверхность освещенной материи – то, что принято называть небом, и небо всегда светлее, чем земля. Получается что-то вроде светящейся сферы. Светящейся неравномерно, так как солнечная сторона всегда светлее. Вот и попробуем воссоздать эту самую светящуюся сферу.
   Постройте примитив-сферу и, конвертировав в полигоны, удалите нижнюю половину (рис. 6.19).

Рис. 6.19. Создание небесного купола

Назначьте куполу материал VRayLightMtl (Светящийся материал V-Ray), а в качестве растровой текстуры материала примените фотографию неба. Хорошо, если это будет панорамный снимок хорошего разрешения (рис. 6.20).

   Рис. 6.20. Назначение текстуры материалу VRayLightMtl (Светящийся материал V-Ray)

   Оберните нормали купола внутрь, применив модификатор Normal (Нормаль), и добавьте модификатор UVW Map (UVW-проецирование) с цилиндрической проекцией. Визуализируйте сцену, не забыв активизировать параметр просчета глобального освещения. Объект освещен в точном соответствии с равномерностью примененной фотографии, то есть так, как в жизни: некоторые части горизонта темнее, некоторые светлее. По такому же принципу работает и карта HDRI, но об этом чуть позже.
   Добавьте в сцену направленный источник света. Лучше, если это будет сферический VRayLight (Свет V-Ray) – практически маленькое солнышко. Чем больше его размер, тем размытее и мягче будут тени. Цвет сделайте чуть желтоватый – как у солнца. Визуализируйте сцену (рис. 6.21).

   Рис. 6.21. Визуализация метода светящегося купола

   Как и любой другой, этот способ требует индивидуальных настроек и постобработки. К его достоинствам можно отнести легкость в управлении положением и масштабом карты неба на куполе с помощью модификатора UVW Map (UVW-проецирование), а также достаточную гибкость при настройке. К тому же этот метод хорошо подходит для анимации, так как фотография неба расположена по цилиндрической проекции. Плюс окружение неба корректно отражают окна.
   Теперь давайте попробуем другой вариант освещения – с помощью светового купола, имитированного светильниками. Удалите из предыдущей сцены купол и все источники света. Создайте стандартный направленный источник света Target Spot (Направленный прожектор), как показано на рис. 6.22, предварительно сориентировав сам источник света и его цель по оси Z на 0.

Рис. 6.22. Установка стандартного источника света

Сгруппируйте источник света и его цель в группу командой Group (Группа) и установите точку опоры командой Affect Pivot Only (Назначить точку опоры), как показано на рис. 6.23.

Рис. 6.23. Установка центра точки опоры источника света

Выделите группу и выполните команду меню Tools → Array (Инструменты → Массив) с указанными на рис. 6.24 параметрами.

Рис. 6.24. Копирование объекта по кругу

Разгруппируйте объекты и выделите сами источники света без их целей. В окне Top (Вид сверху) дважды скопируйте их таким образом, чтобы получилась имитация купола из светильников, при необходимости масштабируя нужную группу. Должно получиться, как на рис. 6.25.

Рис. 6.25. Имитация купола из светильников

Выделите любой источник света и измените параметры согласно рис. 6.26.

Рис. 6.26. Изменение параметров источников света

Основное достоинство такого метода – имитация глобального освещения, поэтому снимите флажок On (Включить) в свитке V-Ray:: Indirect illumination (GI) (V-Ray:: непрямое освещение (GI)) настроек V-Ray и визуализируйте сцену, предварительно добавив еще один источник света, имитирующий солнце (рис. 6.27).

   Рис. 6.27. Визуализация сцены с куполом источника света

   При таком методе освещения достаточно легко настраиваются тень и яркость сцены. Он также предпочтителен для создания анимационных презентаций на слабых компьютерах, так как при этом отсутствует длительный и емкий процесс просчета глобального освещения. Плюс пропадает так называемое мерцание кадров при неравномерности Irradiance map (Карта освещенности). Безусловно, настройка сцены при таком способе освещения также требует нестандартности. Например, можно копировать массивы светильников не методом Instance (Ссылка), как мы это делали, а методом Copy (Копия) и настроить купол светильников более тщательно, имитируя светлую и темную часть горизонта.
   Теперь давайте попробуем более современный метод, применяемый в визуализаторе V-Ray, – Sun-Sky, то есть метод, который задействует специальную процедурную карту неба (Sky) и специальный светильник, имитирующий солнце (Sun). Поскольку этот метод лучше всего работает с V-Ray-камерой, удалите из созданной ранее сцены стандартную камеру и на ее место поставьте VrayPhisicalCam (Виреевская физическая камера).
   Но сначала познакомимся с параметрами этой камеры.

VRayPhysicalCamera (Физическая камера V-Ray)

В последних версиях программы V-Ray 1.5 появился инструмент, который добавляет новые возможности при настройке освещения сцены, – VRayPhysicalCamera (Физическая камера V-Ray). При ее разработке были учтены свойства реального фотоаппарата.
Фотограф для создания хорошего снимка не может регулировать яркость солнца или неба. Он оперирует несколькими величинами – диафрагмой объектива, скоростью затвора и светочувствительностью пленки (матрицы). Примерно такие же параметры используются и в камере VRayPhysicalCamera (Физическая камера V-Ray). Она имеет все функции стандартной камеры (причем некоторые возможности реализованы удобнее, чем в стандартных объектах), а также содержит много новых полезных инструментов (рис. 6.28).

