Дмитрий Владиславович Рябцев
Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 2009

Предисловие

   Уважаемый читатель! Книга, которую вы держите в руках, имеет отношение и к трехмерной графике, и к дизайну интерьеров. Возможно, вы уже обратили внимание на обложку этой книги и цветную вкладку. Разве у вас не появилось желания научиться создавать такие же или еще лучшие виртуальные интерьеры? Если да, то эта книга, несомненно, для вас. Содержащиеся в ней сведения носят сугубо прикладной характер и призваны помочь начинающим архитекторам, дизайнерам и просто увлеченным 3D-проектированием людям освоить моделирование интерьеров в 3ds Max. Но эта книга не только для новичков. Она пригодится и тем, кто уже имеет опыт работы с трехмерной графикой и занимался визуализацией, так как одна из основных тем книги – аспекты фотореалистичности создаваемых на компьютере интерьеров.
   Моделирование и визуализация интерьеров – это то, с чего стоит начать изучение трехмерной графики, ведь интерьер является неотъемлемой частью жизни человека. Намного проще изобразить в программе трехмерного проектирования хорошо знакомые предметы. Такой подход облегчает освоение приемов моделирования, создания материалов и освещения трехмерных сцен. Вместе с этим, реалистично создать в 3ds Max сложный интерьер, например, в стиле барокко, с использованием элементов лепнины весьма и весьма непросто. Взгляд зрителя легко сможет уловить несоответствия компьютерной графики и реальности. Поэтому в этой области трехмерной графики совершенствоваться можно бесконечно.
   Основная тема этой книги – создание проекта интерьера как трехмерной сцены 3ds Max 2009 с последующей визуализацией для получения эскизов будущего помещения. Рассмотрена работа в нескольких модулях визуализации, включая VRay и встроенный в 3ds Max Mental Ray. Очень сложно в небольшой книге описать все возможности программы 3ds Max, но благодаря отзывам и пожеланиям читателей предыдущих изданий содержание было существенно оптимизировано и дополнено описанием некоторых тонкостей фотореалистичной визуализации виртуальных помещений, а также практических приемов сложного моделирования, работы с текстурами и освещением.
   Заканчивая предисловие, автор хотел бы выразить благодарность за неоценимую помощь при создании этой книги талантливому дизайнеру Надежде Никитиной (nndecor@inbox.ru), профессионалу в области компьютерной графики и просто хорошему человеку Абидинову Артуру за идеи, а также технологии моделирования и визуализации, участникам форума www.Eol3D.com за конструктивную критику и обмен информацией.
   Связаться с автором можно по адресу ryadim@inbox.ru.

От издательства

Ваши замечания, предложения и вопросы отправляйте по адресу электронной почты comp@piter.com (издательство «Питер», компьютерная редакция). Мы будем рады узнать ваше мнение! Подробную информацию о наших книгах вы найдете на веб-сайте издательства: www.piter.com.

Глава 1
Трехмерная графика – виртуальное представление реального мира

Пространственное видение и другие особенности создания трехмерного пространства

В настоящее время, наверное, каждый человек согласится с тем, что компьютер прочно вошел в нашу жизнь наряду с другими цифровыми системами, призванными улучшить условия существования и добавить комфорта в повседневную обыденность. Но в отличие от бытовой электроники, которая служит для какой-то определенной цели и с помощью которой сложно что-либо создать, компьютер может выступать в качестве инструмента производственных и творческих процессов. В частности, большое развитие на сегодняшний момент получила компьютерная графика.
Впервые для создания графических образов компьютерная техника была применена в 50-х годах прошлого века. Хотя в то время она использовалась лишь для работы в системах автоматизированного проектирования и ни о каком художественном применении речь пока не шла. Однако с развитием компьютерных систем появилась возможность использовать компьютеры в кино– и видеоиндустрии. Наряду с плоскостной 2D-графикой (2D — двумерный) развивалась трехмерная, которая давала возможность проектировать виртуальное пространство в трех измерениях. На сегодняшний день существует множество художественных работ, созданных с применением трехмерной графики, которые позволяют отбросить всяческие сомнения относительно того, что трехмерная графика относится к определенному виду цифрового искусства. Инструментом создания его, безусловно, является компьютер. И как следствие, одна из основных задач трехмерной графики – как можно реалистичнее передать виртуальную действительность. Даже если зритель наблюдает совершенно фантастическую неподвижную или анимационную сцену, необходимо заставить его поверить в то, что такой мир может существовать. Это предполагает использование формы, движений, цветовых сочетаний и схем освещенности сцены, максимально приближенных к реалистичным, что зачастую требует солидных вычислительных ресурсов. Надо сказать, что современные компьютеры (как профессиональные графические системы, так и мощные персональные мультимедийные станции) успешно справляются с этой задачей в отличие от домашних компьютеров предыдущих лет, на которых достаточно сложно было создавать трехмерную графику в том виде, который на данный момент представлен в различных сферах цифрового искусства.

Сфера использования

   В наши дни расширилась и область применения трехмерной графики – от анимационных фильмов и рекламы до компьютерных игр и научно-исследовательских разработок. Сейчас практически любой пользователь может увидеть великолепную трехмерную графику в реальном времени на своем компьютере. Полнометражные анимационные фильмы и сцены со спецэффектами в художественных лентах, множество игр с визуализацией по ходу действия (и это далеко не полный перечень) могут быть созданы с использованием компьютерной 3D-графики (от англ. 3 Dimensional — трехмерный). В связи с этим все больше людей стремятся овладеть навыками трехмерного моделирования и анимации. Широкое применение трехмерная графика нашла на телевидении. С ее помощью можно оформить студию и создать декорации, не прибегая к бутафории. Достаточно снять сцену на нейтральном фоне, с помощью компьютера наложить на этот фон виртуальные декорации и менять элементы сцен в режиме реального времени. Таким способом можно сотворить совершенно фантастическую атмосферу, повысив зрелищность телепрограмм. Данная технология называется совмещением компьютерной графики с рирпроекционным фоном. Термин рирпроекционный фон означает как сцены реальной видеосъемки с объектами внешней среды, так и фон нейтрального цвета. Одним из примеров использования таких технологий является увеличение количества объектов с помощью компьютера в художественных фильмах. Небольшое количество объектов снимают реальной камерой на нейтральном зеленом или синем фоне, а затем с помощью компьютера и специального программного обеспечения производят замену фона и увеличивают количество объектов до нужного числа. Точно таким же способом можно работать с группами людей, увеличивая их до нужного количества и придавая каждой группе свои отличительные свойства, хотя в работе с двигающимися персонажами существуют свои сложности и особенности.
   Рекламные ролики, созданные с применением трехмерной графики, поражают разнообразием спецэффектов и дают понять, насколько неограниченные возможности способна предоставить компьютерная графика в создании виртуальной окружающей среды. С ее помощью можно создать персонаж, вымышленный или реально существующий, наделить особыми свойствами объекты, сымитировать космические бои. Часто при создании анимационных роликов используется такая интересная возможность виртуальной трехмерной среды, как морфинг (morfing). Одна из его разновидностей – технология растяжения и сжатия трехмерных объектов. Именно она позволяет осуществить визуальное изменение формы и размера объекта анимационной сцены так, что при всей «утрированности» оно будет казаться естественным. Преобразование одного объекта в другой также относится к одному из видов морфинга. Достаточно программы для работы с трехмерной графикой и морфинг-редактора.
   В современных системах автоматизированного проектирования давно и повсеместно используются трехмерные объекты, смоделированные в программах управления виртуальным пространством. Например, для изготовления скульптуры сложной формы применяется технология создания виртуального трехмерного объекта с последующим разбиением компьютерной модели на части, а затем изготовление отдельных частей промышленным способом и сборка из этих частей скульптуры. Еще одна технология создания сложных промышленных объектов, в которой используются возможности 3D-графики, – стереолитография. В программе трехмерного моделирования создается нужная модель, которая затем посредством пакета автоматизированного проектирования преобразуется в специальный файл. В нем содержатся координаты объекта и команды управления агрегатом, состоящим из прямоугольного контейнера с жидким пластиком и двух лазерных установок, направленных на него с разных сторон под углом 90° (рис. 1.1). Учитывая данные файла с координатами объекта, лазерные установки передвигаются по вертикали и горизонтали, и на пересечении их лучей пластик застывает. Таким образом можно получить полую форму или монолитный объект из пластика, соответствующий трехмерной модели, созданной ранее.

   Рис. 1.1. Создание модели стереолитографическим способом

   Нелишним будет отметить еще одну возможность трехмерной графики – совмещение объектов, созданных в средах объемного моделирования, с фоном (его роль может играть, к примеру, фотография) и приведение одного в соответствие другому. Она широко используется в одной из разновидностей архитектурных визуализаций. Такое совмещение дает возможность увидеть спроектированное здание в предполагаемом месте задолго до того, как это здание начнут строить.
   Трехмерная графика в настоящее время облегчает взаимодействие человека с компьютером путем применения специальных интерфейсов.
   Наряду с приемами построения статичных изображений существуют технологии визуализации (rendering) и обработки виртуальных сцен в движении. Одной из них является визуализация в реальном времени. Данные технологии применяются в 3D-играх, а также для создания тренажеров и симуляторов, используемых космонавтами, пилотами и военными для имитации различных ситуаций, которые могут возникнуть при управлении техникой в реальной жизни. В режиме реального времени строятся модели погодных условий и катаклизмов. При условии определения изменений корректной математической моделью можно предсказывать развитие событий и предупреждать стихийные бедствия.
   Нельзя не отметить, что трехмерная графика нашла свое применение и в Интернете. С появлением редакторов объемной графики и специальной технологии VRML (Virtual Reality Modeling Language – язык моделирования виртуальной реальности) стало возможным создание виртуальных пространств и трехмерных миров в глобальной Сети, которые затем можно просматривать с помощью браузеров, поддерживающих данную технологию. Примеры подобных технологий можно найти на сайте www.viewpoint.com. На данный момент технология VRML считается устаревшей, однако развитие получили некоторые другие системы создания виртуальной реальности на ее основе. Так как обеспечение онлайнового взаимодействия нескольких пользователей между собой в виртуальных пространствах является перспективным направлением и продолжает развиваться, новым стандартом для создания трехмерных миров стал X3D (Extensible 3D). На сегодняшний день вышеописанный язык взаимодействия, визуализации и размещения виртуальных миров в Сети заменил технологию VRML.
   Очень интересное свойство трехмерной графики открыли не так давно американские ученые. Оказывается, смоделированная реальность позволяет лечить людей от заболеваний психологического характера и разного рода фобий. Чтобы избавиться, к примеру, от страха высоты или боязни летать, достаточно нескольких сеансов виртуальной терапии. Специальный шлем погружает человека в мир трехмерной графики, моделирующей ситуацию реального полета или хождения по высотным конструкциям. Компьютер генерирует соответствующие звуки, а с помощью специальных перчаток можно управлять виртуальным миром. Кроме того, во время этих сеансов ученые отмечали снижение болевого порога у пациентов. Возможно, в недалеком будущем анестезия будет производиться немедикаментозным способом с помощью приборов, создающих виртуальную реальность. Исследования в этой области идут полным ходом.
   Широкое применение трехмерная графика нашла также в области дизайна интерьера и архитектурных визуализаций. Ведь для заказчика важно увидеть помещение, в котором ему, возможно, придется жить или работать, в представлении, максимально приближенном к реальности. В идеале наиболее приемлемо фотографическое сходство эскиза с будущим помещением. Если открыть любой иллюстрированный журнал, посвященный декорированию комнат, практически в каждом номере можно увидеть проекты, сделанные в той или иной программе трехмерного моделирования. Конечно, нужно отдать дань авторским проектам, выполненным по классическим канонам в акварели (рис. 1.2), но это более трудоемкий процесс, и в случае большого количества заказов создание вариантов декора с помощью красок, мелков и карандаша займет много времени. К тому же моделирование помещений в специализированных программах позволяет достичь почти фотографического сходства с реальными объектами. Кроме того, компьютерный проект, в отличие от художественного, позволяет легко внести изменения в соответствии с желанием заказчика. Все изображения в цифровом виде остаются в студии или у дизайнера как «портфолио» (от итал. portfolio — «папка с документами») выполненных проектов. Сегодня многие дизайн-студии имеют в штате специалиста по трехмерной графике или обучают своих сотрудников работать с программами компьютерного моделирования. С помощью данной книги вам предлагается самостоятельно освоить такую программу и научиться созданию проектов интерьера.

Рис. 1.2. Проект интерьера кабинета, выполненный в акварели

Читатели, получившие художественное образование, могут пропустить данную главу и перейти непосредственно к изучению 3ds Max 2009 и созданию в этой программе виртуального интерьера. Ведь для них все, что здесь будет изложено, является прописными истинами. Хотя вспомнить основы иногда бывает полезно даже тем, кто считает себя профессионалом.

Ориентация в трехмерном пространстве. Объекты

Мир, окружающий нас, является трехмерным, иначе говоря, форму объектов, с которыми человек взаимодействует каждый день, можно описать посредством трех измерений – длины, ширины и высоты. Для создания каждого из этих объектов используются свои способы, о которых люди не задумываются, пока сами не примут участие в создании какого-либо объекта. Точно так же с помощью компьютера и специального программного обеспечения в виртуальном трехмерном пространстве можно создать практически любой объект, вымышленный или встречающийся в повседневной жизни, несколькими способами. Все, что относится к созданию трехмерных объектов и управлению ими в виртуальном пространстве, называется трехмерной графикой. Иначе говоря, трехмерную графику можно определить как виртуальное представление объемной среды. То есть на плоском мониторе компьютера посредством программного обеспечения строится 3D-пространство, которое затем может быть визуализировано с помощью программных средств управления и, в конце концов, в виде неподвижного изображения или анимационного ролика представлено зрителю.
Для начального знакомства и понимания общих принципов работы в виртуальном пространстве достаточно знания геометрии на уровне школьного курса (вот когда пригодятся эти скучные теоремы и биссектрисы!). Для ориентации на плоскости и в пространстве в редакторах трехмерной графики применяется декартова система координат [1 - Декарт Рене, французский математик и физик, жил в XVIII веке. Предложенная им система координат позволила структурировать и упростить многие математические задачи.] (рис. 1.3). Она представляет собой три воображаемые плоскости, пересекающиеся в пространстве под углом 90°. Обычно оси X и Y определяют координаты плоских двумерных объектов и описывают размеры объекта по длине и ширине, а ось Z направлена вверх и определяет высоту объекта. Началом координат называется точка с координатами (0, 0, 0), от которой ведется отсчет положения объектов в пространстве. Каждая ось координатной системы условно делится на определенное количество одинаковых отрезков, которые представляют собой какие-либо единицы измерения. Причем по одну сторону от точки начала координат будет располагаться положительная область значений, а по другую – отрицательная. Данная система применяется практически во всех программах трехмерной графики, различаясь только ориентацией осей, и, как правило, изменить направление осей в любом 3D-редакторе не составляет труда.

   Рис. 1.3. Оси декартовой системы координат в трехмерном пространстве

   Только после того как вы разберетесь с системой координат, принятой в трехмерной графике, и познакомитесь с интерфейсом 3ds Max 2009, имеет смысл переходить к изучению процесса создания объектов на основе примитивов или сплайнов, а затем и к более сложному объемному построению. Кроме трех измерений (длина, ширина, высота) любой объект 3ds Max определяется формой. Под формой подразумевается внешний вид, визуальные очертания предмета. Для работы с программой компьютерного моделирования (впрочем, это касается и любого вида изобразительного искусства) необходимо развивать в себе чувство формы и объема. «Трехмерное видение» приходит с опытом и не является исключительной особенностью определенного круга людей.

   Примечание
   Примитивами в программах компьютерного моделирования называют простые объемные фигуры, такие как куб, сфера, плоскость, пирамида и т. п. Эти фигуры служат основой для создания более сложных трехмерных моделей. Примитивы являются параметрическими объектами. Это означает, что они строятся путем ввода определенных параметров.

   После того как все объекты созданы и расположены на предназначенных для них местах, можно назначать им текстуры и работать над освещением сцены. Для отображения сцены применяются камеры различных типов (рис. 1.4). Виртуальная камера транслирует сцену в соответствии с указанными пользователем параметрами. Можно управлять, например, такой характеристикой, как глубина резкости (см. главу 3), когда в фокус камеры попадает определенная область или объект, а остальная часть сцены размыта. В итоге сцена становится похожа на фотографию, сделанную реальной камерой. Ключевым моментом возможностей трехмерных редакторов является анимация, или оживление неподвижного изображения. С ее помощью создаются спецэффекты для кино, рекламы и, конечно, полнометражные фильмы.

Рис. 1.4. Инструмент Камера в программе трехмерного моделирования

Отображение и составные части объектов

Из чего же состоят объекты в среде трехмерного моделирования? Здесь необходимо вспомнить правило, известное еще со школьной скамьи: соединив линиями три любые точки в пространстве, вы получите плоскость. Объекты в трехмерной графике состоят из наборов небольших плоскостей, которые называются полигонами. Полигоны, в свою очередь, состоят из вершин, ребер и граней (рис. 1.5, а). Этими составными частями они соединяются между собой. В составе полигона может быть произвольное количество ребер (рис. 1.5, б). Напрашивается вывод: если трехмерные объекты состоят из двумерных полигонов, значит, их можно воспроизвести в редакторах двумерной графики. Это действительно так, но если в приложении для работы с трехмерной графикой есть возможность вносить изменения в вид объекта, то в двумерном редакторе придется каждый раз перерисовывать его заново. Это неудобно и не способствует повышению производительности. Впрочем, такие редакторы могут сильно помочь в процессе создания моделей и обработки полученных изображений, о чем будет сказано далее.

Рис. 1.5. Полигоны, используемые в трехмерной графике: а – составные части полигона; б – полигоны, составленные из различного числа граней

Существуют различные режимы отображения трехмерных объектов (рис. 1.6):

   Рис. 1.6. Режимы отображения объектов

   • Габаритный контейнер объекта(bounding box) – объекты изображаются в виде описанных вокруг них параллелепипедов со сторонами, параллельными плоскостям глобальной системы координат.
   • Каркас(wireframe) – объекты изображаются в виде проволочных каркасов, образованных видимыми ребрами между соседними гранями, не лежащими в одной плоскости.
   • Освещенные каркасы(lit wireframes) – объекты изображаются в виде каркасов, тонированных в соответствии с направлением световых лучей.
   • Однородная заливка ( flat) – проекции объектов изображаются в виде областей с заливкой однородным цветом без полутонов.
   • Грани ( facets) – объекты изображаются в виде совокупности тонированных плоских граней.
   • Сглаживание(smooth) – объекты изображаются в тонированном виде со сглаживанием переходов между плоскими гранями.
   • Грани и блики ( facets + highlights) – объекты изображаются в виде совокупности тонированных плоских граней с добавлением бликов.
   • Сглаживание и блики(smooth + highlights) – объекты изображаются в тонированном виде со сглаживанием переходов между плоскими гранями и добавлением бликов.
   • Контуры граней(edged faces) – демонстрация каркаса объекта одновременно с его тонированной оболочкой.
   Говоря об отображении объектов в программах трехмерного моделирования, нельзя не упомянуть о нормалях. Нормалью называется воображаемый отрезок, направленный из центра грани объекта перпендикулярно к ее поверхности. Если нормаль направлена в сторону наблюдателя, грань считается видимой. И наоборот, если нормаль направлена в сторону, противоположную взгляду, грань будет не видна. Соответственно, для изменения видимости грани достаточно поменять направление ее нормали.

Аксонометрия и перспектива

Еще с уроков черчения многие помнят рисование ваз и розеток в трех проекциях и аксонометрии. В качестве проекций обычно фигурировали: вид спереди, вид сверху и вид слева или справа. В редакторах компьютерной графики используется аналогичное представление объектов. Правда, чаще всего аксонометрия здесь заменяется видом перспективы. Аксонометрией называется отображение объемных объектов в пространстве, при котором в сцене отсутствуют перспективные искажения. Если предположить, что точка наблюдения находится так далеко от предмета, что все лучи зрения можно считать параллельными, параллельные линии будут выглядеть таковыми и на рисунке (рис. 1.7, а). Перспектива, в свою очередь, отображает объемные объекты с учетом расстояния от точки наблюдения, увеличивая передний и уменьшая задний план, так как взгляд наблюдателя в действительности направлен из одной точки (рис. 1.7, б), у созерцаемого объекта параллельными в таком случае будут только фронтальные прямые. Если при аксонометрическом отображении трехмерный объект проецируется на ортогональную плоскость, то при перспективном – проецирование происходит на конвергентную плоскость.

Рис. 1.7. Изображение объектов: а – в аксонометрии; б – в перспективе

Например, удаленные фигуры в перспективе кажутся меньше, чем расположенные близко к наблюдателю. Если смотреть таким способом на цилиндрический объект, его верхняя плоскость будет иметь эллиптическую форму, в то время как верхняя плоскость куба в перспективе будет выглядеть трапециевидной, а ее прямые углы будут казаться поднимающимися, если они находятся ниже уровня взгляда. В противном случае углы будут казаться опускающимися (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Объекты в перспективной проекции

Виды моделирования

Создание трехмерного проекта, как правило, начинается с идеи, эскизных набросков будущих сцен. Данная стадия проекта является одной из важнейших, так как вырабатывается общая концепция всего проекта. Определяются предполагаемая форма объектов, составляющих наполнение сцены, их текстуры, цветовая гамма и освещение будущей сцены. Все это в дальнейшем поможет существенно ускорить реализацию трехмерного проекта.
Любая сцена в виртуальном пространстве начинается с моделирования объектов. Этот процесс подразделяется на несколько категорий. Начнем с полигонального моделирования. Трехмерная модель создается из сетки полигонов, которую можно затем подвергать редактированию, меняя размер и форму структурных единиц. Если говорить простым языком, из обыкновенного куба с нужным количеством сегментов путем разбиения и наращивания полигонов можно получить качественную трехмерную модель (рис. 1.9). Одна из разновидностей полигонального моделирования – низкополигональное – используется в 3D-играх и для визуализации в реальном времени. В этом случае очень важны производительность процессора и видеокарты, так как при непрерывном отображении меняющейся трехмерной среды не обойтись без сложных расчетов. Кроме того, требуется место в памяти видеоподсистемы компьютера для хранения текстур. Поэтому желательно обходиться как можно меньшим количеством полигонов и жертвовать детализацией, экономя ресурсы вычислительной системы.

Рис. 1.9. Объект создан путем полигонального моделирования

Следующая разновидность – создание моделей на основе параметрических примитивов. Обычно в программах для трехмерного моделирования имеется набор простых объектов, таких как сфера, куб, цилиндр и т. п. Примитивы могут иметь и более сложную форму, например срезанный куб, узел, октаэдр и т. п. Это так называемые улучшенные примитивы (extendedprimitives) (рис. 1.10). Форму этих объектов можно отредактировать, к примеру, с помощью модификаторов.

Рис. 1.10. Примеры улучшенных примитивов

Моделирование может осуществляться также на основе сплайнов. Сплайнами (splines) называются кривые линии, определяемые на плоскости и в пространстве контрольными точками. Пример объекта, основой которого являются сплайны, показан на рис. 1.11. Здесь был создан сплайновый каркас, который затем с применением специального модификатора покрывался поверхностью. Кроме того, с помощью сплайнов можно задать форму-основу для создания трехмерных объектов путем выдавливания этой формы по сложной траектории c возможностью последующей деформации. Данная техника называется лофтингом (lofting).

Рис. 1.11. Объект, построенный на основе сплайнов

Следует также упомянуть о таком методе, как NURBS-моделирование (NURBS – Non-Uniform Rational B-Splines – неоднородные рациональные сплайны Безье). NURBS-поверхности также, по сути, сформированы на основе сплайнов, но они дают дополнительные возможности, о которых будет рассказано позже. Это один из самых сложных и в то же время мощных видов моделирования. Он применяется в основном для создания сглаженных поверхностей корпусов автомобилей, самолетов и т. п. Примеры объектов, в основу которых легли NURBS-поверхности, показаны на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Основой скатерти и штор послужили NURBS-поверхности

И наконец, моделирование на основе кусков ( patch modelling) является еще одним распространенным способом создания объектов. Последние в этом случае формируются из кусков поверхностей, представляющих собой фрагменты обычной сетки, заключенные в составленную из сплайнов Безье треугольную или четырехугольную рамку. Построение модели осуществляется путем манипуляции вершинами, расположенными по углам куска, и исходящими из этих вершин касательными векторами. Можно сшивать куски между собой и отделять вершины и элементы (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Создание объекта путем сшивки кусков

Преобразование объектов с помощью логических операций также относится к определенному виду моделирования. Логические операции предназначены для сложения, вычитания, пересечения и объединения объектов, в результате чего получаются новые модели из нескольких заготовок (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Результат булевого вычитания двух примитивов

Для моделирования различных природных явлений (огонь, дождь, снег), сложных поверхностей и динамических объектов (текучие поверхности, взаимодействия твердых тел), как правило, используются системы частиц и динамические симуляции (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Для реализации данного эффекта использовались инструменты из набора Space Warps (Объемные деформации) и системы Particle Flow (Поток частиц)

Цветовые схемы и форматы выходных файлов

   Конечно, для профессиональной работы с трехмерной графикой и декорирования помещений одного знания соответствующего программного обеспечения недостаточно. Нужно хорошо разбираться в различных цветовых схемах и знать принципы композиции. За рубежом предпочитают брать на работу в студии 3D-анимации художников, а не пользователей графических редакторов. Считается, что проще научить художника работать с программой, чем человека, в совершенстве знающего компьютер, заставить понять принципы изобразительного искусства. Поэтому стоит остановиться на некоторых моментах подробнее.
   Для начала необходимо понять, чем отличаются изображения на мониторе компьютера и на бумаге и почему иной раз возникают трудности с правильным отображением цветов после распечатки. При воспроизведении цветов на экране компьютера или телевизора используется аддитивная цветовая модель. Она оперирует тремя основными цветами (RGB, от англ. red, green, blue — красный, зеленый, синий), при сложении которых получаются новые цвета и оттенки. Результатом смешивания основных компонентов в равных долях является белый цвет. Данная схема была получена на основе спектрального анализа света. Черный цвет в этой модели образуется при отсутствии света или полном его поглощении.
   При печати иллюстраций в полиграфии и изобразительном искусстве применяется субтрактивная цветовая модель. Она описывает синтез печатных красок. Основными цветами в данной схеме являются голубой, пурпурный, желтый и черный. Цвета же, полученные в результате их смешивания, называют дополнительными. Например, смешивание желтого и голубого цветов в данной цветовой модели дает зеленый, а смешивание красного и желтого – оранжевый цвет. Каждый цвет, полученный из двух основных, является производной от их яркости и насыщенности. В реальной жизни данную модель можно представить следующим образом: если осветить какой-либо предмет, часть спектра белого света будет поглощена. Длина, а значит, и цвет отраженной волны зависят от того, в какой части спектра произошло поглощение. Таким образом, цвет образуется вычитанием из белого света определенных участков спектра.
   Человек, занимающийся компьютерной графикой, должен учитывать различные цветовые модели при создании сцен и при выводе изображений. Впрочем, на сегодняшний день многие графические редакторы позволяют использовать в работе обе цветовые модели и без особых трудностей конвертируют изображения, созданные с помощью одной цветовой модели, в другую.
   После визуализации трехмерной сцены получившиеся двумерное изображение или анимационную последовательность нужно сохранить в одном из графических форматов. Многие трехмерные редакторы позволяют сохранять изображения в наиболее распространенных графических форматах. На свойствах некоторых из них остановимся подробнее:
   • BMP (BitMap) – дословно переводится как «битовая карта». Является стандартным форматом растровых файлов. Был разработан компанией Microsoft и используется в среде Windows. Данный формат использует 8-разрядную глубину на каждый цветовой канал RGB.
   • TIFF (Tag Image File Format) – применяется с 8– и 16-битным разрешением на каждый канал. Позволяет наиболее качественно воспроизвести цветовые полутона и детально отобразить оттенки серой шкалы. Из-за этого данный формат широко используется в полиграфии. Графические файлы в этом формате имеют довольно большой размер, который, впрочем, при архивировании сжимается в несколько раз.
   • JPEG (Joint Photographic Expert Group) – разработан Объединенной группой экспертов по обработке фотографических изображений. Является одним из самых популярных форматов графических файлов с глубиной цвета 8 бит на канал. Использует очень эффективную систему сжатия изображений, которая позволяет получить растровый файл небольшого размера, правда, с некоторой потерей качества.
   • TGA (TARGA) – как и вышеперечисленные форматы, использует глубину 8 бит на каждый цветовой канал. Считается удобным форматом для переноса цифровых данных графических файлов в видеосистему.
   • GIF (Graphic Interchange Format) – формат графического обмена, применяется в основном в сети Интернет. Использует технологию сжатия без потерь, а также позволяет создавать небольшие анимированные файлы невысокого разрешения.
   • QuickTime – применяется для создания анимационных последовательностей, состоящих как из графических, так и звуковых данных. Является межплатформенным форматом. Использует несколько видов сжатия с разным качеством и скоростью компрессии. Поддерживает потоковое видео и совместим со звуковым цифровым интерфейсом музыкальных инструментов MIDI.
   • AVI (Audio Video Interleaved) – как и BMP, был внедрен компанией Microsoft в качестве формата воспроизведения видеофайлов. При сохранении файлов в этом формате необходимо выбрать тип компрессии данных в зависимости от вида дальнейшего использования анимационного файла.
   Каждый из вышеописанных форматов был разработан для определенных задач и является наиболее приемлемым для своей цели. Кроме того, существует возможность при помощи растрового графического редактора преобразовать графические файлы из одного формата в другой.

Принципы композиции

   Нелишним будет напомнить, что любой, кто хочет заниматься 3D-дизайном, равно как и другими видами компьютерной графики, должен иметь понятие об основах композиционного построения (кстати, у многих, кто занимался фотографией, обычно есть соответствующие практические навыки и опыт). Композицию можно определить как взаимосвязь художественных впечатлений, предопределяемых сочетанием элементов сцены, где все элементы находятся во взаимном и гармоническом единстве. Важнейшими средствами композиции являются объемно-пространственная структура, симметрия и асимметрия, контраст, ритм.
   Объемно-пространственная структура характеризуется внутренним строением предмета и его связью с внешней средой. Ритм обусловлен строением формы, являющимся следствием чередования элементов или равномерного движения.
   Существуют правила и принципы компоновки элементов сцены. Начинать следует с поиска нужного фона. Фон должен подчеркивать выразительность предметов. В расположении и окраске объектов следует избегать пестроты, если она не оправдана художественным замыслом. Загромождать сцену лишними предметами также не стоит. В сцене имеет смысл использовать не более четырех основных цветов.
   Перечислим принципы композиции.
   1. Важно выбрать композиционный центр сцены и правильно акцентировать внимание зрителя на ее основных элементах.
   2. Объединяйте характерные элементы по однородным признакам – форме, цвету, текстуре; включайте предметы, создающие в сцене контрасты, например керамику и хрусталь.
   3. Используйте ограничения по материалу, цвету, форме.
   4. Основа динамической композиции – неравносторонний треугольник, а статичной – симметрия.
   5. Группируйте элементы по два-три предмета (например, диван и два кресла).
   6. Достаточное количество свободного пространства в сцене позволяет облегчить композицию.
   7. Важные элементы помещают на самое видное место.
   8. Не следует забывать о взаимосвязи между группами предметов, линиями и пластикой, а также связи со зрителем.
   9. Следуйте законам перспективы и подчеркивайте объемность предметов.
   10. Соблюдайте зрительное равновесие сцены, правильно выбирая положение тяжелых предметов относительно легких.
   11. Расположение и форма предметов должны быть естественными.
   12. Импровизируйте! Иногда эксперимент со стандартными формами позволяет получить собственное композиционное решение.
   Еще на этапе подготовки эскизов (сделать карандашом несколько набросков, безусловно, необходимо – это улучшает художественное видение и позволяет заранее проработать возможные варианты) нужно выбрать форму и положение сцены. Для увеличения глубины пространства потребуется панорамное изображение. Если на переднем плане расположены высокие объекты, сосредоточить внимание имеет смысл именно на них. Положение сцены должно быть таким, чтобы все ее объекты попадали в поле зрения наблюдателя.
   Вначале необходимо дать несколько определений. За более подробными сведениями можно обратиться к справочной литературе. Согласно книге Л. Н. Макаровой «Перспектива» (М.: «Просвещение», 1989), прежде всего нужно правильно определить основные элементы сцены: главную точку, фокусное расстояние и линию горизонта. Условная линия горизонта может располагаться вверху, внизу и посередине сцены (рис. 1.16). Высокий горизонт обращает внимание зрителя на передний план. При изображениях интерьера высокий горизонт подчеркивает поверхность пола и стоящих на нем невысоких предметов. Низкий горизонт используют для показа заднего плана сцены. В интерьере это демонстрация стен, потолков и придание массивности объектам. Таким образом, правильно выбрав условную линию горизонта, можно произвести на зрителя определенное впечатление. При построении открытой сцены с четко выраженной линией горизонта определить ее не составляет труда, однако если создается модель закрытого от внешнего мира пространства, корректно определить ее положение бывает непросто. В программе трехмерного моделирования эта операция осуществляется с помощью координатной сетки и правильного нацеливания камеры. Кроме того, 3ds Max позволяет включать отображение виртуальной линии горизонта установкой соответствующего переключателя в настройках программной камеры.

   Рис. 1.16. Среднее, высокое и низкое положение горизонта в сцене

   Следующим важным элементом построения сцены является выбор главной точки. В трехмерной графике этой точкой будет служить цель виртуальной камеры в сцене или точка ее фокусировки на каком-либо объекте. Она, как правило, располагается на середине линии горизонта или в ее средней трети. Иногда бывает оправдано смещение главной точки в сторону. К примеру, чтобы акцентировать внимание на правой стене комнаты, главную точку смещают вправо. При определении этой точки важно, чтобы все объекты сцены были хорошо видны, а их форма не искажалась. Лучше всего будет поместить главную точку условно на уровне глаз человека среднего роста (около 1,55 м, в зависимости от того, какая система единиц используется в программе трехмерной графики).
   Классически правильным решением будет составление композиции сцены по принципу «золотого сечения». Прежде всего, камера устанавливается таким образом, чтобы основные элементы сцены образовывали геометрические фигуры (квадрат, прямоугольник, треугольник) (рис. 1.17, а). По правилу третей финальное изображение мысленно делится на 9 равных прямоугольников, а положение камеры и объектов выбирается таким образом, чтобы в точках пересечения воображаемых линий находились наиболее важные элементы сцены (рис. 1.17, б ). В крайнем случае они могут располагаться на вертикальных или горизонтальных линиях, делящих изображение. Существует и другая схема деления финального изображения – в соответствии с принципом «золотого сечения». Необходимо провести воображаемую диагональ, а затем из угла, расположенного напротив этой диагонали, опустить перпендикуляр (рис. 1.17, в). В результате изображение будет разделено на три прямоугольных треугольника. Именно в них должны располагаться основные элементы сцены.

Рис. 1.17. Схемы композиционного построения

При создании сцены и установке камер, через которые она транслируется, нужно стремиться к получению перспективного изображения, соответствующего зрительному восприятию человека. Исследования физиологов и психологов показали, что четкое восприятие предметов глазом человека возможно при угле обзора 28–37° (рис. 1.18). При угле обзора 28° фокусное расстояние составит примерно два диаметра поля ясного зрения. При настройке виртуальных камер нужно учитывать тот факт, что угол обзора обратно пропорционален фокусному расстоянию. В противном случае у зрителя может сложиться впечатление нереальности сцены из-за неточно построенной перспективы. Неправильный выбор фокусного расстояния может придать изображению комнаты слишком сильную глубину (рис. 1.19, а, б) или сделать его слишком плоским (рис. 1.19, д, е), несмотря на корректность перспективных построений. Чтобы зритель, смотрящий на сцену, становился как бы ее участником (рис. 1.19, в, г), фокусное расстояние камеры должно примерно в полтора раза превышать размер основания конуса, определяемого углом обзора камеры. Некорректный выбор любого из двух вышеупомянутых параметров выводит очертания сцены за пределы поля ясного зрения человека, что не позволит зрителю получить точное представление об объектах сцены.

Рис. 1.18. Уменьшение угла обзора с увеличением фокусного расстояния камеры

   Рис. 1.19. Сцена, снятая при различных фокусных расстояниях камеры: а – 10 мм; б – 20 мм; в – 23 мм; г – 28 мм; д – 35 мм; е – 45 мм

   Таким образом, чтобы избежать перспективных искажений, необходимо вовремя вносить соответствующие корректировки. Впрочем, иногда избежать явных перспективных искажений в изображении интерьера не удается. Обычно такая ситуация возникает при необходимости охватить все пространство сцены при моделировании помещения небольших размеров. В некоторых случаях подобные искажения придают сцене некоторую экспрессию.
   Одна из особенностей компьютерного построения заключается в необходимости самостоятельно придумывать, как же должны выглядеть элементы сцены. Поэтому процедуре моделирования и сборки сцены должны предшествовать следующие действия.
   • Определение общей характеристики моделей будущей сцены.
   • Определение основных пропорций объектов и пространства в целом.
   • Анализ конструкции моделей, связей и зависимостей между их частями.
   • Определение положения моделей в пространстве.
   • Выбор методов, позволяющих упростить процедуру построения объектов.
   • Характеристика поверхностей объектов: фактура покрытия, цвет, освещенность.

Управление цветом

   Отдельного внимания заслуживает информация о цвете. Основы цветоведения должен изучить как начинающий дизайнер интерьера, так и любой человек, имеющий отношение к графике, дизайну, изобразительному искусству. Мелани и Джон Эвис пишут в своей книге «Интерьер: выбираем цветовой дизайн» (агентство «Ниола-Пресс», 1997): «Цвет – наиболее важный элемент вашего интерьера. Он сразу же бросается в глаза и прочнее всего запоминается. А самое главное – цвет выражает вашу индивидуальность». Цвет создает атмосферу, дает информацию о назначении каждого помещения. В том, что у человека возникает определенное эмоциональное настроение, когда он находится в том или ином интерьере, тоже большая заслуга цветовых сочетаний, используемых в нем.
   В реальной жизни цвет приписывают окружающим объектам и рассматривают как свойство материала: снег – белый, уголь – черный, помидор – красный. Конечно, цвет становится видимым только при освещении рассматриваемого предмета естественным или искусственным светом. Если говорить научным языком, цветом называется свойство тела вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения. Поэтому привычный цвет предметов – это не более чем реакция человеческого глаза на отраженный поверхностью свет.
   Видимость предметов обусловлена освещением. Именно свет выявляет форму объектов. Распространяясь по поверхности предмета в зависимости от его рельефа, свет меняет оттенки – от самого светлого до самого темного. В зависимости от формы граница между светом и тенью на поверхности может быть как резкой, так и плавной. Сказанное выше касается однородно окрашенных предметов. Для цветных предметов существует такое понятие, как тон. Тон зависит от окружающей среды, степени удаленности предмета от зрителя и, конечно, от интенсивности света и его окрашенности.
   Человеческий глаз различает несколько десятков тысяч цветов, поэтому для ясности требуется сначала понять, чем цвета отличаются друг от друга. Первым отличительным признаком является цветовой тон. Он определяет оттенок цвета. Именно цветовой тон описывается словами «красный», «желтый», «синий» и т. п. Два цвета, одинаковые по цветовому тону, могут различаться насыщенностью и светлотой.
   Цвета, у которых присутствует цветовой тон, называются хроматическими. Отдельное место занимают ахроматические, или «бесцветные», цвета. К ним относятся белый, черный и оттенки серого. Существует набор цветов с неярко выраженным цветовым тоном, которые являются переходными от хроматических к ахроматическим. Все прочие цвета называют насыщенными.
   По такой характеристике, как насыщенность, судят о доле чистой хроматической составляющей в общем цвете предмета. Она определяет чистоту цвета, которая выражается в процентном отношении к чистому спектральному. Цвета одинакового тона и насыщенности могут отличаться друг от друга светлотой (или яркостью).
   Предметы по-разному отражают свет. Белые поверхности отражают световые лучи полностью и окрашиваются в цвет этих лучей. Чем темнее предмет, тем больше падающих на него лучей он поглощает. Предельным случаем, как несложно догадаться, являются тела черного цвета, поглощающие весь падающий на них свет.
   Описанные выше явления нашли свое применение в дизайне, изобразительном искусстве, кино.
   Замечено, что при искусственном освещении объекты белого, серого и зеленого цветов приобретают желтоватый оттенок, а синие и фиолетовые объекты становятся более темными. Предметы начинают отбрасывать резкие тени, а вид предметов, оказавшихся в тени, плохо различим.
   Цвет объектов зависит также от расстояния, с которого наблюдается сцена. Ведь воздух имеет определенную плотность, кроме того, не стоит забывать о взвешенных в нем частицах различного происхождения. Издалека практически все предметы кажутся голубоватыми. Исключением являются ярко освещенные объекты, которые приобретают оттенок падающего на них света. Темные предметы светлеют и кажутся мягче, а светлые, наоборот, темнеют.
   Выбор цветового решения имеет большое значение во всех областях изобразительного искусства и дизайна, так как давно доказано психологическое влияние цвета на человека. Определенными цветовыми сочетаниями можно создать возбуждающую или умиротворяющую атмосферу в интерьере, так как в большинстве своем те или иные цвета вызывают у людей схожие ассоциации.
   Одной из задач декоратора является соблюдение гармонии в сочетании цветов, используемых в интерьере. То есть яркие контрастные цвета должны уравновешиваться приглушенными мягкими оттенками. Таким образом создается определенное настроение, которое можно менять путем смещения цветовых тонов в сторону контрастных либо приглушенных.
   При выборе цветов для оформления помещения нужно учитывать специфику его использования. Если это квартира, то стоит узнать любимые цвета хозяев, при создании проекта офиса нужно быть осведомленным, есть ли у занимающей его фирмы свои цвета. Например, цветами шведской компании Oriflame являются белый и темно-синий. Соответственно, при взгляде на подобное сочетание у человека могут возникнуть определенные ассоциации. При оформлении витрины магазина имеет смысл узнать ассортимент продаваемых товаров и сочетать цветовое решение витрины с продаваемым продуктом. Цвет должен подчеркивать лучшие качества предмета, обеспечивать престижность, как, например, красное дерево, золотистые светильники, зеленое сукно придают помещению торжественность и монументальность.
   Говоря о цветоведении, нельзя обойти вниманием технику сочетания цветов. Для этого используется цветовой круг Гете (рис. 1.20). Естественные цвета в нем сочетаются с субтрактивной цветовой схемой, о которой было сказано выше. В круг вписаны два треугольника, первый из которых соответствует первичным, а второй – вторичным цветам. Промежуточные цвета являются смешанными цветами второго порядка. Подобное расположение позволяет выделить определенные сочетания, хотя мода на них менялась с течением времени.

   Рис. 1.20. Круг естественных цветов Гете

   1. Контрастные сочетания. Цвета расположены друг напротив друга (например, С и О). В теории цвета считаются взаимно дополняющими друг друга. Вспомните, как красив затухающий оранжевый закат на фоне темнеющего синего неба. Однако в интерьере подобные контрастные сочетания следует применять очень осторожно, так как в некоторых случаях они недопустимы.
   2. Сочетания цветов, расположенных по углам основного и перевернутого треугольников, также являются контрастными и считаются допустимыми, а в некоторых случаях даже более приемлемыми, чем первые.
   3. Для подбора сочетаний в два или три цвета имеет смысл выбирать цвета, расположенные под углом 90° (например, КФ и О или СФ и К).
   Все цвета с точки зрения восприятия их человеком делятся на холодные (синий, фиолетовый и их оттенки) и теплые (красный, оранжевый, желтый). Хроматические теплые цветовые тона лучше всего сочетаются с ахроматическим черным, а холодные – с белым. В оформлении, как правило, главную роль играют теплые и светлые тона, а холодные и темные – подчиненную. Хотя иногда, если это оправдано авторским замыслом, все может быть наоборот.
   В комбинации красок становится видно, что одни цвета производят приятное впечатление, а другие являются несовместимыми. Для поиска наиболее удачных сочетаний был придуман цветовой круг Освальда (рис. 1.21). Он позволяет подбирать цвета близко расположенных предметов с целью улучшения цветовой композиции.

   Рис. 1.21. Цветовой круг Освальда

   Наиболее распространенными следует считать следующие типы цветовых композиций: однотонная двухцветная, контрастная двухцветная, однотонная трехцветная, контрастная трехцветная и в редких случаях – четырехцветная. Композиции, содержащие более четырех цветов, следует применять в исключительных ситуациях – только при соответствии общему замыслу оформления пространства. В других случаях излишняя пестрота нарушает целостность восприятия среды.
   И конечно, необходимо помнить о влиянии цвета на восприятие человеком той или иной сцены. Правильно выбранный фон позволяет улучшить как композицию в целом, так и ее отдельные объекты. Белый, черный и серый цвета фона считаются нейтральными и открывают возможности для полета фантазии дизайнера. Но не следует забывать, что светлые предметы на белом фоне выглядят плоскими. На сером фоне недостаточно ярко смотрятся оттенки желтого. Маленькие помещения не стоит оформлять в темных или интенсивных тонах, так как это зрительно уменьшает их объем. Исключение составляют прихожие и холлы – здесь темные тона создают ощущение строгости и служат фоном для восприятия дальнейшей цветовой гаммы. Холодные голубые тона оптически раздвигают стены и потолки, создают ощущение простора. Сцена, основой которой являются теплые бежевые оттенки, освещенная ровным мягким светом, создаст у человека ощущение спокойствия, уюта и тепла. Интерьер детской комнаты с потолком и стенами цвета неба, обоями с имитацией джунглей и изображением героев известного мультфильма, декором в виде бабочек будет создавать атмосферу веселой непринужденности и сказочного мира (рис. 1.22). Напротив, сцена, объекты которой окрашены в локальные цвета холодных оттенков и неравномерно освещены (имеется в виду резкое разделение на темные и светлые области), вызовет у человека чувство беспокойства и неприятные ощущения. Данное свойство человеческой психики используют создатели современных компьютерных игр. Возьмем в качестве примера недавно вышедшую игру жанра экшен – «INFERNAL». Неповторимый антураж, созданный ее разработчиками, игра светотени вкупе со спецэффектами заставят провести несколько незабываемых часов за монитором компьютера.

Рис. 1.22. Детская, главная тема оформления которой – «джунгли»

Фотореалистичная 3D-графика, некоторые приемы

Данного выше материала для начала вполне достаточно. Настало время поближе познакомиться с таким понятием, как «фотореалистичная 3D-графика», а затем перейти к изучению программы, с которой вам предстоит работать. Создание по-настоящему фотореалистичной трехмерной графики, разумеется, не ограничивается только моделированием. Для придания поверхностям моделей сходства с поверхностями реальных объектов требуются материалы, основой которых являются различные карты текстур. Кроме того, пространство, пусть даже виртуальное, требуется осветить. В анимационных студиях и фирмах по созданию компьютерных игр работают целые команды профессионалов: художники, рисующие текстуры, создатели трехмерных моделей, аниматоры. Каждый из них занимается своей работой, но при необходимости может заменить коллегу в силу универсальности подготовки. Именно к этому нужно стремиться! Вам придется много работать, но в данном случае цель оправдывает средства.

Свойства текстурных карт

   Итак, что же такое текстура? Если обратиться к словарю, то по определению текстура — это особенности строения твердого вещества, обусловленные расположением составляющих его частиц. Текстура имеет цвет и рельеф, а также обладает определенными физическими свойствами, с помощью которых можно определить на вид: мягкий предмет или твердый, как он отражает свет и какова структура материала, из которого этот предмет состоит.
   Перечислим свойства материалов, имитируемые картами текстур.
   • Цвет диффузного рассеяния (Diffuse color). Замещает заданный по умолчанию цвет материала текстурой, что равноценно нанесению на поверхность рисунка (рис. 1.23, а).

   Рис. 1.23. Свойства материалов, имитируемые картами текстур

   • Цвет подсветки (Ambient Color). Замещает рисунком текстуры цвет подсветки материала рассеянным светом. Обычно это свойство материала блокируется с цветом диффузного рассеяния (рис. 1.23, б ).
   • Цвет зеркального блика (Specular color). Зеркальные блики возникают на участках поверхности, где угол падения лучей света относительно нормали к поверхности равен углу отражения в направлении глаз наблюдателя (рис. 1.23, в). Назначение карты текстуры этому каналу позволяет придать области блика неоднородность.
   • Сила блеска (Specular Level). Карта текстуры применяется для управления интенсивностью блеска зеркальных бликов (рис. 1.23, г). Интенсивность отражения в области блика принимается равной яркости отсчета текстурной карты. Черным отсчетам соответствует минимальная интенсивность блеска, а белым – максимальная.
   • Глянцевитость (Glossines). Чем более глянцевой является поверхность, тем меньше по размеру область блика и тем более блестящим и гладким выглядит материал (рис. 1.23, д). После назначения данному каналу текстурной карты степень глянцевитости начинает зависеть от яркости пикселов. Белые отсчеты обеспечивают максимальную степень глянцевитости, черные – полное отсутствие глянца.
   • Самосвечение (Self-illumination). Текстура с таким свойством видна вне зависимости от наличия в сцене источников света, так как сама обладает свойством светимости. Применяется для имитации светящихся окон, стекол, прикрывающих лампы, неоновых подсветок (рис. 1.23, е). Интенсивность самосвечения пропорциональна яркости отсчета пикселов текстурной карты.
   • Непрозрачность (Opacity). Позволяет применить к материалу карту текстуры, указывающую, какие участки поверхности обладают прозрачностью, а какие – нет. Таким способом можно имитировать оконные стекла и витражи (рис. 1.23, ж).
   • Цвет фильтра (Filter Color). Карта текстуры влияет на цвет объектов, расположенных позади прозрачного материала (рис. 1.23, з).
   • Рельефность (Bump). Карта текстуры может применяться для придания поверхности объекта видимости трехмерных неровностей за счет модификации направления нормалей. Внешние контуры трехмерного объекта при этом остаются без изменений (рис. 1.23, и). Кажущаяся рельефность управляется яркостью отсчетов текстурной карты, при этом белые участки выглядят выступающими над поверхностью, а черные – вдавленными в нее.
   • Зеркальное отражение (Reflection). Карта текстуры может применяться для имитации отражения окружающей среды поверхностью объекта (рис. 1.23, к).
   • Преломление (Refraction). Карта текстуры позволяет имитировать преломление световых лучей прозрачным объектом (рис. 1.23, л).
   • Смещение (Displacement). Данная карта текстуры обеспечивает фактическое изменение геометрии поверхности пропорционально яркости отсчетов (рис. 1.23, м). Белые участки карты смещают точки поверхности наружу вдоль нормали, а черные – внутрь.
   Описанные выше свойства используются в редакторах трехмерной графики для придания поверхности объектов определенного вида. С их помощью можно сымитировать любые визуальные эффекты, наблюдаемые в реальном мире.

Отражающая способность поверхностей

Существенным атрибутом любого материала являются зеркальные блики. Именно они дают понять, какой именно материал находится перед вами. На вид бликов влияет молекулярная структура материала и форма поверхности. Скажем, молекулы металлов «упакованы» очень плотно, соответственно, металлические поверхности отражают много света. В результате формируются яркие блики с резко очерченными краями. Молекулы такого материала, как, например, резина, наоборот, расположены на значительном расстоянии друг от друга. В результате материал поглощает световые лучи, а затем рассеивает их во всех направлениях. Это приводит к формированию неярких расплывчатых бликов. Примеры материалов с различной отражающей способностью показаны на рис. 1.24.

   Рис. 1.24. Примеры зеркальных бликов на различных поверхностях

   Материал типа Standard (Стандартный), который является в 3ds Max базовым и представляет собой основу для создания более сложных материалов, по умолчанию формирует матовую поверхность. Оглядевшись вокруг себя, вы обнаружите множество материалов с подобным свойством. С точки зрения дизайна такие материалы смягчают цвета и зрительно увеличивают объем помещения. Кроме того, на них не так заметны царапины и прочие дефекты, как на блестящих полированных поверхностях.
   При имитации объектов с отражающими поверхностями нельзя забывать, что отражение формируется на основе окружающей среды. При отсутствии предметов вокруг такого объекта для создания материала необходимо воспользоваться внешним изображением («картой окружения»), в противном случае вы получите объект темно-серого цвета.

   Совет
   Иногда возникает необходимость убрать или скрыть одну из стен, расположив на ее месте камеру. Но как быть с отражающими поверхностями, попавшими в поле зрения камеры? Ведь вместо стены они отразят пустое пространство. Одним из способов решения данной проблемы является создание камеры на месте отражающего объекта. Через эту камеру визуализируется стена, полученное изображение сохраняется и назначается объекту в качестве «карты окружения».

Прозрачность и преломление

Прозрачность материала напрямую связана с преломлением проходящих сквозь него лучей света. Следствием этого является искажение вида предметов, находящихся за прозрачным объектом. Преломление света в прозрачных средах характеризуется показателем преломления. При показателе преломления, равном единице, свет проходит сквозь объект, не преломляясь. Значения выше единицы указывают на выпуклый прозрачный объект, увеличивающий расположенные за ним предметы. Преломление происходит на границе двух сред (например, воздух и стекло) при переходе световых лучей из одной среды в другую. Для создания реалистичных прозрачных материалов в программах трехмерного моделирования есть возможность менять показатель преломления (IOR – Index Of Refraction) в свойствах материала (табл. 1.1). Впрочем, данные из справочника далеко не во всех случаях позволяют получить качественную имитацию нужного материала. Иногда приходится действовать методом подбора. Также не следует забывать, что преломление световых лучей зависит от формы прозрачного объекта (рис. 1.25).

Рис. 1.25. Разные по форме предметы по-разному преломляют свет

//-- Таблица 1.1. Показатели преломления (IOR) некоторых прозрачных материалов --//

Библиотеки материалов

   Для имитации поверхности вовсе не обязательно создавать материал своими руками. Можно воспользоваться уже готовым изображением из библиотеки материалов. Хотя, разумеется, намного больше ценятся авторские материалы и текстуры, нарисованные в графическом редакторе или полученные из снимка реального объекта.
   Фотосъемка реальных текстур должна проводиться при определенных условиях. Вам нужно поймать сочетание цветовых оттенков поверхности без постороннего света и теней. Поэтому фотографировать имеет смысл предметы, не освещенные прямым светом. Кроме того, на нем должны отсутствовать тени от окружающих объектов. Нужна чистая фактура материала, так как добавить тени, зеркальные блики, глянцевитость и прочие параметры можно уже в редакторе трехмерной графики. Сделайте крупный план, чтобы стали видны все детали рельефа поверхности. Чем выше разрешение полученного изображения, тем большую свободу действий в его редактировании получает пользователь.
   В трехмерной графике назначение материалов имеет решающее значение. Ведь качество созданной сцены, ее реалистичность зритель оценивает по тому, насколько карты текстур, которыми покрыты трехмерные объекты, совпадают по свойствам с материалами, встречающимися в реальной жизни. Зритель может подсознательно почувствовать, что текстура недостаточно реалистична, потому что он каждый день видит примеры подобных объектов на улице. Например, фрагмент каменной стены дома около самой земли, воспроизведенный на компьютере (рис. 1.26, а), будет смотреться не совсем натурально, если к нему не добавить карту рельефности, а также текстуру, имитирующую грязь (рис. 1.26, б). Занятия фотографией помогают лучше понять структуру различных материалов. Да и само наличие цифрового или обычного фотоаппарата и сканера значительно расширит возможности создания реалистичных текстур. Иногда найти нужное изображение текстуры просто невозможно, и тогда можно выйти из ситуации путем сканирования реального предмета (например, парика для текстуры волос или лоскута ткани для шерстяного покрытия). Затем отсканированный фрагмент достаточно обработать в графическом редакторе, и текстура будет готова.

Рис. 1.26. Результат придания исходной текстуре (а) более натурального вида (б)

Как новичку, так и человеку, профессионально работающему с трехмерной графикой, пригодится наличие библиотеки материалов и текстур, созданной одним из описанных выше способов. Имеет смысл сформировать отдельную коллекцию чистых (без признаков воздействия внешней среды) основных материалов. К основным материалам можно отнести камень различной фактуры, металл, отражающий и матовый, ткани разных видов, дерево, пластик, стекло, бумагу, кожу, резину. Как правило, изображение основного материала накладывается на трехмерную модель в качестве карты цвета диффузного рассеивания либо служит первым слоем при создании сложной многослойной текстуры в программе редактирования двумерных изображений. Намного проще отредактировать чистые образцовые материалы в соответствии с требованиями проекта, чем преобразовывать текстуры, измененные окружающей средой. Пополнить библиотеки материалов можно через Интернет. На сайтах, посвященных компьютерной графике, всегда можно найти отдельные изображения, а иногда и целые коллекции карт текстур.

Реалистичные текстуры

Особое значение в проекте должно придаваться созданию реалистичных текстур. Достаточно посмотреть на работу профессионала, чтобы увидеть, сколь пристальное внимание уделяется этому аспекту. Для получения качественного материала текстуры назначаются различным каналам – рельефности, глянцевитости, отражения, преломления и т. п. Создавая текстуры для своего проекта, нужно помнить, что ваша главная задача – показать, чем поверхность одного предмета отличается от другого.
У человека, рассматривающего сцену, должно возникнуть впечатление, что перед ним реальные объекты. Тот, кто хоть раз терял несколько часов на поиски нужного эффекта, создаваемого материалом, знает, как непросто этого добиться. Впрочем, те, кто работал с кистями и красками, также помнят, как сложно иной раз воссоздать вид реального объекта. Поэтому для более эффективной работы с различными видами изображений читателю стоит сформировать у себя навыки художественного видения. Они приходят с опытом и позволяют замечать в реальной жизни качества предметов, скрытые от глаз обычных людей. Одна из особенностей художественного видения заключается в умении на глаз определять свойства материалов. В природе, как правило, не существует чистых материалов или цветов. Цвета имеют множество оттенков, а материал может нести на себе признаки старения, воздействия окружающей среды и следы деятельности людей. Вам важно научиться замечать оттенки цветов и свойства материалов. Существуют упражнения для тренировки художественного видения. Одно из них заключается в определении на глаз причины появления на предметах следов воздействия окружающей среды. Например, увидев ржавчину на железной двери дома, надо понять, что вызвало коррозию материала: старость металла, частое воздействие капель дождя или конденсат, постоянно образующийся по причине разницы температур внутри и вне дома (рис. 1.27).

Рис. 1.27. Металлическая дверь с признаками влияния окружающей среды

Одной из проблем, которые встают на пути подготовки реалистичных карт покрытия, является создание бесшовных текстур. При наложении на объект между мозаичными элементами текстуры не должно быть швов, иначе рисунок карты покрытия начинает повторяться (рис. 1.28) и смотрится не только неестественно, но еще и непрофессионально. Для создания бесшовных текстур существует несколько методов. Один из них – использование проекционных координат на трехмерной модели. Текстура может накладываться в соответствии с выбранным типом проецирования ее на модель (плоское, цилиндрическое, сферическое и др.). В случае если применение проекционных координат не помогает избавиться от мозаичности (например, слишком маленький размер карты), обычно используют программы двумерной растровой и векторной графики типа Photo-Paint, CorelDraw фирмы Corel или специализированные – CorelTexture. В них имеется множество инструментов, таких как программные имитаторы кистей и перьев, различные виды заливок, позволяющие манипулировать двумерным изображением, предназначенным для создания текстуры, в том числе и избавляться от швов на покрытии материала.

Рис. 1.28. На текстурном покрытии стены и декоративных панелей отчетливо видны швы

Альтернативой карте текстуры типа Bitmap (Растровая), представляющей собой цифровое изображение реального материала, являются процедурные карты текстур. Они формируются программным алгоритмом на основе указанных пользователем параметров и имеют свои преимущества и недостатки. Материалы на основе таких карт текстуры занимают мало памяти, так как хранить требуется только коэффициенты математических уравнений, а не множество отсчетов растровой картинки. С другой стороны, визуализация сцены, объектам которой назначены процедурные карты текстуры, требует больше времени в связи с необходимостью выполнения расчетов для генерации изображения. При увеличении размеров объекта, которому была назначена процедурная карта текстуры, не наблюдается искажений рисунка. Нужно лишь правильно подобрать параметры карты (рис. 1.29). Кроме того, нужно добавить, что процедурные карты текстур являются трехмерными. То есть при изменении формы текстурируемого объекта они, не искажаясь, ложатся на модель, принимая соответствующую форму.

Рис. 1.29. Процедурные карты текстур, имитирующие мрамор и покрытие в виде шахматной доски на моделях

В иных случаях для покрытия трехмерных объектов в программе используют специальные так называемые «запеченные» текстуры. Они часто применяются для экономии системных ресурсов или как один из слоев многослойных материалов, поскольку могут содержать в одном изображении карту диффузного рассеяния, отражение окружающей сцены, глянец, появившийся в результате освещения. Для создания данных изображений в трехмерных редакторах, в частности 3ds Max, есть режим визуализации в текстуры (Render to Texture). Вначале выстраивается сцена с объектом, для которого нужно получить вышеописанную текстуру. Сцена текстурируется, освещается и визуализируется в текстуру. Таким образом получается «запеченная» текстура, а точнее, изображение-развертка, которое содержит отображение результата освещенности объекта. После этого полученное изображение может быть подвергнуто обработке, а затем наложено обратно на объект (рис. 1.30).

Рис. 1.30. «Запеченная» текстура и ее размещение на модели

Для покрытия объектов трехмерной сцены материалами или дополнительными картами текстур существуют также инструменты постобработки, называемые программами трехмерной раскраски. Среди них можно отметить Painter 3D (компании Corel), Deep Paint 3D (компании Right Hemisphere). Они представляют собой редакторы, в которые загружаются трехмерные объекты и сцены. Затем в программе можно производить раскраску непосредственно трехмерных моделей либо окончательную доводку объемного изображения путем дорисовки вручную текстур, эффектов поверхности и освещения. Кроме того, в программе трехмерной раскраски создаются образцовые текстуры, которые могут служить в качестве фона на объектах для дальнейшего покрытия их материалами в программе трехмерного моделирования и визуализации.

Роль освещения

   Для создания по-настоящему красивых трехмерных сцен и, в частности, сцен в интерьере важно не только корректно подобрать материалы, но и правильно осветить объекты, создав тем самым определенное настроение у зрителя. Правильно подобранное освещение не оставляет сомнений в реалистичности сцены, а прозрачные тени нужного оттенка добавляют сцене глубину и придают мягкость и реалистичность.
   Свет создает определенную атмосферу, выделяя особенности, присущие объектам. Благодаря освещению определяются взаимоотношения между предметами. Контуры объекта могут мягко сливаться с окружающим пространством или, наоборот, резко выделяться на фоне остальных объектов. Появляется свое особенное ощущение пространства, создается пространственная конфигурация, присущая именно этому помещению. Свет позволяет скрыть недостатки и выгодно подчеркнуть достоинства интерьера. Световыми акцентами можно определить направление взгляда зрителя. Поэтому равномерное освещение смотрится скучно, оставляя пространство без экспрессии.
   Говоря научным языком, свет представляет собой излучение оптической области спектра, вызывающее зрительные реакции. Он определяет понятие световой среды, то есть совокупности излучений, генерируемых источниками естественного и искусственного освещения.
   Видимость предметов обусловлена проецированием оптического изображения на светочувствительный слой сетчатки глаза. Это означает, что она зависит от яркости освещенной поверхности, направленной к наблюдателю, и от ее контрастного соотношения с фоном.
   Одним из приемов, широко используемых архитекторами и дизайнерами для решения архитектурно-художественных задач, является световая адаптация зрения. Этот термин означает изменение светочувствительности глаза в процессе приспособления его к резкому изменению яркости освещения. Из истории архитектуры очевидно, что приемы световой адаптации наиболее полно использовались архитекторами стиля барокко. Сочетая контрасты ярких поверхностей алтарей с сумраком боковых нефов, зодчие барокко создавали впечатление движения и беспредельности пространства (рис. 1.31). Свойство человеческого глаза реагировать на яркий свет и сопутствующие ему контрасты удачно используется и в современном интерьере. Организация яркостного ритма увеличивает глубину и архитектурную выразительность пространства. При удачно выбранном соотношении света и тени освещенная тесная комната при переходе в нее из темного помещения может показаться неожиданно большой.

   Рис. 1.31. Отделка собора выполнена с учетом световой адаптации зрения человека

   Направление световых лучей в природе вызывает у человека естественные ассоциации: открытое пространство обычно светлее узкого; большая комната светлее маленькой; свет обычно льется сверху. Если следовать этим принципам, большие пространства нужно делать светлее малых, а низкие – темнее высоких. Подобное распределение яркостей в помещениях вызывает ощущение естественности, в то время как обратное распределение дает театральный эффект, который удачно сочетается с обстановкой, к примеру, ночного клуба.
   При создании интерьера дизайнер пользуется различными видами световых потоков. Во-первых, это точечные осветители. Лучи такого осветителя расходятся из обособленной локализованной точки, которая располагается на потолке либо на стене. Световой поток в данном случае может быть как направленным, так и свободным (кстати, торшеры, бра и настольные лампы тоже относятся к точечным источникам). Вторым типом светового потока является рассеянный свет люминесцентных ламп или ламп накаливания. Нельзя не учитывать и рассеянное освещение, возникающее за счет отражения прямых световых лучей предметами окружающей обстановки. Яркий направленный свет при этом приобретает мягкость и естественную окраску. Поэтому в конструкцию некоторых осветительных приборов входят отражатели, которые адаптируют световые потоки, делая их более приятными для зрения человека.

Освещение трехмерных сцен

При освещении трехмерных сцен нужно выполнить две задачи. Во-первых, не допустить оптических обманов, искажающих пропорции, масштабы и целостность восприятия пространства; во-вторых, правильно использовать оптические иллюзии для уменьшения или увеличения глубины пространства, придания особого настроения сцене и изменения пластики объектов.
Редакторы трехмерной графики обычно предлагают несколько видов осветителей. Как правило, это всенаправленные источники света, прожекторы и нацеленные осветители. Их свойства зависят от конкретных видов программного обеспечения. Источники освещения, содержащиеся в 3ds Max 2009, будут обсуждаться в главе 5. Освещение проектируемой сцены зависит от фантазии ее создателя. Хотя, разумеется, существуют и некоторые общие рекомендации. Во-первых, стоит понаблюдать за реальными источниками света и попробовать воспроизвести их действие в программе трехмерного моделирования. Для этого вы должны узнать свойства реального осветителя. Например, для имитации лампы накаливания без абажура или с ним, скорее всего, потребуется всенаправленный источник света с площадными тенями, интенсивность которого затухает обратно пропорционально квадрату расстояния (рис. 1.32).

Рис. 1.32. Модель настольной лампы на базе всенаправленного источника света (автор модели Менаджиев Андрей aka A-men, материалы и визуализация автора книги)

Способы освещения пространства

   В трехмерной графике не существует универсального способа расположения источников света. Освещение зависит исключительно от задач, которые ставит перед собой создатель сцены, и его фантазии. Но есть определенные общие правила, взятые из фотографии, которых желательно придерживаться для получения корректных результатов. Освещение практически любой сцены состоит из нескольких составляющих, а точнее комбинации их соотношения.
   • Прямой направленный свет – как правило, создается самым мощным источником и освещает непосредственно объект, на котором должно быть сосредоточено внимание зрителя, рассматривающего сцену. Этот свет создает самые четкие тени. Им, например, может быть солнечный свет, проникающий в помещение из окна, или прямой свет настольной лампы с закрытым абажуром.
   • Рассеянный свет – название говорит само за себя, источник равномерно заполняет сцену светом и формирует мягкие прозрачные тени или вообще не приводит к их появлению. Такой свет создают растровые прямоугольные осветители, светильники с полупрозрачным абажуром и лампы дневного света.
   • Контражурная или задняя подсветка – свет, подчеркивающий задний план и пространство за объектом. В некоторых случаях можно вообще обойтись без нее. Но не следует забывать о том, что именно такой тип освещения позволяет придать сцене дополнительную глубину и выделить передний план. Отражаемый окружающими предметами свет от прямых источников (так называемый рефлекс), передающийся от объекта к объекту, может служить в качестве задней подсветки, впрочем, его также можно отнести и к одному из видов рассеянного света.
   Существуют и другие виды освещения, но они применяются по мере необходимости и используются в основном для специальных эффектов и создания у зрителя определенного настроения. К примеру, подсветка снизу популярна у создателей фильмов ужасов.
   При освещении трехмерного пространства важно соблюсти правильное соотношение направленного, рассеянного и контрового света, так как именно оно определяет основное впечатление от созданной сцены. Контрастность освещения, как и цвет, оказывает психологическое воздействие на человека. Чем больше направленного света в сцене, тем резче отбрасываемые тени и тем отчетливее контуры предметов. Если же превалирует рассеянное освещение, то тени будут видны слабо, а формы предметов могут стать трудноразличимыми (рис. 1.33). Высокая контрастность действует возбуждающе, раздражает, а пониженная успокаивает, но утомляет.

Рис. 1.33. Сцены, освещенные преимущественно: а – рассеянным и б – направленным светом

В качестве примера рассмотрим универсальную схему расположения источников света, позволяющую получить наиболее полное представление об объекте. Это так называемая трехточечная схема освещения (иногда ее еще называют голливудской) (рис. 1.34). Вам потребуется ключевой источник света, который нужно расположить слева от камеры под углом 30–60°. Для этой цели хорошо подходят осветители типа Directional (Направленный). Заполняющий источник света располагается справа от камеры под углом 10–20°. Обычно его роль играет осветитель типа Omni (Всенаправленный), но можно использовать и прожектор. Источник контровой подсветки, если в нем есть необходимость, располагается позади сцены. Освещенная таким способом сцена обычно выглядит более-менее реалистично (см. рис. 1.26) даже без учета переноса излучения и расчетов глобальной освещенности.

Рис. 1.34. Трехточечная схема освещения

Приведенная выше схема является универсальной, потому что приближает светотеневой контраст виртуальной сцены к контрасту, характерному для естественного освещения. Направленный свет подобен солнцу, заливающему объекты ярким светом, а рассеянный свет выполняет функции света неба, смягчающего контраст светотени. Существуют другие универсальные схемы освещения виртуального пространства. Например, если нужно быстро осветить сцену из нескольких отдельных объектов либо несложную уличную сцену в программе трехмерной графики, то создается сфера из всенаправленных источников света, которая окружает объект или группу объектов (рис. 1.35). В этом случае речь идет уже об имитации глобального освещения и в зависимости от сложности или количества освещаемых объектов визуализация может занимать продолжительное время.

Рис. 1.35. Универсальная схема освещения сцены из нескольких объектов

Вышеприведенная схема наиболее подходит для освещения отдельных объектов или уличных сцен, если же необходимо сымитировать глобальное освещение в интерьере, существует другая универсальная схема освещения несложной сцены в программе трехмерного моделирования и визуализации (рис. 1.36). Один источник с параллельными лучами имитирует солнечный свет, направленный в окно. Всенаправленные осветители равномерно распределяются по объему смоделированного помещения в виде параллелепипеда. Нужно заметить, что при этом яркость источников должна быть очень малой и у всех источников, имитирующих глобальное освещение, необходимо включить тени типа Shadows Map (Карта теней). Про виды теней, генерируемых источниками света в программе 3ds Max 2009, будет сказано далее в главе 5.

   Рис. 1.36. Схема и визуализация имитации рассеивания света из окна в помещении

   При создании сцены нельзя не учитывать время суток, в которое происходит действие. Это влияет как на вид материалов, так и на вид теней. В пасмурный день резкие тени от предметов в комнате будут выглядеть, по меньшей мере, странно.
   При освещении сцен в интерьере следует учитывать, что искусственные источники света меняют цветовой тон окружающих предметов. Красный цвет становится более ярким, светлеет, оранжевый – приобретает красноватый оттенок, желтый – бледнеет, синий – теряет яркость и темнеет, зеленый – желтеет, фиолетовый становится пурпурного оттенка и темнеет, а голубой – зеленеет.
   Одной из задач дизайнера или декоратора при проектировании освещения является правильная расстановка световых акцентов. Освещением выделяются наиболее удачные места композиции интерьера. Это позволяет обратить на них внимание зрителя и оттенить области, не представляющие собой оригинальных решений. Нельзя освещать сцену ровным светом – она станет плоской, предметы потеряют форму и объем, визуализированное изображение получится безликим. Свет и тень выявляют форму и структуру предметов, дают ощущение богатства и изменчивости обстановки.
   При освещении сцен в интерьере необходимо учитывать как свет от источников, так и рассеянное освещение, возникающее за счет отражения световых лучей поверхностями объектов. Хотя правильная настройка глобальной освещенности представляет собой непростую задачу, но именно она определяет своеобразность и индивидуальность светового решения сцены. В последних версиях 3ds Max появились алгоритмы, позволяющие учитывать перенос излучения, но их правильная настройка по-прежнему зависит от профессионализма пользователя. Более подробную информацию о природе света и техниках освещения сцен вы найдете в книгах известных в этой области специалистов: Билла Флеминга, Оуэна Демерса, Джереми Берна, а также в статьях и уроках на сайтах www.Render.ru,www.3DCenter.ru и www.Eol3d.com.

   Совет
   Учитывая все вышесказанное, при работе над проектом стоит разделить время, отведенное для его создания, следующим образом: 50 % затрачивается на моделирование объектов сцены, а оставшиеся 50 % распределяются примерно поровну между наложением текстур и освещением. В данном распределении времени работы не учтена анимация сцены, так как при создании трехмерных проектов интерьера анимация готовой сцены требуется нечасто в силу задействования значительных аппаратных ресурсов и, как следствие, удорожания проекта и увеличения срока исполнения. Однако если все-таки анимация интерьерной сцены заложена в проектную часть, то она, как правило, несложная и ее настройка может занять меньше времени, чем ее визуализация.

Общие принципы фотореалистичности

Обобщая информацию, которая была дана выше, можно попробовать описать основные принципы создания фотореалистичных изображений с помощью редактора трехмерной графики. Во время работы над фотореалистичным изображением должны учитываться следующие факторы.
1. С моделирования начинается создание любой трехмерной сцены, поэтому чем качественнее будет модель, тем более естественно будет смотреться она в трехмерной сцене. При создании сцены любая модель должна быть достаточно детализирована. Прежде чем сделать с помощью 3D-графики какой-либо объект, неплохо было бы увидеть его несколько раз в реальности, проанализировать его форму и выбрать способы создания в трехмерном редакторе. Нужно заметить, что практически ни один объект в реальности не имеет острых прямоугольных граней. Все грани в той или иной степени скошены. При создании модели это обязательно нужно учитывать, однако не стоит забывать, что создание фаски на прямоугольных гранях приводит к усложнению трехмерной модели и увеличению числа полигонов, из-за чего просчет изображения может протекать медленнее. Далее, всегда стоит помнить о промышленном происхождении проектируемого объекта. На модели по возможности нужно сделать складки, швы, имитирующие промышленное происхождение объекта, также неплохо было бы учесть крепление деталей объекта между собой и элементы перехода от одной части модели к другой (рис. 1.37). Правда, детали, которые будут скрыты от глаз зрителя, моделировать совсем не обязательно. Если планируется создать трехмерный объект, который в реальной жизни может двигаться или изменять свою форму, то необходимо показать устройства, с помощью которых будет происходить трансформация объекта. Например, при моделировании двигателя фантастического космического корабля нового поколения все-таки не стоит делать бессмысленное нагромождение трубок и проводов, а желательно смоделировать механизм, посредством которого данный двигатель должен работать. При моделировании штор, которые будут располагаться в интерьере, желательно показать крепление к карнизу и простейшие устройства перемещения (крючки, кольца) их по нему. И еще, надо бы добавить, что хорошо детализировать модель нужно лишь в том случае, если она будет находиться достаточно близко к виртуальной камере, когда возможно рассмотреть эти детали, в противном случае вся работа по детализации трехмерного объекта будет проделана впустую, так как деталей все равно видно не будет.

Рис. 1.37. Модель крепления абажура к стене повысит реализм трехмерной сцены

2. Следующее условие создания фотореалистичной трехмерной графики заключается в создании качественных материалов и правильном наложении текстур на объекты виртуальной сцены. Прежде всего нужно учесть, что в имитации поверхности какого-либо объекта участвуют практически все свойства материала (отражение, глянцевость, цвет диффузного рассеяния, вид затенения и т. д.). Обратите внимание в реальной жизни на различные предметы, и станет ясно, что все объекты в той или иной степени отражают свет, причем отражение может быть зеркальным или размытым. При отражении света от металлических предметов можно наблюдать явление анизотропии, когда в зависимости от формы и вида обработки поверхности происходит искажение отражения, или изменение формы блика (рис. 1.38). При наложении текстурных карт следует избегать швов и мозаичного повторения текстур, если только это не было задумано создателем трехмерной сцены. В случае наличия нежелательных швов или мозаичности текстуру следует исправить так, чтобы на объект она была наложена с некоторой неравномерностью. Кроме того, следует использовать процедурные текстуры, так как они равномерно ложатся на объект любой формы и не искажаются. Фотореалистичности сцене, несомненно, добавляет наличие на моделях следов использования их человеком, а также грязь, царапины, пыль и другие признаки воздействия внешней среды. Добавить подобные детали на трехмерные модели можно, применяя специальные карты и маски к соответствующим свойствам материала. Правда, если конечно вы моделируете интерьер будущей квартиры, заказчик не оценит стремления к фотореалистичности, если добавить пыли по углам и царапин на мебели.

Рис. 1.38. Материалы с разной степенью отражения и разным уровнем анизотропии на одной модели

3. Чтобы заставить зрителя поверить в реалистичность трехмерной сцены, необходимо правильно разместить объекты в сцене и выбрать расположение камеры, чтобы композиция визуализируемой сцены напоминала фотографию из жизни. Все объекты должны находиться на своих местах, определяющих их назначение. Например, рядом с домашним кинотеатром вполне могут лежать несколько дисков или их коробок, а вот местонахождение их на кухне рядом с варочной поверхностью может вызвать недоумение у зрителя. Помимо этого для придания характера, живости можно расположить объекты немного хаотично (рис. 1.39). Располагая камеру для визуализации в сцене, надо стараться избегать сильных перспективных искажений. При визуализации интерьера для показа всего помещения бывает нужно установить камеру так, что на финальном изображении будут присутствовать заметные перспективные искажения, тем не менее оправданные замыслом автора сцены.

Рис. 1.39. Совмещение симметричного расположения объектов сцены с асимметричным придает сцене живости

4. Освещение сцены также играет немаловажную роль для фотореалистичной подачи изображения трехмерного виртуального пространства. Освещение практически любого пространства, как в реальности, так и в виртуальной трехмерной среде, состоит из направленного (световые акценты) и окружающего (рассеянного) света. Одной из задач создателя трехмерных компьютерных сцен является подбор наиболее удачного соотношения этих двух составляющих в зависимости от вида сцены (помещение, экстерьер или отдельно расположенный объект). Например, при освещении сцены солнечным светом в качестве направленного служит прямой свет солнца, интенсивность которого может меняться в зависимости от времени суток, имитируемого в сцене, а в качестве рассеянного – свет неба (рис. 1.40). В помещении с искусственным освещением прямой свет будет сымитирован направленными точечными источниками, создающими световые акценты, а окружающим будет свет от источников рассеянного излучения (лампы дневного света, абажуры) и отраженный предметами свет. Далее, для фотореалистичной визуализации нужно помнить, что все источники имеют свой цвет испускаемого света, или, точнее, свою цветовую температуру, и обязательно это нужно иметь в виду при моделировании освещения трехмерной сцены. Исходя из этого, нужно учитывать, что при освещении сцены источником определенного цвета все объекты этой сцены окажутся подкрашены цветом источника, и как следствие, несколько изменят свой первоначальный цвет. Кроме того, освещаемые объекты, как правило, имеют неодинаковую форму и различающиеся свойства поверхности. Если с формой все понятно, то с материалом объекта все не так однозначно. Освещая сцену, необходимо учитывать реакцию поверхности объектов на свет, и хотя это больше относится к созданию материалов трехмерных моделей, на этапе установки освещения в сцену, как правило, приходится немного корректировать свойства материалов поверхности объектов. Так как свет с расстоянием затухает, и в жизни мы наблюдаем подобное явление постоянно, имитация неравномерности распространения света в трехмерной сцене также помогает улучшить фотореалистичность конечного изображения. Помимо этого промышленное изготовление источников освещения, их конструкция подразумевают форму распространения света от этого источника, отличную от идеального конуса или прямоугольника. Тени, полученные с помощью различных источников света, отличаются резкостью краев, а также могут быть подкрашены как цветом источника (синее небо – синеватые тени на открытом воздухе), так и цветом предметов, которые их отбрасывают. Это называется переносом цвета. Особенно перенос цвета заметен при искусственном освещении без участия солнечного света.

Рис. 1.40. Сочетание прямого и рассеянного света, имитирующее солнечный свет, падающий из окна

5. Для придания еще большей фотореалистичности используют различные эффекты постобработки. К ним могут относиться имитация линзовых эффектов фото– и видеокамер (рис. 1.41), создание эффекта воздушной перспективы и объемного света (наличие частиц пыли и дыма в воздухе). Имитация глубины резкости фотокамеры при визуализации как отдельного объекта, так и сцены, насыщенной объектами, позволяет увеличить правдоподобность финального изображения, кроме того, используя глубину резкости, можно несколько облегчить сцену, поставив на заднем плане простенькие модели с небольшим количеством полигонов.

Рис. 1.41. Имитация линзовых эффектов

Завершая раздел о принципах фотореалистичности, хотелось бы добавить, что улучшать, доводя до совершенства визуализированное изображение, можно до бесконечности. Но существует такой фактор, как время, отведенное на создание любого проекта, а также ограниченная мощность компьютера, на котором производится работа в редакторе трехмерной графики. Поэтому одной из главных задач дизайнера трехмерной графики является нахождение баланса качества проектируемой сцены и разумных временных затрат на ее создание. Например, если смоделировать люстру из нескольких миллионов полигонов (встречаются и такие) для фотореалистичной визуализации ее как отдельного объекта, то помещение такой модели в сцену интерьера грозит трудностями дальнейшего редактирования данной сцены и весьма продолжительным временем ее просчета.

Интерьерное проектирование и визуализация

Перед тем как перейти к описанию процесса проектирования дизайна интерьера в редакторах трехмерной графики, необходимо рассказать об особенностях оформления помещений и дать несколько определений.

Этапы создания виртуального интерьера

Интерьером называется вид помещения изнутри. Одним из важных моментов изображения интерьера, как, впрочем, и других сцен, является правильный выбор точки обзора и композиции. Поэтому, как уже упоминалось, имеет смысл начать с эскизных набросков будущей сцены (рис. 1.42).

Рис. 1.42. Цифровой эскиз гостиной

Следующей основной задачей при создании виртуального проекта интерьера является корректный выбор перспективной проекции. От этого зависит выразительность окончательного изображения. При фронтальном показе одной из стен главная точка сцены (см. выше раздел «Принципы композиции») окажется примерно посередине, и композиция получится, скорее всего, симметричной, что достаточно формально и плоско, хотя может быть оправдано, если необходимо показать помещение в целом (рис. 1.43). Данная проекция используется в основном для проверки сочетаемости материалов покрытия. Поэтому необходимо искать такое отображение интерьера, чтобы потолок, стены и пол имели гармоничные пропорциональные соотношения.

Рис. 1.43. Фронтальный перспективный вид смотрится достаточно просто, хотя и позволяет увидеть все помещение сразу

Если сравнить три композиции интерьера одного и того же помещения (рис. 1.44, а), соответствующего плану, то можно сделать вывод, что наиболее выигрышно в смысле выразительности выглядит верхняя композиция (рис. 1.44, б), остальные две либо не дают всей полноты представления о помещении, либо смотрятся неинтересно (рис. 1.44, в, г). После визуализации данные изображения могут быть использованы в качестве дополнительных эскизов.

   Рис. 1.44. Композиционные решения отображения интерьера: а – планировка помещения; б – наиболее удачный ракурс изображения; в, г – менее удачное расположение камеры

   После создания набросков и выбора композиции можно переходить собственно к моделированию. Сначала формируется основная сцена, в которую потом следует поместить все остальные объекты. Затем моделируют предметы будущего интерьера. Удобнее моделировать каждый интерьерный объект в отдельном файле, а впоследствии совмещать его с основной сценой, присоединив объект из файла. В дальнейшем можно будет использовать эти модели для других сцен. Если же начать моделировать все в одной сцене, то через некоторое время работа может замедлиться из-за постепенного увеличения количества полигонов в сцене и, как следствие, нагрузки на видеоподсистему и центральный процессор компьютера.
   Одной из сложностей создания интерьеров в программах трехмерной графики является правильное (реалистичное) освещение сцен. Если для освещения сцены с одним объектом достаточно трехточечной схемы освещения (см. раздел «Способы освещения пространства»), то в интерьере обычно присутствует несколько источников освещения: окна, источники искусственного света, отраженный от предметов свет. Они дают сложное и мягкое освещение, в результате чего приходится устанавливать разноцветные дополнительные источники отраженного света для подсветки теней и других областей или использовать алгоритмы расчета освещения методом переноса излучения (Radiosity), о которых будет рассказано далее.
   В интерьере обычно располагаются мебель и предметы обихода, разные по локальному цвету и фактуре, что усложняет работу по моделированию реалистичного освещения, и поэтому, хотя подходов к расстановке источников света при создании трехмерных сцен есть множество, зачастую используют один из двух вариантов настройки освещения.
   • Сначала в сцене расставляются световые акценты с помощью второстепенных источников, например осветителей типа Spot (Прожекторный), а затем постепенно добавляется окружающее освещение. Подобный подход позволяет контролировать степень смешивания рассеянного освещения с направленными источниками при сохранении световых акцентов.
   • Второй способ заключается в установке в сцену одного рассеянного осветителя. После этого постепенно по мере надобности вводят в сцену новые источники рассеянного света и управляют тенями. Затем после настройки окружающего освещения расставляют световые акценты направленными источниками.
   Особенностью создания реалистичных сцен интерьера является учет некоторых законов воздушной перспективы, когда под воздействием воздушной среды и окружающего пространства наблюдается изменение определенных признаков (цвета, степени освещенности, формы) по мере удаления объектов от зрителя. Еще один эффект, усиливающий реалистичность трехмерных сцен, – глубина резкости (depth of field ). Данная особенность, как уже было сказано ранее, учитывает расстояние от точки обзора воображаемого наблюдателя до самой дальней точки сцены. То есть ближе расположенные предметы будут видны резче, чем расположенные дальше, и задний план станет более размытым, нежели передний. Данного эффекта в трехмерных редакторах можно добиться, используя настройки глубины резкости программных камер. В результате задние предметы будут очерчены мягкими контурами и полутонами, а передние будут выглядеть конкретнее и резче. Посредством этого и некоторых других эффектов (например, объемное освещение), которые предоставляют программы трехмерного моделирования и анимации, можно добиться убедительной глубины помещения.
   Исходя из этой информации сформируем правила, которыми должен руководствоваться начинающий визуализатор интерьеров.
   • Интерьер следует компоновать так, чтобы его элементы смотрелись наиболее наглядно и выигрышно.
   • Начинать нужно с эскизов и выбора точки обзора.
   • Подчеркивайте разницу между передним и задним планами, чтобы придать сцене глубину.
   • Не следует перегружать интерьер мелочами и случайными предметами как по соображениям целостности восприятия, так и в целях рационального использования ресурсов вычислительной системы.

   Совет
   Личное общение с заказчиком дизайна интерьера может принести дополнительные результаты. Например, изучив некоторые особенности его характера и стиля жизни, что немаловажно, можно в проекте одной из комнат его дома расположить на столе коробку любимых сигар или на стене поместить картину художника, который ему нравится. Он на это, несомненно, обратит внимание, ведь знакомые вещи сразу бросаются в глаза, что в дальнейшем будет способствовать более доверительным отношениям, а также приобретению репутации внимательного дизайнера.

Стилевые направления в интерьере

   Для создания проектов интерьера необходимо ознакомиться со стилями, определяющими единообразие и гармоничное сочетание элементов декора помещений. Стилем называется объединение художественных приемов и средств, представляющих собой определенное направление в творчестве. К данному понятию относятся устоявшиеся формы и приемы изобразительного и прикладного искусства, характеризующие собой какой-либо исторический период.
   Стилевое направление обосновано научным и техническим развитием своего времени, образом жизни и традициями, существовавшими во время его расцвета. Каждой эпохе присуще свое видение мира, представление о красоте и гармонии. Стили постепенно сменяют друг друга, поэтому определить принадлежность к той или иной эпохе как таковой в чистом виде сложно. Скорее, имеет место симбиоз элементов старого и нового стилевых направлений. Если рассмотреть любой из существующих ныне стилей, в совокупности его форм можно увидеть черты старых стилей, отголосками входящих в новые. Все вышесказанное относится к истории эпохальных стилей, так как существует еще и другой, более узкий смысл данного слова (фирменный стиль, стиль жизни). В этом случае предполагается также рассмотрение совокупности определенных, присущих явлению черт, но без претензий на историческую ценность.
   По данным журнала «Salon», уже много лет существует общепринятая классификация, которая показывает хронологию развития стилей.
   1. Египетский стиль берет начало в эпохе развития Египта и считается первым в мировой истории искусств. Он постепенно приобретал свои черты в разных областях: живописи, архитектуре, декоративно-прикладном искусстве. Со временем сложилась единая каноническая система, черты которой сегодня узнаваемы во всем мире. Основные сюжеты египетских росписей представляют собой героические и мифологические сцены, а также сцены из реальной жизни. Особенности данного стиля: функциональность и комфортабельность жилых помещений, декоративность и графичность узоров, стремление к заполнению пространства рисунком (рис. 1.45).

Рис. 1.45. Роспись гробницы Сеннеджема в Фивах. XIII в. до н. э.

2. Эллинский (античный) стиль формировался приблизительно с начала VIII в. до н. э. Его основу заложила культура острова Крит и нескольких городов Греции того времени. Составляющие этого стиля – уравновешенность и соразмерность. Цифровые каноны, обоснованные Пифагором, проявились в скульптуре, зодчестве и декоративно-прикладном искусстве (рис. 1.46). При этом сохранилась естественность и свобода творчества. Прослеживается интересная хронология от примитивных деревянных идолов до статуй Аполлона Бельведерского. С приближением к эпохе романского периода возрастает тяга к роскоши благодаря налаживанию связей между Востоком и Грецией. Оказывает свое влияние также знакомство с другими декоративными традициями.

Рис. 1.46. Фрагмент интерьера в античном стиле

3. Первые упоминания о романском стиле датируются X в. н. э. Его формирование длилось долго и в разных странах протекало по-разному (то же можно сказать и о готическом стиле). Сам термин «романский» возник позднее как обозначение искусства раннего Средневековья Западной Европы. Этот стиль характеризуется сочетанием элементов римско-греческой античной культуры, восточных, языческих и христианских форм и мотивов. В романский период одним из главных видов искусства стала архитектура. Все прочее было подчинено ее канонам. Зодчие того времени удачно сочетали римские и византийские постройки с европейскими сооружениями (рис. 1.47).

Рис. 1.47. Церковь Св. Марии, 1093–1200 гг., Германия, Лаах (из материалов портала «Планета Small Bay»)

4. Готический стиль XII–XV вв. внес в мировую архитектуру такие элементы, как ажурная узорчатость, стрельчатые своды, растительные орнаменты и острые шпили (рис. 1.48). В декоративной отделке особое значение придавалось изображениям растений, животных и скульптурным ансамблям. Примечательно, что сам термин «готический» появился позднее для уничижительного обозначения доренессансных и неитальянских стилей. Готический стиль завершил эпоху средневековой культуры, однако все последующие европейские стили неоднократно обращались к формам и образцам того периода.

Рис. 1.48. Сиенский кафедральный собор, зодчий Пизано, Италия, Сиена

5. Ренессанс – Великое Возрождение XV–XVI вв. представляет собой возврат к античным римским формам и искусству Древней Греции, идеалы которого, как считали художники, зодчие, мастера прикладного искусства того времени, были утеряны «варварским Средневековьем». При создании таких интерьеров больше всего ценились гармония и пропорциональность. Постройки эпохи Возрождения были совокупностью античных и средневековых элементов, сочетанием конструктивного и художественного, утилитарного и эстетического (рис. 1.49).

Рис. 1.49. Фонтан Карла V, Николо да Корте, 1543 г., Испания, Альгамбра

6. Барокко как исторический художественный стиль начал складываться в конце XVI в. Он характеризуется пышным убранством, сияющим хрусталем и золотом. В разных странах этот стиль проявлялся по-разному. Например, в Италии он получил значительное развитие, тогда как в Англии подобные стилевые особенности проявились гораздо слабее. Главные особенности барокко – театральность, замысловатые комбинации форм и декора, а также преобладание нелинейных элементов в произведениях искусства (рис. 1.50). Парадные интерьеры подчеркивались скульптурой, обильно декорировались лепниной, различными орнаментами.

   Рис. 1.50. Кафедра св. Петра, Бернини, Ватикан, 1658–1666 гг.

   7. Рококо появился в XVIII в. наряду с барокко и в дальнейшем послужил завершением этого стиля. Название происходит от французского слова rococo — «вычурный, причудливый». Внешне здания того времени украшались просто, зато внутри поражали своей роскошью и изысканностью. Обстановка интерьеров становится более изящной, камерной, комфортабельной, в цветовой гамме преобладают мягкие, нежные цвета. Во времена расцвета этого стиля модно было скруглять углы, что привело к появлению в домах овальных комнат и залов.
   8. Классицизм, появившийся в XVII–XVIII вв., представляет собой обновленный античный стиль, более строгий по сравнению с предшественниками – барокко и рококо. Для него характерны симметрия, пропорции античной архитектуры и более утонченная цветовая гамма.
   9. Ампир возник в конце XVIII в. как «имперский» стиль (рис. 1.51). В отличие от классицизма, мастера которого черпали вдохновение, обращаясь в основном к античной греческой культуре, ампир во главу угла поставил Рим. В интерьерах того времени культивируется слава и роскошь быта римских цезарей. Живописные орнаментальные панно на стенах приобретают строгие геометрические очертания. Строгость оформления стен дополняется пилястрами и полуколоннами в римском стиле. В орнаментах того времени преобладает символика Древнеримской и Наполеоновской империй.

Рис. 1.51. Триумфальная арка, Ж. Ф. Т. Шальгрен, 1806–1836 гг., Франция, Париж (из материалов портала «Планета Small Bay»)

10. Модерн ведет отсчет своего существования от последней четверти XIX в. В каждой из европейских стран этот стиль носил свое название (во Франции и Бельгии – ар нуво, в Германии – югендстиль, в Италии – либерти). Отличительной особенностью его последователей было пристрастие к естественным цветам. Интерьеру того времени были присущи рационалистические формы и функциональность, свойственные каютам корабля. В элементах этого стиля всегда присутствовал принцип динамического равновесия. В рамках модерна архитектура неотъемлемо связана с дизайном помещений, что придает зданиям цельность и эстетическую законченность. Многие архитекторы и художники модерна, находясь в творческом поиске, черпали свои идеи, соотнося их с природными формами (флореальное направление). В размещении живописных и скульптурных элементов присутствует принцип атектоники, создающий иллюзию «вырастания» объекта из поверхности стены, что, однако, не нарушает ее цельности (рис. 1.52).

Рис. 1.52. Павильоны в парке Гуэль, А. Гауди, 1884-1887 гг., Барселона, Испания

11. Стиль ар-деко господствовал в декоративно-прикладном искусстве и архитектуре в период между двумя войнами в 20-30-е годы XX столетия. Однако само название появилось только в 60-х годах. Зародился этот стиль во Франции, а затем распространился по Европе и СШA. Он представляет собой совокупность элементов различных предшествующих стилей: модерн, кубизм, абстракция, европейская классика, кроме того, заимствует африканские мотивы, веяния древнего Египта, традиционного искусства Японии и Востока (рис. 1.53). Интерьеры в этом стиле полны спокойного достоинства и респектабельности. Теплые цвета деревянной мебели, приглушенная гамма ворсовых ковров, обивок и драпировок открывают возможность управления тонкими цветовыми контрастами. Классическая симметрия, сочетание природных материалов создают пластичную среду, податливую желаниям человека.

   Рис. 1.53. Ванная в Чейнин-билдинг, Жак Деламар, 1929 г., Нью-Йорк

   12. Функционализм начал складываться с 1910-х годов. Как считали основоположники этого стиля, любое изделие человеческих рук должно быть максимально удобным и приспособленным для нужд человека. Его основными отличиями являются отказ от декора, ориентация на новейшие технологии, стремление к компактности и общедоступности изделий.
   13. Постмодернистский стиль начал свое существование в 50-х годах XX столетия. Определенным направлением постмодернизм назвать нельзя. Это скорее попытка объединить современное видение мира с культурным наследием прошлого. Для постмодернизма характерно смешение стилей (эклектика), творческое переосмысление прошлого и исторических традиций. Во внимание принимаются такие факторы, как урбанистическое или природное окружение, традиции. Каждый раз требуется новое решение исходя из существующей ситуации, что гарантирует его уникальность.
   14. Хай-тек берет свое начало из постмодернистского смешения стилей. В архитектуре для этого стиля характерны конструкции, изгибающиеся по сложной кривой, монолитные корпуса из отражающего стекла (рис. 1.54). Одно из самых знаменитых сооружений в стиле хай-тек – Центр Помпиду в Париже. Коммуникации – электрические кабели, вентиляционные и водопроводные трубы – вынесены на внешнюю сторону здания, а их разноцветная раскраска придает строению сходство с анатомическим атласом. Для интерьеров в стиле хай-тек характерны открытые балки перекрытий, внешние осветительные приборы, винтовые металлические лестницы, шкафы, имитирующие сейфы или раздевалки на заводе. Мебель содержит перфорированные панели и металлические решетки, похожие на ограждения. Объекты в стиле хай-тек обычно имеют дополнительные свойства: оптические эффекты (зрительные вибрации, явление интерференции), мерцание при падении на них лучей света.

Рис. 1.54. Дом в стиле хай-тек, 1960-е гг., Лос-Анджелес

Это далеко не полное описание исторических стилей и направлений, существующих в искусстве. Мы не будем углубляться в изучение ответвлений и дочерних стилей, так как эта тема представляет собой материал для отдельной книги.

Характерные особенности современных интерьеров

   В настоящее время мало кто из декораторов придерживается определенных стилевых направлений. Смесь функциональности, совокупности цветовых решений и элементов декора разных эпох – это то, что отличает современные интерьеры. Одной из главных задач дизайнеров в наши дни является умелое композиционное сочетание цвета и предметов интерьера, создающее настроение и неповторимый облик помещения с определенной функциональной направленностью.
   Впечатление от интерьера тем лучше, чем больше оно соответствует эмоциональному восприятию заказчика в той или иной обстановке. Поэтому дизайнер вначале должен определить ощущение, возникающее при виде предметов интерьера, и на основании полученной информации разработать свою концепцию работы с заказчиком в привязке к конкретному интерьеру.
   Декор квартиры, например, должен подчеркивать функциональность помещения, уют, создаваемый обстановкой, совмещать в себе красоту и комфорт. Для этого хорошо подходят мягкие неконтрастные цветовые сочетания (см. рис. 1.40). Интерьер магазина, наоборот, должен выглядеть достаточно изысканно и вместе с тем не слишком броско, дабы не отвлекать внимание покупателей от продаваемой продукции (рис. 1.55).

   Рис. 1.55. Торговый зал магазина одежды

   Применение определенных приемов отделки и сочетание материалов зависят от назначения и архитектурно-композиционных особенностей помещений. Нужное впечатление глубины, высоты и ширины пространства определяется совокупностью фактурных свойств отделочного материала, цветовой гаммы и приемов освещения.
   Иллюзия высокого помещения создается отсутствием границы между стенами и потолком. Подчеркнуть подобное ощущение можно контрастным цветом пола (рис. 1.56, а, б ). Этого можно достигнуть как дополнительным освещением полов, так и применением крупного контрастного рисунка или полировки. Зрительное увеличение высоты помещения достигается также путем размещения на потолке точечных источников света.

   Рис. 1.56. Изменение пропорций пространства с помощью зрительных иллюзий

   При оформлении помещений существует возможность скрыть неудачные пропорции пространства. Например, узкое и длинное помещение можно «расширить» узором из поперечных полос на потолке (рис. 1.56, в), зеркалами на противоположных стенах и скрытым освещением стен верхним светом. Сделать же помещение визуально глубже поможет продольный рисунок в орнаменте потолка и пола (рис. 1.56, г).
   Цвета, так же как и узор, позволяют менять пространственные соотношения. Темные краски уменьшают объем комнат, делая их меньше и ниже, светлые тона, наоборот, оптически увеличивают помещение. Холодные оттенки зрительно раздвигают размеры пространства. Теплые цвета визуально сжимают помещения, а присутствие красного цвета может выглядеть агрессивно и угрожающе.
   Основной задачей в цветовом решении интерьера должен стать подбор сочетания цвета стен, потолка и пола. Неудачно подобранный цвет стен нарушит единообразие и цветовосприятие композиции, и последующие попытки исправить положение и привести в соответствие сочетание красок, скорее всего, не дадут должного результата. Особенно внимательным должен быть декоратор при подборе цвета стен.

Практическое применение

Все вышеперечисленные теоретические основы можно и нужно применять как при непосредственном оформлении помещений, так и при создании проектов дизайна интерьера в программах трехмерного моделирования.
В данной книге вниманию читателей будет представлен проект дизайна интерьера нескольких помещений квартиры, созданный в 3ds Max 2009, и показаны этапы его создания. Если в двух моих выпущенных ранее книгах рассказывалось о создании проектов интерьера небольшого кафе, то в этой книге будет описан проект интерьера реально существующей квартиры с созданием предметов мебели и декора в 3ds Max 2009 и визуализацией двух помещений (кабинета и спальни). При оформлении интерьера будут использованы предметы мебели и элементы декора в стиле ар-деко (рис. 1.57).

   Рис. 1.57. В конструкции люстры явно прослеживаются мотивы ар-деко

   Хотя в нынешнее время интерьер квартиры, как правило, представляет собой более или менее удачное совмещение разных стилей, включение в него ярких акцентов определенных стилевых направлений накладывает некоторые обязательства на человека, занимающегося оформлением интерьера. Дизайнер, прежде всего, должен отлично представлять себе, какие цвета можно использовать в данном интерьере, а также как можно искуснее подобрать остальные предметы мебели и декоративные элементы. Этот этап представляет собой работу непосредственно с заказчиком, так как следует учесть его пожелания и возможности.
   Мебель в квартире должна быть как можно более удобной. Цветовая гамма квартир может быть решена в спокойных тонах, хотя яркие цветовые и контрастные акценты не только могут быть оправданы, но и необходимы. Удачное сочетание этих факторов создает уютную и комфортную обстановку при внешней красоте и функциональности, что зачастую является основным пожеланием заказчика.
   Эргономичное распределение пространства, правильное зонирование площади помещений, разделение приватных зон и мест совместного времяпрепровождения членов семьи, зон работы и отдыха создают комфортные условия для проживания и способствуют хорошему настроению жильцов. Выделение обособленных зон в то же время должно образовывать единое интерьерное пространство.
   Окраска стен и потолков зависит от размеров и местоположения помещений, а также от их функционального назначения. Если помещение маленькое, то голубая и светло-зеленая краски как бы расширяют комнату, делают ее свободнее и создают ощущение большего пространства. В то же время коричневый и терракотовый цвета зрительно уменьшают помещение, и с их помощью тоже можно управлять зрительными объемами.
   Вместе с тем у любой квартиры должен быть свой неповторимый образ. В данном случае как элементы декора подойдут сувениры, фотографии и другие памятные предметы членов семьи. В жилом помещении это вполне допустимо, в отличие, например, от описываемого в моей первой книге проекта кафе (рис. 1.58), который сочетал в себе отдельные элементы декора в стиле ар-нуво со строгой функциональностью, был выдержан в нейтральной цветовой гамме, и дополнительные элементы создали бы ощущение загруженности помещения. Контрастность цветовых сочетаний, яркость освещения создают ощущение смены обстановки, отвлекают от повседневных забот. Контрастность верхней и нижней части зала зрительно несколько уменьшила помещение, но отражающий натяжной потолок, узкие зеркальные полотна по всей высоте помещения и встроенные точечные светильники позволили компенсировать этот эффект. Для насыщения пространства декором в небольших углублениях между зеркалами были расположены элементы декора с подсветками. Для кафе была выбрана композиция с выделенным центром (большой круглый стол в центре зала), вокруг которого сгруппированы основные функциональные зоны.

Рис. 1.58. В основе проекта кафе композиция с выделенным центром

Вариант кафе, описанный во второй книге, представлял собой современное европейское кафе с ненавязчивым декором, одним из основных акцентов которого послужил фонтан в центре помещения (рис. 1.59). В данном проекте особое внимание уделялось освещению пространства, и был смоделирован дневной свет из окон и вечерний искусственный свет в сочетании с мягким светом свечей.

Рис. 1.59. Вариант интерьера кафе с искусственным освещением

В заключение еще раз повторим основную мысль данной главы. Для создания профессиональных проектов дизайна интерьера в программе трехмерного моделирования нужно изучить как саму программу, так и теоретические основы перспективного построения, композиции и цветоведения. Нужно развивать у себя навыки художественного видения, отмечать, как искусственный и естественный свет влияет на вид поверхностей объектов. Это поможет добиться реалистичности при создании виртуальных сцен. И конечно, высоких результатов позволит достичь постоянная практика и изучение работ мастеров художественного и декоративно-прикладного искусства.

Глава 2
Моделирование предметов интерьера

   В этой главе вы найдете описание интерфейса 3ds Max 2009 и начальные сведения о работе с этим приложением. Затем на примере виртуальной квартиры, объектов интерьера и мебели будут рассмотрены основные принципы моделирования. С теорией вы уже познакомились, пришла пора применить полученные знания на практике. Итак, 3ds Max 2009 представляет собой мощнейшую среду трехмерного моделирования, визуализации и анимации. Множество дизайнеров во всем мире предпочитают использовать в своей работе именно это приложение.
   На рынке представлено два программных продукта, Autodesk 3ds Max, лидирующего программного обеспечения в области трехмерной графики и анимации. Autodesk 3ds Max 2009 для художников индустрии развлечений и Autodesk 3ds Max Design 2009 для архитекторов, проектировщиков и специалистов по визуализации. Обе версии пакета предлагают новые возможности рендеринга, улучшенную совместимость со стандартными продуктами, Autodesk, а также средства оптимизации рабочего процесса при создании анимации и текстурирования. Кроме того, с помощью 3ds Max Design 2009 можно точно моделировать и анализировать освещенность объектов.
   Ключевые особенности в Autodesk 3ds Max 2009 – это новый инструментарий рендеринга Reveal, который позволяет оптимизировать выполнение повторяющихся задач, и ProMaterials – библиотека материалов для имитации реальных поверхностей. Данный релиз также включает улучшенные возможности моделирования движений двуногих существ (biped) и новые средства редактирования UV-текстур. Улучшенный импорт-экспорт файловых форматов OBJ и Autodesk FBX обеспечивает более тесную интеграцию с такими продуктами Autodesk, как Mudbox, Maya, MotionBuilder, и с приложениями от сторонних производителей. В дополнение к этому, новая технология загрузки сцен Recognize значительно улучшает взаимодействие с Revit Architecture 2009. Доработки biped облегчают создание четвероногих существ, Reveal обеспечивает сокращение цикла рендеринга, а с переработанным импортом OBJ файлов обмен данными между 3ds Max и Mudbox происходит легче, чем когда-либо.
   3ds Max Design 2009 включает все те же функциональные возможности, что и Autodesk 3ds Max 2009, но не комплектуется SDK (инструментарием для разработчиков). SDK применяется в основном в индустрии развлечений и используется для встраивания в сложные производственные процессы и для разработки собственных инструментальных средств, работающих вместе с 3ds Max. Отличительной особенностью 3ds Max Design является также технология моделирования и анализа освещенности от солнечного света, неба и искусственных источников Exposure, полезная при сертификации по нормам LEED 8.1.
   Программа предоставляет поистине огромные возможности в области трехмерной графики и анимации. 3ds Max применялся при создании многих известных анимационных фильмов. Многие известные зарубежные и российские киностудии используют этот редактор трехмерной графики для создания сцен и спецэффектов в своих фильмах. С помощью этого редактора создавались модели многих известных компьютерных игр. Разумеется, 3ds Max 2009 может оказаться просто незаменим для проектов дизайна интерьера.

Интерфейс и настройки 3ds Max 2009

   Как и предыдущая, эта версия программы содержит в установочном пакете два программных модуля, один из которых предназначен для 32-разрядной версии операционной системы, а другой – для 64-разрядных операционных систем с поддержкой соответствующих процессоров. То есть при установке необходимо указать, в какой системе пользователь собирается работать с 3ds Max 2009. По большему счету, работа этой программы в операционных системах разрядностью 32 бита и 64 бита мало чем отличается. Важно, что 64-разрядные системы поддерживают большее количество оперативной памяти, чем 32-разрядные, а 3ds Max всегда отличался тем, что с удовольствием использовал свободную оперативную память. Ну и кроме того, в силу большей вычислительной мощности 64-разрядных систем в 3ds Max 2009 стало проще работать со сценами, в которых содержатся объекты с большим количеством полигонов.
   В этой книге речь пойдет о работе с программой 3ds Max Design 2009, так как именно этот программный продукт предназначен для архитекторов, проектировщиков и специалистов по визуализации. В этом редакторе реализованы передовая технология моделирования и расчета освещения при отличной совместимости с другими продуктами Autodesk.
   Самое первое отличие интерфейса пользователь заметит при запуске 3ds Max 2009. В отличие от предыдущей версии, имеющей достаточно аскетичное окно загрузки, при загрузке 3ds Max Design 2009 становится ясно, что область компьютерной графики, для которой предназначена программа, – визуализация, архитектура и дизайн (рис. 2.1). Далее, непосредственно перед загрузкой главного окна интерфейса программы появится окно, где пользователю будет предложено посмотреть несколько видеоуроков на тему материалов, модификаторов, анимации и других особенностей работы с данным трехмерным редактором (рис. 2.2).

Рис. 2.1. Окно загрузки 3ds Max Design 2009

   Рис. 2.2. Окно запуска видеоуроков

   Начнем с краткого описания интерфейса и настроек программы. Более подробную информацию по данной теме вы найдете в электронных справочниках, поставляемых в комплекте с 3ds Max 2009. Для доступа к ним выберите команду User Reference (Справочник пользователя) в меню Help (Справка). В этом меню также содержатся команды доступа к справочнику по языку MAXScript и электронным учебникам, содержащим описание практических примеров реализации возможностей Max. Существует и многочисленная литература по данной теме, как переводная, так и написанная русскими авторами.
   Некоторые инструменты, настройки и техники моделирования будут детально описаны в практических упражнениях.

Системные требования

   3ds Max 2009, как, впрочем, и большинство графических редакторов, очень требователен к мощности компьютера. Основные условия комфортной работы с этим приложением зависят от количества оперативной памяти и мощности центрального процессора. Вместе с тем программа достаточно универсальна. Если сцена содержит умеренное количество моделей, их степень разбиения не слишком велика, отсутствуют сложные системы освещения и динамические взаимодействия, для продуктивной работы с Max будет достаточно компьютера с процессором Pentium-Е с тактовой частотой приблизительно 2 ГГц и объемом оперативной памяти 512-1024 Мбайт.
   Нужно сказать, что на сегодняшний день эта конфигурация является минимальной для работы с редакторами трехмерной графики, в частности с 3ds Max 2009. Оптимальным же будет компьютер с процессором Core 2 Duo E6600 с тактовой частотой 2,24 ГГц и объемом оперативной памяти 1024 Мбайт. Правда, стоит заметить, что расчет глобальной освещенности по алгоритму Radiosity (Перенос излучения) или визуализация перенасыщенных объектами сцен с применением встроенных или сторонних модулей (Mental Ray, Final Render, Brazil и т. п) могут с легкостью загрузить вычислениями вышеописанную конфигурацию на 6–8 часов.
   Наиболее приемлемым вариантом будет система с двумя центральными процессорами либо компьютер с двухъядерным процессором из семейства Intel Core 2 Duo или Athlon 64 X2. Кроме того, данные процессоры могут работать с 64-разрядными операционными системами. При использовании этих операционных систем быстродействие компьютера повышается главным образом за счет использования большего, чем 2 Гбайт, объема оперативной памяти. При этом возможность новых процессоров работать в двух видах ОС (32 и 64 бита) делает их вполне приемлемым приобретением при комплектации мощного компьютера для работы с графикой.
   Программа 3ds Max 2009 может также весьма продуктивно работать при наличии на компьютере двух процессоров, так как поддерживает технологии распараллеливания вычислений. Компании Intel и AMD уже выпустили четырехъядерные процессоры, распределяющие вычислительные потоки по два на каждое ядро, что фактически превращает их в восьмиядерные. Компьютерные системы на основе этих процессоров являются последним словом в сфере задач трехмерной графики. А пока реальность – это создание графической станции на базе процессоров Intel Core 2 Quad или AMD Phenom 64 X4. Хотя, конечно, на сегодняшний день такие компьютеры достаточно дороги и позволить их себе может не каждый специалист, работающий в области компьютерной графики.
   Выбор производителя процессора особого значения не имеет, хотя некоторые утверждают, что процессоры AMD эффективнее работают с 3ds Max, нежели процессоры Intel. Это, мягко говоря, спорное утверждение, и на практике оно не всегда оказывается верным. В остальном, чем выше частота процессора и чем новее технологии его изготовления, тем лучше. Например, система с четырехъядерным процессором Phenom 64 X4 9850 или Intel Core 2 Quad Q6600 и оперативной памятью 2048 Мбайт будет наилучшим выбором, однако данный вариант отнюдь не дешев.
   Графический адаптер для работы с этой средой трехмерного моделирования можно выбрать практически любой, начиная от Radeon HD3650 фирмы ATI и GeForce 9600 фирмы NVIDIA. Видеоадаптер в данном случае производит только отображение визуализированной картинки на экран компьютера и геометрической составляющей сцены в окнах проекции, а в процессе обсчета трехмерной сцены практически не участвует. Видеоускоритель может улучшить (ускорить) работу с геометрией сцены, а в остальном вся работа по обсчету сцены ложится на центральный процессор. Тем не менее для хранения текстур требуется как минимум 128 Мбайт графической памяти (лучше всего 512 или 1024 Мбайт). Есть, конечно, профессиональные ускорители трехмерной графики (например, NVIDIA Quadro или ATI FireGL), но они никак не ускоряют процесс рендеринга (rendering), уменьшая время расчета, а только берут на себя часть работы центрального процессора, если сцена слишком насыщена объектами или объекты содержат большое количество полигонов. При использовании слабой видеокарты вращать и двигать сложную сцену в окнах проекции будет проблематично из-за притормаживания отображения. Однако профессиональные видеоадаптеры достаточно дороги и нечасто встречаются в свободной продаже, но позволяют основательно ускорить работу с 3ds Max.
   Отдельно стоит рассказать о мониторе, за которым пользователю 3ds Max 2009 придется проводить время, изучая программу и создавая свои трехмерные объекты и миры. Если некоторое время назад большинство знатоков компьютерной графики однозначно отдали бы предпочтение ЭЛТ-монитору из-за лучшего отображения цветов и отсутствия зернистости, то на сегодняшний день есть весьма неплохие экземпляры жидкокристаллических мониторов графической серии. Главными параметрами монитора для работы с 3D-графикой являются правильная цветопередача, хорошая контрастность и большие углы обзора. Данные характеристики зависят от вида жидкокристаллической матрицы используемой в мониторе. Существуют несколько видов матриц:
   • S-IPS (IPS) – данная технология была разработана специально для увеличения углов обзора, улучшения контрастности и цветопередачи ЖК-мониторов. Правда, побочным эффектом стало высокое время отклика (25–40 мс). Со временем эти показатели были улучшены до 16–20 мс, а современные модели мониторов на этой матрице имеют время отклика до 5 мс.
   • MVA – разрабатывался компанией Fujitsu как альтернатива технологии S-IPS. Мониторы на основе этой матрицы обладают хорошей контрастностью и цветопередачей, а также малым временем отклика. Главный недостаток этой матрицы – ухудшение контрастности при смене угла обзора.
   • PVA – технология схожая с MVA, разрабатывалась компанией Samsung. При этом были увеличены углы обзора, но несколько ухудшено время отклика матрицы.
   • TN+Film – не вдаваясь в подробности технологии, можно сказать что мониторы на основе этой матрицы лучше подходят для других задач, нежели работа с графикой. Они обладают неидеальной цветопередачей, слабоватой контрастностью по сравнению с вышеописанными матрицами.
   • Исходя из практического сравнения ЖК-мониторов на основе матриц *VA и IPS можно отметить, что IPS-матрицы лучше подходят для работы с цветной графикой (в том числе трехмерной) из-за более естественной цветопередачи.
   • Стоит учесть, что мониторы с матрицей S-IPS стоят приблизительно в два раза дороже обычных и найти их в свободной продаже непросто. Про фирму-производителя сказать что-либо конкретное сложно. На данный момент практически у всех ведущих производителей компьютерных дисплеев есть свои эксклюзивные технологии, улучшающие параметры изображения. Поэтому здесь многое зависит от соотношения «цена – качество», то есть обычно чем дороже монитор ведущего производителя, тем он качественнее (не считая того случая, когда из монитора делают мультимедийную станцию, навешивая динамики, TV-tuner и другие лишние аксессуары).
   Если использовать для работы ЭЛТ-дисплей, то он должен быть с диагональю как минимум 19 дюймов (а лучше 21 дюйм), частота обновления экрана у него должна быть не менее 100 Гц и разрешение 1280 х 1024 точек на дюйм. Если выбор остается за ЖК-панелью, то таких параметров, как яркость 600 кд/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, контрастность 1000:1 будет достаточно. Время отклика для работы со статичной 3D-графикой не столь важная характеристика и 12 мс будет достаточно для работы. Существуют также ЖК-мониторы специальных графических серий, которые к тому же совмещают в себе функции графического планшета, к примеру, фирмы Apple и Wacom.

Выбор графического драйвера

Для начала вам потребуется выбрать режим отображения трехмерной среды.
Видеодрайвер, с которым по умолчанию работает 3ds Max 2009, – это Direct3D, причем сменить драйвер перед первой загрузкой программы теперь нельзя. Это можно сделать из меню настроек Customize (Настройка) либо выбрав команду Start → Programs → Autodesk → Autodesk 3ds Max 2009 → Change Graphics Mode (Пуск → Программы → Autodesk → Autodesk 3ds Max 2009 → Изменить графический режим). Альтернативным средством доступа к этому инструменту является диалоговое окно, вызываемое командой Preferences (Параметры) из меню Customize (Настройка). Перейдите на вкладку Viewports (Окна проекции) и щелкните на кнопке Choose Driver (Выбор драйвера). После этого остается установить переключатель выбора драйвера в нужное положение (рис. 2.3) и щелкнуть на кнопке OK.

   Рис. 2.3. Окно выбора графического драйвера

   Программа предлагает на выбор один из следующих драйверов.
   • Software (Программный) – графический режим, включаемый по умолчанию, когда все расчеты для правильного отображения графики (в том числе и изменение, и перемещение геометрии сцены в окнах проекции) выполняются с помощью центрального процессора. Используется при слабом видеоадаптере, не поддерживающем других графических режимов. В данное время такие видеокарты уже практически не используются, поэтому режим Software (Программный) в настройках программы остается скорее как дань традиции.
   • OpenGL – поддерживается большинством современных графических акселераторов. Представляет собой открытый межплатформенный стандарт API (Application Programming Interface – интерфейс прикладного программирования), который включает в себя набор команд низкого уровня, используемых для вывода изображения на графический дисплей. Был создан компанией SGI (Silicon Graphics) и позволил отменить необходимость в драйверах, предназначенных для конкретного аппаратного обеспечения. При включении этого режима видеоадаптер используется для ускорения работы с геометрией сцены, а его видеопамять – для хранения карт текстур, применяемых в сцене. То есть в зависимости от мощности видеоускорителя этот режим позволяет использовать в сцене объекты с большим количеством полигонов и манипулировать ими, не испытывая неудобств из-за притормаживания отображения в окнах проекции.
   • Direct3D – этот режим, как и предыдущий, при наличии даже средней мощности видеоускорителя дает возможность оперировать в сцене высокополигональными объектами. Данный режим использует аппаратное ускорение графики, реализуемое путем задействования стандартных библиотек MS DirectX. Для 3ds Max 2009 обновление DirectX встроено в дистрибутив.
   • В списке выбора графического драйвера в 3ds Max 2009 есть еще одно положение переключателя – Custom (Выборочно), но этот режим по умолчанию неактивен и не представляет особого интереса, поэтому в данной книге описывать его мы не будем.

   Совет
   В этой версии драйвер Direct3D работает намного более корректно, чем в предыдущих. Более того, производитель рекомендует работать именно с этим видеодрайвером. При его использовании вращение, перемещение и редактирование высокополигональных моделей в окнах проекции происходят заметно быстрее, чем при использовании OpenGL. Кроме того, инструмент отображения теней в окнах проекций работает только с Direct3D. Однако с некоторыми видами видеокарт режим Direct3D в 3ds Max 2009 работает по-прежнему не совсем корректно, отображая неверное затенение объектов сцены в окнах проекции с включенным освещением по умолчанию. То есть режим OpenGL, как и прежде, работает в 3ds Max 2009 более стабильно. Так как в настоящее время практически все игровые и профессиональные видеоадаптеры поддерживают оба стандарта API, какой именно графический драйвер использовать в своей работе, решать, безусловно, пользователю. Из практики известно, что оптимальным является OpenGL из-за лучшей стабильности при работе в 3ds Max. Однако Direct3D несколько быстрее работает с геометрией сцены в видовых окнах.

Главное меню

Окно программы 3ds Max 2009 после первого запуска имеет вид, показанный на рис. 2.4. После загрузки становится видно, что главное окно интерфейса 3ds Max 2009 визуально несколько отличается от привычного интерфейса предыдущих версий. Прежде всего наличием новых инструментов навигации View Cube (Видовой куб) и Steering Wheels (Штурвал), ускоряющих работу с объектами в видовых окнах. Это элементы интерфейса, позволяющие выполнять интуитивную навигацию по 3D-сценам (рис. 2.4).

   Рис. 2.4. Главное окно программы 3ds Max 2009

   Четыре окна проекции предназначены для отображения сцен. Вы можете менять их размеры путем перетаскивания границ. Щелчок правой кнопкой мыши на имени окна проекции приводит к появлению контекстного меню, в котором содержатся команды управления качеством отображения объектов, команды выбора типа проекции, а также целый ряд других команд по настройке окна.
   В верхней части окна программы расположено главное меню, команды которого позволяют управлять практически всеми функциями 3ds Max 2009. В меню File (Файл) (рис. 2.5) расположены команды открытия и создания файлов, а также их сохранения и импорта.

Рис. 2.5. Меню File (Файл)

Далее расположено меню Edit (Правка) (рис. 2.6), которое содержит команды отмены и повторения операций, выделения, копирования, удаления и настройки свойств объектов, а также вращения, перемещения и масштабирования объектов, сохранения и восстановления состояния сцен.

Рис. 2.6. Меню Edit (Правка)

Команды меню Tools (Сервис) (рис. 2.7) позволяют применять к объектам различные преобразования, обеспечивают вызов различных диалоговых окон и сервисных программ. Именно здесь вы найдете инструменты для измерения расстояния между объектами или длины объектов, а также диалоговое окно, позволяющее управлять параметрами всех осветителей сцены одновременно. Названия команд, которые невозможно активировать в данный момент, выделены бледно-серым цветом, имена всех прочих команд имеют черный цвет. Выбранный пункт меню выделяется синим. Выбор команды, справа от которой присутствует стрелка, приводит к появлению дополнительного меню. В новой версии в данном меню появился пункт Grids and Snaps (Сетка и привязки), выбор которого открывает окно настройки привязок. Данное окно можно также открыть из меню Customize (Настройки). Кроме того, в меню Tools (Сервис) находится нужная команда Manage Scene States (Управление состояниями сцены), позволяющая быстро сохранить в файле указанные пользователем свойства сцены, например схему освещения или материалы.

Рис. 2.7. Меню Tools (Сервис)

Меню Group (Группа) (рис. 2.8) содержит команды создания, редактирования и разъединения двух видов организованных совокупностей объектов – групп и сборок. Объединение объектов в группу производится командой Group (Сгруппировать). Разъединение группы и доступ к ее отдельным объектам осуществляются посредством команд Ungroup (Разгруппировать) и Open (Открыть группу).

Рис. 2.8. Меню Group (Группа)

В меню Views (Проекции) (рис. 2.9) расположены инструменты управления всеми аспектами отображения объектов в 3ds Max. Например, выбрав команду Grids (Координатные сетки), а затем в появившемся подменю – команду Show Home Grid (Показать исходную сетку), вы поменяете видимость координатной сетки в активном окне проекции. В 3ds Max 2009 в этом меню добавились пункты Viewport Configuration (Настройка видового окна), который перекочевал из меню Customize (Настройка), ViewCube (Видовой куб) и SteeringWheel (Штурвал) с настройками этих инструментов. Из данного меню теперь можно установить в активное окно камеру, заменив установленный вид видом из камеры. Достаточно выбрать пункт Create Camera From View (Создать камеру из вида). Инструменты пункта Show Materials in Viewport As (Показать материалы в видовом окне как) позволяют отображать в видовых окнах материалы, визуализированные в реальном времени на объектах. С помощью пункта Viewport Lighting and Shadows (Освещение и затенение видовых окон) можно отобразить форму светового пучка установленного в сцену осветителя, а также в реальном времени отобразить тени, образуемые освещенными объектами.

Рис. 2.9. Меню Views (Проекции)

Набор инструментов Review (Пересмотр), реализованный в 3ds Max 2009, позволяет в интерактивном режиме увидеть в видовых окнах тени от источников освещения и модели с архитектурными материалами для модуля Mental Ray. Данный режим отображения теней в видовых окнах можно включить в настройках видового окна, а также в описанном выше меню. Он будет активен в том случае, если в качестве графического драйвера будет установлен Direct3D и видеоадаптер поддерживает работу с шейдерной моделью версии 2.0 и выше. Чтобы проверить возможности видеокарты, нужно выбрать в меню Views (Виды) пункт Diagnose Video Hardware (Тест видеоадаптера). Появится окно MAXScript Listener, в котором будут отображены результаты теста, включая краткое описание режима отображения теней в видовых окнах (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Окно с отчетом результата тестирования видеоадаптера

Меню Create (Создать) (рис. 2.11) предоставляет доступ к инструментам создания различных объектов 3ds Max 2009: стандартных и улучшенных примитивов, источников света, камер и т. п. Альтернативой данному меню является командная панель Create (Создать). В одной из прошлых версий Max в меню Create (Создать) появилась новая команда – Extended Shapes (Улучшенные формы). Она открывает дополнительное меню с командами, позволяющими создавать профили сечения типовых элементов строительных конструкций – швеллеров, уголков, тавровых и двутавровых балок и т. п.

   Рис. 2.11. Меню Create (Создать)

   Команды меню Modifiers (Модификаторы) (рис. 2.12) используются для активизации более чем девяноста модификаторов – инструментов, предназначенных для выделения участков сетчатых оболочек, изменения формы объектов, проецирования текстур на поверхности, скелетной деформации и решения многих других задач. Модификаторы сгруппированы по видам преобразования, например Animation (Модификаторы анимации), Selection (Модификаторы выделения), Free Form Deformers (Модификаторы свободной деформации). Команды данного меню полностью дублируют инструменты, имеющиеся на командной панели Modify (Модификация). В текущей версии программы были улучшены следующие модификаторы:
   • Hair and Fur (Волосы и шерсть) – предназначен для имитации волос, меха или травы.
   • Cloth (Ткань) – придает плоскому трехмерному объекту физические свойства ткани.
   • Radiosity (Перенос излучения) – позволяет подготовить трехмерный объект к расчету глобальной освещенности методом Radiosity (Перенос излучения) путем разбиения поверхности объекта на треугольники, относительно которых будет произведен расчет распределения энергии, генерируемой источниками света.

Рис. 2.12. Меню Modifiers (Модификаторы)

Меню reactor (Реактор) (рис. 2.13) включает в себя элементы управления динамикой взаимодействия объектов, с помощью которых можно наделить трехмерный объект сцены реальными физическими свойствами. В этой версии данный пункт был убран из главного меню и перенесен в меню Animation (Анимация). (В приложении А рассматривается динамика взаимодействия объектов с помощью модуля reactor (Реактор).)

Рис. 2.13. Меню reactor (Реактор)

В меню Animation (Анимация) (рис. 2.14) содержатся команды создания анимации и управления ею. С помощью команд этого меню можно вызывать инструменты управления контроллерами анимации, а также осуществлять предварительный просмотр роликов. В этой версии был добавлен пункт Walkthrough Assistant (Создание облета), который открывает диалоговое окно, позволяющее быстро создать камеру для облета сцены.

Рис. 2.14. Меню Animation (Анимация)

Команды меню Graph Editors (Графические редакторы) открывают диалоговые окна, предназначенные для настройки параметров анимации объектов (рис. 2.15). В одной из предыдущих версии появилась команда вызова инструмента Motion Mixer (Микшер движений). Он предназначен для упрощения работы с анимированными объектами, а в частности для нелинейного микширования.

Рис. 2.15. Меню Graph Editors (Графические редакторы)

Меню Rendering (Визуализация) (рис. 2.16) содержит команды, отвечающие за визуализацию сцены и наложение различных эффектов. Здесь же находится команда запуска редактора материалов. Особенно хочется отметить такой полезный инструмент, как Batch Render (Пакетная визуализация), позволяющий просчитывать несколько изображений или анимационных последовательностей подряд и сохранять в различных файлах. Команда Render Setup (Настройки визуализации) открывает одноименное диалоговое окно (рис. 2.17), предназначенное для выбора параметров визуализации. Так как по умолчанию при открытии программы установлен визуализатор Mental Ray, в этом окне имеются следующие вкладки:

Рис. 2.16. Меню Rendering (Визуализация)

   Рис. 2.17. Диалоговое окно с настройками визуализации

   • Common (Общие параметры) – содержит область выбора интервала времени и диапазона визуализируемых кадров, настройки размеров выходного изображения, свиток выбора активного визуализатора и некоторые другие параметры.
   • Renderer (Визуализатор) – на этой вкладке располагается свиток настроек некоторых настроек визуализатора Mental Ray. В частности, здесь можно установить параметры сглаживания, алгоритма визуализации, трассировки лучей, эффектов камеры, а также качество теней и смещения.
   • Indirect Illumination (Непрямое освещение) – позволяет выбрать вид и управлять качеством глобального освещения и каустики, используемой в сцене.
   • Processing (Обработка) – здесь находятся инструменты, используемые для диагностики глобального освещения сцены. Кроме того, на этой вкладке расположен свиток настроек распределенного пакетного рендеринга.
   • Render Elements (Визуализация элементов) – содержит свиток настроек поэлементной визуализации. Используя данный вид визуализации, можно сохранить в отдельном изображении зеркальные отражения, тени, самосвечение, атмосферные эффекты и другие элементы сцены.
   Более подробные сведения о параметрах, содержащихся в описанном диалоговом окне, можно почерпнуть в руководстве пользователя программы 3ds Max 2009.
   В этой версии программы, в частности это относится к 3ds Max Design 2009, появился новый пункт главного меню – Lighting Analysis Assistant (Анализ освещенности) (рис. 2.18). С его помощью, используя специальные инструменты диалогового окна, можно оценить освещенность сцены в любой ее точке. Причем уровень освещенности будет отображен в физических единицах измерения светового потока (люксах).

Рис. 2.18. Меню Lighting Analysis Assistant (Анализ освещенности)

Меню Customize (Настройка) упоминалось выше. Именно тут содержатся команды настройки, сохранения и загрузки описаний элементов интерфейса (рис. 2.19). Начиная с одной из прошлых версий, за настройку пользовательских и системных маршрутов доступа к файлам отвечают отдельные команды.

Рис. 2.19. Меню Customize (Настройка)

Меню MAXScript (рис. 2.20) содержит команды создания, исполнения и отладки сценариев и макросов на языке MAXScript. Также с помощью этого меню можно запустить отладчик сценариев, упрощающий работу по созданию дополнительных программных модулей. В прошлой версии появился новый редактор скриптов MAXScript ProEditor, который представляет собой удобный интеллектуальный интерфейс работы с языком MAXScript и позволяет улучшить работу по написанию сценариев для автоматизации работы в 3ds Max. Редактор поддерживает быстрое открытие больших сценариев, цветовую подсветку кода, отображение нумерации строк и др.

Рис. 2.20. Меню MAXScript

Меню Help (Справка) содержит команды вызова руководства пользователя 3ds Max 2009, видеоуроков, а также руководства по Mental Ray. Более подробно с этим меню читателю предлагается разобраться самостоятельно.

Панели инструментов

Под строкой меню располагается главная панель инструментов (рис. 2.21).

Рис. 2.21. Главная панель инструментов

Рассмотрим ее более подробно.

Undo (Отменить) – отмена действия последней выполнявшейся команды или операции.

Redo (Повторить) – позволяет повторить отмененную команду или операцию.

Select and Link (Выделить и связать) – формирует иерархическую цепочку между выделенными объектами сцены.

Unlink Selection (Разорвать связь выделенных объектов) – разрушает связи между элементами иерархической цепочки.

Bind to Space Warp (Связать с воздействием) – позволяет связать объекты с источником деформаций.

Selection Filter (Фильтр выделения) – позволяет выделить объекты сцены по категориям: только формы, только геометрические объекты или только источники освещения.

Select Object (Выделить объект) – активирует режим выделения объектов.

Select by Name (Выделить по имени) – вызывает Scene Explorer (Обозреватель сцены) со списком объектов сцены.

Rectangular Selection Region (Прямоугольная область выделения) – служит для выбора формы выделяющей рамки. Панель данного инструмента содержит кнопки выбора еще четырех типов рамок: Circular Selection Region (Круглая область выделения), Fence Selection Region (Произвольная область выделения), Lasso Selection Region (Область выделения «лассо») и Paint Selection Region (Область выделения «кисть»).

Window/Crossing (Оконное/Пересекающее выделение) – при нажатой кнопке выделению подвергаются только объекты, целиком попадающие в рамку. В противном случае выделению подвергаются не только объекты, попавшие в рамку, но и пересеченные ею.

Select and Move (Выделить и переместить) – активизирует режим перемещения объектов. Нажатие клавиши F12 приводит к появлению диалогового окна Move Transform Type-In (Ввод данных преобразования перемещения), позволяющего точно определить положение объекта в трехмерном пространстве путем указания его координат или величины смещения по каждой из трех осей.

Select and Rotate (Выделить и повернуть) – активирует режим поворота объектов. Как и в предыдущем случае, нажатие клавиши F12 вызывает окно ввода точных данных преобразования.

Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать) – позволяет менять масштаб объекта одинаково по всем осям. Нажав эту кнопку и некоторое время не отпуская кнопку мыши, вы раскроете панель данного инструмента. На ней содержатся еще две кнопки: Select and Non-Uniform Scale (Выделить и неравномерно масштабировать) и Select and Squash (Выделить и сжать).

Reference Coordinate System (Выбор системы координат) – позволяет выбрать одну из восьми глобальных или локальных систем координат. Подробно о каждой из систем координат можно прочесть в руководстве пользователя 3ds Max 2009.

Use Pivot Point Center (Использовать опорные точки объектов) – с помощью данной кнопки можно менять расположение центра определенного объекта и точку опоры, относительно которой осуществляется вращение и другие преобразования объекта. Кроме того, в этой панели имеется еще две кнопки – Use Selection Center (Использовать центр выделения) и Use Transform Coordinate Center (Использовать центр начала координат). Первый режим позволяет производить преобразования относительно точки в центре нескольких выделенных объектов, а второй – преобразования поворота и масштабирования относительно начала координат.

Select and Manipulate (Выделить и манипулировать) – включает интерактивный режим модификации некоторых типов объектов.

Keyboard shortcut override toggle (Выключить режим клавиатурных сокращений) – включает режим использования горячих клавиш в программе 3ds Max 2009.

Snaps Toggle (Привязка) – включает трехмерную, полуобъемную и двумерную привязку к узлам сетки координат. Трехмерная привязка позволяет выравнивать объекты по узлам сетки во всех трех измерениях. Полуобъемная привязка включает выравнивание по узлам плоскости сетки текущего окна проекции и проекции выбранных элементов привязки на эту плоскость. Двумерная привязка позволяет выравнивать объекты по узлам сетки текущего окна проекции.

Angle Snap Toggle (Угловая привязка) – включает режим, ограничивающий возможность поворота объекта дискретными значениями с шагом, заданным на вкладке Options (Параметры) диалогового окна Grid and Snap Settings (Настройка сетки и привязок).

Percent Snap Toggle (Процентная привязка) – включает режим задания фиксированной величины приращения в любой операции с процентным заданием параметров, например при масштабировании объектов. Шаг приращения задается, как и в предыдущем случае, на вкладке Options (Параметры) диалогового окна Grid and Snap Settings (Настройка сетки и привязок).

Spinner Snap Toggle (Привязка приращений счетчиков) – включает режим фиксированных приращений счетчиков. Шаг приращения устанавливается на вкладке General (Общие) диалогового окна Preference Settings (Настройка параметров).

Edit Named Selection Sets (Правка именованных выделенных наборов) – вызывает диалоговое окно, предназначенное для различных операций с именованными наборами.

Named Selection Sets (Именованные выделенные наборы) – данный раскрывающийся список позволяет различным наборам выделенных объектов присвоить оригинальные имена.

Mirror (Отразить) – вызывает диалоговое окно с параметрами зеркального отражения выделенного объекта или объектов.

Align (Выровнять) – вызывает диалоговое окно с параметрами выравнивания объектов.

Layer Manager (Диспетчер слоев) – вызывает диалоговое окно с набором средств настройки свойств объектов, относящихся к тому или иному слою.

Curve Editor (Open) (Открыть Редактор кривых) – открывает диалоговое окно, предназначенное для настройки анимации.

Schematic View (Просмотр структуры) – открывает диалоговое окно, содержащее структуру сцены с отображением всех изменений и модификаций.

Material Editor (Редактор материалов) – открывает диалоговое окно, предназначенное для создания и редактирования материалов.

Render Setup (Установки визуализации) – открывает диалоговое окно с параметрами визуализации сцены.
Render Type (Тип визуализации) – с помощью этого списка можно выбрать один из восьми вариантов визуализации – View (Окно проекции полностью), Selected (Выделение), Region (Область), Crop (Обрезка), Blowup (Увеличение), Box Selected (Выделение параллелепипедом), Region Selected (Выделенная область), Crop Selected (Обрезка выделения).

Rendered Frame Window (Окно визуализированного изображения) – открывает окно с последним визуализированным изображением сцены.

   Render Production (Итоговая визуализация) – запускает визуализацию активного окна проекции с заданными ранее параметрами.

   При наведении указателя на любую из кнопок всплывает подсказка с ее названием. Треугольник в правом нижнем углу кнопки указывает на наличие дополнительных инструментов сходного назначения. Чтобы раскрыть панель инструмента, нажмите кнопку и не отпускайте несколько секунд. Часть инструментов может быть активирована также с помощью команд главного меню, но есть и инструменты, единственным средством доступа к которым является главная панель.
   В правом нижнем углу главного окна находятся кнопки управления окнами проекции (рис. 2.22). Они позволяют поворачивать, перемещать, приближать и удалять изображение сцены. Одна из кнопок, управляющая полем зрения (Field of View), при переходе от перспективного вида к виду параллельной проекции меняется на Region Zoom (Масштабирование области). Кнопка Maximize Viewport Toggle (Развернуть окно проекции) позволяет развернуть выбранное окно проекции на весь экран.

   Рис. 2.22. Панель управления окнами проекции

   Нелишним будет добавить, что в активном окне проекции кроме центральной и параллельной проекции можно выбрать вид из камеры и любого источника освещения, установленных в сцене. При этом меняется состав кнопок, управляющих окнами проекции. В девятой версии появился еще один режим отображения – Hidden Line (Скрытая линия), который в окне проекции показывает только передние видимые пользователю грани объекта, а расположенные за ними скрывает. Этот режим удобен для редактирования обращенных к пользователю частей модели без опасения выделить и изменить ненужные подобъекты, расположенные на заднем плане.
   Более подробное описание изменения состава кнопок при смене вида читатель может найти в руководстве пользователя 3ds Max 2009.
   Панель инструментов (рис. 2.23) reactor (Реактор) теперь можно включить при помощи команды Show UI (Показать интерфейс пользователя) → Show floating toolbars (Показать плавающие панели инструментов) меню Customise (Настройка). Ее инструменты позволяют присваивать объектам свойства реальных физических тел. Альтернативным средством доступа к этим функциям являются команды меню reactor (Реактор).

Рис. 2.23. Панель инструментов reactor (Реактор)

Командные панели

В правой части окна программы находятся командные панели (рис. 2.24). Для выбора нужной достаточно щелкнуть на соответствующем корешке.

   Рис. 2.24. Командные панели (Create (Создать))

   • Create (Создать) – здесь находятся инструменты создания обычных и улучшенных примитивов, двумерных форм, источников света, камер, вспомогательных объектов, объемных деформаций и систем.
   • Modify (Модификация) – эта командная панель предназначена для изменения параметров выделенных элементов сцены, а также любых параметрических объектов, включая источники света, системы частиц и т. д. Здесь же находится стек модификаторов и осуществляется переход на уровень редактирования подобъектов.
   • Hierarchy (Иерархия) – здесь осуществляется управление иерархическими связями между объектами сцены и положением центров преобразований.
   • Motion (Движение) – содержит средства редактирования ключей и контроллеров анимации.
   • Display (Дисплей) – содержит инструменты управления видимостью объектов сцены.
   • Utilities (Утилиты) – эта панель является средством доступа к вспомогательным модулям, например Color Clipboard (Палитра цветов) или reactor (Реактор).
   Подробное описание всех командных панелей не представляется возможным из-за ограниченного объема книги. Поэтому для получения более подробной информации воспользуйтесь руководством пользователя 3ds Max. Кроме того, примеры применения некоторых инструментов вы найдете в приведенных ниже упражнениях.

Строка состояния

Строка состояния находится в нижней части окна программы (рис. 2.25). В левой ее части расположено поле, отображающее количество выделенных объектов. Правее находятся кнопки блокировки выделенного набора объектов и ввода абсолютных значений преобразования. Кроме того, строка состояния включает в себя поля отсчета координат и поле отсчета шага сетки.

Рис. 2.25. Строка состояния

Средства управления анимацией и линейка треков

Правее строки состояния расположены значки Set Key Controls (Элементы управления ключевыми кадрами) и Time control (Панель управления временем). Под окнами проекции над строкой состояния находится линейка треков (Track Bar), указывающая на текущий кадр, ключевые кадры и содержащая нумерацию кадров.

Поля MAXScript и строка подсказок

В нижней части основного окна программы слева расположены поля для ввода команд на языке сценариев MAXScript. (MAXScript является встроенным языком макросов 3ds Max и позволяет описать действия многих инструментов и объектов.) Справа от полей ввода команд находится строка состояния, а ниже располагается строка подсказок. В ней отображаются рекомендации по поводу последующих действий.

Обозреватель сцены

Нельзя ничего не сказать о таком важном инструменте в 3ds Max 2009, как Scene Explorer (Обозреватель сцены). Он представляет собой окно, в котором объекты сцены представлены в виде иерархической структуры (рис. 2.26). Кроме того, в новом обозревателе имеются инструменты для анализа и редактирования сцены, а также выбора отображения определенной категории элементов сцены: геометрических объектов, источников освещения, вспомогательных объектов и т. д.

Рис. 2.26. Окно обозревателя сцены

Подготовка к созданию сцены

   Интерфейс 3ds Max 2009 содержит множество дополнительных меню и панелей инструментов, настройка и отображение которых в окне программы зависит от ваших предпочтений.
   Для каждой новой сцены имеет смысл создать отдельную папку, назвав ее в соответствии с темой проекта. Для будущей сцены, которая будет имитировать двухуровневое жилое помещение с лестницей в трехмерном пространстве, можно создать папку с названием Ar-deco apartment project, которая должна располагаться в каталоге с другими трехмерными проектами. В папке с новым проектом удобно создать следующие вспомогательные каталоги:
   • Collateral_mat (Сопутствующие материалы) – каталог, предназначенный для файлов чертежей, сканированных изображений и фотографий, необходимых для создания отдельных моделей и всей создаваемой сцены. Эту папку также можно назвать References, как принято среди специалистов 3D-графики.
   • Models (Модели) – в данной папке будут находиться отдельные трехмерные модели мебели и предметов интерьера, создаваемые в процессе работы над проектом.
   • Textures&Maps (Текстуры и карты) – здесь будут содержаться текстуры и маски, необходимые для создания материалов моделей сцены.
   • Scn_Materials (Материалы) – в этот каталог помещаются библиотеки материалов, имитирующих покрытие реальных объектов, которые также будут подготавливаться в редакторе трехмерной графики для выполняемого проекта.
   • Scenes_assembly (Сцены сборка) – папка со сценами, наполненными моделями, готовыми к тестовой и финальной визуализации.
   • Render_test (Тестовые визуализации) – каталог, в который будут сохраняться изображения, полученные в результате тестовых визуализаций.
   • Render_final (Финальные визуализации) – папка для финальных изображений визуализируемого проекта.
   Лучше всего каждый новый проект оформлять именно так, как указано выше. Это поможет хорошо организовать работу с ним и структурировать данные, необходимые для выполнения проекта. Все это позволит в некоторой степени оптимизировать работу над ним.
   Разобравшись с интерфейсом программы, можно приступать к практическим упражнениям. Для начала нужно выбрать систему единиц измерения. Европейцы привыкли к метрической системе, поэтому именно в ней мы и будем работать.
   При моделировании предметов интерьера иногда бывает нужно увидеть, как созданный объект будет смотреться в сцене с освещением. Для этого можно создать сцену с плоскостью и парой источников освещения и непосредственно в ней моделировать объект. Чтобы при запуске программы не приходилось каждый раз настраивать ее параметры заново, можно создать файл с собственными настройками системных единиц и отображением сцены в окнах проекции, поместить его в папку с проектом и с него начинать работу либо создать файл с настройками maxstart.max, сохранив его в папке Scenes.
   При запуске файла с настройками единиц измерения, отличными от установленных по умолчанию, появится диалоговое окно Units Mismatch (Несоответствие системы единиц) и будет предложено масштабировать объекты сцены в соответствии с системой единиц либо адаптировать систему единиц файла. В большинстве случаев нужно выбрать адаптацию системы единиц файла к установленной в 3ds Max.

   Совет
   Вы также можете воспользоваться настроечным файлом Index.max, расположенным в папке Ar-deco_apartment_project прилагаемого к книге компакт-диска.

   1. Запустите 3ds Max 2009. Выберите в меню Customize (Настройка) команду Units Setup (Единицы измерения), чтобы открыть одноименное диалоговое окно (рис. 2.27). Установите переключатель Display Units Scale (Единицы шкалы отображения) в положение Metric (Метрические) и выберите в расположенном ниже раскрывающемся списке вариант Centimeters (Сантиметры). Подобный выбор обусловлен размером некоторых из моделируемых объектов. Не забудьте также, нажав кнопку System Unit Setup (Установка системных единиц), в появившемся диалоговом окне выбрать из списка Centimeters (Сантиметры).

Рис. 2.27. Окно выбора единиц измерения

2. Далее нужно указать параметры координатной сетки. Выберите в меню Tools (Сервис) команду Grid and Snaps (Сетка и привязки) → Grid and Snap Settings (Настройка сетки и привязок) и перейдите на вкладку Home Grid (Исходная сетка) открывшегося диалогового окна. В поле Grid Spacing (Шаг сетки) введите значение 1,0 см (рис. 2.28). В результате расстояние между вспомогательными линиями координатной сетки составит 1 см. Остальные параметры оставьте без изменений. Закройте диалоговое окно.

Рис. 2.28. Окно настройки сетки и привязки

3. Выберите параметры отображения объектов в окнах проекции. Выберите в меню Views (Виды) команду Viewport Configuration (Конфигурация окон проекции). В появившемся диалоговом окне перейдите на вкладку Rendering Method (Метод визуализации). В области Rendering Options (Параметры визуализации) установите флажки Texture Correction (Коррекция текстуры) для включения режима коррекции изображения текстур в окнах проекции, Force 2-Sided (Показывать обе стороны) для демонстрации поверхности граней вне зависимости от направления нормалей, Default Lighting (Исходное освещение) для использования встроенных осветителей. Расположенный ниже переключатель установите в положение 2 Lights (2 источника) (рис. 2.29). По умолчанию в сцене без внешнего освещения используется один встроенный источник света, но с двумя сцена смотрится более яркой (см. главу 5 «Сборка интерьера и визуализация сцен»). Значения остальных параметров можно оставить без изменений. Щелкните на кнопке OK. Кроме того, в этом окне можно настроить вид, размер, прозрачность и отображение новых инструментов 3ds Max 2009 View Cube (Видовой куб) и Steering Wheels (Штурвал). Достаточно перейти на соответствующие вкаладки.

   Рис. 2.29. Диалоговое окно Viewport Configuration (Конфигурация окон проекции)

   Примечание
   Для отображения теней от источников света сцены в видовых окнах откройте диалоговое окно Viewport Configuration (Конфигурация просмотра) и, выбрав вкладку Lighting And Shadows (Освещение и тени), установите переключатель в положение Good (Хорошее) или Best (Лучшее) в зависимости от возможностей видеоадаптера. Данный режим работает только при условии использования Direct3D в качестве видеодрайвера в 3ds Max 2009.

   4. Сохраните файл, выбрав в меню File (Файл) команду Save As (Сохранить как). Присвойте ему имя Index.max и сохраните в папке Ar-deco_apartment_project в каталог Models (Модели). Теперь у вас есть файл с настройками, необходимыми для создаваемых сцен, и создание каждой новой сцены с трехмерной моделью следует начинать с открытия этого файла. Если же назвать файл Maxstart.max и сохранить его в папке Scenes автоматически создаваемой программой 3ds Max 2009 при установке, то во время запуска программа каждый раз будет загружать настройки из этого файла.
   5. Для лучшего отображения текстур в видовых окнах необходимо сделать еще одну настройку. В меню Customize (Настройка) выберите пункт Preferences (Свойства). В открывшемся диалоговом окне выберите вкладку Viewports (Видовые окна). Во вкладке нажмите кнопку Configure Driver (Конфигурация драйвера) и в окне Configure OpenGL (Direct3D) установите максимальные значения в области Background Texture Size (Разрешение текстуры окружения) и Download Texture Size (Разрешение загружаемой текстуры) (рис. 2.30). Кроме того, установите флажки Match Bitmap Size as Closely as Possible (Соответствовать размеру изображения насколько возможно).

   Рис. 2.30. Конфигурация видеодрайвера

   Итак, все готово к работе над сценой интерьера квартиры. Описать создание и визуализацию всей большой квартиры в 3ds Max не представляется возможным из-за ограниченного объема книги. Поэтому описываться будет создание двух комнат (кабинета и спальни) с мебелью и аксессуарами, расположенных одна над другой в разных уровнях.
   Первой созданной сценой будет некое подобие виртуальной студии для построения предметов интерьера и мебели для будущей главной сцены. Его можно загрузить с DVD-диска, прилагаемого к этой книге. Он называется Index_Sub.max и находится в папке Ar-deco_apartment_project → Models. Для создания данной сцены выполните следующие действия:
   1. Запустите программу 3ds Max 2009. Откройте файл Index.max. На командной панели Create (Создать) нажмите кнопку Geometry (Геометрия), в раскрывающемся списке выберите Standard Primitives (Стандартные примитивы) и нажмите кнопку Plane (Плоскость). Появится курсор в виде белого креста с темной серединой. Затем в окне проекции Top (Вид сверху) нажмите левую кнопку мыши и, не отпуская ее, растяните будущую плоскость до размера примерно 500 х 500 см, ориентируясь по сетке. Щелкните правой кнопкой мыши для выхода из режима моделирования.
   2. Назовите созданный объект и уточните размер плоскости. Для этого перейдите на командную панель Modify (Модификация) и выделите созданную плоскость. На панели модификации отобразятся параметры плоскости и ее название. Назовите плоскость Pre_Plain. В полях свитка параметров Length (Длина) и Width (Ширина) введите значение 500. В полях Length Segs (Сегменты длины) и Width Segs (Сегменты ширины) введите значение 5 (рис. 2.31). Это необходимо для того, чтобы в окне проекции Top (Вид сверху) размер плоскости соответствовал числу сегментов. Внизу установите флажок Generate Mapping Coords (Генерировать координаты карты), это необходимо для наложения карт текстур на объект.

   Рис. 2.31. Плоскость в окнах проекции и ее параметры на командной панели

   3. Сохраните файл как Index_Sub.max в папке, созданной для проекта.

   Совет
   По желанию пользователя в созданную сцену можно добавить пару осветителей типа Omni (Всенаправленный) с включенным режимом Area Shadows (Тени области) и приподнять их на высоту, в три раза большую высоты создаваемого предмета. Тогда вы сможете увидеть, как примерно создаваемый объект будет смотреться в освещенной сцене, отбрасывать тени. Но, естественно, при этом понадобится большее время для обсчета визуализации объекта. Как установить и настроить осветители в сцене, рассказывается в главе 5.

Моделирование на основе примитивов

Как уже упоминалось, 3ds Max 2009 в своем арсенале имеет некоторое количество стандартных и улучшенных примитивов (рис. 2.32 и 2.33).

Рис. 2.32. Примеры стандартных примитивов

Рис. 2.33. Примеры улучшенных примитивов и AEC-дополнений

В 3ds Max, начиная с шестой версии программы, появились дополнительные объекты, которые могут пригодиться как архитектору, так и дизайнеру интерьеров. Для доступа к ним нужно открыть командную панель Create (Создать) и выбрать в раскрывающемся списке разновидностей объектов вариант AEC Extended [2 - Architectural, Engineering, Construction Objects – архитектурные, технические и строительные объекты.] (AEC-дополнение). Сюда входят объекты типа Wall (Стена), Foliage (Растительность), Railing (Ограждение). Все они являются параметрическими, то есть их вид может быть изменен путем редактирования параметров. Кроме того, начиная с седьмой версии, в программу вернулись объекты категории Window (Окно) и Stairs (Лестницы), которые последний раз были включены в состав третьей версии 3ds Max и далее находились в составе модулей архитектурной программы 3DS VIZ.

Создание и редактирование примитивов

Чтобы создать примитив, убедитесь, что на командной панели Create (Создать) нажата кнопка Geometry (Геометрия). В раскрывающемся списке разновидностей объектов должен быть выбран вариант Standard Primitives (Стандартные примитивы) или Extended Primitives (Улучшенные примитивы). В свитке Object Type (Тип объекта) при этом появляются кнопки с надписями, соответствующими типам стандартных или улучшенных примитивов. Нажатая кнопка выделится желтым цветом. Построение примитивов в окнах проекции представляет собой комбинацию нажатий левой кнопки мыши и перетаскивания указателя.
Альтернативным способом построения примитивов является ввод значений их параметров в поля свитка Keyboard Entry (Клавиатурный ввод). Как правило, указываются координаты опорной точки объекта и его характеристические размеры, после чего остается щелкнуть на кнопке Create (Создать), и объект появится на координатной плоскости активного окна проекции.

Практический пример

   Приступим к моделированию. Для начала рассмотрим один из способов построения трехмерной модели помещения, в котором будут расположены все остальные объекты. Казалось бы, проще всего создать два параллелепипеда, разница в размерах которых соответствует толщине стен, и воспользоваться операцией Subtraction (A—B) (Исключение (A-B)). Но существуют и другие способы, более эффективные с практической точки зрения и требующие меньше ресурсов. В нашем случае лучше моделировать стены как единый объект, а крышу и пол сделать отдельно, так как может понадобиться демонстрация сцены сверху, для чего достаточно исключить потолок из числа видимых объектов. Кроме того, будет рассмотрен способ назначения материалов как отдельным объектам, так и разным полигонам одного объекта с присваиванием идентификаторов материалов различным граням и без идентификаторов (подробно вопрос назначения материалов рассматривается в главе 4).
   Создать стены можно различными способами:
   • Соединить торцами четыре параллелепипеда нужной толщины и размера, каждый из которых будет представлять собой отдельную стену (рис. 2.34).

Рис. 2.34. Построение стен из четырех параллелепипедов

• Создать замкнутый сплайн нужного размера. С помощью инструмента Outline (Контур) сформировать контур на расстоянии, равном толщине стен, и воспользоваться модификатором Extrude (Выдавливание) (рис. 2.35). Впрочем, в качестве основы для применения данного модификатора можно взять улучшенный сплайн WRectangle (Коробчатый профиль) (рис. 2.36).

Рис. 2.35. Коробка, полученная путем выдавливания замкнутого сплайна и его контура

   Рис. 2.36. Сплайн WRectangle (Коробчатый профиль)

   • Воспользоваться объектом Wall (Стена) разновидности AEC Extended (AEC-дополнение).
   • За основу комнаты можно взять полигональную сетку. Для этого вам потребуется плоскость нужного размера, которую следует преобразовать к типу Editable Poly (Редактируемый полигон). После этого остается выдавить нужные грани, сформировав стены и оконные проемы (рис. 2.37). При таком способе построения объект изначально получается монолитным.

   Рис. 2.37. Построение модели помещения на основе сетки редактируемых полигонов

   Помещение, которое нам придется создавать в программе 3ds Max 2009, будет относительно сложным, с разной толщиной стен. В нашем случае имеет смысл взять за основу чертеж проектируемого помещения, созданный с помощью программы векторной графики в масштабе, поместить его на плоскость по размеру помещения, отрисовать сплайнами, а затем воспользоваться модификатором Extrude (Выдавливание). Окна будут сформированы при помощи операций с полигональными объектами. Именно поэтому нам не имеет смысла использовать в данном случае объект типа Wall (Стена). Моделирование сложных стен с их применением, как правило, занимает больше времени, чем при использовании полигонального моделирования.
   В остальных случаях объекты типа Wall (Стена) являются удобным и быстрым решением. Рассмотрим их создание на примере.
   Запустите 3ds Max 2009 и загрузите файл Index.max.
   1. В раскрывающемся списке разновидностей объектов на командной панели Create (Создать) выберите вариант AEC Extended (AEC-дополнения). В свитке Object Type (Тип объекта) нажмите кнопку Wall (Стена).
   2. Размеры помещения – 600x1000 см. Толщина несущих стен по нормам строительства составит 60 см. К тому же это обеспечит более естественное освещение из окон. Высота помещения равна 300 см. Введите в поля Width (Ширина) и Height (Высота) в свитке Parameters (Параметры) значения 60 и 300 соответственно. Установите переключатель Justification (Выравнивание) в положение Left (Влево). Активируйте окно проекции Top (Вид сверху) и щелкните на кнопке Add Point (Добавить точку) в свитке Keyboard Entry (Клавиатурный ввод). В окнах проекции появится первая точка с координатами (0; 0; 0). Введите в поле X в свитке Keyboard Entry (Клавиатурный ввод) значение 600 и снова щелкните на кнопке Add Point (Добавить точку). Появится первая стена, имеющая указанные вами размеры.
   3. Воспользуйтесь инструментом Zoom (Масштаб), чтобы уменьшить полученный объект до границ окна проекции Top (Вид сверху).
   4. Введите координаты второй точки (600; 1000; 0) и щелкните на кнопке Add Point (Добавить точку). Появится вторая стена (рис. 2.38). Добавьте оставшиеся две точки с координатами (0; 1000; 0) и (0; -60; 0).

Рис. 2.38. Создание стен на основе объекта Wall (Стена)

5. Присвойте объекту имя Wall_test и сохраните файл в папке проекта Models под именем Main_Scn_test.max.

Создание пола, потолка

   К стенам необходимо добавить пол и потолок. Эти объекты будут получены из примитива Box (Параллелепипед).

   Совет
   Сразу после создания объектов не забывайте устанавливать флажок Generate Mapping Coords (Генерировать координаты карты) для корректного отображения текстурных карт.

   Выполните следующие действия:
   1. Продолжите выполнение предыдущего упражнения или загрузите файл Main_Scn_test.max из папки Models прилагаемого к книге DVD-диска.
   2. В раскрывающемся списке разновидностей объектов на командной панели Create (Создать) выберите вариант Standard Primitives (Стандартные примитивы) и нажмите кнопку Box (Параллелепипед) в свитке Object Type (Тип объекта). Наведите указатель на окно проекции Top (Вид сверху), нажмите левую кнопку мыши и перетащите указатель по диагонали, растягивая основание. Отпустите левую кнопку мыши и перетащите указатель вверх, задавая высоту объекта. Щелкните левой кнопкой мыши для фиксации высоты.
   3. Перейдите на командную панель Modify (Модификация) и введите в поля Length (Длина), Width (Ширина) и Height (Высота) в свитке Parameters (Параметры) значения 1120, 720 и 10 соответственно. Присвойте новому объекту имя Floor_test.
   4. Нажмите кнопку Select and Move (Выделить и переместить) на главной панели инструментов (см. рис. 2.21) и поместите примитив Floor_test точно под объектом Wall test, как бы поставив стены на пол.
   5. Убедитесь, что объект Floor_test по-прежнему выделен, и выберите в меню Edit (Правка) команду Clone (Дублировать). Откроется диалоговое окно Clone Options (Параметры дублирования) (рис. 2.39). Установите переключатель Object (Объект) в положение Copy (Копия), введите в поле Name (Имя) слово «Ceil test» и щелкните на кнопке OK.

   Рис. 2.39. Параметры дублирования

   6. Снова воспользуйтесь инструментом Select and Move (Выделить и переместить) и в окне проекции Left (Вид слева) поднимите копию вверх на 310 см. Для этого щелкните правой кнопкой мыши на кнопке Select and Move (Выделить и переместить) и введите в поле Y области Offset: Screen (Приращения: Экранные) появившегося диалогового окна значение 310.
   7. Скроем потолок, чтобы видеть помещение сверху. Убедитесь, что объект Ceil test по-прежнему выделен. Перейдите на командную панель Display (Дисплей) и в свитке Hide (Скрыть) щелкните на кнопке Hide Selected (Скрыть выделенные) (рис. 2.40). Потолок исчезнет из окон проекции. Чтобы сделать его снова видимым, достаточно щелкнуть на кнопке Unhide All (Сделать видимыми все).

   Рис. 2.40. Результат нажатия кнопки Hide Selected (Скрыть выделенные) на командной панели Display (Дисплей)

   8. Сохраните файл под именем Main_Scn_test.max. В дальнешем созданный файл послужит в качестве тестового полигона. Иногда бывает нужно проверить, как созданный объект будет смотреться в помещении, со стенами того или иного цвета, причем в основной сцене менять материалы не совсем удобно. Или провести симуляцию динамики объектов с использованием имитации стен, пола и потолка в отдельном файле. Также отдельный файл с моделью помещения может пригодиться при настройке сложного материала и области свечения для модели какого-нибудь нестандартного источника освещения сложной формы.

   Совет
   Во время работы над сценой клонировать объекты удобнее, выделив их и зажав на клавиатуре клавишу Shift инструментом Select and Move (Выделить и переместить), переместить выделенный объект на место, предназначенное для его копии. Появится окно диалога с параметрами дублирования, и после выбора нужного вида клонирования появится копия объекта.

   Создавать трехмерные модели в специальных программах можно несколькими способами. С некоторыми из них мы познакомились выше. Однако с чего бы ни начиналось создание трехмерной модели (речь идет о качественных сложных моделях), чаще всего доводят до окончательной формы модель с помощью полигональной сетки, в которую преобразовывают объект в процессе моделирования. В этой книге будет описано создание одних и тех же моделей в двух вариациях. Одна будет смоделирована с небольшим количеством полигонов и может быть использована для удаленного отображения на заднем плане трехмерной сцены, а вторая путем добавления деталей к первой и разбиения полигонов будет приближена по форме к реальному объекту. Кроме того, низкополигональные объекты могут быть использованы для создания трехмерных сцен на компьютерах небольшой вычислительной мощности.

Сплайны и применение модификаторов

   На основе примитивов можно смоделировать очень многие объекты для наполнения виртуальных интерьеров, однако, как уже было сказано выше, они, скорее всего, потребуют доработки. Далее по ходу создания остальных моделей нам еще понадобятся примитивы для моделирования деталей предметов интерьера.
   Еще один мощный инструмент создания интерьерных объектов – Shapes (Формы). Они включают в себя несколько наборов кривых с различными параметрами. В частности, объекты Shapes (Формы) включают в себя Splines (Сплайны), NURBS Curves (NURBS-кривые) и Extended Splines (Дополнительные сплайны). Они могут как служить для создания плавных форм заготовок трехмерных моделей, так и быть самостоятельными визуализируемыми объектами. Так как формы по умолчанию не имеют полигонов и граней, их нельзя визуализировать, но можно использовать как основу для моделей, а также совместно с другими объектами программы.
   Сплайны – это двумерные примитивы (например, линия, окружность, текст), имеющие, как и трехмерные, различные параметры задания геометрии. Некоторые сплайны могут быть созданы с закругленными краями. Для визуализации сплайна достаточно установить флажки Enable in Renderer (Показать при визуализации) и Enable in Viewport (Показать в видовом окне) в свитке Rendering (Визуализация) на панели модификации сплайна.
   В программе 3ds Max 2009 есть также другие способы создания и модификации трехмерных моделей. Один из методов деформации и изменения формы объектов в 3ds Max 2009 заключается в применении модификаторов. Модификатор – это программная функция изменения формы и внешнего вида трехмерного объекта. Модификаторы подразделяются на несколько категорий:
   • Modifiers Selection (Модификаторы выделения) – позволяют изменять форму объектов путем воздействия на выделенные подобъекты (вершины, полигоны, стороны).
   • Path/Spline Editing (Редактирование пути/сплайна), Mesh Editing (Редактирование сетки) – модификаторы, предназначенные для упрощения и улучшения способов редактирования объектов, состоящих из сплайнов и сетки. Новый модификатор Sweep (Выделение по направляющей), находящийся в этой категории, позволяет придать любому сплайну форму прямоугольной трубы, цилиндра или другого объекта из предложенного списка.
   • Modifiers Conversion (Модификаторы преобразования) – превращают примитивы и другие модели программы в сетку, полигон или лоскутный объект.
   • Modifiers Animation (Модификаторы анимации) – управляют анимацией объектов с определенными свойствами, например скелетными персонажами, мягкими объектами.
   • Cloth (Ткань) – придают объектам свойства, позволяющие создавать трехмерные модели, имитирующие ткань, одежду.
   • Hair and Fur (Волосы и мех) – инструмент создания имитации мехового и волосяного покрытия объектов. Этот модификатор впервые появился в программе 3ds Max 7.5, а в новую версию включен его усовершенствованный вариант. Редактировать стиль укладки и форму меха можно в любом из окон проекции непосредственно на модели. Достаточно просто нажать кнопку Style Hair (Стиль прически) в свитке Style (Стиль) модификатора Hair and Fur (Волосы и мех). Кроме того, он предоставляет возможность моделировать траву, а также редактировать полученные объекты.
   • Subdivision Surfaces (Разбиение поверхностей) – модификаторы, отвечающие за подразделы поверхностей, сглаживание сетки каркасных объектов.
   • Free Form Deformers (Свободные деформаторы) – эти модификаторы путем назначения контрольных точек и применения к ним инструментов перемещения и поворота позволяют придавать объекту нужную форму.
   • Parametric Deformers (Параметрические деформаторы) – преобразовывают форму объектов путем назначения и изменения их дополнительных параметров. Например, модификаторы скоса, изгиба, отсечения, скручивания и т. д. являются параметрическими модификаторами.
   • NURBS Editing (Редактирование NURBS) – модификаторы преобразования NURBS-кривых.
   • Radiosity (Перенос излучения) – указанные модификаторы, начиная с восьмой версии, позволяют использовать усовершенствованный метод разбиения поверхностей для применения алгоритма переноса излучения (имитирующего глобальное освещение) при настройке фотометрических источников излучения сцены.
   Это далеко не полный перечень модификаторов, доступных в программе 3ds Max 2009. Доступ к модификаторам открывается из главного меню, а также из списка модификаторов (Modifier List) на командной панели Modify (Модификация).
   При использовании модификаторов большое значение имеет порядок их расположения в стеке применительно к объекту модификации. Если модификаторы, расположенные в стеке один за другим, поменять местами, то деформация объекта будет отличаться от той, которая предшествовала их перемещению.

Моделирование стен сплайном с применением модификатора

Основу стен помещения можно создать с помощью сплайна. У нас имеется чертеж, сделанный в одном из редакторов векторной графики и экспортированный в формат JPEG (рис. 2.41). Теперь если в 3ds Max сделать плоскость по размеру будущего помещения, а затем наложить на нее в качестве карты диффузного рассеивания имеющийся чертеж, то, используя форму типа Line (Линия), можно обрисовать контур будущего помещения. После этого, согласно чертежу в нужных местах необходимо добавить контуры перегородок и проемов. Далее соединяем все части контура в один замкнутый сплайн и применяем модификатор Extrude (Выдавливание), чем придаем модели помещения объем.

Рис. 2.41. Чертеж будущего помещения

1. Откройте программу 3ds Max 2009, загрузите файл Index.max. Сразу пересохраните файл как Walls_project1.max в папку Models каталога Ar-deco_apartment_project. Перейдите в видовое окно Top (Вид сверху). Щелкните правой кнопкой мыши на названии окна и из контекстного меню выберите тип отображения объектов Smooth + Highlights (Сглаживание + Световые блики). На командной панели Create (Создать) нажмите кнопку Geometry (Геометрия), выберите из списка Standard Primitives (Стандартные примитивы), в свитке Object Type (Тип объекта) нажмите кнопку Plane (Плоскость). В окне вида Top (Сверху) путем нажатия левой кнопки мыши и растягивания создайте плоскость по размеру будущего помещения Length (Длина) – 520 см, Width (Ширина) – 808 см. Перейдите в панель модификации и установите для плоскости один сегмент по длине и ширине (рис. 2.42), а также отредактируйте размеры до нужных. Расположите объект в точке с координатами (0, 0, 0).

Рис. 2.42. Параметры плоскости-основы для чертежа

2. Теперь необходимо наложить на плоскость имеющийся чертеж. Для этого откройте редактор материалов (рис. 2.43), нажав кнопку M на клавиатуре или выбрав пункт Material Editor (Редактор материалов) в меню Rendering (Визуализация). Так как по умолчанию активным визуализатором установлен Mental Ray, работать можно с его материалом Arch&Design (mi) либо заменить его материалом типа Standard (Стандартный), нажав на кнопку с названием типа в редакторе материалов. В редакторе выберите любой материал, наведя на него курсор мыши и щелкнув левой кнопкой. Откройте раскрывающийся список Maps (Карты) (в случае работы с материалом Arch&Design (mi) список будет называться General Maps (Основные карты)) и нажмите на кнопку с надписью None (Пусто) слева от надписи Diffuse Color (Диффузный цвет) (рис. 2.43). В открывшемся окне Material/Map Browser (Просмотр материалов и карт) выберите карту Bitmap (Изображение) и нажмите кнопку OK (см. рис. 2.43). С помощью открывшегося диалогового окна выберите в папке Collateral_mat каталога с проектом файл Plan.jpg. Теперь файл с изображением нужно назначить на сделанную ранее плоскость. Для этого выделите в видовом окне нужный объект (плоскость) и на панели инструментов редактора материалов нажмите кнопку Assign Material to Selection (Назначить материал выделенному) (рис. 2.44). Кроме того, для отображения материала на объекте в видовом окне необходимо там же, на панели инструментов редактора материалов нажать кнопку Show Map in Viewport (Показать карту в видовом окне).

Рис. 2.43. Редактор материалов и окно выбора материалов и карт

Рис. 2.44. Параметры карты изображения в редакторе материалов

3. Изображение чертежа наложено на плоскость. Теперь чертеж необходимо подогнать по размерам плоскости. Для этого воспользуемся кнопкой View Image (Просмотр изображения) в области Cropping/Placement (Обрезка/Размещение) свитка Bitmap Parameters (Параметры изображения) карты Diffuse Color (Диффузный цвет) редактора материалов. В открывшемся окне Specify Cropping/Placement (Обрезка/Размещение), перемещая и изменяя размер рамки обрезки, как можно точнее выделите контур стен на чертеже. Помещение будет с эркером, но при выделении контура стен его нужно обрезать, то есть провести рамку по внешней стороне прямоугольных стен (рис. 2.45). Контур эркера будет создан способом, который описан ниже. Осталось установить флажок Apply (Применить) в области Cropping/Placement (Обрезка/Размещение), чтобы отображение соответствовало обрезке.

Рис. 2.45. Окно изменения размера изображения

4. Когда контур чертежа отображен на плоскости, его нужно обрисовать сплайном, который послужит основой модели стен помещения. На командной панели Create (Создать) нажмите кнопку Shapes (Формы) и выберите из появившегося списка элемент Splines (Сплайны). В свитке Object Type (Тип объекта) нажмите кнопку Line (Линия) и в видовом окне Top (Вид сверху) щелкните левой кнопкой мыши в левом верхнем углу внутреннего контура чертежа, чем создадите первую точку сплайна. Зажав клавишу Shift для создания ровной линии, переместите курсор вправо до первого выступа на чертеже и щелкните левой кнопкой мыши для создания еще одной точки. Далее ведите линию до правого угла внутреннего контура, по пути обозначая точками все выступы и сопряжения стен чертежа (рис. 2.46). Точно так же, не прерывая сплайна, обведите весь внутренний контур, приведя линию в тот угол, с которого начинали, и на вопрос Close spline? (Замкнуть сплайн?) ответьте утвердительно (см. рис. 2.46). В поле с названием объекта введите Walls line.

   Рис. 2.46. Сплайн, повторяющий внутренний контур чертежа

   Совет
   Увеличение и уменьшение масштаба сцены в видовом окне можно выполнить с помощью инструмента Zoom (Увеличение масштаба). Необходимо нажать одноименную кнопку в панели управления видами проекции, затем перейти в нужно видовое окно и, зажав левую кнопку мыши, двигать курсор вверх или вниз. Также можно воспользоваться колесиком прокрутки мыши.

   5. Теперь нужно создать внешний контур стен, для чего в панели модификации откройте список подобъектов Walls_line и выберите подобъект Spline (Сплайн). В видовом окне Top (Вид сверху) выделите созданный сплайн (после выделения он станет красным). Далее перейдите в панель модификации и в свитке Geometry (Геометрия) нажмите кнопку Outline (Контур), введите в поле справа от кнопки величину 56 см и нажмите Enter на клавиатуре (рис. 2.47). В результате этого появится внешний контур стен. Выделите подобъект Vertex (Вершина) и инструментом Select and Move (Выделить и переместить), перемещая точки внешнего контура, добейтесь как можно более точного совпадения его с размерами чертежа на плоскости (внешние грани плоскости).

Рис. 2.47. Создание внешнего контура стен

6. Выделите и с помощью клавиши Del на клавиатуре удалите с внешнего контура ненужные точки, то есть те, которые на внутреннем контуре создавались для выступов стен. На внешнем контуре таких выступов не будет. Внутренний сплайн должен состоять из 21 точки, а внешний из 11 точек (рис. 2.48). Если какую-то из точек вы поставить забыли или случайно удалили, то в любой момент это можно исправить, выделив подобъект Vertex (Вершина) и в свитке Geometry (Геометрия) нажав кнопку Refine (Уточнить) (см. рис. 2.48). После этого можно ставить точку в том месте линии, где планировалось. Она тут же отобразится в видовом окне.

Рис. 2.48. Уточнение числа вершин сплайна

7. Теперь необходимо создать контур стен для эркера и присоединить его к основному сплайну. Для этого на командной панели Create (Создать) нажмите кнопку Shapes (Формы) и выберите из появившегося списка элемент Splines (Сплайны). В свитке Object Type (Тип объекта) нажмите кнопку Circle (Окружность) и в видовом окне Top (Вид сверху) щелкните левой кнопкой мыши в центре окружности, указанной на чертеже. Не отпуская кнопку мыши, растяните окружность до совпадения с изображенной на чертеже (радиус окружности 180 см). Инструментом Select and Move (Выделить и переместить) поместите центр созданной окружности в точке центра окружности, указанной на чертеже. Щелкните правой кнопкой по выделенной окружности и из выпадающего меню выберите опцию Clone (Дублировать) (рис. 2.49). Откроется диалоговое окно Clone Options (Параметры дублирования). Установите переключатель Object (Объект) в положение Copy (Копия) и щелкните на кнопке OK. В том же месте появится копия окружности. Увеличьте радиус новой окружности до 236 см (то есть на 56 см больше предыдущей) (см. рис. 2.49).

Рис. 2.49. Создание окружностей для контура эркера

8. Щелкнув правой кнопкой мыши на одной из окружностей (объект должен быть выделен), из выпадающего меню выберите Convert to → Convert to Editable Spline (Преобразовать → Преобразовать в редактируемый сплайн) (рис. 2.50). Откройте список подобъектов окружности в выделите Vertex (Вершина). При помощи кнопки Refine (Уточнить) свитка Geometry (Геометрия) установите на первой окружности две дополнительные точки в местах пересечения ее с внутренним контуром стен (рис. 2.51). В будущем с помощью этих точек мы осуществим соединение контуров стен и эркера. Точно так же преобразуйте окружность, которая будет служить внешним контуром эркера, и установите на ней дополнительные точки в местах пересечения ее с внешним контуром стен.

Рис. 2.50. Преобразование сплайна

Рис. 2.51. Установка дополнительных точек для соединения объектов

9. Выделите сплайн, который послужит контуром стен, и в свитке Geometry (Геометрия) нажмите кнопку Attach (Присоединить). После этого щелкните в видовом окне левой кнопкой мыши на обеих окружностях по очереди, тем самым присоединив их к основному сплайну. Отожмите кнопку Attach (Присоединить). Теперь откройте список подобъектов, выделите подобъект Segment (Сегмент) и удалите сегменты на окружностях и контурах стен, которые могут создать ненужные грани при выдавливании сплайна по вертикали (на рис. 2.52 эти сегменты выделены).

Рис. 2.52. Подготовка к удалению ненужных сегментов

10. Теперь если с помощью модификатора Extrude (Выдавливание) попытаться придать объем нашим стенам, то каждый сплайн будет выдавлен по отдельности и между ними будет пустое пространство. Это совсем не то, что мы хотели построить, и произошло потому, что в сплайнах есть разрывы (то есть они не замкнутые). Разрывы присутствуют в местах сопряжения контура прямоугольных стен с контуром эркера. В этих местах есть по две точки, которые необходимо слить в одну. Это можно сделать при помощи инструмента Weld (Сварка). В видовом окне Top (Вид сверху), открыв подобъект Vertex (Вершины), выделите две вершины на стыке контура эркера и прямоугольных стен (рис. 2.53). На панели модификации в свитке Geometry (Геометрия) нажмите кнопку Fuse (Сплавить), для того чтобы свести вершины в одну точку, а затем нажмите кнопку Weld (Сварка), для того чтобы слить две вершины в одну. В случае успешной операции в строке подсказок в нижней части окна программы кратковременно появится надпись о том, что нужные вершины сварены. Точно такую же операцию проведите с оставшимися тремя группами точек в местах соединения контуров стен и эркера.

   Рис. 2.53. Выделение двух вершин для слияния их в одну

   Внимание!
   При сплайновом моделировании часто бывает необходимо произвести слияние двух и более вершин в одну. Это можно сделать с использованием инструмента Weld (Сварка) на панели модификации. Используя этот инструмент, необходимо помнить, что сварить в одну можно только те вершины, которые принадлежат одному сегменту. Если же какая-либо из вершин будет принадлежать двум и более сегментам, этот инструмент не сработает.

   11. Теперь если применить модификатор Extrude (Выдавливание) на определенную величину, то получится монолитная модель стен. Однако применять его пока рано, необходимо создать контуры перегородок и выступов стен. Первым делом создадим перегородку, в которой в дальнейшем будет широкий проем и выход на лестницу. Из списка подобъектов на панели модификации выберите Segment (Сегмент) и, выделив, удалите два сегмента, обозначенных на рис. 2.54 стрелками. Прейдите к подобъекту Vertex (Вершина), в свитке Geometry (Геометрия) нажмите кнопку Connect (Соединить) и, щелкнув левой кнопкой мыши, выделите вершину, принадлежащую одному из только что удаленных сегментов. Не отпуская кнопку мыши, укажите на вершину, находящуюся напротив и принадлежавшую второму из удаленных сегментов, при этом курсор поменяет свой вид на крест. Отпустите кнопку мыши, и между выделенными вершинами появится новый сегмент сплайна. Повторите операцию для двух других точек удаленных сегментов.

Рис. 2.54. Сегменты, подлежащие удалению

12. Чтобы сделать оставшиеся перегородки и выступы, необходимо отдельно создать сплайн, повторяющий их форму, а затем присоединить его к основному. На командной панели Create (Создать) нажмите кнопку Shapes (Формы) и выберите из появившегося списка элемент Splines (Сплайны). В свитке Object Type (Тип объекта) нажмите кнопку Line (Линия) и в видовом окне Top (Вид сверху), не замыкая сплайн, нарисуйте контур перегородки, повторив контур, изображенный на чертеже (рис. 2.55). Далее выделите основной сплайн Walls_line, присоедините к нему только что созданный и, выбрав подобъект Segment (Сегмент), удалите сегмент, отмеченный стрелкой (см. рис. 2.55). Произведите операцию слияния точек в месте соединения двух сплайнов.

Рис. 2.55. Сплайн-контур перегородки

13. Создайте выступы еще в четырех местах (рис. 2.56) путем обрисовки контуров сплайном, присоединения их к основному, удаления лишних сегментов и соединения точек.