   Рис. 6.28. Камера VRayPhysicalCamera (Физическая камера V-Ray) в окне проекции и ее настройки на командной панели

   Мы рассмотрим лишь несколько функций, с помощью которых будем настраивать свет в сцене.

   DVD
   Подробно обо всех свойствах камеры можно прочитать в файле-справке по V-Ray, который находится в папке Programs\Plug-Ins\V-Ray\V-Ray Help прилагаемого к книге диска.

   Первый интересный для нас параметр – film gate (диаметр объектива). По умолчанию он имеет значение 36 мм, что равно наиболее распространенному размеру объективов профессиональных камер. Если нужно, чтобы в поле объектива попал маленький и узкий участок, следует уменьшить значение диаметра. При этом необходимо сохранить зрительную пропорцию участка.
   Следующий параметр – focal length (длина объектива). Изменяя значение этого параметра, вы также решаете проблему попадания в поле объектива небольших пространств. Лучший вариант – пропорционально регулировать диаметр объектива и его длину.
   Параметр f-number (диафрагма) устанавливает значение диафрагмы и при активном параметре exposure (экспозиция) влияет на яркость изображения.
   Следующий интересующий нас параметр – vertucal shift (вертикальное смещение). Данная настройка аналогична модификатору Camera Correction (Коррекция камеры), который применяется к стандартной камере в 3ds Max, но удобнее расположена – непосредственно в настройках самой камеры. Она позволяет исправить эффект параллакса – зрительного искажения вертикальных линий по мере удаления от камеры. Рядом расположена кнопка автоматической коррекции (Guess Vertical Shift (Подгонка вертикального смещения)).
   С помощью параметра vignetting (виньетка) можно создать по краям изображения затемненную рамку, как на реальном объективе. В большинстве случаев этот параметр лучше отключать.
   Наиболее важные для нас настройки – shutter speed (скорость открытия затвора) и film speed (ISO) (чувствительность) – именно они будут помогать нам при настройке яркости освещенности сцены, а также параметр custom balance (настраиваемый баланс) – с его помощью можно влиять на цветовую гамму сцены.
   Откройте заново сцену с домом, удалите все источники света, которые были выставлены, и стандартную камеру. Разместите в сцене камеру VRayPhysicalCamera (Физическая камера V-Ray). В настройках визуализатора V-Ray в свитке V-Ray:: Environment (V-Ray:: окружение) (вкладка V-Ray) загрузите карту VRaySky (Небо V-Ray) и методом Instance (Ссылка) скопируйте в редактор материалов в любую из свободных ячеек (рис. 6.29).

Рис. 6.29. Копирование карты VRaySky (Небо V-Ray) в редактор материалов

В редакторе материалов в свойствах карты установите флажок manual sun node (ручное изменение солнца) – это позволит получить доступ к независимым настройкам свойств освещения. Добавьте в сцену источник света VRaySun (Солнце V-Ray). На вопрос о присоединении светильника к параметрам карты неба ответьте отказом (рис. 6.30).

Рис. 6.30. Окно связи светильника и карты VRaySky (Небо V-Ray)

Оперируя параметрами камеры shutter speed (скорость открытия затвора) и film speed (ISO) (чувствительность), а также яркостью источника света, добейтесь наиболее подходящего для вас результата. Излишний синий цвет в тени нивелируется цветом custom balance (настраиваемый баланс) (рис. 6.31).

   Рис. 6.31. Настройки физической камеры V-Ray

   Для более точного нахождения баланса белого можно поместить непосредственно перед камерой примитив-параллелепипед и назначить ему чисто белый цвет. После этого достаточно только взять инструментом редактора материалов Pick Material from Object (Взять образец материала с объекта) образец на панель white balance (баланс белого). Примерно так же поступают фотографы при съемке настоящим фотоаппаратом.
   Ну и напоследок еще один, самый простой способ освещения – светом окружающей среды и стандартным источником света Target (Направленный).
   Загрузите новую сцену с домиком. В свитке V-Ray:: Environment (V-Ray:: окружение) активизируйте настройки GI Environment (skylight) override (Глобальное освещение окружающей среды (света неба)). Цвет сделайте светло-голубой. Добавьте в сцену стандартный источник света Target Direct (Нацеленный направленный) (рис. 6.32).

Рис. 6.32. Настройка окружающей среды

Цвет направленного источника света сделайте желтоватым: он имитирует солнце. Оперируя яркостью окружающий среды и параметрами направленного источника света, добейтесь нужного вам освещения (рис. 6.33).

Рис. 6.33. Освещение с помощью окружающей среды

Вариантов и комбинаций этих способов освещения великое множество. Вместо цвета окружающей среды можно применить в соответствующий слот карты изображение HDRI или, например, градиентную карту – цветовую растяжку неба от розового у линии горизонта до синего в зените (рис. 6.34).

Рис. 6.34. Карта градиента в слоте окружающей среды

Это создаст в сцене характерное неравномерное утреннее освещение (рис. 6.35).