Рис. 2.56. Дополнительные выступы на чертеже

14. Примените к сплайну модификатор Extrude (Выдавливание), который можно найти в списке модификаторов на командной панели Modify (Модификация). Форма станет объемной. В поле Amount (Величина) введите значение 280 – это будет высота стен. Если сплайн был создан правильно, то в видовом окне Perspective (Перспектива) модель будет выглядеть, как на рис. 2.57. Сохраните файл и закройте программу.

   Рис. 2.57. Заготовка модели стен первого этажа

   Совет
   Если отображение габаритного контейнера трехмерных объектов в видовых окнах мешает при редактировании, его можно убрать, нажав клавишу J на клавиатуре. Причем включение и отключение габаритного контейнера происходит только в том видовом окне, которое в текущий момент является активным.

Моделирование торшера

В описываемом проекте модификаторы применяются при моделировании мебели и других предметов интерьера. Использование параметрических модификаторов будет проиллюстрировано на примере создания напольного светильника (рис. 2.58). Необходимо создать стойку, на которой будет расположен абажур, и крепление его к стойке. При создании этих элементов наравне с модификаторами в качестве форм объектов будут использованы сплайны, а также продемонстрировано, как создать элементы модели с помощью визуализируемого сплайна. Так как моделируемые объекты должны иметь плавные очертания, удобнее взять за основу фигуру типа Line (Линия) и, применив к ней модификаторы Lathe (Обернуть), сделать объемную поверхность.

   Рис. 2.58. Изображение напольного светильника

   Последовательность действий при моделировании такова.
   1. Откройте файл Index.max. Пересохраните его в папку Models каталога с описываемым проектом под названием Alta.max. На командной панели Create (Создать) нажмите кнопку Geometry (Геометрия). В свитке Object Type (Тип объекта) выберите тип Plane (Плоскость). В окне вида Front (Спереди) выберите тип отображения объектов Smooth + Highlights (Сглаживание + Световые блики). Не переходя в другое окно, создайте плоскость из одного сегмента с параметрами Length (Длина) – 180, Width (Ширина) – 40. Такие размеры будут у модели торшера. Расположите плоскость в точке начала координат. Как и в случае со стенами, откройте редактор материалов, выберите любой и на карту Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте изображение Alta.jpg из папки Collateral_mat каталога с проектом. Примените материал к плоскости и нажмите кнопку Show Map in Viewport (Показывать карту в видовом окне). Как и в предыдущем случае, необходимо воспользоваться кнопкой View Image (Просмотр изображения) в области Cropping/Placement (Обрезка/Размещение) свитка Bitmap Parameters (Параметры изображения) карты Diffuse Color (Диффузный цвет) редактора материалов. В открывшемся окне Specify Cropping/Placement (Обрезка/Размещение), перемещая и изменяя размер рамки обрезки, выделите на изображении светильник. Установите флажок Apply (Применить) в области Cropping/Placement (Обрезка/Размещение), чтобы отображение соответствовало обрезке (рис. 2.59).

Рис. 2.59. Изображение, наложенное на плоскость

2. Инструментом Zoom (Изменение масштаба) увеличьте отображение в окне Front (Вид спереди), так чтобы в окне отобразились нижняя часть стойки торшера и два ее сегмента (рис. 2.60). На командной панели Create (Создать) нажмите кнопку Shapes (Формы). В свитке Object Type (Тип объекта) выберите тип Line (Линия) и в окне проекции Front (Вид спереди) постройте сплайн из семи сегментов, соединенных точками (см. рис. 2.60). Линию, которая будет определять форму вращения сегмента нижней части стойки светильника, создавайте в порядке расположения номеров вершин, стараясь учесть перспективные искажения изображения на плоскости. Так как сегментам светильника необходимо придать некоторую плавность, нужно изменить вид нескольких контрольных вершин сплайна. Вершина, имеющая установленный по умолчанию тип Corner (Угол), соединяет прямые сегменты, вершина типа Smooth (Сглаживание) закругляет сегменты, вершина типа Bezier (Безье) позволяет изменять кривизну сегментов с помощью векторных маркеров (см. рис. 2.60), а вершина типа Bezier Corner (Угол Безье) имеет два независимых маркера для изменения кривизны прилегающих сегментов. На панели модификации раскройте список подобъектов созданного примитива Line (Линия) и выберите из него Vertex (Вершина). В окне проекции, выделив любую из вершин, щелкните правой кнопкой мыши. Появится контекстное меню, в котором следует выбрать нужный тип вершины (рис. 2.61). Вершинам 2 и 5 назначьте тип Bezier (Безье), вершине 6 – тип Bezier Corner (Угол Безье) а вершинам 1, 3, 4, 7, 8 оставьте заданный по умолчанию тип Corner (Угол). Инструментом Select and Move (Выделить и переместить) отрегулируйте кривизну сплайна с помощью маркеров вершин в соответствии с требуемой формой. Закройте список подобъектов, назовите сплайн Alta lathe form.

Рис. 2.60. Часть сплайна-формы вращения подставки светильника

Рис. 2.61. Подобъекты сплайна и контекстное меню контрольной вершины

3. Теперь необходимо сделать один из сегментов стойки торшера, затем продублировать его нужное число раз и соединить все сплайны в один для получения окончательной формы вращения. Лучше всего обрисовать форму одного из сегментов, находящегося в середине стойки светильника, так как в этом месте изображения перспективные искажения меньше всего. Линия в данном случае будет состоять из шести сегментов (рис. 2.62). Все точки, кроме 1 и 8, должны иметь тип Bezier (Безье), а указанные остаются по умолчанию Corner (Угол). Отрегулируйте кривизну сплайна с помощью маркеров вершин в соответствии с требуемой формой сегмента стойки торшера (см. рис. 2.62).

Рис. 2.62. Часть формы вращения одного из сегментов будущей модели

4. Закройте список подобъектов и, оставаясь в видовом окне Front (Вид спереди), передвиньте только что созданную форму вниз по оси Y, совместив его с самым нижним сегментом стойки на изображении. Выделение со сплайна пока не снимайте. Для того чтобы скопировать сегмент нужное число раз, зажмите клавишу Shift на клавиатуре, передвиньте сплайн вверх до совмещения его нижней части с верхней частью оригинала (рис. 2.63). Как только левая кнопка мыши будет отпущена, появится окно, в котором будет предложено выбрать тип дублирования и число копий. Установите тип дублирования Instance (Экземпляр), и число копий должно быть 11 по числу сегментов стойки светильника (см. рис. 2.63).

Рис. 2.63. Копирование сегментов для создания формы вращения

5 Выделите нижний сегмент, откройте список подобъектов и выберите Vertex (Вершина). Увеличьте отображение сцены в видовом окне, выделите верхнюю вершину и как можно точнее совместите ее с нижней частью сплайна, находящегося выше. Так как все сегменты, кроме подставки, являются Instance (Экземпляр) копиями, все действия, совершенные с одним сегментом автоматически произойдут со всеми остальными. В итоге все линии-сегменты окажутся совмещенными друг с другом (рис. 2.64). Линию для создания подставки пока оставьте без изменений.

Рис. 2.64. Совмещение точек сегментов

6. Теперь нам нужно чтобы все сегменты стали единым сплайном. Если все сегменты будут типа Instance (Экземпляр), то присоединить их друг к другу не удастся. Выделите все сегменты кроме линии Alta_lathe_form и в панели модификации под окном стека модификаторов нажмите кнопку Make unique (Сделать уникальным) (рис. 2.65). В появившемся диалоговом окне с вопросом нужно будет нажать кнопку Yes (Да), ответив утвердительно. После этого все копии сегмента станут независимыми и их можно будет редактировать каждую в отдельности.

Рис. 2.65. Получение независимых копий сегментов

7. Выделите первый сегмент и, нажав кнопку Attach (Присоединить) в свитке Geometry (Геометрия) панели модификации, присоедините к нему по очереди все сегменты, кроме линии Alta_lathe_form, созданной для подставки. В данном случае можно воспользоваться альтернативным способом присоединения, нажав кнопку Attach Mult. (Множественное присоединение) и выбрав из появившегося списка нужные объекты. Назовите новый объект Alta_lathe form_seg. Теперь выделите сплайн Alta_lathe_form, выберите подобъект Vertex (Вершина) и, выделив верхнюю точку, как можно точнее совместите ее с нижней частью сплайна Alta_lathe form_seg. Закройте список подобъектов и присоедините сегменты к форме будущей подставки. Осталось сплавить вершины, находящиеся на стыке сегментов, чтобы получилась единая форма вращения. Открыв список подобъектов, по очереди выделяйте по две точки на стыке каждого сегмента, затем нажимайте кнопку Fuse (Сплавить) и кнопку Weld (Сварка) (рис. 2.66). Всего такую операцию нужно проделать с двенадцатью группами точек.

Рис. 2.66. Слияние точек на стыках сегментов

8. Остался последний штрих в придании сплайну окончательной формы. Выберите подобъект Vertex (Вершина), прейдите к самым верхним точкам, нажмите кнопку Refine (Уточнить) и между первой и второй верхними точками вставьте еще две точки. Измените их тип на Bezier Corner (Угол Безье) и отредактируйте форму верхней части сплайна так, чтобы, повторяя контур стойки торшера на изображении, самая первая точка сплайна имела координату 0 по оси X и по оси Y (рис. 2.67). Самая последняя точка внизу также должна находиться в этих координатах по X и Y. Сохраните файл и продолжите с ним работу.

Рис. 2.67. Доводка верхней части формы стойки

9. Придав сплайну нужную форму, выберите из списка модификаторов Lathe (Обернуть). В области Align (Выровнять) нажмите кнопку Min (Минимально) и в поле Segments (Сегменты) свитка Parameters (Параметры) установите число, большее заданного по умолчанию значения 16; правда, в данном случае увеличение числа сегментов может привести к увеличению времени визуализации. Установите флажок Weld Core (Объединить ядро), для того чтобы центр модели смотрелся сглаженным. Если все сделано правильно, то модель должна получиться, как на рис. 2.68. В результате преобразований опорная точка координатных осей объекта сместилась от центра в сторону. В дальнейшем это может создать трудности с правильным расположением объекта в виртуальном пространстве, а также позиционирования других объектов относительно него. Поэтому нужно вернуть опорную точку в центр объекта. Это можно сделать, открыв на командной панели вкладку Hierarchy (Иерархия) и нажав в верхней ее части кнопку Pivot (Опора), тем самым открыв панель управления опорной точкой. Нажмите кнопку Affect Pivot Only (Влиять только на опорную точку), которая находится в области Move/ Rotate/Scale (Перемещение/Поворот/Масштабирование). В результате этого действия в области Alignment (Выравнивание) станут активными три кнопки. Нажмите самую верхнюю из них Center to object (Центрировать по объекту), и опорная точка переместится в центр созданной модели (рис. 2.69). Перейдите обратно в панель модификации, сохраните файл как Alta_Rack.max и продолжите с ним работу.

Рис. 2.68. Результат применения модификатора Lathe (Обернуть) к созданной форме

Рис. 2.69. Изменение положения опорной точки

10. Следующее действие – моделирование абажура и крепления его к стойке. Расположите готовую стойку так, чтобы ее нижняя грань совпадала с нижней гранью плоскости с наложенным изображением, а по осям X и Y она находилась в центре координат. Это необходимо для правильной центровки и подбора величины остальных деталей напольного светильника. Заготовка абажура строится как сплайн типа Circle (Окружность) радиусом 20 см, ее необходимо создать в видовом окне Top (Вид сверху) и расположить в центре координат. Перейдите в видовое окно Front (Вид спереди). Инструментом Select and Move (Выделить и переместить) поднимите окружность по оси Y на уровень верхней грани стойки. Сделайте еще две ее копии типа Copy (Копия), одну из которых поднимите по оси Y на 180 см от начала координат (высота модели торшера), а вторую оставьте на уровне нижней грани стойки. Назовите Circle_frame_top – окружность находящаяся сверху, а Circle_frame_bot – окружность находящаяся снизу. Далее они послужат для имитации проволочного каркаса абажура. Выделите окружность, которая была создана первой. Затем на панели модификации раскройте список модификаторов и выберите Extrude (Выдавливание). В поле Amount (Величина) введите значение 44 – это будет высота абажура. В области Capping (Накрытие) снимите флажки Cap Start (Накрыть в начале), Cap End (Накрыть в конце), для того чтобы объект получился полым внутри. Назовите объект Lampshade. Если сплайн был создан правильно, то в видовом окне Perspective (Перспектива) модель будет выглядеть, как на рис. 2.70.

Рис. 2.70. Результат применения модификатора Extrude (Выдавливание) к сплайну-окружности

11. Следующее действие – это моделирование проволочного каркаса абажура и крепления патрона с лампой. Выделите нижний сплайн окружности Circle_frame_bot. В панели модификации раскройте свиток Rendering (Визуализация). Установите флажки Enable in Renderer (Показать при Визуализации) и Enable in Viewport (Показать в видовом окне) и проследите, чтобы переключатель, расположенный ниже, был в положении Radial (Радиальный). В поле Thickness (Толщина) введите значение 0,3 – это будет толщина проволочного каркаса (рис. 2.71). Проделайте ту же операцию со сплайном Circle_frame_top.

Рис. 2.71. Преобразование сплайна в визуализируемый объект

12. Чтобы сделать крепление для патрона с лампой, необходимо скрыть объект Lampshade, имитирующий абажур. Это можно сделать, открыв на командной панели вкладку Display (Дисплей), раскрыв свиток Hide (Скрыть) и выделив в сцене объект, который нужно скрыть, нажать кнопку Hide Selected (Скрыть выделенное) (рис. 2.72). Объект перестанет отображаться в видовых окнах. Чтобы вернуть его на свое место, можно в том же свитке нажать кнопку Unhide All (Сделать видимым все). Также отобразить скрытые объекты можно, нажав кнопку Unhide by Name (Сделать видимым по имени), в появившемся диалоговом окне выбрать нужные объекты и нажать кнопку Unhide (Сделать видимым). После того как абажур был скрыт, перейдите в видовое окно Top (Вид сверху) и создайте визуализируемый сплайн типа Circle (Окружность) радиусом 2,5 см толщиной 0,3 см и поместите его в центр координат. Назовите новый объект Cirle_frame_small. Поменяйте вид на Front (Вид спереди) и поднимите только что созданный сплайн на высоту 142 см по оси Y. Создайте сплайн типа Line (Линия) из трех сегментов и соответственно четырех точек, который первой вершиной будет лежать на сплайне Circle_frame_bot, а четвертой на сплайне Cirle_frame_small (рис. 2.73). Сделайте сплайн визуализируемым с толщиной, как остальные части каркаса, 0,3 см и дайте ему название Line_frame.

Рис. 2.72. Свиток Hide (Скрыть) на командной панели

   Рис. 2.73. Часть сплайна для моделирования каркаса абажура

   Внимание!
   В прошлой версии 3ds Max появились новые инструменты работы с опорной точкой, повышающие интерактивность и удобство работы с объектом. На вкладке Hierarchy (Иерархия) теперь есть свиток Working Pivot (Рабочая опорная точка). Если нажать в этом свитке кнопку Use Working Pivot (Использовать рабочую опорную точку), отобразится новая опорная точка (рабочая), независимая от основной. Теперь преобразования объекта (перемещение, вращение, масштабирование) будут осуществляться относительно рабочей опорной точки. Чтобы перемещать и поворачивать рабочую опорную точку, необходимо в том же свитке нажать кнопку Edit Working Pivot (Редактировать опорную точку). Для отключения режима работы с рабочей опорной точкой достаточно еще раз нажать активную кнопку Use Working Pivot (Использовать рабочую опорную точку), чтобы она стала неактивной. При этом положение основной опорной точки объекта останется без изменений.

   13. Следующим действием нужно создать еще три копии сплайна Line_frame и расположить по периметру окружности Cirle_frame_small. Сделать это можно, по очереди копируя и позиционируя объекты. Но это займет некоторое время и точно позиционировать объекты без ввода тщательно выверенных координат вряд ли получится. Также это можно сделать быстрее. Для этого перейдите в видовое окно Top (Вид сверху). Не снимая выделение с объекта Line_frame, откройте на командной панели вкладку Hierarchy (Иерархия). В свитке Working Pivot (Рабочая опорная точка) нажмите кнопку Edit Working Pivot (Редактировать рабочую опорную точку). С помощью инструмента Select and Move (Выделить и переместить) и окна точного ввода координат Move Transform Type-in (Ввод данных преобразования перемещения), которое можно открыть, нажав на клавиатуре F12, переместите рабочую опорную точку объекта так, чтобы ее координата по оси X и Y была равна нулю. Нажмите кнопку Use Working Pivot (Использовать рабочую опорную точку). Перейдите на панель модификации. На панели инструментов включите угловую привязку, нажав кнопку Angle Snap Toggle (Угловая привязка), и нажмите кнопку Select and Rotate (Выделить и повернуть). В окне вида Top (Вид сверху), зажав клавишу Shift, поверните объект на 90° вокруг своей оси. После того как будет отпущена левая кнопка мыши, появится окно, в котором нужно будет выбрать тип копирования Instance (Экземпляр) и число копий три. Нажмите кнопку OK, и три копии объекта будут размещены вокруг оси вращения (рис. 2.74).

Рис. 2.74. Копирование вокруг оси вращения

14. В результате проделанных действий получится модель рамы абажура (рис. 2.75). Перейдите в окно вида Perspective (Перспектива). Инструментом Unhide by Name (Сделать видимым по имени) на вкладке Display (Дисплей) отобразите скрытый объект Lampshade и скройте плоскость, на которую наложено изображение. Теперь если нажать на клавиатуре F9 для быстрой визуализации сцены в выбранном видовом окне, то визуализированная модель должна быть похожа на рис. 2.76. Данную модель можно использовать в сценах для задних планов или для сцен, создаваемых на компьютерах небольшой мощности. Чтобы использовать модель для передних и крупных планов при визуализации в сцене, модель нужно некоторым образом доработать. Преобразовать модель в полигональную сетку и сгладить некоторые ее части. Сохраните файл как Alta_Low.max и завершите работу с файлом.

Рис. 2.75. Модель каркаса в окне Perspective (Перспектива)

Рис. 2.76. Визуализированная модель торшера

Основы полигонального моделирования

Объекты Editable Poly (Редактируемый полигон) и Editable Mesh (Редактируемая сетка)

   Объект Editable Mesh (Редактируемая сетка) предназначен для создания основных форм трехмерных моделей. Он не является параметрическим объектом, то есть у него нет параметров, как, например, у примитивов. Модификация объектов Editable Mesh (Редактируемая сетка) осуществляется с помощью подобъектов Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Face (Грань), Polygon (Полигон), Element (Элемент). Подобъекты доступны на командной панели Modify (Модификация) при открытии списка. Практически любой трехмерный объект можно преобразовать в редактируемую сетку. После преобразования его можно использовать для полигонального моделирования.
   Одним из самых мощных средств моделирования в 3ds Max 2009 является Editable Poly (Редактируемый полигон). С его помощью можно создать практически любую модель. Полигональное моделирование и объекты из редактируемой сетки широко используются при создании моделей для компьютерных игр, виртуальных миров в Интернете и других систем, использующих рендеринг в реальном времени. Кроме того, полигональным моделированием можно создать такие сложные архитектурные объекты, как лепнина. С помощью полигонов можно смоделировать и интерьерные объекты – сложной формы диваны, растения и даже водяные струи. Вкратце некоторые из возможностей полигонального моделирования:
   • Возможность управлять выбором подобъектов с помощью растяжения, сжатия и перемещения выделения по пути окружности или петли (рис. 2.77).

Рис. 2.77. Перемещение выделения в направлении стрелок с помощью функции Ring (Кольцо)

• Инструмент предварительного просмотра выделения Preview Selection (Предпросмотр выделения) появился в 3ds Max 2008. Он находится в свитке Selection (Выделение) панели модификации и при установке соответствующего переключателя подсвечивает желтым цветом подобъект, который будет выделен при следующем нажатии левой кнопки мыши (рис. 2.78).

Рис. 2.78. Использование инструмента предварительного просмотра Preview Selection (Предпросмотр выделения)

• Для придания определенной формы полигональному объекту используются инструменты Extrude (Выдавить) и Bevel (Скос). Это основные операции, которые приходится проделывать с полигонами моделей для придания им задуманного вида (рис. 2.79).

Рис. 2.79. Детали светильника созданы из примитивов с помощью операций Extrude (Выдавить) и Bevel (Скос)

• Инструмент Bridge (Переход) для создания поверхностей между выделенными ребрами или полигонами двух и более фигур, которые составляют один объект. Можно использовать как при создании граней в виде петли (рис. 2.80), так и при создании ровных граней между частями модели. Кроме того, данный инструмент можно применять как альтернативу булевой операции вычитания при создании проемов в моделях стен.

Рис. 2.80. Создание переходной поверхности между полигонами и диалоговое окно Bridge Polygons (Переходные полигоны)

• При необходимости удаления ребер (только если ребра не плоские) новый режим Clean Remove (Чистое удаление) позволяет удалить за один проход ненужные грани. При этом геометрия объекта изменится согласно сделанному редактированию (рис. 2.81). Для вызова данного режима достаточно нажать и удерживать клавишу Ctrl при нажатии кнопки Remove (Удалить) в свитке Edit Edges (Редактирование граней).

Рис. 2.81. Изменение геометрии объекта с помощью режима Clean Remove (Чистое удаление)

• Режим Open (Открыть) при создании скошенных подобъектов в диалоговом окне Chamfer Vertices/Edges/Borders (Скос вершин/ребер/граней) позволяет вместо поверхности скоса оставить открытое отверстие (рис. 2.82).

Рис. 2.82. Срезанное ребро объекта и диалоговое окно создания среза

• Режим Pinch/Slide (Задержка/Скольжение), доступный в диалоговом окне Connect Edges/Borders (Соединение ребер/граней), позволяет изменить позиционирование вновь созданных ребер или граней с помощью задержки и скольжения (рис. 2.83).

Рис. 2.83. Создание новых ребер и полигонов с помощью функции Connect Edges (Соединение ребер)

• При разбиении поверхности полигонального объекта можно использовать режим Show Cage (Показать сетку), в котором разными цветами отображаются выделенные и невыделенные ячейки сетки модели (рис. 2.84).

   Рис. 2.84. Выделенные и невыделенные ячейки сетки

   Объекты Editable Poly (Редактируемый полигон) имеют в своем арсенале те же инструменты что и Editable Mesh (Редактируемая сетка), кроме того, у объектов Editable Poly (Редактируемый полигон) есть несколько дополнительных инструментов и особенностей, поэтому работать более удобно именно с этими объектами.
   Более подробно об этих и других инструментах, относящихся к моделированию, можно прочитать в руководстве пользователя, которое в электронном виде поставляется вместе с программой.

Доработка модели стен с помощью простого полигонального моделирования

   Созданную ранее модель стен необходимо доработать, а также создать модели пола, потолка и второго уровня стен. Это можно сделать, используя полигональное моделирование. Преобразуем стены в полигональную сетку и путем несложных операций создадим недостающие части модели. Кроме того, для дальнейшего управления проектом удобно воспользоваться менеджером слоев. Стены каждого этажа можно поместить в отдельный слой. В каждый отдельный слой нужно будет поместить также мебель для разных помещений. Так как в сцене планируется показать естественное освещение из окна и искусственное освещение, то источники для разных схем лучше поместить в разные слои. Это удобно, потому что если в менеджере слоев отключить для выбранного слоя параметр Render (Визуализация), то свет от источников, находящихся в этом слое, также не визуализируется. Новые слои в основной сцене будут создаваться по мере появления объектов для их наполнения. Прежде всего, создадим слой для первого уровня стен, а затем доработаем модель:
   1. Откройте ранее сохраненный файл Walls_project1.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Сохраните файл как Walls_project2.max.
   Выделите в сцене объект Walls_line. На панели инструментов нажмите кнопку Layer Manager (Менеджер слоев). Откроется окно менеджера слоев. Все объекты сцены по умолчанию находятся в основном слое Default (По умолчанию). Объект Plane с изображением плана помещения остается в основном слое, а модель стен первого уровня перенесем в новый слой. На панели управления менеджера слоев нажмите кнопку Create New Layer (Создать новый слой) (рис. 2.85). Выделенный в сцене объект автоматически перенесется во вновь созданный слой. Назовите новый слой Walls_F_Floor. Теперь с помощью менеджера слоев, или панели Layers (Слои) можно управлять отображением объектов слоя. Сбросьте выделение со всех объектов сцены и создайте с помощью кнопки Create New Layer (Создать новый слой) менеджера слоев новый слой. Назовите новый слой Walls_S_Floor и активным пока оставьте слой Walls_F_Floor, то есть в менеджере слоев справа от названия установите флажок. Теперь все вновь созданные объекты автоматически будут помещаться в активный слой. Закройте менеджер слоев и продолжите работу со сценой.

Рис. 2.85. Создание новых слоев

2. Далее будем работать в окне проекции Perspective (Перспектива). Щелкните правой кнопкой на названии окна и в контекстном меню напротив пункта Edged Faces (Грани на полигонах) установите флажок. Скройте плоскость с изображением плана. Выделите объект Wall line и в окне Perspective (Перспектива) щелкните по объекту правой кнопкой мыши. В появившемся контекстном меню (рис. 2.86) выберите пункт Convert to → Convert to Editable Poly (Преобразовать в → Преобразовать в редактируемый полигон).

Рис. 2.86. Преобразование модели в полигональную сетку

3. Теперь нужно соединить некоторые точки на модели, создав тем самым дополнительные ребра. Откройте список подобъектов и выберите Vertex (Вершина). Выделите две угловых вершины на верхнем полигоне, откройте свиток Edit Vertices (Редактирование граней) и нажмите кнопку Connect (Соединить). Между двумя выделенными точками появится новое ребро (рис. 2.87). Точно так же создайте еще несколько ребер по верхней части модели (рис. 2.88). Это нужно для более удобного дальнейшего редактирования частей объекта. В результате преобразовании модели в полигональную сетку появились паразитные ребра (на рис. 2.88 отмечены стрелками), которые нужно удалить, выбрав подобъект Edge (Ребро), по очереди выделяя их и нажимая кнопку Remove (Удалить) в свитке Edit Vertices (Редактирование граней). Повторите вышеуказанные действия с нижней частью модели стен.

Рис. 2.87. Создание нового ребра

Рис. 2.88. Удаление паразитных ребер

4. Продолжая редактировать объект, создадим оконный проем на эркере. Для этого в списке подобъектов выберите Edge (Ребра) и, зажав клавишу Ctrl, выделите группу ребер на лицевой и внутренней части эркера (рис. 2.89). Всего количество выделенных ребер должно равняться 30. В свитке Edit Edges (Редактирование ребер) нажмите кнопку Connect (Соединить), и все выделенные ребра соединятся между собой новыми ребрами, перпендикулярными выделенным (см. рис. 2.89). Не снимая выделение с новых ребер, перейдите в окно Front (Вид спереди) и, ориентируясь по сетке, поместите ребра в точку с координатой 50 по оси Y. Это будет высота подоконника эркера.

Рис. 2.89. Выделение ребер для проведения операции Connect (Соединить)

5. Выберите подобъект Polygon (Полигон). Выделите полигоны с внешней и внутренней стороны эркера, исключая полигоны будущего подоконника. Нажмите кнопку Bridge (Мост) расположенную в свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов). Получится проем, который необходимо будет доработать (рис. 2.90).

Рис. 2.90. Результат применения операции Bridge (Мост) к выделенным полигонам

6. Выделив, удалите полигоны, получившиеся в результате операции Bridge (Мост) в верхней части эркера. Помимо всего прочего, в боковых частях проема образовались не совсем правильные полигоны, которые в будущем могут создать проблемы при визуализации (рис. 2.91). Их необходимо удалить, а на их месте создать новые. Прежде чем удалить полигоны, выделите слева две вершины, указанные на рис. 2.92, и соедините их новым ребром командой Connect (Соединить). После этого удалите боковые полигоны слева, выделив их и нажав клавишу Del на клавиатуре, так чтобы на их месте образовалось прямоугольное отверстие.

Рис. 2.91. Полигоны, подлежащие удалению

Рис. 2.92. Вершины, которые нужно соединить

7. Чтобы создать новый полигон на месте удаленных, выделите подобъект Polygon (Полигон), откройте в панели модификации свиток Edit Geometry (Редактирование геометрии) и нажмите кнопку Create (Создать). Перейдите в видовое окно Perspective (Перспектива) и щелкните левой кнопкой мыши по очереди на тех вершинах, которые будут принадлежать новому полигону. Причем указывать вершины нужно по порядку, как бы описывая периметр полигона (рис. 2.93). На той вершине, с которой начиналось создание нового полигона, необходимо щелкнуть два раза: в начале и в конце, как бы замыкая периметр. Повторите указанные операции с правыми боковыми полигонами.

Рис. 2.93. Порядок указания вершин при создании нового полигона

Моделирование стен первого этажа завершено (рис. 2.94). Переименуйте объект, назовите его Walls_F_Floor.

Рис. 2.94. Готовая модель стен первого уровня

8. Откройте менеджер слоев и создайте в нем новый слой Floors, сделайте его активным, установив флажок рядом с именем. В этом слое будут находиться перекрытия между уровнями, а также пол первого уровня. Теперь необходимо создать пол, потолок и второй уровень стен. Для этого из ребер нижней части модели стен сделаем сплайн, который послужит в качестве формы для модели потолка. Откройте список подобъектов модели Walls_F_Floor и выберите Edge (Ребро). Выделите любое ребро на нижней плоскости модели и в свитке Selection (Выделение) нажмите кнопку Loop (Цикл). Если все точки были соединены правильно, то после нажатия кнопки выделенными окажутся все ребра по внешнему периметру. Перейдите в свиток Edit Edges (Редактирование ребер) и нажмите кнопку Create Shape From Selection (Создать форму из выделения). В открывшемся диалоговом окне Create Shape (Создать форму) введите имя нового сплайна Floor_F_line и установите переключатель Shape Type (Тип формы) на Linear (Линейный) (рис. 2.95). Из выделенных ребер образуется новый замкнутый сплайн. Сделайте дубликат сплайна типа Copy (Копия) и по оси Z поднимите его на 280 см от сплайна, созданного первым. Он будет называться Floor_S_line. Это будет форма перекрытия потолка первого уровня, который одновременно будет являться полом второго уровня. Выделите сплайн, созданный первым, и примените модификатор Extrude (Выдавливание) со значением Amount (Величина) -30. Следующим действием выделите второй сплайн и также примените к нему модификатор Extrude (Выдавливание) только со значением 30 (рис. 2.96). Созданные перекрытия плотно без зазоров примыкают к модели стен и в будущем можно не опасаться ненужных переотражений света, возникающих при наличии очень меленьких зазоров между объектами, которые должны плотно прилегать друг к другу.

Рис. 2.95. Создание формы из выделения

Рис. 2.96. Создание перекрытий двух уровней

9. Преобразуйте только что созданные модели перекрытий в Editable Poly (Редактируемый полигон) и временно скройте слой Floors, поставив в менеджере слоев значок в столбце Hide (Скрыть). Теперь создадим стены второго уровня. Сделайте активным слой Walls_S_Floor. Вновь созданные объекты теперь будут попадать в этот слой. Как и в предыдущем случае, выделите ребра по периметру объекта Walls_F_Floor и создайте из них новый сплайн, который назовите Walls_S_Floor. Поднимите его на высоту 310 см от первоначального уровня по оси Z. Откройте список подобъектов, выберите Spline (Сплайн) и в видовом окне выделите подобъект. В свитке Geometry (Геометрия) на панели модификации нажмите кнопку Outline (Контур) и в поле рядом введите значение 56. Это будет толщина стен второго уровня. Закройте список подобъектов и примените к сплайну модификатор Extrude (Выдавливание) со значением 280 (рис. 2.97). Преобразуйте объект Walls_S_Floor в полигональную сетку. Соедините вершины с помощью кнопки Connect (Соединить), как в случае с первым уровнем стен, и удалите паразитные ребра.

   Рис. 2.97. Модель второго уровня стен

   Совет
   Чтобы было удобнее работать с моделью и не мешали другие объекты, присутствующие в сцене, можно по очереди скрывать и отображать их. Однако есть другой более быстрый способ, он заключается в изоляции выделенного объекта от остальной сцены. Для этого нужно выделить объект, щелкнуть по нему правой кнопкой мыши и из появившегося контекстного меню выбрать Isolate Selection (Изолировать выделенное). В результате этого все объекты, кроме выделенного, перестанут отображаться в видовых окнах. Чтобы вернуть отображение объектам сцены, нужно закрыть окно предупреждения Isolate Selection Mode (Режим изоляции выделенного).

   10. Осталось сделать проемы в стенах первого и второго уровня. Скройте слой Walls_S_Plane или, выделив стены первого этажа, воспользуйтесь командой контекстного меню Isolate Selection (Изолировать выделенное). Для создания ребер проемов в существующей модели воспользуемся инструментом Connect (Соединить), а затем инструментом Bridge (Мост). Отобразите в видовых окнах объект Plane01, чтобы можно было приблизительно разметить места новых ребер для первого проема. Выделите модель стен первого уровня и нажмите на клавиатуре клавиши Alt X. Выделенный объект станет полупрозрачным, однако все его ребра и грани по-прежнему будут выделены белым цветом. Перейдите в видовое окно Top (Вид сверху). Откройте список подобъектов модели стен и выберите Edge (Ребро). Выделите любое ребро перегородки, закрывающей эркер от остальной части комнаты, и нажмите кнопку Ring (Кольцо), все четыре параллельных ребра перегородки будут автоматически выделенны. Далее в свитке Edit Edges (Редактирование ребер) нажмите кнопку Connect (Соединить) В открывшемся окне в соответствующие поля введите значения Segments (Сегменты) и Pinch (Сжатие) 2 и 42 соответственно и нажмите кнопку OK (рис. 2.98). Значение параметра Pinch (Сжатие) выбрано таким образом, чтобы новые ребра приблизительно располагались в местах граней будущего проема, согласно чертежу. После этого выберите подобъект Vertex (Вершина) и отрегулируйте положение вершин, получившихся в результате разреза полигона. Координата по оси Y у четырех вершин, лежащих на положительной области координатной сетки, должна быть 120, у двух других, лежащих в отрицательной области сетки, соответственно -120.

   Рис. 2.98. Соединение существующих ребер для создания новых

   Примечание
   В случае если после нажатия комбинации клавиш Alt+X объект не становится прозрачным, щелкните по нему правой кнопкой мыши в видовом окне. Из появившегося контекстного меню выберите пункт Object Properties (Свойства объекта), с помощью которого можно открыть одноименное диалоговое окно. В диалоговом окне в области Display Properties (Свойства отображения) отожмите кнопку By Layer (Относительно слоя), и она изменит название на By Object (Относительно объекта). После этого сочетание клавиш Alt+X для этого объекта будет работать по назначению. Для того чтобы все вновь создаваемые объекты изменяли свои свойства независимо от слоя, необходимо в главном меню выбрать пункт Customize (Настройка) → Preferences (Свойства). В открывшемся окне выберите вкладку General (Главный). В области Layer Defaults (Слои по умолчанию) снимите флажок Default to By Layer for New Nodes (По умолчанию относительно слоя для новых узлов).

   11. Перейдите в окно вида Perspective (Перспектива) и снова нажмите сочетание клавиш Alt+X, чтобы вернуть объекту тонированный режим отображения. Теперь нужно будет создать ребра верхнего уровня проема. Для этого снова выберите подобъект Edge (Ребро) и выделите два только что созданных вертикальных ребра на полигоне перегородки обращенном к эркеру. Нажмите кнопку Connect (Соединить) и в поле Segments (Сегменты) открывшегося окна введите значение 1 (рис. 2.99). Не снимая выделения с нового ребра, поднимите его на координату 240 по оси Z – это будут высота проема. Так как предполагается сделать еще несколько проемов в стенах первого уровня, удобнее будут выделить все вертикальные ребра внутренней части помещения инструментом Ring (Кольцо) и с помощью инструмента Connect (Соединить) соединить новым ребром все выделенные. Поднимите только что созданные ребра на координату 240 по оси Z. Повторите вышеуказанные операции для внешних вертикальных ребер модели стен (рис. 2.100).

Рис. 2.99. Соединение выбранных ребер

Рис. 2.100. Соединение существующих ребер на внешних и внутренних гранях модели

12. Скройте план помещения. Выберите из списка подобъектов Polygon (Полигон). Для создания проемов необходимо выделить полигоны, на месте которых будет проем с лицевой и обратной стороны, и нажать кнопку Bridge (Мост) в свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов). В открывшемся окне оставить параметры по умолчанию и нажать кнопку OK. После этого удалите паразитные полигоны, образовавшиеся в результате операции в нижней части проемов (рис. 2.101). Осталось доделать еще три проема. Ориентируясь по рис. 2.102, выделите и инструментом Bridge (Мост) соедините два полигона на тонком выступе и перегородке. Переместите нижний полигон проема на -35 см по оси Z, чтобы получился стандартный дверной проем равный 205 см. Повторите указанные операции с другим проемом. Далее инструментом Connect (Соединить) сделайте новые ребра на двух полигонах одного из проемов в капитальных стенах на высоте 50 см от нижней плоскости помещения (рис. 2.102). Выделите вновь созданные полигоны и соедините их командой Bridge (Мост). В этом проеме планируется установить аквариум.

Рис. 2.101. Создание проемов с помощью инструмента Bridge (Мост)

Рис. 2.102. Создание новых частей модели с помощью инструмента Bridge (Мост)

13. Отобразите второй уровень помещения, а первый скройте с помощью менеджера слоев. Как и в стенах первого этажа, используя инструменты Connect (Соединить) и Bridge (Мост), создайте проем в эркере стен второго уровня, с той лишь разницей, что перегородка высотой 40 см остается не в нижней, а в верхней части помещения (см. рис. 2.103). Сделайте проемы для дверей так же, как проемы на первом этаже. После создания проемов выберите подобъект Polygon (Полигон), выделите два полигона во вновь созданных проемах для дверей (см. рис. 2.103) и передвиньте их вниз по оси Z на 35 см, чтобы получились стандартные дверные проемы высотой 205 см. Отобразите оба уровня стен. Перейдите в видовое окно Top (Вид сверху), выделите стены второго уровня (объект Walls_S_Floor) и нажмите сочетание клавиш Alt+X, чтобы сделать объект прозрачным. Выберите подобъект Vertex (Вершина) и с помощью передвижения точек подгоните форму стен эркера второго уровня под форму стен первого. Если ширина и толщина прямоугольных стен двух уровней будет немного не совпадать, это не существенно (в жизни такое тоже иногда встречается), так как перекрытие между этажами не даст проявиться этим неточностям.

Рис. 2.103. Изменение положения полигонов в пространстве

14. Отобразите все объекты сцены, кроме плоскости с планом помещения. Если визуализировать сцену, то эркер первого этажа будет выглядеть сглаженным, а эркер второго этажа и полукруглые части перекрытий будут с явно выраженными гранями. Чтобы все объекты сцены выглядели одинаково сглаженными, выделите один из объектов с несглаженными гранями, откройте подобъект Polygon (Полигон), с помощью рамки выделения выделите все полигоны объекта. На панели модификации перейдите в свиток Polygon Properties (Свойства полигона) и нажмите последовательно кнопки Clear All (Очистить все), а затем Auto Smooth (Автосглаживание). После этого грани на объекте станут сглаженными (рис. 2.104). Повторите операцию с другими объектами, имеющими несглаженные грани. Сделайте активным слой Floors, затем создайте еще одну копию перекрытия и поднимите ее по оси Z до координаты 590 – это будет перекрытие верхнего уровня. После завершения работы сохраните файл.

Рис. 2.104. Сглаживание граней полигонов

Примитивы как основа для создания полигональных объектов

Как уже было сказано выше, с помощью полигонального моделирования можно построить множество разнообразных трехмерных моделей. Однако для того чтобы начать редактировать полигональную сетку, необходимо за основу взять какой-то объект, который затем преобразовать в Editable Poly (Редактируемый полигон). Объектом, который может послужить основой для создания модели, может быть любой из набора 3ds Max 2009. Например, примитив, сплайн или даже NURBS-поверхность и т. д. Как правило, его выбирают, согласуясь с общей формой будущей модели. Хотя и здесь могут быть вариации. К примеру, автомобиль можно смоделировать, взяв за основу примитив типа Box (Параллелепипед) или примитив типа Plane (Плоскость). Обыкновенную лампочку можно сделать, начав с примитива Sphere (Сфера) или с примитива Cylinder (Цилиндр).
В данном разделе будет описано создание нескольких моделей для проектируемой сцены, основой которых послужат различного вида примитивы. В начале будет описано создание такой несложной модели, как рамы для эркера будущего двухуровневого помещения (рис. 2.105).

Рис. 2.105. Модель рамы для эркера

1. Откройте файл Index.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Пересохраните файл в папку Models как Frames_Wind.max. Прежде всего, необходимо создать заготовку для модели рам. Внутренний радиус стен эркера составляет 180 см, а внешний – 236 см. Таким образом, толщина стен эркера составляет 56 см. Центр модели рам будет располагаться на расстоянии 3/4 этой величины, то есть радиус окружности, вдоль которой будут расположены рамы, – 180 + 42 = 222 см. Перейдите в видовое окно Top (Вид сверху) и в центре координат создайте форму типа Circle (Окружность) радиусом 222 см. На панели модификации в свитке Interpolation (Интерполяция) в поле Steps (Шаги) введите значение 4 (рис. 2.106).

Рис. 2.106. Настройки формы для ориентации модели в плоскости

2. Если сейчас в сцене создать плоскость по размерам помещения и в качестве карты диффузного цвета наложить на нее изображение плана, как было описано выше, то станет ясно, что модель рамы для эркера будет состоять из шести частей (по сегментам сплайна) (рис. 2.107), каждый из которых будет шириной 69,7 см. Заготовкой для модели послужит примитив Box (Параллелепипед). Перейдите в видовое окно Left (Вид слева) и создайте объект Box (Параллелепипед) с параметрами Length (Длина) – 500, Width (Ширина) – 418, Height (Высота) – 4 и расположите в середине направляющего сплайна (рис. 2.108). Назовите новый объект Frame_Win. Число сегментов параллелепипеда: Length Seg – 2, Width Seg – 6, Height Seg – 1.

Рис. 2.107. Направляющие для будущих рам

Рис. 2.108. Заготовка модели рам эркера

3. Преобразуйте объект в Editable Poly (Редактируемый полигон). Откройте список подобъектов и выберите Vertex (Вершина). Перейдите в окно вида Top (Вид сверху) и при помощи инструментов Select and Move (Выделить и переместить) и Select and Rotate (Выделить и повернуть) разместите точки объекта по направляющему сплайну (рис. 2.109).

Рис. 2.109. Изменение положения точек согласно направляющему сплайну

4. Перейдите в видовое окно Perspective (Перспектива). Не снимая выделение с объекта, выберите подобъект Polygon (Полигон). Выделите полигоны лицевой и обратной стороны объекта, стараясь не выделить случайно боковые и верхние полигоны (всего должно быть выделено 24 полигона). В свитке Edit Polygons (Редактировать полигоны) на панели модификации нажмите кнопку со значком окошка рядом с кнопкой Insert (Вставить) и открывшемся окне в поле Insert Amount (Значение вставки) введите 4 (рис. 2.110). Это означает, что вставка полигона произойдет с рамкой 4 см. Обязательно поставьте переключатель Insert Type (Тип вставки) в положение By polygon (По полигону); это необходимо для того, чтобы операция вставки прошла отдельно с каждым выделенным полигоном. Нажмите кнопку OK, чтобы подтвердить выбранную операцию.

Рис. 2.110. Операция вставки полигонов

5. Следующим действием выделите полигоны получившихся рамок с лицевой и обратной стороны объекта (боковые и верхние полигоны не должны быть выделены) и в свитке Edit Polygons (Редактировать полигоны) нажмите кнопку с изображением окошка рядом с кнопкой Extrude (Выдавливание). В появившемся диалоговом окне установите переключатель Extrusion Type (Тип выдавливания) в положение Local Normal (Локальная нормаль) (рис. 2.111). Это нужно для того, чтобы выдавливание происходило по направлению нормали каждого выделенного полигона, а не по направлению общей нормали группы выделенных полигонов. В поле Extrusion Height (Величина выдавливания) установите значение 2 и нажмите кнопку OK.

Рис. 2.111. Выдавливание выделенных полигонов

6. Чтобы немного расширить поперечные рамы в середине модели, перейдите в видовое окно Left (Вид слева). Выберите подобъект Vertex (Вершина) и, выделив верхние точки рамы, сдвиньте их по оси Y на 2 см. Далее выделите нижние точки поперечной рамы и также сдвиньте их по оси Y только на -2 см. Таким образом, рама окажется шириной 8 см (рис. 2.112).

Рис. 2.112. Придание части рамы дополнительной ширины

7. Так как в сцене планируется показать дневное естественное и искусственное вечернее освещение, нужно сделать две модели окон. При естественном свете стекла окон изнутри помещения, как правило, не видны и можно сделать модель окон без стекол, только с рамами. Это несколько ускорит визуализацию. При искусственном освещении свет направлен из помещения наружу, в результате чего пространство помещения и источники света, если смотреть изнутри, будут отражаться в стеклах окон. Поэтому в модели окна для сцены вечернего освещения нужно будет оставить полигоны, находящиеся между рамами. Для этого в последующем будет создан материал стекла. Сделайте копию объекта Frame_Win и назовите ее Frame_Win_Day. Другую модель назовите Frame_Win_Night. Выделите объект Frame_Win_Day и с помощью инструмента Bridge (Мост) создайте проемы между рамами (рис. 2.113). Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 2.113. Модели окон для сцены с дневным и вечерним освещением

Для большей достоверности и распределения внимания зрителя на эскизах проектов дизайна помещений обычно располагают предметы интерьера, которые после создания помещения предположительно могут в нем находиться. Это могут быть, к примеру, вазы с цветами, элементы декора, аксессуары, предметы обихода и инструменты. Следующий объект строится с помощью полигонального моделирования из примитива Sphere (Сфера) и представляет собой напольный светильник-кашпо с ампельным растением (рис. 2.114).

Рис. 2.114. Модель напольного светильника

При создании модели напольного светильника будет использована одна из особенностей работы с полигональной сеткой – так называемое мягкое выделение (Soft Selection). Оно применяется для создания сглаженных кривых на каркасном объекте. Мягкое выделение создается как область влияния вокруг выделенного объекта (рис. 2.115). Размер области влияния задается параметром Falloff (Спад), форма спада – параметрами Bubble (Пузырь) и Pinch (Сжатие). Недостатком мягкого выделения является то, что все выполненные с его помощью преобразования являются необратимыми.

   Рис. 2.115. Мягкое выделение вершин объекта и его параметры

   Для моделирования вышеописанного объекта проделайте следующее.
   1. Откройте файл Index.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Пересохраните его в папку Models каталога с проектом как Sphere_Light.max. В окне вида Top (Вид сверху) создайте примитив Sphere (Сфера) радиусом 17,5 см. Остальные параметры примитива оставьте по умолчанию. Расположите его в точке с координатами (0, 0, 0). Преобразуйте объект в Editable Poly (Редактируемый полигон) и назовите его Sphere_Light.
   2. Измените вид на Perspective (Перспектива). Инструментом Select and Scale (Выделить и масштабировать) масштабируйте объект до 85 % по оси Z. Не снимая выделение с объекта, выберите подобъект Edge (Ребро) и с помощью кнопки Ring (Кольцо) выделите группу ребер, соединяющих вторую и третью параллель от верхней точки сферы (рис. 2.116). Кнопкой Connect (Соединить) создайте новую параллель, которая будет пересекать выделенные ребра посередине.

Рис. 2.116. Выделение ребер кнопкой Ring (Кольцо)

3. Выберите подобъект Vertex (Вершина). Выделите верхнюю центральную вершину сферы. Откройте свиток Soft Selection (Мягкое выделение), установите флажок Use Soft Selection (Использовать мягкое выделение) и закройте свиток. Перейдите к подобъекту Polygon (Полигон). Выделите полигоны получившейся плоскости и в свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов), нажав кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Extrude (Выдавливание), в открывшемся диалоговом окне в поле Extrusion Height (Величина выдавливания) введите -15. На эту величину будут выдавлены выделенные полигоны вниз по оси Z, согласно направлению их нормалей (рис. 2.117). Сбросьте флажок Affect Backfacing (Воздействовать на задние грани). Настройте остальные параметры мягкого выделения (см. рис. 2.117) и, перейдя в окно вида Front (Вид спереди), инструментом Select and Move (Выделить и переместить) переместите выделенную вершину (следом за ней переместится область влияния мягкого выделения) вниз по оси Y до выравнивания области мягкого выделения в одну плоскость (см. рис. 2.117).

Рис. 2.117. Использование мягкого выделения для выравнивания вершин

4. Снимите флажок Use Soft Selection (Использовать мягкое выделение) и закройте свиток. Перейдите к подобъекту Polygon (Полигон). Выделите полигоны получившейся плоскости и в свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов), нажав кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Extrude (Выдавливание), в открывшемся диалоговом окне в поле Extrusion Height (Величина выдавливания) введите -15. На эту величину будут выдавлены выделенные полигоны вниз по оси Z, согласно направлению их нормалей (рис. 2.118).

Рис. 2.118. Выдавливание полигонов для создания емкости под растение

5. Выбрав подобъект Edge (Ребро), выделите с помощью кнопки Loop (Цикл) ребра по краю отверстия в сфере и, перейдя в окно Front (Вид спереди), опустите их по оси Y до уровня следующей параллели ребер. Перейдите к подобъекту Polygon (Полигон). Выделите полигоны по краю отверстия и с помощью инструмента Extrude (Выдавливание) выдавите выделенные полигоны на 0,1 см (рис. 2.119). Далее, не снимая выделение, нажмите кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Bevel (Скос) и в открывшемся окне введите параметры операции скоса (рис. 2.120). Нажмите кнопку OK, применив указанные параметры. Произведите еще две операции Bevel (Скос) с выделенными полигонами. Для первой операции параметр Height (Высота) равен 0,4 см, а Outline Amount (Величина контура) – 0,5 см. Для следующей операции скоса параметры Height (Высота) и Outline Amount (Величина контура) должны быть 0,4 и -0,5 соответственно. Получится ободок по краю отверстия в сфере (рис. 2.121).

Рис. 2.119. Выдавливание выделенных ребер

Рис. 2.120. Параметры операции скоса полигонов

Рис. 2.121. Результат применения операции скоса к полигонам

6. С помощью описанных выше инструментов создайте подставку светильника (рис. 2.122) в нижней части сферы. Радиус подставки должен совпадать с радиусом ободка в верхней части модели, а общая высота должна быть (включая скос) 2,5 см. При этом высота скоса 0,5 см. После окончания операций закройте список подобъектов.

Рис. 2.122. Подставка в нижней части модели

7. В окне вида Top (Вид сверху) создайте примитив Cylinder (Цилиндр) радиусом 8,25 см, а высотой 11,5 см. Параметр примитива Cap Segments (Сегменты крышки) установите равным 6. Назовите новый объект Ground, он будет имитировать почву. Для придания соответствующей неравномерности объекту, имитирующему почву, воспользуемся модификатором Noise (Шум), параметры которого можно установить согласно рис. 2.123. Попробуйте поэкспериментировать с параметрами модификатора Noise (Шум), чтобы добиться более реалистичного вида модели почвы. Величина фракции шума зависит от числа сторон цилиндра (параметр Side), от количества сегментов верхней части объекта (параметр Cap Segments), а также от величины параметра Scale(Mасштаб) модификатора Noise (Шум). Однако не стоит забывать, что увеличение числа сегментов и сторон цилиндра приводит к увеличению общего числа полигонов сцены, что в дальнейшем может сказаться на времени ее визуализации. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 2.123. Модификатор Noise (Шум) для придания неравномерности модели почвы

Два способа создания комнатного растения

   Так как конструкция реального светильника-кашпо предусматривает ампельное растение, то можно попробовать создать его модель. Причем данное растение можно сделать несколькими способами. Первый способ – создание модели из плоскости с помощью редактирования полигонов, а второй – из сплайна. Итак, первый способ моделирования ампельного растения.
   1. Откройте файл Index.max или загрузите его с компакт-диска. Измените системные единицы программы на миллиметры. Вначале создадим группу небольших листиков, которые будут располагаться в средней части растения. В окне проекции Top (Вид сверху) создайте плоскость с параметрами Length (Длина) – 100 и Width (Ширина) – 10, при этом по длине установите 10 сегментов, а по ширине – 4 сегмента. Назовите объект Small_Leaf и поместите его в начало координат.
   2. Преобразуйте объект в Editable Poly (Редактируемый полигон). На одной из крайних граней плоскости выделите три средние вершины и командой Collapse (Свернуть) соберите их в одну. После этого к новой вершине подтяните две крайние (рис. 2.124). Это будет тонкий край листа.

Рис. 2.124. Создание тонкой части листа

3. В видовом окне Top (Вид сверху) путем перемещения точек измените форму плоскости так, чтобы она напоминала лист (рис. 2.125). Выделите средние вершины вдоль плоскости. В свитке Soft Selection (Мягкое выделение) установите флажок Use Soft Selection (Использовать мягкое выделение) с параметрами, как на рис. 2.126. Переместите выделенные вершины по оси Z на -3 мм, тем самым создав ложбинку в середине листа (см. рис. 2.126).

Рис. 2.125. Плоскость по форме листа

Рис. 2.126. Создание ложбинки с помощью мягкого выделения

4. В видовом окне Top (Вид сверху) в центре координатной сетки создайте сплайн типа Circle (Окружность) радиусом 6 мм – это будет направляющая, по периметру которой будут расположены листья. Измените вид в окне на Left (Вид слева). С помощью инструмента Select and Rotate (Выделить и повернуть) поверните объект Small_Leaf на 90° по оси X и расположите его на только что созданной окружности. Следующим действием перейдите на вкладку Hierarchy (Иерархия) и, нажав кнопку Edit Working Pivot (Редактировать рабочую опорную точку), переместите рабочую опорную точку объекта в начало координат. Нажмите кнопку Use Working Pivot (Использовать рабочую опорную точку). Перейдите в видовое окно Top (Вид сверху), включите угловую привязку и, зажав клавишу Shift на клавиатуре, поверните объект на 60°. В появившемся диалоговом окне установите количество копий равным пяти, а тип объектов – Copy (Копия) (рис. 2.127). В результате получится шесть моделей листа расположенных по кругу.

Рис. 2.127. Копирование объектов

5. Теперь нужно копии листа сделать непохожими друг на друга. Выделите одну из копий листа и, выбрав подобъект Vertex (Вершина), выделите верхнюю вершину объекта. С помощью Soft Selection (Мягкое выделение) слегка изогните каждый лист и немного измените их размеры (рис. 2.128).

Рис. 2.128. Изменение формы листьев с помощью мягкого выделения

6. Выделив все листья, сделайте копию группы из шести листов и уменьшите их масштаб на 10 %. Поднимите новую группу на 10 мм по оси Z и поверните примерно на 30° вокруг центральной оси. Создайте еще одну копию группы, с помощью масштабирования уменьшите на 15 %, поднимите на 10–12 мм и поверните на 60°. В результате должна получиться группа листьев, которые будут расположены в центральной части ампельного растения (рис. 2.129).

   Рис. 2.129. Листья для центральной части растения

   7. Чтобы смоделировать остальные листья растения, нужно, прежде всего, создать в видовом окне Top (Вид сверху) плоскость с параметрами Length (Длина) – 350 мм и Width (Ширина) – 20 мм. По ширине заготовка должна состоять из 4 сегментов, а по длине – из 20. Назовите новый объект Big_Leaf.
   8. Точно так же, как в случае с объектом Small_Leaf, преобразуйте плоскость в Editable Poly (Редактируемый полигон) и соедините три вершины одной из крайних граней в одну. Перемещая точки, придайте плоскости форму листа (рис. 2.130). Выделив ряд вершин в середине плоскости, с помощью инструмента Soft Selection (Мягкое выделение) создайте ложбинку по всей поверхности объекта.

Рис. 2.130. Форма большого листа ампельного растения

9. Настроив параметры мягкого выделения (рис. 2.131) и выделив крайнюю вершину, изогните объект для создания соответствующей формы листа. Создайте еще 20–30 копий большого листа. При помощи инструмента масштабирования и Soft Selection (Мягкое выделение) придайте копиям разнообразную форму.

Рис. 2.131. Окончательная форма листа модели ампельного растения

10. Скомпонуйте ампельное растение из созданных моделей листьев. За основу можно взять любое изображение подобного растения (рис. 2.132). Соберите все объекты, составляющие растение, в группу Amp_Flow_Plane. Сохраните файл под тем же названием и завершите с ним работу.

Рис. 2.132. Модель ампельного растения. При моделировании за основу был взят примитив Plane (Плоскость)

11. Второй вариант создания растения отличатся только видом объекта, который будет взят за основу при моделировании. Если в предыдущем случае это была плоскость, то следующая модель будет на основе сплайна. В окне проекции Top (Вид сверху) создайте сплайн из восьми точек, по форме напоминающий лист (рис. 2.133). Назовите его Leaf. Выделите на сплайне точку 5, измените ее тип на Bezier Corner (Угол Безье) и измените форму ребер, сходящихся в этой точке (рис. 2.134).

Рис. 2.133. Сплайн для моделирования листа растения.

Рис. 2.134. Изменение формы листа

12. Операцией Extrude (Выдавливание) создайте поверхность листа толщиной 0,2 мм. Преобразуйте объект Leaf в Editable Poly (Редактируемый полигон) и с помощью мягкого выделения точек изогните объект так, чтобы он напоминал лист ампельного растения. Сделайте 15–17 копий модели листа и, используя инструменты Select and Rotate (Выделить и повернуть) и Select and Non-Uniform Scale (Выделить и неравномерно масштабировать), получите модель растения (рис. 2.135). Теперь соберите все объекты сцены в группу Leafs и сохраните файл как Amp_flow_Spline.max. Закройте программу 3ds Max 2009. Файл с тем же названием можно найти на DVD-диске, прилагаемом к данной книге.

Рис. 2.135. Модель ампельного растения. При моделировании за основу был взят объект Line (Линия)

Моделирование домашнего кинотеатра

Следующей моделью, созданной для виртуального интерьера, будет домашний кинотеатр. Он будет состоять из нескольких элементов. Прежде всего, это стойка для аппаратуры из каталога известной мебельной фирмы (рис. 2.136). Она будет смоделирована из нескольких примитивов Box (Параллелепипед) с применением полигонального моделирования. Высота модели 220 см, ширина – 186 см и глубина объекта – 30 см.

   Рис. 2.136. Стойка для аппаратуры домашнего кинотеатра

   В каталоге Collateral_mat компакт-диска, прилагаемого к книге, есть фронтальное изображение объекта. Опыт наложения материала на плоскость с помощью редактора материалов у нас уже есть. Он был приобретен при создании плоскости-основы для моделирования стен помещения (см. раздел «Моделирование стен сплайном с применением модификатора»). Наложив его на плоскость соответствующего размера, получим шаблон, по которому будет происходить моделирование. Для моделирования этого предмета мебели проделайте следующее.
   1. Откройте файл Index.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Пересохраните файл как Anteprima_Low.max. В окне вида Front (Вид спереди) создайте плоскость с параметрами Length (Длина) – 220 см и Width (Ширина) – 186 см. Назовите плоскость Shablon и расположите в центре координат. Щелкнув правой кнопкой мыши по названию окна, из раскрывающегося меню выберите вид отображения объектов в окне Smooth + Highlights (Сглаживание+Световые блики), кроме того, установите флажок Edged Faces (Грани на полигонах) для отображения граней в видовых окнах. Уберите отображение габаритного контейнера объектов в активном видовом окне, нажав на клавиатуре J. Откройте редактор материалов. Выберите любой свободный слот с материалом. На карту диффузного цвета назначьте изображение Anteprima.jpg, которое можно найти в каталоге Collateral_mat компакт-диска, прилагаемого к книге. Примените материал к плоскости Shablon. Нажмите на панели инструментов редактора материалов кнопку Show Map in Viewport (Показать карту в видовом окне). С помощью кнопки Show Map in Viewport (Показать карту в видовом окне) отобразите карту и рамкой обрежьте изображение по контуру стойки (рис. 2.137).

Рис. 2.137. Обрезка изображения

2. Не меняя видового окна, создайте примитив Box (Параллелепипед) с параметрами Length (Длина) – 215 см, Width (Ширина) – 186 см, Height (Высота) – 25 см. Установите по одному сегменту в каждом измерении. Расположите параллелепипед перед плоскостью, а для того чтобы сквозь него было видно изображение на плоскости, выделив параллелепипед, нажмите на клавиатуре сочетание Alt+X, и объект станет прозрачным. Тем не менее грани и точки объекта будут видны так же, как и на непрозрачном. Преобразуйте объект в Editable Poly (Редактируемый полигон) и дайте ему название Back_Side. Откройте список подобъектов, выберите Polygon (Полигон). Выделив лицевой полигон, на панели модификации нажмите кнопку Insert (Вставить) и в открывшемся окне Insert Polygons (Вставка полигонов) ведите значение 15,5 см (рис. 2.138).

Рис. 2.138. Вставка полигона

3. Не снимая выделение с полигона, выполните операцию Bevel (Скос) со значением Height (Высота) – -24 см, Outline Amount (Величина контура) – -9,5 см (рис. 2.139). Если сменить вид на Perspective (Перспектива), то модель будет выглядеть, как на рис. 2.140.

Рис. 2.139. Операция Bevel (Скос)

Рис. 2.140. Промежуточная стадия моделирования стойки

4. Теперь смоделируем переднюю панель стойки, для чего в окне вида Front (Вид спереди) создайте параллелепипед из одного сегмента по всем измерениям с параметрами длины и ширины, как у заготовки для только что сделанного объекта Back_Side. Значение параметра Height (Высота) установите равное 3 см. Перейдите в окно вида Perspective (Перспектива), преобразуйте объект в полигональную сетку и назовите его Front_Side. Сделайте объект прозрачным. Открыв список подобъектов и выбрав Polygon (Полигон), выделите два больших полигона на лицевой и обратной части параллелепипеда. Произведите с ними операцию вставки полигонов с помощью кнопки Insert (Вставка) со значением 15 см. Не снимая выделение с полигонов, нажмите в свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов) кнопку Bridge (Мост) для создания сквозного отверстия в объекте (рис. 2.141).

Рис. 2.141. Заготовка для накладки на стойку

5. Для того чтобы сделать скос на передней панели стойки, выберите подобъект Vertex (Вершина) и выделите четыре вершины на передней части накладки (рис. 2.142). Сдвиньте выделенные вершины на -3 см. Выделите затем еще четыре вершины, находящиеся на оси Y за только что перемещенными. Сдвиньте также эти вершины на -2,5 см. Создание скоса завершено (рис. 2.143).

Рис. 2.142. Выделение точек на лицевой части накладки

Рис. 2.143. Создание скоса на передней панели

6. Создадим четыре объемных шва на диагоналях накладки. Выберите подобъект Edge (Ребро) на диагонали передней панели и нажмите в свитке Selection (Выделение) кнопку Loop (Петля), чтобы выделить грани, расположенные друг за другом по окружности (рис. 2.144). Примените к выделенным ребрам операцию Chamfer (Фаска), нажав кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Chamfer (Фаска), и в диалоговом окне введите значение 0,5 см. Выберите подобъект Polygon (Полигон) и выделите четыре новых полигона, получившихся в результате операции Chamfer (Фаска). Произведите с ними операцию Bevel (Скос) с параметрами, как на рис. 2.145. Для того чтобы каждый из выделенных полигонов был выдавлен по направлению своей нормали, не забудьте в диалоговом окне установить переключатель в положение Local Normal (Локальная нормаль). Повторите операцию с оставшимися тремя группами диагональных ребер передней панели.

Рис. 2.144. Выделение граней с помощью кнопки Loop (Петля)

Рис. 2.145. Создание заготовки шва

7. Теперь смоделируем два небольших шва в виде углубления на передней панели. Выделите параллельные ребра на верхней планке объекта Front_Side. Это можно сделать с помощью рамки выделения, захватив нужные ребра или выделив одно ребро и нажав кнопку Ring (Кольцо) в свитке Selection (Выделение) на панели модификации. Выделив ребра, нажмите кнопку Connect (Соединить), создав тем самым новое ребро. Не снимая выделение с ребер, произведите с ними операцию Chamfer (Фаска) со значением 0,2 см. Выберите подобъект Polygon (Полигон) и выделите полигоны, получившиеся в результате операции Chamfer (Фаска). Произведите с ними операцию Bevel (Скос) с параметрами Height (Высота) 0,2 см, Outline Amount (Величина контура)– 0,15 см (рис. 2.146).

Рис. 2.146. Моделирование углубления под шов

8. Полку, на которой будет располагаться аппаратура домашнего кинотеатра, сделаем из отдельных параллелепипедов. Скройте на некоторое время объект Front_Side. Перейдите в окно вида Front (Вид спереди), объект Back_Side должен быть прозрачным. Создайте параллелепипед с размерами, как на рис. 2.147, ориентируясь по полке на изображении стойки. Назовите объект Small_Shelf и преобразуйте его в полигональную сетку. Проверьте, чтобы оси Y только что созданного параллелепипеда и объекта Back_Side совпадали. Не меняя видового окна, выделите два больших полигона на лицевой и обратной стороне нового объекта и примените к ним операцию Insert (Вставить) со значением Insert Amount (Величина вставки) – 3 см. Не снимая выделение с полигонов, нажмите кнопку Bridge (Мост), чтобы сделать сквозное отверстие в объекте. Перейдите в окно вида Perspective (Перспектива). Выделите нижний полигон в отверстии и сдвиньте его по оси Z на -3 см, совместив его с самым нижним полигоном объекта. Удалите выделенный полигон, а также самый нижний полигон объекта Small_Shelf, кроме того, необходимо будет, выбрав подобъект Edge (Ребро), удалить два ненужных ребра, которые останутся после удаления полигонов. Для придания большего сходства выделите три ребра и переместите их по оси Y на 1 см (рис. 2.148).

Рис. 2.147. Создание заготовки под модель верхней части полки

Рис. 2.148. Верхняя часть полки под аппаратуру

9. Снова перейдите в окно вида Front (Вид спереди) и создайте параллелепипед для нижней части полки (рис. 2.149). Дайте новому объекту название Big Shelf. Расположите его так, чтобы верхняя грань параллелепипеда соприкасалась с нижней гранью объекта Small_Shelf. Сделайте объект прозрачным и преобразуйте его в полигональную сетку. Выделите передний полигон и произведите с ним операцию Insert (Вставка) со значением 3,5 см. Не снимая выделение с полигона, перейдите в окно вида Perspective (Перспектива) и переместите полигон на -2 см по оси Y. Вернитесь в окно Front (Вид спереди). Для моделирования отдельных частей полки создайте на лицевой панели новые ребра операцией Connect (Соединить) с параметрами, как на рис. 2.150, выделив два указанных ребра. Точно так же создайте два ребра в левой части лицевой панели полки. Ориентируясь по изображению с помощью операции Connect (Соединить), создайте еще два ребра, перпендикулярные созданным предыдущей операцией. Эти ребра послужат для создания поперечной полочки, разделяющей нишу надвое. Теперь выделите два полигона, образовавшиеся в результате операции соединения, и, нажав кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Extrude (Выдавливание), в открывшемся диалоговом окне введите значение операции —30. Получится нижняя часть полки с двумя нишами (рис. 2.151).

Рис. 2.149. Параллелепипед для нижней части полки

Рис. 2.150. Создание новых ребер

Рис. 2.151. Создание ниш с помощью операции Extrude (Выдавить)

10. Отобразите скрытые части модели. Далее, ориентируясь по рисунку, расположите их по своим местам (рис. 2.152). Если собрать все части в группу, получится низкополигональная модель стойки для домашнего кинотеатра. Она не годится для фотореалистичной визуализации объекта и для передних планов в интерьерных визуализациях. Однако после текстурирования вполне может быть использована для задних планов, а также в случае, если создавать виртуальный интерьер приходится на компьютере небольшой мощности.

Рис. 2.152. Низкополигональная модель стойки для домашнего кинотеатра

11. Завершающим штрихом в создании стойки будет моделирование двух подставок из примитива Box (Параллелепипед). Так как точного изображения формы и внешнего вида этих подставок нет в наличии, их форма будет в некотором роде произвольной. Моделировать будем, согласуясь с видом имеющегося у нас фронтального изображения всего объекта. В окне вида Left (Вид слева) создайте параллелепипед с параметрами Length (Длина) – 10, Width (Ширина) – 36, Height (Высота) – 10. Причем заготовка должна состоять по длине из трех сегментов, по ширине из пяти сегментов, а по высоте из одного сегмента. Назовите объект Uprightl и преобразуйте его в полигональную сетку. Путем перемещения вершин объекта в окне вида Left (Вид слева) с помощью инструмента Select and Move (Выделить и переместить) придайте ему форму, как на рис. 2.153. Обратите внимание, что под переднюю панель в подставке необходимо будет сделать небольшое углубление. Создайте копию типа Instance (Экземпляр) и расположите обе модели подставки в нижней части стойки, имитируя опирание объекта на них (см. рис. 2.153). Для улучшения внешнего вида необходимо добавить полигоны и ребра в некоторых частях модели и произвести сглаживание. Данные операции с моделью будут описаны ниже в другом разделе. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 2.153. Модель подставки под полку

Лестница в интерьере

В описываемом интерьере будет присутствовать лестница. Смоделировать ее можно несколькими способами. Один из них – это сделать объект из параллелепипеда путем выдавливания и деления полигонов. Другой способ – это создать заготовку из объекта Stairs (Лестницы) и доработать с помощью полигонального моделирования. Именно таким способом смоделируем лестницу для создаваемого интерьера. Для этого проделайте следующие действия.
1. Откройте файл Walls_project3.max и пересохраните его как Walls_project& Stair.max. Сделайте активным слой Floors. Лестница будет находиться в этом слое. Скройте перекрытие между этажами Floors_S_line. Эта модель далее будет преобразована с помощью булевых операций. В панели Create (Создать), нажав кнопку Geometry (Геометрия), выберите из списка объекты Stairs (Лестницы). Нажмите кнопку Spiral Stair (Спиральная лестница). В любом из видовых окон (в окне вида Perspective (Перспектива) построение будет проходить наиболее наглядно) щелкните левой кнопкой мыши и, не отпуская ее, переместите курсор в произвольном направлении, тем самым создав контур будущей лестницы. Отпустите кнопку мыши и снова переместите курсор, задав высоту будущей модели. Щелкните еще раз кнопкой мыши, закончив построение (рис. 2.154).

Рис. 2.154. Создание модели лестницы

2. Уточним некоторые параметры объекта, чтобы внешний вид лестницы соответствовал общей концепции помещения (рис. 2.155). В области Type (Тип) свитка Parameters (Параметры) установите переключатель Closed (Закрытый), чтобы лестница выглядела монолитной. В поле Generate Geometry (Создать геометрию) установите флажок Stringers (Продольные балки (тетива)), которые в данном случае также послужат перилами. Остальные параметры установите, как рис. 2.155. Проследите за тем, чтобы флажок Spring from Floor (Брать начало от перекрытия) был установлен.

Рис. 2.155. Параметры объекта Stair (Лестница)

3. В результате получится дугообразная винтовая монолитная лестница с клинообразными ступенями, свободным лестничным проемом и сплошным ограждением. Теперь ее нужно установить в виртуальном помещении на предназначающееся ей место (рис. 2.156). Нижняя часть объекта SpiralStair должна вплотную прилегать к верхней грани нижнего перекрытия (объект Floors_F_Line).

Рис. 2.156. Расположение лестницы в помещении

4. Теперь необходимо несколько расширить перегородку в помещении первого этажа, так как она закрывает половину лестничного пролета. В реальности, учитывая конструктивные особенности помещения, установить лестницу и расширить проем удалось из-за того, что расширяемая перегородка не была несущей. В другом случае от лестницы в этом месте пришлось бы отказаться либо изменить ее конструкцию. Для изменения ширины проема выделите объект Walls_F_Floor, выберите подобъект Vertex (Вершина). Перейдя в окно Top (Вид сверху) и выделив по очереди две группы точек, переместите их по оси Y: одну группу на 40 см, другую на -40 см (рис. 2.157). Если сейчас визуализировать модель лестницы, то ее перила (ограждение) будут выглядеть несколько угловатыми, то есть для более реалистичного вида с этими объектами необходимо будет произвести операцию сглаживания, описание которой можно прочесть ниже. Сохраните файл, работу с ним пока не завершайте, далее продолжим работать со стенами и элементами интерьера, связанными с ними.

Рис. 2.157. Расширение проема путем перемещения точек

Моделирование с использованием составных объектов

   Пора перейти к моделированию с помощью составных объектов, которые становятся доступны на командной панели Create (Создать) после нажатия кнопки Geometry (Геометрия). В раскрывающемся списке нужно выбрать пункт Compound Objects (Составные объекты). Появится перечень кнопок с типами составных объектов:
   • Morph (Морфинговые) – при назначении этих свойств нескольким объектам с одинаковым числом вершин вершины могут интерполироваться от одного объекта к другому на основе ключевых кадров анимации (то есть один объект преобразовывается в другой).
   • Scatter (Распределенные) – включает два исходных объекта сцены, один из которых является источником, а другой распределяется случайным образом по объему или поверхности источника. Используется, например, для моделирования травы или группы деревьев.
   • Conform (Соответствующие) – сопоставляет вершины одного объекта другому. Данный тип составных объектов может применяться для имитации эффекта морфинга между объектами с различным числом вершин. Один из примеров использования – плавящаяся свеча.
   • Connect (Соединяющиеся) – при наличии двух объектов сцены, имеющих открытые грани, их можно соединить, назначив им свойства данного составного объекта. В результате будут созданы дополнительные грани, служащие туннелем между отверстиями исходных объектов.
   • BlobMesh (Блоб-сетка) – объекты, называемые метасферами, служат для создания определенного вида трехмерных поверхностей. При этом вершинам трехмерного объекта 3ds Max 2009 назначаются свойства метасферы, либо объект полностью преобразовывается в метасферу. Обычно такие объекты используются совместно с системой частиц.
   • ShapeMerge (Слитые) – соединяет сплайн с каркасным трехмерным объектом или вычитает сплайн из каркасного объекта.
   • Boolean (Булевы) – из двух или нескольких объектов создается новый путем применения одной из следующих операций: Union (Объединение), Substraction (Исключение), Intersection (Пересечение), Cut (Вырезание).
   • Terrain (Ландшафтный) – из контуров высот наподобие топографических карт создает ландшафт местности.
   • Loft (Опорные сечения) – создание объектов и поверхностей путем выдавливания опорных сечений по заданному пути. Эта технология получила название «лофтинг» (lofting). Поверхность может быть получена выдавливанием как из одной формы, так и из нескольких, расположенных последовательно. Достаточно лишь указать порядок следования сечений по пути выдавливания и задать процент расстояния, на котором будет продолжаться действие той или иной формы.
   • Mesher (Сеточник) – этот тип составных объектов позволяет заменить четырехугольной пирамидой любой предмет сцены (в том числе и систему частиц) и модифицировать его по своему усмотрению.
   • Pro Boolean (Про-Булевы) – другое название этого модуля – Power Booleans. Он достаточно давно существует в качестве дополнительного подключаемого модуля для 3ds Max и, начиная с 9-й версии, интегрирован в программу. Данный модуль прекрасно дополняет стандартный. С его помощью можно выполнять последовательно несколько булевых операций с одним объектом. Кроме того, геометрия, которая получается после проведения операций с помощью этого модуля, является более оптимальной по сравнению с полученной путем применения стандартной булевой операции. Дополнительной возможностью этого модуля является создание четырехугольной сетки после булевых операций, что, в свою очередь, дало возможность имитировать промышленный стык объектов (сварка, сплавление), с которыми проводятся эти операции.
   • Pro Cutter (Резак) – он предназначен для разрезания одного объекта другим подобно тому, как, например, с помощью специальных формочек вырезают из теста фигурки. Работа с ним напоминает работу с объектами булевых операций. Еще эту операцию можно применить для создания разбивающихся объектов, динамика которых рассчитывается с помощью реактора.

Моделирование потолочных карнизов и дверей с помощью опорных сечений и модификаторов

   Как правило, практически в любом интерьерном проекте, создаваемом в 3ds Max 2009, используются составные объекты двух типов: Loft (Опорные сечения) и Boolean (Булевы), а также альтернатива инструменту Boolean (Булевы) модуль Pro Boolean (Про-Булевы). Первым упражнением будет создание потолочных карнизов с использованием объектов Loft (Опорные сечения) и параметрических модификаторов. Далее с использованием этого же инструмента смоделируем дверные коробки с наличниками. С помощью модуля Pro Boolean (Про-Булевы) сделаем отверстие в верхнем перекрытии под лестницу.

   Совет
   Вообще, многие трехмерные модели могут быть созданы разными способами. К примеру, почти любой объект можно собрать из примитивов с использованием модификаторов. Другие способы моделирования используются пожеланию разработчика проекта при условии владения инструментами построения объектов 3ds Max в достаточной степени. Поэтому способ создания трехмерных объектов желательно выбирать по возможности проще и делать модели так, чтобы они не содержали слишком много полигонов, иначе время визуализации серьезно возрастет, а перемещение объектов по сцене станет проблематичным из-за притормаживания отображения.

   Итак, для создания модели проделайте следующее.
   1. Продолжим работу с файлом Walls_Project&Stair.max. Пересохраните его как Walls_Project_Full. Скройте все объекты сцены, кроме стен нижнего этажа (объект Walls_F_Floor). Нужно создать декоративный молдинг, располагающийся по периметру помещения нижнего и верхнего этажа. Это можно сделать с помощью операции лофтинга по пути. Прежде всего, создайте новый слой с названием Moldings&Boxes, в этом слое будут находиться модели молдингов, плинтусов и дверных коробок для виртуального помещения. Далее необходимо создать сплайн-форму, который будет профилем молдинга, а путь, по которому будет происходить выдавливание, получим отделением сплайна от объекта Walls_F_Floor. В папке Collateral_mat каталога с проектом можно найти изображение профиля молдинга Molding.jpg. В окне проекции Left (Вид слева) создайте плоскость 5 х 5 см и откройте редактор материалов. Создайте новый материал и в качестве диффузного цвета назначьте вышеуказанное изображение. Щелкнув правой кнопкой по названию изображения, из выпадающего меню выберите вид отображения объектов Smooth + Highlights (Сглаживание+Световые блики). При помощи инструмента Cropping/Placement (Обрезка/Размещение) увеличьте изображение по размеру плоскости. Не меняя видового окна, ориентируясь по изображению на плоскости, создайте замкнутый сплайн типа Line (Линия) конфигурации карниза (рис. 2.158). Он должен состоять примерно из четырнадцати точек. Дайте объекту название Form_Loft_Ceil – это будет форма будущего декора потолка.

Рис. 2.158. Плоскость с изображением и форма профиля молдинга

2. Перейдите в окно вида Perspective (Перспектива), выделите объект Walls_F_Floor и выберите подобъект Edge (Ребро). Выделите любое верхнее ребро в среднем помещении первого этажа и нажмите в свитке Selection (Выделение) кнопку Loop (Петля), чтобы выделить все верхние ребра по контуру помещения (рис. 2.159). Далее в свитке Edit Edges (Редактирование ребер) нажмите кнопку Create Shape From Selection (Создать форму из выделения). В открывшемся диалоговом окне укажите название формы Path_Loft_Ceil и, установив переключатель Linear (Линейный), нажмите кнопку OK. Сплайновая форма Path_Loft Ceil станет независимым объектом – это будет путь лофтинга.

Рис. 2.159. Выделение ребер для создания пути лофтинга

3. Теперь необходимо изменить положение опорной точки сплайна-профиля, так как путь, по которому будет происходить выдавливание, проходит через опорную точку формы лофтинга. Если же оставить положение опорной точки формы по умолчанию в середине сплайна, то объект, созданный путем лофтинга, будет пересекаться со стеной. Вернитесь в видовое окно Left (Вид Слева). Чтобы изменить положение опорной точки на вкладке Hierarchy (Иерархия), нажмите кнопку Affect Pivot Only (Влиять только на опорную точку) и инструментом Select and Move (Выделить и переместить) переместите опорную точку так, чтобы она находилась на пересечении воображаемых линий, ограничивающих сплайн по осям X и Y (рис. 2.160).

Рис. 2.160. Перемещение опорной точки

4. В окне вида Top (Вид сверху) выделите путь лофтинга (объект Path_Loft_Ceil). На панели Create (Создать) из раскрывающегося списка выберите Compound Objects (Составные объекты). В свитке Object Type (Тип объекта) нажмите кнопку Loft (Опорные сечения), в свитке Creation Method (Метод создания) нажмите кнопку Get Shape (Взять форму). Далее, наведите курсор на форму лофтинга (объект Form_Loft_Ceil) и щелкните левой кнопкой мыши. В месте расположения пути лофтинга появится объект, выдавленный из формы Form_Loft_Ceil по пути Path_Loft_Ceil. Однако если теперь посмотреть на новый объект в перспективном виде, то может оказаться, что он выглядит так, словно профиль лофтинга повернут на 180°. Чтобы придать ему нужную форму, на панели модификации откройте список подобъектов Loft (Опорные сечения) и выберите Shape (Форма). В окне вида Top (Вид сверху) выделите форму-сечение лофтинга и разверните с помощью инструмента Select and Rotate (Выделить и повернуть) на 180° по оси Y (рис. 2.161).

Рис. 2.161. Изменение формы лофтинга поворотом сечения

5. В свитке Skin Parameters (Параметры оболочки) в поле Options (Свойства) установите число Shape Steps (Шаги формы) и Path Steps (Шаги пути) равное двум, кроме того, установите флажок Optimize Shapes (Оптимизировать форму) (рис. 2.162). Это нужно, чтобы уменьшить количество полигонов объекта, при этом не исказив общую форму потолочного карниза. Назовите новый объект Ceil_Molding_F. Точно так же создайте потолочные молдинги для остальных помещений первого и второго этажа, используя ту же сплайн-форму. После этого, чтобы не загружать сцену лишними объектами, удалите все сплайны, посредством которых проходило моделирование. В файле Walls_project_Full.max, который находится на диске, прилагаемом к книге, данные объекты содержатся в специально созданном слое Reference.

Рис. 2.162. Параметры оболочки лофтинга

6. Используя описанный выше метод, смоделируйте плинтусы для пола во всех помещениях. Форму для модели выберите произвольную, напоминающую стандартный плинтус (рис. 2.163). Плинтус должен располагаться по всему периметру помещения, исключая дверные проемы (см. рис. 2.163). Все потолочные молдинги и плинтусы должны находиться в слое Moldings& Boxes.

Рис. 2.163. Форма плинтуса и расположение плинтусов и молдингов в помещениях

7. Для создания дверных коробок будет использован модификатор Bevel Profile (Скос по профилю). Этот способ похож на вышеописанный с использованием лофтинга. Необходимо создать два сплайна, один из которых будет профилем, а второй представлять собой кривую, по которой будет осуществляться выдавливание. В окне вида Top (Вид сверху) создайте сплайн из 23 точек, который будет профилем дверной коробки (рис. 2.164). В видовом окне Left (Вид слева) создайте «П»-образный сплайн по размеру дверного проема в одной из перегородок помещения. Назовите новые формы Form_Door и Box_Form_Door соответственно.

Рис. 2.164. Форма-сплайн дверной коробки

8. Не снимая выделение со сплайна, представляющего собой путь выдавливания, откройте список модификаторов и выберите Bevel Profile (Скос по профилю). В свитке Parameters (Параметры) данного модификатора нажмите кнопку Pick Profile (Выбрать профиль) и в любом видовом окне щелкните левой кнопкой мыши, наведя курсор на форму профиля дверной коробки. Образуется трехмерный объект, полученный выдавливанием профиля по пути. Чтобы новый объект стал похожим на дверную коробку, его форму придется исправить. Это можно сделать, открыв список подобъектов модификатора Bevel Profile (Скос по профилю) и выбрав Profile Gizmo (Контейнер профиля), повернуть его по оси X на 180° и по оси Z на -90° (рис. 2.165). Установите дверную коробку в проем и отрегулируйте ее по размеру проема при помощи изменения размеров сплайна-пути, по которому осуществлялось выдавливание.

Рис. 2.165. Создание модели дверной коробки с помощью модификатора Bevel Profile (Скос по профилю)

9. Сделайте копию коробки для второго дверного проема в перегородке. В проеме стены большей толщины будет дверная коробка, для профиля которой необходимо изменить сплайн, удалив половину точек и увеличив его размер (рис. 2.166). Для дверных проемов второго этажа также будет использована дверная коробка с половинчатым профилем. Смоделировав все объекты конструкции дверей, установите их в проемы (рис. 2.167), подогнав под них размеры дверных коробок. Все вспомогательные сплайны поместите в слой Reference, а новые модели дверных коробок в слой Moldings&Boxes. Сохраните файл и продолжите с ним работу.

Рис. 2.166. Сплайн-форма для широкой дверной коробки

Рис. 2.167. Расположение дверных коробок в виртуальном помещении

10. Теперь нужно будет подогнать плинтусы для пола под дверные коробки, то есть уменьшить размер плинтусов там, где они пересекаются с моделями коробок. Это можно сделать, редактируя пути лофтинга с помощью перемещения подобъектов Vertex (Вершина). Также можно преобразовать модели плинтусов в редактируемые полигоны и путем перемещения точек исправить их величину. Данную операцию необходимо проделать как с объектами в помещении первого, так и второго уровня.

Редактирование перекрытия с использованием булевых операций

   Рассмотрим еще один способ моделирования трехмерных объектов – булевы операции. Они находятся в списке составных объектов и позволяют производить операции вычитания, объединения и другие между двумя и более объектами. Для описываемого проекта дизайна помещения булева операция понадобится при изменении формы перекрытия под лестницу. Для моделирования проделайте следующее.
   1. Продолжая работать с файлом Walls_project_Full.max, пересохраните его как Walls_project_Full01.max. Отобразите в сцене модели стен первого этажа, перекрытия между этажами и лестницы. Остальные модели можно скрыть, чтобы не мешали.

   Примечание
   Не забывайте, что если пользоваться инструментом Boolean (Булевы операции), то при выполнении булевых операций образуются дополнительные, зачастую ненужные грани, которые к тому же мешают правильному визуальному восприятию отображения объекта в виде сетки. Поэтому, если вы собираетесь конвертировать объект в Editable Mesh (Редактируемая сетка) или Editable Poly (Редактируемый полигон) и затем редактировать его, лучше удалить лишние грани до начала редактирования либо воспользоваться инструментом Pro Boolean (Про-Булевы), который после операции создает оптимальную и более корректную сетку. Другой вариант – вообще, насколько это возможно, обойтись без использования булевых объектов.

   2. Теперь нужно сделать объект, который послужит операндом для вырезания проема в перекрытии между этажами под лестницу, с помощью булевой операции. В окне проекции Top (Вид сверху) создайте сплайн из 11 точек, который будет обрисовывать часть контура лестницы и на пару сантиметров выходить за границу перекрытия (рис. 2.168). Такая форма проема была продиктована условием, чтобы высота между ближайшей к границе проема ступенькой и перекрытием была не менее 200 см. Примените к сплайну модификатор Extrude (Выдавливание). В поле Amount (Величина) введите значение 35, чтобы объект был больше перекрытия. Дайте ему название Bool_Oper – это будет операнд, с помощью которого, применяя булеву операцию вычитания, создается отверстие в перекрытии между этажами.

Рис. 2.168. Сплайн для моделирования одного булевого операнда

3. Перейдя в окно проекции Front (Вид спереди) или Perspective (Перспектива) и не снимая выделение с объекта Bool_Oper, расположите его по высоте относительно объекта Floors_S_line так, чтобы он был вдвинут в него и немного выступал сверху и снизу. Затем выделите перекрытие между этажами (объект Floors_S_linel), нажмите кнопку Geometry (Геометрия) на командной панели Create (Создать), выберите из списка пункт Compound Objects (Составные объекты) и нажмите кнопку Pro Boolean (Про-Булевы объекты). По умолчанию все настройки установлены так, как нам необходимо (рис. 2.169). Имя выделенного операнда отобразится в поле операций. Нажмите в свитке параметров Pick Boolean (Указать булевый объект) кнопку Start Picking (Произвести указание) и, наведя указатель в любом окне проекции на объект с названием Bool_Oper, нажмите левую кнопку мыши, проследив, чтобы в поле Operation (Операция) переключатель стоял в положении Substraction (Вычитание). Объект станет булевым, операнд, который вычитался, исчезнет, а в месте его расположения образуется проем размером с него.

Рис. 2.169. Подготовка объектов к выполнению булевой операции

4. После проведения булевой операции стало очевидно, что необходимо немного подправить форму перекрытия, чтобы в будущем этот объект не помешал правильной установки модели оконных рам в сцену. Можно было это учесть при создании операнда для вырезания проема, однако воспользуемся другим способом. Преобразуйте булевый объект Floors_S_line в редактируемую полигональную сетку и выберите подобъект Vertex (Вершина). В видовом окне Top (Вид сверху) выделите крайние точки перекрытия (две точки расположены близко друг от друга) и переместите их так, чтобы форма этой части перекрытия повторяла форму стены (рис. 2.170). После этого выделите вершины, находящиеся рядом в точке начала проема (где начинался эркер до булевой операции), и в свитке Edit Vertices (Редактирование граней) нажмите кнопку Weld (Сварка), чтобы слить выделенные вершины в одну. Проверьте, все ли объекты находятся в предназначенных им слоях. Сохраните файл и завершите с ним работу.

   Рис. 2.170. Перемещение вершин для корректировки формы перекрытия

   Совет
   При создании булевых объектов тщательно проверяйте все параметры операндов. После назначения объектам свойств булевых операндов вернуть им первоначальный вид можно, только отменив операцию кнопкой Undo (Отменить) сразу после ее выполнения. Управляя булевыми операндами (масштабируя или перемещая их), можно изменять результат проведения операции.

   Завершая данную главу, хочется отметить, что практически любой реальный объект с той или иной степенью сходства можно смоделировать из примитивов и сплайнов с использованием модификаторов. Однако если необходимо сильное сходство трехмерной модели с оригиналом, что особенно ценится при создании проектов интерьера в редакторах трехмерной графики, то без использования полигонального моделирования не обойтись. Если же вспомнить, что практически все реальные объекты (речь идет об интерьерных объектах) имеют скругленные грани, а многие предметы мебели к тому же обладают сложной поверхностью, то во многих случаях необходимо применение сглаживания полигональных моделей. Это, несомненно, усложняет модель и ее редактирование, увеличивая к тому же общее число полигонов, но сцена интерьера, насыщенная правильно сделанными и корректно сглаженными полигональными моделями мебели (см. цветную вкладку) к тому же хорошо освещенная и текстурированная, просто завораживает своей реалистичностью.

Глава 3
Сглаживание полигональных объектов и усложненное моделирование

Следующий этап моделирования – сглаживание полигональных объектов. Сглаживание обычно необходимо для придания модели более реалистичного вида, так как в реальной жизни у предметов практически не бывает прямых и острых граней. В 3ds Max 2009 выполнение этой операции с простыми объектами не составляет труда, однако чем сложнее полигональный объект, тем более тщательная проработка сетки требуется перед этой операцией. Казалось бы, чего проще, назначить один из модификаторов сглаживания, например Mesh Smooth (Сглаживание сетки), и он автоматически произведет нужные манипуляции с объектом. Подрегулировать параметры модификатора – и готова нужная модель. Но как уже было сказано выше, так можно поступать только с простейшими полигональными объектами, когда форма модели достаточно примитивна и симметрична.
Рассмотрим простейший пример – сглаживание параллелепипеда. Если в любом из видовых окон программы 3ds Max 2009 создать параллелепипед из одного сегмента по длине, ширине и высоте, а затем назначить ему модификатор Mesh Smooth (Сглаживание сетки), объект приобретет форму октаэдра (рис. 3.1, а). Если теперь увеличить число итераций модификатора Mesh Smooth (Сглаживание сетки) до 4–5, то объект приобретет форму сферы (рис. 3.1, б).

Рис. 3.1. Сглаживание параллелепипеда модификатором Mesh Smooth (Сглаживание сетки) с числом итераций: а – равным 1 и б равным – 5

Вот таким способом из параллелепипеда можно получить сферу. Если понадобится с помощью модификатора сглаживания получить параллелепипед с закругленными гранями, то в зависимости от радиуса закругления граней необходимо будет увеличивать число сегментов длины, ширины и высоты параллелепипеда (рис. 3.2, а). Увеличение общего числа сегментов ведет к необоснованному в данном случае утяжелению модели, то есть увеличению числа полигонов. Чтобы добиться сглаженности граней, не слишком утяжеляя при этом модель, можно проделать нижеописанные действия. Прежде всего нужно назначить параллелепипеду, состоящему из одного сегмента, по трем измерениям модификатор Edit Poly (Редактировать полигон) или преобразовать его в редактируемую полигональную сетку. Выбрав подобъект Edge (Ребро), а затем выделив ребра, перпендикулярные подлежащим скруглению, операцией Connect (Соединить) создать новые ребра, параллельные граням параллелепипеда, которые необходимо закруглить. Затем можно назначить модификатор сглаживания (рис. 3.2, б). Причем чем ближе вновь созданное ребро будет к закругляемой грани, тем меньший радиус будет иметь фаска. Таким образом, результат сглаживания в случае увеличения числа сегментов до 10 и с использованием операции Connect (Соединить) будет одинаковым, при этом во втором случае параллелепипед будет содержать примерно в 10 раз меньше полигонов (см. рис. 3.2). Увеличение числа итераций модификатора сглаживания в этом случае, кроме увеличения числа полигонов, приведет к более плавному сглаживанию граней.

Рис. 3.2. Результаты сглаживания параллелепипеда: а – число сегментов равно 10; б – разделение ребер при помощи Connect (Соединить)

Чаще всего для сглаживания полигонального объекта применяют модификаторы MeshSmooth (Сглаживание сетки) и TurboSmooth (Турбосглаживание). Модификатор TurboSmooth (Турбосглаживание) появился в одной из последних версий программы 3 ds Max. В отличие от MeshSmooth (Сглаживание сетки) он при сглаживании создает более наглядную корректную сетку (рис. 3.3, а), состоящую из прямоугольных полигонов, и все огрехи создания низкополигональной сетки сразу становятся видны. При этом модификатор Turbo Smooth (Турбосглаживание) не позволяет так управлять параметрами сглаживания, как MeshSmooth (Сглаживание сетки) (рис. 3.3, б). В этом модификаторе предусмотрено три типа сглаживания: Classic (Классический), Quad Output (Четырехугольные грани) и NURMS (Non-Uniform Rational Mesh Smooth – Неоднородное рациональное каркасное сглаживание). Можно определить, с какими поверхностями – треугольными или четырехугольными – будет работать модификатор. Для типов сглаживания Classic (Классический) и Quad Output (Четырехугольные грани) значения параметров сглаживания вводятся в полях Strength (Сила) и Relax (Ослабление) области Smoothing Parameters (Параметры сглаживания). В панели Local Control (Локальный контроль) находятся элементы управления расположением и весами вершин и ребер после сглаживания. Это весьма мощный инструмент и достаточно сложный в обращении. Чтобы понять, какой из методов наиболее подходит для конкретного случая, нужно попробовать применить каждый из них.

Рис. 3.3. Применение модификатора сглаживания: а – Turbo Smooth (Турбосглаживание), б – Mesh Smooth (Сглаживание сетки)

Сглаживание простых полигональных объектов

Для описываемого в книге проекта сглаживание будет использовано при редактировании и доводке некоторых моделей. Из низкополигональных моделей с помощью разделения полигонов и сглаживания будут получены высокополигональные модели. Первый из объектов, который будет преобразован, – модель лестницы. Для редактирования объекта проделайте следующее.
1. Откройте файл Walls_project_Full01.max или загрузите его с диска, прилагаемого к книге. Сохраните файл как Walls_project_Full_Smooth.max. Скройте все объекты сцены за исключением модели лестницы. Рассмотрим объект Spiral Stair (Спиральная лестница) поближе. Если располагать лестницу на заднем плане, то сглаживание не потребуется, но в случае приближения камеры к объекту станет заметно, что перила выглядят угловатыми. Поэтому если компьютер, используемый для работы с 3ds Max, не слишком мощный и количество полигонов в сцене является решающей характеристикой, то без сглаживания этого объекта можно обойтись. В ином случае, чтобы не применять сглаживание ко всей лестнице (так как она является цельным объектом), преобразуйте объект Spiral Stair (Спиральная лестница) в редактируемую полигональную сетку и выберите подобъект Element (Элемент). В видовом окне Perspective (Перспектива) щелкните левой кнопкой мыши, наведя курсор на одно из перил. Выделенный объект станет красным. В свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию) нажмите кнопку Detach (Отделить) и в открывшемся диалоговом окне введите имя нового объекта Railings_01 (рис. 3.4). Нажмите кнопку OK, выделив, таким образом, перила в самостоятельный объект.

Рис. 3.4. Отделение перил от основного объекта

2. Не снимая выделение с объекта Railings_01, щелкните правой кнопкой мыши, наведя на него курсор. Из раскрывшегося контекстного меню выберите Isolate Selection (Изолировать выделенное), чтобы скрыть все остальные объекты, кроме выделенного (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Режим изоляции выделенного объекта

3. Для корректного сглаживания желательно, чтобы все полигоны объекта включали в себя не более (да, пожалуй, и не менее) четырех вершин и ребер. В данном случае объект имеет два длинных полигона, содержащих много вершин. Эти полигоны необходимо разделить на несколько четырехугольных. Откройте список подобъектов и выберите Vertex (Вершина). С помощью рамки выделения выберите группу из четырех вершин на верхней части модели перил и в свитке Edit Vertices (Редактировать вершины) нажмите кнопку Connect (Соединить), создав тем самым новые ребра (рис. 3.6). Повторите операцию с остальными последовательно расположенными группами вершин.

Рис. 3.6. Выделение вершин

4. Отдельно нужно сказать про расположенные друг напротив друга полигоны, которые будет соприкасаться с моделью нижнего перекрытия. Каждый из них содержит по пять ребер и вершин, что может привести к некорректному результату сглаживания. Эти полигоны нужно разделить с помощью инструмента Cut (Отрезать). Не меняя вида подобъекта, перейдите в свиток Edit Geometry (Редактировать геометрию) и нажмите кнопку Cut (Отрезать). Далее в видовом окне Perspective (Перспектива) наведите курсор в виде крестика на угловую точку. Щелкните левой кнопкой мыши и переместите курсор параллельно находящемуся рядом ребру до верхней грани объекта, где еще раз щелкните левой кнопкой, создав тем самым новую точку и ребро (рис. 3.7).

   Рис. 3.7. Точка начала и направление разрезания полигона

   Разверните объект и таким же образом инструментом Cut (Отрезать) разделите противоположный полигон из пяти ребер. Далее отожмите кнопку Cut (Отрезать) и выделите четыре вершины, две из которых были только что созданы. Нажмите кнопку Connect (Соединить), закончив тем самым построение новых ребер.
   5. Если сейчас назначить модификатор сглаживания, то объект будет выглядеть слишком сглаженным. Нам же нужно просто слегка сгладить грани и сделать «тетиву» плавной, без угловатостей. Для этого необходимо еще раз операцией Connect (Соединить) разделить полигоны. Выберите подобъект Edge (Ребро) и выделите одно из только что созданных ребер. С помощью кнопки Ring (Кольцо) выделите недавно созданные ребра по периметру модели. В свитке Edit Edges (Редактировать ребра) нажмите кнопку Connect (Соединить). В открывшемся диалоговом окне в поле Segments (Сегменты) введите значение 2, а в поле Pinch (Задержка) введите значение 95. Таким образом, разделим полигон двумя новыми ребрами на три части, при этом ребра будут раздвинуты по обе стороны на 95 % длины от середины до ограничивающих полигоны ребер (рис. 3.8). Нажмите кнопку OK диалогового окна, закончив операцию.

   Рис. 3.8. Создание новых ребер для управления сглаживанием

   Совет
   В процессе работы с полигональным объектом периодически возникает необходимость проверять, как он будет выглядеть сглаженным, проще говоря, включать и отключать сглаживание. Это можно сделать, назначив ему любой из модификаторов сглаживания, и в панели модификации включать и отключать его действие, щелкая на значке в виде лампочки рядом с названием модификатора. Другой способ: вместо назначения модификатора в видовом окне щелкнуть правой кнопкой мыши на выделенном объекте. В открывшемся контекстном меню выбрать NURMS Toggle (Неоднородное рациональное каркасное сглаживание) и щелкнуть левой кнопкой мыши. Для отключения сглаживания снимите флажок, который появится в контекстном меню рядом с пунктом NURMS Toggle (Неоднородное рациональное каркасное сглаживание).

   6. Теперь точно так же разделим крайние полигоны объекта. Выделите ребро на одном из крайних полигонов объекта, расположенных в нижней части, и нажмите кнопку Ring (Кольцо), чтобы выделить восемь ребер этого полигона. Операцией Connect (Соединить) создайте новые ребра, в поле Segments (Сегменты) в данном случае введите значение 1, а в поле Slide (Скольжение) значение -90 (рис. 3.9). Нажмите OK, завершив действие. Повторите описанные в этом пункте действия для двух других крайних полигонов в верхней части объекта. Только при создании новых ребер в поле Slide (Скольжение) нужно будет указать значение 90 (вместо -90, как в предыдущей операции).

Рис. 3.9. Создание ребер на двух крайних полигонах

7. Разделение полигонов объекта Railings_01 завершено. Назначьте объекту один из модификаторов сглаживания на свое усмотрение. Закройте окно Isolate Selection (Изолировать выделенное), чтобы отобразить остальные части модели лестницы. Отделите другую часть перил от модели, назовите ее Railings_02 и произведите с ней все вышеописанные операции разделения полигонов, затем назначьте модификатор сглаживания. Так как теперь лестница состоит из трех отдельных объектов, ее нужно сгруппировать. Выделите все три объекта и в главном меню откройте Group (Группа). Щелкните левой кнопкой мыши, наведя курсор на пункт Group (Группа), и в открывшемся диалоговом окне введите название новой группы Stair. Нажатием OK завершите создание группы. Теперь, если визуализировать модель лестницы крупным планом, перила будут выглядеть сглаженными (рис. 3.10).

Рис. 3.10. При визуализации перила выглядят сглаженными

8. Отобразите все остальные объекты сцены (рис. 3.11). Визуализируйте сцену с разных сторон, внимательно осмотрев объекты на предмет отсутствия грубых пересечений и щелей. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 3.11. Визуализированная модель будущего помещения

Сглаживание модели торшера

   Сглаживание потребуется также для некоторых других объектов сцены. Например, если планируется модель торшера использовать при визуализации на переднем плане, то объект нуждается в сглаживании. Для выполнения указанной операции выполните следующее.
   1. Откройте файл Alta_Low.max или загрузите его с диска, прилагаемого к книге. Пересохраните файл как Alta_High.max. Выделите по очереди все объекты модели и преобразуйте их в редактируемую полигональную сетку. Перейдите в видовое окно Perspective (Перспектива). Перед сглаживанием масштабируйте объект Lampshade до 100,6 %, чтобы в дальнейшем этот объект и части проволочного каркаса не пересекались. Назначьте объекту модификатор MeshSmooth (Сглаживание сетки) с параметрами по умолчанию.
   2. Модификатор Lathe (Обернуть) создает достаточно корректную сетку, которая практически не требует доработки. Поэтому назначьте объекту Alta_lathe form модификатор сглаживания с параметрами по умолчанию.
   3. Перейдите в окно вида Top (Вид сверху). Назначьте модификатор MeshSmooth (Сглаживание сетки) всем частям модели проволочного каркаса торшера. После этой операции станет видно, что некоторые части каркаса выходят за пределы абажура (рис. 3.12). Чтобы исправить это, выделите один из объектов Line Frame, откройте список подобъектов модификатора Mesh Smooth (Сглаживание сетки) и выберите Vertex (Вершина). Откройте в панели модификации свиток Soft Selection (Мягкое выделение) и установите флажок Use Soft Selection (Использовать мягкое выделение). Не меняя параметры мягкого выделения, в окне вида Top (Вид сверху) выберите крайнюю вершину части каркаса и переместите по оси X примерно на 0,1 см (рис. 3.13). Повторите операцию с остальными тремя объектами Line Frame, меняя ось координат перемещения вершины соответственно положению объекта.

Рис. 3.12. После сглаживания объекта получилось нежелательное пересечение

Рис. 3.13. Перемещение вершин с помощью мягкого выделения

4. Проверьте, чтобы после сглаживания объекты трехмерной модели торшера не пересекались и при этом плотно прилегали друг к другу в местах предполагаемого промышленного соединения. Обратите внимание, как возросло число полигонов в модели по сравнению с ее низкополигональной версией. Соберите все части модели в группу Alta. Визуализируйте модель, чтобы посмотреть на результат сглаживания (рис. 3.14). Сохраните файл и завершите с ним работу. На DVD-диске, прилагаемом к книге, можно найти файлы Alta_Low.max и Alta_High.max, которые содержат модели торшера без сглаживания и со сглаживанием соответственно.

Рис. 3.14. Визуализированная сглаженная модель торшера

Сглаживание сложных объектов

   Следующая модель, которая подлежит сглаживанию, – стойка домашнего кинотеатра. Эта модель состоит из нескольких частей, каждую из которых предстоит сгладить, причем так, чтобы модель смотрелась как единый объект. Это потребует внимательности и точности действий, а также некоторых навыков работы с подобъектами полигональных моделей, которые мы получили, выполняя предыдущие упражнения. Начнем с объекта Front Side, который является передней панелью, и внешний вид модели во многом зависит от него.
   1. Откройте файл Anteprima_Low или загрузите его с диска, прилагаемого к книге. Пересохраните файл как Anteprima_High. В окне вида Perspective (Перспектива) выделите объект Front_Side и скройте все остальные объекты. Если сейчас произвести сглаживание, то станет ясно, что торцевые полигоны передней панели необходимо разделить.
   2. Откройте подобъект Edge (Ребро) и выделите одно из торцевых ребер. Нажмите кнопку Ring (Кольцо) и выберите торцевые ребра (24 ребра) по периметру панели (рис. 3.15, а). Операцией Connect (Соединить) создайте два новых ребра по периметру торца панели (рис. 3.15, б). После этого выберите ребро на лицевой части панели, нажмите Ring (Кольцо) и операцией Connect (Соединить) создайте два новых ребра на лицевой части панели (рис. 3.15, в). Точно так же с помощью операций Ring (Кольцо) и Connect (Соединить) создайте два ребра во внутренней торцевой части панели (рис. 3.15, г). Выделите ребро, расположенное на выступе, формирующем один из диагональных швов объекта (рис. 3.15, д). Используя Ring (Кольцо) и Connect (Соединить), создайте ребро, сдвинутое к основанию шва, для того чтобы после сглаживания шов не слишком растягивался. Разверните объект и повторите вышеуказанную операцию с ребрами, находящимися с другой стороны шва (рис. 3.15, е). Проделайте точно такое же разделение полигонов на трех остальных частях объекта, имитирующих швы. Произведите разделение полигонов при помощи Connect (Соединить), выделив инструментом Ring (Кольцо) ребра справа от имитации углубленного в объект шва, находящегося в середине верхней части передней панели (рис. 3.15, ж). Повторите операцию с полигонами слева от среднего шва, а также разделите полигоны справа и слева от имитации шва в нижней части передней панели. В результате панель должна выглядеть, как на рис. 3.15, з. Проверьте объект на отсутствие ошибок модификатором STL Check (STL-тест), назначив его объекту и установив флажок Check (Тест) в свитке параметров (в окне Status (Статус) должна появиться надпись No Errors (Нет ошибок)). После проверки удалите модификатор теста. Модификатор сглаживания назначать объекту пока не нужно, это будет сделано позже, когда все части стойки будут отредактированы.

   Рис. 3.15. Фазы разделения полигонов объекта для последующего сглаживания

   Совет
   Для контроля количества полигонов в сцене можно включить отображение статистики. Для этого нужно щелкнуть правой кнопкой, наведя курсор мыши на название окна и выбрав из контекстного меню Show Statistics (Показать статистику). Однако из-за притормаживания отображения сцены в видовых окнах при манипуляциях с объектами статистику во время работы лучше отключать.

   3. Отобразите объект Back_Side, а объект Front_Side скройте. К объекту Back_Side сглаживание применяться не будет. Его нужно определенным образом отредактировать. Создадим имитацию углубленного шва посередине объекта, как бы продолжающего шов передней панели. Для этого, находясь в окне Perspective (Перспектива), операцией Connect (Соединить) создайте новое ребро, которое визуально будет разделять объект на две части по вертикали (рис. 3.16). Выделив с помощью кнопки Loop (Петля) только что созданное ребро по периметру, произведите с ним операцию Chamfer (Фаска) со значением 0,3 см. Выберите подобъект Polygon (Полигон), выделите полигоны между только что созданными ребрами в середине модели и произведите с ними операцию Extrude (Выдавливание) со значением -0,3 см, в диалоговом окне установив переключатель Local Normal (Локальная нормаль) (рис. 3.17).

Рис. 3.16. Создание нового ребра для имитации шва в середине объекта

Рис. 3.17. Углубление при помощи операции Extrude (Выдавливание)

4. Следующее действие – редактирование одной из полок. Сглаживать модели полок из-за неоправданного увеличения числа полигонов на незначительных объектах также не стоит, а вот создать иллюзию сглаженных граней некоторых частей модели вполне реально. Для этого воспользуемся все той же операцией Chamfer (Фаска). Отобразите объекты Big_Shelf и Small_Shelf, остальные части модели пока скройте, чтобы не мешали. Находясь в видовом окне Perspective (Перспектива), выделите объект Small_Shelf и, открыв список, выберите подобъект Edge (Ребро). Для того чтобы сделать одинаковую фаску на нескольких ребрах, выделите восемь ребер на объекте Small_Shelf (рис. 3.18) и, нажав кнопку Settings (Установки), рядом с кнопкой Chamfer (Фаска) в диалоговом окне введите значение 0,15. Нажмите кнопку OK, закончив создание фасок на объекте. Видовое окно пока не меняйте.

Рис. 3.18. Создание фасок с помощью операции Chamfer (Фаска)

5. При редактировании большой полки, кроме имитации сглаживания некоторых граней, проделаем еще одно действие. Две передние панели полки у реальной стойки домашнего кинотеатра – не что иное, как дверцы небольших шкафчиков. Поэтому придадим этим частям модели некоторое сходство с настоящим объектом. Выделите объект Big_Shelf и выберите его подобъект Polygon (Полигон). Выделите два прямоугольных полигона на лицевой панели полки (рис. 3.19, а). Нажмите кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Inset (Вставить) и в диалоговом окне введите значение 0,3 (рис. 3.19, б). Завершите вставку полигона, нажав кнопку OK диалогового окна. Выделите четыре новых узких полигона, образовавшихся в результате предыдущего действия, и произведите с ними операцию Bevel (Скос) со значениями Height (Высота) и Outline Amount (Величина контура) -0,3 см и -0,1 см соответственно (рис. 3.19, в). Повторите операцию с группой из четырех полигонов другой части лицевой панели полки. Выберите подобъект Edge (Ребро). Далее попробуйте самостоятельно определить, к каким ребрам на лицевой панели полки нужно применить операцию Chamfer (Фаска) со значением 0,1, для того чтобы они выглядели более естественно (рис. 3.19, г). Правда, нужно заметить, что ребра, подлежащие редактированию, необходимо вначале выделить все, а затем уже производить с ними операцию Chamfer (Фаска), чтобы сетка после операции была корректной и аккуратной.

Рис. 3.19. Фазы редактирования модели одной из полок стойки

6. По завершении операций имитации сглаженных граней у объектов Small_Shelf и Big_Shelf закройте списки подобъектов этих моделей. Затем скройте сами модели. Отобразите объекты Uprightl и Upright2, которые имитируют подпорные ножки стойки. Эти объекты также подлежат сглаживанию. Один из них можно сразу удалить, так как в дальнейшем после сглаживания просто создадим копию модели ножки. Как и в некоторых вышеописанных случаях, перед назначением модификатора сглаживания необходимо разрезать определенные полигоны модели, соединив ребра с помощью операции Connect (Соединить). Продолжим работать в перспективном виде. Выделив модель ножки, выберите подобъект Edge (Ребро). На рис. 3.20 отмечены фазы выделения нужных ребер модели ножки с помощью кнопки Ring (Кольцо) и соединения их с помощью операции Connect (Соединить). Тем самым, были созданы новые ребра для управления сглаживанием граней модели. Если расположить рядом две модели ножки со сглаживанием и без него (рис. 3.20, и), то становится очевидным, что сглаженная модель смотрится намного выразительнее и реалистичнее своей угловатой копии. Честно говоря, столь незначительную деталь модели стойки, как ножка, можно было и не подготавливать так тщательно для сглаживания. Опять же, эта операция всегда влечет за собой резкое увеличение числа полигонов. Однако теперь, после правильного текстурирования, модель стойки домашнего кинотеатра вполне можно использовать для фотореалистичной визуализации как отдельный объект. Создайте копию модели ножки и переместите приблизительно в то место, где находился ранее удаленный объект без сглаживания.

Рис. 3.20. Этапы подготовки к сглаживанию и визуализация модели

7. Отобразите все части модели стойки для домашнего кинотеатра. Назначьте модификатор сглаживания объектам Front_Side и Upright. После этого можно проверить по очереди все части модели на ошибки при помощи модификатора STL Check (STL-тест). Если все сделано правильно, модификатор ошибок не обнаружит. Удалите тестовые модификаторы, чтобы не мешали, и визуализируйте модель (рис. 3.21), нажав F9 на клавиатуре. Редактирование стойки для домашнего кинотеатра завершено, соберите все части модели в группу Anteprima_high, сохраните файл и завершите с ним работу. На диске, прилагаемом к книге, можно найти модель стойки для домашнего кинотеатра в файлах Anteprima_Low.max и Anteprima_High.max, которые находятся в папке Models каталога с проектом.

Рис. 3.21. Визуализированные низкополигональная и сглаженная модели

Моделирование дивана

При моделировании сцен интерьера в 3ds Max одними из самых сложных моделей являются диваны. Как правило, общую форму дивана смоделировать не составляет труда, однако реалистично передать мягкость, форму швов, складки на объекте получается не всегда. Например, моделирование кожаного классического дивана с прошивкой в виде впадин с пуговицами (рис. 3.22) – достаточно трудоемкий процесс, требующий от пользователя хорошего владения инструментами трехмерного полигонального моделирования и развитого пространственного мышления.

Рис. 3.22. Модель дивана со сложной структурой поверхности создана с помощью полигонального моделирования

При моделировании мягкой мебели также представляют определенные сложности сопряжение двух видов поверхностей, например мягкой обивки спинки кровати и деревянной окантовки с орнаментом или расположение объемных узоров на деревянных частях мягкого кресла (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Модели с объемными узорами на твердых частях

В описываемом проекте в интерьер кабинета хорошо впишется мягкий кожаный диван белого цвета (рис. 3.24). Он не слишком сложен в моделировании, однако, чтобы передать мягкость подушек и форму швов в нужных местах, придется потрудиться. Основные навыки работы с полигональными объектами были получены при создании вышеописанных моделей. Как и в случае с некоторыми предметами интерьера, изготовление которых было описано выше, создадим низкополигональную модель дивана для задних планов, а затем с помощью разделения полигонов и сглаживания превратим объект в высокополигональную модель, которую можно будет использовать в фотореалистичной визуализации на переднем плане.

   Рис. 3.24. Диван для интерьера кабинета

   Данный диван состоит из двух одинаковых модулей, соединенных между собой. Поэтому для создания дивана достаточно будет смоделировать один модуль, затем сделать его зеркальную копию и соединить две половинки в один объект. Начать моделирование можно двумя способами. Первый – это создать параллелепипед по размеру объекта и с помощью перемещения точек и создания новых ребер придать ему нужную форму. Второй способ заключается в создании плоскости по форме лицевой части дивана и дальнейшем выдавливании полигонов для придания объема модели. Первым способом мы уже пользовались для создания модели стойки под домашний кинотеатр, поэтому попробуем применить в данном случае второй метод. Тем более что с помощью плоскости как начального объекта моделирования можно создавать различные модели, в том числе многие виды орнаментов. Для моделирования дивана проделайте следующее.
   1. Откройте файл Index.max или загрузите его с диска, прилагаемого к книге. Сохраните файл как Tobias_Frighetto.max. Высота дивана равна 79 см, ширина лицевой части одного модуля равна 115 см, а узкой задней части 105 см. Остальные размеры объекта и его отдельных частей будут указаны и учтены в процессе работы над моделью. В окне вида Front (Вид спереди) создайте односегментную плоскость с параметрами Width (Ширина) – 115 и Length (Длина) – 79. Включите режим отображения Smooth + Highlights (Сглаживание + Световые блики) и установите флажок Edged Faces (Грани на полигонах) для отображения граней в видовых окнах. Дайте плоскости название Shablon_front.
   2. С помощью редактора материалов создайте новый материал, на пустой слот Diffuse Color (Диффузный цвет) которого назначьте изображение Tobias_Frigetto_Front.jpg. Данное изображение находится в папке Collateral_mat каталога с проектом на DVD-диске. С помощью рамки выделения окна Specify Cropping/Placement (Обрезка/Размещение) измените размер изображения, обрезав его по краям (рис. 3.25). Назначьте изображение на готовую плоскость в окне Front (Вид спереди).

Рис. 3.25. Обрезка изображения для наложения на плоскость

3. В окне вида Left (Вид слева) создайте еще одну плоскость длиной 79 см и шириной 115 см. Назовите плоскость Shablon_right. Тем же способом, что описан выше, назначьте на плоскость изображение Tobias_Frigetto_Right.jpg, изменив его размер так, чтобы на плоскости была видна боковая часть дивана (рис. 3.26). Расположите плоскости перпендикулярно друг другу.

Рис. 3.26. Расположение плоскостей и изображений на них

4. Перейдите в окно вида Front (Вид спереди) и создайте односегментную плоскость по ширине подлокотника дивана (примерно 16 см) длиной около 12 см. Назовите плоскость Tobias. Преобразуйте ее в полигональную сетку и сделайте объект прозрачным, нажав на клавиатуре Alt+X (рис. 3.27, а). Выберите подобъект Edge (Ребро). Выделите нижнее ребро на плоскости и, зажав Shift на клавиатуре, инструментом Select and Move (Выделить и переместить) сдвиньте выделенное ребро на -12 см по оси Y (рис. 3.27, б). Появится новый полигон. Точно так же, копируя ребра и создавая новые полигоны, смоделируйте форму передней части дивана (рис. 3.27, в). Если отобразить вид из четырех окон, включая перспективу, то выглядеть новый объект должен, как на рис. 3.27, г.

Рис. 3.27. Начальная фаза моделирования дивана

5. Находясь в окне вида Perspective (Перспектива), выберите подобъект Border (Граница) и выделите границу плоскости передней части дивана. Перейдите в окно вида Right (Вид справа), зажмите на клавиатуре Shift и инструментом Select and Move (Выделить и переместить) придайте объем ранее плоскому объекту, ориентируясь по изображению боковой части дивана (рис. 3.28). Причем только что созданная часть модели должна состоять из трех сегментов, ребра, разделяющие полигоны, должны располагаться в местах будущих швов на подлокотниках.

Рис. 3.28. Придание объема плоской заготовке

6. Далее придадим подлокотнику форму, как на изображении. Не меняя видового окна, выберите подобъект Vertex (Вершина). Перемещая вершины объекта по оси Y, придайте подлокотнику форму, ориентируясь по изображению (рис. 3.29, а). Теперь необходимо закрыть отверстие в модели. Перейдите в окно Perspective (Перспектива). Скройте на некоторое время плоскости с изображениями дивана и сделайте объект Tobias непрозрачным, нажав на клавиатуре Alt+X. Выберите подобъект Border (Граница) и, выделив границу объекта, нажмите кнопку Cap (Закрыть) в свитке Edit Borders (Редактировать границы) панели управления (рис. 3.29, б). Чтобы разделить новый полигон согласно разбиению передней плоскости объекта, выберите подобъект Vertex (Вершина) и, выделяя по две точки на полигоне, нажимайте кнопку Connect (Соединить), чтобы соединить их, создавая новые ребра (рис. 3.29, в). Для моделирования заготовки спинки дивана нам понадобятся новые ребра на объекте. Выберите подобъект Edge (Ребро). Выделите с помощью кнопки Ring (Кольцо) грани задней части модели дивана и нажмите кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Connect (Соединить). В открывшемся диалоговом окне введите параметры сдвига вновь создаваемых ребер и нажмите OK (рис. 3.29, г).

Рис. 3.29. Придание заготовке модели начальной формы дивана

7. Продолжим моделирование спинки дивана. Для этого выберите подобъект Polygon (Полигон). Выделите четыре полигона, образовавшихся в результате предыдущей операции, и удалите их (рис. 3.30, а). Это необходимо для дальнейшего беспрепятственного сплавления точек и присоединения новых полигонов. Выделите четыре полигона на задней части подлокотника и с помощью операции Extrude (Выдавливание) создайте четыре сегмента, которые послужат частью спинки модели дивана (рис. 3.30, б). После операции выдавливания с помощью перемещения точек (или ребер) новых полигонов отрегулируйте их положение так, чтобы они совпадали с ребрами на нижней части дивана (см. рис. 3.30, б). Теперь, чтобы сплавить точки, необходимо удалить еще четыре полигона, образовавшиеся после операции выдавливания. Но полигоны, подлежащие удалению, не видны, так как находятся в нижней части только что сделанных сегментов. Чтобы выделить их, нажмите на клавиатуре Alt+X для включения прозрачности объекта. Теперь, нажимая левую кнопку мыши несколько раз, наведя курсор на нужный полигон, можно выделить полигон, скрытый от взгляда пользователя. Выделив четыре полигона (рис. 3.30, в), по очереди удалите их. Затем перейдите к подобъекту Vertex (Вершина) и, выделяя по две точки, расположенные рядом на стыках удаленных полигонов, произведите с ними операцию сплавления при помощи кнопки Weld (Сварка) свитка Edit Vertices (Редактировать грани). Сплавить вершины нужно по обе стороны спинки дивана с лицевой и задней части (рис. 3.30, г), при этом проследите, чтобы порог сварки (Weld Threshold) был больше либо равен расстоянию между свариваемыми вершинами. Если после сварки вершин проверить объект на ошибки модификатором STL Check (STL Тест), то ошибок быть не должно. В противном случае какие-то вершины оказались не сваренными либо не удален один из полигонов, о которых говорилось выше.

   Рис. 3.30. Создание заготовки спинки дивана

   Совет
   При выделении в режиме прозрачности объекта полигонов, которые находятся на внутренних частях модели и не видны в режиме затенения, переключатель в области Preview Selection (Предварительный просмотр выделения) лучше установить в положение Off (Выкл.), иначе выделить нужные полигоны будет невозможно.

   8. Продолжим редактировать объект Tobias, чтобы придать ему сходство с диваном. Выделите двенадцать полигонов верхней части горизонтальной плоскости модели и произведите с ними операцию Extrude (Выдавливание). Величину Extrusion Height (Высота выдавливания) установите 6 см (рис. 3.31, а). Выделите пять вершин, принадлежащих только созданным полигонам, прилегающим к спинке дивана, и переместите их вниз по оси Z до совмещения с расположенными ниже точками (рис. 3.31, б). Выделите пары рядом расположенных точек и произведите с ними операцию Weld (Сварка). Перейдите в видовое окно Left (Вид слева) и, перемещая группы из пяти точек по оси Y, сделайте плавный скос из только что созданных полигонов (рис. 3.31, в). Точно так же выдавите на 5 см шестнадцать полигонов на внутренней части спинки будущей модели дивана (рис. 3.31, г). Перейдя в видовое окно Left (Вид слева), путем перемещения точек слегка подправьте форму новой части дивана (рис. 3.31, д), чтобы убрать образовавшиеся пересечения. Для имитации округлости некоторых частей объекта необходимо предварительно разбить полигоны определенных областей модели. Выделив три ребра на нижней части объекта с помощью кнопки Ring (Кольцо), выберите группу ребер и соедините их с помощью Connect (Соединить) (рис. 3.31, е). Создайте еще один сегмент в нижней части дивана, разделив ребра с помощью Connect (Соединить). Точно так же выделите кнопкой Ring (Кольцо) ребра на спинке дивана и разделите их с помощью операции Connect (Соединить), подлокотник тоже разделите этим же инструментом, с той лишь разницей, что в окне Connect Edges (Соединить ребра) в поле Segments (Сегменты) установите число 2 (рис. 3.31, ж). Разделите одним ребром два больших сегмента на спинке и подлокотнике дивана (рис. 3.31, з).

Рис. 3.31. Создание и разбиение полигонов

9. Для имитации округлости некоторых частей дивана необходимо переместить несколько ребер по соответствующим координатным осям. Работа будет проходить в видовом окне Perspective (Перспектива). Выделите шестнадцать ребер на подлокотнике дивана (рис. 3.32, а) и переместите их по оси Z на 1 см. Далее выделите ребра на лицевой части подлокотника и нижней части дивана, переместите их на -1 см, но уже по оси Y (рис. 3.32, б). Ребра верхней грани спинки переместите по оси Z на 0,5 см (рис. 3.32, в). Далее будем работать с инструментом Soft Selection (Мягкое выделение). Настройте параметры «мягкого выделения» (рис. 3.32, г), затем, выбрав подобъект Vertex (Вершина), выделите четыре вершины на внешней боковой поверхности подлокотника и переместите их по оси X на 3 см (рис. 3.32, д). Не меняя параметры «мягкого выделения», выделите две вершины на внутренней боковой поверхности подлокотника дивана и переместите по оси X на -2 см (рис. 3.32, е). Таким образом, будет сымитирована округлость подлокотника. Теперь необходимо устранить пересечения полигонов, образовавшиеся в результате операций «мягкого выделения». С помощью нажатия на клавиатуре комбинации Alt+X сделайте объект прозрачным. Деактивируйте «мягкое выделение» и, по очереди выделяя крайние точки верхней части горизонтальной плоскости модели и перемещая их по оси X, уберите пересечения полигонов (рис. 3.32, ж). То же самое проделайте с точками фронтальной поверхности спинки дивана на границе с подлокотником (рис. 3.32, з).

   Рис. 3.32. Придание заготовке модели дивана более натурального вида

   Внимание!
   Для того чтобы манипуляции с точками на одной грани объекта не оказывали влияние на точки другой грани, необходимо снять флажок Affect Backfacing (Воздействие на задние грани) в свитке Soft Selection (Мягкое выделение).

   10. Так как у настоящего дивана имеются ярко выраженные швы, то для придания большего сходства модели с натуральным объектом необходимо будет их смоделировать. Создать швы на модели мебели можно несколькими способами. Один из них заключается в выделении ребер в отдельный сплайн с последующим приданием ему объема. С помощью кнопки Loop (Петля) выделите крайние ребра по периметру подлокотника дивана (рис. 3.33, а). В свитке Edit Edges (Редактировать ребра) панели модификации нажмите кнопку Create Shape From Selection (Создать форму из выделения) (рис. 3.33, б). Для придания толщины выделите вновь созданную форму и на панели модификации в свитке Rendering (Визуализация) установите флажки Enable In Renderer (Показывать при визуализации) и Enable In Viewport (Показывать в видовом окне). В поле Thickness (Толщина) установите значение 0,3 см, а в поле Sides (Стороны) установите число сторон, равное шести. Создайте точно таким же способом шов по периметру противоположной грани подлокотника (рис. 3.33, в). Потом еще три шва: два на боковой стороне подлокотника и один на передней плоскости нижней части модели (рис. 3.33, г).

Рис. 3.33. Моделирование швов

11. Следующим шагом в создании дивана будет моделирование подушек нескольких видов. Создайте в окне Perspective (Перспектива) примитив Box (Параллелепипед) с параметрами, как на рис. 3.34, а. Изолируйте выделенный объект, выбрав из контекстного меню пункт Isolate Selection (Изолировать выделенное). Преобразуйте его в редактируемую сетку. Для скругления вертикальной грани выделите два ребра на одной из четырех граней параллелепипеда, нажмите кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Chamfer (Фаска) и установите параметры фаски (рис. 3.34, б). Повторите операцию с остальными вертикальными гранями объекта. Выделите полигоны верхней плоскости параллелепипеда и проделайте с ними операцию Bevel (Скос) (рис. 3.34, в). Не снимая выделение с полигонов, повторите операцию Bevel (Скос), установив значение Outline Amount (Величина контура) -2 см. Еще раз произведите операцию Bevel (Скос) с выделенными полигонами, установив значение Height (Высота), равное 1 см, Outline Amount (Величина контура), равное -3 см. В результате проделанных операций на верхней плоскости получились пересечения, от которых необходимо избавиться. Выделите четыре угловые вершины на верхней плоскости параллелепипеда (рис. 3.34, г) и нажмите кнопку Collapse (Свернуть), находящуюся в свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию), чтобы собрать вершины в одну. Повторите операцию с тремя группами вершин, которые также образуют паразитные пересечения. Выделите полигоны всей нижней плоскости параллелепипеда и, используя инструмент Bevel (Скос), создайте два дополнительных сегмента (рис. 3.34, д). Причем для первого сегмента задайте параметр Outline Amount (Величина контура), равный -1 см, а для второго -2 см. Значение Height (Высота) в обоих случаях должно быть равно 1 см. Теперь выделите полигоны по периметру параллелепипеда и произведите с ними операцию Extrude (Выдавливание) со значением 0,5 см, установив переключатель Extrusion Type (Тип выдавливания) в положение Local Normal (Локальная нормаль) (рис. 3.34, е). Для создания шва на модели подушки выделите ребра по периметру объекта и произведите с ними операцию Extrude (Выдавливание) (рис. 3.34, ж). Для большей выразительности можно произвести создание визуализируемого сплайна из выделенных ребер, как это было проделано ранее для моделирования швов на подлокотнике дивана. Правда, в этом случае необходимо будет сразу же присоединить новый сплайн к параллелепипеду кнопкой Attach (Присоединить) для того, чтобы дальнейшее редактирование производить с цельным объектом. Точно так же создайте шов с нижней стороны параллелепипеда. Чтобы придать подушке мягкости, выделите четыре вершины центрального полигона и, настроив параметры в свитке Soft Selection (Мягкое выделение), переместите их по оси Z на 4 см (рис. 3.34, з).

Рис. 3.34. Фазы моделирования диванной подушки

12. Подушка, служащая спинкой дивана, моделируется из параллелепипеда с параметрами Length (Длина) – 35, Width (Ширина) – 95, Height (Высота) – 10, содержащего четыре сегмента длины, восемь сегментов ширины и два сегмента высоты, описанным выше методом. С той лишь разницей, что после редактирования и использования мягкого выделения толщина ее должна быть не более 15 см (рис. 3.35).

Рис. 3.35. Модель подушки, служащей спинкой дивана

13. Понадобится смоделировать еще одни тип подушки. В данном случае это будет подушка из числа тех, что обычно в беспорядке разбросаны по дивану. Создайте параллелепипед величиной 40 см по длине и ширине, а параметр Height (Высота) установите равным 8. Число сегментов установите равным пяти по длине и ширине, а по высоте должно быть два сегмента. Преобразуйте параллелепипед в полигональную сетку. Выделите угловые вертикальные грани и с помощью операции Chamfer (Фаска) разделите их (рис. 3.36, а). В результате этого получатся несколько точек, которым принадлежат по три ребра вместо четырех, из-за чего образуются многоугольные полигоны. Чтобы избавиться от многоугольных полигонов, выберите подобъект Vertex (Вершина). В свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию) нажмите кнопку Cut (Отрезать) и с использованием данного инструмента, разрезав полигоны верхней плоскости, соедините новыми ребрами две свободные точки, образовавшиеся в результате операции Chamfer (Фаска) (рис. 3.36, б). В видовом окне Top (Вид сверху) перемещением вершин выровняйте новые ребра. Повторите операцию со всеми остальными свободными точками на верхней и нижней плоскости параллелепипеда. Выделите внешние ребра по периметру верхней плоскости объекта и переместите по оси Z на -3,5 см. Далее выделите ребра по периметру нижней плоскости и поднимите по оси Z на 3,5 см (рис. 3.36, в). Выделите четыре вершины в середине верхней плоскости объекта и с помощью Soft Selection (Мягкое выделение) переместите вершины по оси Z на 1,5 см (рис. 3.36, г). Точно так же переместите вершины нижней плоскости. Затем, перейдя в видовое окно Top (Вид сверху), выделите и, используя Soft Selection (Мягкое выделение), переместите вершины, чтобы объект принял форму, как на рис. 3.36, д. Закройте список подобъектов параллелепипеда и назначьте ему модификатор Relax (Ослабить) (рис. 3.36, е). Вновь преобразуйте объект в полигональную сетку, свернув стек модификаторов. Теперь смоделируем шов в середине подушки. Выделите ребра по периметру и произведите с ними операцию Extrude (Выдавливание), переместив выделенные ребра на -0,2 см внутрь объекта (рис. 3.36, ж). Повторите операцию Extrude (Выдавливание) с выделенными ребрами, но на этот раз ребра нужно переместить наружу на 0,1 см. Параметр Extrusion Base Width (Ширина области выдавливания) установите также равным 0,1. Не снимая выделение с ребер, нажмите кнопку Create Shape From Selection (Создать форму из выделения). Затем выделите вновь созданный сплайн и сделайте его визуализируемым с толщиной 0,2 см и числом сторон, равным шести. Снова выделите модель подушки. В свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию) нажмите кнопку Attach (Присоединить). В видовом окне Perspective (Перспектива) укажите курсором на визуализируемый сплайн, имитирующий шов подушки, и щелкните левой кнопкой мыши, присоединив тем самым сплайн модели подушки (рис. 3.36, з).

   Рис. 3.36. Моделирование квадратной подушки

   Внимание!
   При редактировании полигонов для создания новых лучше всего не пользоваться инструментом резки, так как это может вызвать неверное позиционирование текстур на модели. Удобнее и правильнее всего пользоваться инструментом Connect Edges (Соединить ребра). В данном случае применение инструмента резки полигонов для получения новых обусловлено однородностью будущей текстуры модели.

   14. Все модели частей дивана созданы. Теперь необходимо подогнать подушки по форме к основной части дивана и друг к другу. Это можно сделать, используя Soft Selection (Мягкое выделение), а также контейнеры свободной деформации FFD Box (Контейнер FFD). Воспользуемся последним инструментом. Выделите модель большой подушки и назначьте ей модификатор FFD (box) (Контейнер FFD) (рис. 3.37, а). Перейдя в видовое окно Left (Вид слева), откройте подобъекты контейнера свободной деформации и выберите Control Points (Управляющие точки). Перемещая с помощью инструмента Select and Move (Выделить и переместить) группы контрольных точек, подгоните форму подушки под нижнюю часть дивана (рис. 3.37, б). Назначьте модификатор FFD (box) (Контейнер FFD) другой подушке, служащей спинкой дивана (рис. 3.37, в). Перейдите в окно Left (Вид слева) и переместите модель подушки, а также поверните ее так, чтобы положение модели соответствовало положению объекта, как на рис. 3.37, г. Вернитесь в окно Perspective (Перспектива). Удобнее будет изолировать две подушки на время редактирования от остальных объектов (рис. 3.37, д). Выделяя по очереди группы управляющих точек и перемещая их, измените форму подушки, служащей спинкой дивана, так, чтобы визуально она выглядела опирающейся на большую подушку, служащую сиденьем (см. рис. 3.37, д). Кроме того, произвольно перемещая управляющие вершины контейнера свободной деформации, можно придать подушке слегка помятый вид, что придаст модели дополнительную реалистичность. Небольшие квадратные подушки расположите произвольно на модели дивана. Для них также понадобится модификатор FFD (box) (Контейнер FFD), чтобы придать им форму согласно местоположению на диване (рис. 3.37, е).

Рис. 3.37. Изменение формы отдельных частей дивана

15. Чтобы завершить модель дивана, необходимо сделать копии отдельных его частей, чтобы получился второй модуль. Данную операцию удобнее всего проделать с помощью инструмента Mirror (Отразить). Выделите основную часть дивана со швами и на главной панели инструментов нажмите кнопку Mirror (Отразить). В области Mirror Axis (Оси отражения) установите переключатель в положение X, указав тем самым ось отражения объекта. В области Clone Selection (Выбор копирования) переключатель установите в положение Copy (Копия) (рис. 3.38, а). В поле Offset (Отвод) установите значение -213, чтобы копия модели плотно прилегала к оригиналу. Сделайте копии подушек и слегка измените их форму, чтобы они не выглядели «близнецами». Модель дивана без сглаживания готова. Удалите все плоскости с изображениями диванов, соберите все части модели дивана в группу Tobias и сохраните файл как Tobias_Low. Если модель визуализировать, то выглядеть она должна, как на рис. 3.38, б. Готовую модель дивана можно найти на диске, прилагаемом к книге, в каталоге Models.

Рис. 3.38. Создание копии и визуализация модели дивана в сборке

16. Продолжим работать с файлом Tobias_Low.max. Пересохраните открытую сцену как Tobias_High.max. Для создания более похожей на оригинал модели дивана необходимо произвести с ней операцию сглаживания. Моделям подушек можно просто назначить модификатор сглаживания TurboSmooth (Турбосглаживание) или MeshSmooth (Сглаживание сетки). А вот основную часть дивана нужно будет некоторым образом отредактировать. Прежде всего разгруппируйте диван и удалите один из объектов Tobias, а также все модели швов основной части дивана (объекты Editable Spline (Редактируемый сплайн)). Скройте все объекты, кроме Tobias. Если просто назначить ему один из модификаторов сглаживания, то станет видно, что в некоторых местах модели нужно будет, выделяя ребра с помощью инструментов Ring (Кольцо) и Loop (Петля), разрезать полигоны, создая новые ребра. В первую очередь это полигоны крайнего сегмента слева (рис. 3.39, а). Далее произведите операцию Connect (Соединить) с сегментом, находящимся около подлокотника дивана (рис. 3.39, б). Разделите полигоны лицевой части дивана. Используя инструмент Connect (Соединить), в поле Slide (Скольжение) установите значение 60 для группы верхних полигонов и -60 – для нижних (рис. 3.39, в). Чтобы изменить радиус скругления края подлокотника, произведите операцию Connect (Соединить) с ребрами, расположенными в передней части дивана (рис. 3.39, г). Теперь смоделируем новые швы на подлокотнике дивана. Выделите полигоны по периметру торцевой плоскости подлокотника и операцией Extrude (Выдавливание) выдавите их на 0,5 см, установив переключатель в положение Local Normal (Локальная нормаль) (рис. 3.39, д). Выделите боковые полигоны подлокотника с внешней и внутренней стороны и также выдавите их на 0,5 см (рис. 3.39, е). Выделите с помощью Loop (Петля) ребра для создания шва и произведите с ними операцию Extrude (Выдавливание) (рис. 3.39, ж). Не снимая выделение с ребер, создайте из них редактируемый сплайн толщиной 0,2 см и присоедините его к основному объекту. Таким же образом создайте имитацию швов, как на модели дивана, без сглаживания (рис. 3.39, з).

Рис. 3.39. Подготовка дивана к сглаживанию

17. Отобразите скрытые ранее части дивана – подушки. Теперь можно инструментом Mirror (Отразить) сделать копию основной части дивана. Выделите любую часть дивана и, нажав кнопку Attach (Присоединить), присоедините к выделенному объекту все остальные части. Для окончательного сходства можно произвести еще одну операцию. Дело в том, что передняя часть реального дивана отличается по ширине от задней части на 10 см. Чтобы воспроизвести это на модели, можно воспользоваться инструментом FFD (box) (Контейнер FFD) (рис. 3.40, а). Теперь можно назначить модели дивана модификатор сглаживания TurboSmooth (Турбосглаживание), число итераций установите равным 1. Если визуализировать модель, то она должна выглядеть приблизительно, как на рис. 3.40, б. Сохраните файл и завершите с ним работу. Готовую модель дивана со сглаживанием можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге.

Рис. 3.40. Изменение формы и визуализированная сглаженная модель дивана

Моделирование кресла и стола для кабинета

Ни один кабинет не обходится без хорошего кресла. Для нашего виртуального кабинета также необходимо будет смоделировать кресло и стол. К стилистике помещения наиболее подходит кожаное кресло на колесиках (рис. 3.41). Конструкция кресла такова, что для его моделирования требуются определенные навыки работы с полигональной сеткой. При моделировании предметов интерьера, создание которых было описано выше, мы рассмотрели основные принципы работы с полигональными объектами. При условии внимательного выполнения вышеприведенных упражнений моделирование кресла не составит большого труда. Как и в случаях с предыдущими моделями, воспользуемся сканированными изображениями из каталогов в качестве шаблонов для создания первоначальной формы объекта. Здесь нужно уточнить, что чем больше изображений моделируемого предмета интерьера с разных сторон и чем детальнее изображения, тем, как правило, модель получается более похожей на оригинал.

   Рис. 3.41. Стол и кресло для кабинета

   Модель кресла будет состоять из нескольких частей. Прежде всего нужно смоделировать пятилучевую опору с колесиками, находящуюся в основании кресла. В качестве основы для создания опоры выберем цилиндр из пятнадцати сегментов по окружности. Для моделирования кресла проделайте следующее.
   1. Создайте новый файл в программе 3ds Max 2009 и сохраните его под названием City.max в папку Models каталога с проектом. Создайте в окне вида Front (Вид спереди) плоскость с параметрами Length (Длина) – 115, Width (Ширина) – 62. Назовите плоскость Shablon_City. С помощью редактора материалов назначьте плоскости изображение City1.jpg, которое можно найти на диске в папке Collateral_mat. В окне Specify Cropping/Placement (Обрезка/Размещение) обрежьте изображение, чтобы оно выглядело, как на рис. 3.42.

Рис. 3.42. Обрезка изображения для размещения на шаблоне

2. В окне вида Top (Вид сверху) создайте цилиндр радиусом 6 см, высотой 4 см с параметром Side (Сторона), равным 15. У цилиндра должно быть два сегмента по высоте и два сегмента основания (Cap Segments). Поместите цилиндр в центр координатных осей видовых окон программы и преобразуйте его в полигональную сетку. Так как лучей у опоры пять и все они идентичны друг другу, достаточно будет создать одну ножку опоры, а для остальных сделать копии, которые нужно будет затем присоединить к цилиндру, удалив предварительно полигоны на стыке. Чтобы создать первую из ножек, можно воспользоваться кнопкой Extrude (Выдавливание) или по форме ножки сделать сплайн и, использовав его в качестве пути, специальным инструментом выдавить выделенные полигоны. В окне Front (Вид спереди) создайте сплайн, ориентируясь по изображению на плоскости Shablon, назовите его Extrude_Spline. При создании сплайна учтите некоторое перспективное искажение фотографии кресла и расположите точки сплайна выше изображения ножки на плоскости (рис. 3.43, а). Находясь в окне Perspective (Перспектива), выделите два полигона на боковой поверхности цилиндра. В свитке Edit Polygons (Редактировать полигоны) нажмите кнопку Settings (Установки), находящуюся рядом с кнопкой Extrude Along Spline (Выдавливание по длине сплайна). В открывшемся диалоговом окне введите нужные параметры в поля Segments (Сегменты), Taper Amount (Величина заострения) и Taper Curve (Кривая заострения) (рис. 3.43, б). Отредактируйте форму будущей ножки, перемещая вершины в видовых окнах Top (Вид сверху) и Front (Вид спереди) (рис. 3.43, в, г).

Рис. 3.43. Начало моделирования опоры кресла

3. Продолжаем редактировать опору кресла. Выделив с помощью Ring (Кольцо) ребра ножки, операцией Connect (Соединить) создайте три дополнительных ребра на поверхности ножки (рис. 3.44, а). Блок соединения ножки с колесиком по форме должен напоминать полусферу. Для этого необходимо добавить ребра в этой части модели. Операцией Connect (Соединить) создайте три новые группы ребер (рис. 3.44, б). Выбрав подобъект Polygon (Полигон), выделите полигоны, как на рис. 3.44, в. В свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию) нажмите кнопку Hide Selected (Скрыть выделенное), тем самым скрыв выделенные полигоны для облегчения редактирования основания. Создайте из примитива Sphere (Сфера) полусферу радиусом 2 см, состоящую из двенадцати сегментов. Она послужит шаблоном при закруглении основания ножки. Поместите полусферу внутрь части модели, оставшейся после операции скрытия полигонов. Сделайте основание ножки прозрачным, нажав Alt+X на клавиатуре, и путем перемещения точек в разных видовых окнах придайте основанию ножки форму, слегка напоминающую полусферу (рис. 3.44, г—ж). Старайтесь работать очень внимательно, ориентируясь по перспективному виду. Отобразите все полигоны ножки, выбрав подобъект Polygon (Полигон) и нажав кнопку Unhide All (Отобразить все). Еще раз посмотрите на фотографии кресла в папке Collateral_mat каталога с проектом. Сравните изображение со своим результатом. Если необходимо, отредактируйте форму объекта перемещением вершин с использованием Soft Selection (Мягкое выделение). Если сейчас назначить объекту модификатор сглаживания, то ножка должна выглядеть, как на рис. 3.44, з.

Рис. 3.44. Редактирование основания ножки кресла

4. Чтобы сделать копии ножек кресла и разместить их по основанию опоры, прежде всего необходимо подготовить сетку в местах соединения ножек и основания. То есть четыре будущих стыка опоры и ножек кресла привести в соответствие с готовым стыком с ножкой. Для этого необходимо создать по три новых ребра на четырех секторах цилиндра, чтобы в дальнейшем присоединить к ним копии ножек (рис. 3.45, а). Удалите полигоны в местах будущих стыков ножек с основанием (рис. 3.45, б). Выделите полигоны ножки и в свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию) нажмите кнопку Detach (Отсоединить). В открывшемся диалоговом окне нажмите кнопку OK (рис. 3.45, в). Выделите только что созданную копию ножки, нажмите кнопку Select and Rotate (Выделить и повернуть) и, зажав на клавиатуре Shift, поверните объект вокруг центральной оси на 72°. Произойдет клонирование выделенных объектов с расположением вокруг оси вращения под выбранным углом. В диалоговом окне укажите число копий, равное четырем (рис. 3.45, г). Выделите основание и, нажав кнопку Attach (Присоединить), присоедините к нему все ножки. Выделите вершины стыка основания с ножками опоры и, нажав кнопку Settings (Установки), рядом с кнопкой Weld (Сварка) в поле Weld Threshold (Порог сварки) введите значение 0,1 (рис. 3.45, д). Перемещая точки основания опоры, придайте ему форму, как на рис. 3.45, е. Используя операции Extrude (Выдавливание) и Bevel (Скос), создайте кронштейн крестовины, ориентируясь по изображению кресла на плоскости-шаблоне (рис. 3.45, ж, з).

Рис. 3.45. Фазы моделирования опоры кресла

5. Колесо опоры кресла не является слишком сложной моделью и вполне может быть смоделировано вами самостоятельно. Рассмотрим только основные моменты создания колеса. За основу модели возьмите цилиндр радиусом 2,8 см и высотой 5 см. Примитив должен состоять из девяти сегментов по высоте, двух сегментов на основаниях и восемнадцати сторон. Преобразуйте цилиндр в редактируемую полигональную сетку. Выделите три центральных сегмента и произведите с ними операцию Extrude (Выдавливание) на величину -2,3 см, установив в диалоговом окне переключатель в положение Local Normal (Локальная нормаль). Получится имитация двух колес, соединенных осью (рис. 3.46, а). Далее выделите крайние точки на основании одного из колес и с помощью масштабирования уменьшите их до 80 %. Выделите затем следующую группу точек и уменьшите до 95 %. Повторите масштабирование вершин у второго колеса. Переместите две группы вершин на несколько миллиметров к краю колеса. Выделите по очереди две группы ребер, расположенных на оси колес, и переместите их как можно ближе к колесам. Чтобы избежать ненужных закруглений, выделите с помощью Ring (Кольцо) на одном из колес ребра, расположенные ближе всего к оси, и операцией Connect (Соединить) создайте два новых ребра со значением Pinch (Задержка), равным 75 см (рис. 3.46, а). Блок крепления колеса к ножке удобнее моделировать из примитива Tube (Труба). Параметр Radius 1 (Радиус 1) установите равным 0,7 см, Radius 2 (Радиус 2) – 0,5 см и Height (Высота) – 1,6 см. Установите у примитива один сегмент высоты, остальные параметры оставьте по умолчанию. Преобразуйте в полигональную сетку и, выделив полигоны на половине боковой поверхности объекта, выдавите их на 2,6 см (рис. 3.46, б). Переместите крайние точки только что выделенных полигонов до получения формы полукруга. Создайте на выдавленных полигонах новые ребра, выделите полигоны, образовавшиеся в результате последней операции, и выдавите полигоны на 1 см в обе стороны по оси X (см. рис. 3.46, б). Выполните разделение полигонов по краям объекта для управления сглаживанием. Выделите полигоны, получившиеся в результате последней операции, и выдавите их по локальным нормалям на 0,1 см для создания кромки по краям. Для крепежного кронштейна создайте цилиндр радиусом 1 см и высотой 3 см. Преобразуйте его в полигональную сетку. Перемещением точек подгоните его по форме к основному объекту. Присоедините операцией Attach (Присоединить) кронштейн к крышке колес. Выделите полигоны на стыке кронштейна и крышки и, нажав кнопку Bridge (Мост), склейте выделенные полигоны двух объектов между собой (см. рис. 3.46, б).

Рис. 3.46. Фазы моделирования колес и блока крепления

6. Настало время собрать опору кресла и колесики в один объект. Отобразите все части опоры. Сделайте еще четыре копии колес и блока крепежа и разместите их согласно изображению на плоскости-шаблоне. Если назначить модификатор сглаживания всем объектам, из которых состоит опора, а затем визуализировать изображение готовой модели, то должно получиться примерно так, как изображено на рис. 3.47.

Рис. 3.47. Визуализированная модель опоры кресла

7. Перейдем непосредственно к моделированию кресла. Само сиденье состоит из нескольких частей. Прежде всего это твердое, покрытое кожей основание, к которому крепится крестовина с опорой. К основанию большими клепками присоединен кожаный чехол с мягким наполнителем. Хромированные подлокотники с кожаными вставками также крепятся к основанию сиденья кресла. Жесткое основание можно смоделировать из примитива Box (Параллелепипед) или обрисовать контур боковой части кресла сплайном, затем выдавить модификатором Extrude (Выдавливание) на нужную величину. Скопируйте плоскость с изображением шаблона кресла и поверните вокруг своей оси на 90°. Назовите новый объект Shablon_Right и назначьте ему изображение City5.jpg, которое можно найти в папке Collateral_mat каталога с проектом интерьера. Отрегулируйте отображение фотографии на плоскости (рис. 3.48, а). Перейдите в видовое окно Right (Вид справа) и создайте замкнутый сплайн по форме основания сиденья кресла (см. рис. 3.48, а). Отредактируйте сплайн изменением вида некоторых вершин для придания плавности кривой. Произведите со сплайном операцию Extrude (Выдавливание) со значением 48 см. Число сегментов в свитке Parameters (Параметры) установите 4. Преобразуйте объект в полигональную сетку. С помощью Soft Selection (Мягкое выделение) переместите вершины спинки основания справа и слева на 1 см по оси X к средней линии кресла, а вершины сиденья основания слева и справа на 1 см от средней линии (рис. 3.48, б, в). Выберите подобъект Vertex (Вершина) и операцией Connect (Соединить) соедините новыми ребрами пары вершин, расположенные на боковых плоскостях основания (рис. 3.48, г). В случае, когда для проведения операции Connect (Соединить) не будет парной точки, воспользуйтесь инструментом Cut (Отрезать). Для моделирования имитации швов по бокам основания прежде всего на боковых плоскостях создайте инструментом Cut (Отрезать) ребра из нескольких сегментом, проходящих через всю плоскость (рис. 3.48, д). Выделите при помощи Loop (Петля) только что созданные ребра на обеих сторонах объекта и создайте имитацию шва на торцевой части основания сиденья кресла (рис. 3.48, е). Технология моделирования швов на мебели была рассмотрена ранее, при моделировании дивана.

Рис. 3.48. Моделирование основания сиденья кресла

8. Переходим к моделированию самой сложной части кресла – кожаному чехлу, который к основанию сиденья крепится большими клепками. В качестве основного объекта возьмем примитив Plane (Плоскость). В окне вида Front (Вид спереди) создайте плоскость с параметрами Length (Длина) – 6 см и Width (Ширина) – 55 см. По длине плоскость должна содержать один сегмент, а по ширине – четыре (рис. 3.49, а). Преобразуйте плоскость в полигональную сетку. Выделите четыре верхних ребра и перейдите в видовое окно Right (Вид справа). Зажав на клавиатуре Shift, с помощью инструмента Select and Move (Выделить и переместить) создайте четыре дополнительных сегмента по форме спинки, ориентируясь на изображение кресла сбоку. Продолжая редактирование модели чехла, создайте еще несколько сегментов плоскости для имитации оборота чехла вокруг верхней части основания (рис. 3.49, б, в). Точно так же добавьте в нижней части плоскости сегменты сиденья чехла и сегменты для имитации оборота чехла вокруг основания. С помощью перемещения точек подправьте форму согласно имеющимся изображениям-шаблонам (рис. 3.49, г). Если данная часть модели будет слегка несимметричной, это придаст ей дополнительную реалистичность, так как на кожаной мебели, как правило, всегда есть складки. Для придания будущему чехлу толщины назначьте плоскости модификатор Shell (Оболочка), поверхность должна состоять из двух сегментов. Кроме того, необходимо в настройках модификатора указать толщину внешнего и внутреннего сегмента (рис. 3.49, д). Преобразуйте объект в полигональную сетку, свернув стек модификаторов. Теперь придадим модели чехла некоторую округлость по краям. Выделите полигоны по торцам объекта, а также граничные полигоны верхней и нижней частей и произведите с ними операцию Bevel (Скос) (рис. 3.49, е). Не снимая выделение с полигонов, произведите еще одну операцию Bevel (Скос) (рис. 3.49, ж). В видовом окне Right (Вид справа) перемещением точек отредактируйте форму чехла, чтобы не было пересечений ребер между собой и с основанием кресла. В то же время чехол в местах оборота вокруг основания должен плотно к нему прилегать. Чтобы закончить моделирование чехла для кресла, создайте шов по периметру чехла тем же способом, что был описан выше (рис. 3.49, з).

Рис. 3.49. Моделирование чехла для кресла

9. Моделирование подлокотника кресла – не слишком сложная задача. Достаточно будет создать два цилиндра для крепления его к основанию кресла и сплайн в качестве пути выдавливания полигонов, образующих форму подлокотника. Ориентируясь по изображению бокового вида кресла на плоскости, создайте цилиндр радиусом 1,5 см, высотой 10,5 см. Число сторон установите равным восьми. Цилиндр должен состоять из одного сегмента. Поместите цилиндр на боковой поверхности основания с учетом перспективных искажений изображения бокового вида кресла (рис. 3.50, а). Преобразуйте цилиндр в полигональную сетку. Чтобы придать заготовке модели сходство с реальным объектом, необходимо сделать декоративный элемент, имитирующий гнездо для крепления на основании цилиндра. Для этого, выделив полигон основания цилиндра, произведите с ним операцию Inset (Вставить) со значением 0,75 см. Далее, не снимая выделение с полигона, произведите с ним операцию Extrude (Выдавливание) со значением -0,2 см.

   Рис. 3.50. Фазы моделирования подлокотника кресла

   Еще раз произведите с выделенным полигоном операцию Inset (Вставить), указав в соответствующем поле значение 0,3 см. Завершающей операцией с выделенным полигоном будет Bevel (Скос) с параметрами, как на рис. 3.50, б. Чтобы разделить ребра для выдавливания полигонов, имитирующих подлокотник, произведите операцию Connect (Вставить), выделив продольные ребра цилиндра (рис. 3.50, в). Создайте копию объекта, имитирующего цилиндрическое крепление подлокотника, и переместите в место предполагаемого расположения, ориентируясь по изображению (рис. 3.50, г). Создайте в окне вида Right (Вид справа) сплайн из пяти вершин типа Bezier (Безье), который послужит путем для выдавливания полигонов по форме подлокотника (3.50, д). Назовите новый объект Extrude_Path. В видовом окне Perspective (Перспектива) выделите полигон модели верхнего цилиндрического крепления и в свитке Edit Polygons (Редактировать полигоны) панели модификации нажмите кнопку Settings (Установки) рядом с кнопкой Extrude Along Spline (Выдавливание по длине сплайна). В открывшемся диалоговом окне нажмите кнопку Pick Spline (Указать сплайн) и в видовом окне укажите ранее созданный сплайн (рис. 3.50, е). Введите в поле Segments (Сегменты) число 10 и нажмите кнопку OK, завершив тем самым выдавливание полигонов. Закройте список подобъектов и кнопкой Attach (Присоединить) присоедините к модели подлокотника нижнее цилиндрическое крепление. Теперь необходимо слить точки в месте стыка полигонов подлокотника и нижнего цилиндрического крепления. Сделайте модель подлокотника прозрачной. Выделите и удалите два полигона в месте стыка двух указанных объектов (рис. 3.50, ж), затем выделите восемь вершин, принадлежащих удаленным полигонам, в месте соединения и кнопкой Weld (Сварка) сплавьте их, преобразовав в четыре вершины. Далее нужно смоделировать кожаную накладку подлокотника. Выделите восемь полигонов верхней плоскости подлокотника (кроме тех, что примыкают к креплениям) и произведите с ними вначале операцию Bevel (Скос) со значением Height (Высота) – 0,7 см и Outline Amount (Величина контура) – 0,7 см по локальным нормалям. Затем операцию Extrude (Выдавливание) также по локальным нормалям, со значением 0,5 см. И в последнюю очередь повторите операцию Bevel (Скос) с параметрами Height (Высота) – 0,5 и Outline Amount (Величина контура) – 0,5 (рис. 3.50, з).
   10. Создайте зеркальную копию подлокотника кресла типа Instance (Экземпляр). Отобразите все части модели, ранее скрытые, и соберите их в группу City. Удалите из сцены все шаблоны и вспомогательные сплайны. Сохраните файл как City_Low.max. В этом файле будет находиться модель без сглаживания, которую после текстурирования можно будет использовать в интерьерных сценах на заднем плане или в случае с компьютером небольшой мощности. Хотя, строго говоря, низкополигональной модель назвать нельзя, так как в общей сложности она содержит более 8000 полигонов. Далее некоторым образом детализируем модель кресла и применим к ней один из модификаторов сглаживания, чтобы объект можно было использовать в фотореалистичных визуализациях на переднем плане или даже как главный элемент сцены. Если визуализировать объект, то кресло должно выглядеть приблизительно, как на рис. 3.51. Модель кресла без сглаживания можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в каталоге Models.

   Рис. 3.51. Визуализированная модель кресла без сглаживания

   11. Продолжая работать с файлом City_Low.max, пересохраните его как City_
   High.max. Нам предстоит добавить кое-какие детали и сгладить модель. Один из самых сложных моментов – создание крепления чехла к основанию сиденья кресла или, говоря иначе, моделирование кнопок и имитации складок. Разгруппируйте модель кресла и скройте все его части, кроме модели чехла. Именно на этой части кресла мы будем моделировать кнопки со складками. Восемь крепежных элементов на спинке чехла и шесть на сиденье. Прежде всего нужно определить местоположение и размер кнопок крепления. Для этого создайте в видовом окне Front (Вид спереди) плоскость размером Length (Длина) – 90 см, Width (Ширина) – 63 см и расположите ее за моделью чехла. Назовите плоскость Shablon_Front. В редакторе материалов выберите любой материал по умолчанию и в свободный слот Diffuse Color (Диффузный цвет) поместите карту Bitmap (Изображение) с изображением City_Top.jpg из каталога Textures&Maps диска с проектом, прилагаемого к книге. Данное изображение в дальнейшем послужит в качестве карты диффузного цвета при создании материалов кресла. Назначьте материал на плоскость Shablon и в редакторе материалов нажмите кнопку, отображающую материал в видовых окнах (рис. 3.52, а). Далее будет описано моделирование одной кнопки с углублением и складками, остальные можно будет создать по аналогии. Выделите модель чехла, выбрав подобъект Vertex (Вершина). Инструментом Cut (Отрезать) разделите полигон, на котором предполагается расположить элемент крепления, на несколько секторов и переместите центральную вершину приблизительно в середину будущей кнопки, ориентируясь по изображению на плоскости (рис. 3.52, б). При разрезании полигона в месте расположения центральной вершины могут появиться дополнительные паразитные вершины, которые нужно слить с основной, используя операцию Weld (Сварка) с небольшим порогом срабатывания. Далее работаем с областью, в которой будет расположено углубление с кнопкой и складками. Для создания углубления выделите центральную вершину и произведите с ней последовательно четыре операции Extrude (Выдавливание) со значениями 4 см, 3 см, 2 см и 1,2 см соответственно. Величина Extrusion Height (Высота выдавливания) во всех четырех случаях должна быть равна нулю. Ребра в области будущего углубления с кнопкой должны располагаться в форме паутины (рис. 3.52, в). Выделите центральную вершиу и, настроив параметры Soft Selection (Мягкое выделение), переместите вершину по оси Y на 3,5 см (рис. 3.52, г). Выделив группу центральных полигонов в только что созданном углублении, удалите их. Затем, выбрав подобъект Border (Граница), образовавшийся после удаления полигонов, нажмите кнопку Cap (Крышка), создав тем самым новый круглый полигон (рис. 3.52, д). Для моделирования кнопки выделите данный полигон и произведите с ним операцию Bevel (Скос) со значениями Height (Высота) – 0,8 см и Outline Amount (Величина контура) – 0,6 см. Затем операцию Extrude (Выдавливание) со значением 0,6 см. Завершая создание кнопки, произведите с полигоном операцию Bevel (Скос) с параметрами Height (Высота) 0,6 см и Outline Amount (Величина контура) -0,3 см и операцией Cut (Отрезать) разделите верхний полигон кнопки на четыре части (рис. 3.52, е). Осталось сделать складки, расходящиеся лучами от центра углубления. Выделите все полигоны кнопки с помощью инструмента Grow (Увеличение) и, нажав кнопку Hide Selected (Скрыть выделенное) в свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию), скройте кнопку, чтобы не мешала при создании складок. Выделите ребра одного из лучей, идущих из углубления, и произведите с выделением операцию Extrude (Выдавливание) с величиной Extrusion Height (Высота выдавливания) -0,3 см и Extrusion Base Width (Ширина области выдавливания) 0,3 см (рис. 3.52, ж). Затем выделите несколько вершин, образовавшихся в результате выдавливания на одном из концов выделенных ребер, и командой Collapse (Собрать) соберите вершины в одну. Такую же операцию проделайте с вершинами на другом конце выделенных ребер (см. рис. 3.52, ж). Произведите вышеописанные действия с остальными группами ребер, которые в виде лучей расходятся от центра углубления. В видовом окне Front (Вид спереди) перемещением точек подправьте форму складок по своему усмотрению (рис. 3.52, з). По аналогии создайте остальные кнопки креплений, ориентируясь по изображению на плоскости-шаблоне.

   Рис. 3.52. Фазы моделирования кнопки крепления

   Совет
   При выполнении вышеописанного упражнения во время произведения операций сплавления вершин и удаления полигонов необходимо внимательно следить за тем, чтобы не удалить, случайно выделив, лишний полигон или вершину. Для лучшего контроля над действиями удобно воспользоваться одним из инструментов 3ds Max 2009 – переключателями в области Preview Selection (Предварительный просмотр выделения) свитка Selection (Выделение) панели модификации.

   12. Для моделирования шести кнопок на сиденье чехла в видовом окне Top (Вид сверху) создайте шаблон в виде плоскости размером Length (Длина) – 75 см и Width (Ширина) – 63 см. Создав новый материал в редакторе, назначьте на пустой слот материала Diffuse Color (Диффузный цвет) изображение City_Bottom.jpg, которое можно найти в каталоге Textures&Maps диска, прилагаемого к книге. Расположите плоскость под чехлом, скрыв полигоны, имитирующие нахлест чехла, так как они будут мешать четкой видимости шаблона (рис. 3.53, а, б). Сделайте модель чехла прозрачной. Ориентируясь по изображению на плоскости, создайте шесть моделей кнопок крепления с углублениями и складками (рис. 3.53, в, г), как это было описано выше. Можно также смоделировать элементы крепления чехла на обратной стороне кресла (см. изображение City4.jpg из каталога Collateral_mat диска, прилагаемого к книге). Но это делать необязательно, ведь всегда можно повернуть модель так, что его обратная сторона не будет видна и затраты времени на создание лишних деталей будут неоправданны.

Рис. 3.53. Размещение шаблона для создания элементов крепежа на сиденье чехла кресла

13. Отобразите все скрытые части кресла и скройте плоскости с изображениями, служащие в качестве шаблонов. Осталось произвести сглаживание модели. Почти все отдельные объекты, из которых состоит модель, были подготовлены к сглаживанию в процессе редактирования. Единственный объект, который необходимо дополнительно отредактировать, – подлокотник кресла. Изолируйте его от остальных объектов. Если назначить данному объекту модификатор сглаживания, то его вид будет, как на рис. 3.54, а. С помощью операции Connect (Соединить) создайте новые ребра по периметру детали крепежа подлокотника (рис. 3.54, б). Два дополнительных ребра позволят контролировать степень сглаживания в месте соединения подлокотника с кожаной вставкой и детали крепежа (рис. 3.54, в). Повторите вышеописанные действия с другим креплением подлокотника. Край части подлокотника, имитирующей кожаную вставку, также нуждается в дополнительных ребрах для уменьшения скругления при сглаживании (рис. 3.54, г). В заключение редактирования подлокотника добавьте два сегмента ребер на боковой части подлокотника (рис. 3.54, д). Если в результате вышеописанных операций получатся свободные вершины, соедините их с соседними при помощи Connect (Соединить) (рис. 3.54, е). После назначения модификатора сглаживания подлокотник должен выглядеть, как на рис. 3.54, ж. Так как второй подлокотник был создан как Instance (Экземпляр), все изменения, произошедшие в результате редактирования одного объекта, также произойдут и с его копией.

Рис. 3.54. Подготовка к сглаживанию модели подлокотника

14. Отобразите все части кресла, закрыв окно изолирования выделенных объектов. Назначьте всем деталям кресла модификатор сглаживания TurboSmooth (Турбосглаживания) с числом итераций, равным 1. Обратите внимание, как резко возросло количество полигонов у модели после сглаживания. Тем не менее реалистичность модели (рис. 3.55) заметно повысилась по сравнению с моделью без сглаживания (см. рис. 3.51). Проверьте все части модели модификатором STL Check (STL-тест). При условии внимательного выполнения всех действий ошибок быть не должно. Остались не сделанными еще несколько незначительных частей кресла: это механизм крепления крестовины к основанию кресла, а также фиксатор положения кресла. Но моделировать эти части совсем не обязательно, так как видно их все равно не будет. Попробуйте создать эти объекты самостоятельно, ориентируясь на изображения кресла в каталоге Collateral_Mat диска, прилагаемого к книге. На этом диске также можно найти готовую модель кресла в файле City_High.max каталога Models. Удобнее будет пока не соединять все части кресла в один объект. Отдельные части модели будет проще текстурировать. Соберите все части кресла в группу City High. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 3.55. Визуализированная модель кресла со сглаживанием

15. Стол для кабинета попробуйте создать самостоятельно с помощью полигонального моделирования. В качестве шаблонов можно взять изображения Chic1.jpg-Chic4.jpg из каталога Collateral_Mat диска, прилагаемого к книге. Размеры стола: 74 см – высота, 177 см – длина и 90 см – ширина. Моделировать его можно отдельными частями либо из примитива Box (Параллелепипед) – выдавливанием полигонов и созданием дополнительных ребер. Крышку стола лучше моделировать отдельно. Создайте плоскость-шаблон размером в половину будущего стола, на которую можно назначить изображение Chic1.jpg, соответственно изменив его (рис. 3.56, а). Так как стол симметричен, удобно создать половину его крышки из параллелепипеда. Параллелепипед должен содержать не менее шести сегментов по ширине, и толщина заготовки крышки стола должна быть не менее 4 см (рис. 3.56, б). С помощью перемещения точек, разделения ребер и выдавливания полигонов создайте заготовку половины крышки стола (рис. 3.56, в). Удалите боковые полигоны объекта, затем модификатором Symmetry (Симметрично) зеркально отразите объект, при этом вершины на стыке копий будут автоматически сшиты (рис. 3.56, г). В качестве ножек стола создайте два параллелепипеда (рис. 3.56, д). Из примитивов типа Box (Параллелепипед) и Cylinder (Цилиндр) смоделируйте дополнительные выдвижные элементы стола (рис. 3.56, е). Углубления в цилиндрах можно проделать, используя булевы операции. Соберите стол в группу Chic_low и сохраните файл как Table_Chic_Low.max. Одноименный файл можно найти на диске в каталоге Models. Только что сделанный объект представляет собой низкополигональную модель стола (рис. 3.56, ж). Чтобы сделать его более реалистичным, необходимо сгладить модель, разделив полигоны в определенных местах. Попробуйте проделать эти действия самостоятельно. Например, вместо стандартных примитивов (параллелепипед и цилиндр) можно использовать расширенные примитивы с фаской. Файл со сглаженной моделью стола (рис. 3.56, з) находится также в каталоге Models диска, прилагаемого к книге, и называется Table_Chic_High.max.

Рис. 3.56. Моделирование стола для кабинета

Моделирование дополнительных предметов интерьера

Основные объекты интерьера созданы. Однако необходимо будет смоделировать еще несколько предметов, чтобы интерьер выглядел законченным. Понадобится сделать следующие модели.
1. Прежде всего это лампа с большим абажуром, которая будет располагаться над рабочим столом. Диаметр абажура светильника 35 см (рис. 3.57, а). Длина люстры, а точнее ее высота от потолка, должна быть примерно 120 см (рис. 3.57, б). Высоту абажура сделайте равной 35 см (рис. 3.57, в). Технология моделирования абажура была описана в главе 2, в разделе «Моделирование торшера». В окне перспективного вида модель будет выглядеть приблизительно, как на рис. 3.57, г. Как часть светильника смоделируйте патрон с лампой (рис. 3.57, д, е). Это можно сделать из примитива Cylinder (Цилиндр) с помощью операций Extrude (Выдавливание) и Bevel (Скос). Форму данного объекта можно выбрать произвольную.

Рис. 3.57. Модель подвесного светильника с абажуром

2. Модель жидкокристаллического телевизора для размещения на стойке домашнего кинотеатра в кабинете можно найти в файле LCD_TV.max, который находится на диске, прилагаемом к книге. Попробуйте также смоделировать этот объект самостоятельно из примитива Box (Параллелепипед). Размеры модели должны быть: высота – 71 см, ширина – 111 см, глубина – 13 см. В качестве шаблона можно использовать файл LCD_TV1.jpg. Изображения LCD_TV2.jpg и LCD_TV3.jpg понадобятся для уточнения формы модели. В данном случае большая точность при создании модели не требуется, так как телевизор является второстепенной моделью, создаваемой для наполнения виртуального интерьера. Достаточно смоделировать общую форму при помощи инструментов редактирования полигональных объектов Extrude (Выдавливание), Bevel (Скос), Inset (Вставка) и Connect (Соединить) (рис. 3.58). Если, согласно изображениям, понадобится некоторые грани сделать закругленными, то удобнее будет придать имитацию скругления инструментом Chamfer (Фаска). Логотип на лицевой панели модели телевизора создайте при помощи формы Text (Текст) с последующим применением модификатора Extrude (Выдавливание). Величину выдавливания установите равной 1–2 мм.

Рис. 3.58. Простая модель жидкокристаллического телевизора

3. Модель блокнота, которую в качестве дополнительного аксессуара положим на стол в виртуальном кабинете, достаточно проста. Сначала создайте параллелепипед с параметрами Length (Длина) – 21 см, Width (Ширина) – 15 см, Height (Высота) – 2 см. Число сегментов по высоте должно быть равно пяти. Далее преобразуйте примитив в полигональную сетку и с помощью Soft Selection (Мягкое выделение) измените форму одной из боковых граней объекта (рис. 3.59, а, б). Выделив полигоны на боковых гранях модели, произведите с ними операцию Extrude (Выдавливание) со значением 0,3 см по локальным нормалям (рис. 3.59, в). Так как модель небольшая и предназначена для средних и дальних планов, сглаживать ее необязательно, но если планируется ее использование в других сценах, где она может быть визуализирована крупным планом, можно выполнить разделение ребер, тем самым подготовив модель к сглаживанию, и назначить ей один из модификаторов сглаживания (рис. 3.59, г). На диске, прилагаемом к книге, в каталоге Models можно найти модели как низкополигональной модели блокнота (Book_Low.max), так и сглаженной (Book_High.max).

Рис. 3.59. Фазы моделирования блокнота

4. Потребуется еще одна несложная модель – это дверная ручка. Поскольку точных размеров этого объекта узнать не представилось возможным, форму ручки придется делать приблизительную. К примеру, можно попробовать вписать объект в параллелепипед с размерами Length (Длина) – 5,3 см, Width (Ширина) – 12,5 см, Height (Высота) – 5 см (рис. 3.60, а). В качестве шаблона можно использовать изображение Handle1.jpg. Для шаблона создайте плоскость с параметрами Length (Длина) – 40 см, Width (Ширина) – 70 см (рис. 3.60, б). Основание для модели ручки можно изготовить из примитива Cylinder (Цилиндр). Далее с помощью инструмента Inset (Вставить) создайте новый полигон по размеру будущей ручки. Создайте сплайн в качестве пути выдавливания полигона (рис. 3.60, в). Нажатием кнопки Settings (Установки) около кнопки Extrude Along Spline (Выдавливание по длине сплайна) откройте диалоговое окно, в котором установите нужные параметры (рис. 3.60, г), и, нажав на кнопку Pick Spline (Выбрать сплайн), выберите ранее созданный сплайн-путь, по которому будет осуществляться выдавливание. На диске, прилагаемом к книге, в каталоге Models можно найти модель дверной ручки в файле Handles.max.

Рис. 3.60. Модель дверной ручки

5. Последний дополнительный предмет интерьера первого помещения – аквариум. Основание этой модели и имитацию воды сделать достаточно просто. Создайте в отдельном файле параллелепипед с параметрами Length (Длина) – 175 см, Width (Ширина) – 115 см и Height (Высота) – 55 см. Преобразовав его в полигональную сетку, выделите верхний полигон объекта и произведите операцию Inset (Вставка) со значением 0,7 см (рис. 3.61, а). Это будет толщина стекла аквариума. Не снимая выделение с полигона, произведите операцию Extrude (Выдавливание) со значением -173 см. Таким образом, получится полая, открытая сверху коробка, которая и послужит заготовкой для аквариума. Так как между водой и стеклянными стенками объекта не должно быть зазора, для создания имитации воды, налитой в аквариум, повторите с выделенным полигоном операцию Extrude (Выдавливание) еще раз. В данном случае значение выдавливания установите равным 160 см (рис. 3.61, б). Для создания легких волн на поверхности воды используем такой инструмент полигонального моделирования, как Paint Deformation (Деформация рисованием). Для начала нужно разбить деформируемый полигон на несколько. Для этого выделите верхний полигон, имитирующий воду, и 3–4 раза нажмите кнопку Tessellate (Разбиение) в свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию) в панели модификации. Спуститесь ниже по списку и откройте свиток Paint Deformation (Деформация рисованием). Измените параметры кисти деформации, как указано на рис. 3.61, в. Нажмите кнопку Push/Pull (Нажать/Тянуть) и появившимся курсором, нажав левую кнопку мыши, поводите по поверхности выделенного полигона, придав ей легкую неравномерность (см. рис. 3.61, в). Несколько сложнее создать модели грунтового дна и камушков, чтобы они не были слишком тяжелыми по числу полигонов, содержащихся в каждом из них, так как эти объекты в жизни выглядят сглаженными. Модель больше нужна для фонового наполнения интерьера и не будет визуализироваться как самостоятельный или главный объект сцены, поэтому камушков будет немного, а песчаное дно можно создать ранее описанным способом, каким была смоделирована поверхность воды. Для этого создайте параллелепипед по размеру внутренней части модели аквариума высотой 1–2 см. Преобразовав в полигональную сетку, выделите верхний полигон и разбейте его с помощью инструмента Tessellate (Разбиение), степень разбиения установив по своему усмотрению. Далее, используя инструмент Paint Deformation (Деформация рисованием), придайте поверхности будущей модели аквариумного грунта некоторую неравномерность (рис. 3.61, г). Камушки можно создать из примитивов ChamferBox (Параллелепипед с фаской), Sphere (Сфера) и GeoSphere (Геосфера). Если использовать модификаторы Noise (Шум) и Relax (Ослабить), то можно придать объектам соответствующую форму (рис. 3.61, д). Модификатор сглаживания в данном случае применять к объектам, имитирующим камни, необязательно, так как камера при визуализации будет находиться достаточно далеко, чтобы угловатость моделей была отчетливо видна. Создайте несколько видов моделей камней для аквариума. Скопируйте эти образцы и, используя инструмент Select and Uniform Scale (Выделить и неравномерно масштабировать), измените форму копий. После этого расположите новые модели хаотично внутри аквариума, слегка утопив их в «грунте» (рис. 3.61, е). Остался последний штрих – аквариумные растения. Если моделировать их с помощью стандартных средств 3ds Max 2009, это займет достаточно много времени, так как модели растений, а тем более аквариумных – не самые простые объекты. Поэтому используем модели, созданные с помощью специальной программы Onyx Tree, которая является генератором различных растений. Готовую модель аквариума можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в каталоге Models. В файле Aquarium_Plant.max находится модель аквариума с растениями.

Рис. 3.61. Создание модели аквариума

6. Пустой аквариум выглядит несколько скучновато. Создать модели аквариумных рыбок можно несколькими способами. Если есть изображение, которое подойдет в качестве шаблона, а в дальнейшем может быть использовано как карта диффузного цвета на модели, создание рыбки не составит труда. Это можно сделать с помощью сплайнов либо каркасным моделированием из плоскости. Делать сильно детализированные модели смысла нет, так как, во-первых, рыбки в аквариуме – это не основные объекты сцены, а во-вторых визуализация аквариума крупным планом не планируется. Рыбки можно сделать размером 5-10 см. Итак, создайте новый файл и назовите его Fishes.max. Одноименный файл можно найти в каталоге Models DVD-диска. В окне вида Front (Вид спереди) создайте плоскость шириной 10 см и длиной 8,5 см. В редакторе материалов выберите материал, который назовите Fishl. На диффузный цвет назначьте изображение Fish1.jpg, которое можно найти на DVD-диске в каталоге Ar-Deco_apartment_project → Textures&Maps. Присвойте материал плоскости. Выбрав инструмент Line (Линия), обведите изображение рыбки, по контуру создав замкнутый сплайн (рис. 3.62, а). Изменив тип некоторых вершин на Bezier (Безье) или Bezier Corner (Угол Безье), сделайте контур будущей модели плавным. При помощи модификатора Bevel (Скос) придайте будущей модели толщину. Назначьте объекту модификатор FFD (box) (Контейнер FFD) и придайте модели легкий изгиб (рис. 3.62, б). Назовите модель Fishl и пока скройте ее. В редакторе материалов путем перетаскивания в соседний слот скопируйте материал Fishl и назовите его Fish2. На диффузный цвет нового материала назначьте изображение Fish2.jpg из папки Textures&Maps. Присвойте материал плоскости и измените ее параметры Width (Ширина) – 6 см и Length (Длина) – 3 см. Сделайте копию плоскости и увеличьте количество сегментов по длине до 5, а по ширине до 10. Преобразуйте плоскость в редактируемую полигональную сетку, сделайте ее прозрачной и перемещением вершин придайте объекту форму, ориентируясь по изображению на шаблоне (рис. 3.62, в). Выделите несколько точек в середине объекта и, установив параметры Soft Selection (Мягкое выделение), переместите их по оси Y на -0,2 мм (рис. 3.62, г). Далее снимите флажок, активирующий мягкое выделение, и выберите подобъект Border (Граница). Выделив границу модели, удерживайте нажатой клавишу Shift и переместите границу по оси Y на 0,2 мм, придав тем самым модели дополнительную толщину. Выделите ребра по краю модели и произведите с ними операцию Chamfer (Фаска) величиной 0,15 см (рис. 3.62, д). При помощи модификатора Symmetry (Симметрично) создайте вторую половину модели рыбки. В дальнейшем можно будет назначить модификатор сглаживания, чтобы рыбка выглядела более реалистично (рис. 3.62, е). Любым из описанных выше способов создайте еще несколько моделей аквариумных рыбок (по числу изображений в папке Textures &Maps). Готовые модели для аквариума можно найти в файле Fishes.max каталога Models.

Рис. 3.62. Моделирование аквариумных рыбок

Модели мебели для второго уровня помещения

   На втором этаже виртуального помещения планируется сделать спальню. Соответственно, мебель для этой комнаты будет включать модели кровати, зеркала, люстры и стула. Все предметы интерьера будут выдержаны в единой стилистике помещения.
   Так как выше было описано создание моделей разной сложности, моделирование мебели для спальни при условии выполнения всех вышеописанных упражнений не составит труда. Далее создание моделей не будет описано детально. Остановимся только на общих моментах моделирования некоторых частей объектов.
   1. Для создания модели зеркала используйте в качестве шаблона изображение MirrorFS1.jpg, которое можно найти на DVD-диске, прилагаемом книге, в каталоге Kollateral_mat. Общие размеры модели составят 195 см по высоте и 105 см по ширине. Глубина зеркала 13 см. Для уточнения формы объекта и некоторых деталей просмотрите изображения MirrorFS2.jpg и MirrorFS3.jpg, которые можно найти в том же каталоге Kollateral_mat DVD-диска. Модель состоит из нескольких деталей – это непосредственно зеркальная панель и четыре изогнутые части рамы (рис. 3.63, а). Панель зеркала можно создать из примитива ChamferBox (Параллелепипед с фаской) толщиной 0,6 см.