   Рис. 6.35. Визуализация градиентной карты в слоте окружающей среды

   Освещение любой сцены – исключительно индивидуальный процесс. Очень трудно каким-то одним шаблоном качественно осветить разные – по насыщенности деталей и цветам – сцены. Здесь потребуются несколько экспериментальных, предварительных вариантов освещения, а зачастую – необходимость в дополнительных источниках локальной подсветки. Например, хорошего результата можно достичь, установив с противоположной стороны солнца другой источник света с меньшей яркостью и голубым цветом. Он сделает тени более светлыми и регулируемыми по цвету. Естественно, генерацию теней у такого источника необходимо отключить. Нужно также скорректировать по цвету и текстуры. Если какая-либо, очень белая, деталь архитектуры буквально «выжигается» освещением, возможно, ее следует перевести в более темный оттенок для нормального отображения: при таком ярком пересвете темно-серая деталь может выглядеть практически белой.
   Не бойтесь экспериментировать. Единственное правило, которое можно посоветовать, – не добавляйте в сцену дополнительных источников света, пока не выжмете максимум из имеющихся.
   И безусловно, любая визуализированная картинка потребует дополнительной постобработки в Photoshop. Это может быть и простая коррекция гаммы, и добавление резкости, и размытие, и масса других полезных возможностей. Но я бы хотел остановиться на двух совершенно необходимых. Это создание:
   • альфа-канала:
   • Ambient Occlusion.
   С альфа-каналом все достаточно просто: это черно-белая маска, отделяющая сцену от окружающей среды.
   А вот что такое Ambient Occlusion? Я нашел такое пояснение в Интернете. Представьте ситуацию, когда все объекты окрашены в белый цвет и сцена одинаково (со всех сторон) освещается белым светом. В принципе, это должно привести к полностью белому изображению. Но что происходит, когда одни объекты блокируют определенные лучи, которые должны были попасть на другие объекты? Эти лучи не доходят до другого объекта, и, как результат, поверхность затеняется. Чем больше лучей блокировано, тем темнее поверхность. Соответственно, мы получаем белое изображение с темными областями, возникающими там, где либо пересекается геометрия, либо близкорасположенные объекты блокируют лучи. Проще говоря, Ambient Occlusion – это имитация глобального освещения в сцене с однородным белым материалом на объектах. Карту Ambient Occlusion можно использовать в Photoshop для доводки мелких деталей, для работы с тенью, да и вообще для многих полезных эффектов.
   Чтобы получить такую карту, есть несколько способов. Но гораздо быстрее использовать специальный сценарий, предназначенный как раз для этой цели. Он так и называется – VRay ambient occlusion.

   DVD
   Сценарий VRay ambient occlusion можно найти на прилагаемом к книге диске в папке Programs\Plug-Ins.

   Перетащите файл сценария в окно работающего 3ds Max и после установки назначьте для него горячую клавишу (рис. 6.36).

Рис. 6.36. Назначение сценарию VRay ambient occlusion горячей клавиши

Откройте сцену с домиком или начните новую с другим. VRay ambient occlusion просчитывается по уже готовой и настроенной сцене, но сам не нуждается ни в материалах, ни в глобальном освещении. Поэтому лучше отключить глобальное освещение, установленное в параметрах V-Ray по умолчанию, а для окружающей среды временно назначить чисто белый цвет. Нажмите горячую клавишу, которую вы назначили на сценарий, вызвав тем самым в сцену его окно (рис. 6.37).

   Рис. 6.37. Окно сценария VRay ambient occlusion

   Настроек здесь немного. Перечислим основные.
   Параметр Dirtmap (Карта затемнения) в своей основе несет материал VRayDirt (Затемнение V-Ray). При активизации этого положения переключателя Method (Метод) становится доступным поле Radius (Радиус). В нем задается радиус (в единицах сцены), в пределах которого вычисляется карта затемнения. Чем больше значение, тем больше в сцене затемненных участков.
   Если переключатель Method (Метод) установить в положение Skylight (Свет неба), источником света станет купол неба. При этом можно выбрать параметры освещения. Sphere (Сфера) генерирует свет сферой и равномерно освещает всю сцену. Dome (Купол) – аналог одноименного типа материала VRayLightMtl (Светящийся материал V-Ray) – светильник-полусфера.
   Флажок Optimized rQMC Anti-Aliasing (Оптимизированное rQMC-сглаживание) определяет автоматическую оптимизацию соотношения «скорость/качество» для просчета Ambient Occlusion.
   Поле Subdivs (Подразделения) отвечает за повышение качества генерируемой тени.
   Можно попробовать все параметры и посмотреть на результат. С настройками по умолчанию получается вот такая картинка (рис. 6.38).

Рис. 6.38. Карта Ambient Occlusion

Теперь необходимо сохранить результат в формате TGA. Этот формат позволяет сохранять сразу и альфа-канал. Установите для него настройки, как показано на рис. 6.39.

   Рис. 6.39. Установки формата TGA

   В итоге мы получили сразу две картинки: собственно картинку Ambient Occlusion и альфа-канал. Осталось загрузить их в Photoshop на разные слои выше изображения, полученного при визуализации сцены с материалами и установленным глобальным освещением.
   Теперь каждый слой можно регулировать и смешивать, усиливая тени или проводя любые другие манипуляции из богатой палитры возможностей Photoshop (рис. 6.40).

Рис. 6.40. Работа с каналом Ambient Occlusion

Настало время обратить внимание на еще одну деталь архитектурной визуализации – стекла. Для создания хорошего отражения обычно применяют карту HDRI в окружении. Но карта для качественного отражения должна быть очень большой и детальной, а в свете специфики формата HDRI этот размер может лежать в пределах 150–250 Мбайт на одну карту – весьма расходная область для не слишком мощных компьютеров. Можно назначить подходящую карту непосредственно в слот материала стекла Diffuse (Основной цвет материала) с небольшим процентом влияния, но тогда все стекла в здании должны быть выполнены в виде единой модели, иначе изображение будет отображать карту в каждом окне индивидуально. А можно применить другой, более простой способ – поставить напротив стекол здания некую форму, параллелепипед или полуцилиндр, с назначенным для нее VRayLightMtl (Светящийся материал V-Ray) и уже на материал назначить карту, которая будет отражаться в окне (рис. 6.41).

Рис. 6.41. Объект для карты отражения

Яркостью VRayLightMtl (Светящийся материал V-Ray) можно регулировать яркость отражения в окне. Можно также поставить несколько подобных объектов с разных сторон здания и по-разному отрегулировать степень яркости отражения – например, усилив с солнечной стороны и затемнив с теневой. Это дает дополнительный инструмент для управления настроением сцены. Главное – не забывать исключать эти объекты из видимости камеры, запретить им отбрасывать тени и участвовать в просчете глобального освещения. Все это делается в настройках свойств объекта и свойств V-Ray-объектов (рис. 6.42).

Рис. 6.42. Настройка свойств объекта для отражения

Такой способ интересен еще и тем, что для окружения и отражения можно использовать разные карты – например, облака для заднего плана и лес для отражения переднего – тогда у зрителя сложится впечатление, что перед домом растет целая роща, хотя ее не видно в сцене. Акцент можно усилить тенями на ближнем плане от несуществующих деревьев с помощью стандартного светильника Target Direct (Нацеленный направленный) (рис. 6.43).

Рис. 6.43. Отражения в стеклах от невидимого объекта

Творческий подход к любой работе может дать несколько вариантов решения проблемы. Главное – не придерживаться слепо штампов и установок, а стараться постоянно искать новое. Иногда – хорошо забытое старое. Чем больше способов вы будете знать, тем легче вам будет даваться решение самых сложных задач.

Глава 7
Архитектурная анимация

   Архитектурная презентация и анимация – пожалуй, самая сложная часть любого архитектурного проекта. Не только потому, что решение этой задачи требует больших аппаратных мощностей, зачастую на уровне рендер-ферм. Но и потому, что включает в себя необходимость дополнительных емких знаний об анимации объектов и персонажей, а также работу с анимированными камерами, постобработку, наложение звука, видеомонтаж и многое другое. И еще одна немаловажная, а скорее даже основная, хоть и не связанная с компьютерными программами, составляющая – режиссура. При разработке архитектурной презентации именно с составления сценария и должна начинаться работа. Каким же образом это происходит?
   Для начала нужно определиться с продолжительностью анимации и перевести время в кадры. Например, 3 минуты видеопрезентации – это 180 секунд. Умножаем на 30 (или 25) кадров в секунду – и получаем 5400 (или 4500) кадров – иными словами, 5400 картинок (последовательных кадров, секвенций), из которых в дальнейшем будет собран фильм. Предположим, что на визуализацию одного кадра уйдет 5 минут (а то и больше). Итого примерное время, которое будет затрачено на рендер, – минимум 18 суток беспрерывной и бесперебойной работы компьютеров – и это только на визуализацию.
   Теперь можно перейти собственно к самому сценарию. Лучше всего с блокнотом, карандашом и секундомером – для составления «раскадровки». Что главное в архитектурной презентации? Вовсе не облет камеры вокруг сделанной модели поселка или города, а необходимость создать у зрителя позитивное настроение, интерес и, как следствие, – желание купить. Ведь архитектурная презентация в наше время – не что иное, как рекламный ролик. Поэтому обязательно нужно предусмотреть какие-либо «фишки» в виде порхающих бабочек, воздушных змеев, распускающихся цветов, фонтанов и ручьев – любых подобных мелочей, которые вдохнут жизнь в ваше произведение.
   И все это непременно связать с хорошим саундтреком, чтобы музыка органично дополняла и обогащала визуальное восприятие. Причем начинать раскадровку лучше всего именно с музыки. Потому что, в отличие от секвенций, звуковой ряд не так-то просто втиснуть во временные рамки, и обрезать мелодию (или плавно, с понижением громкости, перевести в другой звуковой фрагмент) можно только там, где она органично заканчивается. Поэтому лучше сразу подобрать коллекцию музыки, наиболее подходящую под ваш замысел, и, слушая ее в наушниках, заняться собственно раскадровкой – то есть, придумывая будущее действие, мысленно представлять его движение в голове и засекать время по секундомеру, при этом автоматически примеривая к длительности звучания звукового фрагмента.
   Сложившиеся таким образом кадры лучше бегло зарисовывать в блокноте, указывая длительность и переходы с дальних планов на ближние. Не стоит рассчитывать кадры впритык – обязательно добавляйте минимум по 5 секвенций на возможную подрезку в Adobe Premiere для вставки переходов. Сами переходы занимают определенную часть времени – и это также необходимо учесть.
   Кроме музыки, непременно нужно обзавестись коллекцией звуков окружающей среды: шум автомобиля, дождя, ветра, города и разговоры людей. Такие коллекции есть в продаже, и достать их не представляет особого труда.
   При составлении сценария нужно помнить мудрое изречение Черчилля: «Между замыслом и воплощением всегда лежит пропасть». Иными словами, необходимо опираться на реальные возможности и проверенные методы, потому что изучать и экспериментировать в таком процессе обычно нет времени и существует опасность возникновения форс-мажора, включая незапланированную нестабильность аппаратного обеспечения, и других факторов. А это чревато потерей заказа, репутации и денег.
   Давайте рассмотрим самые распространенные задачи анимации, возникающие при создании архитектурной презентации. В принципе их можно свести к небольшому списку:
   • анимация воды;
   • анимация автомобилей;
   • анимация персонажей;
   • атмосферные эффекты.
   Анимацию фонтана мы с вами уже рассмотрели (в главе 1). Перейдем сразу к анимации автомобиля. Для этой цели существуют разнообразные подключаемые модули и сценарии, но в большинстве случаев они сделаны для более серьезных задач, как, например, MadCar. Этот модуль позволяет управлять автомобилем, как в компьютерной игре, с помощью клавиш и реалистично двигаться по любой пересеченной местности. Наша же задача намного скромнее – чтобы автомобиль проехал по дороге, по заранее назначенному пути (сплайну), и желательно, чтобы у него вращались колеса. Причем хорошо бы это сделать с наименьшими трудозатратами.
   Рассмотрим сам принцип.
   Создайте новую сцену в 3ds Max и постройте примитив-плоскость. Это будет плоскость земли. Для усложнения задачи ее можно немного приподнять с одного края, имитируя подъем. Проще всего это сделать, конвертировав плоскость в редактируемые полигоны и применив мягкое выделение с перемещением на уровне вершин (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Создание ландшафта для анимации автомобиля