   Рис. 3.63. Модель зеркала с изогнутой рамой

   Одну из частей изогнутой рамы просто смоделировать, повторив сплайном форму, как на рис. 3.63, б. После этого можно произвести операцию Extrude (Выдавливание) со значением (величиной), равным половине длины одной из частей рамы. Преобразовав объект в полигональную сетку, переместите вершины, ориентируясь по изображению на плоскости-шаблоне (рис. 3.62, в). Далее при помощи модификатора Symmetry (Симметрично) создайте вторую половину части рамы. Сделайте копию только что созданного объекта и зеркально отразите по оси Z, это будет вторая часть рамы. Копированием и перемещением вершин создайте две оставшиеся части рамы большего размера. Подгоните все части модели как можно плотнее друг к другу (рис. 3.63, г) и соберите их в группу MirrorFS. Сохраните файл как MirrorFS.max и завершите с ним работу. Одноименный файл, содержащий модель зеркала, можно найти на прилагаемом к книге DVD-диске в каталоге Models.
   2. Следующая модель – люстра в стиле ар-деко. Изображение общего вида люстры Ar-deco_Lustr1.jpg можно найти на DVD-диске в каталоге Collateral_mat. Там же находится схематическое изображение объекта с размерами – Ar-deco_Lustr2.jpg. Его можно использовать в качестве шаблона. Люстра тоже состоит из нескольких частей, моделирование которых не представляет особого труда. Это в первую очередь модель металлического прута с небольшой чашей, плафоном и лампой (рис. 3.64, а, б). Создается из визуализируемого сплайна, который затем преобразовывается в полигональную сетку. Далее с помощью операций Extrude (Выдавливание), Bevel (Скос) и Insert (Вставка) моделируются чаша, плафон и лампа. Их также можно сделать из отдельных примитивов типа Cylinder (Цилиндр). После этого делаем четыре копии объектов и располагаем под углом 45° друг к другу, чтобы создать имитацию четырехрожковой люстры. Следующая часть люстры – это металлический декоративный каркас, который точно так же состоит из четырех сегментов, расположенных под углом 45° относительно друг друга (рис. 3.64, в). Чтобы создать один из сегментов каркаса, достаточно обрисовать, создав замкнутый сплайн, шаблон, который можно сделать из плоскости, назначив ее материалу в качестве карты диффузного цвета изображение Ar-deco_Lustr2.jpg. После этого назначить сплайну модификатор Bevel (Скос) или Extrude (Выдавливание) величиной 5–6 мм для придания объекту толщины.

   Рис. 3.64. Фазы моделирования люстры

   Для крепления люстры к потолку и каркасу достаточно сделать блок наподобие изображенного на рис. 3.64, г. Он моделируется из примитива Cylinder (Цилиндр), а имитация проволочного крепления – из визуализируемого сплайна. Для каждой из четырех лампочек смоделируйте по маленькому абажуру. Технология моделирования абажура подробно описана в главе 2. И наконец, требующая внимательной и кропотливой работы часть – создание и размещение моделей стеклянных страз в виде подвесок. Прежде всего создайте модели двух видов страз из примитивов типа Cylinder (Цилиндр) (рис. 3.64, д). Сделайте имитацию соединения страз с помощью примитивов Torus (Тор). Создайте нужное число копий моделей круглых страз и соберите из них подвески, которые разместите, ориентируясь по изображению Ar-deco_Lustr1.jpg. Для ускорения создания подвесок можно использовать инструмент Spacing Tool (Инструмент распределения), который выполняет расстановку объектов через равные промежутки по длине сплайна (рис. 3.64, е). Соберите все объекты в группу Ar-deco_Lustr и сохраните файл. На DVD-диске, прилагаемом к книге, можно найти модель люстры в файле Ar-deco_Lustr.max.
   3. Никакая спальня не обойдется без кровати, в том числе и виртуальная. Схематическое изображение кровати с размерами Abracadabra.jpg, которое можно использовать в качестве шаблона, можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге в каталоге Collateral_mat. На изображениях Abracadabra2.jpg – Abracadabra6.jpg можно рассмотреть некоторые части будущей модели более детально. Все части модели кровати строятся из примитивов ChamferBox (Параллелепипед с фаской), кроме спинки и каркаса под балдахин. Для этих объектов подойдет визуализируемый сплайн с последующим редактированием. Модель подставки сделайте из примитива ChamferBox (Параллелепипед с фаской), как и модель матраса. Параллелепипед, предназначенный для подставки, можно не редактировать, а параллелепипед, из которого моделируется матрас, необходимо видоизменить с помощью Soft Selection (Мягкое выделение) и назначить модификатор сглаживания (рис. 3.65, а). Из примитива Box (Параллелепипед), путем перемещения точек и использования Soft Selection (Мягкое выделение), создайте следующую часть кровати (рис. 3.65, б). Этому объекту также необходимо назначить после редактирования модификатор сглаживания. Сделайте еще три копии объекта и расположите вокруг модели матраса так, чтобы между ними не оставалось зазоров (рис. 3.65, в). Из визуализируемых сплайнов создайте спинку кровати и каркас для балдахина (рис. 3.65, г). Причем в модели каркаса необходимо будет совместить два вида сплайнов – Line (Линия) и Helix (Спираль). Создайте из примитивов ChamferBox (Параллелепипед с фаской) три модели подушки как часть подголовника. Техника моделирования подушек подробно описана в разделе «Моделирование дивана». Для еще большего сходства модели с натуральным объектом можно смоделировать ткань в виде балдахина (рис. 3.66). В приложении А описано создание балдахина с симуляцией ткани при помощи модификатора Cloth (Ткань). Соберите все части модели в группу Abracadabra и сохраните файл как Abracadabra.max. Одноименный файл с моделью кровати можно найти в каталоге Models DVD-диска, прилагаемого к книге.

Рис. 3.65. Последовательность моделирования кровати

Рис. 3.66. Модель кровати с подушками и балдахином

4. К числу наиболее сложных моделей из создаваемых для описываемого интерьера относится, пожалуй, стул для спальни. Схематичное изображение стула Ghost.jpg можно найти в каталоге Collateral_mat DVD-диска. Там же находятся изображения Ghost2.jpg – Ghost4.jpg, на которых можно видеть стул в разных ракурсах. Любое из этих изображений можно использовать в качестве шаблона. Начать моделирование стоит со спинки стула, причем отстраивать нужно только половину объекта. Вторую половину в силу симметрии стула можно создать и совместить с первой при помощи модификатора Symmetry (Симметрично). Спинку создайте из примитива Plane (Плоскость), который преобразуйте в полигональную сетку. Путем перемещения вершин и операций Connect (Соединить) и Extrude (Выдавливание) придайте ей соответствующую форму (рис. 3.67, а). Из примитива Box (Параллелепипед), используя операции с полигональной сеткой, описанные выше, создайте сиденье стула (рис. 3.67, б). При моделировании ножек стула также используйте примитив Box (Параллелепипед). Чтобы придать ему форму ножки, совмещенной с подлокотником, можно применить операцию Extrude Along Spline (Выдавливание), предварительно сделав сплайн соответствующей формы (рис. 3.67, в). Соединить ножки, спинку и сиденье стула можно операцией Bridge (Мост), выделив полигоны в месте стыка. После создания половинки модели стула назначьте объекту модификатор Symmetry (Симметрично), установив небольшой порог сплавления вершин (рис. 3.67, г). Сохраните файл как ChairFS_Low.max. В этом файле будет находиться модель без сглаживания. Назначьте модели модификатор сглаживания и сохраните файл как ChairFS_High.max. Одноименные файлы с моделями стульев можно найти на диске, прилагаемом к книге.

Рис. 3.67. Фазы моделирования стула

Заканчивая третью главу и раздел моделирования, в целом хочется отметить, что создание качественных моделей является основополагающим моментом при проектировании интерьера в 3ds Max. Чем точнее будет смоделирована мебель и более детализирована, тем в дальнейшем фотореалистичнее получится весь интерьер. Однако всегда нужно находить баланс между детализацией объектов и оптимальным числом полигонов в сцене. Ну и, конечно, одним моделированием при создании сцены интерьера не обойдешься. Для каждой модели необходимо сделать реалистичный материал и подобрать текстурные карты. В следующей главе будет рассказано про материалы для моделей и сцены в целом, а также будет произведена сборка сцены для последующей визуализации.

Глава 4
Создание материалов и текстурирование моделей

   В этой главе мы подробно разберем создание материалов и подборку текстурных карт для отдельных моделей интерьерных объектов и всей сцены в целом. Хотя в книге речь идет, прежде всего, о фотореалистичной визуализации интерьеров, работа с материалами для стандартного сканирующего визуализатора будет рассмотрена не менее подробно, чем создание материалов для модулей, использующих алгоритмы GI (Global Illumination – Глобальное освещение) при визуализации. В данном случае это Mental Ray и VRay, с помощью которых можно получить фотореалистичное изображение трехмерной сцены. Такое внимание стандартным материалам будет уделено не случайно. Ведь главное – это не указание конкретных настроек, а понимание физических принципов и последующая имитация материалов, покрывающих реальные объекты. Стандартные же материалы имеют очень большое количество настроек, что позволяет получить неплохой опыт работы с текстурами и поверхностями объектов в 3ds Max. Кроме того, просчет изображения сцен сканирующим визуализатором происходит намного быстрее, чем просчет модулями, имитирующими GI. Это дает возможность быстро увидеть результат и при необходимости исправить ошибки. Что, в свою очередь, позволит скорее получить определенный опыт в настройке материалов в целом.
   В первой главе упоминалось, что в реальной жизни каждый объект обладает некоторыми свойствами, с помощью которых можно определить материал, из которого он состоит. Кроме того, у объектов разной формы также могут быть различными свойства одного характера. Например, разные по форме предметы из стекла по-разному преломляют свет, даже если коэффициент преломления материала у них одинаков.
   С помощью редактора трехмерной графики можно воспроизвести большинство реально существующих и даже фантастических материалов. В редакторе материалом называется стандартный модуль с основным набором характеристик и свойств, изменяя параметры которых можно имитировать такие свойства объектов, как диффузный цвет, отражение, преломление, рельефность и т. д.

Использование материалов

   Само понятие материала можно охарактеризовать как реакцию поверхности объекта на свет. Точнее будет сказать, что каждый материал обладает рядом специфических свойств, которые и создают соответствующую видимую реакцию при попадании света на объект. Нужный материал – стекло, металл, кирпич – получается из нейтральной поверхности путем назначения ей определенных свойств.
   Материалы в трехмерном редакторе 3ds Max 2009 определяются текстурой, цветом и другими свойствами поверхности (рельефность, зеркальность, глянцевитость) объектов в программе. Материалы могут быть созданы пользователем или загружены в готовом виде из библиотеки. Для создания и изменения материалов в 3ds Max 2009 используется редактор материалов. Из предыдущих глав мы получили некоторые навыки работы с редактором материалов. С его применением создавались плоскости-шаблоны с картами изображений будущих моделей. Редактор имеет достаточное количество настроек для формирования вполне реалистичных материалов и карт текстур. Все материалы, входящие в стандартную поставку 3ds Max 2009, хранятся в файлах с расширением *.mat в папке materiallibraries, содержащейся в корневом каталоге программы. В таком же формате сохраняются созданные пользователем библиотеки. Кроме того, в каталоге My documents → 3dsmax, создаваемом при установке 3ds Max 2009, также содержится пустая папка materiallibraries, в которую можно сохранять пользовательские библиотеки материалов, и именно к ней по умолчанию обращается программа при попытке открытия библиотеки материалов.
   В новой версии, благодаря новым инструментам и улучшенным существующим, наложение материалов и текстурирование сцены стало еще более увлекательным занятием, позволяющим пользователю 3ds Max почувствовать себя волшебником.

Редактор материалов: интерфейс и параметры

Интерфейс редактора материалов в 3ds Max 2009 по виду не отличается от своих предшественников в предыдущих версиях.
Чтобы запустить редактор материалов 3ds Max 2009 (рис. 4.1), необходимо открыть программу и в главном меню выбрать команду Rendering → Material Editor (Визуализация → Редактор материалов) или при запущенной программе нажать на клавиатуре M.

Рис. 4.1. Редактор материалов 3ds Max 2009

Так как по умолчанию активным установлен визуализатор Mental Ray, необходимо сменить его на сканирующий визуализатор по умолчанию. Для этого необходимо открыть окно Render Setup (Установки визуализации), нажав на одноименную кнопку в панели инструментов. Выберите вкладку Common (Общие), откройте свиток Assign Renderer (Назначить визуализатор), нажмите кнопку Choose Renderer (Выбрать визуализатор) и в диалоговом окне из списка выберите Default Scanline Renderer.

   Открыть редактор материалов можно также, нажав кнопку Material Editor (Редактор материалов), расположенную в основной панели инструментов программы 3ds Мах 2009.
   В верхней части редактора материалов расположено меню, из которого можно управлять изменением их параметров и настроек. Ниже находятся образцы материалов. Это слоты, в которых располагаются объекты сферической формы, покрытые текстурами. Если щелкнуть левой кнопкой мыши на любом из образцов, то этот слот станет активным и материал, находящийся в нем, можно будет изменять и назначать объектам сцены. При модификации материала все изменения отображаются в слоте его образца, и есть возможность контролировать вид изменяемого образца.
   Панели инструментов редактора материалов содержат кнопки, функции которых также могут быть доступны из меню редактора. Некоторые из кнопок панели инструментов могут изменить только способ отображения материала, а не сам материал. Остановимся на содержимом панелей инструментов редактора материалов.

Sample Туре (Тип образца) – объект, на который наложен материал в редакторе. Может быть цилиндрическим, кубическим и сферическим (по умолчанию). Нужен для более наглядного отображения материала, который будет наложен на объекты сцены.

Backlight (Задняя подсветка) – создает эффект подсветки снизу образца в редакторе материалов.

Background (Фон) – при нажатой кнопке за образцом в слоте редактора отображается фон из разноцветных клеток. Применяется, когда необходимо визуально оценить степень прозрачности или отражения материла в редакторе.

Sample UV Tiling (Плитка образцов в UV) – обеспечивает изменение мозаичности карт в слоте образца. Можно изменить кратность плитки карты на 2 х 2, 3 х 3 и 4 х 4. Этот параметр воздействует только на карты текстур.

Video Color Check (Проверка цветности) – этой кнопкой включается режим проверки цветов на предмет наличия несоответствующих форматам NTSC и PAL. Если такие цвета найдены, они корректируются либо отображаются яркими оттенками.

Make Preview (Предварительный просмотр) – предоставляет возможность создать и просмотреть анимацию активного образца в редакторе материалов. Является альтернативой предварительного просмотра анимации с помощью главного меню программы.

Options (Параметры) – открывает диалоговое окно Material Editor Options (Параметры редактора материалов), содержащее основные настройки редактора материалов. Например, в этом окне можно задать количество ячеек в редакторе, загрузить собственный фон и определить цвет подсветки и образцов в слотах редактора материалов.

Select by Material (Выделить по материалу) – позволяет выделять в сцене объекты, которым назначен материал, выбранный на данный момент в редакторе.

Material/Map Navigator (Навигатор материалов и карт) – при нажатии этой кнопки открывается панель навигации по уровням и картам материала.

Go to Parent (Перейти к родительскому материалу) – воспользовавшись этой кнопкой, можно перейти на уровень выше по дереву материала. Может применяться только к материалам с несколькими уровнями редактирования.

Show End Result (Показать конечный результат) – нажатие этой кнопки I IT позволяет показать материал вместе с использованными картами текстур и примененными уровнями редактирования.

Show Standard Map in Viewport (Показать стандартную карту в окне проекции) – в активном окне проекции показывает, как будет выглядеть текстура или материал на объекте в сцене.

Material ID Channel (Каналы идентификаторов материала) – позволяет назначить материалу один из 15 каналов идентификаторов эффектов, которые применяются к сцене после визуализации в качестве фильтров. Канал 0 означает, что эффекты не применяются.

Put to Library (Поместить в библиотеку) – эта кнопка предназначена для В помещения материала в открытую библиотеку. Диалоговое окно, которое открывается при нажатии этой кнопки, позволяет также дать название материалу при помещении его в библиотеку.

Make Material Сору (Сделать копию материала) – позволяет скопировать материал, назначенный объекту в сцене. При этом копия материала остается в активном слоте и становится свободной. Подобные изменения в редакторе не приводят к изменениям материалов в сцене.

Reset Map/Mtl to Default Settings (Сбросить параметры материала на установленные по умолчанию) – возвращает все значения параметров материла к исходным. Все цвета материала меняются на серый.

Assign Material to Selection (Назначить материал выделению) – нажатием этой кнопки выделенному объекту сцены назначается материал активного слота редактора материалов. При этом у слота назначенного материала уголки закрасятся белым цветом.

Get Material (Получить материал) – открывает окно Material/Map Browser (Просмотр материалов и карт). С его помощью можно загрузить материал из библиотеки, записать туда готовый материал, производить операции с библиотеками материалов.

   Pick Material from Object (Взять материал с объекта) – если нажать эту кнопку, а затем щелкнуть левой кнопкой мыши, наведя курсор на объект сцены в одном из окон проекции, то в выделенном слоте материалов отобразится материал объекта сцены.
   Кроме того, на панели инструментов редактора материалов расположено поле с названием материала и кнопка с названием его типа.
   Ниже панелей инструментов находятся следующие свитки.
   • Shader Basic Parameters (Основные параметры затенения) – в этом свитке находятся инструменты, определяющие основной алгоритм затенения материала (Anisotropic, Blinn, Metall, Multi-Layer, Oren-Nayar-Blinn, Phong, Strauss, Translucent Shader) (рис. 4.2), а также несколько флажков, определяющих виды отображения материала в редакторе и в сцене.

   Рис. 4.2. Свиток алгоритма затенения

   • Blinn Basic Parameters (Основные параметры по Блинну) – здесь расположены параметры выбранного алгоритма затенения (по умолчанию выбрано затенение по Блинну). При выборе другого алгоритма затенения в этом свитке отобразятся его параметры настройки.
   • Extended Parameters (Дополнительные параметры) – этот свиток содержит одинаковые параметры для всех типов затенения (рис. 4.3). В их числе Advanced Transparency (Дополнительная прозрачность), Reflection Dimming (Потускнение отражения), Wire (Каркас).

Рис. 4.3. Дополнительные параметры редактора материалов

• SuperSampling (Суперобразец) – в этом свитке расположены параметры нескольких типов сглаживания (рис. 4.4). При использовании какого-либо из дополнительных видов сглаживания определяются цвета точек вокруг пикселов на гранях объектов. Это делается, чтобы назначить каждому пикселу изображения свой цвет для сглаживания переходов между контрастными цветами.

   Рис. 4.4. Дополнительные типы сглаживания

   • Maps (Карты) – позволяет определить основные и дополнительные свойства текстуры материала путем модификации карт поверхности объекта (рис. 4.5). Всего в программе можно работать с 12 основными картами, среди которых:
   · Diffuse Color (Цвет диффузии) – определяет основной цвет материала;
   · Bamp (Рельефность) – определяет рельефную фактуру материала;
   · Reflection (Отражение) – степень имитации материалом отражения и зеркальной поверхности.

Рис. 4.5. Карты текстур в редакторе материалов

• Dynamics Properties (Динамические свойства) – содержит динамические свойства, которые применяются при моделировании динамических объектов и определяют их поведение при взаимодействии. Свиток содержит три параметра (рис. 4.6):

   Рис. 4.6. Параметры динамических свойств материалов

   · Bounce Coefficient (Коэффициент отскока) – определяет силу отскока при столкновении;
   · Static Friction (Статическое трение) – значение силы, которую необходимо приложить для движения объекта по упругой поверхности;
   · Sliding Friction (Трение скольжения) – определяет значение силы, прилагаемой к объекту, движущемуся по упругой поверхности.
   • DirectX Manager (Параметры DirectX) – появляется среди свитков на панели инструментов редактора материалов при условии использования Direct 3D в качестве первичного видеодрайвера. С помощью этого свитка можно назначить стандартным материалам сцены один из двух шейдеров DirectX–LightMap Shader (Шейдер карты света) и Metal Bump Shader (Шейдер рельефности металла) (рис. 4.7). Учитывая свойства шейдеров DirectX в 3ds Max 2009, один из них, а именно Metal Bump Shader (Шейдер рельефности металла), можно применять, например, для четкого отображения текстуры в окнах проекции. Это может пригодиться при использовании в качестве шаблонов моделирования высоко детализированных чертежей, например, при создании модели автомобиля. В этом случае чертеж в окнах проекции будет отображаться без искажений, свойственных отображению текстуры в видовых окнах, и иметь четкость оригинала.

Рис. 4.7. Параметры настройки специального шейдера DirectX

• mental ray Connection (Соединение Mental Ray) – этот свиток появился в шестой версии 3ds Max (рис. 4.8). Он добавляет материалу новые свойства, которые используются при назначении Mental Ray в качестве текущего модуля визуализации. Появляется возможность выбрать шейдеры, рассчитываемые этим рендером, из специального браузера (об использовании материалов Mental Ray будет рассказано далее в этой главе).

Рис. 4.8. Панель соединения Mental Ray

Создание материалов и их свойства

В 3ds Max 2009 существует стандартный набор заготовок материалов. Впрочем, можно самостоятельно создать с нуля материал любого вида. Для начала нужно несколько подробнее рассмотреть практическое применение свойств материалов, доступных по умолчанию в 3ds Max 2009.
В программе представлены 16 материалов и 36 карт, доступных по умолчанию в окне просмотра материалов и карт (рис. 4.9) при условии, что переключатель Browse From (Обзор из) находится в положении New (Новый). В этой версии программы была добавлена карта Color Correction (Корректировка цвета). Ранее этот инструмент, позволяющий изменять насыщенность, яркость, контрастность и другие параметры карт изображений, подключался как модуль стороннего производителя.

   Рис. 4.9. Окно просмотра материалов и карт

   Для того чтобы поместить любой из материалов в редактор, достаточно выбрать его в окне просмотра, а затем левой кнопкой мыши (не отпуская ее) перетащить материал в свободный слот редактора материалов. В его свитках отобразятся свойства этого материала и появится возможность его модификации.
   Остановимся на свойствах некоторых из материалов, которые могут нам пригодиться в описываемой сцене.
   • Architectural (Архитектурный) – материал появился в программе начиная с шестой версии. Может имитировать отражение, полученное методом трассировки лучей, оптимизирован для работы с визуализатором Mental Ray. Имеет достаточное количество свойств и настроек (рис. 4.10), а также несколько шаблонов для имитации того или иного архитектурного материала. При использовании дает неплохое визуальное сходство с материалами из реальной жизни и может имитировать штукатурку, зеркало, стекло, керамическую плитку, ткань и т. д.

Рис. 4.10. Параметры материала Architectural (Архитектурный)

• Blend (Смесь) – этот тип позволяет смешивать на поверхности объекта два материала. Степень смешивания определяется параметром Mix Amount (Степень смешивания), а переход между границами двух материалов определяет кривая Mix Curve (Кривая смешивания) (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Параметры материала Blend (Смесь)

• Composite (Составной) – при использовании этого материала появляется возможность смешивать до десяти материалов, один из которых считается базовым, а остальные – дополнительными (рис. 4.12). Это реализуется смешиванием дополнительных материалов с базовым, вычитанием или добавлением непрозрачности к базовому материалу.

   Рис. 4.12. Параметры материала Composite (Составной)

   В редакторе трехмерной графики есть также материалы типа Double Sided (Двухсторонний), предназначенные для наложения на объекты с двухсторонней текстурой, и Multi/Sub-Object (Многокомпонентный) – материал, состоящий из нескольких подчиненных, каждый из которых имеет свой идентификатор.
   Один из доступных по умолчанию материалов XRef Material (Материал-ссылка) позволяет создать материал в текущей сцене при помощи ссылки на любой объект другой сцены, причем параметры полученного материала будут полностью совпадать с параметрами материала объекта, на который была произведена ссылка.
   Внимание читателя было заострено лишь на нескольких типах, которые представляют собой составные материалы. Чтобы подробнее изучить свойства всех материалов, предоставляемых 3ds Max 2009, лучше обратиться к справочному руководству по этой программе.
   Хочется отметить еще один момент. Дело в том, что при окончательном выводе отображение тех или иных материалов в сцене, в частности это касается материалов, имитирующих стеклянные и отражающие поверхности, а также самосветящиеся объекты, зависит от используемого визуализатора. Если, например, материал стекла, полученный из стандартного типа или материала Raytrace (Трассировка лучей), при обработке сканирующим визуализатором (используемым в 3ds Max по умолчанию) будет смотреться вполне сносно, то при обработке Mental Ray, Brazil или другим внешним модулем рендеринга этот же материал вовсе не обязательно будет выглядеть как стекло. Для решения этой проблемы практически все внешние модули визуализации предлагают свои типы материалов, и при применении того или иного модуля лучше сразу воспользоваться ими, чем часами добиваться нужного результата, используя стандартные материалы 3ds Max.

Назначение текстур

   После создания материалов их можно назначить объектам сцены. Во время создания нужно помнить ряд особенностей, которые, если учесть их при этом процессе, помогут улучшить процесс отображения текстур.
   Обычно стеклянные и зеркальные поверхности с трассировкой лучей существенно увеличивают время рендеринга, поэтому к их созданию нужно подходить с особой тщательностью. Лучше в отдельной сцене попробовать наложить созданный материал на объект и посмотреть на итог визуализации, чем часами ждать нужного результата при отображении в общей сцене, незначительно изменив параметры материала.

   Совет
   Если в редакторе материалов подвести курсор к какому-либо из материалов, то после двойного щелчка левой кнопкой мыши на нем откроется окно с увеличенным образцом для детального просмотра. Размеры этого окна можно изменить: подведите курсор к его краю, нажмите кнопку мыши и, не отпуская, растяните или сожмите окно до нужных размеров.

   Закончив редактирование материала, нужно дать ему название, под которым он будет сохранен в библиотеке.
   Назначить материал объекту сцены можно несколькими способами.
   • Выделить в сцене нужный объект, а в редакторе материалов соответствующий материал и нажать кнопку Assign Material to Selection (Назначить материал выделению) на панели инструментов редактора материалов. Для отображения материла в окне проекции достаточно нажать кнопку Show Standart Map in Viewport (Показать карту в окне проекции) той же панели.
   • Выбрав в редакторе материал, нажать на нем левую кнопку мыши и, не отпуская ее, перетащить материал в одно из окон проекции, затем отпустить кнопку мыши, точно указав курсором на объект.
   Отменить назначение материла объекту или удалить материал с объекта можно, открыв окно просмотра материалов и карт и найдя материал с названием None. Далее нужно нажать левую кнопку мыши и, не отпуская ее, перетащить курсор в одно из окон проекции, а затем, указав нужный объект в сцене, отпустить кнопку мыши. Материал исчезнет с модели, и она будет иметь произвольный цвет без текстуры.

Подготовка материалов и карт текстур

Настал момент создания материалов для сцены двухуровневого помещения. Здесь будут присутствовать как материалы, имитирующие стеклянные и зеркальные поверхности, так и материалы со свойствами матовых текстур.
Сначала нужно преобразовать все объекты в редактируемую, или полигональную, сетку. Это делается для того, чтобы появилась возможность накладывать материалы и текстуры на отдельные полигоны и грани трехмерного объекта. Как уже было сказано, это можно сделать, щелкнув правой кнопкой мыши на объекте в одном из окон проекции и выбрав из контекстного меню команду Convert to: → Convert to Editable Mesh (Editable Poly) (Преобразовать в: → Преобразовать в редактируемую сетку (редактируемый полигон)). Другой способ преобразования: в стеке модификаторов щелкнуть правой кнопкой на верхнем модификаторе в списке и из появившегося меню выбрать команду Collapse All (Свернуть все). После преобразования в редактируемую сетку все предыдущие модификаторы и изменения объекта станут недоступны, поэтому лучше перед преобразованием и наложением текстур сохранять каждый файл под другим именем.

Первые материалы

Первым объектом, для которого мы создадим материалы, будут карнизы и молдинги. Для этих моделей будет создан материал, который так же, как накладывают штукатурку, назначим на некоторые участки стен.
1. Откройте ранее сохраненный файл Wals_project_Full_Smooth.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Откройте менеджер слоев, нажав на панели инструментов кнопку Layer Manager (Менеджер слоев). Установив значки в столбце Hide (Скрыть), скройте все слои кроме Molding& Boxes. Сохраните файл как Walls&Materials.max в каталог Scenes_assembly, созданный ранее для сцен с текстурированными моделями. Нажатием клавиши M или из главного меню программы запустите редактор материалов. Нажав кнопку Options (Параметры) в меню редактора материалов, в диалоговом окне с параметрами выберите переключатель отображения количества ячеек в редакторе – 6 х 4 (рис. 4.13), так как материалов в сцене будет достаточно много.

   Рис. 4.13. Диалоговое окно настройки редактора материалов

   Внимание!
   Все описываемые в книге материалы содержатся в библиотеке Ar_deco_Project_Standard.mat, которая находится на DVD-диске в папке Ar-deco_apartment_project\Scn_Materials.

   2. Выделите свободный слот материала. Так как по умолчанию в редакторе установлен материал Arch&Design (mi) (Архитектура и дизайн), замените его стандартным материалом. Для этого в редакторе щелкните по названию материала, затем в окне выбора материалов и карт выберите материал типа Standard (Стандартный) и нажмите кнопку OK. В поле названия введите Stucco_mat, это будет материал штукатурки. Он будет получен из стандартного материала белого диффузного цвета путем назначения процедурной карты Stucco (Штукатурка) параметру рельефности. Вместо карты Stucco (Штукатурка) можно использовать карты Noise (Шум) или Dent (Выемка). Это приведет к изменению формы рельефности материала. Также можно создать материал штукатурки, не используя параметр рельефности. В области Blinn Basic Parameters (Основные параметры по Блинну) щелкните левой кнопкой мыши на цвете Diffuse (Диффузный) и в появившемся диалоговом окне Color Selector (Выбор цвета) установите параметры (рис. 4.14) так, чтобы получился белый цвет. В поле Specular Level (Уровень зеркальности) области Specular Highlights (Освещение зеркального отражения) установите значение 20, а в поле Glossiness (Глянцевитость) – значение 10 (рис. 4.15). Это нужно для того, чтобы придать слабую глянцевитость материалу. Параметр Soften (Смягчить) установите равным 0,6.

Рис. 4.14. Диалоговое окно выбора цвета

Рис. 4.15. Параметры материала штукатурки

Теперь откройте свиток Maps (Карты) и нажмите кнопку с надписью None (Нет) напротив Bump (Рельефность). Откроется окно просмотра карт. Из списка выберите карту типа Stucco (Штукатурка) и нажмите OK. В результате получится материал (рис. 4.16), параметры карты Stucco (Штукатурка) которого нужно будет отредактировать для получения мелкой рельефности, свойственной натуральной штукатурке (рис. 4.17). По очереди выделите в сцене потолочные молдинги для обоих уровней и преобразуйте их в полигональную сетку.

Рис. 4.16. Материал штукатурки

   Рис. 4.17. Параметры текстуры рельефности объекта

   1. Далее присвойте материал моделям потолочных молдингов. Это можно сделать, последовательно выделяя каждую модель и назначая ей материал кнопкой Assign Material to Selection (Назначить материал выделению) панели инструментов редактора материалов.
   2. Преобразуйте в редактируемую полигональную сетку модели дверных коробок. Для них создадим материал, имитирующий дерево, с параметрами: Specular Level (Уровень зеркальности), равным 50, и Glossiness (Глянцевитость) – 45. Назовите материал Box_Door_Wood_mat. Карте Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте изображение Box_Door_Wood.jpg, которое можно найти на DVD-диске в каталоге Ar-deco_apartment_project/Textures& Maps.
   На свободный слот Bump (Рельефность) назначьте изображение Box_Door_Wood_Bump.jpg. Данное черно-белое изображение предназначено для имитации небольшой рельефности объекта. Присвойте материал объектам Box_Form_Door и Box_Form_Door01. Для правильного отображения текстуры на модели из списка модификаторов выберите UVW Map (Карта UVW) и добавьте обоим объектам, установив в свитке Parameters (Параметры) переключатель в положение Box (Параллелепипед). Параметры координат по длине, ширине и высоте оставьте по умолчанию (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Параметры проекционных координат для модели дверной коробки

3. Преобразуйте в полигональную сетку модели плинтусов. Теперь нужно создать материал, имитирующий деревянную поверхность для плинтусов, расположенных на стыках стен с полом. Выберите следующий свободный слот. Задайте материалу диффузный цвет (рис. 4.19). Значение Specular Level (Уровень зеркальности) установите равным 50, а Glossiness (Глянцевитость) – 45. Карте Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте изображение Wenge_F.jpg, которое хранится на DVD-диске в папке Ar-deco_apartment_project\Textures&Maps. Назовите материал Floor_Molding_Wood_mat.

Рис. 4.19. Диффузный цвет для материала дерева

4. Если теперь просто назначить материал объектам, текстура дерева, присутствующая на изображении, при визуализации и в видовых окнах не отобразится. Для отображения карты на объекте из полигональной или редактируемой сетки необходимо назначить объекту проекционные координаты, то есть модификатор UVW Mapping (Карта UVW). Однако чтобы текстура выглядела одинаково на всех частях модели, каждой из них назначим свои проекционные координаты. Выделите объект Floor_Molding_F и назначьте ему полученный выше материал дерева. Далее откройте список подобъектов модели и выберите Polygon (Полигон). Выделите часть полигонов плинтуса, лежащих на одной прямой от угла до угла (рис. 4.20). Не закрывая список подобъектов, назначьте модели модификатор UVW Mapping (Карта UVW) и измените его параметры на панели модификации в свитке Parameters (Параметры). В области Alignment (Выравнивание) установите переключатель в положение X (по умолчанию Z). Размер карты в свитке Coordinates (Координаты) по длине и ширине установите равным 4, а по высоте равным 10 см. (рис. 4.21). Если в видовом окне приблизить объект так, чтобы отчетливо была видна его текстура, то она должна выглядеть, как на рис. 4.21. Затем щелкните правой кнопкой, наведя курсор на стек модификаторов, и из контекстного меню выберите Collapse All (Свернуть все), чтобы свернуть стек. В этом случае координаты расположения карты для выделенных ранее полигонов окажутся сохраненными в сетке объекта.

Рис. 4.20. Полигоны, выделенные для назначения проекционных координат

   Рис. 4.21. Параметры проекционных координат и отображение текстуры в видовом окне

   Совет
   Так как все карты, используемые в проекте, хранятся на DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Ar-deco_apartment_project\Textures& Maps, то при отсутствии этого диска в приводе карты станут недоступны для использования. Поэтому лучше скопировать все изображения с компакт-диска в какую-нибудь папку на жестком диске компьютера и установить путь к ней в настройках каталогов программы 3ds Max 2009.

   5. Выделите следующую часть полигонов модели плинтуса, находящихся между двумя углами на одной прямой, и также назначьте им проекционные координаты с помощью модификатора UVW Mapping (Карта UVW). Параметры величины карты установите, как в предыдущем случае. Измените только положение переключателя в области Alignment (Направление) с X на Y, чтобы текстура выглядела так, как в предыдущем случае (рис. 4.22). Снова сверните стек модификаторов, чтобы сохранить координаты карты для выделенных полигонов. Повторите вышеуказанные операции с остальными частями модели плинтуса, выделяя полигоны между двумя углами и назначая им модификатор UVW Mapping (Координаты UVW). После редактирования параметров модификатора не забывайте свернуть стек. При назначении координат карты полигонам полукруглой части плинтуса полигоны необходимо выделять небольшими участками (около 30 см). Затем, открыв список подобъектов модификатора UVW Mapping (Карта UVW), выделить подобъект Gizmo (Габаритный контейнер) и повернуть его инструментом Select and Rotate (Выделить и повернуть) (рис. 4.23). Повторите все вышеописанные операции для объекта Floor_Molding_S, который является моделью плинтуса верхнего помещения.

Рис. 4.22. Координаты карты для следующего сегмента полигонов

Рис. 4.23. Изменение положения габаритного контейнера проекционных координат

6. Подобным образом сделаем материал для дверных коробок большой глубины. Выделите объект Box_Form_Big_Door и, открыв список его подобъектов, выделите Polygon (Полигон). При помощи кнопки Grow (Увеличение) выделите фронтальную часть наличника и присвойте ей материал Box_Door_Wood_mat. Не снимая выделение с полигонов, назначьте модели модификатор UVW Mapping (Карта UVW) (рис. 4.24). Установите переключатель в положение Box (Параллелепипед), остальные параметры оставьте по умолчанию. Сверните стек модификаторов, чтобы сохранить проекционные координаты для выделенных полигонов. Выделите у дверной коробки полигоны, на которые текстура еще не наложена. Присвойте выделению материал Floor_Molding_Wood_mat и назначьте проекционные координаты типа Box (Параллелепипед) с параметрами Length (Длина) – 30, Width (Ширина) – 30 и Height (Высота) – 30. После редактирования параметров не забудьте свернуть стек модификаторов. Повторите операции для двух других моделей дверных коробок. Сохраните файл и продолжите работу с ним.

   Рис. 4.24. Проекционные координаты для модели коробки

   Примечание
   Вообще говоря, изображения в формате *.jpg для карт текстур использовать нужно только в крайнем случае, если нет альтернативных файлов в формате *.tif или *.tga. Так как потеря качества, вызванная сжатием изображения формата *.jpg, делает объекты с наложенной подобной картой практически неприемлемыми для съемок крупным планом (становятся видны отдельные пикселы). Но для визуализации средних планов объекты с текстурой такого формата вполне подойдут, к тому же использование формата *.jpg позволяет задействовать меньше оперативной и видеопамяти для текстур по сравнению с графическими форматами без сжатия.

Использование материалов типа Architectural

   Со слоем Molding&Boxes работа по созданию материалов пока завершена. При визуализации, возможно, придется подправить некоторые параметры карт или проекционных координат объектов этого слоя, в соответствии с нашим представлением о реальных материалах.
   Переходим к текстурированию стен и созданию материалов для потолка и пола обоих помещений. При этом будет использован материл типа Architectural (Архитектурный). Для начала с помощью менеджера слоев отобразите слой Floors. Слой Molding&Boxes, наоборот, скройте, чтобы не мешал. Для пола первого этажа сделаем материал, имитирующий паркет двух цветов, а потолок сделаем глянцевый натяжной. Пол второго этажа также покроем текстурой паркета, а потолок – как в первом помещении. В слое Floors у нас находится модель лестницы. Для нее также понадобится сделать материал белого пластика с легким отражением. Для стен первого этажа понадобится создать материал обоев, а также черного стекла.
   Для создания материалов к вышеуказанным объектам проделайте следующее.
   1. Для текстурирования модели пола первого этажа выделите объекты Floors_F line и Walls_F_Floor. Изолируйте их от остальных объектов сцены, щелкнув правой кнопкой по выделению и из контекстного меню выбрав Isolate Selection (Изолировать выделенное). Проверьте, чтобы был включен режим отображения ребер в видовом окне, для чего нужно щелкнуть правой кнопкой, наведя курсор на название окна, и установить флажок напротив пункта Edged Faces (Показать ребра) в контекстном меню. Нажав на клавиатуре Alt+X, сделайте выделенный объект Walls_F_Floor прозрачным, чтобы видеть преобразования модели пола. Далее выделите объект Floors_F_line, выберите из списка его подобъектов Polygon (Полигон) и с верхним полигоном произведите операцию Inset (Вставка) со значением 55. Перейдите в видовое окно Top (Вид сверху) и перемещением точек подгоните форму нового полигона под размер стен (рис. 4.25, а). Для того чтобы точно обрисовать форму выступов стен первого этажа, воспользуйтесь операцией Cut (Отрезать) для создания новых ребер и перемещением точек сделайте так, чтобы новые ребра повторяли форму выступов (рис. 4.25, б). Кроме того, с помощью Cut (Отрезать) создайте новое ребро, разделив верхний полигон модели пола по линии дверных проемов (рис. 4.25, в). Выделите полигон, получившийся в результате вышеприведенных операций, и произведите с ним операцию Inset (Вставка) со значением 19 (рис. 4.25, г). В одном из углов (см. рис. 4.25, г), возможно, придется, выделив вершины пересекающихся ребер, воспользоваться операцией Collapse (Свернуть).

Рис. 4.25. Разделение полигонов при подготовке к наложению материала

2. Откройте редактор материалов. Нажав кнопку Get Material (Взять материал), откройте окно Material/Map Browser (Просмотр материалов и карт) и, выбрав из списка материал вида Architectural (Архитектурный), перенесите его в свободный слот редактора материалов. Назовите новый материал White_Oak_mat. В свитке Templates (Шаблоны) выберите из списка пресетов Wood Varnished (Дерево лакированное). Параметр Shininess (Блеск) установите равным 30. Остальные параметры пока оставьте по умолчанию. На свободный слот Diffuse Map (Диффузная карта) назначьте карту Tiles (Плитка), которую можно найти в окне просмотра материалов и карт. Параметры плитки установите, как на рис. 4.26. На свободный слот с надписью None (Нет) в области Tiles Setup (Установки плитки) назначьте изображение White_Oak_Floor.jpg, которое можно найти на DVD-диске в папке Ar-deco_apartment_project/Textures&Maps. Цвет шва в области Grout Setup (Установки раствора) сделайте светло-бежевым (рис. 4.27). Скопируйте карту Tiles (Плитка) на пустой слот Bump (Рельефность). Замените карту в области Tiles Setup (Установки плитки) изображением White_Oak_Floor_bump.jpg из папки Textures&Maps. Величину параметра Bump (Рельефность) установите равной 30. Назначьте материал на выделенный полигон и добавьте модификатор UVW Mapping (Карта UVW). Переключатель установите в положение Planar (Плоский) и размеры карты сделайте Length (Длина) – 180, Width (Ширина) – 240. Затем сверните стек модификаторов, чтобы сохранить параметры карты.

Рис. 4.26. Параметры карты Tiles (Плитка)

Рис. 4.27. Цвет шва для карты плитки

3. Для материала темного паркета скопируйте материал White_Oak_mat в находящийся рядом свободный слот. Назовите новый материал Wenge_mat. Замените в параметрах плитки изображения White_Oak_Floor.jpg и White_Oak_Floor_bump.jpg изображениями Wenge_Floor.jpg и Wenge_Floor_bump.jpg соответственно. Выделите часть полигонов объекта Floors_F_line вокруг полигона с материалом белого дерева и назначьте новый материал Wenge_mat. Примените к выделению модификатор UVW Mapping (Карта UVW) с координатами планарного типа размером Length (Длина) – 20 и Width (Ширина) – 120 (рис. 4.28). После редактирования параметров карты сверните стек модификаторов.

Рис. 4.28. Два вида материала паркета для пола первого этажа

4. Отобразите стены первого этажа – объект Walls_F_Floor. Выделите три ребра на одной из стен и с помощью операции Connect (Соединить) создайте новое ребро (рис. 4.29, а). Выделите два новых полигона, образовавшихся в результате предыдущей операции, и выдавите их операцией Extrude (Выдавливание) на 0,5 см (рис. 4.29, б). Для этой части стены понадобится материал черного непрозрачного стекла. Это очень просто сделать с помощью материала Architectural (Архитектурный). Загрузите в свободный слот редактора архитектурный материал и назовите его Back_Glass. Из списка шаблонов выберите Glass – Translucent (Стекло – просвечивающее). Диффузный цвет сделайте черным. Материал стекла готов, но можно некоторым образом добавить реалистичности материалу. Так как в жизни стекло такого размера практически невозможно сделать отражающим без искажений. Чтобы добавить искажений при отражении, достаточно параметру Bump (Рельефность) назначить карту Noise (Шум), подобрав величину параметра Size (Размер). Назначьте материал стекла на выдавленные полигоны. Для остальной части стен первого этажа создайте материал под названием Walls_mat. Это будет архитектурный материал, для которого выберем шаблон Ideal Diffuse (Идеальный диффузный). В качестве карты диффузного цвета назначьте изображение Ulf_M.jpg, которое можно найти в каталоге Ar-deco_apartment_project/ Textures&Maps DVD-диска, прилагаемого к книге. Параметру Bump (Рельефность) присвойте изображение Ulf_M_bump.jpg из того же каталога. Выделите полигоны модели стен первого этажа внутри помещения и назначьте материал Walls_mat. Проекционные координаты для выделенных полигонов должны быть типа Box (Параллелепипед) с параметрами Length (Длина) – 56, Width (Ширина) – 56, Height (Высота) – 280 (рис. 4.29, в, г). Сверните стек модификаторов. На полигоны, находящиеся на месте дверных и оконных откосов, а также в нише для аквариума назначьте ранее сделанный материал белой штукатурки.

Рис. 4.29. Текстурирование стен

5. Отобразите модель лестницы и изолируйте от остальных объектов. Для перил создайте материал белой краски, использовав архитектурный материал белого диффузного цвета с шаблоном Paint Semi-gloss (Краска с небольшим глянцем). Назовите материал Stair_Paint_mat и назначьте объекту Stair. Откройте группу, в которую собраны части лестницы. На полигоны ступеней назначим материал Wenge_mat, который ранее был наложен на часть полигонов пола, имитирующих темный паркет. Причем чтобы текстура дерева выглядела на ступеньках реалистично, необходимо, выделяя каждый полигон ступенек по очереди, накладывать на него проекционные координаты типа Planar (Плоскость) с параметрами Length (Длина) – 50, Width (Ширина) – 90. В области Alignment (Выравнивание) подберите ось координат, по которой будет выровнена карта (рис. 4.30, а, б). Кроме того, для выравнивания карты нужно будет воспользоваться инструментом Select and Rotate (Выделить и повернуть), чтобы подправить положение Gizmo (Габаритного контейнера) модификатора UVW Mapping (Карта UVW).

Рис. 4.30. Редактирование положения габаритного контейнера проекционных координат

6. Архитектурный материал также пригодится при создании имитации натяжного потолка для обоих этажей помещения. Натяжной потолок планируется сделать белого цвета. Потребуется двухслойный отражающий материал. Причем в одном слое нужно будет слегка размыть отражение, а во втором немного исказить его. Для этого используем материал Shellac (Оболочка), который можно загрузить из окна просмотра материалов и карт. Назовите новый материал Ceil_Gloss_mat. На свободный слот Base Material (Основной материал) установите материал типа Architectural (Архитектурный) с белым диффузным цветом и шаблоном Plastic (Пластик). Параметру Bump (Рельефность) материала назначьте карту Noise (Шум) с параметрами, как на рис. 4.31. Значение рельефности установите равным 50. Остальные параметры оставьте по умолчанию. На свободный слот Shellac Material (Материал оболочки) установите материал типа Raytrace (Трассировка лучей) и введите его параметры согласно рис. 4.32. Значения параметров Red (Красный), Green (Зеленый), Blue (Голубой) диффузного цвета материала сделайте равными 200. Параметру Bump (Рельефность) материала Raytrace (Трассировка лучей) также назначьте карту Noise (Шум), но в отличие от такой же карты на основном материале значение параметра Size (Размер) сделайте большим (около 1500). Назначьте материал Ceil_Gloss_mat, выделив полигон объекта Floor_S_line, служащий потолком помещению первого этажа. Карта Noise (Шум) с параметром Size (Размер) маленького значения, содержащаяся в основном материале, помогает слегка размыть отражение, тогда как такая же карта с параметром Size (Размер) большого значения в другом слое материала несколько искажает его. При визуализации сцены это будет отчетливо заметно (рис. 4.33).

Рис. 4.31. Параметры карты Noise (Шум) для размытия отражения в материале

Рис. 4.32. Параметры материала Raytrace (Трассировка лучей) для второго слоя материала натяжного потолка

Рис. 4.33. Наглядное отображение материала потолка при визуализации

7. С материалами первого этажа мы закончили, переходим к помещению второго этажа. Здесь все достаточно просто. Для пола этого помещения мы скопируем один из материалов, имитирующих паркет для первого этажа, но диффузную карту и карту рельефности поменяем. Стенам назначим текстуру обоев. Материал потолка второго уровня помещения будет повторять таковой для первого этажа. Отобразите слой Floors, скрыв все остальные, и сделайте его активным. Выделите объект Floors_S_line. На торцевые полигоны модели перекрытия между первым и вторым этажом назначьте материал штукатурки. Для материала пола второго этажа скопируйте в свободный слот материал White_Oak_mat и измените название на Merbau_Floor_mat. Карту Tiles (Плитка) на слоте Diffuse Map (Диффузная карта) замените на Bitmap (Изображение) и в папке Materials&Maps каталога с проектом выберите изображение паркета Strip_Toscana_Merbau.jpg. На слот Shininess (Блеск) назначьте карту Bitmap (Изображение) с черно-белым изображением Strip_Toscana_Merbau_ref.jpg. Данное изображение послужит в качестве карты отражения для материала. Также монохромное изображение Strip_Toscana_Merbau_bump.jpg присвойте параметру Bump (Рельефность) материала. При этом значение этого параметра установите равным -15. Выделите верхний полигон перекрытия между первым и вторым этажом, который послужит плоскостью пола второго этажа. Присвойте выделенному полигону только что созданный материал. Назначьте выделенному полигону модификатор проекционных координат типа Planar (Плоский) с параметрами Length (Длина) – 300 и Width (Ширина) – 500. Откройте список подобъектов модификатора UVW Mapping (Карта UVW) и разверните подобъект Gizmo (Габаритный контейнер) по оси Z на 90°. Сверните стек модификаторов, сохранив проекционные координаты в объекте. После всех преобразований карта с изображение паркета должна выглядеть, как на рис. 4.34.

Рис. 4.34. Расположение карты с изображением паркета на полу второго этажа

8. Отобразите слой Walls_S_Floor, выделите модель стен второго этажа и откройте список его подобъектов. Выделите торцевые полигоны объекта, а также полигоны дверных проемов и присвойте им материал штукатурки (рис. 4.35). В редакторе создайте новый архитектурный материал с названием Wallpaper_mat для стен второго этажа. Из списка шаблонов архитектурного материала выберите Paint Semi-gloss (Краска с небольшим глянцем). На слот Diffuse Map (Диффузная карта) назначьте карту Bitmap (Изображение) и в папке Materials&Maps каталога с проектом выберите изображение обоев Light_Ulf.jpg. Параметру Bump (Рельефность) материала стен назначьте изображение Light_Ulf_bump.jpg и установите уровень рельефности равным 50. Присвойте материал, выделив полигоны, служащие поверхностью стен второго этажа. Проекционные координаты для выделенных полигонов должны быть типа Box (Параллелепипед) с параметрами Length (Длина) – 60, Width (Ширина) – 60, Height (Высота) – 38 (рис. 4.36). Потолку второго этажа присвойте материал потолка первого.

Рис. 4.35. Полигоны для присвоения материала штукатурки

   Рис. 4.36. Карта диффузного цвета материала стен второго этажа

   9. Далее нужно сохранить созданные материалы в библиотеке. Для этого лучше создать новую библиотеку под названием Ar_Deco_Standard.mat. Кнопкой Get Material (Получить материал) панели инструментов редактора материалов откройте окно просмотра материалов и карт. Переключатель Browse From: (Обзор из:) установите в положение Mtl Library (Библиотека материалов). Сначала нажмите кнопку Clear Material Library (Очистить библиотеку материалов), так как будет создаваться новая. Кнопкой панели инструментов Put to Library (Поместить в библиотеку) занесите по очереди одиннадцать новых материалов в библиотеку и сохраните ее под указанным ранее названием в папке Scn_Materials каталога с проектом.

   Примечание
   Вообще в среде пользователей 3ds Max принято правило: один объект – один материал. То есть даже если модель требует применения нескольких отдельных материалов, их лучше объединить в один многокомпонентный. В данном случае мы использовали каждый материал на одной модели, не объединяя их, чтобы упростить работу с материалами на начальном этапе. Использование многокомпонентных материалов описано далее в этой главе. В дальнейшем лучше придерживаться правила использования одного материала на объекте. Тем более что в случае назначения нескольких материалов разным полигонам объекта при свертывании стека модификаторов объекту автоматически назначается многокомпонентный материал, в котором присутствуют все вышеуказанные материалы, имеющие номер согласно идентификатору.

   10. Отобразите слои со стенами, молдингами и перекрытиями. Визуализируйте сцену снаружи, чтобы посмотреть общий вид помещений. Просмотрев результат (рис. 4.37), сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.37. Визуализированное изображение модели помещений с материалами

Материалы для моделей торшера и светильника с абажуром

   Следующим действием в подготовке эскизов к проекту дизайна помещений кабинета и спальни будет создание и наложение материалов на осветительные приборы, используемые в сцене. Проще говоря, нужно сделать текстурное покрытие для торшера и абажура.
   Материалы для этих приборов должны имитировать глянцевый, или хромированный, металл. В реальности практически все металлические поверхности обладают в определенной степени свойством отражения, при этом у многих из них отражение окружающего пространства выглядит размытым. Кроме того, некоторые металлические предметы обладают в силу формы и особенностей материала анизотропным бликом. Для создания материала модели торшера выполните следующие действия.
   1. Откройте ранее сохраненный файл Alta_High.max (или Alta_Low.max в случае если работа производится на компьютере небольшой мощности) или загрузите его с компакт-диска из каталога Models. Сохраните файл как Alta_High_mat.max в папку Scenes_assembly каталога с проектом. Откройте группу объектов, из которых состоит модель торшера. Запустите редактор материалов. Выберите свободный слот, назовите новый материал Metal_Chrome_mat. Замените стандартный материал в слоте на архитектурный. Выберите из списка шаблонов Metal-Polished (Полированный металл) и на свободные слоты Diffuse Map (Диффузная карта) и Bump (Рельефность) назначьте изображение Chrome_Satin из каталога Textures&Maps DVD-диска с проектом. Значение Bump (Рельефность) установите равным 30. Остальные параметры материала оставьте без изменений.
   2. Выделите ножку модели торшера (объект Alta_lathe_form) и назначьте материал Metal_Chrome_mat. На визуализированном объекте материал может не отобразиться или будет наложен с искажением. Как уже было сказано выше, для правильного отображения материала к нему нужно применить модификатор UVW Mapping (Карта UVW). Он позволяет редактировать проекционные координаты наложения текстуры. Итак, примените данный модификатор к объекту Alta_lathe_form, выберите тип наложения координат Cylindrical (Цилиндрические) и установите размеры Width (Ширина), Length (Длина), Heigth (Высота) равными 5 см (рис. 4.38). Переключатель в области Alignment (Выравнивание) поставьте в положение X.

   Рис. 4.38. Редактирование координат наложения материала с помощью модификатора UVW Map (Карта UVW)

   Внимание!
   Изображение для имитации рельефа должно быть черно-белым, так как при назначении материалу свойства рельефности цветовая информация игнорируется. Полученное черно-белое изображение будет влиять на рельеф следующим образом: белые участки соответствуют максимальной выпуклости рисунка на объекте, а черные – максимальной вдавленности. Серые участки будут образовывать переходы между предельными перепадами поверхности. Нужно заметить, что свойство карты рельефности создает только визуальную имитацию рельефности объекта, не изменяя его формы.

   3. Для абажура торшера понадобится двусторонний материал. Внешняя сторона торшера будет темно-коричневого цвета и непрозрачна, а внутренняя сторона должна быть светло-серой с небольшой прозрачностью. Откройте окно просмотра материалов и карт. Перенесите материал Double Sided (Двусторонний) в свободный слот редактора. Назовите новый материал Lampshade_mat. Для материала внешней стороны выберите любой стандартный материал, который назовите Lampshade_Face_mat. Диффузный цвет и параметры затенения материала установите, как на рис. 4.39.

Рис. 4.39. Параметры материала внешней стороны абажура

4. Для материала внутренней стороны абажура выберите свободный стандартный материал и назовите его Lampshade_Back_mat. В свитке Shader Basic Parameters (Основные параметры затенения) выберите из списка шейдер типа Translucent Shader (Просвечивающийся). Остальные параметры установите, как на рис. 4.40. Значения Translucent Clr (Степень просвечивания) и Filter Color (Цвет фильтра) установите равными 196 и 116 соответственно.

Рис. 4.40. Параметры материала внутренней стороны абажура

5. Выделите двусторонний материал Lampshade_mat. На свободный слот Facing Material (Материал внешней стороны) перенесите только что созданный материал Lampshade_Face_mat, а на слот Back Material (Материал внутренней стороны) – Lampshade_Back_mat. Установите значение уровня просвечивания между материалами – параметр Translucency (Просвечивание) равным 15. Если добавить в сцену программный источник освещения на место предполагаемой лампочки торшера, то визуализированное изображение абажура будет выглядеть, как на рис. 4.41.

   Рис. 4.41. Визуализированное изображение абажура с материалом

   Внимание!
   Одним из условий корректного использования материала типа Double Sided (Двусторонний) является то, что модель, которой будет присвоен данный материал, должна быть с односторонней поверхностью. Примером такой поверхности являются примитив Plane (Плоскость) или поверхность, полученная выдавливанием из незамкнутого сплайна. В случае когда сплайн замкнут, одностороннюю поверхность можно получить, если, применяя модификатор Extrude (Выдавливание), снять флажки Cap Start (Накрыть в начале) и Cap End (Накрыть в конце) в области Capping (Накрытие).

   6. Без материала остались еще части каркаса торшера. Для них подойдет сделанный ранее материал хромированного металла Metal_Chrome_mat. При назначении материала обязательно присваивайте каждому объекту модификатор UVW Mapping (Карта UVW) типа Box (Параллелепипед) с размерами по умолчанию. Иначе при визуализации будет появляться окошко с предупреждением об отсутствии проекционных координат на соответствующих объектах. Подгонять размеры карты необязательно, так как части модели каркаса достаточно малы, чтобы при визуализации разглядеть, как на них будет расположена текстура рельефности. После присвоения материалов закройте группу. Откройте библиотеку материалов Ar_Deco_Standard, созданную ранее, и сохраните в нее новые материалы. Сохраните библиотеку материалов и открытый файл и завершите с ним работу. Без использования осветителей модель должна выглядеть, как на рис. 4.42.

   Рис. 4.42. Визуализированная модель торшера со встроенным освещением сцены

   7. Откройте ранее сохраненный файл Chandelier_Lampshade.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге, из каталога Models. Сохраните его в папку Scenes_assembly под названием Chanelier_Lampshade_mat.max. Откройте редактор материалов и загрузите библиотеку Ar_Deco_Standard с материалами к проекту. Перенесите в свободные слоты редактора материалы Metal_Chrome_mat и Lampshade_mat из библиотеки. Как и в предыдущей сцене, откройте группу Abajure и присвойте модели абажура материал Lampshade_mat, а частям модели каркаса, а также потолочному креплению и проводам светильника – материал Metal_Chrome_mat. В этой сцене есть еще одна модель, требующая наложения материала, – это патрон с лампой. Выделите модель патрона и изолируйте от остальных объектов. Так как дан ный объект представляет собой одну модель, выделите полигоны патрона и присвойте им материал хромированного металла. Не забудьте назначить выделению проекционные координаты цилиндрического типа с последующим сворачиванием стека модификаторов.
   8. Для полигонов лампочки сделаем новый материал, имитирующий стекло. Создать данный материал можно, используя множество способов и технологий. Все зависит от того, какой результат нужно получить. Если основой сцены делается модель с материалом стекла или керамики, то создается сложный материал, в котором нужно учесть все свойства этих поверхностей от правильного преломления света до каустики на окружающих объектах, генерируемой этим материалом. В случае же когда объектов с этими материалами в сцене много и они находятся достаточно далеко от виртуальной камеры, с помощью которой делается визуализация или, например, просчитываются кадры анимации, можно сделать не такой сложный материал, похожий на стекло, так как большую роль здесь будет играть время визуализации. Часто материалы стекла создаются на основе материала Raytrace (Трассировка лучей), хотя применение такого материала на большом количестве моделей в сцене может сильно увеличить время визуализации. Для создания материала стекла в данной сцене вполне подойдет архитектурный материал с шаблоном Glass-Clear (Прозрачное стекло). Назовите материал Glass_mat и назначьте выделенным полигонам лампочки с применением проекционных координат сферического типа. Отобразите все объекты сцены и закройте группу Abajure. Добавьте новый материал стекла в библиотеку Ar_Deco_Standard. Сохраните файл и завершите с ним работу. При визуализации модель светильника должна выглядеть, как на рис. 4.43.

Рис. 4.43. Визуализированная модель потолочного светильника с материалами

Имитация зеркальных поверхностей, стекла и пластика

   В нашем виртуальном помещении на втором этаже в спальне планируется установить стильное зеркало. Как и для всех остальных объектов сцены, для него необходимо создать материалы. Прежде всего, это зеркальный материал. Кроме того, для рамы, обрамляющей зеркальную панель, понадобится сильно отражающий материал с анизотропным бликом. Также материал прозрачного пластика с анизотропным бликом необходимо будет сделать для модели стула. Для получения этих материалов проделайте следующие действия.
   1. Откройте файл с моделью зеркала MirrorFS.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Сохраните его в папку Scenes_assembly каталога с проектом как MirrorFS_mat.max. Откройте группу MirrorFS, в которую собраны все части модели зеркала. Выделите объект, который послужит зеркальной панелью, и изолируйте его от остальных. Создать материал зеркала можно несколькими способами. В данном случае подойдет использование архитектурного материала с шаблоном Mirror (Зеркало). Загрузите новый архитектурный материал в редактор и выберите из списка шаблон Mirror (Зеркало). Дайте материалу такое же название. Можно просто назначить материал всему объекту, а можно сымитировать настоящее зеркало. То есть зеркальный материал назначить только тому полигону, который служит задней плоскостью зеркала, а остальным полигонам зеркальной панели назначить материал чистого прозрачного стекла. Правда, эффект от этой комбинации будет заметен лишь в случае очень близкого расположения модели зеркала от камеры при визуализации.
   2. Итак, назначьте зеркальной панели материал, имитирующий зеркало. Можно слегка исказить отражение (как в реальности) путем назначения карты Noise (Шум) параметру Bump (Рельефность) материала. Только нужно помнить, что значение уровня рельефности в этом случае должно быть не более 15–20, а параметр Size (Размер) карты Noise (Шум) должен быть не менее 1500–2000 (рис. 4.44). При визуализации данные параметры будут подобраны точнее, так как создать нужную степень отражения/преломления при работе с отдельным объектом не представляется возможным из-за отсутствия в сцене окружения и источников света.

Рис. 4.44. Параметры карты Noise (Шум) для легкого искажения отражения зеркального материала

3. Для рамы, обрамляющей зеркало, как уже было отмечено, необходим отражающий материал с анизотропным бликом. Рама представляет собой изогнутые стеклянные панели с сильным искажением отражения и анизотропным бликом. Можно посмотреть пример изображения реального зеркала в помещении Mirror_FS2.jpg в каталоге Collateral_mat DVD-диска, прилагаемого к книге. Создать материал с анизотропным бликом с помощью архитектурного материала не представляется возможным. Необходимо сделать сложную карту отражения, возможно, многослойный материал. Поэтому воспользуемся материалом типа Raytrace (Трассировка лучей), который позволяет сделать эффект анизотропии на модели. Перенесите в редактор из окна просмотра материалов и карт материал Raytrace (Трассировка лучей). Назовите его Vertical_Anis_Mirror. Вначале настроим анизотропию, а затем придадим материалу отражение. В свитке Raytrace Basic Parameters (Основные параметры трассировки) выберите из списка Shading (Затенение) вид затенения Anisotropic (Анизотропный). Настройте его параметры согласно рис. 4.45. Проследите, чтобы значение параметра Orientation (Ориентация) было равно нулю. В этом случае мы будем наблюдать вертикальную анизотропию материала. Задайте уровень отражения параметром Reflect (Отражение), установив его значение равным 200. Для того чтобы исказить отражение, как и в случае с зеркальной панелью, воспользуйтесь картой Noise (Шум), назначив ее параметру Bump (Рельефность). Степень искажения определяется параметром Size (Размер) карты шума. Скопируйте новый материал на соседний слот и назовите его Horizontal_Anis_Mirror. Измените значение параметра Orientation (Ориентация) на 50. Материалы с вертикальным и горизонтальным анизотропным бликом готовы.

Рис. 4.45. Основные параметры материала с анизотропным бликом

4. Выделите вертикальные части рамы по обеим сторонам от зеркальной панели и назначьте им материал Vertical_Anis_Mirror. Далее выделите части рамы сверху и снизу от зеркальной панели и назначьте им материал Horizontal_Anis_Mirror. При визуализации модель должна выглядеть, как на рис. 4.46.

   Рис. 4.46. Визуализированная модель зеркала с материалами

   Занесите новые материалы в библиотеку Ar_Deco_Standard, сохраните файл и закончите с ним работу.
   5. Откройте файл с моделью стула ChairFS.max, который находится в папке Models DVD-диска, прилагаемого к книге. Сохраните его как ChairFS_mat.max в папку Scenes_assembly каталога с проектом. Откройте библиотеку материалов Ar_Deco_Standard. Перенесите в свободный слот редактора материал Vertical_Anis_Mirror. Переименуйте его в Vertical_Anis_Plastic. Чтобы из зеркального материала получить пластик, необходимо изменить некоторые параметры материала Raytrace (Трассировка лучей) (рис. 4.47). Значение параметра Diffuse (Диффузный) установите равным нулю (черный цвет). Значение Reflect (Отражение) должно быть равно 70 (темно-серый цвет). Параметр Transparency (Прозрачность) установите равным 255 (белый цвет). Значение Index of Refraction (Коэффициент преломления) сделайте равным 1,27. Параметр Glossiness (Глянцевость) и Anisotropy (Анизотропия) установите равным 60. Назначьте модели стула новый материал. Нажав на клавиатуре F9, визуализируйте сцену (рис. 4.48). Занесите новый материал в библиотеку. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.47. Параметры для материала пластика

Рис. 4.48. Визуализированное изображение стула с материалом

Продолжение текстурирования: многокомпонентные материалы

Уже упоминалось, что существует правило, по которому на один объект должен быть наложен один материал. Если же трехмерная модель состоит из элементов, на которые должны быть наложены разные текстуры, то в 3ds Max для этого существует многокомпонентный материал (рис. 4.49), который может состоять из нескольких подчиненных, созданных ранее материалов. Для того чтобы программе стало понятно, на какую область объекта наносить тот или иной материал, существуют идентификаторы материалов: их номера у подчиненного материала и у элемента модели, для которого они предназначены, должны совпадать.

   Рис. 4.49. Пример многокомпонентного материала

   Для модели телевизора создадим многокомпонентный материал, включающий в себя стекло, непрозрачный пластик, серебристый пластик для логотипа и карту изображения на экран.
   1. Откройте файл LCD_TV.max, который можно найти в каталоге Models DVD-диска, прилагаемого к книге. Пересохраните его в каталог Scenes_assembly под названием LCD_TV_mat.max. Нам понадобится многокомпонентный материал, состоящий из семи подчиненных. Он будет включать стекло рамы телевизора, непрозрачный черный пластик корпуса, темно-серый пластик на границе экрана и корпуса, материал покрытия динамиков, серебристый пластик для логотипа, карту изображения на экран и самосветящийся материал светодиода питания. Откройте редактор материалов и в свободный слот из окна просмотра материалов и карт перетащите материал типа Multi/Sub-Object (Многокомпонентный) (см. рис. 4.49). Дайте материалу название LCD_TV_mat.
   2. Самый верхний материал назовите Glass_mat, это будет материал стекла. Открыв библиотеку Ar_Deco_Standard, перенесите материал Glass_mat на свободный слот подчиненного материала (номер один). Откройте свиток Physical Qualities (Физические качества) этого материала и измените значение параметра Index of Refraction (Коэффициент преломления) на 1,3, чтобы снизить уровень преломления в этом материале (рис. 4.50).

Рис. 4.50. Параметры материала стекла первого из подчиненных

3. Следующий подчиненный материал (под номером два) будет имитировать материал черного пластика. Назовите его Plastic_Black и выберите из списка шаблонов архитектурного материала Plastic (Пластик). Диффузный цвет материала сделайте почти черным (значение цвета равно 30). Параметр Shininess (Блеск) установите равным 30, а Index of Refraction (Коэффициент преломления) – 1,2. Кроме этого нам понадобится придать пластику эффект зернистости, для чего можно на свободный слот Bump (Рельефность) назначить карту Noise (Шум) с очень маленьким значением Size (Размер), равным 0,05. Переключатель Noise Type (Тип шума) поставьте в положение Fractal (Фрактальный). При этом величину этого параметра установите не более 15 (рис. 4.51). Скопируйте данный материал в свободный слот подчиненного материала (номер три). Назовите новый материал Plastic_Grey и измените значение уровня диффузного цвета на 70, чтобы получился темно-серый пластик.

Рис. 4.51. Настройки материала, имитирующего черный пластик

4. Четвертый материал в списке подчиненных понадобится для логотипа модели телевизора. Потребуется создать серебристый металлический материал с оригинальным рельефом. Итак, назовите материал Logo_mat и в качестве исходного возьмите архитектурный материал с шаблоном Metal (Металл). Диффузный цвет материала установите чисто-белый, а значение параметра Shininess (Блеск) сделайте равным 80. Значение Bump (Рельефность) установите равным 200. Для рельефности возьмем карту Mix (Смешивание). На верхний пустой слот этой карты назначьте изображение Logo_bump.jpg, которое можно найти на DVD-диске в каталоге Textures&Maps. На нижний пустой слот карты смешивания назначьте карту Noise (Шум) с параметрами, указанными выше для материалов пластика. Установите значение параметра Mix Amount (Значение смешивания) равным 30. Остальные параметры карты Mix (Смешивание) оставьте по умолчанию (рис. 4.52). В результате должен получиться материал, как на рис. 4.52.

Рис. 4.52. Металлический материал логотипа

5. Пятый из подчиненных материалов будет имитировать покрытие телевизионных пластиковых динамиков. Для него также возьмем архитектурный материал с шаблоном Plastic (Пластик). Назовите материал Dynamics и его диффузный цвет установите почти черным (уровень цвета – 30), как материал черного пластика. Значение Shininess (Блеск) установите равным 20, а параметр Index of Refraction (Коэффициент преломления) – 1,1. Уровень рельефности сделайте равным 30 и назначьте на слот Bump (Рельефность) карту Noise (Шум) с очень малым значением Size (Размер), как и в описанных выше материалах, не более 0,05 – для придания поверхности эффекта зернистости. Далее материалу необходимо придать имитацию перфорированной поверхности. Для этого на свободный слот Cutout (Вырезка) назначьте карту прозрачности. В качестве карты послужит изображение Acoustical_Panel.jpg, которое можно найти на DVD-диске в папке Textures&Maps. В параметрах карты Bitmap (Изображение) в свитке Coordinates (Координаты) установите значение Tiling (Мозаичность) по вертикали и горизонтали, равное 20 (рис. 4.53).

Рис. 4.53. Параметры карты прозрачности для материала динамиков

6. На месте шестого подчиненного создадим материал для поверхности экрана с картой изображения кадра фильма. Для этого подойдет стандартный материал, который назовите Screen. На пустой слот Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте изображение Screen_film.bmp, которое вместе с другими изображениями и картами текстур хранится на DVD-диске в каталоге Textures&Maps. Параметры материала оставьте по умолчанию. Единственное, что нужно сделать, это придать материалу эффект свечения. Чтобы добиться этого, в свитке Blinn Basic Parameters (Основные параметры по Блинну) в области Self-Illumination (Самосвечение) установите значение Color (Цвет) равным 100 (рис. 4.54).

Рис. 4.54. Параметры материала экрана с эффектом самосвечения

7. Последним и седьмым из подчиненных материалов будет самосветящийся зеленый неон для имитации светодиода включенного телевизора. Назовите материал LED. Как и в предыдущем случае, это будет стандартный материал с ярко-зеленым диффузным цветом. Значение Green (Зеленый) диффузного цвета установите равным 255, а значения остальных параметров (Red (Красный) и Blue (Синий)) должны быть равны 0. Кроме того, для придания материалу эффекта зеленого свечения сделайте такой же ярко-зеленый цвет, установив флажок рядом с надписью Color (Цвет) в области Self-Illumination (Самосвечение) и отредактировав параметры цвета самосвечения (рис. 4.55).

Рис. 4.55. Параметры самосветящегося материала светодиода

8. Многокомпонентный материал, состоящий из семи подчиненных, создан. Осталось лишь придать частям модели телевизора соответствующие каждый своему материалу идентификаторы. Это можно сделать, открыв группу, выделив модель телевизора и перейдя на уровень редактирования подобъектов Polygon (Полигон). Далее внимательно посмотрите на изображения телевизора LCD_TV1.jpg, которое находится в папке Collateral_mat DVD-диска, прилагаемого к книге, для того чтобы понять, какие идентификаторы нужно присваивать частям телевизора. Начнем с первого материала – это стекло. Нажмите клавишу Ctrl и, не отпуская ее, выделите, щелкая на каждом из полигонов левой кнопкой мыши, внешнюю раму модели (рис. 4.56). В свитке Polygon: Material IDs (Полигон: Идентификаторы материалов) в поле Set ID (Установить идентификатор) поставьте цифру 1 и нажмите клавишу Enter, обозначив тем самым принадлежность выделенных полигонов материалу с идентификатором 1 (см. рис. 4.56). Для того чтобы полигоны с уже назначенным идентификатором не мешали выделять полигоны без таковых, после назначения, не снимая выделение, скройте полигоны, нажав кнопку Hide Selected (Скрыть выделенное) в свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию) на панели модификации.

Рис. 4.56. Полигоны с идентификатором материала 1

9. Материал черного пластика, идущий под номером 2 в списке подчиненных, является основным материалом и должен быть назначен практически всем полигонам модели, исключая поверхности боковых динамиков, экран и полигоны рамы на стыке экрана с корпусом телевизора (рис. 4.57). Всем полигонам, кроме перечисленных, назначьте идентификатор материала под номером 2 способом, описанным в предыдущем пункте. Скройте выделенные полигоны и продолжите назначение.

Рис. 4.57. Модель со скрытыми полигонами идентификатора 1 и выделенными полигонами идентификатора 2

10. Серый пластик будет назначен только восьми полигонам рамы на стыке экрана с корпусом. Этим полигонам назначьте идентификатор с номером 3 (рис. 4.58). Скройте после назначения идентификатора и эти полигоны. У нас видимыми остались только полигоны боковых динамиков и большой полигон экрана модели телевизора. Для них необходимо назначить идентификаторы под номерами 5 и 6 соответственно. После назначения этих идентификаторов отобразите все части модели, нажав кнопку Unhide All (Показать все) в свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию).

Рис. 4.58. Полигоны рамы с идентификатором 3

11. Незадействованными остались еще два подчиненных материала из многокомпонентного. Это серебристый металл для логотипа (номер 4) и материал, имитирующий горящий светодиод (материал 7 в списке подчиненных). Логотип в данной модели является отдельным объектом. Поэтому выделите все его полигоны и присвойте им идентификатор материала с номером 4. Закройте список подобъектов логотипа и сразу назначьте ему модификатор UVW Mapping (Карта UVW) типа Box (Параллелепипед) с параметрами по умолчанию. Чтобы создать светодиод, возьмите примитив Sphere (Сфера) радиусом 0,2 см и поместите его в нижней правой части модели, слегка вдвинув в раму с материалом стекла (рис. 4.59). Преобразуйте примитив в полигональную сетку и назначьте его полигонам идентификатор с номером 7.

Рис. 4.59. Сфера для имитации светодиода

12. Назначьте многокомпонентный материал LCD_TV_mat отдельно модели телевизора, логотипу и сфере, имитирующей светодиод. Если все идентификаторы были назначены верно, каждый материал из списка подчиненных будет присвоен полигонам с номером своего идентификатора. Назначьте модификатор проекционных координат типа Box (Параллелепипед) модели телевизора. Размеры координат по длине, ширине и высоте должны быть одинаковы и равны 50 см. После этого сверните стек модификаторов и выделите полигон экрана. Для него необходимо будет отдельно назначить проекционные координаты типа Planar (Плоские) и отредактировать их размеры, чтобы изображение без искажения умещалось на полигоне (рис. 4.60).

Рис. 4.60. Карта изображения на экране телевизора

13. Закройте группу с объектами, составляющими модель телевизора, присоединив к ним сферу, имитирующую светодиод. Визуализируйте сцену, нажав клавишу F9. Результат должен быть похож на изображенный на рис. 4.61. Занесите материал LCD_TV_mat в библиотеку Ar_Deco_Standard. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.61. Визуализированное изображение модели телевизора

Материалы для аквариума, граница раздела двух сред

   Создавая материалы для моделей, у которых присутствует граница раздела двух сред с разными показателями преломления, например вода в банке или аквариуме, вино в бокале или бутылке, лед в стакане и т. д., необходимо учесть несколько моментов. Если это прозрачные модели с разным показателем преломления, находящиеся один в другом, желательно, чтобы они были разными объектами. То есть даже если они были созданы путем преобразований из одного полигонального объекта, в любом случае необходимо отделить их друг от друга командой Detach (Отсоединить). Далее проследите, чтобы объекты не пересекались и в то же время между ними не было видимых зазоров. Все это делается для того, чтобы при визуализации исключить появление артефактов из-за паразитных переотражений лучей, трассируемых от источников света. Для создания имитации границы раздела двух сред необходимо учитывать следующие характеристики, которые могут различаться у воды и стекла.
   • В первую очередь это показатель преломления. Если у стекла он может варьировать до 1,7, то у чистой воды он составляет 1,333.
   • Следующая характеристика – цвет вещества обеих сред. Например, даже чистое стекло, как правило, имеет легкий, едва заметный зеленоватый оттенок. У воды, напротив, можно установить чистый хроматический цвет без оттенков.
   • Степень отражения материала. Стекло имеет отражательную способность в пределах 5-10 %, в то время как у воды (имеется в виду вода в аквариуме) она заведомо больше из-за большей, нежели у стекла, толщины слоя этого вещества. К тому же вода в аквариуме обладает ярко выраженным эффектом Френеля, при котором угол отражения света зависит от угла его падения на поверхность.
   • Еще одна характеристика, которую нужно учитывать при создании материала модели с границей раздела двух сред, – степень прозрачности обоих материалов. У воды в аквариуме она может быть несколько меньше, чем у аквариумного стекла, опять же – из-за толщины слоя вещества.
   Редактирования вышеописанных характеристик материалов воды и стекла вполне достаточно, чтобы создать относительно фотореалистичную модель аквариума с водой и растениями для дальних и средних планов. Для фотореалистичной визуализации аквариума как отдельного объекта или для передних планов понадобится очень тонкая настройка как параметров материалов воды и стекла, так и источников света и визуализатора. Не говоря уже о том, что необходимо будет произвести генерацию каустики или сымитировать ее эффекты.
   Материал для модели аквариума также сделаем многокомпонентным. Нам понадобятся в первую очередь материалы воды и стекла, металла для нижней части рамы, затем грунта, пара материалов камней и три материала аквариумных растений. Таким образом, многокомпонентный материал будет состоять из девяти подчиненных.
   Учитывая все сказанное, для создания материалов аквариума проделайте следующее.
   1. Откройте ранее сохраненный файл Aquarium_Plant.max или загрузите с DVD-диска, прилагаемого к книге, из каталога Models. Сохраните его в папку Scenes_assembly как Aquarium_Plant_mat.max. Откройте группу объектов, составляющих модель аквариума. Выбрав полигоны, являющиеся имитацией воды, нажмите в свитке Edit Geometry (Редактировать геометрию) кнопку Detach (Отсоединить), выделив тем самым их в самостоятельный объект, который назовите Water (рис. 4.62).

Рис. 4.62. Отделение полигонов воды от модели аквариума

2. Загрузите в редактор многокомпонентный материал, установив число его подчиненных материалов равным 9. Назовите новый материал Aquarium_mat. Первый из подчиненных материалов назовите Glass_Aqua_mat. Он будет имитировать аквариумное стекло. Можно было просто загрузить из библиотеки Ar_Deco_Standard архитектурный материал стекла, но в этом случае визуализация объекта заняла бы весьма продолжительное время, особенно если учитывать, что стекло будет соприкасаться с водой. К тому же архитектурный материал с предварительными установками не позволяет в полной мере управлять вышеперечисленными параметрами. Поэтому воспользуемся материалом Raytrace (Трассировка лучей). Перенесите этот вид материала из окна просмотра материалов и карт. Установите его параметры в свитке Raytrace Basic Parameters (Основные параметры трассировки лучей), а также значения составляющих диффузного цвета согласно рис. 4.63. Значение Transparency (Прозрачность) установите равным 245 по всем трем составляющим. Значение параметра Reflect (Отражение) сделайте отличным от нуля, установив его равным 20 по всем трем составляющим, что составляет около 8 % от максимально возможного значения 255.

Рис. 4.63. Параметры материала стекла аквариума

3. Для материала воды, который будет вторым среди подчиненных, скопируйте только что сделанный материал стекла на слот под номером 2. Назовите материал Water_mat. Так как материал воды отличается от материала стекла прежде всего преломлением, установите соответствующий коэффициент в поле Index of Refr (Коэффициент преломления) (рис. 4.64). Диффузный цвет материала воды сделайте черного или темно-серого цвета. Значение Reflect (Отражение) установите равным приблизительно 50. Значение Transparency (Прозрачность) должно быть равно 240, что немного меньше, чем у материала воды. Кроме того, на пустой слот Bump (Рельефность) назначьте карту Noise (Шум) с большим (около 3000) значением Size (Размер), чтобы немного исказить отражение окружающего пространства. Остальные параметры установите согласно рис. 4.64.

Рис. 4.64. Материал воды в аквариуме

4. Третий подчиненный материал – шлифованный металл для нижней части аквариума, которая послужит имитацией рамы. Установите на этот слот архитектурный материал с предустановкой Metal-Polished (Металл шлифованный) (рис. 4.65).

Рис. 4.65. Металл для рамы аквариума

5. Для материала аквариумного грунта возьмите стандартный материал и поместите на свободный слот многокомпонентного материала под номером 4. Далее назначьте изображение Pebble.jpg, взяв его с диска, прилагаемого к книге, нажав кнопку с надписью None (Пусто) рядом с картой Diffuse Color (Диффузный цвет) материала. Это же изображение поместите на пустой слот Bump (Рельефность). Значение рельефности установите 100 вместо 30 по умолчанию. Вышеуказанное изображение находится в каталоге Taxtures& Maps.

Рис. 4.66. Материал гальки в качестве аквариумного грунта

6. Пятый и шестой материалы в списке подчиненных – это материалы камней. В данном случае достаточно будет стандартного материала с картой изображения, назначенной на слоты Diffuse Color (Диффузный цвет) и Bump (Рельефность). Для пятого материала, который назовите Stonel, используйте карту Stone1.jpg (рис. 4.67). Ее можно найти на DVD-диске в папке Textures&Maps. Для шестого материала таким же образом возьмите изображение Stone2.jpg.

Рис. 4.67. Материал камня

7. Осталось сделать материалы для аквариумных растений. Они будут под номерами 7, 8 и 9 в списке подчиненных. Назовите седьмой материал Aqua_Leaf_mat1. В качестве исходного возьмите материал типа Standard (Стандартный). Диффузный цвет его сделайте темно-зеленым. Значение параметра Specular Level (Уровень блеска) установите равным 70, а Glossiness (Глянцевитость) – 50. На пустой слот Bump (Рельефность) назначьте карту GARLIC.tga, которая содержится в каталоге Maps стандартной поставки 3ds Max 2009. Также это изображение было помещено на DVD-диск, прилагаемый к книге, в папку Textures&Maps. Значение рельефности материала установите -100. Далее на пустой слот Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте карту Gradient (Градиент). Ее можно загрузить из окна просмотра материалов и карт. Она представляет собой карту растяжки из трех цветов с градиентным переходом от первого к третьему и может быть линейного или радиального вида (рис. 4.68). Параметры первого цвета Color #1 (Цвет #1) установите Red – 28, Green – 60, Blue – 5. Второй сверху цвет должен иметь значения 64, 82, 51 соответственно. И значения параметров третьего цвета – 81, 185, 110. Материал для растения готов. Скопируйте его на слоты подчиненных материалов с номерами 8 и 9 и назовите Aqua_Leaf_mat2 и Aqua_Leaf_mat3. Некоторым образом измените оттенки трех зеленых цветов карт Gradient (Градиент) этих двух материалов, чтобы они отличались от предыдущего.

Рис. 4.68. Карта Gradient (Градиент) для диффузного цвета материала растений

8. Многокомпонентный материал для аквариума полностью готов (рис. 4.69). Осталось назначить соответствующие идентификаторы материалов объектам, из которых состоит модель аквариума, как это было с моделью телевизора. Здесь трудностей возникнуть не должно. Выделяя каждый объект, переходите на уровень редактирования подобъекта Polygon (Полигон) и в свитке Polygon: Material IDs (Полигон: Идентификаторы материалов) назначайте каждой группе полигонов свой идентификатор. Идентификатор с номером 1 назначьте полигонам модели аквариума для материала стекла. Далее выделите полигоны поверхности и соприкасающихся с боковыми стенками аквариума частей воды и назначьте идентификатор с номером 2. Третий идентификатор присвойте полигонам в нижней части аквариума под песком. Там будет сымитирована поверхность металлической рамы. Четвертый идентификатор присвойте материалу песка. Здесь к модели песка необходимо будет применить проекционные координаты типа Box (Параллелепипед) с одинаковой длиной, шириной и высотой, равной 10 см. Идентификаторы 5 и 6 назначьте моделям камней по своему усмотрению. В этом случае также не обойтись без модификатора UVW Mapping (Карта UVW). И наконец, три идентификатора с номерами 7, 8 и 9, соответствующих материалам растений, также назначьте произвольно моделям аквариумных растений с назначением проекционных координат.

Рис. 4.69. Многокомпонентный материал для модели аквариума

9. Присвойте материал всем частям модели, которым были назначены идентификаторы материалов. При правильном назначении все материалы окажутся на своих местах. Для большей реалистичности можно создать модель пузырей при помощи примитива «сфера» и составного объекта Scatter (Распределенные). Вначале необходимо создать сферу с малым количеством сегментов радиусом 0,3–0,5 см, которая послужит моделью пузыря. Затем длинный узкий конус высотой от уровня песка до верхнего уровня воды с большим числом сегментов. По его поверхности будут распределены копии сфер. Для этого достаточно выделить сферу и, назначив ей составной объект Scatter (Рапределенные), в свитке с параметрами нажать кнопку Pick Distribution Object (Указать объект распределения). Затем в сцене щелкнуть левой кнопкой мыши на конусе. В свитке параметров распределения можно указать число клонируемых объектов, вариацию разброса, вариацию изменения размеров и т. д. В результате указанное число сфер будет разбросано по поверхности конуса (рис. 4.70). Далее можно удалить конус и преобразовать сферы в полигональную сетку. Более подробную информацию о составном объекте Scatter (Распределенные) можно почерпнуть из файла справки программы 3ds Max 2009. Читателю предлагается разобраться с данным инструментом самостоятельно.

Рис. 4.70. Использование инструмента Scatter (Разброс) для создания имитации пузырьков

10. Нужно помнить, что большое число сфер даже с небольшим количеством сегментов заметно увеличивает число полигонов и без того тяжелой модели аквариума. Поэтому создавайте пузырьки, только если обладаете достаточно мощным компьютером. Материал пузырьков можно создать из стандартного обязательно с самосвечением белого цвета, в противном случае они будут не видны. Карту отражения материалу пузырьков назначать не нужно, иначе визуализация займет крайне продолжительное время. Закройте группу объектов, из которых состоит модель аквариума. Визуализируйте сцену (рис. 4.71), занесите в библиотеку Ar_Deco_Standard новые материалы, сохраните сцену и завершите с ней работу.

Рис. 4.71. Визуализированная модель аквариума с фоновой плоскостью позади объекта

В аквариуме также будут присутствовать несколько рыбок, моделирование которых было описано в предыдущей главе. Откройте файл Fishes.max с моделями рыбок. Для этих моделей можно использовать архитектурный материал с предустановкой Paint Gloss (Глянцующая краска). В качестве диффузного цвета и карты рельефности лучше всего назначить изображения, по которым производилось моделирование рыбок Fish_1-8.jpg. Их можно найти в каталоге Textures&Maps DVD-диска. Для правильного расположения текстур на обеих сторонах моделей назначьте им проекционные координаты типа Planar (Плоский) и при необходимости подгоните их размеры. Сохраните файл в папку Scenes_assembly как Fishes_mat.max и завершите с ним работу.

Кристаллы для люстры

   Одной из моделей, созданной ранее для описываемого проекта, была люстра в стиле ар-деко. Создать материалы для каркаса люстры и ее рожков не составит труда. Это должен быть светлый матовый металл. Материал для плафонов у нас уже имеется в библиотеке. Он был сделан для торшера и называется Lampshade_mat. Для лампочек подойдет самосветящийся материал с картой спада. Самым сложным будет создание материала кристаллов люстры. Здесь необходимо учесть некоторые физические особенности: такие как больший, чем у воды и стекла, показатель преломления, а также эффект дисперсии света, который можно наблюдать практически у любых объектов, материалы которых являются сложно преломляющими. Без применения визуализатора фотореалистичного рендеринга c просчетом GI (Глобального освещения), а также генерацией каустики достичь вышеуказанных эффектов непросто, если не сказать невозможно. Однако можно попробовать некоторые дозволенные хитрости. Итак, для создания материала люстры проделайте следующее.
   1. Откройте файл Ar-deco_Lustr.max с созданной ранее моделью люстры. Пересохраните его папку Scenes_assembly каталога с проектом как Ar-deco_Lustr_mat.max. Откройте группу с объектами, из которых состоит модель люстры. Для этого объекта также сделаем многокомпонентный материал, состоящий из четырех подчиненных. Назовите новый материал Ar-deco_Lustr_mat.
   2. Первый подчиненный материал назовите Light_Metal_mat. В качестве исходного возьмите архитектурный материал. Установите материалу белый диффузный цвет. Но из списка шаблонов выберите не Metal (Металл), а Paint Semi-gloss (Краска с небольшим глянцем), иначе материал будет выглядеть очень темным. Слегка измените параметры материала, чтобы он стал похож на крашеный металл (рис. 4.72). На слот Bump (Рельефность) назначьте карту Noise (Шум) со значением Size (Размер) очень малого размера, чтобы отражение в материале выглядело размытым.

Рис. 4.72. Материал крашеного металла для каркаса люстры

3. Материал под номером два в списке подчиненных многокомпонентного материала люстры возьмите из библиотеки Ar_Deco_Standard. Это будет двусторонний материал абажура Lampshade_mat. Для маленьких абажуров люстры его нужно будет слегка видоизменить. А именно придать ему рельефность и сделать слегка просвечивающим. Причем после присвоения материала модели он должен быть похожим на грубую ткань. Это можно сделать с помощью карты Dent (Вмятина). Переименуйте материал, загруженный из библиотеки, на слот с номером 2 как Lampshade_Dent_mat. Откройте материал Lampshade_Face_mat. Сделайте диффузный цвет этого материала светло-серым. Для слота рельефности материала загрузите из окна просмотра карту Dent (Вмятина). Измените ее параметры согласно рис. 4.73. Скопируйте на пустой слот Opacity (Непрозрачность) данную карту как Copy (Копия). Открыв свиток Dent Parameters (Параметры вмятины), нажмите кнопку Swap (Обмен), чтобы поменять местами цвета, при помощи которых реализуется помятость карты. Уровень непрозрачности установите равным 30. Скопируйте обе эти карты на соответствующие слоты материала Lampshade_Back_mat, чтобы основной материал с двух сторон выглядел одинаково. В результате материал должен выглядеть приблизительно, как на рис. 4.74.