Известным вам способом проложите на нем дорогу, используя плагин Glue. Таким же образом спроецируйте на плоскость сплайновый путь, по которому будет двигаться автомобиль. Путь должен лежать прямо посередине дороги, как разделительная полоса, немного приподнятая над поверхностью (рис. 7.2).

   Рис. 7.2. Сплайновый путь для движения автомобиля

   Теперь построим схематичную, примитивную, модель автомобиля.

   Примечание
   Можно взять любую готовую модель – главное, чтобы она была сгруппирована на три элемента: кузов, передний и задний мосты.

   Для упрощения следующих действий объедините два колеса задней подвески в одну модель командой Attach (Присоединение). Ту же операцию проделайте с передними колесами. Получится модель, состоящая из корпуса и двух независимых групп колес – передних и задних (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Объединение колес в один объект

Активизируйте точку опоры переднего и заднего моста и переместите ее точно в центр объекта командой Center to Object (В центр объекта) инструмента Affect Pivot Only (Назначить точку опоры) (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Установка точки опоры переднего и заднего мостов

Последовательно привяжите группы колес к корпусу машины командой Select And Link (Выделить и привязать). Затем выделите корпус автомобиля и перейдите в панель Motion (Движение). Откройте свиток Assign Controller (Назначить контроллер) и перейдите на строку Position (Позиция). Нажмите кнопку назначения контроллера и из открывшегося списка выберите Patch Constraint (Ограничение по пути) (рис. 7.5).

   Рис. 7.5. Назначение контроллера движения вдоль пути

   В открывшемся свитке свойств назначенного контроллера нажмите кнопку Add Path (Назначить путь) и укажите на ваш сплайн посередине дороги. Не забудьте установить флажок Follow (Следовать). Машинка переместится в начало сплайна, и, если сейчас запустить анимацию, она проследует по дороге, точно соответствующей назначенному пути.
   Осталось только заставить вращаться колеса. Для этого нам потребуется небольшой сценарий – carWheel.

   DVD
   Его можно найти на прилагаемом к книге диске в директории Programs\Plug-Ins.

   Загрузите сценарий командой меню MAXScript → Run Script (Сценарий 3ds Max → Запустить сценарий) или назначьте на его запуск горячую клавишу, как вы это делали раньше. Появится небольшое диалоговое окно (рис. 7.6).

   Рис. 7.6. Окно сценария carWheel

   Выделите переднюю группу колес и нажмите кнопку check selection (назначить выделенное). Значение в поле Diameter (Диаметр) соответствует диаметру автомобильного колеса в масштабе сцены и, как следствие, – количеству оборотов вращения. Несколько других настроек отвечают за «притормаживание» колеса и его обратное движение. При желании можете поэкспериментировать. Но для более детальной анимации автомобиля лучше воспользоваться другими подключаемыми модулями.
   Нажмите кнопку Animate Wheel! (Анимировать колесо). Готово.
   Проделайте ту же операцию с группой задних колес, повторно загрузив и применив сценарий.
   Вот и все. Машина едет по дороге, колеса вращаются. Достаточно сложная операция выполнена буквально за несколько щелчков кнопкой мыши. Для архитектурной презентации, где движущийся автомобиль – лишь незначительная деталь, такая простота вполне оправдана.

   DVD
   Готовую цену – Анимация автомобиля.max – можно найти на прилагаемом к книге диске в папке Examples\Сцены\Глава 7.

   Научившись простенько анимировать автомобили, перейдем к персонажной анимации. Сама по себе эта операция, особенно «посадка» модели на скелет, достаточно сложна и кропотлива и требует отдельной книги. Но для решения наших задач можно приобрести или найти в Интернете обширные сборники уже готовых для анимации персонажей, созданных в трех вариантах – низко-, средне– и высокополигональных моделей.

   DVD
   Одна из таких моделей из известного сборника компании Roket представлена для ознакомительных целей на прилагаемом к книге диске в папке Examples\Модели\Человек.

   Загрузите модель в сцену и рассмотрите детальнее. Это модель мужчины в свободной, почти «Т»-позе (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Модель человека

Выделите и скройте командой Hide Selections (Спрятать выделенное) оболочку фигуры. Вы увидите, что модель уже привязана к скелету (рис. 7.8) – а это самое главное преимущество готовых моделей, которое позволяет избежать длительных и сложных процедур по его самостоятельному созданию.

   Рис. 7.8. Скелет модели

   Анимация двуногих персонажей предполагает использование 3ds Max-модуля Biped по созданию «следов», по которым персонаж сможет передвигаться, но при этом анимацию рук и туловища придется делать вручную с помощью ключевых кадров. Либо можно обратиться к обширным библиотекам так называемых BIP-файлов, имеющимся в Интернете. Это файлы уже готовых, анимированных движений, которые могут быть назначены модели, что значительно сокращает время создания самого проекта.

   DVD
   Два таких файла находятся на прилагаемом к книге диске в папке с моделью человека. Воспользуемся ими.

   Выделите на скелете фигуры элемент Bip01 – центральный элемент скелета, с которого начинается построение иерархических связей инверсной кинематики (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Выделение центрального элемента иерархии

Перейдите на панель Motion (Движение) в раздел Parameters (Параметры). Здесь находятся все инструменты, позволяющие настроить движение скелета, в том числе и создание следов для передвижения. Отсюда также загружаются готовые файлы движения BIP и BVH. Нажмите кнопку Load File (Загрузить файл) и выберите один из представленных на диске BIP-файлов (рис. 7.10).

   Рис. 7.10. Загрузка BIP-файла

   Верните к просмотру оболочку модели командой Unhide All (Показать все) и запустите проигрывание анимации. Модель стала перемещаться согласно записанной в файл анимации движений. Если это ходьба, то, скопировав соответствующие ключевые кадры в трек, можно зациклить движение и сделать его более длительным.
   Если визуализировать кадр, можно увидеть, как скелет проникает сквозь оболочку модели (рис. 7.11).

Рис. 7.11. Отображение нескрытого скелета сквозь оболочку модели

Достаточно просто выделить скелет и в свойствах объекта Object Properties (Свойства объекта), вызываемых щелчком правой кнопкой мыши, снять флажок Visible to Camera (Видимый для камеры) (рис. 7.12). Скелет будет невидим при визуализации, полностью при этом сохраняя свои настройки и свойства.

Рис. 7.12. Невидимость выбранного объекта для камеры

Теперь давайте заставим модель двигаться по пути, который мы ей укажем. Более того, заставим еще и подниматься по лестнице. Создайте небольшую дорожку с лестницей, как показано на рис. 7.13.

Рис. 7.13. Модель дорожки с лестницей

Разморозьте и выделите лежащий в основании модели объект Bip01 Foosteps (рис. 7.14).

Рис. 7.14. Выделение объекта Bip01 Foosteps

Перейдите на панель Motion (Движение), нажмите кнопку Footstep Mode (Метод следа) и, активизировав инструмент Create Footsteps (Создать следы), в окне Top (Вид сверху) нарисуйте цепочку следов, стараясь делать интервалы шагов регулярными (в любом случае каждый след потом можно перемещать вручную) (рис. 7.15).

Рис. 7.15. Создание следов

В окне Left (Вид слева) переместите соответствующие следы на ступеньки лестницы (рис. 7.16).

Рис. 7.16. Распределение следов на лестнице

Осталось нажать кнопку Create Keys for Inactive Footsteps (Создать ключевые кадры активных следов) и запустить анимацию. Модель в точности повторит проложенный вами путь (рис. 7.17).

   Рис. 7.17. Движение модели по проложенным следам

   Легко и просто. То, что нужно для наших задач. Для более сложной персональной анимации необходимо задействовать более сложные модули, специальную литературу и потратить гораздо больше времени на обучение. Мы же просто берем самое доступное решение для анимации идущего человека.
   Разнообразное множество BIP-файлов с разговаривающими, жестикулирующими, бегущими и другими моделями людей сделают ваш ландшафт более живым и интересным для восприятия. Хотя, честно говоря, все равно получится достаточно «мультяшно». Но пока другие способы слишком сложны для реализации силами небольших коллективов и по зубам разве что только мощностям Голливуда.
   Для анимации других объектов, например порхающих бабочек, стай птиц или едущего велосипедиста, можно поискать в Интернете уже готовые сценарии. К примеру, небольшой сценарий для анимации стрелок часов – Clock.

   DVD
   Этот сценарий также находится на прилагаемом к книге диске в папке Programs\Plug-Ins.

   Работающие часы, например, на здании вокзала или автобусной остановке будут приятным дополнением к анимации. Давайте опробуем его в работе. Создайте простую модель часов, вроде той, что на рис. 7.18.

   Рис. 7.18. Модель часов и окно сценария Clock

   Минутная и часовая стрелки – это два разных объекта. Объединяет их лишь то, что у обоих точка опоры лежит на оси вращения. Выделите одну из стрелок и в окне сценария нажмите кнопку NotActive (Неактивный) – стрелка сама начнет перемещаться с уже заданным посекундным ритмом. При желании интервал движения можно задать в поле Interval (Интервал). Анимировать минутную или часовую стрелку, скорее всего, неразумно: чтобы увидеть их перемещение, они должны быть в кадре весьма продолжительное время. В любом случае для анимации часов этот сценарий – самое быстрое и простое решение. И самое интересное: сценарий не создает ключевых кадров и не требует дополнительных вмешательств.
   Ну и настало наконец время сделать простенькую анимацию. Но мы ее все-таки немного усложним, чтобы заодно изучить еще одну возможность – монтаж трехмерной модели на фотографию фона.
   Загрузите подходящую фотографию на окружающий фон и постройте объект земли из примитива Plane (Плоскость). Расположите его так, чтобы плоскость объекта совпадала с перспективой фотографии (рис. 7.19).