Рис. 4.73. Карта Dent (Вмятина) для параметра рельефности материала абажура

Рис. 4.74. Материал абажуров люстры с картами рельефности и непрозрачности

4. Следующий подчиненный материал с номером три предназначен для лампочки. Он должен быть самосветящимся, чтобы имитировать горение. При визуализации дневного освещения эффект самосвечения материала можно снизить, чтобы лампочка выглядела реалистично. Назовите материал Light_Lamp_mat. Его мы получим из стандартного с параметрами по умолчанию, путем назначения карты градиента параметрам Self-Illumination (Самосвечение) и Opacity (Непрозрачность). Впрочем, непрозрачность материала менять не обязательно, так как модель с ним все равно будет закрывать абажур, и главным свойством материала будет самосвечение. Параметры карты Gradient (Градиент) можно увидеть на рис. 4.75. Обратите внимание на значения в полях Tiling (Мозаичность) свитка Coordinates (Координаты). Цвет Color #3 (Цвет #3) сделайте чисто-белым, это будет самая яркая часть лампочки. Color #2 (Цвет #2) сделайте чуть желтоватым, чтобы показать затухание свечения. Color #1 (Цвет #1) должен быть еще чуть темнее, с легким оттенком бежевого. Можно также использовать вид затенения материала Translucent Shader (Просвечивающийся), как это было в случае с двусторонним материалом абажура.

Рис. 4.75. Параметры карты Gradient (Градиент) для управления самосвечением материала

5. Четвертый подчиненный материал многокомпонентного назовите Crystal. Это будет материал кристаллов. За основу возьмем материал типа Raytrace (Трассировка лучей). В качестве шейдера выберите из списка Shading (Затенение) Anisotropic (Анизотропный). Величину всех трех составляющих диффузного цвета установите равной 15, то есть почти черный цвет. Остальные параметры установите, как на рис. 4.76. Параметр Transparency (Прозрачность) установите равным 208. Параметр Index of Refr (Коэффициент преломления) материала сделайте равным 2,417, что соответствует коэффициенту преломления алмаза. Конечно, в реальности стразы на люстре будут не алмазные, но для большей наглядности подобная хитрость допускается.

   Рис. 4.76. Кристаллы на основе материала Raytrace (Трассировка лучей)

   6. Продолжаем работать с материалом кристаллов. Далее займемся, как говорят в среде профессионалов 3D-графики, фейкованием (или фейкингом, от англ. fake — подделывать). То есть при помощи процедурных карт сымитируем свойства материала, которые присущи ему в реальной жизни, не используя при этом сложных просчетов сцены и GI. На свободный слот Reflect (Отражение) назначьте карту Falloff (Спад), в поле Falloff Type (Тип спада) выберите Fresnel (По Френелю) (рис. 4.77). Затем на слот Specular Color (Цвет блика) назначьте карту Gradient (Градиент) (рис. 4.78). Этим мы как бы искусственно разложим блик белого цвета на три производные основных цветов палитры RGB. Подобрать цвета можно опытным путем:
   · Color #1 – Red (Красный) – 184, Green (Зеленый) – 54, Blue (Синий) – 20Э;
   · Color #2 – Red (Красный) – 64, Green (Зеленый) – 181, Blue (Синий) – 72;
   · Color #3 – Red (Красный) – 255, Green (Зеленый) – 0, Blue (Синий) – 0.

Рис. 4.77. Карта спада для регулировки отражения кристаллов

   Рис. 4.78. Настройки карты Gradient (Градиент) для искусственного разложения цвета блика на спектральные составляющие

   Поэкспериментировав с параметрами цветов карты градиента, можно добиться самых различных результатов. Кроме того, обратите внимание на параметр Noise (Шум) в настройках карты Gradient (Градиент) (см. рис. 4.78). Использование шума придаст некоторую неравномерность градиентному расположению растяжки трех цветов.
   7. Все четыре материала для люстры готовы. Осталось только присвоить каждому объекту свой материал, как мы это уже делали в предыдущих упражнениях. То есть необходимо группам полигонов назначить идентификаторы материалов согласно их расположению в списке подчиненных. Всем частям каркаса люстры, включая рожки и каркасы абажуров, а также элементам крепления к потолку назначьте идентификатор с номером 1. Кроме того, тот же самый идентификатор необходимо присвоить колечкам, соединяющим стразы. Достаточно трудоемкий процесс, однако если данные объекты создавались как Instance (Экземпляр), достаточно будет присвоить идентификатор одному из них, а остальным он будет назначен автоматически. Идентификатор под номером 2 присвойте моделям маленьких абажуров. Не забывайте назначать объектам проекционные координаты согласно их форме и расположению текстуры. Идентификатор 3 предназначен моделям лампочек. Соответственно, четвертый идентификатор понадобится стразам и кристаллам, обрамляющим модель. После назначения присвойте объектам созданный многокомпонентный материал. Визуализируйте сцену (рис. 4.79), поместите новый материал в библиотеку Ar_Deco_Standard, сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.79. Визуализированное изображение модели люстры с материалами

Светильник-кашпо – сборка и материалы

У нас имеется ранее смоделированный светильник в виде шара, в который планировалось поместить ампельное растение. Два метода создания растения были описаны в главе 2. Теперь необходимо собрать в один объект растение и светильник, а далее создать для них материалы. К модели светильника в виде шара сглаживание не применялось. Но если появится необходимость улучшить внешний вид модели, придав ей более естественный вид, это всегда можно сделать с помощью методов сглаживания, описанных в главе 3. В папке Models DVD-диска, прилагаемого к книге, содержатся два файла с этой моделью. В одном из них – Sphere_Light.max – находится модель без сглаживания. В другом файле, который называется Sphere_Light_High.max, можно найти сглаженную модель шарообразного светильника. Для сборки модели и текстурирования проделайте следующее.
1. Откройте файл Sphere_Light.max или загрузите с DVD-диска файл Sphere_Light_High.max. Сохраните файл в каталог Scene_assembly как Sphere_Light_Flow_mat.max. Чтобы присоединить модель из файла Amp_Flow_Plane.max, откройте меню File (Файл) и выберите Merge (Присоединить). В открывшемся диалоговом окне Merge File (Присоединить файл) выберите файл, который необходимо присоединить, указав к нему путь, и нажмите кнопку Open (Открыть). После произведенных операций откроется другое диалоговое окно с отображением списка объектов выбранного файла (рис. 4.80). Выберите из списка нужный объект, а именно группу Amp_Flow_Plane, и нажмите кнопку OK. Присоединенный объект будет перенесен в открытую сцену, а координаты его расположения будут соответствовать таковым в сцене, из которой произошло присоединение.

Рис. 4.80. Диалоговое окно присоединения файла

2. После присоединения займемся созданием материалов для модели. Как и в вышеописанных упражнениях, предполагается создать многокомпонентный материал из четырех подчиненных. Назовите материал Sphere_Light_Flow. Первый из подчиненных назовите Sphere_Light, он предназначен непосредственно для светильника и будет имитировать матовое полупрозрачное стекло. Возьмите в качестве исходного стандартный материал с затенением Translucent Shader (Просвечивающийся). Установите его параметры соответственно рис. 4.81. Диффузный цвет и цвет Filter Color (Цвет фильтра) сделайте светло-серым со значением трех составляющих цвета, равным 230. Значение Translucent Color (Степень просвечивания) установите равным 100. Остальные параметры оставьте по умолчанию. Материал для светильника без включенного источника света готов. Для того чтобы модель смотрелась реалистично при добавлении программного источника освещения, необходимо выполнить еще одно действие. В свитке Maps (Карты) на свободный слот Translucent Color (Степень просвечивания) назначьте карту Falloff (Спад). Верхний цвет ее сделайте чисто-белым, он будет принадлежать самой яркой области свечения материала светильника. Второй цвет карты спада сделайте светло-бежевым, он будет имитировать цвет по краям модели. Далее во время визуализации данный цвет будет подкорректирован для большей реалистичности. Управлять границей перехода между двумя цветами можно с помощью кривой в свитке Mix Curve (Кривая смешивания) карты спада. При визуализации светильника с выключенным источником освещения (имитация дневного света) необходимо сбрасывать флажок напротив слота Translucent Color (Степень просвечивания) с назначенной картой спада в свитке Maps (Карты).

Рис. 4.81. Параметры материала просвечивающегося матового стекла

3. Второй материал из многокомпонентного, имитирующий глянцевый металл, возьмите из библиотеки Ar_Deco_Standard. Он будет присвоен подставке светильника, верхнему ободку и называется в библиотеке Metal_Chrome_mat. Третий материал назовите Flow_Ground_mat. Это будет имитация почвы растения. Можно просто взять стандартный материал и назначить на слоты Diffuse Color (Диффузный цвет) и Bump (Рельефность) изображение SAND1.jpg из каталога Textures&Maps DVD-диска, прилагаемого к книге. Но лучший результат можно получить, если взять два изображения, SAND1.jpg и GRYDIRT.jpg, и, используя карту Mix (Смешивание), совместить их в одной карте (рис. 4.82). Скопируйте полученную карту на пустой слот Bump (Рельефность), установив значение этого параметра равным 300.

Рис. 4.82. Параметры карты Mix (Смешивание) для материала, имитирующего почву

4. Четвертый материал в списке подчиненных назовите Leaf_Flow_mat, он будет нужен для имитации листьев растения. Стандартный материал с темно-зеленым диффузным цветом и небольшим уровнем глянца (рис. 4.83). На свободный слот Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте карту Falloff (Спад). Верхний цвет этой карты сделайте светло-зеленым, а нижний – темно-зеленым. Кроме того, установите значение верхнего цвета 50 и нижнего – 70 (рис. 4.84). На пустые слоты напротив цветов карты спада назначьте изображение leaf.jpg, которое можно найти в папке Textures&Maps DVD-диска, прилагаемого к книге. Для параметра Bump (Рельефность) также возьмите карту Falloff (Спад), настроив ее параметры по примеру карты диффузного цвета. Для карт, создающих рельефность, выберите изображения leaf_bump. jpg, которые находятся на DVD-диске.

Рис. 4.83. Параметры материала растения

Рис. 4.84. Карта Falloff (Спад) для создания цветового перехода на листьях

5. Самостоятельно назначьте соответствующие идентификаторы разным частям модели соответственно номерам в списке подчиненных материалов. Присвойте многокомпонентный материал модели светильника и растения. При необходимости примените модификатор UVW Mapping (Карта UVW) для корректного расположения текстур на модели. Соберите все объекты сцены в группу Sphere_Light_Flow. Визуализируйте сцену с освещением по умолчанию (рис. 4.85). Добавьте новый материал в библиотеку с материалами проекта. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.85. Модель светильника-кашпо: а – со встроенным освещением, б – с использованием всенаправленного источника света

Материалы для сложных объектов, текстурные развертки

Перейдем к более продвинутым методам текстурирования трехмерных моделей в 3ds Max 2009. Они позволяют эффективно работать с моделями, поверхность которых имеет сложную форму и может потребовать сочетания нескольких текстурных карт. Данные способы применяются для повышения реалистичности и более точного отображения материалов на моделях, что особенно ценится при визуализации интерьеров.

Точное позиционирование текстурных карт на модели

   Одной из основных задач текстурирования моделей является правильное расположение на ней текстурных карт. От этого в немалой степени зависит фотореалистичность отдельно взятой модели и всей сцены в целом. Для этого в программе 3ds Max 2009 существует несколько инструментов. Это в первую очередь модификатор UVW Mapping (Карта UVW), который уже применялся нами. Благодаря возможности создавать различные типы проекционных координат в зависимости от формы модели, а также изменению их размеров можно добиться весьма точного позиционирования текстур на модели. Этим модификатором нужно пользоваться в случае, когда модель имеет однородную текстуру и несложную форму. Если же модель сочетает в себе несколько текстурных карт на разных участках, а также имеет сложную форму, так что к разным участкам необходимо применять различные типы проекционных координат, то одним модификатором UVW Mapping (Карта UVW) обойтись весьма проблематично. Для этого существует специальный модификатор Unwrap UVW (Развертка UVW). Он позволяет создать развертку для наложения текстуры согласно форме объекта. То есть создать плоское изображение развернутых полигонов трехмерной модели для последующего их раскрашивания в программе двумерной графики. Данный инструментарий непрост в освоении и вместе с тем очень удобен, а иногда просто незаменим при текстурировании сложных моделей. Модификатор Unwrap UVW (Карта UVW) будет рассмотрен ниже, а пока попробуем текстурировать модель, материал которой содержит несколько диффузных карт для разных участков модели альтернативным способом.
   В качестве объекта для создания материалов возьмем модель стойки домашнего кинотеатра. Для этой модели нам понадобятся материалы темного дерева, темной кожи и двух деревянных панелей. В данном случае многокомпонентный материал делать не будем, а обойдемся созданием нескольких материалов для каждой части модели в отдельности, чтобы можно было наглядно показать управление текстурными координатами. Что-то подобное было проделано ранее при создании материала для плинтусов помещения. Здесь будет похожая задача. Начнем с того, что создадим четыре архитектурных материала.
   1. Откройте ранее сохраненный файл Anteprima_High.max или возьмите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Сохраните файл в каталог Scenes_assembly как Anteprima_High_mat.max. Разгруппируйте модель, выбрав Ungroup (Разгруппировать) в меню Group (Группа), чтобы отдельные части можно было скрывать. Преобразуйте в полигональную сетку те элементы, которые до этого момента еще не были преобразованы.

   Примечание
   Еще раз хочется напомнить, что если читатель обладает мощным компьютером с двухъядерным и более процессором, а также оперативной памятью не менее 1024 Мб и хорошим видеоадаптером, то можно составлять сцену из высокополигональных объектов со сглаживанием. В случае с компьютером небольшой мощности модели лучше не сглаживать и с DVD-диска загружать для сцены модели с пометкой Low в названии.

   2. Перенесите в редактор материалов новый архитектурный материал и назовите его Leather_Ant_Face_mat. Из списка Templates (Шаблоны) выберите User Defined (Пользовательские установки). Нам предстоит создать материал кожи для лицевой части стойки. На свободный слот Diffuse Map (Диффузная карта) нового материала назначьте изображение Anterprima_diff.jpg, а на слот Bump (Рельефность) – Anteprima_bump.jpg. Эти изображения хранятся на DVD-диске, прилагаемом к книге, в каталоге Textures&Maps папки Ar_Deco_Apartment_Project. Установите значение параметра Bump (Рельефность) равным -100. Значение Shininess (Блеск) сделайте 20, а Index of Refraction (Коэффициент преломления) – 1,05 (рис. 4.86).

Рис. 4.86. Материал, имитирующий кожаное покрытие лицевой панели стойки

3. Выделите в сцене объект Front_Side и изолируйте его от остальных. Назначьте ему только что созданный материал Leather_Ant_Face_mat. Откройте список подобъектов и выберите Polygon (Полигон). Выделите все полигоны и назначьте модификатор UVW Mapping (Карта UVW) типа Box (Параллелепипед) с размерами, которые автоматически назначаются по умолчанию. Они соответствуют размерам объекта. Сверните стек модификаторов. Если развернуть модель и посмотреть на боковые полигоны, то станет заметно, что текстура на них выглядит сжатой и совершенно не реалистичной. Сделаем для боковых полигонов отдельный материал. Скопируйте материал Leather_Ant_Face_mat на соседний слот и назовите его Leather_Ant_Side_mat. Для этого материала можно найти изображения диффузной карты и карты рельефа в каталоге Textures&Maps DVD-диска. Они называются Anteprima_Side_diff.jpg и Anteprima_Side_bump.jpg соответственно. Выделите боковые полигоны модели и присвойте им новый материал. Не снимая выделение с полигонов, назначьте им проекционные координаты типа Planar (Плоский) (рис. 4.87). Если текстура на полигонах будет лежать не так, как предполагалось, поверните Gizmo (Габаритный контейнер) проекционных координат по одной из осей. Сверните стек модификаторов, чтобы сохранить проекционные координаты в полигональной сетке. Повторите вышеописанные операции, выделив по очереди боковые полигоны с другой стороны объекта. Проделайте то же самое с группами верхних и нижних полигонов. Для них необходимо будет создать новый материал Leather_Ant_Top_mat с диффузной картой Anteprima_Top_diff.jpg и картой рельефности Anteprima_Top_bump.jpg.

Рис. 4.87. Назначение проекционных координат боковым полигонам

4. После назначения всех материалов и проекционных координат объекту Front_Side выберите в редакторе материалов инструмент Pick Material From Object (Взять материал с объекта). Курсор примет вид пипетки. Наведя его на объект, щелкните левой кнопкой мыши. В редакторе появится многокомпонентный материал, состоящий из трех подчиненных. Это будут материалы, назначенные на разные части объекта. Назовите новый материал Anteprima_Face_mat и занесите его в библиотеку Ar_Deco_Standard. Если визуализировать объект с освещением по умолчанию, то результат должен быть похож на тот, который можно увидеть на рис. 4.88.

Рис. 4.88. Визуализированное изображение передней части стойки модели домашнего кинотеатра

5. Отобразите объекты Small_Shelf и Big_Shelf, скрыв все остальные. Создадим материал, имитирующий темное дерево для полок стойки. Назовите его Wood_Wenge_mat. В качестве карты диффузного цвета возьмите изображение Wenge_F.jpg, которое можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Textures&Maps. Для того чтобы размыть отражение, на слот Bump (Рельефность) назначьте карту Noise (Шум), параметры которой попробуйте подобрать самостоятельно. Значение Shininess (Блеск) установите равным 15, а Index of refraction (Коэффициент преломления) – 1,1. Выделите объект Small_Shelf и из списка его подобъектов выберите Polygon (Полигон). Выделите полигоны боковой части модели полки и присвойте материал Wood_Wenge_mat. Назначьте выделению проекционные координаты плоскостного типа (рис. 4.89). После редактирования сверните стек модификаторов. Точно так же назначьте материал и проекционные координаты всем остальным полигонам полки сообразно предположительному расположению волокон древесины. После редактирования проекционных координат каждый раз сворачивайте стек модификаторов, чтобы сохранить их в сетке.

Рис. 4.89. Проекционные координаты боковой части полки

6. Этот же материал Wood_Wenge_mat используется при текстурировании объекта Big_Shelf. С той лишь разницей, что для этой части полки необходимо создать два дополнительных материала правой и левой панели. Скопируйте материал дерева на два свободных соседних слота редактора материалов. Назовите один Wood_Left_Panel_mat, а другой Wood_Right_Panel_mat. Диффузные карты для этих материалов можно найти в каталоге Materials& Maps DVD-диска, они называются Left_Panel_diff.jpg и Right_Panel_diff.jpg соответственно. Там же можно найти карты рельефности для этих двух материалов – Left_Panel_bump.jpg и Right_Panel_bump.jpg. У объекта Big_Shelf выделите, открыв список его подобъектов, полигоны левой декоративной панели и присвойте материал Wood_Left_Panel_mat. Назначьте выделению плоские проекционные координаты с параметрами по умолчанию. Сверните стек модификаторов и повторите операции с полигонами правой панели (рис. 4.90).

Рис. 4.90. Текстурирование декоративных панелей стойки

7. Как и в случае с моделью маленькой полки, выделяйте полигоны объекта Big_Shelf и назначайте им материал Wood_Wenge_mat, корректируя размер и положение текстуры проекционными координатами типа Planar (Плоский). Так как большого детализированного изображения данной модели нет, старайтесь располагать текстуру в соответствии со своим представлением о направлении волокон древесины в той или иной части модели. Кроме того, не забывайте про узкие полигоны в местах имитации скосов модели и, выделяя их вместе с полигонами большего размера, следите за тем, чтобы текстура на них также выглядела аккуратно. После назначения всех проекционных координат сверните стек модификаторов и возьмите с объекта материал инструментом Pick Material From Object (Взять материал с объекта). Назовите полученный материал Wood_Shelf_mat и занесите его в библиотеку Ar_Deco_Standard. Если на какой-то из полигонов не был назначен материал, то после снятия многокомпонентного материала с объекта число подчиненных материалов окажется больше, чем было назначено модели, и в списке будут присутствовать пустые стандартные материалы. Визуализируйте объект, чтобы посмотреть результат текстурирования (рис. 4.91), и занесите в библиотеку новые материалы.

Рис. 4.91. Часть стойки с материалами

8. Следующая задача – текстурировать объект Back_Side. Отобразите его в сцене, скрыв все остальные объекты. Главная задача при работе с этой частью модели стойки – правильно текстурировать полигоны в углублении. Если внимательно посмотреть на изображение Anteprima.jpg в каталоге Collateral_mat DVD-диска, прилагаемого к книге, то можно заметить, что волокна деревянной поверхности в углублении стойки расположены под углом приблизительно 45° к вертикальной средней линии модели, а точнее, даже имеют ромбовидную форму. Для того чтобы расположить текстуру по форме ромба, нам придется разделить объект Back_Side поперек новым ребром с помощью операции Connect (Соединить) (рис. 4.92, а). Далее выделяем один из четырех полигонов в углублении объекта. Дополнительно выделите три узких полигона, имитирующих вертикальный шов в середине этой части стойки. Присвойте выделенным полигонам материал Wood_Wenge_mat. Назначьте выделению проекционные координаты планарного типа с соответствующими размерами (рис. 4.92, б). Далее, открыв подобъекты модификатора UVW Mapping (Карта UVW), выберите Gizmo (Габаритный контейнер) и с помощью инструмента Select and Rotate (Выделить и повернуть) поверните по оси Y на 45° (см. рис. 4.92, б). Сверните стек модификаторов и повторите данные действия с тремя другими полигонами в углублении объекта, не забывая выделять полигоны шва. В углублении модели (рис. 4.92, в) получится ромбовидная текстура дерева. Остальным полигонам объекта Back_Side материал назначается так же, как в случае с моделями полок. Используя материал Wood_Wenge_mat и проекционные координаты типа Planar (Плоский), самостоятельно подберите наиболее оптимальный размер и форму координат, а также расположение волокон текстуры древесины на полигонах (рис. 4.92, г).

Рис. 4.92. Расположение текстуры и визуализированное изображение части стойки домашнего кинотеатра

9. Без материала остался пока один, а точнее два объекта, это подпорные ножки стойки Upright. Для них подойдет тот же материал, что и для всех остальных частей стойки – Wood_Wenge_mat. В данном случае ввиду незначительности объекта можно не присваивать материал отдельным группам полигонов, а воспользоваться проекционными координатами типа Box (Параллелепипед). Самостоятельно подберите размер координат и направление расположения текстуры на моделях ножек стойки. Отобразите все объекты сцены. Соберите все части стойки в группу Anteprima и визуализируйте сцену, чтобы посмотреть результат (рис. 4.93). Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.93. Визуализированное изображение модели стойки с освещением по умолчанию

Создание текстурной развертки с помощью Unwrap UVW для модели кожаного блокнота

Следующим шагом будет создание материалов, имитирующих кожаное покрытие блокнота. Также для имитации сложенных страниц модели будет использована карта диффузного покрытия и рельефности. В данном случае модель блокнота очень хорошо подходит для демонстрации некоторых возможностей модификатора создания развертки Unwrap UVW (Развертка UVW). Прежде всего этот модификатор нужен для более тонкого управления координатами проецирования. Кроме специальных инструментов работы с разверткой полигонов модели он позволяет сохранить развертку с координатами проецирования в отдельном файле, что обеспечивает последующее редактирование изображения развертки и возможность воспользоваться ею для такой же модели в другом файле.
Чтобы понять, как ведет себя текстура, присвоенная модели без проекционных координат, достаточно назначить ей материал с равномерно повторяющимися текстурами Checker (Шашки) (рис. 4.94, а) или Noise (Шум). Если назначить модели проекционные координаты типа Box (Параллелепипед), наиболее соответствующие форме объекта, то вид текстуры, несомненно, улучшится (рис. 4.94, б). Однако в некоторых местах текстура на полигонах по-прежнему выглядит растянутой или сжатой. Если модели присвоить модификатор Unwrap UVW (Развертка UVW), то даже с настройками по умолчанию текстура станет выглядеть намного более равномерно и аккуратно (рис. 4.94, в). После того как развертка будет создана, можно ее схему, сохранив в качестве изображения, раскрасить в редакторе двумерной графики, а затем назначить в качестве диффузной карты материалу модели (рис. 4.94, г).

   Рис. 4.94. Текстура на модели: а – без проекционных координат, б – с координатами типа Box (Параллелепипед), в – с использованием модификатора Unwrap UVW (Развертка UVW), г – с раскрашенной разверткой

   В общем-то, казалось бы, ничего сложного, назначил модификатор развертки, затем раскрасил полученную схему в двумерном редакторе и присвоил модели. Но здесь есть несколько важных моментов. Во-первых, после назначения Unwrap UVW (Развертка UVW) схема развертки подлежит редактированию с помощью инструментария этого модификатора. То есть первоначальную схему развертки можно проецировать разными способами, масштабировать, сшивать, разделять и даже растягивать. Как и у моделей из полигональной сетки, у развертки есть такие подобъекты, как вершины, ребра и полигоны, причем выделить можно как отдельный подобъект, так и условный элемент развертки из группы подобъектов. Необходимость редактирования продиктована тем, что в результате на развертке не должно оказаться наложения полигонов и ребер, так как на таких местах нарисовать текстуру будет проблематично. Кроме того, чтобы на текстурированной модели не было видно швов, развертку стараются сделать такого вида, чтобы в двумерном редакторе при работе с ней было видно, как она будет лежать на модели, тем самым упрощая создание сплошной текстурной развертки.
   Перейдем непосредственно к созданию материала модели блокнота. Как и в случаях с другими моделями, воспользуемся материалом типа Architectural (Архитектурный). Последовательность действий для создания материалов блокнота такова.
   1. Откройте файл Book_High.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. В случае если работа производится на компьютере небольшой мощности, можно с диска загрузить файл Book_Low с уменьшенным количеством полигонов за счет отсутствия сглаживания. Сохраните файл в папку Scenes_assembly под названием Book_High_mat.max. Загрузите из редактора новый архитектурный материал, который назовите Book_mat. Значение Shininess (Блеск) установите равным 15, а Index of Refraction (Коэффициент преломления) – 1,1. На свободный слот Diffuse Map (Диффузная карта) назначьте карту Checker (Шашки) со значением Tiling (Мозаика), равным 50. Выделите в сцене объект Book и присвойте ему новый материал (рис. 4.95).

Рис. 4.95. Заготовка материала блокнота

2. Назначьте объекту модификатор Unwrap UVW (Карта UVW). В видовых окнах отобразятся зеленым цветом швы вдоль краев поверхности модели. Чтобы сделать швы тоньше, воспользуйтесь переключателем Thin Seam Display (Отображение тонкого шва) в свитке Parameters (Параметры) на панели модификации (рис. 4.96).

Рис. 4.96. Параметры настройки модификатора Unwrap UVW (Развертка UVW)

3. Для отображения и редактирования развертки нажмите в этом же свитке кнопку Edit (Редактировать). Откроется окно Edit UVWs (Редактирование проекции UVW), в котором и будет создаваться схема развертки проекционных координат модели. В области Selection Modes (Инструменты выделения) окна Edit UVWs (Редактирование проекции UVW) установите флажок Select Element (Выделять элемент) и нажмите кнопку Face Sub-object Mode (Режим выделения граней) (рис. 4.97).

Рис. 4.97. Окно редактирования проекционных координат Unwrap UVW (Развертка UVW)

4. В окне Edit UVWs (Редактирование проекции UVW) развертка будет отображена в первоначальном виде (рис. 4.98, а). Можно, конечно, попытаться разобрать все эти вершины и полигоны, но лучше воспользоваться специальным инструментом проецирования. Далее выделите все грани развертки (рис. 4.98, б). В меню окна Edit UVWs (Редактирование проекции UVW) выберите пункт Mapping (Проецирование). Из раскрывающегося списка этого пункта меню можно выбрать Flatten Mapping (Плоское проецирование). В этом случае координаты проецирования окажутся разложенными на плоскости согласно параметрам диалогового окна, где значение Face Angle Threshold (Предел угла между гранями) устанавливает предел, меньше которого участки развертки будут считаться плоскими, а Spacing (Заполнение) определяет степень заполнения области проецирования участками развертки.

   Рис. 4.98. Отображение проекционных координат: а – по умолчанию, б – с выделенными гранями, в – плоское проецирование, г – проецирование в виде параллелепипеда

   Для нашего объекта можно было бы воспользоваться именно этим видом проецирования, но в этом случае появляются мелкие участки координат, которые сложно будет потом привязать к какой-либо части развертки (рис. 4.98, в). Поэтому удобнее будет выбрать вид проецирования Normal Mapping (Проецирование по нормалям) и в диалоговом окне из раскрывающегося списка выбрать Box Mapping (Проецирование параллелепипеда). То есть проекционные координаты модели будут отображены в виде снимков объекта с шести сторон (рис. 4.98, г).
   5. Теперь из проекционных координат необходимо собрать две части развертки. Одна будет предназначена для покрытия текстурой кожи, другая – текстурой, имитирующей сложенные страницы книги. Здесь нужно отметить одну особенность. Если в окне редактирования проекционных координат модификатора Unwrap UVW (Развертка UVW) выделить часть граней или точек в видовых окнах 3ds Max, окажется выделенным соответствующий участок полигонов или точек. Таким образом, становится видно, в какой последовательности нужно производить сборку развертки для того, чтобы в дальнейшем покрыть ее однородной текстурой без швов. Прежде всего необходимо разобрать перекрывающиеся участки проекционных координат и отделить участки, на которые будут наложены разные текстуры. С помощью инструмента Move (Переместить) разберите участки развертки для последующего их сшивания (рис. 4.99).

   Рис. 4.99. Отделение участков будущей развертки

   Внимание!
   Если во время операций с участками или подобъектами проекционных координат в окне Edit UVWs (Редактирование проекции UVW) возникнет необходимость отменить предыдущее действие, это можно сделать кнопкой Undo (Отмена) панели инструментов главного окна 3ds Max 2009.

   6. Сначала сделаем часть развертки самых больших участков модели. Выделите участки проекционных координат, образующие обложку блокнота, и расположите в виде раскрытой книги, при этом один из участков необходимо будет развернуть на 180° инструментом Rotate (Повернуть). Постарайтесь как можно точнее подогнать друг к другу данные области (рис. 4.100). Перейдите в режим редактирования вершин и снимите флажок Select Element (Выделять элемент). Увеличьте участок стыка областей развертки (два зеленых ребра, находящиеся рядом) так, чтобы были видны вершины. Для примера – выделите одну из вершин. Если области для стыковки были выбраны правильно, то при выделении вершины одной области вершина, находящаяся напротив и принадлежащая соседней области, также выделится – синим цветом. Данные вершины можно сплавлять в одну, с тем чтобы присоединить область проекционных координат к другой для получения единой развертки. Для осуществления сплавления выделите в месте стыковки две вершины, принадлежащие разным областям друг напротив друга, и в меню Tools (Инструменты) выберите Weld Selected (Сплавить выделенное) (рис. 4.101). После сплавления вершин две линии зеленого цвета, обозначающие границы разных областей, преобразуются в одну синюю. Соедините три области в одну, сплавив парные точки на протяжении их границ.

Рис. 4.100. Часть развертки модели из трех областей проекционных координат

   Рис. 4.101. Сплавление вершин двух областей развертки проекционных координат

   Примечание
   При сплавлении вершин можно также пользоваться командой Target Weld (Направленное сплавление). Достаточно, придвинув области, подлежащие соединению, друг к другу, выделить вершину и переместить ее, приблизив к соответствующей, окрашенной в синий цвет. Когда расстояние между вершинами будет меньше порога сплавления, вершины соединятся в одну.

   7. Далее займемся более мелкими участками проекционных координат. Выберите любую отдельную область проекционных координат (например, в торцевой части модели). Чтобы определить, к каким вершинам большой области готовой части развертки должна быть присоединена следующая более мелкая часть, выделите несколько вершин, принадлежащих мелкой области, и проверьте, какие из вершин большой области окрасились в синий цвет. Затем придвиньте мелкую область к большой, как можно точнее определив место стыковки, и описанным выше способом соедините обе области, сплавив соответствующие вершины (рис. 4.102). Произведите данные операции с остальными частями проекционных координат кроме областей, на которые будет наложена текстура, имитирующая сложенные страницы.

Рис. 4.102. Добавление к развертке новых областей

8. Две из областей проекционных координат (области в виде широких букв «П») необходимо будет разбить на три части. Разбить элемент можно, выделив нужные вершины на предполагаемой границе будущих областей и в меню Tools (Инструменты) выбрав команду Break (Разбить). Разделив каждую из этих областей на три части, присоедините их вершины к соответствующим (синего цвета) на большой области (рис. 4.103).

Рис. 4.103. Разделение области на три части с последующим присоединением их к разным участкам развертки

9. Закончив с разверткой для текстуры кожи, соберите ее в одну область, соединив между собой соответствующие точки трех частей развертки для текстуры сложенных страниц. В результате этих манипуляций должно получиться два элемента развертки проекционных координат, которые теперь необходимо поместить в прямоугольник, очерченный жирной синей линией. Для этого воспользуемся специальным инструментом. Перейдите на уровень редактирования граней и установите флажок Select Element (Выделить элемент). Выделите обе части развертки и в меню Tools (Инструменты) выберите Pack UVs (Упаковать координаты). В диалоговом окне нажмите OK, оставив настройки по умолчанию. Развертка проекционных координат окажется аккуратно размещенной в пределах синего квадрата (рис. 4.104).

Рис. 4.104. Готовая развертка проекционных координат модели

10. Чтобы сохранить развертку в виде изображения, есть несколько способов. Один из них – это просто нажать клавишу Print Screen на клавиатуре и сохранить изображение. Другой заключается в использовании специальных программ, позволяющих выделять область на экране компьютера и сохранять как изображение. В данном случае для сохранения изображения развертки воспользуемся командой Render UVW Template (Визуализировать шаблон проекционных координат) из меню Tools (Инструменты). В открывшемся диалоговом окне оставьте все параметры по умолчанию, нажмите кнопку Render UV Template (Визуализировать шаблон координат) и сохраните изображение как Sweep_Book.jpg. Теперь с ним можно работать в любом редакторе двумерной графики. После наложения текстур и присвоения изображения в качестве диффузной карты материалу модели блокнота можно визуализировать сцену, чтобы оценить точность проецирования и однородность текстурного покрытия модели (рис. 4.105). Изображение развертки с текстурами, а также файл с проекционными координатами можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Textures&Maps каталога с проектом. После окончания создания материала для модели блокнота сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.105. Визуализированное изображение модели блокнота, текстурированного при помощи Unwrap UVW (Развертка UVW)

Материалы для модели кровати

   Отвлечемся немного от разверток и проекционных координат. Создадим несколько несложных материалов для модели кровати. Прежде всего это материалы кожаного покрытия кровати, ткани для подушек и металлического подголовника. На кровати присутствует драпировка, создание которой описано в приложении A. Для нее нужно создать полупрозрачный материал с эффектом блеска. Итак, для создания необходимых материалов проделайте следующее.
   1. Откройте файл Abracadabra.max, ранее созданный для описываемой сцены, или загрузите его из папки Models DVD-диска, прилагаемого к книге. Сохраните файл в каталог Scenes_assembly как Abracadabra_mat.max. Как и в предыдущих случаях, преобразуйте модели в редактируемую полигональную сетку и соедините c помощью кнопки Attach (Присоединить) все ее элементы в один объект, назвав его Abracadabra_mat. Идентификатор 1 назначьте спинке и каркасу под балдахин. Идентификатор 2 – четырем объектам вокруг матраса. Идентификатор под номером 3 – матрасу и подушкам и, наконец, идентификатор 4 – балдахину.
   2. Создайте в свободном слоте редактора материалов многокомпонентный материал из четырех подчиненных и назовите его Abracadabra_mat. Первый материал должен имитировать металл, поэтому просто загрузите из библиотеки Ar_Deco_Standard материал Metal_Chrome_mat. Уменьшите его параметр Shininess (Блеск) до 75. Для второго материала также возьмите архитектурный, который назовите White_Leather_mat, он будет имитировать белую кожу. Параметры его установите как у материала, который был создан для модели блокнота, а диффузный цвет сделайте, соответственно, белым. В качестве диффузной карты возьмите изображение Leather_white.jpg, а в качестве карты рельефности – изображение Leather_white_bump.jpg. Значение уровня рельефности установите 30 (рис. 4.106).

Рис. 4.106. Материал светлой кожи

3. Для третьего материала, который должен имитировать шелк, удобнее взять материал типа Shellac (Оболочка). Назовите материал Silk. В качестве базового возьмите стандартный материал. Так как шелк обладает анизотропным бликом, тип затенения выберите Anisotropy (Анизотропный). На свободный слот Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте карту Falloff (Спад). Один из цветов этой карты сделайте светло-серым, а другой оставьте белым. Это нужно для создания цветового перехода на поверхности ткани. Чтобы сымитировать неровность материала, слоту Bump (Рельефность) назначьте карту Noise (Шум) со значением Size (Размер), равным 50. В процессе установки освещения сцены параметры материалов обычно приходится уточнять. Перейдя к основному материалу на пустой слот Shellac Material (Материал оболочки), перенесите из окна просмотра материал Raytrace (Трассировка лучей). В качестве диффузного цвета ему нужно назначить карту Falloff (Спад), установите у нее точно такие же параметры, как и у базового материала. Слоту Reflect (Отражение) присвойте карту Stucco (Штукатурка), параметры которой попробуйте подобрать самостоятельно сообразно своим представлениям о реальном материале шелка. На свободный слот Bump (Рельефность) назначьте карту Noise (Шум) со значением Size (Размер) 0,1, чтобы некоторым образом размыть отражение. В результате материал будет напоминать ткань с легким отражением и мягким анизотропным бликом (рис. 4.107).

Рис. 4.107. Параметры материала оболочки для имитации шелка

4. Четвертый материал из числа подчиненных предназначен для балдахина. Назовите материал Taffeta. Его создание сложностей не представляет. Достаточно скопировать третий материал на слот четвертого и в базовом материале на слот Opacity (Непрозрачность) назначить карту Falloff (Спад). Параметры этой карты подберите самостоятельно. После создания всех подчиненных многокомпонентного материала назначьте его модели кровати. Если на каком-то из элементов карта диффузного цвета будет выглядеть слишком крупной или мелкой, выберите подобъект Element (Элемент) и, выделив нужный элемент на модели, назначьте ему проекционные координаты типа Box (Параллелепипед). Размеры карты координат подберите самостоятельно. Если визуализировать сцену с моделью кровати, используя освещение по умолчанию, то результат должен получиться примерно, как на рис. 4.108. Сохраните новый материал в библиотеку Ar_Deco Standard и завершите работу с файлом, сохранив его.

Рис. 4.108. Визуализированная модель кровати с материалами и освещением по умолчанию

Текстурирование дивана и кресла

   После создания материалов для объектов, работа с которыми шла ранее, материал для дивана не покажется слишком сложным. Он будет повторять кожаное покрытие кровати. В этом материале будет использована черно-белая карта рельефности для имитации морщин мягкой кожи. Маска морщин, как и некоторые из текстур, использованных в проекте, была создана в редакторе растровой графики. Чтобы создать материал для дивана, проделайте следующее.
   1. Откройте файл Tobias_High.max (или – в зависимости от мощности компьютера – Tobias_Low.max). Кроме того, можно загрузить его с DVD-диска, где он находится в папке Models. Преобразуйте все объекты в полигональную сетку, свернув стек модификаторов. Сохраните файл как Tobias_High_mat.max в каталог Scenes_assembly. В данном случае можно пойти двумя путями. Первый – это выделять группы полигонов, лежащих в одной плоскости, назначать им материал, проекционные координаты типа Planar (Плоский) и сворачивать стек модификаторов. Далее переходить к следующей части модели и т. д. Второй вариант – создать развертку проекционных координат модели с помощью модификатора Unwrap UVW (Развертка UVW), а затем раскрасить ее в редакторе растровой графики. Оба этих способа уже были ранее нами использованы. Так как развертка модели будет иметь много деталей, которые нужно будет сшивать, а текстура достаточно однородна, удобнее воспользоваться первым способом.
   2. Материал кожи White_Leather_mat был уже нами создан в предыдущем упражнении. Его можно загрузить из библиотеки Ar_Decor_Standard, где он находится среди подчиненных материала Abracadabra_mat. Выделите объект Tobias и перейдите на уровень подобъектов Element (Элемент). Выделите один из двух элементов модели, содержащий подлокотник, и присвойте ему материал. Далее назначьте проекционные координаты типа Box (Параллелепипед) со значением 5 см по длине, ширине и высоте. Сверните стек модификаторов. Повторите операции со вторым элементом. Выделите по очереди элементы, имитирующие швы на модели. Присвойте им тот же материал и проекционные координаты того же размера. Ввиду небольшого размера этих элементов, а также учитывая расстояние модели от камеры, возможные искажения текстуры на них будут не видны. Материал необходимо присвоить всем швам на модели, включая подушки. После сворачивания стека модификаторов элемент можно скрыть с помощью кнопки Hide Selected (Скрыть выделенное), чтобы было видно, какие элементы пока без материала.
   3. Для материалов подушек создайте отдельный материал кожи, скопировав исходный в свободный слот редактора. На слот Bump (Рельефность) материала назначьте изображение Tobias_bump.jpg из каталога Textures&Maps папки с проектом. Назначьте материал подушкам и подберите самостоятельно размер проекционных координат типа Box (Параллелепипед) так, чтобы морщины, созданные картой рельефности, смотрелись реалистично. Кроме карты Bump (Рельефность) имитацию морщин можно сделать с помощью инструментов свитка Paint Deformation (Деформация рисованием). После назначения материалов занесите их в библиотеку, визуализируйте сцену (рис. 4.109), сохраните файл и завершите с ним работу.

   Рис. 4.109. Визуализированное изображение дивана с материалами

   4. Для модели офисного кресла, наоборот, удобнее будет сделать развертку. Но развертку не для всей модели в целом, а только для одной ее части – чехла с пуговицами. Но прежде всего необходимо создать материалы для других частей кресла. Попробуйте создать данные материалы самостоятельно, тем более что некоторые из них можно найти в библиотеке Ar_Deco_Standard. Для пятилучевой опоры кресла загрузите из библиотеки материал Metal_Chrome_mat. Для модели колесиков создайте новый архитектурный материал с шаблоном Plastic (Пластик) черного цвета. Параметр Shininess (Блеск) материала установите равным 15, а на слот Bump (Рельефность) назначьте карту Noise (Шум) с очень маленьким значением Size (Размер).
   5. Для подлокотников модели кресла понадобятся два материала. Первым будет материал хромированного металла, а для второго создайте материал кожи или загрузите из библиотеки. На слот Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте карту Leather_Croc.jpg, а на слот Bump (Рельефность) – карту Leather_Croc_bump.jpg. Материал назовите Leather_Croc_mat. Посмотрите на изображение City1.jpg в каталоге Collateral_mat DVD-диска, чтобы понять, какой части подлокотника присвоить материал кожи. Выделите полигоны, предназначенные для этого, и присвойте материал Leather_Croc_mat. Для лучшего отображения текстуры используйте проекционные координаты типа Box (Параллелепипед) (рис. 4.110). Повторите операции со вторым подлокотником кресла.

Рис. 4.110. Проекционные координаты для части подлокотника кресла

6. Основанию сиденья кресла также можно присвоить материал Leather_Croc_mat и назначить проекционные координаты типа Box (Параллелепипед) (рис. 4.111). Здесь можно не слишком усердствовать, так как этот элемент практически во всех случаях будет скрыт от зрителя и только его края попадут в поле зрения камеры.

Рис. 4.111. Проекционные координаты для основания сиденья кресла

7. Завершающим действием при моделировании кресла будет создание развертки для модели чехла с пуговицами. Выделите этот объект в сцене и назначьте ему модификатор Unwrap UVW (Развертка UVW). Для получения заготовки развертки проделайте те же действия, что и при создании развертки модели блокнота. Выделив все части развертки, произведите проецирование нормалей типа Box (Параллелепипед). Далее с помощью перемещения элементов и сплавления вершин соберите все части развертки в одну (рис. 4.112, а). Здесь необходимо заметить, что создание развертки такого сложного объекта требует некоторых навыков работы с инструментами модификатора Unwrap UVW (Развертка UVW). Кроме того, при сборке желательно очень внимательно следить за правильной сшивкой кусков развертки. Для текстурирования готовой развертки в папке Textures&Maps можно найти файлы City_1-7.jpg, которые представляют собой изображения частей покрытия чехла кресла. В результате текстурированная развертка должна выглядеть приблизительно, как на рис. 4.112, 6. Назначьте развертку в качестве карты диффузного цвета материалу чехла кресла, который назовите Leather_City_Face_mat. На DVD-диске, прилагаемом к книге, можно найти файл развертки чехла кресла Sweep_City.uvw в каталоге Textures&Maps. Там же находятся изображения карт диффузного цвета и рельефности Sweep_City.jpg и Sweep_City_bump.jpg. После назначения материала визуализируйте модель с разных сторон (рис. 4.112, в, г), чтобы оценить корректность расположения текстуры на модели. Занесите вновь созданные материалы в библиотеку Ar_Deco_Standard, сохраните файл и завершите работу с ним.

   Рис. 4.112. Развертка части модели и визуализированные изображения кресла с материалом

   Примечание
   Если создание развертки покажется читателю слишком сложным или долгим процессом, можно создать материал и присвоить его объекту, используя обычные проекционные координаты типа Box (Параллелепипед). Для этого в папке Textures&Maps DVD-диска имеются изображения карт диффузного цвета и рельефности City_Top.jpg, City_Top_bump.jpg, City_Bottom.jpg, City_Bottom_bump.jpg для создания материалов верхней и нижней частей кресла без использования развертки.

Материалы для прочих объектов

   Материалы для основных объектов сцены уже созданы, осталось только сделать материалы для модели занавески, стола, оконных рам, дверей, а также создать фон, который будет виден из окон помещения.
   Здесь сразу необходимо уточнить один момент. Так как для визуализации сцены будут задействованы три модуля рендеринга, при использовании стандартного модуля 3ds Max 2009, как, впрочем, и других систем рендеринга, в некоторых случаях при установке освещения потребуется дополнительная доводка наложенных текстур. Она необходима потому, что в стандартном движке рендеринга 3ds Max отсутствует так называемый расчет глобального освещения (Global Illumination), или, иначе говоря, отражения предметами падающего на них света. Из-за этого материалы объектов при отсутствии прямого освещения могут выглядеть грязно-серыми, в отличие от самих изображений, взятых в качестве карт текстур. Самый простой способ избежать этого – назначить материалу слабое самосвечение, схожее по цвету с основными источниками освещения. Хотя с точки зрения трехмерной графики это не совсем корректно (этот прием называется фейкинг, как уже упоминалось), но включение в сцену дополнительных источников для подсвечивания объектов может существенно замедлить процесс визуализации, а в нашем случае сцена, как, впрочем, практически все интерьерные сцены, будет достаточно насыщена объектами.
   Итак, для создания новых материалов проделайте следующее.
   1. Вначале создадим материал для полукруглой занавески. Он будет похож на ткань балдахина над кроватью. Откройте файл c отредактированной моделью занавески или загрузите с DVD-диска файл Curtain&FFD.max. Запустите редактор материалов и откройте ранее сохраненную библиотеку Ar_Deco_Standard.mat. Выберите в ней и перенесите в редактор четырехкомпонентный материал Abracadabra_mat. Выделите материал Taffeta и перенесите его в свободный слот редактора. Дайте материалу новое название Tulle. Замените светло-бежевый диффузный цвет материала на светло-серый. Откройте материал Shell_Silk и удалите карту со слота Reflect (Отражение). Присвойте материал объекту Curtain. Занесите новый материал в библиотеку. Сохраните файл как Curtain_mat.max в каталог Scenes_assembly.
   2. Следующий материал, который необходимо создать, – это материал для оконных рам. Так как в проекте будет описана визуализация сцены в дневном и вечернем освещении, для модели рам со стеклами потребуется еще и материал стекла. Откройте файл Frame_Wind.max, созданный ранее, или загрузите его с DVD-диска. Сохраните файл в папку Scenes_assembly как Frame_Wind_mat.max. В качестве базового материала возьмите Architectural (Архитектурный). Из списка выберите шаблон Plastic (Пластик). Диффузный цвет – естественно-белый. Установите процент уровня блеска около 30, Index of Refraction (Коэффициент рефракции (преломления)) измените на 1,2, остальные параметры оставьте без изменений. Материал стекла для окон попробуйте создать самостоятельно, используя архитектурный с шаблоном Glass Clear (Чистое стекло) или материал типа Raytrace (Трассировка лучей). Присвойте вновь созданные материалы моделям рам без стекла и со стеклом. Причем во втором случае получится двухкомпонентный материал, в связи с чем полигонам стекла и пластика нужно будет присвоить разные идентификаторы материала. Сохраните материалы в библиотеке как White_plastic_mat и Glass_Wind_mat соответственно.
   3. Материал для модели стола практически ничем не отличается от материала для модели стойки домашнего кинотеатра. Он состоит из двух подчиненных и включает в себя имитацию крокодиловой кожи и дерево. Загрузите из библиотеки Ar_Deco_Standard материалы Leather_Croc_mat и Wood_Wenge_mat. Создайте материал из двух подчиненных, который назовите Table_Chic_mat. На слот с идентификатором 1 перенесите материал Wood_Wenge. Замените в этом материале карту диффузного цвета и рельефности на изображения Wenge_floreado.jpg и Wenge_floreado_bump.jpg. На слот второго материала перенесите Leather_Croc_mat. Откройте файл Table_Chic_High.max, сохранив его в каталог Scenes_assembly как Table_Chic_High_mat.max. Взяв за основу изображения Chic1-4.jpg, попробуйте самостоятельно произвести текстурирование модели. В некоторых местах необходимо будет изменить положение текстуры, повернув габаритный контейнер модификатора UVW Mapping (Карта UVW) на 45°. Сохраните новые материалы в библиотеку. На DVD-диске, прилагаемом к книге, можно найти файл с текстурированной моделью стола (рис. 4.113). Сохранив файл, завершите с ним работу.

   Рис. 4.113. Визуализированное изображение модели стола с материалом

   4. Откройте файл Walls&materials.max. Для фона сцены неплохо было бы вначале сделать основание, на котором этот фон будет располагаться. Главное условие – чтобы фон был виден изо всех окон, а края основания были незаметны. Для этого можно воспользоваться примитивом Plane (Плоскость) из восьми сегментов по длине. Длина примитива – 2590 см, ширина – 2870 см. Примените к нему модификатор Edit Poly (Редактирование полигона) и перемещением вершин измените форму объекта, создав подобие полукруга.
   Затем расположите его на расстоянии 250 м от модели помещения (рис. 4.114). Назовите объект Background. Материал для фона нужно делать из качественной фотографии, лучше всего подойдет какой-либо панорамный вид, чтобы при наложении на объект текстура не искажалась, а при визуализации выглядела правдоподобно. Материал для фона сделайте на основе Standard (Стандартный), а в качестве диффузной карты возьмите изображение Background.jpg или Background_1.jpg. Значение самосвечения материала установите равным 100 – это нужно, чтобы карта фона выглядела ярко освещенной рассеянным светом неба. Присвойте объекту проекционные координаты типа Planar (Плоский), назначьте материал, включите отображение текстур на объекте и отрегулируйте положение текстуры масштабированием и перемещением контейнера проекционных координат. Визуализируйте сцену и проверьте, соответствует ли результат описанным ранее условиям (см. рис. 4.114). Сохраните материал в библиотеке как Background_mat. Работу с файлом пока не завершайте.

Рис. 4.114. Основание для фона и визуализированное изображение сцены с фоном

5. Сделайте активным слой Molding&Boxes, чтобы модели дверей принадлежали этому слою. Двери для виртуального помещения создайте из примитива Box (Параллелепипед), самостоятельно подобрав размеры соответственно созданным ранее моделям дверных коробок. Осталось создать материал для дверей помещения. В данном случае нужно взять фронтальное изображение подходящей двери, отсканированное из каталога либо загруженное из Интернета. Так как вид двери в данном случае особой роли не играет, сделайте стандартным, применив в качестве диффузной карты изображение Door.jpg. Оно находится в папке Textures&Maps DVD-диска. При желании можно использовать архитектурный материал, например, с шаблоном Wood Varnished (Полированное дерево), тогда после установки освещения у моделей дверей появится эффект преломления лучей света и отражения окружающей среды. Сохраните материал в библиотеке как Door_mat и примените его к моделям дверей, используя проекционные координаты карты для регулировки размеров и местоположения текстуры. В результате должна получиться вполне сносная модель с материалом (рис. 4.115).

Рис. 4.115. Модели дверей с материалом в сцене

6. Для моделей дверных ручек попробуйте придумать и создать материал, похожий на блестящий хром, либо возьмите подобный из уже созданных материалов (не забудьте сохранить его в библиотеке). Сохраните файл и завершите с ним работу. Все описанные в данном разделе файлы моделей и сцен можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Scenes_assembly, а изображения, используемые в качестве карт текстур, – в папке Textures& Maps.

Материалы Mental Ray

В редактор трехмерной графики 3ds Max 2009 встроена последняя версия модуля визуализации Mental Ray 3.6.51. Данный визуализатор, в отличие от стандартного сканирующего рендера, позволяет рассчитывать глобальное освещение и генерировать каустику [3 - Каустика – оптический эффект в виде световых пятен и бликов на поверхности предметов в результате попадания на них лучей света, проходящего через объекты, обладающие прозрачностью, отражением и преломлением.]. Кроме того, Mental Ray более качественно рассчитывает тени от объектов и обладает улучшенным алгоритмом трассировки лучей. В этой версии модуля был усовершенствован алгоритм визуализации с целью ускорения просчета изображений, а в предыдущей версии был добавлен новый осветитель mental ray Sky Portal, который упрощает настройку освещения сцен интерьеров с использованием наружного источника дневного света, обеспечивая имитацию эффектов, свойственных HDRI-освещению. Появилась возможность настраивать экспозицию камеры, из которой происходит визуализация с помощью специального интерфейса.

Основные материалы

   Как и все встроенные и подключаемые модули внешнего рендеринга, в 3ds Max 2009 Mental Ray имеет набор своих материалов, которые позволяют сымитировать практически любой материал из имеющихся в природе, а также создать несуществующие фантастические материалы. В этой версии программы добавлена новая библиотека материалов для модуля Mental Ray – ProMaterials. Но главное, что материалы Mental Ray при условии их тщательной настройки и использования глобального освещения в сцене обладают потрясающей фотореалистичностью.
   Когда в качестве активного установлен стандартный или какой-нибудь другой модуль визуализации, материалы Mental Ray в окне просмотра материалов и карт не видны. Для того чтобы они отобразились, необходимо назначить Mental Ray активным визуализатором. Для этого откройте диалоговое окно Rendering → Render Setup (Визуализация сцены), на вкладке Common (Общие) в области Assign Renderer (Назначить визуализатор) нажмите кнопку Choose Renderer (Выбрать визуализатор) и в диалоговом окне из списка выберите mental ray Renderer. В окне просмотра материалов и карт появятся материалы модуля Mental Ray, отмеченые желтыми значками в отличие от стандартных синих.
   • Arch & Design (mi) (Архитектура и дизайн) – наиболее подходящий для имитации различных архитектурных материалов. Имеет весьма солидное количество предустановленных настроек, как и стандартный материал Architectural (Архитектурный), и также позволяет сымитировать с очень большой степенью реалистичности материалы с различными уровнями отражения и преломления (рис. 4.116): несколько видов стекла, металлов, керамику, пластик, кожу и т. д. Кроме того, в материале существует большое количество настроек, позволяющих управлять симуляцией различных свойств поверхности объектов. Именно этот вид материала будет использован в текущем проекте при визуализации сцены с помощью Mental Ray. Единственная незначительная сложность может возникнуть при замене стандартного материала на Arch&Design (mi) (Архитектура и дизайн). Дело в том, что цвет Diffuse (Диффузный) в стандартном материале имеет шкалу RGB от 0 до 255, а архитектурный материал в Mental Ray – от 0 до 1, поэтому придется подбирать цвет заново либо просто пересчитать значения цветовых составляющих.

Рис. 4.116. Материал Arch & Design (mi) (Архитектура и дизайн), имитирующий хромированный металл

• Материал Car Paint (Автокраска) предназначен в первую очередь для имитации материала автомобильной краски. Главной отличительной особенностью этого материала является возможность формировать несколько слоев автомобильной краски с различными параметрами в одном (рис. 4.117), например слой краски и лака, включая также слой, имитирующий запыленность и грязь поверх покрытия объекта.

   Рис. 4.117. Материал, имитирующий автомобильную краску в несколько слоев

   • DGS Material (Physics_phen) – этот материал является стандартным шейдером Mental Ray и достаточно корректно описывает физические свойства реальных материалов, такие как диффузный цвет, блеск, уровень прозрачности, коэффициент преломления и т. д.
   • Чтобы сымитировать стеклянную поверхность при визуализации Mental Ray, можно воспользоваться материалом Glass (physics_phen), который позволяет создавать корректное отражение и преломление лучей света, проходящих через объект с этим материалом. Кроме того, у этого материала существуют настройки, позволяющие управлять степенью проникновения лучей света сквозь него, а также устанавливать коэффициент преломления для внешней и внутренней стороны в отдельности (рис. 4.118).

   Рис. 4.118. Материал для имитации стекла в системе визуализации Mental Ray

   • Материал под названием Mental Ray является базовым и повторяет настройки свитка mental ray Connection (Соединение Mental Ray) стандартного материала.
   • В 3ds Max 2009 Design добавлена новая библиотека Pro Materials для Mental Ray с описаниями, основанными на предоставленной производителями информации и графических изображениях профессионального качества. С ее помощью можно быстро создавать типовые поверхности объектов – покрытые малярной краской, глянцевые и матовые, из стекла и бетона. Кроме того, в библиотеке присутствуют необходимые при создании интерьера материалы керамики, деревянной поверхности, металла, пластика, зеркальной поверхности и даже воды (рис. 4.119). Все перечисленные материалы имеют достаточное количество параметров настроек, позволяющих создавать поверхности различной фактуры и с разной отражающей способностью, тем не менее позволяя остаться материалу узнаваемым.

Рис. 4.119. Материал воды из библиотеки Pro Materials

• Для имитации кожи, мрамора, поверхности свечи в Mental Ray существует несколько материалов с эффектом подповерхностного рассеяния с пометкой SSS (Sub-Surface Scattering) в названии. Эти материалы имеют немалое количество настроек (рис. 4.120) для точной симуляции объектов с субповерхностным рассеянием.

   Рис. 4.120. Материал с имитацией подповерхностного рассеяния

   Кроме вышеописанных материалов у модуля Mental Ray есть много различных шейдеров, которые как карты можно назначать для имитации тех или иных свойств объектов. Описание этих шейдеров выходит за пределы данной книги и может быть рассмотрено с помощью руководства к программе 3ds Max 2009. Правда, некоторые из шейдеров, например mr Physical Sky (Свет неба), будут нами использованы при визуализации сцены модулем Mental Ray.

   Примечание
   Вообще стандартные и архитектурные материалы 3ds Max 2009 адаптированы для работы с модулем Mental Ray, поэтому все материалы моделей описываемого проекта переделывать не обязательно. Достаточно будет преобразовать основные материалы сцены и материалы на некоторых крупных моделях.

Замена материалов основной сцены

   После краткого описания основных материалов визуализатора Mental Ray можно переходить непосредственно к практическим действиям по преобразованию стандартных материалов созданных ранее моделей в материалы Arch & Design (mi) (Архитектура и дизайн) и Pro Material. Для преобразования материалов основной сцены проделайте следующее.
   1. Откройте файл Walls&materials, сохраненный ранее в папке Scenes_assembly каталога с проектом, или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Сохраните его в ту же папку, как Walls&materials_MR. Установите визуализатор Mental Ray активным.
   2. Откройте редактор материалов и выберите любой свободный слот с материалом по умолчанию. На панели управления редактора нажмите кнопку Pick Material from Object (Взять материал с объекта). Курсор примет вид пипетки. Щелкните левой кнопкой мыши, наведя курсор на модель стен первого этажа в видовом окне с перспективным видом. В редакторе материалов на месте выбранного отобразится «горячий» многокомпонентный материал стен, состоящий из трех подчиненных. Это материал черного стекла, материал обоев и материал штукатурки.
   3. Нажмите на кнопку с названием материала Black_Glass, чтобы открыть его. Назовите материал Black_Glass_MR. Далее щелкните левой кнопкой мыши, наведя курсор на название типа материала, в данном случае – Architectural (Архитектурный). Откроется окно просмотра материалов и карт, в котором выберите тип материала Arch&Design (Архитектура и дизайн) и нажмите кнопку OK. Материал в редакторе будет заменен на выбранный.
   4. В свитке Templates (Шаблоны) материала Arch&Design (Архитектура и дизайн) из раскрывающегося списка выберите шаблон Glass (Solid Geometry) (Стекло тонкостенная геометрия). Данный шаблон предназначен для воспроизведения объемных (не плоских) моделей с материалом стекла, учитывающим указанный коэффициент преломления. В свитке Main Material Parameters (Основные параметры материала) в поле Refraction (Преломление) замените установленный по умолчанию светло-голубой цвет прозрачности черным (значение 0 по всем трем составляющим). Остальные параметры оставьте по умолчанию (рис. 4.121). Можно добавить на слот Bump (Рельефность) в свитке Special Purpose Maps (Карты специального назначения) карту Noise (Шум) с большим значением параметра Size (Размер) для придания неровностей при отражении окружающего пространства, как это бывает в реальности у больших стеклянных или зеркальных панелей.

   Рис. 4.121. Материал Arch&Design (Архитектура и дизайн), имитирующий черное стекло

   5. Откройте следующий материал в списке подчиненных, это материал стен с обоями. Назовите материал Walls_mat_MR. Скопируйте у него карты диффузного цвета и рельефности на свободные слоты редактора материалов. Замените вышеуказанный материалом Arch&Design (Архитектура и дизайн) и из списка шаблонов выберите Matte Finish, что соответствует материалу без отражения и преломления. Переместите карты диффузного цвета и рельефности на соответствующие слоты в свитках Special Purpose Maps (Карты специального назначения) и General Maps (Основные карты) нового материала. Точно так же поступите с третьим из подчиненных материалов стен первого этажа, который имитирует белую штукатурку. Для него также подойдет шаблон Matte Finish.
   6. Получившийся в результате многокомпонентный материал назовите Walls_FirstFloor_MR. Откройте библиотеку материалов Ar_Deco_Standard. Нажав в окне просмотра материалов и карт кнопку Clear Material Library (Очистить библиотеку материалов), удалите из библиотеки все материалы. Добавьте туда вновь созданный многокомпонентный материал стен и сохраните библиотеку как Ar_Deco_MR.mat в папку Scn_Materials каталога с проектом.
   7. Точно так же замените материалы паркета, назначенные перекрытию первого и второго этажа, а также материалы дерева дверей и ступеней лестницы. В данном случае для этих материалов из списка шаблонов материала Arch& Design (Архитектура и дизайн) выберите Satin Varnished Wood (Атласное полированное дерево). Значение параметра Glossiness (Глянцевость) материала в данном случае установлено равным 0,5. Этот параметр отвечает за размытость отражения в материале и размер области блика. Приблизительно того же самого мы пытались добиться при помощи карты Noise (Шум), назначенной на слот Bump (Рельефность). Из этого следует, что надобность в этой карте отпадает. Не забудьте при замене материалов переносить карты на соответствующие слоты в новом материале. Сохраните новые материалы в библиотеку Ar_Deco_MR, дав им названия с пометкой MR в конце.
   8. Для материала лестницы, имитирующего слабо отражающий пластик, лучше всего будет выбрать шаблон Matte Plastic (Матовый пластик) и уменьшить параметр Reflectivity (Отражательная способность) до 0,5. Так как в данном случае параметр Glossiness (Глянцевость) установлен равным 0,5, материал в сцене может выглядеть чересчур зернистым, поэтому было произведено увеличение параметра Glossy Samples (Число образцов глянцевости) до 16. Для материала, имитирующего натяжной потолок, выберите Arch&Design (Архитектура и дизайн) с шаблоном Glossy Plastic (Глянцевый пластик).
   9. Материалы для объектов второго этажа также преобразуйте из Arch&Design (Архитектура и дизайн), выбрав в списке соответствующие материалам шаблоны и заменив у них карты. Занесите материалы в библиотеку Ar_Deco_MR, сохраните файл и завершите с ним работу.

   Совет
   Если известны значения трех составляющих цвета стандартного или архитектурного материала (от 1 до 255), то для того чтобы вычислить значение трех составляющих такого же цвета материала Arch&Design (Архитектура и дизайн) модуля Mental Ray (от 0 до 1), достаточно разделить значение каждой составляющей на 255. Например, у стандартного материала Red – 219, Green – 199, Blue – 198. Делим каждое значение на 255 и получаем для материала Arch&Design (Архитектура и дизайн) Red – 0,859, Green – 0,780, Blue – 0,776.

Настройки материала Arch&Design

С шаблонами данного материала мы уже познакомились. Теперь разберем основные параметры материала Arch&Design (Архитектура и дизайн) чуть подробнее. Для примера возьмем несколько файлов с текстурированными моделями и создадим для них новые материалы на основе Arch&Design (Архитектура и дизайн) модуля Mental Ray. Для более подробного изучения материала проделайте следующее.
1. Откройте файл City_High_mat.max, в котором находится текстурированная модель кресла. Этот файл также можно загрузить с DVD-диска, прилагаемого к книге. Сохраните его как City_High_mat_MR.max. На примере материалов кресла рассмотрим некоторые настройки материала Arch&Design (Архитектура и дизайн). Сделайте активным визуализатор Mental Ray. Откройте редактор материалов и при помощи инструмента Pick Material form Object (Взять материал с объекта) снимите с объекта материал Leather_Croc_mat, если по умолчанию в редакторе он не отображен. Перенесите карты диффузного цвета и рельефности на свободные слоты редактора материалов. Замените архитектурный материалом Arch&Design (Архитектура и дизайн). Начнем со свитка Main material parameters (Основные параметры материала) (рис. 4.122). В области Diffuse (Диффузный) можно настроить Diffuse Level (Уровень диффузного рассеивания), который устанавливает степень влияния карты на диффузный цвет материала. В данном случае оставим по умолчанию 1. Диффузный цвет можно установить при помощи параметра Color (Цвет). Название параметра Roughness (Шероховатость) говорит само за себя и определяет степень грубости покрытия. Для материала кожи установите значение 0,75.

Рис. 4.122. Основные параметры материала Arch&Design (Архитектура и дизайн)

2. В области Reflection (Отражение) можно установить степень отражательной способности материала с помощью параметра Reflectivity (Отражательная способность). Для данного материала установите его равным 0,5. Значение Glossiness (Глянцевость) установите равным 0,3. Как уже было сказано, этот параметр отвечает за размытие отражения и размер области блика. Правда, необходимо уточнить, что чем сильнее размыто отражение в материале, тем больше времени требуется для его визуализации. Параметр Glossy Samples (Число образцов глянцевости) оставьте по умолчанию. Он определяет общее качество размытого отражения в материале, и при малых значениях материал будет выглядеть нереалистично зернистым, а большие значения сильно увеличивают время визуализации (рис. 4.123). Для ускорения визуализации и сглаживания излишней зернистости в этой же области можно установить флажок Fast (interpolate) (Быстро (интерполяция)). Установка этого флажка производит усреднение значений между соседними образцами, отвечающими за качество глянцевого отражения в материале.

Рис. 4.123. Материал с различным значением параметра Glossy Samples (Число образцов глянцевости): а – 3; б – 16

3. В свитке BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) – Функция двунаправленного распределения отражения – можно настроить изменение отражения материала в зависимости от того, под каким углом зритель смотрит на объект (рис. 4.124). Это можно сделать, установив переключатель в положение By IOR (Определяется показателем преломления) или Custom Reflectivity Function (Пользовательская функция отражательной способности).

   Рис. 4.124. Параметры BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) – функция двунаправленного распределения отражения

   В этом случае зависимость отражательной способности от угла зрения с помощью параметров 0 deg. refl. (Отражение под углом 0°), 90 deg. refl. (Отражение под углом 90°), Curve Shape (Форма кривой). Данные параметры оставьте по умолчанию.
   4. В свитках Special Purpose Maps (Карты специального назначения) и General Maps (Основные карты) находятся слоты карт таких свойств материала, как диффузный цвет, самосвечение, рельефность, отражательная способность и т. д. (рис. 4.125). Поместите на пустые слоты Diffuse Color (Диффузный цвет) и Bump (Рельефность) карты изображений, которые были ранее на архитектурном материале. Остальные параметры материала оставьте по умолчанию. Назовите новый материал Leather_Croc_mat_MR и сохраните его в библиотеку с материалами Mental Ray. Таким же образом переделайте все материалы, имитирующие кожу на модели, и сохраните их в библиотеку Ar Deco MR.

Рис. 4.125. Карты свойств материала Arch&Design (Архитектура и дизайн)

5. Для воспроизведения материала хрома замените его архитектурный аналог материалом Arch&Design (Архитектура и дизайн). Диффузный цвет материала сделайте почти черным (значение всех трех составляющих цвета – 0,13). Значение Roughness (Шероховатость) сделайте 0,5. В области Reflection (Отражение) уровень отражения установите равным 0,7, а параметр Glossiness (Глянцевость) – 0,5. Так как хромированный металл обладает некоторой степенью анизотропии, в поле Anisotropy (Анизотропия) соответствующей области установите значение 0,3 (рис. 4.126). В свитке BRDF (Функция двунаправленного распределения отражения) измените настройки зависимости отражения от угла зрения (см. рис. 4.126). Назначьте пустому слоту Bump (Рельефность) карту chrome_satin.jpg из каталога Textures&Maps DVD-диска. Сохраните материал в библиотеку как Metal_Chrome_mat_MR.

   Рис. 4.126. Настройки анизотропии и зависимости отражения от угла зрения материала хрома

   6. Так как колесики модели кресла имеют незначительную величину относительно размеров будущей сцены, материал для них можно не переделывать. В случае если читатель захочет самостоятельно сделать данный материал, нужно учесть, что лучше диффузный цвет и цвет отражения сделать равными 0,1 по всем трем составляющим, отражение установить на уровне 1, а глянцевость сделать 0,5.
   7. Если визуализировать модель с освещением по умолчанию, то станет видно, что материалы на основе Arch&Design (Архитектура и дизайн) весьма неплохо смотрятся на модели (рис. 4.127). Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.127. Визуализированное изображение модели кресла с материалами Arch&Design (Архитектура и дизайн)

Стекло и другие преломляющие материалы

В описываемом проекте есть несколько моделей с материалами стекла и прозрачного пластика. Кроме того, модель люстры содержит объекты с материалом хрустальных камней. Чтобы оценить степень фотореалистичности материалов типа Arch&Design (Архитектура и дизайн) с преломлением, проделайте следующее.
1. Откройте файл Aquarium_Plant_mat.max и сохраните его как Aquarium_Plant_mat_MR.max. Откройте многокомпонентный материал Aquarium_mat и выберите первый из списка Glass_Aqua_mat. Замените стандартный материал с трассировкой лучей материалом Arch&Design (Архитектура и дизайн). Измените его основные параметры согласно рис. 4.128. В свитке BRDF (Функция двунаправленного распределения отражения) установите переключатель в положение By IOR (Определяется показателем преломления).

Рис. 4.128. Параметры материала стекла для аквариума

2. Перейдите вверх по списку и выберите материал Water_mat_MR. Заменив старый материалом Arch&Design (Архитектура и дизайн), установите основные параметры как у стекла, кроме параметра Diffuse Level (Уровень диффузного рассеивания), который сделайте 0,1. Отражательную способность материала установите равной 1, а значение коэффициента преломления – равным 1,33. Остальные материалы деталей аквариума ввиду их незначительности менять не обязательно. Если сейчас визуализировать модель аквариума (рис. 2.129), то станет видно, что в месте раздела двух сред воды и стекла наблюдается область черного цвета. Это можно исправить при визуализации, задав большую глубину трассировки лучей в настройках рендера. Занесите новые материалы в библиотеку, сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.129. Визуализированная модель аквариума с материалами

3. Следующая поверхность, которую мы попробуем создать с использованием материала Arch&Design (Архитектура и дизайн), – прозрачный глянцевый пластик с эффектом анизотропного блика. Откройте файл ChairFS_High.max, в котором находится модель прозрачного пластикового стула. Сохраните как ChairFS_MR.max. Преобразуйте архитектурный материал стула в Arch& Design (Архитектура и дизайн) и назовите его Vertical_Anis_Plastic_MR. Диффузный цвет материала сделайте черным, а цвет отражения, наоборот, – белым. Значение параметра Reflectivity (Отражательная способность) установите равным 0,3. Остальные параметры материала установите, как на рис. 4.130. Обратите внимание на показатель преломления пластика и значение анизотропии.

Рис. 4.130. Основные параметры материала пластика

4. В свитке BRDF (Функция двунаправленного распределения отражения) переключатель установите в положение By IOR (Определяется показателем преломления). Проследите, чтобы в свитке Advanced Rendering Options (Расширенные настройки визуализации) был снят флажок Back Face Culling (Выбрать задние грани). Занесите материал в библиотеку Ar_Deco_MR. Если визуализировать объект с освещением по умолчанию, то результат должен быть, как на рис. 4.131. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.131. Визуализированная модель стула

5. При создании материалов кристаллов для модели люстры необходимо учесть одну особенность материала Arch&Design (Архитектура и дизайн). Откройте файл Ar-deco_Lustr_mat.max и сохраните его как Ar-deco_Lustr_mat_MR.max. Для модели люстры был создан многокомпонентный материал. Первый из четырех подчиненных предназначен для имитации металла. Заменив его материалом Arch&Design (Архитектура и дизайн), выберите из списка шаблонов Satined Metal (Сатинированный металл). Материал кристалла, который идет четвертым в списке подчиненных, также замените материалом Arch&Design (Архитектура и дизайн), переместив с него карту Gradient (Градиент) на свободный слот редактора. Диффузный цвет сделайте черным, а цвет отражения и преломления – белым. Остальные параметры установите, как на рис. 4.132. Обратите внимание на значение анизотропии и показатель преломления кристалла.

Рис. 4.132. Основные параметры материала кристалла

6. В свитке General Maps (Основные карты) в поле Surface Property Maps (Карты свойства поверхности) на слот карты Refraction – fade to Color (Преломление – затухать до окрашивания) назначьте карту Gradient (Градиент), которая в материале Raytrace (Трассировка лучей) была назначена параметру Specular Color (Цвет блика). Откройте свиток Advanced Rendering Options (Расширенные настройки визуализации) и снимите флажок Back Face Culling (Выбрать задние грани). Далее в поле Refraction (Преломление) установите флажки Max Distance (Максимальное расстояние), задав в поле значение 10 см, и Color at Max Distance (Цвет на максимальном расстоянии) (рис. 4.133).

Рис. 4.133. Расширенные настройки визуализации материала кристалла

7. Остальные материалы люстры, используя Arch&Design (Архитектура и дизайн), попробуйте создать самостоятельно. Занесите новые материалы в библиотеку с материалами Mental Ray, сохраните файл и завершите с ним работу.

Библиотека Pro Materials

   Об этой библиотеке материалов, которая была добавлена в 3ds Max Design 2009, уже упоминалось выше. Теперь остановимся на некоторых настройках этих материалов несколько подробнее. Для этого рассмотрим пример создания материалов модели настольной лампы, которую планируется установить на втором этаже виртуального помещения.
   1. Загрузите с DVD-диска файл Lamp_FF.max. Откройте группу Lamp_FF и в перспективном видовом окне осмотрите модель. Итак, нам понадобятся материалы:
   · основание – темная бронза,
   · каркас – темный металл,
   · абажур – ткань со слабым глянцем,
   · патрон лампы – светло-серый пластик,
   · хрусталь для декоративных сфер.
   2. Откройте редактор материалов, загрузите в пустой слот материал Pro Materials: Metal (Металл) и назовите его Bronze. В свитке Metal Material Parameters (Параметры материала металла) из списка Type (Тип) выберите Bronze (Бронза), цвет Color (Reflectance) (Цвет (Отражение)) сделайте темно-синим. Далее установите значение Patina (Патина) равным 0,7, из списка Surface Finish (Поверхность) выберите тип поверхности Semi-Polished (Слабая полировка). Остальные параметры оставьте по умолчанию. Выделите основание лампы и назначьте новый материал (рис. 4.134). Для каркаса создайте металлический материал по аналогии с вышеописанным. Для него можно использовать тип поверхности Aluminium.

Рис. 4.134. Материал темной меди для основания лампы

3. Загрузите в редактор материал Pro Materials: Generic (Общий). Назовите его Lampshade, настроим его для абажура. В свитке Generic Material Parameters (Параметры общего материала) измените цвет Diffuse Color (Диффузный цвет) на белый. Значение Reflectivity Perpendicular to Surface (Отражение перпендикулярно поверхности) и Reflectivity Parallel to Surface (Отражение параллельно поверхности) установите равным 0,01. Фактически данными параметрами можно настроить анизотропное отражение материала. Параметр Surface Glossiness (Глянцевость поверхности) сделайте 0,4. Откройте свиток Transparency (Прозрачность) и в поля Transparency (Прозрачность) и Translucency (Просвечиваемость) введите значение 0,1. Значение Index of Refraction (Коэффициент преломления) установите 1, так как абажур свет не преломляет. В дальнейшем можно будет назначить материалу самосвечение с помощью параметров свитка Self Illumination (Самосвечение). Назовите новый материал Lampshade и назначьте модели абажура (рис. 4.135).

Рис. 4.135. Материал абажура на основе Pro Materials: Generic (Общий)

4. Материал кристаллов декоративных сфер можно создать с использованием Pro Materials: Solid Glass (Чистое стекло). Установите параметры согласно рис. 4.136 и назначьте материал сферам.

Рис. 4.136. Параметры материала хрустального стекла

5. Материалы пластика для модели патрона и стеклянной лампочки создайте самостоятельно с использованием материалов Pro Materials: Plastic/Vinyl (Пластик/Винил) и Pro Materials: Galzing (Глазированный) соответственно. Назначьте материалы нужным объектам и визуализируйте объект (рис. 4.137). Занесите новые материалы в библиотеку, сохраните файл как Lamp_FF_mat.max в папку Scenes_assembly и завершите с ним работу.

Рис. 4.137. Модель лампы с материалами из библиотеки Pro Materials

На основе полученной информации о параметрах и настройке материалов Arch&Design (Архитектура и дизайн) и Pro Materials преобразуйте стандартные и архитектурные материалы оставшихся моделей соответственно их назначению и свойствам поверхности. Добавьте все полученные материалы в библиотеку Ar_Deco_MR. Сохраняя в каталог Scenes_assembly файлы, предназначенные для визуализации в модуле Mental Ray, в названии ставьте пометку MR.

Материалы модуля VRay

   В среде профессионалов трехмерной графики модуль внешнего рендеринга VRay считается для интерьерных визуализаций стандартом «De facto». С его помощью можно создать замечательные фотореалистичные изображения. Данный визуализатор VRay – продукт компании Chaos Group. (С официального сайта производителя www.chaosgroup.com можно загрузить демоверсию этого модуля.) VRay имеет практически интуитивно понятные настройки и вместе с тем позволяет добиться впечатляющих результатов при визуализации сцен виртуальных помещений (см. цветную вкладку). Сочетание относительной простоты настроек, скорости визуализации и фотореалистичного качества делают этот модуль одним из самых популярных среди дизайнеров интерьера, архитекторов и 3D-художников.
   На DVD-диске, прилагаемом к книге, можно найти демоверсию модуля внешнего рендеринга VRay 1.50.SP2x86 и x64 для 3ds Max 2009. Установка этого модуля выходит за рамки данной книги, поэтому дальнейший рассказ о визуализации сцены будет подразумевать, что VRay установлен на компьютере пользователя. Так как обновление версии этого модуля происходит регулярно, будет описана работа с относительно новой версией 1.50.SP2 для 3ds max 2009.
   Прежде всего необходимо назначить VRay активным визуализатором. Для этого выберите команду меню Rendering → Render Setup (Визуализация → Установки визуализации), на вкладке Common (Общие) появившегося диалогового окна перейдите в область Assign Renderer (Назначить визуализатор), затем выберите из списка VRay.1.50 SP2.

Базовые материалы VRay

Как и другие внешние модули рендеринга, VRay при установке вносит в число стандартных материалов 3ds max 2009 свои.
• VRayMtl – основной материал VRay, с помощью которого можно получить более правильное рассеяние световых лучей в виртуальном пространстве. Кроме того, этот материал позволяет управлять параметрами отражения-преломления объектов и присваивать параметрам материала различные текстурные карты. На панели VRayMtl (рис. 4.138) можно видеть следующие настройки и параметры, они напоминают параметры материала Arch&Design (Архитектура и дизайн) модуля Mental Ray:

   Рис. 4.138. Основные параметры материала VRayMtl

   · Diffuse (Диффузный) – как и в стандартном материале 3ds Max 2009, определяет основной цвет диффузного рассеяния света, попадающего на объект с этим материалом. Позволяет назначать текстуры в виде диффузной карты;
   · Roughness (Шероховатость) – отвечает за грубость и шершавость поверхности материала;
   · Reflect (Отражение) – управляет параметрами отражения материала. При полностью черном цвете (R – 0, G – 0, B – 0) отражение у материала отсутствует, при полностью белом материал считается отражающим (зеркальным). Отражению также можно назначать карты текстур;
   · Hilight glossiness (Глянцевый блеск) – создает на материале объекта «фейковый» блик в виде светового пятна;
   · Refl. glossiness (Блеск отражения) – определяет размытость отражения. Если он равен 1, размытия отражения не наблюдается;
   · Subdivs (Образцы) – управляет параметром количества образцов лучей, возвращаемых для имитации блеска материала, а следовательно, качеством размытого отражения (при Refl. Glossines = 1 изменение этого параметра не дает результатов). Увеличение у отражающего материала этого параметра выше 20–30 приводит к ощутимому замедлению визуализации;
   · Use Interpolation (Использовать интерполяцию) – если установлен этот флажок, то VRay для ускорения расчета будет использовать интерполяцию (усреднение) значений между соседними образцами;
   · Fresnel reflections (Преломление по Френелю) – при установке этого флажка отражение будет зависеть от угла, под которым камера направлена на объект с материалом (чем угол острее, тем отражение больше);
   · Max depth (Максимальная глубина) – управляет глубиной отражения. При увеличении этого параметра вид материала отражающих объектов улучшается, но в некоторой степени возрастает время визуализации;
   · Exit Color (Цвет выхода) – управляя настройками этого цвета, можно добиться изменения цвета в том месте, где лучи достигают максимальной глубины;
   · Refract (Преломление) – этот параметр изменяет прозрачность объекта путем назначения цвета, отличного от черного (белый цвет – полностью прозрачный материал). Кроме того, преломление зависит от параметра отражения;
   · Glossiness (Глянцевость) – как и в случае с параметром отражения, уменьшение этого параметра изменяет степень прозрачности и добавляет размытости, например, для имитации матового стекла;
   · IOR (Коэффициент (индекс) преломления) – определяет степень преломления лучей, проходящих через объект с назначенным материалом. Значение 1,0 означает, что свет проходит через объект, не преломляясь;
   · Fog color (Цвет тумана) – определяет затухание света, проходящего через прозрачные материалы. Этот эффект зависит от размера прозрачного объекта, то есть при прохождении через большой прозрачный объект свет будет затухать сильнее. Параметр Fog multiplier (Усиление тумана) отвечает за степень влияния цвета тумана на общий цвет прозрачного объекта;
   · Translusent (Полупрозрачность) – при установке этого флажка материал приобретает свойства прохождения света под поверхностью объекта (пример материала – восковая свеча), которые определяются следующими параметрами: Thickness (Толщина), Light multiplier (Множитель освещенности), Scatter coeff. (Коэффициент характера рассеяния), Fwd/bck coeff. (Коэффициент направления рассеяния). Для имитации этого эффекта нужно использовать тени VRay в настройках осветителей;
   · Affect shadows (Управление тенями) – установка этого флажка придает теням объекта с этим материалом свойство прозрачности, которое зависит от прозрачности, значения тумана и т. д.
   Также в настройках материала VRayMtl можно поменять отражающие свойства поверхности материала с помощью инструментов свитка BRDF (Функция двунаправленного распределения отражения) (рис. 4.139). Из списка можно выбрать три вида функций отражающих свойств: Phong (Фонг), Blinn (по Блинну), Ward (Вард). Как правило, для металлических материалов выбирают затенитель Ward (Вард), а для материалов, имитирующих стекло, – Phong (Фонг). Добавить анизотропию материалу можно при помощи параметра Anisotropy (Анизотропия). При значении 0 у материала отсутствует анизотропия. Ориентацию анизотропного блика можно изменять при помощи значений Rotation (Вращение). Далее, в свитке Options (Опции) можно установить флажок Double-Sided (Двусторонний), что заставит считать все грани объекта с этим материалом двусторонними, и Reflect on back side (Отражение на обратной стороне), что позволит рендеру просчитывать отражения на всех сторонах граней объекта. Ниже расположен свиток Maps (Карты), который содержит параметры карт текстур для придания поверхности материала свойств отражения, преломления, рельефа и т. д.

Рис. 4.139. Настройки материала VRayMtl

• VRayMtlWrapper – данный материал (рис. 4.140) может придать объекту дополнительные свойства, используемые для расчета GI (Глобальное освещение), генерации и отображения каустики. В качестве базового назначается какой-либо готовый материал.

Рис. 4.140. Настройки материала VRayMtlWrapper

• VRayLightMtl – самосветящийся материал, позволяющий управлять самосвечением объекта и степенью его участия в рассеянном освещении сцены путем управления параметром Multiplier (Множитель), а также цветом материала (рис. 4.141). Дополнительно этому материалу можно назначить карту прозрачности, а также сделать светящейся заднюю сторону объекта с этим материалом, если установить соответствующий флажок.

Рис. 4.141. Параметры самосветящегося материала VRay

• VRay2SidedMtl – это двусторонний материал с возможностью назначения на каждую сторону отдельного материала и установления степени прозрачности между ними. Кроме того, параметру прозрачности можно присвоить карту. В интерьерных визуализациях данный материал обычно используется для имитации полупрозрачных штор и занавесок, а также плафонов ламп и абажуров светильников (рис. 4.142).

Рис. 4.142. Материалы штор и абажуров бра созданы на основе VRay2SidedMtl

• VRayBlendMtl – можно применять для создания многослойных материалов. Например, с его помощью можно создать материал автомобильной краски. Этот материал включает в себя один основной материал, который служит базовым слоем, и до девяти покрывающих материалов (рис. 4.143). Они накладываются поверх основного, а насколько они смешиваются, определяет параметр Blend Amount (Степень смешивания). Данный параметр может регулироваться не только цветом, но и текстурными картами. Кроме того, VRayBlendMtl можно использовать в режиме Additive (shellac) Mode (Добавочный режим). При этом может получиться не совсем физически точный результат. Например, материал будет имитировать отражение большего количества света, чем попало на него.

Рис. 4.143. Настройки материала VRayBlendMtl

• Для создания объектов с эффектом полупрозрачности и подповерхностного рассеяния света существует материал VRayFastSSS. Данный материал имитирует два слоя, находящиеся под поверхностью объекта. Для получения поверхности различных видов можно управлять параметрами этих слоев по отдельности. С помощью VRayFastSSS можно создать материалы кожи, свечи мрамора и т. д. Для этого имеется достаточное количество настроек (рис. 4.144). Подробнее о данном материале можно прочитать в справочном руководстве к визуализатору VRay.

Рис. 4.144. Параметры материала VRayFastSSS

• VRayOverrideMtl – служит для дополнительного управления такими параметрами основного материала, как Color bleeding (Перенос цвета), отражение, преломление и цвет тени. Позволяет добавлять к основному материалы, которые будут определять его цвет при расчете GI (Глобального освещения), отражение и материал, видимый через преломляющие поверхности (рис. 4.145). Если, к примеру, какой-то из материалов в сцене дает слишком сильный перенос цвета, проще говоря, его цвет передается остальным объектам, то достаточно на слот карты Base (Основной) VRayOverrideMtl назначить этот самый материал, а на слот GI (Глобальное освещение) – материал с цветом, который должен передаваться другим объектам. Таким образом, в сцене можно сделать ярко выраженный белый потолок, не подверженный переносу цвета от других объектов.

Рис. 4.145. Слоты для назначения дополнительных материалов VRayOverrideMtl

Подготовка материалов для сцены

   При визуализации модулем внешнего рендеринга VRay существует одно необходимое условие – ни один материал сцены не должен быть какого-либо другого вида кроме одного из вышеописанных материалов VRay. В крайнем случае допускается использование стандартных материалов с картой VRayMap (Карта VRay), назначенной параметрам Reflect (Отражение) и Refract (Преломление). Материалы типа Raytrace (Трассировка лучей) и Architectural (Архитектурный) совместно с модулем VRay использовать нельзя. Естественно, допускается использование составных материалов и материалов смешивания типа Mix (Смешивание) и Blend (Смесь), опять же при условии, что в качестве подчиненных будут присутствовать любые из материалов VRay.
   Для создаваемой сцены необходимо будет, как и в случае с модулем Mental Ray, переделать все стандартные материалы в материалы VRay. Это можно сделать с помощью специальной утилиты VRayMtlConverter или воспользоваться встроенным инструментом модуля VRay, который позволяет одним нажатием кнопки переделать все материалы открытой сцены в VRayMtl. Для приобретения практических навыков работы с материалами VRay проделайте следующее.
   1. Откройте ранее сохраненный файл Walls&Materials.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Сохраните файл в папку Scenes_assembly каталога с проектом как Walls&Materials_VR.max. Прежде всего назначьте VRay активным визуализатором. Далее щелкните правой кнопкой мыши в любой области видового окна Perspective (Перспектива). Из открывшегося контекстного меню выберите V-Ray scene converter (Конвертор сцены VRay) и на появившийся в диалоговом окне вопрос ответьте положительно. После этого все материалы сцены автоматически будут переделаны в VRayMtl. Причем если материалу было назначено отражение, модуль рендеринга VRay попытается воспроизвести его в своем материале, однако не совсем точно.
   2. Очень удобным является то, что все ранее выбранные процедурные карты и изображения, назначенные в качестве карт диффузного рассеяния и рельефности, останутся после переделки в VRayMtl на своих местах. Материалы небольших объектов, таких как двери, потолочные молдинги и плинтусы, доводить пока не обязательно. Это удобнее будет сделать при визуализации. Заострим внимание на материалах обоев, пола, черного стекла и других, присвоенных крупным объектам. Откройте библиотеку материалов Ar_Deco_Standard. Удалите из нее все материалы и сохраните как Ar_Deco_VR в папку Scn_Materials каталога с проектом.
   3. Откройте редактор материалов и выделите материал штукатурки, переделанный в VRayMtl, при необходимости сняв его с объекта. В полях Reflection (Отражение) и Refraction (Преломление) проверьте, чтобы значения параметров цвета этих свойств были равны нулю. То есть черный цвет – Reflect (Отражение) и Refract (Преломление). В свитке BRDF (Функция двунаправленного распределения отражения) выберите из списка тип затенения Blinn (по Блинну), который можно применять для всех материалов кроме металлических и стеклянных. Проверьте, чтобы в свитке Maps (Карты) на слот Bump (Рельефность) была назначена карта Stucco (Штукатурка) с настройками, сделанными ранее. Сохраните материал в библиотеку Ar_Deco_VR как Stucco_mat_VR.
   4. У двух материалов, имитирующих деревянное покрытие пола первого этажа, параметры можно сделать одинаковыми. Так как это материал с отражением, но без преломления, цвет Refract (Преломление) должен быть черным, а значение трех составляющих цвета Reflect (Отражение) сделайте равным 20. Отражение в данном материале должно выглядеть размытым, поэтому значение Refl. glossiness (Блеск отражения) установите равным 0,65. Остальные параметры материала оставьте по умолчанию. В результате материал деревянного паркета должен выглядеть, как на рис. 4.146.