Рис. 7.19. Подгонка объекта-плоскости к перспективе фотографии

Прежде чем ставить в сцену сложную модель, лучше настроить освещение и тени на простой форме, стараясь максимально приблизить их к изображению на фотографии. Как вы видите, на нашей фотографии солнечный, но облачный день. Тени от людей небольшие и размытые – это говорит о том, что, хотя солнце и в зените, облачность значительно рассеивает освещение. Поставьте в сцену простой примитив-параллелепипед серого цвета и настройте освещение по одной из описанных ранее схем (в главе 6). Выделите объект-плоскость и, зайдя в его свойства как V-Ray-объекта (окно VRay object properties (Свойства V-Ray-объекта)), установите флажки Matte object (Невидимый для сцены, но принимающий тень объект) и Shadows (Тени) (рис. 7.20). Теперь при визуализации тень от объекта ложится, как кажется, прямо на фотографию. Хотя на самом деле – на невидимую для камеры плоскость.

   Рис. 7.20. Настройка свойств объекта-плоскости

   Поместим в сцену модель идущего человека и заставим его двигаться по разметке следов, как мы только что это делали. Но сначала необходимо выбрать формат для визуализации и задать частоту кадров, так как на основе этой маленькой сцены мы попробуем сделать небольшой видеомонтаж.
   Самый распространенный формат – PAL – с разрешением картинки 768 х 576 пикселов (рис. 7.21). Хотя могут быть исключения, которые необходимо заранее обговорить с заказчиком. (С заказчиком также следует обсудить и другие нюансы визуализации, связанные с условиями воспроизведения продукции на цифровых или аналоговых мониторах.)

   Рис. 7.21. Окно настроек выходного формата визуализации

   И еще один момент. Не стоит сразу сохранять анимацию в AVI-файл. Лучше визуализировать сцену в виде набора картинок (секвенций) высокого качества и в таком виде передать на монтаж в Adobe Premiere. Наиболее распространенным форматом для этих целей служит TGA.
   При использовании для визуализации модуля V-Ray можно также применить некоторые хитрости, чтобы ускорить емкий процесс финальной визуализации. Например, заранее просчитать карты освещенности не для всей сцены, а, скажем, с интервалом в 5 кадров и потом подгрузить к финальному просчету. При таком интервале разность в освещении будет практически незаметна, а время просчета ускорится значительно.
   Очень тщательно также стоит настроить визуализатор, так как настройки, например, для качественной статической картинки и для картинки динамической, в движении, с относительно небольшим разрешением не могут быть одинаковы. Тут необходимо сделать предварительные тесты из разных видов камеры для нахождения оптимального соотношения «время/качество».
   Вернемся к нашей сцене. Визуализируйте ее из видов двух камер и создайте два набора секвенций. Сохраните результат в разные папки, чтобы не запутаться при монтаже.
   Теперь пришло время Adobe Premiere – одной из самых лучших программ видеомонтажа от ведущего производителя. Запустите программу и создайте в новой папке новый проект (рис. 7.22).

Рис. 7.22. Создание нового проекта в Adobe Premiere

Выполните команду меню File → Import (Файл → Импорт) и укажите на первый файл в папке сохраненных секвенций. Не забудьте установить флажок Numbered Stills (Пронумерованные кадры) (рис. 7.23), чтобы все остальные файлы загрузились автоматически.

Рис. 7.23. Загрузка секвенций в Adobe Premiere

Таким же образом загрузите секвенции из другой папки. Поочередно выделите и перетащите на видеодорожку Video 1 из палитры Project (Проект) обе секвенции (рис. 7.24).

   Рис. 7.24. Перенос секвенций на видеодорожку

   Так же, как и секвенции, загрузите аудиофайл. Только параметр Numbered Stills (Пронумерованные кадры) можно не активизировать. Звуковой файл перенесите на звуковую дорожку Auido 1. Загрузите еще один звуковой файл для монтажа перехода звуков и поместите его на звуковую дорожку Audio 2. Теперь при проигрывании видео в окне просмотра можно наблюдать анимацию, которая сопровождается звуковым рядом.
   Инструментом Razor (Бритва) (из палитры внизу справа) скорректируйте длину звуковых дорожек под длину видеоряда. Нажав кнопку Add-Remove Keyframe (Добавить-убрать ключевые кадры) и удерживая клавишу Ctrl, поставьте на звуковой дорожке метки в тех местах, где хотите сделать спад громкости одной дорожки и переход на другую. Звуковые дорожки лучше положить чуть-чуть внахлест друг над другом. Теперь одна мелодия плавно сходит на нет и начинается другая (рис. 7.25).

   Рис. 7.25. Подрезка и настройка звуковых дорожек

   На следующие звуковые дорожки можно назначить звуки города или шум ветра, отрегулировав громкость таким образом, чтобы они были еле слышным фоном.
   Ну и добавим переход между кадрами, снятыми с разных камер. Откройте палитру Effects (Эффекты) и, выбрав понравившийся переход, вставьте в разрыв между двумя видеорядами. Настройте эффект по своему вкусу (рис. 7.26).

   Рис. 7.26. Вставка эффекта перехода

   Вот в принципе и всё.
   Безусловно, это даже не обзор, а микроскопический экскурс в гигантскую программу, о которой написано огромное количество книг. Но примерный принцип простейших действий, я думаю, понятен.
   Осталось сохранить полученный результат в конечный продукт – AVI-файл со сжатием. Вот только делать это я порекомендую в другой программе, которая называется VirtualDub, поскольку эта же операция в Adobe Premiere происходит дольше и не всегда с удовлетворительным результатом. Поэтому созданный в Adobe Premiere фильм сохраните в файл без сжатия, выделив монтажное окно и зайдя в настройки Export (Экспорт) (открываются командой меню File → Export → Movie (Файл → Экспорт → Фильм)) (рис. 7.27).

   Рис. 7.27. Сохранение видеоролика без сжатия

   Программа VirtualDub – бесплатно распространяемый программный продукт для обработки видеоматериала. Несмотря на свою бесплатность, она обладает весьма широкими возможностями.

   DVD
   Русскоязычную версию программы можно найти на прилагаемом к книге диске в папке Programs.

   Информацию о том, как работать с программой, можно найти несколькими щелчками кнопки мыши в любом поисковике: в Интернете выложено множество прекрасных уроков. Нам же нужно просто конвертировать видеоролик в хороший формат, который поддерживает сжатие без явной потери качества.
   Запустите программу и откройте сохраненный файл видеоролика (рис. 7.28).

Рис. 7.28. Видеоролик, открытый в VirtualDub

Выполните команду меню Видео → Компрессия. В открывшемся окне выберите подходящий кодек для сжатия видео (рис. 7.29). Их можно дополнительно найти в Интернете и добавить к имеющимся в программе. Это же относится и к кодекам аудиосжатия. При желании можете изменить настройки сжатия на свой вкус.

Рис. 7.29. Выбор кодека для сжатия видео

После всех операций выполните команду меню Файл → Сохранить как AVI – начнется процесс сжатия с отображением окна выбранного вами кодека (рис. 7.30).

   Рис. 7.30. Процесс сжатия видеоклипа

   А вот и итог: исходный файл размером 795 Мбайт превратился в ролик размером 7,5 Мбайт, причем с несжатым звуком. Качество, естественно, ухудшилось – зато теперь ролик можно загрузить даже на мобильный телефон клиента.

   DVD
   Этот ролик (файл Анимация.avi) можно найти на прилагаемом к книге диске в папке Examples\Сцены\Глава 7.

   Можете добавить в сцену анимированную машину и фонтан, повесить часы – и увидеть, как все это оживает, а также почувствовать, насколько анимация сложный, но интересный процесс. И если он вас захватит, то вслед за этой книгой в вашей библиотеке появятся новые, более глубокие издания, увлекающие в удивительные трехмерные миры.

Заключение

   Вот и подошло к концу наше короткое путешествие по бескрайним ландшафтам 3D-графики. В книге не было описания красивых и грандиозных проектов, детальных решений локальных проблем – было показано, что и как примерно нужно делать. И это не аксиома. Более глубокое изучение описанных в книге программ, поиск новых решений и постоянное стремление к совершенству непременно дадут свой результат.
   В завершение этой азбуки экстерьера в 3ds Max, в которой вы изучили основные приемы и методы, позволю себе дать вам практические советы: они помогут сделать работу более эффективной и качественной.
   • Для начала закройте все приложения, с которыми вы не собираетесь работать, – это сэкономит потребление компьютером оперативной памяти.
   • Начинайте новый сеанс работы с установки единиц измерения – это позволит избежать ошибок изготовления моделей, несоразмерных по масштабу.
   • Перед началом работы составьте примерный план последовательности исполнения, чтобы не допускать лишних трудозатрат на невостребованное моделирование.
   • Моделируйте только то, что необходимо и что попадает в кадр. Не моделируйте лишних элементов – экономьте рабочее время.
   • Широко используйте библиотеки готовых моделей – не стоит в каждом новом проекте заново моделировать одни и те же элементы.
   • Возьмите за правило в каждом новом проекте самостоятельно моделировать одну новую модель – для пополнения своей библиотеки.
   • Все текстуры и модели, относящиеся к рабочему проекту, собирайте в отдельную папку – будет легче их находить и модифицировать без боязни повредить исходники из общей библиотеки.
   • Никогда не используйте текстуру прямо из библиотеки – за редким исключением все они требуют индивидуальной проработки (в том числе изменения выходного разрешения) для конкретного проекта.
   • Регулярно сохраняйте сцены во время работы в виде новых файлов. Будет жаль потерять проделанную многочасовую работу из-за сбоя в системе энергоснабжения либо по другим причинам.
   • При моделировании старайтесь найти наиболее оптимальный способ решения конкретной задачи – иногда то, что моделируется полигонами за час, можно сделать сплайнами за несколько минут, и наоборот. Кроме качественного результата, очень важен фактор затраченного времени.
   • Моделируйте дифференцированно – не стоит тратить время на прорисовку мелких деталей, которые в финальном изображении будут отображаться несколькими пикселами. Это справедливо и к разрешению применяемых текстур.
   • Не пожалейте времени на упорядочивание и подготовку библиотек моделей. Часто готовые библиотеки идут с неприемлемыми для работы материалами и лишними элементами освещения. Приходится перед вставкой в сцену открывать их в отдельном сеансе и дорабатывать. Сделайте это заранее – тогда рабочий процесс не будет загружен лишними усилиями.
   • Не пожалейте времени на изучение горячих клавиш. Их применение значительно ускоряет рабочий процесс. Назначьте горячие клавиши для наиболее часто применяемых инструментов и команд.
   • Никогда не останавливайтесь на достигнутом, постоянно ищите новые приемы и решения. Общайтесь с коллегами по работе и через Интернет – это очень помогает профессиональному росту.
   Желаю вам успехов в интересной и творческой профессии CG-художника! Буду рад всем пожеланиям и замечаниям по изложенному материалу. Вы можете связаться со мной по электронному адресу OSIRIS2@MAIL.RU.

Андрей Шишанов Ландшафтный дизайн и экстерьер в 3ds Max