   Рис. 4.146. Материал паркета на основе VRayMtl

   Совет
   При значении Refl. glossiness (Блеск отражения), отличном от единицы (в сторону уменьшения), вместе с размытостью отражения увеличивается зернистость материала. Чтобы сгладить данную особенность, необходимо увеличивать параметр Subdivs (Образцы), что увеличит, в свою очередь, время визуализации. Установив флажок Use Interpolation (Использовать интерполяцию), можно сгладить зернистость без увеличения числа образцов, но при визуализации материал может выглядеть пятнистым. Еще один способ уменьшить зернистость при создании размытого отражения в VRayMtl – использовать Hilight glossiness (Глянцевый блеск), который управляет размером области блика без увеличения размытости и зернистости.

   5. Диффузный цвет у материала, имитирующего черное стекло, соответственно, должен быть черным. Далее можно просто сделать отражение материала на уровне 50 и значение Hilight glossiness (Глянцевый блеск) установить 0,9. Так как стекло не прозрачное, параметр Refract (Преломление) равен 0 (черный цвет). Тип затенения выберите Phong (Фонг). На слот Bump (Рельефность) назначьте карту Noise (Шум) с большим значением Size (Размер). Сохраните материал в библиотеку как Black_Glass_mat_VR.
   6. Материалы обоев на стены первого и второго этажей сделайте полностью без отражения и преломления. Только карты диффузного цвета и карты рельефности. Материал белого пластика для лестницы должен обладать небольшим отражением, поэтому значение Reflect (Отражение) этого материала установите равным 20, а Refl. glossiness (Блеск отражения) – 0,8. Отражение материала натяжного потолка установите равным 80. Значение параметра блеска отражения этого материала для небольшого размытия установите равным 0,95.
   7. Другой способ создания материала паркета можно применить, если в наличии есть карта отражения в дополнение к карте диффузного цвета и рельефности. Выделите в редакторе материал паркета второго этажа Merbau_Floor_mat. Проверьте, чтобы после замены типа материала на VRayMtl изображение Strip_Toskana_Merbau_ref.jpg было назначено также на слот Reflection (Отражение). В противном случае загрузите его из каталога Materials&Maps DVD-диска. Тип затенения выберите Blinn (по Блинну). Так как параметру Reflect (Отражение) назначена карта, осталось только установить значение Refl. glossiness (Блеск отражения) равным 0,8. Остальные параметры установите, как на рис. 4.147. Сохраните материал в библиотеку как Merbau_Floor_mat_VR. Проверьте, все ли новые материалы занесены в библиотеку, сохраните файл и завершите с ним работу. Некоторые материалы, безусловно, потребуют доводки, которая будет произведена при визуализации сцены.

Рис. 4.147. Материал паркета второго этажа

8. Откройте файл Alta_High_mat.max и сохраните его как Alta_High_mat_VR.max. Для модели светильника из этого файла нам необходимо создать материал хромированного металла и двусторонний материал абажура. Как было описано выше, конвертируйте материалы сцены в VRayMtl, не забыв предварительно назначить VRay активным визуализатором. Откройте редактор и выделите материал, имитирующий металлическую поверхность. На слоты карт Diffuse (Диффузный) и Bump (Рельефность) должно быть назначено изображение Chrome Satin.jpg, которое можно найти на DVD-диске. Уровень отражения металлического материала сделайте равным 179. Значение Refl. glossiness (Блеск отражения) установите равным 0,95. В свитке BRDF (Функция двунаправленного распределения отражения) выберите из списка тип затенения Ward (Вард). В этом же свитке установите значение уровня анизотропии металла равным 0,5 и в поле Rotation (Повернуть) введите число 90 и обратите внимание, как изменилась у материала форма блика (рис. 4.148). Так как для абажура ранее был сделан двусторонний материал, модуль VRay во время преобразования также создаст для него материал VRay2SidedMtl, на слотах лицевого и заднего материалов которого будут материалы VRayMtl. Диффузные цвета этих двух материалов в точности будут повторять таковые ранее созданных стандартных. Исходя из этого, материал для абажура оставим после преобразования по умолчанию и далее при необходимости подправим при визуализации. Занесите исправленные материалы в библиотеку Ar_Deco_VR, сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.148. Имитация материала хрома при помощи VRayMtl

9. Следующие материалы для визуализатора VRay, создание которых мы разберем, – шелк, тафта и материал кожи. Все эти материалы присутствуют на модели кровати. Откройте файл Abracadabra_mat.max с назначенными стандартными материалами и сохраните его как Abracadabra_mat_VR.max. Преобразуйте материалы сцены в VrayMtl, назначив активным визуализатором VRay. Так как ранее для модели кровати был сделан многокомпонентный материал из четырех подчиненных, после преобразования они станут типа VrayMtl. Первым в списке подчиненных идет материал хромированного металла. Его можно загрузить из библиотеки Ar_Deco_VR. Второй материал должен имитировать светлую кожу. Проверьте, на своих ли местах карты изображений диффузного цвета и рельефности этого материала. Уровень отражения в области Reflect (Отражение) установите равным 20, а параметр Refl. glossiness (Блеск отражения) – равным 0,6. При визуализации, возможно, придется увеличить параметр Subdivs (Образцы) материала до 16, чтобы уменьшить зернистость. Так как для шелка был взят материал типа Shellac (Оболочка), он будет автоматически преобразован в VRayBlendMtl. Но материал шелка в VRay можно сделать при помощи обычного VRayMtl. Снимите карту Falloff (Спад) со слота Diffuse (Диффузный) и перенесите на свободный слот редактора материалов. Далее замените VRayBlendMtl материалом VRayMtl и перенесите карту Falloff (Спад) на слот Diffuse (Диффузный). Уровень отражения установите равным 45, а Refl. glossiness (Блеск отражения) – равным 0,55. Также в свитке BRDF (Функция двунаправленного распределения отражения) установите значение уровня анизотропии, равное 0,5. На четвертый материал, который будет имитировать тафту, скопируйте материал шелка, соответственно переименовав его. Для придания материалу прозрачности скопируйте на пустой слот Opacity (Непрозрачность) карту Falloff (Спад) со слота Diffuse (Диффузный). Откройте карту спада и нажмите кнопку Swap Colors (Обменять цвета). Для изменения спада прозрачности воспользуйтесь кривой в свитке Mix Curve (Кривая смешивания). В результате с новыми материалами кровать будет выглядеть, как на рис. 4.149. Занесите новый материал в библиотеку как Abracadabra_mat_VR, сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.149. Модель кровати с материалами типа VRayMtl

10. Совмещение двух объектов с границей раздела сред, например воды и стекла, как правило, составляет некоторые трудности для пользователей 3ds Max с небольшим опытом. Поэтому уточним некоторые моменты создания материалов для модели аквариума. Откройте ранее созданный файл Aquarium_Plant_mat.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге, из каталога Scenes_assembly. Замените все материалы сцены VRayMtl, используя встроенный конвертер модуля VRay. Материалы аквариумных растений, камней и грунта можно оставить после преобразования по умолчанию ввиду незначительности объектов. Для материала темного металла установите уровень отражения Reflect (Отражение) равным 100. Диффузный цвет чисто-черный, а значение блеска отражения – 0,85. Тип затенения установите Ward (Вард). Откройте материал аквариумного стекла, который стоит первым в списке подчиненных. Очень удобно, что диффузный цвет и коэффициент преломления материала при преобразовании не меняются. Уровень отражения стекла установите равным 25. Параметр Hilight glossiness (Глянцевый блеск) – 0,9. Значение Refract (Преломление) в области Refraction установите равным 245.Там же установите флажок Affect Shadows (Управление тенями) для определения прозрачности теней от данного объекта. Тип затенения выберите Phong (Фонг). Откройте второй в списке подчиненных материал, имитирующий воду. Диффузный цвет воды сделайте темно-серым, практически черным. Уровень отражения установите равным 255 по всем трем составляющим и установите флажок Fresnel reflections (Отражение по Френелю), так как вода обладает отражением с выраженным эффектом Френеля. Значение уровня преломления установите 243. Коэффициент преломления воды, равный 1,33, достался в наследство от стандартного материала. Это же значение установите для коэффициента преломления по Френелю, отжав кнопку со значком L рядом с флажком Fresnel reflections (Отражения по Френелю). На слот Bump (Рельефность) назначьте карту Noise (Шум) со значением Size (Размер), равным 100–200. Для модели аквариума еще понадобится материал пузырьков. После преобразования его в VRayMtl на слоте Opacity (Непрозрачность) останется карта Falloff (Спад). Сделайте диффузный цвет материала, отражение и преломление белого цвета. При помощи параметра Hilight glossiness (Глянцевый блеск) придайте материалу «фейковый» глянец. Занесите новые материалы в библиотеку. Визуализируйте сцену, проверьте результат (рис. 4.150), сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.150. Модель аквариума с материалами VRayMtl и фоновой плоскостью

11. Еще один материал, при создании которого могут возникнуть сложности, – кристаллы для люстры. Если попробовать воспроизвести его, не применяя дополнительных карт, то, скорее всего, понадобится дополнительная подсветка и просчет каустики. Правильно настроенная каустика от преломляющих объектов сильно увеличивает время визуализации, но придает невероятную фотореалистичность изображению сцены. Так как сцена будет насыщена объектами, обойдемся без просчета каустики, а применив карту Gradient (Градиент), используемую нами ранее, получим нужный результат. Откройте файл Ar-deco_Lustr_mat.max и сохраните его как Ar-deco_Lustr_mat_VR.max. Назначьте активным рендером VRay и преобразуйте материалы сцены в VRayMtl. Перед преобразованием скопируйте карту Gradient (Градиент) с материала кристаллов на свободный слот редактора материалов. Как и для многих моделей данной сцены, для люстры был сделан многокомпонентный материал из четырех подчиненных. Первый в списке – материал светлого металла. Создать его на основе вышеизложенного не составит труда. При визуализации мы уточним его цвет. Вторым в списке идет материал абажуров люстры. После преобразования он стал двусторонним. Его пока можно оставить по умолчанию, но нелишним будет снять флажки Trace Reflection (Трассировка отражения) и Double-sided (Двусторонний) в свитке Options (Опции) обоих материалов, лицевого и материала задней стороны. Третий материал Light_Lamp_mat, имитирующий светящийся материал лампы, преобразованный в VRayMtl, можно заменить VRayLightMtl, предварительно сняв со слота Opacity (Непрозрачность) карту Gradient (Градиент) и поместив ее на слот Map (Карта) параметра Color (Цвет). Последним в списке идет материал кристаллов. Диффузный цвет материала сделайте черным. Тип затенения выберите Phong (Фонг). На свободный слот Reflect (Отражение) назначьте карту Falloff (Спад). Оба цвета этой карты сделайте отличными от черного и белого. Можно придать небольшой глянец материалу с помощью Hilight glossiness (Глянцевый блеск). В области Refraction (Преломление) установите коэффициент IOR (Коэффициент преломления) равным 2,0. Цвет Fog color (Цвет тумана) должен быть чисто-белым, а значение Fog multiplier (Усиление тумана) установите 0,01. Скопируйте на слот Refract (Преломление) карту Falloff (Спад) со слота Reflect (Отражение) и сделайте верхний цвет белым, а нижний – светло-серым. Кроме того, назначьте на слот нижнего цвета карту Gradient (Градиент), созданную ранее для стандартного материала. Уровень влияния карты установите равным 50 (рис. 4.151). Занесите новый многокомпонентный материал Ar-deco_Lustr_mat_VR в библиотеку к другим материалам VRay. Сохраните файл и завершите с ним работу.

Рис. 4.151. Материал кристаллов для люстры и карта спада на слот преломления

12. На создании материала занавески также стоит остановиться подробнее. Зачастую даже у продвинутых визуализаторов интерьерных сцен получаются не слишком реалистичные шторы и занавески. Конечно, прежде всего, это происходит из-за небрежного моделирования, но и ненастроенным материалом можно испортить любую, даже тщательно сделанную модель шторы. Чаще всего на этапе текстурирования сцены делают приблизительный материал штор и доводят его уже при тестовых визуализациях. Обычно модели занавески являются односторонним объектом, поэтому для них можно взять VRay2SidedMtl и настроить его под конкретную сцену. С помощью этого материала можно получить красивые полупрозрачные занавески с эффектом солнечного света, проникающего в комнату через окно. Для создания на шторах сложных анизотропных бликов можно создать многослойный материал с использованием VRayBlendMt. Откройте файл Curtain_mat.max с текстурированной моделью шторы или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге. Модуль VRay назначьте активным визуализатором и сохраните файл как Curtain_mat_VR.max. Замените материал Tulle типа Shellac (Оболочка) материалом VRay2SidedMtl. Так как по умолчанию слоты этого материала пусты, в редакторе он будет невидим, а в сцене отобразится черным цветом. На пустой слот Front Material (Внешний материал) назначьте VRayMtl с белым диффузным цветом. Теперь в редакторе и в сцене этот материал будет виден как обычно. Откройте у материала VRayMtl свиток Options (Опции) и снимите флажок Double-sided (Двусторонний), так как материал одной стороны не может одновременно быть двусторонним. На слот Diffuse Color (Диффузный цвет) назначьте карту Falloff (Спад), а слоту Opacity (Непрозрачность) присвойте карту VRayColor (рис. 4.152), значение цвета которой подберем при визуализации.

   Рис. 4.152. Лицевая сторона двустороннего материала занавески

   Материалы для остальных моделей сцены, которую планируется визуализировать при помощи модуля внешнего рендеринга VRay, на основе вышеизложенного попробуйте создать самостоятельно. Все материалы, описанные в этой главе, а также карты к ним можно найти на DVD-диске в каталоге с проектом.
   Заканчивая главу о создании материалов и текстурировании трехмерных сцен в популярном редакторе трехмерной графики 3ds Max 2009, хочется отметить интересную особенность. После того как были созданы одни и те же материалы для разных систем визуализации, стало ясно, что основные настройки параметров материалов для модулей, воспроизводящих GI (Глобальное освещение), во многом схожи. Научившись делать реалистичные материалы в одном модуле, можно интуитивно, учитывая некоторые особенности, воспроизвести такой же материал средствами другого модуля. Немного по-другому происходит настройка стандартных материалов 3ds Max. Прежде всего нужно учитывать, что стандартные материалы, в отличие от материалов Mental Ray и VRay, не имеют встроенного алгоритма трассировки лучей, но позволяют его воспроизвести дополнительными средствами. Реалистичного размытия отражения в стандартном материале добиться сложно. При этом стандартные материалы позволяют достаточно тонко управлять параметрами затенения и блика.
   В следующей главе будет описана сборка созданных ранее моделей в одну сцену, а также визуализациия всей сцены и отдельных объектов при помощи стандартного сканлайн-рендера и модулей Mental Ray и VRay.

Глава 5
Сборка и визуализация сцен интерьера

После текстурирования отдельных объектов можно собирать модели в одну сцену и готовить ее к визуализации. Сборка заключается в присоединении к основной сцене готовых текстурированных моделей из файлов. В начале создания сцены мы разделили ее объекты по слоям согласно их функциональному назначению. Теперь в главную сцену необходимо добавить два слоя, в которых будут находиться модели мебели первого и второго этажа.

Сборка всех компонентов в общую сцену

   Все материалы созданы и назначены трехмерным объектам сцены. Настала пора собрать все объекты в одну сцену и выбрать композиционное решение будущего интерьера. Центром его композиции будет лестница между этажами. Помимо этого заметным акцентирующим элементом послужит стойка домашнего кинотеатра. Картины с подсветкой на черной стеклянной стене дадут начало ритмической последовательности, которую поддерживает рисунок пола. Акцентами в помещении второго этажа послужат кровать с балдахином, люстра в стиле ар-деко и зеркало необычной формы. Лестница свяжет воедино два помещения, а большое окно обеспечит приток в них дневного света. При этом, хотя помещения не будут выглядеть пустыми, останется еще достаточно свободного пространства и интерьер не будет перегружен. Последовательность действий при сборке объектов в одну сцену такова.
   1. Откройте ранее созданный файл Walls&materials.max, который предназначен для визуализации стандартным модулем 3ds Max 2009. Сохраните его как Walls&Materials_Std.max. Создайте в сцене два новых слоя, один из которых назовите Furniture_S_Floor, в него поместим мебель второго этажа и слой с названием Furniture_F_Floor для мебели первого этажа. Сделайте активным слой с мебелью первого этажа. Командой Merge (Присоединить) меню File (Файл) присоедините к будущей сцене модели мебели и предметов интерьера, предназначенные для первого этажа. В сцену включайте только объекты с наложенными текстурами из файлов с пометкой _mat. Файлы с пометками VR и MR будут присоединены к сценам, визуализируемым с помощью VRay и Mental Ray соответственно. Если вдруг возникнут проблемы с присоединением объектов (одинаковые имена), то откройте файл с исходными моделями, которые нужно присоединить, и переименуйте их там.

   Совет
   Создавая копии одинаковых объектов в интерьерной сцене, воспользуйтесь методом Instance (Экземпляр), а не Copy (Свободная копия). Это сэкономит время при модификации объектов для подгонки их размеров. Кроме того, некоторые модули визуализации, например Mental Ray, будут быстрее просчитывать геометрию сцены за счет объектов-близнецов.

   2. Вначале расставим мебель на первом этаже. Скройте слой Furniture_S_Floor с мебелью второго этажа. Разместите модели дивана, стола, кожаного кресла, стойки домашнего кинотеатра с телевизором, светильников и аквариума согласно рис. 5.1.

Рис. 5.1. Размещение моделей мебели на первом этаже помещения

3. Расположив объекты на первом этаже виртуального помещения, скройте слой Furniture_F_Floor. Отобразите слой Furniture_S_Floor и также разместите модели кровати, зеркала, стула и люстры согласно рис. 5.2. Таким образом, на первом этаже получится кабинет, а на втором – помещение спальни.

Рис. 5.2. Расположение мебели на втором этаже

4. Скройте оба слоя, чтобы их объекты не отвлекали внимание и не тормозили перемещение объектов. Добавим в помещение первого этажа еще несколько объектов. Это три картины с оригинальным сюжетом, которые несколько разбавят монотонность большой стеклянной панели и подчеркнут ритм интерьера (рис. 5.3). Создать картины можно любым из описанных во второй и в третьей главе способов. Размер картин должен быть одинаковым (70 х х 50 х 2 см). Материал рамы сделайте стандартным темно-коричневым, а среднему полигону присвойте изображение Poster1-3.jpg, которое можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге. Из файла Dir_Light.max присоедините модель направленного светильника, сделайте три копии и расположите напротив картин (см. рис. 5.3). Перенесите вновь созданные объекты в слой Furniture F Floor.

   Рис. 5.3. Картины с подсветкой на стеклянной панели

   5. В кабинете не хватает еще одного элемента – ковра, а точнее имитации коровьей шкуры. Данный объект можно загрузить из файла Cow_skin.max каталога Models DVD-диска. Модель коврика сделана из плоскости с применением модификатора Hair&Fur (Волосы и шерсть). Создание данной модели описано ниже в этой главе. Расположите модель ковра посередине помещения первого этажа.
   6. Отобразите слой Furniture_S_Floor. На потолок второго этажа добавим декоративную подсветку. Создайте сферу с небольшим количеством сегментов. Далее создайте сплайн типа Helix (Спираль). Используя инструмент Spacing Tool (Инструмент распределения), распределите сферы по спирали. Сделайте две копии и поверните на 60° каждую. Поместите новый объект на потолок второго этажа. В центре этой композиции должна располагаться люстра (рис. 5.4), для нее сделайте с помощью сплайна крючок для крепления к потолку.

Рис. 5.4. Декоративная подсветка на потолке второго этажа

7. Из примитива Box (Параллелепипед) смоделируйте барьер на краю перекрытия второго этажа как продолжение перил лестницы (рис. 5.5). Добавьте в сцену прикроватную тумбу из файла Thumb_std.max и, сделав копию, поставьте модели по обеим сторонам кровати. Визуализируйте и просмотрите сцену – все объекты должны быть на своих местах, а не зависать в пространстве.

Рис. 5.5. Барьер на втором этаже помещения

8. Добавьте в сцену модель занавески. С учетом того, что мы ее создавали в файле с моделями стен и располагали относительно этих объектов и лестницы, после присоединения перемещать и редактировать занавеску не придется. Сохраните файл, закрывать его пока не нужно. В дальнейшем работа будет проходить именно с ним. Сцена получилась относительно тяжелой, насыщенной объектами, поэтому если вычислительной мощности компьютера не хватает, можно уменьшить количество объектов при визуализации. Визуализируя помещение первого этажа, можно скрыть все объекты, находящиеся на втором этаже, и наоборот. Кроме того, можно уменьшить количество полигонов любой модели, воспользовавшись модификатором Optimize (Оптимизировать).

Камеры и виртуальная съемка сцены

   Когда сцена скомпонована, настал момент выбрать наиболее удачные ракурсы для виртуальной съемки созданного интерьера. Это необходимо, чтобы эскизы трехмерного проекта помещения наиболее полно и выгодно показывали бы все достоинства будущего интерьера. В данном случае речь идет об интерьерной съемке, где важно, чтобы зритель представил себе все помещение, его размеры, почувствовал настроение, которое он будет создавать. То есть постараться создать эффект присутствия в трехмерной сцене или ощущение того, что смотрящий видит интерьер на фотографии. Одно из главных условий фотореалистичности трехмерной сцены – правильный выбор угла зрения и положения камеры для съемки полученной интерьерной сцены. Следующий аспект фотореалистичности 3D-сцен – удачное совмещение упорядоченности предметов и естественного беспорядка. Например, можно допустить, что крупная мебель в помещении стоит ровно и придвинута к стенам, а вот поставить идеально ровно стулья или повесить шторы так, чтобы невозможно было найти отличия, вряд ли получится. То есть для пущей достоверности эскиза трехмерного интерьера можно внести в сцену легкое разнообразие в расположении объектов, создав тем самым ощущение жилого помещения.
   В программе трехмерного моделирования и визуализации 3ds Max 2009 первое условие можно соблюсти, используя виртуальные камеры редактора, которые являются самостоятельными объектами наряду с описанными ранее. Камеры в программе нужны для съемки виртуального трехмерного пространства в перспективном виде. Виртуальные камеры в 3ds Max 2009 имеют параметры, схожие с параметрами настоящих камер, которые позволяют воспользоваться знаниями и опытом фотографии, полученными в реальной жизни. В чем-то программные камеры лучше настоящих, в чем-то хуже.
   Одно из преимуществ виртуальных камер в том, что они имеют достаточное количество настроек, позволяющих управлять камерами в программе более свободно, чем реальными в жизни. Во-первых, камеры 3ds Max 2009 имеют встроенный набор виртуальных оптических линз, позволяющих регулировать такую характеристику, как Field Of View (Поле зрения), которая также определяется углом обзора камеры с помощью выбора линз с определенным фокусным расстоянием (измеряемым в миллиметрах). В реальной жизни, если использовать камеры с объективом, имеющим постоянное фокусное расстояние 50 мм и 35 мм, получатся изображения, поле зрения которых сходно с полем зрения человека без учета периферийного зрения. Как реальные, так и программные камеры при изменении фокусного расстояния, а вместе с ним и поля зрения дают изображения разного вида. Например, при использовании объектива с фокусным расстоянием 85 мм можно получить визуализированное изображение небольшого участка сцены, тогда как при фокусном расстоянии 15 мм можно снять панорамное изображение сцены (правда, с сильными перспективными искажениями) (рис. 5.6). Отсюда получается еще одно преимущество виртуальной камеры перед реальной: камере в программе трехмерного моделирования и анимации можно назначить любое фокусное расстояние, причем качество (резкость) визуализированного изображения останется на том же уровне.

Рис. 5.6. Отображение сцены виртуальной камерой с фокусным расстоянием 15 мм и 85 мм

Установки и параметры камер в программе

Редактор трехмерной графики 3ds Max 2009 предлагает к использованию два вида программных камер.
• Free Camera (Свободная камера) – создается без точки нацеливания и обладает рядом параметров, включая набор стандартных линз (рис. 5.7), а также возможность вручную изменять фокусное расстояние.

   Рис. 5.7. Свободная и нацеленная камеры в программе 3ds Max 2008 и их параметры

   • Target Camera (Нацеленная камера) – имеет те же параметры, что и свободная, но, кроме того, у нее есть точка нацеливания, благодаря которой камеру можно направлять на какой-то конкретный объект, меняя при этом положение камеры в пространстве (см. рис. 5.7).
   Параметр Lens (Объектив) в свитке Parameters (Параметры) определяет фокусное расстояние виртуального объектива, а в поле FOV (Поле зрения) можно изменить угол обзора камеры.

Чтобы установить камеру в сцену на вкладке Create (Создать) командной панели нужно щелкнуть левой кнопкой мыши на кнопке Cameras (Камеры), далее в свитке с параметрами, нажав нужную кнопку, выбрать тип камеры – Target (Нацеленная) или Free (Свободная), а затем щелкнуть левой кнопкой мыши, установив курсор в любое из видовых окон сцены. Причем для установки нацеленной камеры придется указать точку нацеливания, не отпуская кнопку мыши.
Чтобы в видовом окне получить вид из камеры, нужно щелкнуть правой кнопкой мыши, подведя курсор к названию окна, и из контекстного меню выбрать нужный вид (рис. 5.8). Кроме того, из этого же контекстного меню можно включить отображение так называемых надежных кадров (safe frames), которые будут определять область гарантированного отображения визуализируемой сцены.

Рис. 5.8. Контекстное меню видов проекционного окна

Один из следующих параметров камеры, которые могут понадобиться при создании и съемке виртуальных интерьеров, – Clipping Planes (Плоскости отсечения). Находится он в списке параметров камеры 3ds Max 2009. С помощью этого инструмента можно отсечь ненужную при визуализации часть сцены, указав ближнюю и дальнюю границы отсечения (рис. 5.9). Например, если необходимо визуализировать сцену закрытого помещения без существенных перспективных искажений, а размеры сцены и угол обзора камеры не позволяют этого сделать, приходится либо скрывать одну из стен модели помещения, чтобы на открывшееся пространство поместить камеру, либо использовать плоскости отсечения. При использовании отсекающих плоскостей необходимо установить флажок Clip Manually (Ручное отсечение).

   Рис. 5.9. Использование плоскостей отсечения камеры при фокусном расстоянии 35 мм

   Камерой в программе 3ds Max 2009 можно управлять, как и любым другим объектом, то есть перемещать и вращать ее стандартными инструментами. Кроме того, у камер есть свои элементы управления, позволяющие поворачивать камеру относительно линии горизонта, уменьшать или увеличивать эффект перспективы и вращать камеру по орбите вокруг объекта. Эти элементы управления появляются в правом нижнем углу основного окна программы, если камера выбрана в видовом окне.
   Нельзя не упомянуть о таком параметре виртуальной камеры в программе 3ds Max 2009, как Depth of Field (Глубина резкости). Использование этого эффекта приближает изображение, полученное путем визуализации в редакторе трехмерной графики, к реальному фотографическому путем размывания объектов, распложенных слишком близко или слишком далеко от камеры. Чтобы включить этот эффект, нужно установить флажок Enable (Активировать) в области Multi-Pass Effect (Многопроходные эффекты) и из раскрывающегося списка выбрать Depth of Field (Глубина резкости). Настройки этого эффекта находятся ниже. О нем отдельно будет рассказано далее, так как он является одним из эффектов визуализации.
   Начиная с шестой версии 3ds Max, в программе появился модификатор, который дает виртуальной камере дополнительные возможности. Этот модификатор называется Camera Correction (Корректировка камеры) и находится в меню Modifiers → Cameras → Camera Correction (Модификаторы → Камеры → Корректировка камеры). Для доступа к нему можно также щелкнуть правой кнопкой мыши в видовом окне на выделенной камере и выбрать его название из контекстного меню. Данный модификатор позволяет создавать для камеры двухточечную перспективу и регулировать отображение пространства по двум параметрам (рис. 5.10). Этот вид перспективы с регулировкой может применяться для коррекции искажений при визуализации архитектурных сцен, а также для устранения эффекта параллакса [4 - Параллакс – от греч. parallaxis. Видимое угловое смещение объекта при наблюдении его из двух точек, не лежащих на линии, соединяющей наблюдателя и объект, называется параллаксом. Измерив в каждой точке величины углов между направлениями на объект и линией, соединяющей эти точки, а также зная длину отрезка между точками измерения, называемым базой, можно вычислить расстояние до этого объекта.].

Рис. 5.10. Параметры модификатора Camera Correction (Корректировка камеры)

Включение камер в сцену

   Настало время установить в наполненную моделями и текстурированную сцену камеры, с помощью которых будет произведена виртуальная съемка интерьера офисного кафе для представления изображений в качестве эскизов будущего помещения.
   Первое, что нужно сделать, – выбрать наиболее удачный ракурс съемки, чтобы подчеркнуть достоинства помещения и скрыть его недостатки. Если проект интерьера делается по заказу, то обычно на эскизе его хотят видеть таким, каким его воспринимает человеческий глаз. Так он проще запоминается и лучше воспринимается мозгом человека. В данном случае нужно показать совокупность предметов интерьера, их сочетаемость, цветовую гамму и способ освещения.
   При фотографировании реальных интерьеров на пленку обычно используется объектив 47–58 мм, реже 65 мм и совсем изредка 90 мм, а формат кадра 4" х 5" или 6 х 6 см. Такой формат можно выбрать из списка области Output Size (Выходной размер) на вкладке Common (Общие) диалогового окна Render Setup (Визуализация сцены). В принципе это не настолько критично, чтобы не использовать другие форматы, просто данные форматы в среде фотографов интерьера являются наиболее популярными, и в иллюстрированных журналах нередко встречаются фотографии именно этого формата. Поэтому использование вышеописанного формата в данном случае просто предложение, а не настоятельная рекомендация. Кроме того, для цифровых и пленочных камер существуют специальные объективы с переменным фокусным расстоянием 12–24 мм и 18-200 мм, которые рекомендуется использовать в архитектурной и интерьерной съемке.
   Для получения представления о будущем помещении обычно достаточно трех-четырех изображений с разных точек. Из них пару визуализаций нужно сделать широкоугольным объективом виртуальной камеры с двух точек, а в одном изображении можно показать более крупный план. В связи с этим в сцену на каждом этаже нужно установить по три нацеленные камеры и настроить их параметры.
   1. Если файл Walls&materials_Std.max не закрыт, то продолжим с ним работу. Если вы его уже закрыли, то откройте его или загрузите с DVD-диска. Скройте оба слоя с мебелью, чтобы проще управлять сценой. Создайте новый слой Cameras и сделайте его активным. В него поместим все камеры. На командной панели перейдите на вкладку Create (Создать), нажмите кнопку Cameras (Камеры) и из предложенных типов камер выберите Target (Нацеленная). Нажав кнопку создания камеры, перейдите в видовое окно Top (Сверху). Щелкнув левой кнопкой мыши в области около лестницы в правом углу модели помещения, создайте в сцене камеру и, не отпуская кнопку, передвиньте курсор на объект, который будет целью камеры (в левый угол сцены между двумя дверьми). Инструментом Select and Move (Выбрать и переместить) поднимите камеру на 166 см, чтобы обзор помещения происходил приблизительно с высоты человеческого роста. Цель камеры по горизонтали установите на уровне приблизительно 45 см – это несколько уменьшит перспективные искажения. После выравнивания координаты положения камеры должны быть такими: X – 255 см, Y 148 см, Z – 166 см, а координаты цели: X– 150 см, Y – 150 см, Z – 45 см.
   2. Перейдите на вкладку Modify (Модификация) и измените фокусное расстояние объектива камеры на 59,3 мм при условии использования формата изображения 4" х 5" или 24 мм при ширине апертуры 36 мм (выходной размер изображения 640 х 480). Остальные параметры оставьте по умолчанию. Из меню Modifiers (Модификаторы) → Cameras (Камеры) добавьте камере модификатор Camera Correction (Корректировка камеры) и нажмите кнопку Guess (Приблизительный подсчет), выровняв тем самым отображение сцены в камере. Таким образом, получается один из видов первого этажа сцены виртуального помещения (рис. 5.11), который после установки освещения в сцену в качестве эскиза интерьера можно предложить заказчику. При том что видна большая часть первого уровня помещения, перспективные искажения не слишком большие.

Рис. 5.11. Вид из первой камеры в сцене

3. Следующий ракурс – от двери рядом с диваном в углу, обозревающий помещение со стороны окна и лестницы. Создайте вторую камеру, которую расположите слева от первой, в углу между диваном и дверью, чтобы показать лестницу с окном, а ее цель разместите в точке с координатами: X – 257 см, Y – 117 см, Z – 140 см. Фокусное расстояние выберите 59 мм при формате изображения 4" х 5". Это приведет к тому, что при достаточной глубине сцены изображение не будет сильно искажено по краям (рис. 5.12). Для дополнительной коррекции вида назначьте камере модификатор Camera Correction (Корректировка камеры).

Рис. 5.12. Изображение лестницы и окна из второй камеры

4. Следующая камера будет отображать помещение так, как будто человек только что зашел в него и направляется к столу. При этом камеру установим на небольшой высоте, но за счет широкого угла обзора понижение уровня заметно не будет. Для этого расположите третью камеру на высоте 150 см в дверном проеме возле стола. Цель камеры направьте по диагонали в противоположный угол виртуального помещения. Вместе с этим будут видны часть стеклянной стены с картинами, лестница и окно (рис. 5.13). Как и в предыдущих случаях, здесь может пригодиться модификатор Camera Correction (Корректировка камеры).

   Рис. 5.13. Камера расположена на входе в помещение

   5. Таким образом, с помощью трех камер мы произвели практически полный обзор первого этажа виртуального помещения. На втором этаже установите три камеры самостоятельно, руководствуясь уже известной информацией и собственным композиционным представлением. Постарайтесь, чтобы с помощью трех изображений из установленных камер у зрителя сложилось вполне четкое представление об этом интерьере.
   6. Итак, все камеры расставлены. Для уточнения их расположения в сцене сравните местонахождение своих камер со схемой (рис. 5.14). Сохраните файл как Walls&Materials_Std_Cam.max и завершите с ним работу.

Рис. 5.14. Схема расположения камер в виртуальном помещении

В заключение данного раздела можно добавить, что все сказанное в нем является скорее одним из вариантов решений поставленной задачи, рекомендацией, нежели руководством. Вполне возможно, что у читателя родятся свои мысли по поводу оформления виртуальных помещений и показа наиболее выигрышных ракурсов. Иногда случайно пойманное в камеру изображение оказывается интереснее тщательно подготовленного и скомпонованного. Со временем, имея достаточный опыт, удачный ракурс можно находить интуитивно.

Освещение и настройка источников света

Сцена полностью текстурирована, камеры для получения походящих визуализированных изображений интерьера установлены. Подошла очередь выстроить правильное освещение сцены и добавить определенные эффекты визуализации, с помощью которых изображения сцены станут более зрелищными и реалистичными.
Замечено, что только хорошо освещенное пространство позволяет получить определенное впечатление от выстроенной сцены. Обычно для начинающих правильная установка и настройка освещенности сцены представляет некоторые сложности, так как именно с помощью света для человека открывается окружающее пространство. Ведь цвета предметов, свойства поверхностей и все остальное, что человек видит в окружающем его мире, есть не что иное, как отражение от поверхности предмета света, направленного на нее под разными углами. Попадая на поверхность, свет рассеивается, и изменяется состав его частотного спектра (зависит от отражающих свойств предмета). Из вышесказанного следует вывод: с помощью правильной настройки текстурных качеств объектов и освещения можно как улучшить впечатление от посредственно построенной сцены, так и, наоборот, испортить качественно подготовленную визуализацию.

Физическое представление света

С точки зрения физики световое излучение характеризуется понятиями светового потока, силы света и освещенности. Световой поток задает энергию света, излученную за единицу времени, и измеряется в люменах (лм, lm). Световой поток, испускаемый в пределах заданной области пространства, называется силой света и измеряется в канделах (кд, cd). Характеристика силы света дает возможность сравнить источники с различным пространственным распределением света. Освещенность — это отношение светового потока к площади освещаемой поверхности, измеряется в люксах (лк, lx).
Помимо вышеперечисленных характеристик освещения для трехмерной графики очень важны цветовая температура и расположение источников света. Под цветовой температурой понимается физическая величина, характеризующая величину цвета и яркости источника света, измеряемая в кельвинах (К). Оттенки с температурой ниже 4000 К считаются теплыми (цвета от красного до желтого – цвет свечи, лампы накаливания и т. д.), а источники с цветовой температурой выше указанной – холодными. Лампы дневного света, стробоскопы являются примерами источников холодного освещения. С помощью цветовой температуры можно менять ощущение человека при просмотре сцены (подобный прием часто применяется в кино и фотографии).

Виды источников освещения в 3ds Max 2009

   В прошлой версии в состав источников света был добавлен mr Sky Portal (Небесный портал Mental Ray). Данный осветитель упрощает настройку дневного освещения в интерьерных сценах, его функционирование напоминает освещение на основе HDRI-эффектов. Если учитывать источники света Mental Ray, то программа по умолчанию предоставляет двенадцать различных типов осветителей сцены и системы объектов Sunlight (Солнечный свет) и Daylight (Дневной свет). В ней существует несколько программно-аппаратных алгоритмов освещенности, у каждого из которых есть свои установки и настройки освещения.
   • Стандартные осветители – без учета отраженного света от поверхности объектов.
   • Фотометрические осветители – расчет глобальной освещенности и диффузное рассеяние.
   • Встроенный модуль внешнего рендеринга Mental Ray, имеющий свои объекты световых источников.
   • Кроме того, есть возможность подключения других модулей рендеринга, каждый из которых, как правило, предоставляет для использования свои осветители.
   • Начиная с шестой версии, в программе появился еще один способ освещения – при помощи HDRI (High Dynamic Range Image – изображение с расширенным динамическим диапазоном). Один из способов применения HDRI описан далее в этой главе.
   В каждом конкретном случае выбор метода освещения определяется сравнением результатов применения нескольких методов, которые оцениваются по таким критериям, как фотореалистичность и время визуализации. Если, например, фотореалистичная визуализация сцены длится часов 5–6, то анимировать подобную сцену достаточно проблематично из-за слишком больших временных затрат. Зато в качестве эскиза интерьера изображение, полученное этим способом, будет наиболее подходящим. Однако четких критериев выбора того или иного способа все же нет. Несколько раз применив перечисленные способы и увидев разницу между ними, можно понять, какой метод настройки освещения сцены больше вам подходит в том или ином случае. Правда, в любом случае при применении любых методов установки освещения требуется достаточно тщательная настройка параметров, и, возможно, не сразу получится хороший результат.

Освещение по умолчанию

Если не включать в сцену каких-либо источников освещения, то программа 3ds Max 2009 автоматически устанавливает в сцену освещение по умолчанию. Оно представляет собой встроенные (всенаправленные) стандартные источники света с параметрами, не подлежащими настройке. Встроенных источников может быть один (по умолчанию) или два. Одиночный источник дает контрастный, не очень естественный свет (рис. 5.15). Два встроенных источника света располагаются: один в левом верхнем углу сцены спереди, а другой – сзади в правом нижнем углу. Изменить установки освещения по умолчанию можно командой меню Views → Viewport Configuration (Настроить → Конфигурация просмотра). Откроется окно с вкладками, из которых нужно выбрать Rendering Method (Метод визуализации) и в области Rendering Options (Параметры визуализации) изменить нужные установки. Освещение с помощью двух встроенных источников получается мягче и естественнее, чем одним. Данные источники не формируют тени от объектов, и визуализация с ними не выглядит естественно, но они позволяют увидеть расположение предметов в сцене. В предыдущей главе описывались упражнения, в которых визуализация производилась именно с использованием только освещения по умолчанию. Если в сцене установлен хотя бы один источник света, освещение по умолчанию автоматически выключается и в дальнейшем освещенность определяется только наличием и мощностью установленных осветителей.

   Рис. 5.15. Освещение сцены по умолчанию одним источником

   Если в настройках освещения по умолчанию не установить флажок Default Lighting (Освещение по умолчанию), то в видовых окнах сцена будет освещена установленными источниками, что не всегда хорошо для четкой видимости объектов. Поэтому флажок лучше установить еще до начала работы с источниками освещения.
   Кроме того, освещенность сцены зависит также от окружающей подсветки, не имеющей источника и управляемой изменением общего уровня освещенности по трем цветовым параметрам. Настройка осуществляется с помощью команды меню Rendering → Environment (Визуализация → Окружение). Открывается диалоговое окно с двумя вкладками, из которых нужно выбрать Environment (Окружение) (рис. 5.16). Таким образом, устанавливается как уровень влияния окружающей подсветки на освещенность сцены, так и ее цвет, а также возможность использования изображения в качестве карты окружения. От использования в сцене большого уровня общей освещенности (Ambient) лучше отказаться, а увеличивать ее стоит только при большой необходимости и только на малую величину. Это необходимо, потому что общая освещенность делает предметы плоскими, стирает их грани.

Рис. 5.16. Параметры настройки окружения сцены

Стандартные осветители

Стандартных осветителей в программе семь, не считая осветителей Mental Ray (рис. 5.17). Набор стандартных источников является достаточным для имитации относительно реалистичного освещения как искусственных, так и естественных источников света.

   Рис. 5.17. Стандартные источники освещения 3ds Max 2009

   Теперь о каждом источнике подробнее.
   • Источник Sunlight (Свет солнца) предназначен для создания и управления имитацией солнечного света в сцене. Этот объект можно найти, щелкнув на кнопке Systems (Система) вкладки Create (Создать) командной панели. При его использовании создается направленный источник света, освещающий сцену под углом имитации солнечных лучей, падающих на поверхность Земли в заданных географических координатах и в заданное время. Является наследием более старых версий программы и остался в 3ds Max 2009 в основном для совместимости проектов. Начиная с пятой версии, его заменяет улучшенная система Daylight (Дневной свет).
   • Omni (Всенаправленный источник) – испускает световые лучи во всех направлениях из одной точки равномерно. По своим физическим свойствам может имитировать лампу накаливания. Чтобы получить доступ к этому объекту, нажмите кнопку Lights (Осветители) на вкладке Create (Создать) командной панели и выберите категорию объектов Standard (Стандартные). Для настройки этого источника существуют определенные параметры (рис. 5.18), некоторые из них будут рассмотрены далее в упражнениях.

Рис. 5.18. Параметры стандартного осветителя типа Omni (Всенаправленный)

• Target Direct (Нацеленный направленный) и Free Direct (Свободный направленный) – располагаются на той же вкладке командной панели, что и всенаправленный источник. Эти объекты испускают пучок лучей света, параллельных друг другу, с круглым или квадратным сечением изменяемых размеров. Свободный источник направлен по оси пучка света, испускаемого им, и допускает изменение направления поворотом этой оси. Нацеленный источник имеет мишень, на которую он направлен и которая управляется независимо от источника света, в то время как он, в свою очередь, остается постоянно нацеленным на нее. Направленные источники имеют параметры, схожие с всенаправленным источником, за исключением того, что у них есть настройка величины области незатухающего луча света относительно области затухания (рис. 5.19).

   Рис. 5.19. Параметры настройки луча источника Direct (Направленный)

   • Target Spot (Нацеленный прожекторный) и Free spot (Свободный прожекторный) – в редакторе эти осветители находятся на вкладке со стандартными источниками освещения. Лучи прожектора, в отличие от направленных источников (Direct), ориентированы не параллельно, а расходятся конусом из одной точки, в которой располагается источник света. Примером такого источника могут служить софиты или карманный фонарик. Нацеленные источники обладают теми же свойствами, что и описанные выше. Как и у направленного осветителя, у прожекторного может изменяться область незатухающего света относительно области затухания.
   • Источник SkyLight (Свет неба), расположенный на той же вкладке со стандартными источниками, в отличие от остальных стандартных источников, строго говоря, не является таковым: воображаемые лучи света у него не исходят из одной точки. Кроме того, этот осветитель использует алгоритм расчета глобальной освещенности Light Tracer (Трассировщик лучей). При размещении его в сцене над ней располагается воображаемый купол – бесконечно большая полусфера, каждая точка которой испускает световые лучи. Данный источник является компонентом системы DayLight (Дневной свет), о которой будет рассказано далее. Кроме того, именно этот источник позволяет использовать карту HDRI (изображение с расширенным динамическим диапазоном) для освещения сцены.

Фотометрические источники освещения

В данной версии редактора 3ds max 2009 было сокращено число фотометрических источников до трех. Однако, несмотря на то, что в предыдущей версии их было восемь новые источники могут с легкостью воспроизвести любой из восьми осветителей прошлой версии (рис. 5.20). Если раньше каждый вид фотометрического источника был строго определенной формы (точечный, площадный и т. д.), то теперь форму можно выбирать из списка в настройках самого осветителя. Их параметры освещенности указываются в люменах, канделах, люксах, то есть как у источников света в реальной жизни. С помощью фотометрических источников появилась возможность соотносить в сценах мощность реального освещения с виртуальным, а также просчитывать глобальную освещенность при участии алгоритма Radiosity (Перенос излучения), как это обычно наблюдается в реальной жизни при попадании света на предметы.

   Рис. 5.20. Фотометрические источники 3ds Max 9

   Фотометрические источники подразделяются на следующие.
   • TargetLight (Нацеленный источник) – универсальный фотометрический осветитель в зависимости от выбранных настроек может испускать световые лучи из одной точки во всех направлениях, как лампа дневного света вниз и в стороны, как растровый источник имитировать световую площадку. Может использоваться как для имитации обычной лампочки накаливания, так и для имитации прожекторных источников путем изменения вида источника с помощью списка Light Distribution (Type) (Распределение света (тип)) (рис. 5.21). Если назначено Photometric Web, то это позволяет управлять распределением света при помощи специальных файлов *.IES, в которых особенным образом записана форма и интенсивность потока света, что создает реалистичные рефлексы на объектах сцены.

   Рис. 5.21. Выбор типа фотометрического источника

   • FreeLight (Свободный источник) – полностью повторяет вышеописанный свободный источник с той лишь разницей, что имеет цель, позволяющую направить осветитель на определенную область или объект.
   • Источники Daylight (Дневной свет) – данный объект появился, начиная с пятой версии 3ds Max. Эта система позволяет учитывать отражение света поверхностью объектов и рассеяние его в атмосфере. Посредством этого источника создаются два связанных фотометрических осветителя – имитатор солнечного освещения (с учетом географических координат, времени года и суток) сцены и имитатор рассеянного света небосвода.
   Фотометрические источники, включенные в сцену, позволяют относительно точно сымитировать освещенность, цвет и распределение силы света в пространстве, свойственные реальным источникам. Свет, испускаемый фотометрическими осветителями, затухает обратно пропорционально квадрату расстояния до освещаемой поверхности. Характеристики света от фотометрических источников, как уже было сказано выше, задаются в программе существующими физическими единицами – канделами (cd), люменами (lm), люксами (lx). Фотометрические источники наиболее точно проявляют свои свойства при использовании алгоритма расчета глобальной освещенности Radiosity (Перенос излучения). Если осветители этого вида использовать в сцене без расчета глобальной освещенности, то, скорее всего, света от них не будет хватать и их преимуществ вы не почувствуете.
   Дополнительная возможность фотометрических источников заключается в том, что теперь с помощью списка Templates (Шаблоны) можно задать вид и мощность осветителя автоматически согласно указанному в списке типу.

Источники освещения Mental Ray

Так как внешний модуль рендеринга Mental Ray входит в состав стандартной поставки 3ds Max, нужно сказать пару слов о его источниках освещения, которые по умолчанию расположены на вкладке командной панели вместе со стандартными. В принципе, Mental Ray может корректно работать и со стандартными и фотометрическими источниками 3ds Max 2009, но при условии использования его в качестве системы визуализации, конечно, лучше применять осветители именно этого подключаемого модуля. По своему виду они напоминают стандартные объекты освещения типа Spot (Прожекторный) и Omni (Всенаправленный) (см. рис. 5.17). По списку параметров они также похожи на свои стандартные аналоги, только параметры Area Light Parameters (Параметры области света) у них схожи с аналогичными параметрами фотометрических осветителей.
Всего в программе находится пять источников освещения для модуля Mental Ray. Два из них: mr Area Omni (Всенаправленная область) и Mr Area Spot (Прожекторная область) имеют настройки и параметры, похожие на настройки стандартных источников 3ds Max 2009, но отличаются одним пунктом – Area Light Parameters (Параметры области света) (рис. 5.22), позволяющим управлять размерами области, из которой исходит свет, а также ее формой. Кроме того, при использовании теней типа Ray Traced Shadows (Тени прохождения лучей) эти источники после определенной настройки дают мягкие реалистичные тени.

Рис. 5.22. Настройки области света для осветителей Mental Ray

Параметры настройки осветителей

   Для выбора объекта светового источника надо щелкнуть мышью на кнопке Lights (Осветители) вкладки Create (Создать) командной панели, из списка выбрать группу источников Standard (Стандартные) или Photometric (Фотометрические) и нажать кнопку источника требуемого типа. Внизу командной панели появятся списки параметров, состав которых зависит от типа осветителя. Первым в списке параметров стоит свиток Object Type (Тип объекта). Далее идет свиток Name and Color (Имя и цвет) с параметрами источника, определяющими, как он будет выглядеть на проекциях (при визуализации отображается только свет, испускаемый источником). Ниже расположен свиток General Parameters (Основные параметры), где находится флажок On (Вкл) (при выборе источника установлен по умолчанию) и указано «расстояние» до цели, если источник направленный. Ниже располагается флажок включения теней Shadows (Тени) и раскрывающийся список типов теней, используемых в построении сцен. Здесь же есть возможность исключить объекты сцены из освещения, нажав кнопку Exclude (Исключить), а затем выбрав из появившегося списка нужные и перенеся их в правую часть списка. Далее располагается свиток Intensity/ Color/Attenuation (Интенсивность, Цвет и Затухание). В нем можно настроить цвет лучей выбранного источника (по умолчанию белый) и интенсивность (по умолчанию – единица, или в единицах светового потока, если источник фотометрический). Здесь же можно настроить ближнее и дальнее затухание источника, выбрав его тип и назначив начало и конец области затухания света в единицах измерения, используемых в сцене. Если выбрать точечный источник типа Spot (Прожекторный), то в свитке Spotlight Parameters (Параметры пятна) можно настроить диаметр пятна света, излучаемого источником, и задать форму пятна в виде окружности или прямоугольника.
   Параметры, расположенные в свитке Advanced Effects (Дополнительные эффекты), нужны для указания влияния источника освещения на поверхность. С помощью функции Projector Map (Карта проектора) можно использовать источник света как проектор, для чего нужно указать изображение (карту), которое будет проецироваться на любой объект, куда указывает цель источника. В свитке Shadow Parameters (Параметры теней), который расположен ниже, настраивается плотность теней и подсвечивание их разными цветами, а также проецирование карты на тень.
   Ниже находится свиток с параметрами вида теней, которые будут выбраны пользователем для источника. В нем находятся настройки размера и качества отбрасываемых источником теней. Для назначения дополнительных эффектов постобработки (линзовые эффекты, эффект объемного света) предусмотрен свиток Atmospheres&Effects (Атмосфера и эффекты). И последними в списке параметров стоят параметры свитка Mental ray Indirect Illumination (Рассеянное освещение Mental Ray) (рис. 5.23) – при условии использования в качестве активного визуализатора Mental Ray с их помощью можно управлять рассеянным освещением, формируемым источником; Mental ray Light Shader (Шейдер света) – позволяет назначить источнику шейдер света и шейдер испускания фотонов.

   Рис. 5.23. Параметры рассеянного освещения для источника Mental Ray

   Примечание
   Шейдер – небольшой подключаемый модуль (программа), определяющий свойства объекта (материала, осветителя, геометрии, камеры) при определенных условиях. В нужное время (обычно при рендеринге) ядро программы включает описанные в шейдере функции. Библиотеки шейдеров обычно поставляются вместе с программой трехмерной графики, но могут быть и загружены из Интернета с сайтов их создателей.

Установка источников света в сцену

После приблизительной настройки параметров осветителя для включения их в сцену необходимо перенести курсор (который примет вид креста) в нужную точку на одной из проекций сцены и щелкнуть левой кнопкой мыши (причем если это нацеленный источник, то нужно сначала подвинуть курсор в направлении цели, а затем отпустить кнопку мыши). После этого, если необходимо, стоит подкорректировать координаты источника и цели инструментом Select and Move (Выбрать и переместить). Для более точной настройки параметров источника и последующей их корректировки надо выделить источник в сцене и перейти на вкладку Modify (Модификация) командной панели, где можно будет видеть те же параметры, что и ранее при создании осветителя.
Сцены различаются по видам освещенности, и для каждой сцены стоит индивидуально подходить к настройке источников в отдельности и всего освещения в целом, однако есть некоторые рекомендации по освещению тех или иных сцен для 3ds Max 2009. Например, уличная сцена с применением осветителя Daylight (Дневной свет) будет освещена иначе, нежели космический пейзаж, так как распространение света в вакууме отличается от распределения его в атмосфере.

Отбрасывание теней

В реальной жизни нельзя найти ни одного объекта, который при попадании на него света не отбрасывал бы тени. Что же такое тень? Проще говоря, это место, куда не попадает свет от источника освещения. Но так как свет, попадая на предметы, отражается от них, и образовываются лучи переотраженного света, тени могут быть подсвечены этими лучами, в результате чего становятся прозрачнее, приобретают цветовой оттенок.
В 3ds Max 2009 для лучшей визуализации сцен и придания реалистичности используется несколько разновидностей теней (рис. 5.24). По умолчанию в списке установлены тени типа Shadows Map (Карта теней). Этот тип отображает мягкие тени со слегка размытыми краями, потому что рассчитывается как центральные проекции освещаемых предметов из точки расположения источника света на поверхность падения теней. Далее в списке имеется еще несколько типов теней. Тени типа Ray Traced Shadows (Тени прохождения лучей) формируются как области, абсолютно неосвещенные лучами источника, которые трассируются (отслеживаются) к точке наблюдения от источника. Данный метод применяется для построения теней с резким переходом от светлой области к темной. Тени получаются правильно вычерченными геометрически, но требуют много времени на визуализацию. Способ построения теней Adv.Ray Traced (Усовершенствованное прохождение лучей) схож со способом трассировки лучей и имеет дополнительные параметры настройки – Adv. Ray Traced Params (Параметры усовершенствованных трассированных теней) (рис. 5.25) и Optimisation (Оптимизация), которые в основном применяются в случае, когда необходимо настроить тени от фотометрических площадных источников света. Тени, образованные прохождением лучей, четко повторяют контуры отбрасывающих их предметов, но выглядят не совсем естественными и слишком резкими. В реальности источники света не испускают свет из одной точки, как стандартные источники в 3ds Max 2009. Обычно область испускания света имеет определенные размеры, и у объекта, отбрасывающего тени, есть точки, в которых источник света заслоняется не полностью, а частично – они дают области мягкого перехода от света к тени, следовательно, тени не будут такими резкими.

Рис. 5.24. Список типов теней

   Рис. 5.25. Расширенные параметры трассируемых теней

   При использовании теней типа Area Shadows (Тени области) источник освещения заменяется несколькими точечными осветителями, равномерно расположенными в пределах заданной области. Для настройки теней области надо после установки источника в сцене перейти на вкладку Modify (Модификация) командной панели и в списке раздела Basic Options (Стандартные параметры) свитка Area Shadows (Тени области) выбрать один из вариантов источника света, который будет отбрасывать тени области:
   • Simple (Простой) – точечный источник без расчета теней области;
   • Rectangle Light (Прямоугольник света) – точечные излучатели, испускающие свет, представляют собой прямоугольную решетку;
   • Disc Light (Дисковый источник) – точечные источники расположены вдоль окружностей;
   • Box Light (Источник в виде параллелепипеда) – точечные источники представляют собой прямоугольную трехмерную решетку;
   • Sphere Light (Сферический источник) – точечные источники располагаются в пределах сферы.
   Выбрав вариант источника света для теней области, необходимо настроить его воображаемые длину (Lenght), ширину (Width) и высоту (Height) в пространстве (рис. 5.26).

Рис. 5.26. Параметры теней области

Прозрачность тени или подсвечивание ее определенным цветом можно настроить в свитке Shadows Parameters (Параметры теней) раздела Lighting (Освещение), изменяя цвет и плотность (рис. 5.27).

Рис. 5.27. Параметры теней источников освещения 3ds Max 2009

Завершая обзор настройки теней, стоит заметить, что тени типа Shadows Map (Карта теней) являются самыми простыми и примитивными, но самыми выгодными в смысле скорости расчета. Тени, основанные на прохождении лучей, и тени области получаются самыми правдоподобными, но требуют больше времени на расчеты и больших вычислительных мощностей. Кроме того, в 3ds Max 2009 возможно указать, отбрасывает ли тень каждый отдельно взятый объект в сцене.

Алгоритмы расчета освещенности

   Правильное размещение и настройка источников света помогают разделить сцену на передний и задний план с помощью чередования светлых и темных участков. Так, если передний план сцены освещен лучше заднего, то глубина изображения уменьшается, а если задний план освещен ярче, то сцена кажется визуально более глубокой.
   Осветить сцену в 3ds Max 2009 можно при помощи нескольких алгоритмов расчета освещения. По умолчанию программа предлагает визуализацию сцены, применяя Mental Ray без просчета глобального освещения. В этом случае программа не учитывает рассеянное освещение (Indirect Illumination), которое формируется при отражении света от предметов. Если нужен расчет глобального освещения, то необходимо в настройках Mental Ray включить расчет GI либо воспользоваться встроенным в 3ds Max 2009 модулем расчета переноса излучения (Radiosity). Стоит напомнить, что в прошлой версии программы разработчики улучшили метод разбиения поверхностей для метода Radiosity (Перенос излучения) – radiosity adaptive subdivision (адаптивное разбиение для переноса излучения). При использовании этого алгоритма время визуализации существенно увеличивается, но результат выглядит реалистичнее, нежели в более ранних версиях. При помощи модулей внешнего рендеринга Mental Ray, Brazil, VRay и других расчет и отображение глобального освещения происходит более качественно, вследствие чего визуализированные изображения претендуют на фотореалистичность. Далее рассмотрены способы освещения и визуализации сцены с помощью разных алгоритмов.
   Конечно, можно было не рассматривать освещение сцены с помощью стандартных источников освещения 3ds Max 2009, а перейти сразу к описанию визуализации модулями, использующими просчет GI (Глобального освещения). Но во-первых, стандартные источники входят по умолчанию в состав 3ds Max 2009 и не упомянуть о них нельзя, а во-вторых, если научиться правильно и красиво освещать сцену стандартными источниками света, в дальнейшем не составит труда освоить любой модуль внешнего рендеринга с расчетом GI (Глобального освещения). Кроме того, даже при помощи стандартных источников освещения можно довольно прилично сымитировать глобальное освещение.

Подготовка сцены к установке осветителей

Прежде всего для установки освещения сцену нужно определенным образом подготовить. Многие специалисты трехмерной графики предпочитают устанавливать освещение в сцене, когда все объекты в ней без текстур и материалов. То есть если освещенная сцена без материалов выглядит реалистичной, то с текстурами она будет смотреться еще лучше. Точно так же поступим с описываемой сценой. Есть только одна загвоздка – материалы для сцены уже созданы и назначены ее объектам, а удалить их все и после установки освещения назначить заново – работа довольно трудоемкая. И здесь нужно помнить, что один из самых важных инструментов специалиста 3D-графики – время. Поэтому необходимо воспользоваться инструментом Manage Scene States (Управление данными сцены), появившимся в восьмой версии. С его помощью можно осуществлять гибкое управление свойствами материалов, осветителей, объектов, камер и т. д. В частности нам понадобится сохранить все материалы, а затем назначить всем объектам сцены, кроме материалов потолка и той части стены, которая будет окрашена в белый цвет, одинаковый стандартный серый материал. У объектов с белым материалом оставьте его неизменным, кроме того, не стоит изменять материалы оконных рам и стен помещения, для того чтобы проверить влияние света на них и при необходимости подправить материал. Для этого проделайте следующее.
1. Откройте сцену Walls&materials_Std_cam.max или загрузите ее с DVD-диска, прилагаемого к книге. Открыв пункт меню Tools (Сервисные инструменты), выберите из свитка Manage Scene States (Управление данными сцены). В открывшейся диалоговой панели (рис. 5.28) нажмите кнопку Save (Сохранить) и в открывшейся далее панели выберите тип ресурсов Materials (Материалы) и сверху введите имя ресурса Mat_Std_Scn (см. рис. 5.28). Нажмите кнопку Save (Сохранить), и имя ресурса отобразится в первом диалоговом окне.

   Рис. 5.28. Диалоговые панели управления ресурсами сцены

   2. После этого, выделяя по очереди группы объектов всей сцены, назначьте им серый стандартный материал. Как уже было сказано, стены, рамы и объекты с белым материалом оставьте неизменными. Теперь, когда после установки освещения понадобится вернуть обратно все материалы сцены, достаточно вновь вызвать диалоговое окно управления ресурсами и, выбрав из списка нужный, нажать кнопку Restore (Вернуть).
   3. Выберите в видовом окне Perspective (Перспектива) вид из камеры 2. Продолжая подготавливать сцену к освещению, для ускорения тестовых просчетов скройте слой мебели второго этажа и стойку домашнего кинотеатра, которая не видна в камеру. Также можно скрыть модели дверных коробок и молдингов.
   4. Создайте три новых слоя. В один из них – Sun_Light далее поместим источники света, отвечающие за имитацию света солнца и неба. Эти источники будут одинаковыми при визуализации первого и второго этажей. Другие два слоя назовите Lights F Floor и Lights_S_Floor, в них поместим дополнительную подсветку для первого и второго этажа соответственно. Назовите сцену как Walls&materials_Std_Gray.max. Сцена готова к установке освещения. Если компьютер не очень мощный и видеоадаптер не обладает достаточным количеством памяти, то стоит скрыть все модели мебели и обязательно скройте объект, имитирующий шкуру, так как он сильно замедляет визуализацию за счет использования Hair&Fur (Волосы и шерсть).

Стандартное освещение сцены

   В данной сцене интерьера с помощью стандартных источников попробуем сымитировать дневное освещение (свет из окна) с помощью источников света в помещении. Дневное освещение в помещении строится из нескольких составляющих: яркий прямой солнечный свет, рассеянный свет неба, которые проникают в помещение через окно, и последняя составляющая – это отраженный свет стен, потолка и предметов в помещении. Для каждого вида света необходимо как можно точнее настроить цвет (цветовую температуру) источника. Так цветовая температура солнечного света в яркий день равна примерно 5500 К. Подобный цвет можно воспроизвести, используя аддитивную цветовую модель (R – 250, G – 230, B – 195). Свет ясного неба имеет температуру 10 000-20 000 К, который также можно воссоздать с помощью аддитивной модели отображения цветов (серо-голубоватый цвет). Однако программа трехмерной графики имеет свои особенности и ограничения на воспроизведение цветов источников света и реакции объектов на них. То есть в сцене правильно заданная температура источника не обязательно будет давать нужный эффект. Поэтому цвета излучения осветителей для наиболее приемлемого результата, как правило, приходится подбирать вручную.
   Следующая особенность, которую стоит учитывать при моделировании освещения в трехмерной сцене, – цветовая адаптация зрения человека. В реальной жизни, например, невозможно встретить чистых цветов спектра. Как правило, цвет предмета, который непосредственно виден человеку, является результатом взаимодействия цвета освещающих его лучей, отраженного предметом света и отраженного света, окружающих его предметов (эффект «color bleeding»). Однако при этом человек почти всегда наверняка получает от мозга информацию об основном цвете предмета. Это и есть одно из проявлений цветовой адаптации зрения, обусловленной особенностями восприятия цвета человеком и его накопленного опыта. Например, вечером потолок в комнате кажется темно-серым из-за недостаточного освещения его искусственными источниками и частично окрашенным в цвета световых лучей этих источников, но мы знаем, что потолок белый, и с некоторым допущением можно сказать, что мы видим этот цвет. Или, иначе говоря, мозг преподносит нам картину окружающего мира с учетом цветовой адаптации зрения. Это стоит помнить при имитации реалистичного освещения трехмерных сцен. Если же вдруг понадобится увидеть истинный цвет объекта в данный момент времени, а цветовая адаптация сбивает с толку, то достаточно взглянуть на объект, расположив рядом с ним чистый лист белой бумаги, сложенный в несколько раз.
   Другой вариант освещения в программе трехмерной графики – имитация съемки сцены фотокамерой со вспышкой. В таком случае сцена окажется освещенной нейтральным белым светом и эффект переноса цвета будет минимальным. В этом случае все цвета объектов сцены будут иметь свой первоначальный цвет, хотя и выглядеть слегка скучновато. Интерьеры, визуализированные с подобным освещением, смотрятся менее интересно, чем с ярко выраженными световыми и цветовыми акцентами.
   Существует несколько способов установки освещения. Например, вначале устанавливаются направленные источники света, точечные осветители. Затем постепенно добавляются источники рассеянного (заполняющего) света, который смешивается с прямым светом. Либо наоборот: вначале нужно установить в сцене источники рассеянного света, а затем добавить световые акценты. С точки зрения простоты настройки для освещения сцены интерьера, описываемой в проекте, нам больше подойдет первый способ настройки.
   Итак, для сцены необходимо сымитировать солнечный свет, проходящий через окно, рассеянный свет неба и рассеянный свет, полученный в результате отражения двух первых составляющих объектами сцены. Для освещения смоделированного помещения могут применяться несколько методов расположения и настройки осветителей. Один из них попробуем воспроизвести. Вернемся к сцене интерьера с установленными камерами и серыми с белым материалами. Пока она освещена источниками по умолчанию, в ней нет теней и границы предметов выражены нечетко, и потому все изображение помещения кажется плоским, нет эффекта перспективы.
   Освещение в сцене, как уже было сказано, лучше устанавливать поэтапно. Для начала распределим в сцене источники направленного света.
   1. Продолжаем работать с файлом Walls&materials_Std_Gray.max. Если он не открыт, загрузите его с DVD-диска из папки Scenes_assembly. Выберите вид из камеры номер 2, чтобы в видовом окне были видны все окна помещения (см. рис. 5.15). Это нужно для того, чтобы видеть свет от источников, которые будут установлены для имитации света из окна. Сделайте активным слой Sun_Light.
   2. Для прямого света из окна используем один источник. На вкладке Create (Создать) командной панели нажмите кнопку Lights (Осветители) и выберите тип источника Target Direct (Нацеленный направленный). Щелкнув левой кнопкой мыши в видовом окне Top (Сверху), установите источник в сцену так, чтобы сам источник был снаружи, а его цель была в середине стены помещения. Если же смотреть на сцену сбоку, то направление света должно быть сверху под наклоном (рис. 5.29). Установите флажок On (Вкл) в области Shadows (Тени), выберите тип теней Ray Traced Shadows (Тени прохождения лучей). Данный тип теней понадобится для того, чтобы имитировать резкие тени от источника солнечного света. Параметр Multiplier (Множитель) сделайте равным 3, так как это должен быть самый яркий источник. Цвет источника сделайте близким по цветовой температуре к солнечному цвету (Red – 250, Green – 230, Blue – 160). В свитке Directional Parameters (Параметры направленного источника) установите флажок Show Cone (Показывать конус), тип луча – Rectangle (Прямоугольный), размерам Hotspot/Beam (Точка/Луч) и Falloff/Field (Спад/Поле) присвойте значения 200 см и 220 см соответственно (рис. 5.30). Если сейчас визуализировать сцену, то вследствие отсутствия отражения света окна будут ярко засвечены, а остальная часть сцены будет покрыта мраком.

Рис. 5.29. Расположение осветителя для имитации солнечного света

Рис. 5.30. Параметры настройки источника, имитирующего солнце

3. Далее необходимо ввести в сцену дополнительные источники. Во-первых, нужно создать источники, имитирующие рассеянный свет неба. Для каждого этажа это будут отдельные источники. Сделайте активным слой Lights_F_Floor. На виде справа создайте источник типа Free Spot (Свободный прожекторный) по размеру одной рамы окна напротив первого этажа и расположите его сразу за рамой (рис. 5.31). Множитель установите равным 0,5, включите дальнее затухание, начало которого установите равным 500 см, а окончание – 1050 см. Цвет источника (R – 215, G – 225, B – 240) – близкий по цветовой температуре к цвету неба. В свитке Spotlight Parameters (Параметры пятна) в полях Hospot/Beam (Яркое пятно/Луч) и Falloff/Field (Спад пятна/Поле) поставьте значения 80 и 92 соответственно. Установите значение Aspect (Аспект) равным 1,5 для коррекции прямоугольной формы источника. Сделайте копию осветителя типа Instance (Экземпляр) и разместите напротив рамы второго этажа. Тип теней, которые нужно использовать у данного типа источников, должен быть Area Shadows (Тени области) или Adv. Ray Traced (Усовершенствованные трассированные тени) с включенным параметром прозрачности, для того чтобы были видны мягкие размытые тени, однако это во много раз увеличит время визуализации изображения, поэтому для указанных источников можно использовать тени типа Area Shadows (Тени области) вида Simple (Простые). Более правильно было бы использовать тени области вида Rectangle Light (Прямоугольный свет) – только при условии хорошей вычислительной мощности компьютера, так как использование этого вида теней увеличивает время визуализации сцены в 6–7 раз, хотя данные тени выглядят более правильно и реалистично. Визуализируйте сцену и увидите, что она по-прежнему выглядит слишком темной, хотя и на объектах виден рассеянный голубоватый свет, имитирующий небесный. Это происходит потому, что от стены не отражается свет, который должен подсвечивать все объекты изнутри помещения.

Рис. 5.31. Расположение источников рассеянного света

4. Теперь необходимо сымитировать рассеянное освещение (GI – глобальное освещение) в пространстве первого этажа. На виде сверху создайте источник Omni (Всенаправленный). Тип теней установите Shadows Map (Карта теней), Multiplier (Множитель) – 0,03, а цвет источника сделайте нейтрального белого цвета. В свитке Advanced Effects (Расширенные эффекты) снимите флажок у параметра Specular (Блик), оставив только у параметра Diffuse (Диффузный). В свитке Shadow Map Parameters (Параметры карты теней) установите параметры отображения теней (рис. 5.32), так тени будут более рассеянными и качественными. Сделайте четыре копии источника типа Instance (Экземпляр) и разместите их по форме окна внутри помещения сразу за рамой (рис. 5.33). Это необходимо для того, чтобы измененные у одного светильника параметры автоматически изменялись у всех остальных, продублированных таким способом. Выделите пять только что созданных источников, перейдите в окно вида Right (Справа) и сделайте еще шесть копий Instance (Экземпляр), разместив их по высоте рамы (см. рис. 5.33). Соберите тридцать всенаправленных источников в группу Frame GI и поместите в слой Sun_light. Данные источники будут имитировать глобальное освещение в зоне окна. Их положение и параметры будут неизменны при визуализации как первого, так и второго этажа. Расположив светильники, визуализируйте сцену (рис. 5.34). Естественно, помещение будет казаться достаточно темным, так как света от источников хватает только чтобы осветить пространство около окна. Сохраните файл как Walls&materials_Std_Gray1.max, чтобы в случае непредвиденных ошибок можно было вернуться к предыдущему варианту. Файл закрывать не нужно.

Рис. 5.32. Параметры карты теней источников рассеянного света

Рис. 5.33. Расположение источников имитации GI в области окна

Рис. 5.34. Визуализированное изображение сцены с имитацией солнца из окна и рассеянным светом

5. Далее освещаем пространство в области лестницы. Его тоже можно отнести к освещению, визуализируемому для первого и второго этажа. Сделайте копию типа Copy (Копия) группы источников глобального освещения в области окна и переместите в зону лестницы (рис. 5.35). Установите множитель осветителей новой группы равным 0,02. Откройте группу и удалите источники, пересекающиеся с геометрией сцены. Для освещения ниш в области лестницы создайте две группы из четырех всенаправленных источников, расположенных вертикально, с параметрами, описанными выше (см. рис. 5.35). Назовите новую группу Stair_Zone_GI и поместите в слой Sun_Light.

Рис. 5.35. Размещения источников глобального освещения с области лестницы

6. Теперь пора осветить остальную часть первого этажа с помощью таких же групп источников типа Omni (Всенаправленный). Сделайте на виде сверху копию группы Frame GI типа Copy (Копия), чтобы изменение параметров новой группы не повлияло на уже созданные. Выровняйте источники в одну линию и расположите в середине помещения. Открыв группу, удалите лишние осветители так, чтобы по вертикали в помещении первого этажа было три группы источников. Сделайте еще три группы типа Copy (Копия) и распределите их по площади помещения (рис. 5.36). Назовите группы источников GI_F_Floor01-GI_F_Floor05. Поместите данные группы в слой Lights_F_Floor. Параметр Multiplier (Множитель) первой от окна группы сделайте равным 0,02 и далее по убыванию в глубину помещения. Множитель группы, расположенный около модели стойки домашнего кинотеатра, должен быть равен 0,006. Таким образом, мы сымитируем затухание света в глубине виртуального помещения. Визуализировав сцену, мы увидим, что изображение стало светлее, более того, получилась довольно сносная имитация глобального освещения (рис. 5.37). Ступенчатость теней от источника, имитирующего солнце, можно убрать, изменив вид теней Ray Traced Shadows (Трассированные тени) на Adv. Ray Traced (Улучшенная трассировка лучей) или Area Shadows (Тени области).

Рис. 5.36. Расположение источников имитации GI в помещении первого этажа

Рис. 5.37. Имитация глобального освещения в помещении первого этажа

7. Для подсветки картин добавьте в сцену три источника типа Target Spot (Направленный прожекторный). Теперь можно отобразить все объекты первого этажа сцены и сделать окончательную ее визуализацию с имитацией дневного света (рис. 5.38). Сохраните файл как Walls&materials_Std_Gray_Fin.max. Для управления всеми источниками сцены в программе 3ds Max 2009 существует такой инструмент, как Light Lister (Список осветителей), который находится в меню Tools (Сервисные инструменты). Он позволяет управлять всеми, параметрами источников света из одного диалогового окна (рис. 5.39). Включите материалы сцены, воспользовавшись инструментом Manage Scene States (Управление данными сцены). Для этого необходимо нажать кнопку Restore (Вернуть) в окне вышеуказанного инструмента. При визуализации стало ясно, что материал типа Shallec (Оболочка), присвоенный модели занавески слишком сильно замедляет визуализацию. Поэтому лучше будет заменить, его материалом Double Sided (Двусторонний), или архитектурным с шаблоном Paper Tranlucent (Полупрозрачная бумага). В этом случае на слоты Tranparency (Прозрачность) и Translucency (Светимость) назначьте карту Falloff (Спад).

Рис. 5.38. Визуализированное изображение окончательного варианта дневного освещения

   Рис. 5.39. Список осветителей сцены

   8. Сцена выглядит неплохо, но нужно подрегулировать некоторые материалы. Начнем с того, что у архитектурного материала черного стекла на стене плохо читается отражение. Его можно заменить материалом Raytrace (Трассировка лучей) со значением отражения, равным 50, и черным диффузным цветом. Кроме того, некоторые материалы, в частности материалы ступеней и дверных коробок, лучше сделать менее насыщенными. Для этого в данных материалах уменьшите влияние карты на диффузный цвет, то есть параметр Diffuse (Диффузный) установите равным 50. Имитировать цветопередачу и менять цвет глобального освещения в нашей сцене можно, меняя цвет излучения групп всенаправленных источников, имитирующих GI.
   9. Теперь с помощью инструмента Batch Render (Пакетный рендер) можно визуализировать сцену из четырех установленных камер. Данный инструмент можно запустить из меню Rendering (Визуализация). В открывшемся окне (рис. 5.40) нажмите кнопку Add (Добавить), чтобы создать вид для визуализации. Внизу из раскрывающихся списков выберите нужные камеру и установки, затем, нажав кнопку Output Path (Путь конечного изображения), выберите каталог, в который хотите поместить изображение. Запустите сцену на просчет и после сравните получившийся результат с изображением (рис. 5.41). Сохраните файл как Walls&materials_Std_Day_Fin.max и завершите с ним работу.

Рис. 5.40. Окно пакетного рендеринга

   Рис. 5.41. Окончательная визуализация сцены из разных камер

   Пользуясь описанными выше способами, произведите визуализацию второго этажа сцены интерьера самостоятельно. Если материал зеркала будет слишком искажать отражение, увеличьте значение параметра Size (Размер) карты Noise (Шум) до 8000.
   Сильно замедляет визуализацию занавеска, поэтому при использовании слабого компьютера эту модель лучше скрыть. Визуализация, выполненная при помощи стандартного сканирующего рендера 3ds Max, подходит, например, для создания анимации, так как расчет одного кадра данной сцены на компьютере с процессором Core 2 Duo 6600 ГГц и 2048 Мбайт оперативной памяти с разрешением изображения 640 х 480 занимает около 15 минут при условии использования качественных теней области (типа Rectangle light или Disc light) и около 10 минут при условии использования теней области типа Simple (Простые). Конечно, для анимации и этого времени много, но по сравнению с другими алгоритмами визуализации этот наиболее подходящий, так как другие модули при визуализации данной сцены затратят в несколько раз больше времени.

Освещение методом Radiosity (Перенос излучения)

   Алгоритмы расчета глобальной освещенности Radiosity (Перенос излучения) и Light Tracer (Трассировщик лучей) – это функции освещения, которые появились в 3ds Max начиная с пятой версии. С помощью Light Tracer (Трассировщик лучей) можно более точно сымитировать рассеянный свет неба при использовании фотометрического источника Daylight (Дневной свет) для освещения уличных сцен.
   Если, например, нужно осветить уличную сцену с помощью стандартного освещения, то можно создать имитацию неба полусферой с измененным направлением нормалей. После создания небесной сферы путем использования источника Target Directional (Нацеленный направленный) нужно создать имитацию освещения объекта падающими лучами солнца, а для имитации отраженного света неба вокруг объектов – расположить несколько источников Omni (Всенаправленный).
   Точно такое же освещение в сцене можно получить при применении алгоритма расчета освещения Light Tracer (Трассировщик лучей) и одного осветителя Daylight (Дневной свет), определенным образом расположив и настроив его основные параметры, вместо группы источников, имитирующих его.
   Метод освещения и визуализации Radiosity (Перенос излучения) предполагает использование в сцене фотометрических источников освещения. Кроме того, в программе 3ds Max 2009 существует несколько режимов управления экспозицией (Exposure Control). При использовании алгоритма Radiosity (Перенос излучения) лучше всего выбрать режим Logarithmic Exposure Control (Логарифмический контроль экспозиции), иначе визуализированное изображение сцены будет слишком темным.
   Расчет глобальной освещенности методом Radiosity (Перенос излучения) при построении освещения в сцене позволяет учесть способность предметов и объектов поглощать свет и излучать отраженный в зависимости от их покрытия, текстуры и цвета материала. С данным видом настройки освещения в сцене используются фотометрические источники освещения. При использовании только стандартных источников освещения весьма сложно достичь эффекта излучения отраженного света объектами. Приходится ставить разноцветные источники – как всенаправленные, так и прожекторные, варьируя их уровень освещенности и область для имитации отраженного света в сцене. (Это достаточно трудоемкая задача, требующая углубленных знаний в области физики света и цветоведения.) Алгоритм расчета глобальной освещенности методом Radiosity (Перенос излучения) позволяет добиться нужного результата, не уходя в дебри разноцветных лучей.
   В этой, как и в предыдущих версиях программы, поверхности объектов разбиваются на треугольники, относительно которых затем ведется расчет распределения энергии, генерируемой источниками света. В одной из прошлых версий появилась возможность в свитке Radiosity Meshing Parameters (Параметры разбиения поверхности для непрямого освещения) включить дополнительные возможности разбиения поверхностей: максимальный, минимальный, изначальный размеры сетки. Параметр Contrast Threshold (Порог контрастности) отвечает за разницу контрастности между соседними треугольниками и определяет, до какого момента продолжать разбиение поверхности, чтобы достигнуть этого порога или минимального размера сетки. Кроме того, появилась возможность исключить любые объекты сцены из процесса расчета непрямого освещения или установить их параметры так, чтобы они просто принимали энергию непрямого освещения, а сами не генерировали ее.
   При освещенности сцены фотометрическими источниками бывает достаточно двух-трех осветителей.
   Нужно отметить, что расчет освещения этим методом достаточно ресурсоемкий и требует хороших вычислительных мощностей, а результат, в смысле отражения предметами света и подсвечивания поверхностей, весьма удовлетворительный, однако до фотореалистичности изображениям, полученным с помощью метода Radiosity (Непрямое освещение), все-таки еще далеко. Расчет производится один раз для всей сцены. Если не изменяется геометрия или количество источников, а также их положение и параметры, то после расчета глобальной освещенности можно визуализировать сцену с любого ракурса – результат (в смысле световой обработки) будет одинаковым. Перед расчетом сцену необходимо подготовить, для чего надо преобразовать все объекты в Editable mesh (Редактируемая сетка), так как излучение рассчитывается при делении полигонов объекта на множество треугольников. Как уже было сказано ранее, есть возможность преобразовать объекты в сетку треугольников непосредственно при расчете, правда, это займет больше времени в процессе визуализации. Для этого нужно выбрать команду меню Rendering → Radiosity (Визуализация → Перенос излучения). В появившемся диалоговом окне в свитке Select Advanced Lighting (Выбрать дополнительное освещение) находится список с вариантами алгоритмов расчета глобальной освещенности. Там автоматически будет установлен вариант Radiosity (Перенос излучения). Далее нужно перейти к свитку Radiosity Meshing Parameters (Параметры сетки расчета излучения) и в поле Global Subdivision Settings (Установки глобального разбиения) установить флажки Enabled (Активировать) и Use Adaptive Subdivision (Использовать адаптивное разбиение), ввести размер ячейки сетки для расчета (чем меньше, тем лучше, но время визуализации существенно возрастет).
   При использовании алгоритма расчета рассеянного излучения необходимо пользоваться управлением экспозиции, отличным от установленного по умолчанию (No expose control) – правильнее будет включить Logarithmic Expose Control (Логарифмическое управление экспозицией), иначе после расчета освещенности сцена будет покрыта мраком. Но необходимо учесть, что использование данного управления экспозицией с параметрами по умолчанию даст желтоватую засветку, и если только нет задачи построить сцену, в которой источником освещения будет один камин, то стоит настроить ее параметры.
   Расставив и настроив должным образом фотометрические осветители, рекомендуется сделать пробные визуализации, чтобы уточнить расстановку и параметры источников освещения, что не так сложно, поскольку они напоминают реальные источники освещения и их сила света задается в тех же единицах. Пробные визуализации этим методом можно производить при 75 % точности, а окончательную – при 90–99 %. Интересный результат дает совмещение в сцене стандартных источников для некоторых эффектов, которые дают осветительные приборы в жизни, и фотометрических – для расчета глобальной освещенности.
   Для лучшего отображения свойств прозрачного и матового стекла, светящихся плафонов ламп и горящих углей, объектов, отражающих и преломляющих свет, при расчете глобальной освещенности методом Radiosity (Перенос излучения) в 3ds Max 2009 есть специальный материал Advanced Lighting Override (Замена улучшенным освещением). Он назначается поверх уже готового материала и сохраняет все его качества, добавляя ему определенные оптические свойства. Например, неоновая трубка или горящие угли в камине дают отблеск на потолке как от настоящих углей. Иногда, правда, эти блики и световые пятна на стенах виртуального помещения неприемлемы при визуализации. В этом случае при настройке в окне Radiosity (Перенос излучения) следует поставить значение Indirect Light Filtering (Фильтрация непрямого света), равное примерно 3. Настроив все параметры глобального расчета освещенности Radiosity (Перенос излучения), надо нажать кнопку Start (Начало) и ждать, когда программа завершит расчет. Затем произвести визуализацию сцены.
   В случае возникновения интереса к этому методу визуализации читателю предлагается попробовать самостоятельно освоить его при помощи руководства к программе 3ds Max 2009. Здесь нужно отметить, что хотя влияние глобального освещения при визуализации методом Radiosity (Перенос излучения) очевидно, окончательное изображение не претендует на фотореалистичность, которая очень важна при интерьерных визуализациях. При этом время визуализации возрастает в несколько раз. Для создания фотореалистичных изображений лучше всего использовать модули внешнего рендеринга, такие как VRay, Final Render, Brazil и др.

Освещение с помощью модуля Mental Ray

   Начиная с шестой версии, в программе появился встроенный модуль внешнего рендеринга Mental Ray. Ранее этот модуль был известен как самостоятельный программный продукт, а в данный момент интегрирован в редактор трехмерной графики 3ds Max. Этот модуль, как и многие другие модули внешнего рендеринга, обладает алгоритмом улучшенной трассировки лучей, позволяет рассчитывать глобальное освещение, более качественно рассчитывать тени от объектов, обладает возможностью генерации каустики [5 - Каустика – оптический эффект в виде световых пятен и бликов на поверхности предметов в результате попадания на них лучей света, проходящего через объекты, обладающие прозрачностью, отражением и преломлением.]. Mental Ray в качестве материалов позволяет использовать шейдеры, которые идут в поставке программы, а также могут быть загружены из Интернета. В данную версию 3ds Max встроена новая улучшенная версия модуля – Mental Ray 3.6.
   Данный модуль помимо материалов имеет свои осветители, расположенные вместе со стандартными источниками 3ds Max 2009. Кроме того, Mental Ray вполне корректно работает со стандартными материалами и осветителями программы, однако если в сцене необходимо рассчитать глобальное освещение (Global Illumination, GI), то, конечно, наиболее целесообразно использовать именно источники Mental Ray, которых, как уже было сказано, два вида.
   С помощью Mental Ray сцену можно визуализировать тремя способами.
   • Обычным сканирующим визуализатором Mental Ray – по скорости расчетов превосходит стандартный рендер 3ds Max, дает такой же визуальный результат, рассчитывая трассировку лучей по необходимости. Однако могут возникнуть проблемы с отображением некоторых стандартных материалов 3ds Max.
   • Ray Tracing (Трассировка лучей) – достаточно корректно прослеживает (трассирует) лучи и удачно сочетается с глобальным освещением. Имеет относительно большое количество настроек (рис. 5.42) трассировки лучей.

   Рис. 5.42. Настройки визуализаторов Ray Tracing и Scanline в диалоговом окне Render Scene (Визуализация сцены)

   • Global Illumination (Глобальное освещение) – его реализация в Mental Ray представлена довольно качественно и имеет большое число настроек как материалов, осветителей и объектов, так и самого алгоритма расчета (настройки расположены на вкладке Indirect Illumination (Рассеянное освещение)).
   Чтобы правильно настроить глобальную освещенность в Mental Ray, придется поработать, но после тщательной подборки параметров результаты визуализации впечатляют.
   Теперь пора перейти непосредственно к описанию использования Mental Ray в качестве визуализатора для описываемой в книге сцены интерьера.
   1. Для использования указанного модуля внешнего рендеринга в данном случае будет использована сцена, подготовленная ранее. В дальнейшем при использовании любых систем-визуализаторов удобнее всего создавать для них сцену, с самого начала настраивая все параметры под этот модуль. Откройте файл WallS&Materials_MR.max или загрузите его с DVD-диска, прилагаемого к книге, из каталога Scenes_assembly. Как и в случае со сценой, где были использованы стандартные источники, присоедините к открытой сцене созданные ранее модели с материалами Mental Ray (файлы с пометкой MR). Для начала попробуем визуализировать сцену модулем Mental Ray, не изменяя ее параметров. Откройте диалоговое окно Render Scene (Визуализация сцены) и на вкладке Common (Общие) в области Assign Renderer (Назначить визуализатор) выберите mental ray Renderer. Визуализируйте сцену с параметрами по умолчанию (рис. 5.43). В результате стало ясно, что сканирующий рендер Mental Ray работает намного быстрее стандартного рендера 3ds Max 2009. Кроме того, объекты со стеклянными и отражающими материалами выглядят четче и реалистичнее – это говорит о том, что Ray tracing (Трассировка лучей) в Mental Ray работает лучше, однако когда один объект с трассируемым материалом заслоняется другим, в этом месте они становятся непрозрачными и чересчур темными (см. рис. 5.43). Это означает, что свойства данного материала некорректно определяются визуализатором. Следовательно, при использовании Mental Ray необходимо будет заменить этот материал на материал стекла Mental Ray или увеличить глубину трассировки луча на вкладке Renderer (Визуализатор) в диалоговом окне Render Scene (Визуализация сцены), что, естественно, приведет к увеличению времени визуализации.

   Рис. 5.43. Изображение, визуализированное при использовании стандартного рендера Mental Ray без глобального освещения

   2. Сохраните открытый файл как Walls&materials_MR_Day.max. Теперь пора заняться настройкой рендера и модификацией сцены. Ранее основные материалы сцены уже были заменены материалами Mental Ray. Конечно, этот модуль может работать и со стандартными, и с архитектурными материалами но все-таки корректнее будет использовать родные материалы Mental Ray либо воспользоваться свитком материала mental ray Connection (Соединение mental ray).
   3. Теперь необходимо выбрать схему освещения сцены. Вообще-то, при помощи GI (Глобальное освещение) сцену можно осветить, грубо говоря, одним осветителем, соответствующим образом настроив его параметры и параметры Indirect Illumination (Рассеянное освещение). Поэтому способ, предложенный далее, достаточно прост и, возможно, не учитывает всех особенностей этого метода освещения. Для получения более полного описания освещения с помощью глобальной освещенности можно обратиться к справочным руководствам и соответствующим изданиям. Так как в сцене будет сымитировано дневное освещение из окна, воспользуемся системой DayLight (Дневной свет) с применением источников mr Sun (Солнце Mental Ray) и mr Sky (Небо Mental Ray). Также задействуем новый осветитель Sky Light Portal (Портал небесного света). Перейдите в панели модификации на вкладку Create (Создать) и нажмите кнопку Systems (Системы). В свитке Object Type (Тип объекта) нажмите кнопку Daylight (Дневной свет). В видовом окне сверху щелкните левой копкой мыши, выбрав место цели источника, немного переместите мышь и щелкните еще раз, создав тем самым источник света.
   4. Перейдите на панель модификации. В свитке Daylight Parameters (Параметры дневного света) в области Sunlight (Солнечный свет) выберите из раскрывающегося списка вид источника mr Sun (Солнце Mental Ray), а в области Skylight (Небесный свет) – mr Sky (Небо Mental Ray) (рис. 5.44). При этом появится диалоговое окно с уточнением, действительно ли вы хотите использовать карту mr Physical Sky (Физическое представление небесного света) в качестве карты окружения. На вопрос диалогового окна ответьте утвердительно. В области Position (Расположение) установите переключатель в положение Manual (Ручное) и отрегулируйте положение цели и источника солнечного света (см. рис. 5.44). Остальные параметры оставьте по умолчанию.

Рис. 5.44. Расположение источника солнечного света и параметры системы Daylight (Дневной свет)

5. Если теперь визуализировать сцену, то, конечно, она будет слишком темной и при очень яркой области оконного проема. Свет практически не проникает в помещение. Для того чтобы указать, в каком направлении должен распространяться свет в помещении, добавим в сцену осветитель mr Skylight Portal (Небесный портал). Как правило, его делают по размеру окна, и нормаль источника направляют внутрь помещения, чтобы указать направление распространения дневного света. Если в нашей сцене создать один большой осветитель по размеру окна, то тени от него будут слишком размытыми и зернистость окажется слишком большой. Поэтому для каждой рамы окна создадим двенадцать источников типа mr Skylight Portal (Небесный портал). Это не слишком замедлит визуализацию, при этом результат будет визуально лучше. На вкладке Create (Создать) нажмите кнопку Lights (Осветители), выберите из списка Photometric (Фотометрический) и нажмите кнопку mr Sky Portal (Небесный портал). Перейдите в окно вида справа, щелкните левой кнопкой мыши, не отпуская, переместите курсор и отпустите, закончив создание осветителя. В области Dimensions (Разрешение) размер источника установите: Length (Длина) – 240, Width (Ширина) – 60, как раз по размеру одной рамы окна. Сделайте пять копий осветителя типа Instance (Экземпляр) и разместите внутри помещения вплотную к рамам по форме окна (рис. 5.45). Сделайте еще шесть копий источника и поднимите на уровень второго этажа.

Рис. 5.45. Расположение источников mr Sky Portal (Небесный портал)

6. Если теперь визуализировать сцену, то по сравнению с предыдущей визуализацией без небесных порталов изображение станет светлее и будет видно, что свет проникает в помещение (рис. 5.46). Хотя по-прежнему сцена выглядит слишком темной. Время визуализации сцены без источников mr Skylight Portal (Небесный портал) и с ними составляет примерно 30 секунд и 10 минут соответственно.

Рис. 5.46. Визуализированное изображение сцены без источников mr Sky Portal (Небесный портал) и с ними

7. Установите в сцену для освещения картин на стеклянной стене три источника типа mr Area Spot (Прожекторная область), выбрав для них тени вида Ray Traced Shadows (Тени прохождения лучей), а уровень Multiplier (Множитель) задав равным 3 (рис. 5.47). Цвет установите как у реальных ламп накаливания (слегка желтоватым). В свитке Area Light Parameters (Параметры области света) установите тип области Disc (Диск) и размер 3 см для создания резких теней от источника. Число сэмплов U и V оставьте по умолчанию.

Рис. 5.47. Положение и параметры осветителей Mental Ray, имитирующих подсветку картин

8. Материалы назначены, осветители установлены, теперь пора настроить параметры GI (Глобальное освещение) на вкладке Indirect Illumination (Рассеянное освещение). Одним из условий корректного расчета GI (Глобальное освещение) является использование сантиметров или миллиметров в качестве единиц измерения в сцене. Некоторые корифеи трехмерной графики рекомендуют ни в коем случае не менять единицы измерения в процессе работы со сценой. Поэтому менять единицы измерения в процессе работы, безусловно, не стоит, иначе могут возникнуть проблемы со значениями параметров осветителей и другими параметрическими объектами, использующими абсолютные значения. В Mental Ray есть несколько способов использования GI (Глобальное освещение). Первый – метод фотонных карт, второй – Final Gather (Финальный сбор). Обычно эти два способа используют в совокупности, так как получить хорошее изображение каждым из методов в отдельности достаточно сложно. Например, плотность фотонной карты и общее количество излучаемых фотонов, которые можно установить, ограничены объемом оперативной памяти компьютера, а для получения гладкой картинки необходимы десятки миллионов фотонов в карте, следовательно, получить хорошее изображение только одним из этих методов вряд ли получится. Метод Final Gather (Финальный сбор) используется для окончательного расчета освещения после вычисления фотонной карты, так как не может точно учитывать эффект каустики. Но для фотореалистичной визуализации интерьерной сцены с использованием системы Daylight (Дневной свет) вполне достаточно одного метода Final Gather (Финальный сбор). Если использовать в данном случае этот метод в связке с фотонной картой, время визуализации окажется чересчур долгим. Откройте диалоговое окно Render Setup (Визуализация сцены) и перейдите на вкладку Indirect Illumination (Непрямое освещение). В поле Basic (Основные параметры) установите флажок Enable Final Gather (Задействовать финальный сбор). Из раскрывающегося списка Presets (Шаблоны) выберите Draft (Черновое) (рис. 5.48).

   Рис. 5.48. Параметры черновой визуализации с помощью Final Gather (Финальный сбор)

   9. Финальный сбор работает следующим образом. Вся сцена разбивается на приблизительно равные по размеру треугольные поверхности. Затем эти поверхности покрываются воображаемыми точками. Далее происходит отбор точек для расчета освещенности методом Monte Carlo. Освещенность остальных ближайших к ним точек не рассчитывается, а интерполируется. Автором этого метода интерполяции является Грег Вард. Решение, будет ли освещенность в данной точке рассчитана или интерполирована, принимается программой на основе величины так называемой ошибки интерполяции. При постоянной величине ошибки точки, которые определяются как интерполируемые, располагаются на поверхностях объектов с различной плотностью. Плотность точек зависит от кривизны и сложности поверхности объекта. В свитке Final Gather (Финальный сбор) качество визуализации определяют следующие параметры.
   · Initial FG Point Density (Плотность точек финального сбора) – данный параметр отвечает за плотность точек финального сбора в сцене и определяет степень зашумленности визуализируемого изображения.
   · Rays per FG Point (Лучи из точки финального сбора) – определяет число лучей, испускаемых из каждой точки. При увеличении этого параметра качество картинки также повышается.
   · Interpolate Over Num. FG Points (Количество интерполируемых точек финального сбора) – определяет число точек финального сбора с интерполируемой освещенностью вокруг одной с рассчитанной. Чем больше этот параметр, тем менее зашумленным будет изображение, но пропадают мелкие детали объектов сцены. В этом случае приходится увеличивать плотность точек финального сбора.
   · Diffuse Bounces (Диффузные отскоки) – число отскоков луча от объектов, после которых он закончит существование. Благодаря именно этому параметру стало возможным использовать метод Final Gather (Финальный сбор) отдельно от просчета фотонных карт. В Mental Ray ранее версии 3.5 при просчете Final Gather учитывался только первый диффузный отскок, когда луч, отразившись от поверхности объекта, попадал в точку, видимую из камеры. Увеличение этого параметра делает картинку светлее, но сильно увеличивает время визуализации. При визуализации интерьеров данный параметр не стоит поднимать выше 5.
   10. Теперь, если визуализировать тестовое изображение сцены, включив Final Gather (Финальный сбор) с пресетом Draft (Черновое), картинка по-прежнему будет выглядеть слишком контрастной. Для установления приемлемого уровня освещенности необходимо задействовать контроль экспозиции. Из меню Rendering (Визуализация) откройте диалоговое окно Environment and Effects (Окружение и эффекты). В свитке Exposure Control (Контроль экспозиции) выберите из списка Logarithmic Exposure Control (Логарифмический контроль экспозиции). Даже с параметрами по умолчанию (рис. 5.49) освещенность сцены после визуализации выглядит вполне удовлетворительно. Сохраните сцену как Walls&materials_MR_Day_Draft.max. Работу с ней пока не завершайте.

Рис. 5.49. Черновая визуализация сцены с использованием Final Gather (Финальный сбор) и Logarithmic Exposure Control (Логарифмический контроль экспозиции)

11. Более тонкое управление экспозицией предоставляет mr Photographic Exposure Control (Фотографический контроль экспозиции), который можно выбрать вместо логарифмического контроля (рис. 5.50). В данном свитке содержится довольно большое количество настроек управления различными параметрами экспозиции. Читателю, знакомому с фотоделом не понаслышке, не составит труда с ними разобраться. То есть камере, из которой происходит визуализация сцены, условно назначаются параметры, сходные с параметрами реальных фотокамер. Появляется возможность изменять диафрагму условной виртуальной камеры (параметр Aperture (f-stop)), выдержку (Shatter speed), чувствительность, эквивалентную чувствительности пленки (Film speed (ISO)). Кроме этого можно управлять цветовой насыщенностью, балансом белого цвета и виньетированием условной камеры. Более подробно об этом виде контроля экспозиции в Mental Ray можно прочесть в справочном руководстве к программе 3ds Max 2009.

   Рис. 5.50. Параметры фотографического контроля экспозиции

   12. Для дополнительной имитации и улучшения качества GI воспользуемся функцией Ambient/Reflective Occlusion (Рассеянное/Отраженное ограждение). Данный шейдер появился в седьмой версии и обладает рядом особенностей, используя которые его можно применять для решения различных задач в трехмерной графике. Чаще он применяется при визуализации экстерьеров, уличных сцен, но может быть использован для генерации рассеянного освещения при создании эскизов интерьера. Правда, нужно отметить, что глобальное освещение, получаемое с помощью данного шейдера, строго говоря, не является таковым в полной мере. Более подробный рассказ о том, как работает данный шейдер, выходит за рамки этой книги, поэтому просто рассмотрим пример использования шейдера Ambient/Reflective Occlusion (Рассеянное/Отраженное ограждение) в описываемом проекте. Сохраните сцену как Walls&materials_MR_Day_Draft_AO.max.
   13. У материала Arch&Design (mi) (Архитектура и дизайн) есть возможность настроить Ambient/Reflective Occlusion (Рассеянное/Отраженное ограждение), не назначая дополнительных шейдеров параметрам материала. В нашей сцене Ambient/Reflective Occlusion (Рассеянное/Отраженное ограждение) имеет смысл настроить только у некоторых материалов, которые присвоены крупным объектам. В частности моделям пола, стен, потолка и, возможно, потолочного молдинга. Откройте у любого материала, который назначен одному из перечисленных объектов, свиток Special Effects (Специальные эффекты). Установите флажок Ambient Occlusion (Рассеянное затенение). Параметр Samples (Образцы) для тестовых визуализаций оставьте по умолчанию 8, а для финальных можно установить 16, если позволяет мощность компьютера (рис. 5.51). Значение Max Distance (Максимальная дистанция) для материалов больших поверхностей установите 4—10 см, а для малых – 0,5–1 см.

   Рис. 5.51. Параметры Ambient/Reflect Occlusion (Рассеянное затенение) у материала потолка

   14. Для вывода финальной визуализации можно увеличить плотность точек Final Gather (Финальный сбор) до 0,5–0,7, а количество лучей, испускаемых из одной точки, – увеличить до 200. Число диффузных отскоков установите равным 3.
   15. После всех тестовых визуализаций пора делать окончательный вывод изображений сцены. Для этого в первую очередь нужно настроить параметры сэмплирования, контраста и глубины трассировки лучей отражения и преломления, которые находятся на вкладке Renderer (Визуализатор) диалогового окна Render Setup (Визуализация сцены). Настройки по умолчанию на вкладке Renderer (Визуализатор) могут использоваться при предварительном, черновом рендеринге сцены. Для качественного расчета их нужно некоторым образом изменить (рис. 5.52). Однако предупреждаю сразу – если мощность компьютера оставляет желать лучшего, то ждать результата придется слишком долго. Перед установкой параметров для финальной визуализации сохраните файл как Walls&materials_MR_Day_Fin.max.

Рис. 5.52. Параметры сэмплирования и контраста Mental Ray

16. Визуализируйте изображения из установленных виртуальных камер и сравните с представленными (рис. 5.53). Сохраните сцену и завершите с ней работу.

Рис. 5.53. Изображения, визуализированные с помощью Mental Ray

Просчет сцены, если отобразить все объекты одного из этажей сцены, будет на компьютере вышеуказанной конфигурации длиться около 3 часов. Это, конечно, относительно долго для одной интерьерной сцены.

Визуализация с использованием модуля VRay

   После того как в этой главе была описана визуализация сцены с использованием стандартного сканирующего рендера, стало ясно, что стандартный рендер не учитывает многих физических процессов, связанных с освещением, к тому же замедляет визуализацию при использовании алгоритма Ray Tracing (Трассировка лучей). При визуализации с помощью алгоритма Radiosity (Перенос излучения) хотя и наблюдается некоторый эффект рассеянного освещения, до фотореалистичности далеко. Если для рендера использовать встроенный модуль Mental Ray, то освещение и тени при правильной настройке осветителей и визуализатора будут достаточно реалистичными. Нужно отдать должное Mental Ray – просчет освещения в сценах интерьеров с его участием получается физически корректным и весьма реалистичным.
   Для визуализации интерьеров безусловным лидером среди внешних рендеров считается VRay – продукт компании Chaos Group. (С официального сайта производителя www.chaosgroup.com можно загрузить демоверсию этого модуля.) Как уже упоминалось в предыдущей главе, VRay относительно прост в настройках и вместе с тем позволяет добиться впечатляющих результатов при визуализации сцен виртуальных помещений (см. цветную вкладку). Основные материалы описываемой сцены для модуля VRay были созданы нами ранее, поэтому дальнейшая работа будет проходить с файлом Walls&materials_VR.max, который можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в каталоге Scenes_assembly.
   После открытия файла, настроенного для VRay, он автоматически будет назначен активным визуализатором. В случае если сцена настраивается с нуля, напомним, как сделать активным вышеупомянутый рендер. Для этого выберите команду меню Rendering → Render (Визуализация → Расчет), на вкладке Common (Общие) появившегося диалогового окна перейдите в область Assign Renderer (Назначить визуализатор), затем выберите из списка VRay (рис. 5.54).

Рис. 5.54. Окно выбора активного визуализатора

Источники освещения VRay

При установке VRay добавляет в число программных источников света свои осветители VRayLight, VRaySun и VRaylES. Источник VRayLight (рис. 5.55) может быть трех типов: Plane (Плоский), Sphere (Сферический) и Dome (Куполообразный).

   Рис. 5.55. Осветитель VRayLight и его параметры

   Его параметры следующие:
   • Cast shadows (Отбрасывать тени) – определяет, отбрасывают ли тени объекты, освещаемые этим источником.
   • Double-Sided (Двухсторонний) – указывает, будет ли источник испускать свет с двух сторон (если только источник плоский).
   • Флажок Invisible (Невидимый) позволяет визуализатору отображать только свет, исходящий от осветителя, не показывая его.
   • Установив флажок Ignore light normals (Игнорировать нормали источника), можно заставить свет от источника распространяться в разных направлениях, независимо от того, куда направлены его нормали.
   • Флажок No decay (Без затухания) устанавливает отсутствие зависимости яркости света от расстояния до источника.
   • При установке флажка Skylight portal (Внешнее окно) параметры Color (Цвет) и Multiplier (Множитель) не учитываются источником, а его яркость и цвет будут зависеть от параметра Environment (Окружение) сцены. При установке флажка Simple (Простой) свет будет распространяться в направлении нормали источника.
   • Store width irradiance map (Совместить с картой освещенности) – данный параметр позволяет сохранять вычисленное для VRayLight освещение в карте освещенности. Данная функция выполняется при использовании Irradiance Map (Карта освещенности) в качестве алгоритма освещенности.
   • Affect diffuse (Воздействие на диффузию) – определяет, будет ли свет от источника воздействовать на диффузные свойства материала объекта.
   • Affect specular (Воздействие на блик) – данный флажок указывает, будет ли блик от источника на блестящих поверхностях.
   • Affect reflections (Воздействие на отражение) – при установке этого флажка источник света будет виден в отражающих поверхностях сцены.
   Внизу свитка с параметрами VRayLight в области Sampling (Сэмплирование) расположено поле значения параметра Subdivs (Образцы), увеличение которого ведет к улучшению качества освещения объектов сцены и теней от источника, но увеличивает время визуализации.
   Надо добавить, что у источника VRayLight есть дополнительные настройки, позволяющие более гибко управлять изменением освещения от источника VRayLight в сцене.
   • В области Intensity (Интенсивность) есть возможность выбрать из списка единицы интенсивности источника: Default (По умолчанию), Power (Мощность, Ватт) и Radiance W/m/sr.
   • Следующая важная особенность – управление смещением теней от источника VrRayLight (параметр Shadow bias) (рис. 5.56).

   Рис. 5.56. Параметры сэмплирования и управления смещением теней от источника света VRayLight

   • В области Texture (Текстура) есть слот, на который можно назначить изображение, в дальнейшем проецируемое этим осветителем. Кроме назначения текстуры необходимо установить флажок Use Texture (Использовать текстуру).
   • На источник VRayLight типа Dome (Куполообразный) теперь можно назначать карту освещенности, например HDRI, а также задать радиус области распределения фотонов, испускаемых источником (рис. 5.57).

Рис. 5.57. Дополнительные параметры VRayLight источника типа Dome (Куполообразный)

Источник VRaySun (Солнечный свет) имеет достаточное количество настроек (рис. 5.58) и может использоваться в сценах для имитации солнечного света. Применяться может как для экстерьеров (внешних уличных сцен), так и интерьеров.

   Рис. 5.58. Настройки источника VRaySun

   Именно этот источник в связке с картой окружения VRaySky (Небесный свет) будет использован для освещения нашей сцены. Настройки помимо уровня освещенности позволяют указать видимость источника в сцене, установить степень неравномерности (замутнения) света, плотности озона и радиуса распределения фотонов. Кроме того, как и у источника VRayLight, у осветителя для имитации солнечного света можно настроить смещение теней от него.
   VRaylES – новый осветитель, впервые представленный в этой версии визуализатора. Данный источник представляет собой аналог фотометрического источника, позволяющий использовать IES-файл для управления распределением света. Применение этого осветителя в сцене ускоряет визуализацию по сравнению с использованием фотометрического источника. VRaylES имеет достаточное количество настроек (рис. 5.59), позволяющих создать реалистичное освещение с учетом световых рефлексов на объектах сцены.

Рис. 5.59. Настройки источника VRaylES

Тени VRay

Если в сцене необходимо использовать стандартные или фотометрические источники 3ds Max 2009, то, поскольку модуль VRay вполне корректно просчитывает освещение от них, самым правильным (даже, пожалуй, единственно правильным) решением будет использование теней VRayShadows. Они позволяют получить правильные трассированные тени и создавать размытые края теней и прозрачные тени от объектов, имитирующих стеклянные.
Параметры настройки теней несложные (рис. 5.60):

   Рис. 5.60. Параметры теней VRayShadows у фотометрического источника

   • Transparent shadows (Прозрачные тени) – установка этого флажка позволяет визуализатору рассчитывать физически правильные тени от прозрачных объектов.
   • Smooth surface shadows (Сглаженные пространственные тени) – этот параметр управляет сглаживанием ступенчатости теней.
   • Bias (Смещение) – этот параметр отвечает за расчет теней от точек, находящихся совсем близко к осветителю, что помогает избежать артефактов в виде темных пятен на поверхности объекта в результате неверной настройки теней.
   • Area shadow (Тени области) – установка этого флажка создает тени с размытыми краями.
   • Переключатели Box (Параллелепипед) и Sphere (Сфера) задают форму источника света, который будут отбрасывать размытые тени.
   • Величины U size, V size, W size задают размер источника света, от которого будут отбрасываться размытые тени.
   • Subdivs (Образцы) – задает количество образцов, взятых визуализатором для расчета теней. Чем больше образцов, тем лучше качество теней, но время вычислений возрастает.
   В этой версии появился еще один вид теней – VRayShadowMap (рис. 5.61). Настройки и результат визуализации похожи на таковые у стандартных источников с Shadow Map (Карта теней).

Рис. 5.61. Параметры теней VRayShadowMap

Камеры VRay

Для физически корректного отображения визуализации сцен модуль внешнего рендеринга VRay предоставляет свои камеры. В частности на вкладке Create (Создать), нажав кнопку Cameras (Камеры), можно выбрать из списка камеры VRay. В свитке Object type (Тип объекта) появятся две кнопки с названиями камер: VRayPhysicalCamera (Камера с физическими параметрами) и VRayDomeCamera (Куполообразная камера). Описание второго вида камеры выходит за пределы данной книги, а вот на камере с физическими параметрами остановимся подробнее. Читатели, знакомые с параметрами реальных фотокамер, без труда разберутся в настройках этого инструмента. Фактически данный вид камеры модуля VRay – это виртуальный аналог реальной фотокамеры с настраиваемыми параметрами (рис. 5.62).

   Рис. 5.62. Параметры настройки камеры VRayPhysicalCamera (Камера с физическими параметрами)

   Разберем настройки этого инструмента несколько подробнее. Тем более что нам придется визуализировать сцену из камер именно этого вида.
   • Раскрывающий список type (Тип) позволяет выбрать нужные из нескольких типов камер. В частности неподвижная камера (Still cam) создает в сцене камеру с обычным затвором, находящуюся в одном месте. Movie cam (Движущаяся камера) воспроизводит камеру с центральным затвором для съемки движения. Video cam (Видеокамера) – симулирует видеокамеру с CCD-матрицей без затвора.
   • Флажок targeted (Нацеленная) указывает, присутствует ли цель у камеры в сцене.
   • film gate (Окно кадра) – горизонтальный размер кадра камеры в миллиметрах. Аналог размера пленки или матрицы у реальных камер.
   • focal Length (Фокусное расстояние) – с помощью этого параметра можно указать эквивалентное фокусное расстояние линз камеры в миллиметрах.
   • zoom factor (Трансфокация, увеличение) – данный параметр определяет коэффициент масштабирования сцены в фокусе камеры. Значения больше единицы приближают изображение, меньше единицы – отдаляют.
   • f-number (f-значение, диафрагма) – ширина апертуры, или значение диафрагменного числа камеры. Если включена опция Exposure (Экспозиция), изменение диафрагменного числа влияет на яркость изображения. Как и у реальных камер, уменьшение значения увеличивает яркость.
   • distortion, distortion type (Искажение, тип искажения) – определяет коэффициент и тип искажения линз камеры. Если не используются специальные модули эмуляции камер, данный параметр лучше оставить по умолчанию.
   • vertical shift (Вертикальный сдвиг) – параметр вертикального сдвига линз камеры для двухточечной перспективы. Работает подобно модификатору Camera Correct (Коррекция камеры). Для получения двухточечной перспективы достаточно нажать кнопку Guess Vertical Shift (Указать вертикальный сдвиг).
   • cpecify focus (Специфичный фокус) – позволяет указать фокусное расстояние, отличное от расстояния цели камеры.
   • exposure (Экспозиция) – когда включен этот флажок, на яркость изображения влияют значения параметров диафрагмы, скорости затвора (выдержки) и чувствительности пленки (число ISO).
   • vignetting (Виньетирование) – при включении этой опции симулируется эффект оптического виньетирования (затемнения изображения по краям) как у реальных камер.
   • white balance (Баланс белого) – параметр регулировки баланса белого как у реальных фотокамер. Для компенсации света солнца устанавливают персиковый цвет, для придания изображению более теплого оттенка – голубоватый.
   • shutter speed (Скорость затвора, выдержка) – 1/n в секундах, величина скорости затвора камеры эквивалентна таковому параметру у реальных фотокамер.
   • film speed (ISO) (Чувствительность пленки) – светочувствительность. Большие значения делают изображение ярче, меньшие – темнее.
   • Свиток Bokeh effects (Эффекты Боке) – содержит параметры настройки эффектов Боке, таких как число лепестков диафрагмы, поворот затвора, спад глубины резкости и симуляция анизотропии линз.
   • Свиток Sampling (Сэмплирование) – содержит установку глубины резкости (depth of field) и размытия движения (motion blur).
   • В свитке Miscellaneous (Прочее) находятся установки линии горизонта и отсекающих плоскостей камеры.
   Другие параметры физической камеры VRay используются, когда включен режим видеокамеры или камеры для съемки движения.

Визуализация сцены с помощью VRay

   Дальнейшее ознакомление с интерфейсом подключаемого модуля лучше будет произвести на примере визуализации сцены средствами VRay. Продолжим работу с ранее созданной сценой Walls&materials_VR.max (ее можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Scenes_assembly). Можно также начать работать со сценой без материалов (Walls&materials_Std_Grey.max), назначив всем объектам материал VRayMtl серого цвета. К тому же так проще настраивать освещение, но придется часто обращаться к информации, описанной в четвертой главе, чтобы уточнить название изображений, назначаемых в качестве диффузных карт. Как правило, модуль визуализации, который планируется использовать в сцене, выбирается еще до начала моделирования, но в данном случае для использования VRay ранее была описана замена основных материалов сцены и материалов некоторых моделей мебели на VRayMtl. Остается только добавить в сцену Walls&materials_VR.max модели мебели для первого и второго этажа с пометкой VR в названии. Остальные модели можно присоединить к сцене из файлов со стандартным освещением и освещением Mental Ray и на основе ранее полученной информации преобразовать их материалы в VRayMtl.

   Примечание
   При присоединении из сцены, созданной ранее для другого модуля визуализации, объекты в открытой сцене будут автоматически установлены согласно их координатному расположению в сцене, из которой происходит присоединение. Если в обеих этих сценах объекты должны находиться в одних и тех же местах, то после присоединения менять местоположение объектов не потребуется.

Настройка дневного света для сцены интерьера

Итак, работаем со сценой Walls&materials_VR.max. Для настройки дневного освещения в сцене подойдет схема, уже отработанная ранее для установки освещения с источниками Mental Ray, с той лишь разницей, что источники будут для модуля VRay. Для того чтобы справиться с этой задачей, у него есть свои средства просчета данного освещения от источников, имитирующих солнечный и дневной свет неба из окна. После наполнения сцены моделями начнем настройку дневного освещения.
1. Установите в сцену осветитель VRaySun (Солнечный свет). При этом появится диалоговое окно с предложением автоматически добавить карту VRaySky (Небесный свет) на слот Environment (Окружение) сцены. На предложение диалогового окна ответьте утвердительно. Направьте источник солнечного света снаружи помещения в окна, приподняв над ним так, чтобы лучи от него проникали внутрь под большим углом (рис. 5.63), как это уже проделывалось ранее для других сцен. Установите флажок Invisible (Невидимый) и параметр shadow subdivs (Образцы теней) сделайте равным 8, чтобы улучшить качество отбрасываемых объектами теней.

Рис. 5.63. Установка источника солнечного света в сцену

2. Как в сцене с источниками Mental Ray, необходимо указать дневному свету, в каком направлении распространяться в помещении. Сделать это можно, добавив в сцену осветители VRayLight. Здесь есть два варианта: установить в сцену один осветитель размером во все окно, но тогда тени от него будут слишком размытыми и шумными и придется с этим бороться увеличением качества рендера, образцов источника и материала, либо, как уже было проделано ранее, создать для каждой рамы свой отдельный осветитель. И то и другое, в конечном счете, увеличит время визуализации, так что решать, как поступить, читатель должен самостоятельно. Итак, создайте на виде справа источник VRayLight типа Plane (Плоскость) один на все окно или по размеру одной рамы. Далее будет описана работа с несколькими источниками. Тем более что все они будут типа Instance (Экземпляр). Размер одного источника укажите в области Size (Размер) Hulf-length (Половина длины) – 30 и Hulf-width (Половина ширины) – 120. Сделайте копии типа Instance (Экземпляр) для размещения в оставшихся оконных проемах. Множители этих источников настраивать не нужно. Установите флажки Skylight portal (Внешнее окно) и Simple (Простой), чтобы свет данных источников зависел от карты окружения и распространялся в направлении нормали. Снимите флажок Affect reflections (Воздействие на отражение), чтобы источники были не видны в объектах с отражением (рис. 5.64). Для ускорения тестовых визуализаций можно установить флажок Store width irradiance map (Совместить с картой освещенности).

Рис. 5.64. Осветители рассеянного света неба и их настройки

3. Для правильного отображения дневного света в сцене с использованием связки VRaySun + VRaySky лучше всего воспользоваться камерой VRayPhysicalCamera (Камера с физическими параметрами). Установите в сцену на места, где стоят стандартные камеры вида VRayPhysicalCamera (Камера с физическими параметрами). Это можно сделать вручную или воспользоваться одним из набора скриптов MaxCam_To_PhysCam.mas для физической камеры VRay, которые можно найти на DVD-диске в папке Scripts. Поставив камеры на свои места, нажмите, выделив по очереди каждую камеру, кнопку Guess Vertical Shift (Указать вертикальный сдвиг), чтобы исправить перспективные искажения. В видовом окне Perspective (Перспектива) выберите вид из камеры на окно и настройте ее параметры согласно рис. 5.64. Если теперь визуализировать сцену с параметрами по умолчанию, не включая глобальное освещение, то сцена, соответственно, будет темной, а местами засвеченной (рис. 5.65).

   Рис. 5.65. Настройки камеры и визуализация без использования глобального освещения

   Совет
   На DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Helps можно найти изображение Phototables.bmp, на котором расположены таблицы соответствия параметров экспозиции для различных условий съемки реальной фотокамерой. Эти данные могут помочь при настройке виртуальной камеры VRayPhysicalCamera (Камера с физическими параметрами).

   4. Пора настроить источники для подсветки картин на стене. Для этого возьмите осветители VRaylES. Само освещение будет произведено при помощи файлов IES. Это один из видов создания искусственного освещения, когда для распределения светового потока присваивается специальная карта, в которой описаны свойства какого-либо реального осветителя, соответствующие параметрам распространения света от него в реальной жизни. Например, с помощью IES можно сымитировать на объектах, расположенных рядом с источником, специальный световой эффект, воспроизводимый этим источником в реальной жизни. Установите в сцену нацеленный источник VRayIES и расположите его на месте любого из трех источников подсветки. Цвет осветителя задайте с помощью поля Color Temperature (Цветовая температура), установив значение 4500 (рис. 5.66). В настройках источника нажмите кнопку с надписью None (Нет) и присвойте карте файл SD23_L020.ies, который находится на DVD-диске в папке Textures&Maps → Ies → Interiors. При этом в области Power (Мощность) отобразится интенсивность источника, взятая из файла *.ies, в физических единицах (люмены, канделы, люксы). В отличие от фотометрических источников новые осветители при освещении сцены с использованием Vray корректны физически, хотя иногда для большей наглядности их интенсивность можно усилить или ослабить, изменяя величину Power (Мощность). Сделайте три копии источников и разместите их напротив картин. Сохраните файл и пока не закрывайте его.

   Рис. 5.66. Параметры осветителя VRayIES при использовании IES-файла в качестве распределения

   Совет
   Если по тем или иным причинам освещение от представленных файлов IES не понравится, то в Интернете вы можете найти достаточное количество сайтов, на которых содержатся свободно распространяемые библиотеки IES-файлов. Кроме того, существуют специальные программы: IES-generator, IES-Vewer, позволяющие создавать собственные IES-файлы, и IES-viewer, позволяющая просматривать создаваемый световой эффект.

Настройка параметров визуализации VRay

   Как и другие модули внешнего рендеринга, VRay при визуализации сцены просчитывает первичное и вторичное освещение. То есть прямой свет, идущий непосредственно от источников, и рассеянный отраженный свет от объектов сцены. Это можно сделать несколькими способами: Irradiance Map (Карта освещенности), Photon Map (Фотонная карта), Light Cache (Накопление света) и Brute Force (Грубая сила). Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Описывать каждый способ в отдельности не представляется возможным, так как это достаточно обширная тема. Можно только сказать, что при визуализации интерьеров первичное освещение чаще всего считается методом Irradiance Map (Карта освещенности), а вторичное – Light Cache (Накопление света). Все зависит от того, что нужно, – качество или скорость. С помощью Brute Force (Грубая сила) довольно качественно, контрастно и сглажено выглядит вторичное освещение, но изображение бывает слегка зашумлено, что исправляется увеличением количества образцов (параметр Subdivs (Образцы)) у источников света и теней, а также улучшением параметров сглаживания для данного метода. Однако это, в свою очередь, приводит к существенному увеличению времени визуализации и при настройках, близких к максимальным, приближается к таковому в Mental Ray. Метод Light Cache (Накопление света) для просчета вторичного освещения считается самым быстрым при вполне приемлемом качестве. И чаще всего именно его используют в интерьерных визуализациях.

   Внимание!
   Так как модуль VRay очень критичен к пересечению граней объектов, некоторые материалы могут при визуализации отображаться не совсем точно из-за того, что при моделировании произошло пересечение объектов. Особенно это касается объектов, имитирующих прозрачное стекло. Пересекающиеся грани у них могут быть затемнены независимо от прозрачности материала. Еще раз проверьте наличие пересекающихся граней у модели аквариума, прозрачного стула и, если таковые будут найдены, удалите их.

   Настройки визуализатора VRay удобнее рассмотреть непосредственно при установке параметров для визуализации приведенной сцены интерьера. В диалоговом окне Render Setup (Установки визуализации) имеется вкладка VRay, где в свитках расположены настройки и параметры визуализатора. В верхней части панели находится свиток Frame buffer (Буфер кадра) (рис. 5.67). Его можно использовать в дополнение к основному буферу кадра 3ds Max. Он имеет несколько дополнительных возможностей, например просмотр всех элементов рендера в одном окне, простейшая корректировка цвета изображения, управление последовательностью рендеринга челноков.

   Рис. 5.67. Виртуальный буфер кадра VRay

   Далее идет свиток Global Switches (Глобальные настройки). Его параметры можно оставить по умолчанию. С помощью переключателей данного свитка можно управлять общими аспектами визуализации.
   Свиток Image sampler (Antialiasing) (Сглаживание изображения) (рис. 5.68) – в нем представлено несколько алгоритмов сглаживания.

   Рис. 5.68. Настройки сглаживания визуализируемого изображения

   · Fixed (Фиксированно) – считается простым алгоритмом, который берет фиксированное количество образцов для каждого пиксела. Количество образцов определяется параметром Subdivs (Разбиение). Этот алгоритм сглаживания – самый ресурсоемкий, но дает самые лучшие результаты визуализации (если, конечно, их дождаться).
   · Adaptive subdivision (Адаптивное сглаживание) – этот алгоритм считается оптимальным в VRay. Он основан на взятии менее одного образца с одного пиксела. В результате получается приемлемое качество изображения за меньшее время, чем можно было бы получить при использовании другого алгоритма сглаживания.
   · Adaptive DMC (Адаптивное DMC) – данный алгоритм сглаживания основан на использовании DMC-образцов с параметрами минимального и максимального разбиения (настройки DMC Sampler находятся ниже в одноименном свитке).
   Для указанной сцены вполне подойдет тип сглаживания Adaptive DMC (Адаптивное DMC) с параметрами, установленными по умолчанию (см. рис. 5.68). При тестовых просчетах для ускорения можно использовать Adaptive Subdivision (Адаптивное сглаживание). В области Antialiasing filter (Фильтр сглаживания) из списка можно выбрать специальный фильтр сглаживания конечного изображения. Наиболее четким получается изображение при использовании фильтра Catmull-Rom, также хорошее мягкое и естественное изображение дает фильтр Mitchell-Netravali. Однако использование этих фильтров замедляет визуализацию, к тому же у резких фильтров могут быть проблемы с отображением мелких деталей и рельефности объектов. Поэтому для интерьерных визуализаций подходит фильтр VRaySincFilter с параметром Size (Размер), равным 1,5. При желании резкости изображению можно добавить после визуализации в программе двумерной графики. Для тестовых рендеров можно использовать фильтр, установленный по умолчанию (Area).
   Для настройки глобального освещения проделайте следующее.
   1. Продолжаем работать с открытым файлом Walls&materials_VR.max. Сохраните его как Walls&materials_VR_Draft.max. Следующие настройки для указанной сцены находятся в свитке Color Mapping (Распределение цвета) (рис. 5.69). Из него выберите тип распределения цвета в визуализируемом изображении. Если выбрать Linear Multiply (Линейное умножение), то на окончательном изображении тени будут более ярко выражены, а область яркого света вокруг источников освещения видна четче, из-за чего возникает впечатление нереальности изображения и засветки на объектах. При использовании варианта Exponential (Экспоненциальное) свет распределяется по всей сцене, из-за чего цвета на изображении могут выглядеть слишком тусклыми, но ярких белых пятен от источников света заметно не будет. Тип HSV exponential (HSV Экспоненциальные оттенок, насыщение, яркость) позволяет равномерно распределить свет от источников и вместе с тем сохранить насыщенность и яркость цвета материалов сцены. Единственное, этот тип распределения усиливает эффект Color bleeding (Передача цвета) (передача цветов объектами друг другу). Чтобы несколько ослабить этот эффект, можно уменьшить множитель вторичного освещения до 0,8, а также уменьшить параметр Saturation (Насыщение), находящийся на вкладке Indirect Illumination (Рассеянное освещение) в свитке Indirect Illumination (Рассеянное освещение) в поле Post-processing (Постобработка), также до 0,8. Для данной сцены рекомендуется установить тип распределения цвета Reinhard (Реинхард). Этот тип преобразования основан на совмещении линейного преобразования с экспоненциальным. Если значение Burn value (Значение яркости) равно 1, преобразование подчиняется линейному закону, если 0 – то экспоненциальному. На практике это оказывается не совсем верным. Если сравнить два изображения с экспоненциальным распределением цвета и с распределением Reinhard (Реинхард) при Burn value (Значение яркости), равным 0, то у второго изображения цвета будут более насыщенные, а также кое-где могут возникнуть засвеченные места от источников. Установите флажки, как на рис. 5.69. Об их назначении можно прочесть в файле справки к одной из версий VRay. Данный файл можно найти на DVD-диске в папке Helps.

Рис. 5.69. Параметры распределения цвета

2. Откройте вкладку Indirect Illumination (Рассеянное освещение). Открыв свиток Indirect Illumination (GI) (Рассеянное освещение), установите флажок On (Вкл), включив тем самым расчет глобального освещения для сцены (рис. 5.70). Расчет первичного глобального освещения в данном случае удобнее выполнить методом Irradiance Map (Карта освещенности), выбрав этот алгоритм из списка. Его настройки находятся в одноименном свитке. По сравнению с другими методами расчета он позволяет добиться хорошего качества при относительно небольших временных затратах. Параметры множителя первичного и вторичного освещения оставьте равными 1. Это сделает цвета визуализированного изображения более насыщенными. Чтобы сделать его контрастнее, установите значение Contrast Base (Основной контраст) равным 0,7.

Рис. 5.70. Выбор алгоритма и величины первичного и вторичного излучения глобального освещения

3. Далее откройте свиток Irradiance map (Карта освещенности). Для визуализации многих интерьерных сцен подойдут следующие параметры, обеспечивающие оптимальное качество при приемлемой скорости расчета изображения (рис. 5.71). Если нет желания подбирать параметры вручную, можно воспользоваться готовыми установками из выпадающего списка Current preset (Список предустановок). Для тестовых рендеров подойдет установка Low (Низкая), а для окончательного – High (Высокая). Однако необходимо помнить, что предустановки оптимизированы для разрешения 640 х 480, а для больших разрешений необходимо уменьшать параметры Min rate (Начальное разрешение) и Max rate (Конечное разрешение). В области Detail enhancement (Усиление деталей) можно включить эту опцию для улучшения качества мелких деталей, если при расчете карты освещенности они выглядят недостаточно отчетливо. При этом, естественно, увеличивается время визуализации. Если установить флажок Show Calc phase (Показывать процесс вычисления), то можно будет в грубой форме получить представление о процессе вычисления карты освещенности. В области Advanced options (Дополнительные параметры) можно выбрать тип интерполяции, обеспечивающий более четкое детальное или размытое сглаженное изображение. Для интерьерных визуализаций обычно выбирается Density-Based (Основанный на плотности). Но если в сцене много мелких деталей (лепнина, карнизы, молдинги), то лучше выбирать Overlapping (Наложение), который слаживает «ватный» вид мелких деталей.

Рис. 5.71. Настройки Irradiance map (Карта освещенности)

4. Вторичное излучение глобального освещения будет выполнено с использованием метода Light cache (Накопление света), так как этот метод ощутимо быстрее, чем Brute Force (Грубая сила), а результат получается не хуже, хотя и чуть более размытый. Для размеров описываемой сцены вполне подойдут настройки, обеспечивающие хорошее качество и не слишком большое время расчета карты света (рис. 5.72). Для более сглаженной карты света можно применить предварительную фильтрацию (Pre-filter); чем больше число образцов, тем менее зашумленной будет карта. Для окончательной визуализации отличного качества значение Subdivs (Образцы) можно установить 2000 и уменьшить Sample size (Размер образца) до 4 см. Установка флажков, как на рис. 5.72, несколько ускорит просчет вторичного излучения.

Рис. 5.72. Параметры настройки вторичного освещения по методу Light cache (Накопление света)

5. При визуализации сцены модулем VRay профессионалы рекомендуют использовать значение гаммы 2,2, мотивируя тем, что под это значение ведется настройка всей фото– и видеотехники. Следовательно, при таком значении гаммы визуализированное изображение приближается к полученным с реальной камеры. На практике с таким значением гаммы действительно проще настроить освещение сцены. Оно получается более сбалансированным, нежели при гамме по умолчанию. Однако отображение текстур и карт изображений в видовых окнах и при визуализации может отличаться от первоначальных (светлее или темнее). В таком случае перед визуализацией необходимо провести гамма-коррекцию этого изображения в редакторе материалов. Это можно сделать с помощью специального модуля ColorCorrection (Корректировка цвета), который, начиная с этой версии, входит в стандартную поставку 3ds Max. Данный модуль в виде карты находится в окне выбора материалов и карт и назначается поверх изображения. Чтобы привести потемневшее в результате изменения значения гаммы изображение к первоначальному виду, нужно воспользоваться специальными движками, управляющими изменением, насыщенности, оттенка, яркости и контрастности изображения. Изменить значение гаммы в 3ds Max 2009 можно в соответствующих полях окна Preference Settings (Установки свойств) (рис. 5.73), которое можно открыть из меню Customize (Настройка). Однако мы воспользуемся другим способом. Оставим в покое гамму в настройках редактора 3ds Max 2009 и будем менять ее непосредственно в настройках визуализатора в свитке Color Mapping (Распределение цвета) (см. рис. 5.69).

   Рис. 5.73. Установка гаммы

   6. Если сейчас визуализировать сцену с параметрами для чернового рендера, то она окажется слишком яркой и местами засвеченной. Для того чтобы привести ее к нормальному виду, необходимо изменить некоторые параметры VRayPhysicalCamera. Значение Film speed (ISO) (Светочувствительность) установите равным 200, значение диафрагмы (f-number) сделайте 3,2, выдержки (shutter speed) – 500.
   7. Окончательно визуализируйте сцену и просмотрите результат (рис. 5.74). Если фоновое изображение за окном выглядит слишком темным, назначьте поверх него карту Output (Выход) и увеличьте у нее значение параметра Output amount (Объем выхода) до 2. Попробуйте изменить вид освещения сцены, варьируя описанные выше параметры визуализатора. Меняя баланс белого в сторону голубого или бежевого, а также меняя положение источника солнечного света относительно горизонта, можно показать в сцене дневное освещение разного времени суток. Если изображение будет слишком темным или светлым, измените параметры выдержки и диафрагмы виртуальной камеры соответственно их описанию. Сохраните сцену как Walls&materials_VR_Draft.max и завершите с ней работу. Одноименную сцену можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Scenes_assembly. Там же находится сцена Walls&materials_VR_High.max для финальной визуализации с высоким качеством и разрешением изображения 1600 х 1200. В папке Scn_materials можно найти библиотеку материалов VRay, используемых в сцене.

Рис. 5.74. Изображения с дневным освещением, визуализированные с помощью модуля VRay

8. Добавьте в сцену модель занавески, если вы это еще не сделали. Настройка освещения со шторами требует определенных навыков работы с VRay и некоторого терпения. Возможно, хороший материал занавески получится не сразу и придется повозиться с его настройками. В прошлой главе модели занавески был назначен материал VRay2SidedMtl. Если теперь визуализировать сцену с этим материалом, то станет видно, что область окна сильно засвечена (рис. 5.75). Прежде всего необходимо исключить модель занавески из освещения источниками, имитирующими свет неба. Далее немного изменим некоторые параметры материала занавесок, отвечающие за прозрачность и светимость материала, через который проходит свет. В частности установите значение Translucency (Светимость) у VRay2SidedMtl равным 23, а цвет карты VRayColor, назначенной слоту Opacity (Непрозрачность), сдвиньте в середину шкалы серого цвета. После визуализации получаем вполне приемлемый результат с занавеской в окне (рис. 5.75). В данном случае для улучшения результата можно дополнительно использовать VRayOverrideMtl и VRayBlendMtl.

Рис. 5.75. Уменьшение светимости материала занавески

9. Отдельно хотелось бы сказать о настройке освещения вечерней сцены в проектируемом помещении (рис. 5.76). Все материалы, настроенные ранее для сцены с дневным светом, при этом останутся неизменными. Добавятся источники света VRayIES либо сферические VRayLight – источники освещения в торшер рядом с диваном, лампу-шар с растением и в светильник над столом. Подбор и настройку источников для этих осветителей попробуйте произвести самостоятельно. Для люстры на втором этаже виртуального помещения рекомендуется использовать осветители VRayIES. Данное освещение уже было использовано для подсветки картин. Для настройки вечернего освещения замените дневной фон за окном изображением Background_night. jpg. На DVD-диске в папке Scenes_assembly можно найти файл Walls&materials_VR_Night.max c настроенным вечерним освещением.

   Рис. 5.76. Сцена с вечерним освещением, визуализированная с помощью VRay

   Остальные настройки модуля VRay можно изучить по справочному руководству для этой программы. На DVD-диске, прилагаемом к книге, можно найти справочное руководство по модулю VRay на русском и английском языках.
   В заключение можно сказать, что способов освещения и визуализации сцены с помощью модуля VRay существует немало. Все зависит от конкретной сцены и опыта пользователя. В Интернете существует достаточное количество сайтов, посвященных трехмерной графике, особенно хотелось отметить www.eol3d.ru, www.render.ru и www.3dcenter.ru, где можно найти различные уроки по освещению и визуализации сцен (в частности сцен интерьера) с помощью VRay.
   Как мы узнали из этой главы, способов настройки освещения в 3ds Max 2009 может быть множество, так как уже было сказано, что для каждой отдельной сцены (а иногда для каждого отдельного ракурса) приходится по-разному устанавливать и настраивать параметры осветителей, экспозиции и т. д. Поэтому универсального сценария освещения той или иной сцены нет – могут быть только общие рекомендации по использованию некоторых видов настройки.
   Конечно, в этом разделе была только поверхностно затронута такая обширная тема, как освещенность сцен интерьера в 3ds Max 2009, но главная задача заключалась в том, чтобы показать основы практического применения различных методов установки и настройки виртуального света для использования в сценах, сходство и различие виртуальных осветителей и реальных источников света.

Эффекты визуализации

В программе 3ds Max 2009 специальные эффекты визуализации представлены несколькими видами: линзовые оптические эффекты, эффекты атмосферы и некоторые другие. В основном они относятся к эффектам постобработки. Если, например, необходимо добавить для большей реалистичности какой-нибудь атмосферный эффект типа тумана или объемного света, то смоделировать его непросто. Для этого и предназначена постобработка сцены.

Оптические эффекты постобработки

   К оптическим эффектам относятся следующие:
   • Эффекты подключаемого модуля Lens Effects (Линзовые эффекты) – Glow (Сияние), Ring (Кольцо), Streak (Полоса), Star (Звезда) Rainbow (Радуга) и некоторые другие. Эти эффекты можно назначать материалу, объекту или источнику освещения.
   • Эффект Depht of Field (Глубина резкости) – имитирует сфокусированность камеры на объектах ближнего либо дальнего плана. Может включаться непосредственно с панели модификации параметров камеры или как эффект постобработки. Если использовать стандартный визуализатор 3ds Max 2009, то при включении этого эффекта непосредственно в настройках камеры он реализуется в несколько проходов рендеринга, в связи с чем занимает продолжительное время. У камеры VRayPhysicalCamera также есть возможность настроить этот эффект. Причем качество его даже с параметрами по умолчанию весьма удовлетворительно.
   • Motion Blur (Размытие при движении) – этот эффект можно использовать, чтобы придать модели или сцене на статичном изображении иллюзию движения, как это происходит в реальной жизни при фотографировании быстро движущихся объектов.
   Вышеописанные эффекты можно инициализировать с помощью команды меню Rendering → Effects (Визуализация → Эффекты) либо на вкладке Effects (Эффекты) диалогового окна Environment and Effects (Окружение и эффекты). Кроме того, некоторые из них включаются из панели модификации параметров камеры. В сцене проекта, описываемого в данной книге, вряд ли пригодится эффект Motion Blur (Размытие при движении), а вот некоторые эффекты из группы Lens Effects (Линзовые эффекты) и Depht of Field (Глубина резкости) вполне можно попробовать использовать для достижения большей реалистичности сцены.
   1. Вначале можно добавить светящийся ореол вокруг светильника с абажуром, торшера и лампы-шара в сцене с вечерним освещением. Для этого применяются эффекты Glow (Сияние) и Star (Звезда). Так как скорость визуализации модулей Mental Ray с использованием Final Gather (Финальный сбор) очень медленная, то лучше продолжать работу со сценой для модуля визуализации VRay. Загрузите файл Walls&materials_VR_Draft_Night.max, сохраненный ранее, или возьмите его с DVD-диска, прилагаемого к книге.
   2. Откройте редактор материалов и загрузите из сцены в свободную ячейку двусторонний материал для моделей торшера и абажура так, чтобы он остался «горячим». Этому материалу теперь нужно присвоить идентификатор канала эффектов номер 6. На панели инструментов редактора материалов нажмите кнопку Material Effects Channel (Каналы эффектов материала). В открывшейся панели (рис. 5.77) выберите идентификатор с номером 6, теперь материалу Lampshade назначен шестой канал эффектов.

   Рис. 5.77. Панель идентификаторов каналов эффектов

   Идентификатору материала шарообразного светильника с растением присвойте идентификатор канала эффектов с номером 5.
   3. Откройте диалоговое окно Environment and Effects (Окружение и эффекты) на вкладке Effects (Эффекты). Нажмите кнопку Add (Добавить) и из предложенного списка выберите Lens Effects (Линзовые эффекты) (рис. 5.78). Из левого списка в свитке Lens Effects Parameters (Параметры линзовых эффектов) выберите Glow (Сияние) и Star (Звезда) и перенесите в правый список.

Рис. 5.78. Диалоговое окно эффектов

4. Линзовые эффекты могут быть назначены как материалам, так и источникам освещения. В данном случае нужно будет присвоить эффект материалу. Для этого в том же диалоговом окне в свитке Glow Element (Элемент сияния) на вкладке Options (Опции) (рис. 5.79) установите флажки Object ID (Идентификатор объекта) и Effect ID (Идентификатор эффекта) и задайте номер идентификатора. Для данной сцены параметры эффекта можно настроить так, как показано на рис. 5.80:

Рис. 5.79. Параметры эффекта Glow (Сияние)

   Рис. 5.80. Параметры эффекта Glow (Сияние) для материала торшера и абажура

   · Size (Размер) – определяет размер области эффекта на изображении;
   · Intensity (Интенсивность) – определяет яркость эффекта;
   · Squeeze (Сжатие) – установка этого флажка в свитке Glow Element (Элемент сияния), а также значения в свитке Lens Global Effects (Глобальные эффекты линз) приводит к сжатию размера области эффекта по вертикали и горизонтали;
   · Occlusion (Ограждение) – позволяет указать минимальный и максимальный радиус влияния объектов на отображение эффекта;
   · Use Source Color (Использовать исходный цвет) – при установке значения от 1 до 100 задается степень использования цвета объекта как основного цвета эффекта.
   Для лампы-шара попробуйте самостоятельно настроить эффект сияния, основываясь на настройках данного эффекта для материала торшера. Следующие эффекты, которые вместе с другими или отдельно можно использовать в сценах интерьера – Star (Звезда), Ray (Луч). Задействовав их в данной сцене с определенными настройками (рис. 5.81), можно получить оптический эффект, имитирующий тонкие лучи, расходящиеся от источников освещения. Редактировать и настраивать эффекты можно, не производя расчет сцены заново. Для этого достаточно после визуализации сцены, не закрывая окно эффектов, изменить нужные параметры и нажать кнопку Update Effect (Обновить эффект). Изменится только эффект на изображении за несколько секунд, а остальная часть ее останется неизменной.

   Рис. 5.81. Параметры линзового эффекта Star (Звезда) для материала торшера

   Внимание!
   Если в качестве активного модуля визуализации используется Mental Ray, то стандартные оптические эффекты применять можно, но иногда Mental Ray выдает сообщение об ошибке неверного использования G-буфера. У этого модуля есть свои эффекты, которые в качестве шейдеров назначаются параметрам объектов виртуальных камер.

   Похожим образом настройте оптический эффект для модели светильника-шара. После настройки оптических эффектов визуализируйте изображение и сравните получившееся с показанным (рис. 5.82). Сохраните файл как Walls&materials_VR_Effects.max. Работу с ним можно закончить.

   Рис. 5.82. Оптические эффекты Glow (Сияние), Star (Звезда) и Ray (Луч)

   Следующим оптическим эффектом камеры, рассмотренным в данном разделе, будет Depth of Field (Глубина резкости). Этот эффект, как уже было сказано выше, добавляет реализма в сцену, имитируя сфокусированность камеры на объекте. В модуле VRay при использовании VRayPhysicalCamera данный эффект реализован весьма качественно, поэтому описание настройки и использование данного эффекта будет произведено для сцены с использованием визуализатора VRay. Для настройки эффекта проделайте следующее.
   1. Откройте файл Walls&materials_VR_Draft_Night.max или возьмите его с DVD-диска. Для демонстрации эффекта будет использован вид из камеры номер 1. Выберите в сцене эту камеру и отобразите ее в видовом окне Perspective (Перспектива).
   2. Выделите в сцене камеру 1 и, открыв свиток Sampling (Сэмплирование), установите флажок Depht of Field (Глубина резкости). Выше установите флажок Specify Focus (Специфический фокус) и в поле введите значение фокусного расстояния, равное 150. Если теперь визуализировать сцену, то на изображении получится область четкого изображения и область размытого (рис. 5.83). Необходимо учесть, что как и у реальной камеры, у VRayPhysicalCamera для качественной реализации глубины резкости значение F-number (диафрагма) должно быть небольшим (3,2–4,3). Сохраните файл как Walls& materials_VR_Night_DOF.max и завершите с ним работу.

Рис. 5.83. Визуализация эффекта Depht of Field (Глубина резкости)

Атмосферные эффекты

   В редакторе трехмерной графики, кроме всех прочих эффектов, существуют также эффекты, воспроизводящие атмосферу на финальном изображении сцены, при ее рендеринге.
   Модуль Volume Light (Объемный свет) позволяет создать в сцене имитацию прохождения света через какую-либо атмосферную среду с повышенной плотностью (например, проектор в кинозале).
   С помощью эффекта Fog (Туман) можно имитировать атмосферную дымку над возвышенностью или туман над рекой. Этот эффект равномерно распределяет по сцене имитацию тумана. Эффект Volume Fog (Объемный туман) позволяет сделать туман более плотным, слоистым и хорошо подходит для создания облаков.

Дополнительные возможности визуализации

   Нельзя ничего не сказать о некоторых расширенных возможностях трехмерного редактора 3ds Max 2009 в области визуализации и освещения. Например, в программе есть такой инструмент, как Panorama Exporter (Экспортер панорамы), который позволяет сделать панорамную съемку сцены с помощью одной, расположенной в середине камеры и сохранить ее в виде обычного изображения либо в виде HDRI-изображения (Изображение с высоким динамическим диапазоном), а также в формате Quick Time Player для получения движущегося панорамного обзора сцены. Изображения, сохраненные в виде HDRI (хотя, строго говоря, изображения сцен, сохраненные в этом формате, не являются в чистом виде HDRI), могут быть использованы в качестве карты окружения сцены для создания имитации освещенности или в качестве карты отражения для прозрачных и отражающих объектов. Такое отражение на объектах выглядит более четким и смотрится лучше. Для приобретения навыка получения панорамного изображения выполните следующие действия.
   1. В данном случае придется работать с файлом, в котором задействованы стандартные источники, так как с физической камерой VRay данный инструмент, к сожалению, не работает. В самой середине сцены (в том числе и по вертикали) расположите камеру типа Free Camera (Свободная камера). Настройки ее оставьте по умолчанию, так как Panorama Exporter (Экспортер панорамы) имеет свои настройки. В видовом окне Perspective (Перспектива) выберите вид из только что созданной камеры.
   2. Откройте меню Rendering (Визуализация) и выберите пункт Panorama Exporter (Экспортер панорамы). На командной панели откроется вкладка Utilites (Утилиты), на которой внизу будут расположены две кнопки – Render (Расчет) и Viewer (Просмотрщик). Просмотрщик панорамы позволяет открыть любое изображение как панораму, правда, с сильными перспективными искажениями. Нажмите кнопку Render (Расчет), и откроется диалоговое окно Render Setup Dialog (Диалог установки рендера) с настройками панорамной съемки (рис. 5.84), причем ниже в списке находятся настройки выбранного алгоритма расчета финального изображения.

Рис. 5.84. Настройки панорамного рендеринга

3. Попробуйте сделать несколько панорамных изображений с параметрами по умолчанию. Сохранить после визуализации их можно при участии автоматически открывающегося просмотрщика, в виде цилиндрического или сферического изображения в любом предложенном формате (рис. 5.85), а также в формате Quick Time movie. Теперь установите с помощью нужных настроек хорошее качество изображения, задайте разрешение 2048 х 1024 и запустите расчет панорамного изображения.

Рис. 5.85. Сферическое отображение панорамного вида

4. Сохраните полученное изображение как в цилиндрической, так и в сферической проекции в формате *.tif, *.mov, а также в формате *.hdr, поставив при сохранении в диалоговом окне переключатель в положение Normal Pixel Data (Ограничение данных изображения), так как в данном изображении не задействован G-буфер. Если теперь данное изображение в формате *.hdr применить в качестве карты к параметру Glossiness (Глянцевость) материала стекла, то у модели со стеклянным материалом появится интересный эффект отражения окружающего пространства (рис. 5.86). Панорамные изображения хранятся на DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Textures&Maps.

   Рис. 5.86. Имитация отражения окружающей среды в материале стекла при помощи HDR-карты

   5. Сохраните файл как Walls&Materials_Std_Panorama.max и завершите работу с программой.
   Карты HDRI (Изображения с высоким динамическим диапазоном) могут использоваться как для окружения сцен, так и для их освещения. Конечно, использовать их для освещения в интерьерных визуализациях проблематично из-за слишком сильного замедления просчета, а вот при визуализации отдельных объектов и моделей, например мебели, вполне допустимо и даже желательно использовать. В этом случае объект приобретает оттенки используемой HDR-карты, и если сцена правильно настроена, с помощью этой карты будет воспроизведено освещение, присутствующее в месте съемки этого HDR-изображения. Существует несколько способов создания HDRI-карт. Например, используя качественную фототехнику, в одном месте производят серию панорамной или обычной съемок с разным значением выдержки. Это достаточно трудоемкий процесс, так как серий снимков для создания полноценной HDR-текстуры при фокусном расстоянии объектива 35 мм потребуется около 50.
   Как правило, съемка производится в формате RAW. Затем в специальной программе для создания HDRI сшивают все полученные изображения. Таким образом, получается изображение, которое несет в себе практически весь диапазон цветовых оттенков, присущих месту съемки.
   Чтобы получить опыт освещения отдельных трехмерных моделей с помощью HDRI, воспользуемся файлом Main_Scn_test.max, который был сделан еще в начале работы над проектом и находится в каталоге Models DVD-диска. Для него будет настроено освещение в модуле VRay с использованием HDRI-карты, а затем произведена фотореалистичная визуализация нескольких моделей из проекта.
   Для того чтобы начать работу по созданию сцены, проделайте следующее.
   1. Откройте файл Main_Scn_test.max или загрузите его с DVD-диска из папки Models. Сохраните файл как Main_Scn_test_HDRI.max. Сделайте VRay активным визуализатором. Создайте один материал типа VRayMtl белого цвета для стен, а другой с картой паркета из каталога Textures&Maps – для пола. Назначьте материалы моделям пола и потолка.
   2. Установите в сцену VRayPhysicalCamera и настройте ее параметры (рис. 5.87). Настройте параметры визуализации как для чернового рендера. Эти настройки описаны ранее.

Рис. 5.87. Параметры физической камеры VRay для визуализации сцены с HDRI

3. Установите в любое место сцены осветитель VRayLight. Из раскрывающегося списка выберите тип источника Dome (Купол). Именно этот источник позволяет назначать HDR-карту на слот в области Texture (Текстура). В области Sampling (Образцы) увеличьте число образцов до 12–24 в зависимости от мощности компьютера (рис. 5.88). Остальные параметры источника оставьте по умолчанию.

Рис. 5.88. Параметры осветителя VRayLight

4. Откройте окно просмотра материалов и карт. В свободный слот редактора материалов загрузите карту VRayHDRI. Для создания окружения сцен обычно берут HDR-карту большого размера и высокой четкости, а для создания освещения, наоборот, нужна небольшого размера размытая карта. Нажав в настройках карты VRayHDRI кнопку Browse (Открыть), выберите в каталоге Textures&Maps файл с расширением *hdr. Настройте параметры карты VRayHDRI (рис. 5.89).

Рис. 5.89. Настройки карты VRayHDRI

5. Скопируйте как Instance (Экземпляр) карту на слот в области Texture (Текстура) источника света VRayLight, установленного в сцену. После этого изменение параметров карты в редакторе материалов повлечет за собой изменения у карты на слоте Texture (Текстура) осветителя VRayLight. Визуализируйте изображение и оцените его качество (рис. 5.90).

Рис. 5.90. Визуализация пустой сцены с освещением HDR-картой

6. Модели удобнее будет присоединить из сцен с отрегулированными материалами, например из файла Walls&materials_VR_Night_DOF.max. Присоедините к новой сцене модели кожаного кресла, стола с блокнотом и люстры со второго этажа сцены помещения. Расположите объекты в поле зрения камеры, изменив по необходимости ее параметры (рис. 5.91).

Рис. 5.91. Размещение объектов для фотореалистичной визуализации

7. Визуализируйте сцену с параметрами для чернового рендера. Станет видно, что материал объектов выглядит чересчур зернистым. Можно либо увеличить число образцов материала, либо улучшить качество визуализации. Скорее всего, придется делать и то и другое. Снимите с объектов материалы, которые выглядят зернистыми, и увеличьте число их образцов до шестнадцати. Если предварительная черновая визуализация покажется нормальной, установите параметры визуализации для окончательного просчета изображения с разрешением 1024 х 768. Можно включить улучшение деталей (DE в свитке Indirect Illumination). Особенно критичным к качеству освещения с помощью HDRI является параметр HpSph Subdivs (Полусферические образцы). Значение этого параметра можно установить 150–250. Визуализируйте сцену с финальным качеством (рис. 5.92), возможно, результата придется ждать долго. На компьютере с процессором Core 2 Quad 6600 и оперативной памятью 4096 Мб изображение визуализировалось около 3,5 часа. Сохраните файл и завершите с ним работу. Файл с моделями и освещением HDRI можно найти на диске в каталоге Scenes_assembly.

   Рис. 5.92. Изображение визуализировано с использованием HDR-карты

   Кроме всех прочих эффектов хотелось особо отметить такой объект, как Blob Mesh (Сетка капель), относящийся к составным объектам, с его помощью можно создать вязкие органические формы, воду, состоящую из метасфер, и анимировать их. Нельзя ничего не сказать про модуль Hair and Fur (Волосы и мех), который можно задействовать в интерьерных сценах для моделирования, например, пушистых ковриков. Настроек у этого модификатора достаточно много и их описание выходит за пределы данной книги, параметры его можно изучить, воспользовавшись справочным руководством к программе 3ds Max. Читателю будет предложено рассмотреть один из самых простых видов использования этого модуля – для моделирования шкуры на полу в кабинете.
   1. Наиболее целесообразным будет создать объект в отдельном файле, а затем присоединить его к сцене. Откройте файл Index.max или загрузите его с компакт-диска. Из примитива Plane (Плоскость) при помощи изображения Cow_skin.jpg, которое можно найти на DVD-диске в папке Textures&Maps, создайте объект размером 200 х 200 см, который назовите Cow_skin. Количество сегментов по обеим сторонам модели должно быть равно 20. Преобразуйте объект в полигональную сетку и путем удаления полигонов и перемещения вершин придайте ему форму шкуры, как на изображении Cow_Skin.jpg (рис. 5.93). Можно также сделать сплайн нужной формы, а затем выдавить его соответствующим модификатором.

Рис. 5.93. Полигональный объект в форме шкуры коровы

2. Теперь примените к объекту модификатор Hair and Fur (Волосы и мех). Параметры его установите, как на рис. 5.94.

Рис. 5.94. Основные параметры настройки модификатора волос и шерсти

3. Откройте свиток Material Parameters (Параметры материала). На небольшой слот рядом с названием Root color (Цвет корня) назначьте изображение Cow_Skin.jpg, чтобы ворс по цвету совпадал с основным объектом (рис. 5.95). Остальные параметры этого свитка оставьте по умолчанию.

Рис. 5.95. Настройка карты цвета ворса

4. Теперь необходимо расположить волоски так, как они обычно расположены на подобных шкурах, а точнее их изгиб должен быть направлен по обе стороны от середины объекта. Возиться с расческами и другими инструментами стайлинга волос не очень приятное занятие, только если вы не профессиональный парикмахер. Воспользуемся более простым методом. Перейдя в видовое окно Front (Вид спереди), создайте у поверхности плоскости два сплайна дугообразной формы, которые далее соедините в один (рис. 5.96). Выделите объект с модификатором Hair&Fur, откройте свиток Tools (Инструменты) и нажмите кнопку Recomb From Splines (Преобразовать согласно сплайнам). После этого укажите в видовом окне созданный ранее сплайн, и ворсинки примут его форму (см. рис. 5.96).

Рис. 5.96. Преобразование направления ворсинок

5. Моделирование ворса закончено. Чтобы придать шкуре толщину, примените к ней модификатор Shell (Оболочка). Далее можно применить модификатор Turbo Smooth (Турбосглаживание) для сглаживания формы модели. В завершение моделирования коврика визуализируйте сцену. Вначале визуализируется подложка, а затем произойдет просчет и отображение ворса (рис. 5.97). Сохраните сцену как Cow_Skin.max и завершите с ней работу. После этого можно присоединить готовую модель к любой сцене.

Рис. 5.97. Визуализированное изображение модели шкуры

6. Чтобы ворс можно было визуализировать в других модулях кроме стандартного сканирующего визуализатора, необходимо проделать некоторые манипуляции. Откройте диалоговое окно Environment and Effects (Окружение и эффекты) и перейдите на вкладку Effects (Эффекты). Откройте свиток Hair and Fur (Волосы и шерсть) и из списка Hairs (Волосы) выберите тип Geometry (Геометрия) (рис. 5.98). Преобразовать ворсинки в геометрические объекты можно также в меню Tools (Инструменты) модификатора.

Рис. 5.98. Инструмент преобразования эффекта Hair&Fur (Волосы и шерсть) в геометрию

В завершение этого раздела и главы в целом можно сказать, что описаны были далеко не все эффекты визуализации, что есть в программе 3ds Max 2009. Например, в редакторе также есть системы частиц и искривления пространства, используемые для получения имитации атмосферных явлений (дождь, снег и т. д). И конечно, множество подключаемых модулей, как для реалистичного освещения виртуального пространства, так и для реализации всевозможных визуальных эффектов. Информацию по дополнительным модулям можно почерпнуть из Интернета, а также найти там их свободно распространяемые версии.

Приложение А
Моделирование объектов из ткани при помощи модуля Reactor (Реактор) и модификатора Cloth (Ткань)

Как правило, ни один интерьер не обходится без драпировок окон или просто занавесок. Для этого в программе 3ds Max 2009 существует достаточное количество способов. Например, модуль взаимодействия объектов Reactor (Реактор). Применив модуль расчета динамики Reactor (Реактор), который находится в составе программного обеспечения 3ds max 2009, можно также смоделировать скатерти, лежащие на столах, и другие объекты из ткани. При помощи реактора можно смоделировать сцены с объектами, свойства которых схожи со свойствами предметов из реальной жизни. Применение реактора обеспечит корректный расчет взаимодействия между трехмерными предметами со свойствами коллекций реактора. С помощью этого модуля возможно смоделировать воду, ткань, мягкие тела и другие динамические объекты. Во второй главе была смоделирована кровать с балдахином, который будет создан другим способом – путем применения модификатора Cloth (Ткань).

Создание скатерти на основе NURBS-поверхности

Для различных интерьеров могут понадобиться круглые и прямоугольные ска терти. Смоделировать их можно несколькими методами: сплайновым модели рованием, выдавливанием опорных сечений по пути или с помощью NURBS-поверхности. В данном случае попробуем метод NURBS-моделирования. Мы опишем методы создания только двух поверхностей – круглой и прямоугольной – для последующего превращения их в скатерти по форме столов. Далее будет описан способ назначения этим поверхностям динамики с использованием модуля Reactor (Реактор). Кроме того, симуляцию ткани можно произвести с помощью модификатора Cloth (Ткань), что и будет описано ниже. Для создания нужных поверхностей выполните следующие действия.
1. Откройте файл Index.max. Сначала переключите единицы измерения программы с сантиметров на метры и установите размер сетки 0,1 м. Тогда модуль расчета динамики Reactor (Реактор) корректнее рассчитает движение объекта. На вкладке Create (Создать) командной панели из раскрывающегося списка выберите пункт NURBS Surfaces (NURBS-поверхности) и в окне вида Top (Сверху) создайте NURBS-поверхность типа Point Surf (Точечная поверхность) размером примерно 2 х 2 м. Поместите ее в точку с координатами (0, 0, 0). На вкладке Modify (Модификация) командной панели при выделенной поверхности откройте свиток Surface Approximation (Аппроксимация поверхности). В области Tessellation Presets (Установки заполнения) нажмите кнопку High (Высокий), а в области Tessellation Method (Метод заполнения) установите переключатель в положение Spatial (Пространственный) и в поле Edge (Край) введите значение 0,07 (рис. A.1).

Рис. A.1. Параметры NURBS-поверхности на вкладке Modify (Модификация) командной панели

2. В этом же свитке нажмите кнопку Advanced Parameters (Расширенные параметры). Появится окно Advanced Surface Approx. (Расширенная аппроксимация поверхности) (рис. A.2). Установите переключатель Subdivision Style (Стиль разбиения) в положение Delaunay и в поле Maximum Number of Triangles (Максимальное число треугольников) введите значение 10 000. Если компьютер достаточно мощный, можно ввести значение 20 000, результат будет более сглаженный. Нажмите кнопку OK. Окно закроется и выбранные параметры будут назначены NURBS-поверхности, которая послужит основой для прямоугольной скатерти. Назовите новый объект Sq_Tablecloth и скройте его на время. Сохраните файл как Table_Cloth.max, работу с ним пока завершать не нужно.

Рис. A.2. Расширенные параметры разбиения поверхности

3. В этой же сцене создадим заготовку для круглой скатерти. Так как в наборе стандартных NURBS-поверхностей нет объектов формы окружности, их можно получить из примитива Cylinder (Цилиндр) или из сплайна типа Circle (Окружность). На вкладке Create (Создать) командной панели нажмите кнопку Shapes (Формы) и, нажав в свитке Object Type (Тип объекта) кнопку Circle (Окружность), в окне вида Top (Сверху) создайте сплайн в форме окружности радиусом 1,25 м. Назовите сплайн C_Tablecloth. Щелкните правой кнопкой мыши на объекте C_Tablecloth и из раскрывающегося списка пункта контекстного меню Convert to: (Преобразовать в:) выберите Convert to NURBS (Преобразовать в NURBS) (рис. A.3).

Рис. A.3. Меню видов преобразования сплайна

4. В панели модификации щелкните мышью на значке NURBS Creation Toolbox (Панель создания NURBS). В левом углу основного окна программы появится панель (рис. A.4) с видами поверхностей. На этой панели нажмите кнопку Create Extrude Surface (Создать поверхность выдавливания), появится курсор в виде креста со значком поверхности. Наведите его на окружность, щелкните левой кнопкой мыши и, не отпуская (сплайн окрасится в синий цвет), сдвиньте курсор вверх. В панели модификации в поле Amount (Количество) области Extrude Surface (Выдавленная поверхность) установите значение 0,002 м – это будет толщина объекта. Получится не совсем такой результат, как ожидалось (рис. A.5), – объект без верха. Для исправления этого установите флажок Cap (Верх) в области Create Surface (Создать поверхность). Затем в любом из окон щелкните правой кнопкой мыши, подведя курсор к поверхности. В контекстном меню выберите Properties (Свойства) и на вкладке General (Общие) появившегося окна снимите флажок Backface Cull (Отображение невидимых поверхностей).

Рис. A.4. Панель создания

Рис. A.5. Созданная NURBS-поверхность без верха

5. Далее откройте свиток Surface Approximation (Аппроксимация поверхности) и задайте соответствующие параметры (рис. A.6) для объекта будущей круглой скатерти. Нажав кнопку Advanced Parameters (Расширенные параметры), в меню Advanced Surface Approx. (Расширенная аппроксимация) выберите тип разбиения поверхности Delaunay со значением 10 000.

   Рис. A.6. Параметры поверхности для создания круглой скатерти

   6. В данном случае задача заключается в создании лежащей на столе скатерти, которая должна повторять форму стола. Скройте объект C_Tablecloth и отобразите Sq_Tablecloth. Выделите объект Sq_Tablecloth и выберите на панели модификации из списка модификатор reactor Cloth. В окне вида Top (Сверху) создайте примитив Box (Параллелепипед) длиной и шириной 0,8 м, а высотой – 1 м. Назовите его RB Box – этот объект будет твердым телом, с которым будет взаимодействовать заготовка модели скатерти. Разместите как будущую скатерть, так и параллелепипед в начале координат по оси X и Y, а по оси Z параллелепипед сместите вниз на 1,05 м от начала координат.
   7. Выделите параллелепипед и в главном меню выберите Animation (Анимация) → Reactor (Реактор) → Create object (Создать объект) → Rigit Body Collection (Коллекция твердых тел). Или отобразите плавающую панель Reactor (Реактор), щелкните на кнопке

панели модуля Reactor (Реактор). В сцене появится значок RB Collection (Коллекция твердых тел) (рис. A.7). Затем откройте вкладку Modify (Модификация) командной панели – там должны отобразиться параметры коллекции твердых тел, среди которых в свитке RB Collection Properties (Свойства твердотельных предметов) будет стоять название параллелепипеда RB Box (рис. A.8). Если же в списке нет этого объекта, нажмите кнопку Add (Добавить) и, выбрав из списка объект RB Box, добавьте его в коллекцию твердых тел.

Рис. A.7. Значки коллекции твердого тела и коллекции ткани в сцене

Рис. A.8. Панель модификации объектов твердотельной коллекции

8. Параметры параллелепипеда, который сейчас является твердым телом, оставьте по умолчанию, а динамические параметры модели куска ткани нужно несколько изменить. В панели модификации при выбранном модификаторе reactor Cloth появятся динамические параметры объекта (рис. A.9). Измените их, как показано на рис. A.9. Обязательно установите флажок Avoid Self-Intersections (Избегать самопересечений). Установите следующие параметры объекта коллекции ткани: Mass (Масса) – 0,4 кг, Fricton (Трение) – 0,5, Rel Density (Плотность относительно воды) – 0,3, Air Resistance (Сопротивление воздуха) – 0,1, в области Force Model (Модель каскада) поставьте переключатель в положение Simple Force Model (Простая модель каскада) и задайте значения Stiiffness (Жесткость ткани) – 0,1, Damping (Затухание колебаний) – 0,3. В области Fold Stiffness (Жесткость на изгиб) поставьте переключатель на None (Нет). Остальные параметры оставьте по умолчанию.

Рис. A.9. Параметры объекта с модификатором reactor Cloth

9. Щелкните на кнопке

панели реактора. В сцене появится значок Cloth-Collection (Коллекция ткани) (см. рис. A.7) и в панели модификации в свитке Cloth Entities (Набор ткани) появится название объекта, который в дальнейшем станет моделью скатерти. Точно так же можно включить в сцену объекты модуля Reactor (Реактор), если на вкладке Create (Создать) командной панели щелкнуть на кнопке

Helpers (Помощники) и из списка выбрать Reactor (Реактор), а затем, нажав нужную кнопку в программе для выбора определенного объекта, щелкнуть левой кнопкой мыши в любом из видовых окон.
10. Теперь необходимо настроить реактор для расчета динамики объектов. На командной панели откройте вкладку Utilities (Утилиты) и нажмите кнопку reactor. Откройте верхний свиток Preview & Animations (Просмотр и анимация). В поле End Frame (Конечный кадр) установите значение 100. Это означает, что анимация расчета динамики будет состоять из 100 кадров. В поле Substeps/Key (Приращение/Ключ) установите значение 38. Установите флажок Update Viewports (Обновить порты просмотра). В свитке World (Окружающая среда) измените следующие параметры (рис. A.10):

   Рис. A.10. Параметры в свитке World (Окружающая среда)

   · В области Gravity (Гравитация) в поле оси Z поставьте значение -9,8 м. Это будет соответствовать земной силе тяжести, действующей на предметы в реальной жизни.
   · World Scale (Мировой масштаб) оставьте 1:1. Col. Tolerance (Допустимые отклонения) – 0,03 м. В областях Add. Deactivator (Добавить деактиватор) и Add Drag Action (Добавить перенос) оставьте значения по умолчанию.
   · В области Fracture Penetrations (Характерное проникновение) установите значение Velocity Cap (Предел скорости) – 5000 м, другим параметрам оставьте значения по умолчанию.

   Внимание!
   Перед расчетом динамики сделайте независимую копию объекта Sq_Tablecloth. Она пригодится для моделирования второй скатерти, которая будет лежать поверх той, что сейчас моделируется. Назовите новый объект Sq_Tablecloth_T.

   11. После вышеописанных действий щелкните мышью в окне Perspective (Перспектива) и далее в свитке Preview & Animations (Просмотр и анимация) панели reactor нажмите кнопку Create Animation (Создать анимацию). Программа начнет расчет анимации динамики взаимодействия моделей ткани и твердого параллелепипеда. На компьютере с процессором Core 2 Duo 6600 и оперативной памятью 2048 Мбайт расчет занял около 5 минут. Если с симуляцией ткани что-то будет не так, например появятся заломы на модели скатерти или вообще процесс пойдет не так, как предполагалось, увеличьте параметр Substeps/Key (Приращение/Ключ) и запустите расчет заново. Файл с уже анимированной моделью прямоугольной скатерти можно найти на DVD-диске в папке Ar-deco_apartment_project → Models → Table_Cloth.max, а во вложенной папке Animation есть файл анимации динамики ткани в формате *.avi (пример с прямоугольной скатертью).

   Внимание!
   Если расчет динамики проходит не так, как предполагалось, в поле отображения прогресса анимации нажмите кнопку Cancel (Отменить). Далее в панели модификации выберите, выделив в сцене объект C_Tableclot, модификатор reactor Cloth и нажмите кнопку Clear Keyframes (Очистить ключевые кадры). После этого измените параметр Substeps/Key (Приращение/Ключ) и вновь запустите расчет динамики.

   12. После расчета можно визуализировать любой кадр полученной анимации, впрочем, как и всю анимацию полностью. Для того чтобы получить статичную модель скатерти, лежащей на столе, движком на временной линейке (Track Bar) переместитесь на тот кадр, изображение в котором наиболее подходит для окончательного вида модели. В панели модификации, выделив объект Sq_Tablecloth, щелкните правой кнопкой, поместив курсор на верхний модификатор. В открывшемся меню выберите команду Collapse All (Свернуть все). Появится диалоговое окно (рис. A.11), в котором нужно нажать кнопку Yes (Да). После этих манипуляций трехмерный объект будет преобразован в Editable Mesh (Редактируемая сетка). Теперь можно удалить параллелепипед RB_Box.

   Рис. A.11. Диалоговое окно предупреждения

   Совет
   В целях закрепления знаний можно не делать копию модели прямоугольной скатерти, а создать новую квадратную NURBS-поверхность со стороной 1,4 м. Далее назначить ей точно такие же модификаторы и параметры, как описаны выше, и сделать расчет динамики, не забыв внести объект в список коллекции тканей. Конечно, если вторая скатерть отличается от первой размерами, то ей нужно назначить параметры, отличные от тех, что давались объекту Sq_Tablecloth, но в этом случае пользователь действует на свой страх и риск – симуляция ткани может получиться не такой, как предполагалось. В крайнем случае измените только значение массы тела объекта, сделав его меньше.

   13. Для создания модели второй скатерти, которая должна лежать поверх уже созданной и будет размером поменьше первой, выделите в сцене объект Sq_Tablecloth_T. Инструментом Select and Move (Выбрать и переместить) поднимите выделенный объект по оси Z так, чтобы он слегка касался уже смоделированной скатерти, преобразованной в редактируемую сетку. Уменьшите масштаб объекта Sq_Tablecloth_T так, чтобы сторона его была 1,4 м (так как модель скатерти квадратная). Внесите уже готовую скатерть в список твердых тел. После этого снова запустите расчет динамики симуляции ткани; если все сделано правильно, то для расчета корректной динамики взаимодействия хватит 50 кадров. Когда получится нужная модель (рис. A.12), сохраните файл как Table_Cloth2.max. Сцену с анимацией модели второй скатерти можно найти в файле с одноименным названием в папке Ar-deco_apartment_project → Models DVD-диска, прилагаемого к книге. После выбора нужного кадра командой Collapse All (Свернуть все) преобразуйте модель второй скатерти в редактируемую сетку, сохраните файл и закройте программу.

Рис. A.12. Результат расчета динамики двух моделей прямоугольной скатерти

Моделирование круглой скатерти

В случае с круглой скатертью для расчета динамики необходимо выполнить практически те же действия, правда, с некоторыми отличиями. Отобразите круглую NURBS-поверхность и удалите все модели прямоугольных скатертей. В окне вида Top (Сверху) создайте цилиндр радиусом 0,58 м и высотой 0,3 м. Назовите его RB_Cyl – это твердотельный объект, с которым будет взаимодействовать NURBS-поверхность при моделировании скатерти. Расположите его так, чтобы координаты центров объекта C_Tablecloth и объекта RB_Cyl совпадали по горизонтали, а по вертикали будущая скатерть была на 0,03 м выше твердотельного цилиндра (рис. A.13). В том же окне создайте плоскость шириной 8,5 м и длиной 6,75 м. Опустите ее примерно на 4 м ниже цилиндра. Эта плоскость позволит избежать некоторых искажений объектов в процессе расчета динамики взаимодействия.

   Рис. A.13. Расположение твердотельного объекта и будущей модели круглой скатерти

   1. Примените к объекту C_Tablecloth модификатор reactor Cloth, задав в панели модификации объекту те же параметры, что и при создании прямоугольной скатерти. Введите в сцену объекты реактора RB_Collecrion (Коллекция твердых тел) и Cloth_Collection (Коллекция ткани) и в список твердых тел занесите цилиндр и плоскость, а в список коллекции ткани – объект C_Tablecloth.
   2. В свитке World (Окружающая среда) панели Reactor (Реактор) в полях значений установите те же параметры, что и при создании прямоугольных скатертей (см. рис. A.10). Выделите находящуюся внизу плоскость и в панели реактора откройте свиток Properties (Свойства). В области Simulation Geometry (Симуляция геометрии) установите переключатель в положение Concave Mesh (Вогнутая сетка), так как плоскость не является выпуклым объектом. Остальные объекты этой сцены будут иметь тип Convex (Выпуклые), и их свойства можно оставить по умолчанию (рис. A.14).

   Рис. A.14. Свойства объекта в панели реактора

   3. В поле Substeps/Key (Приращение/Ключ) свитка Preview & Animation установите значение 66. Установите флажок Update Viewports (Обновить порты просмотра) и, щелкнув мышью в окне Perspective (Перспектива), нажмите кнопку Create Animation (Создать анимацию). Если расчет динамики взаимодействия будет не совсем корректным (заломы на модели ткани, объект сминается), то увеличьте значение Substeps/Key (Приращение/ Ключ) и запустите расчет заново.
   4. Из получившейся анимации выберите подходящий кадр и преобразуйте модель скатерти в редактируемую сетку (рис. A.15). Удалите объект RB_Cyl и сохраните файл как C_TableCloth.max. Файл анимированной модели круглой скатерти можно найти на DVD-диске, прилагаемом к книге, в папке Ar-deco_apartment_project C_Tablecloth.max, а во вложенной в нее папке Animation есть файл анимации динамики ткани в формате *.avi (пример с круглой скатертью).

Рис. A.15. Модель круглой скатерти, созданная при помощи модуля Reactor (Реактор)

Создание моделей с использованием модификатора Cloth (Ткань)

Один из последних шагов при моделировании будущей сцены – создание балдахина кровати с помощью модификатора Cloth (Ткань). Итак, приступим к выполнению упражнения.
1. Откройте файл Abracadabra.max с готовой моделью кровати. Один из вариантов симуляции ткани балдахина – использование модификатора Cloth (Ткань). Создайте в окне проекции Top (Вид сверху) замкнутый сплайн с габаритными размерами приблизительно 225 х 455 см. Назовите объект Canopy и назначьте ему модификатор Garment Maker (Моделирование одежды) с параметрами, как на рис. A.16. Сплайновый контур автоматически обретет поверхность из множества треугольников, число которых будет определяться параметром Density (Плотность). В данном случае единичная плотность сетки будет оптимальным вариантом и после симуляции не потребуется применения модификатора сглаживания.

Рис. A.16. Создание заготовки для балдахина

2. Примените к объекту модификатор Cloth (Ткань). Нажмите кнопку Object Properties (Свойства объекта) модификатора Cloth (Ткань) и, установив переключатель в положение Cloth (Ткань), выберите из списка тип ткани (рис. A.17). Нажмите кнопку Add Objects (Добавить объекты) и из открывшегося списка выберите все объекты, из которых состоит модель кровати, установив переключатель в положение Collision object (Объект пересечения) (см. рис. A.17). Нажмите кнопку OK, назначив тем самым параметры объектам.

Рис. A.17. Параметры ткани для симуляции занавески

3. Создайте примитив типа Box (Параллелепипед) с размерами 0,5 см по длине, ширине и высоте. Расположите его рядом с верхней частью каркаса под балдахин в середине спирали. Этот примитив нам понадобится для фиксации нескольких точек и соответственно всей модели балдахина при симуляции. Следующим действием расположите объект Canopy над кроватью согласно рис. A.18. Откройте список подобъектов модификатора Cloth (Ткань) и выберите Group (Группа). Выделите четыре точки над спиральной частью каркаса и в свитке Group (Группа) нажмите кнопку Make Group (Создать группу). Название группы отобразится в расположенном ниже окне. Далее в этом же свитке нажмите кнопку Node (Привязать) и в активном видовом окне щелкните левой кнопкой мыши, наведя курсор на созданный ранее параллелепипед. Этим действием мы привяжем к примитиву выделенные точки, образующие группу (см. рис. A.18). Закройте список подобъектов модификатора Cloth (Ткань).

Рис. A.18. Создание группы для фиксации модели

4. В свитке Simulation Parameters (Параметры симуляции) установите число кадров симуляции равное 50. Для полного затухания колебаний необходимо 100 кадров, но в таком случае окончания симуляции придется ждать слишком долго. В окне cm/unit введите значение равное 3,0. Это не совсем верно с точки зрения физики, зато после симуляции складки на ткани будут выглядеть более естественно, чем со значением 1. Нажмите кнопку Simulate (Симуляция), запустив тем самым процесс получения балдахина. По окончании симуляции для более сглаженного результата можно применить модификатор Relax (Ослабить). Визуализируйте результат (рис. A.19), сохраните файл как Abracadabra_Canopy.max и закройте программу. Файл с таким же названием можно найти на DVD-диске, кроме того, анимация создания балдахина находится на том же диске в папке Animation.

   Рис. A.19. Визуализированный результат модели балдахина

   5. При помощи модификатора Cloth (Ткань) можно создать модели штор и занавесок разной сложности. В нашем случае создадим простую занавеску, которая будет драпировать единственное окно. Здесь есть два момента, на которые нужно обратить внимание. Во-первых, окно эркерное, имеющее скругление, а во-вторых, рядом с окном расположена лестница. Из вышесказанного становится понятно, что необходимо будет точно позиционировать занавеску относительно стен и окна, избегая при этом пересечений с лестницей. Откройте файл с моделями стен и лестницы Walls_project_Full_Smooth1.max. Оставьте в сцене модели стен двух уровней помещения, остальные объекты удалите. Разгруппировав модель лестницы, удалите все ее части кроме Railings 01 – часть перил расположенная ближе к окну, она послужит объектом пересечения при симуляции занавески. Сохраните файл как Curtain.max.
   6. Выделите объект Walls_S_Floor и выбрав подобъект Edge (Ребро), выделите ребра верхней части оконного проема внутри помещения (рис. A.20). В панели модификации откройте свиток Edit Edges (Редактирование ребер) и нажмите кнопку Create Shape From Selection (Создать форму из выделения). Таким образом, получится сплайн, с помощью которого мы зададим начальную форму модели занавески.

Рис. A.20. Выделение ребер для создания сплайна

7. Выделите вновь созданный сплайн и измените его масштаб до 150 %. Затем создайте копию сплайна и расположите на пару сантиметров выше по оси Z. Выделите нижний сплайн и примените к нему модификатор Extrude (Выдавливание) со значением -360 см (рис. A.21). Назовите этот объект Curtain. Таким образом моделируются заготовка занавески и объект, при помощи которого на занавеске будут получены складки. Расположите модели так, чтобы объект Curtain закрывал оконный проем, находясь при этом в средней части подоконника (см. рис. A.21).

Рис. A.21. Создание и размещение заготовки для занавески

8. Преобразуйте объект Curtains в полигональную редактируемую сетку. Открыв подобъект Polygon (Полигон), выделите все полигоны будущей занавески и нажмите кнопку Tessellate (Разбиение) три раза, разделив поверхность на большое количество полигонов. Кроме того, придется использовать операцию Connect (Соединить), чтобы дополнительно разделить полигоны по вертикали. В результате поверхность должна получиться, как на рис. A.22. Присвойте объекту Curtain модификатор Cloth (Ткань). Откройте подобъект Group (Группа) данного модификатора и через одну выделите точки верхней грани модели будущей занавески (см. рис. A.22). После этого кнопкой Make Group (Создать группу) создайте группу и привяжите ее при помощи кнопки Node (Привязать) к сплайну, с которого была сделана копия.

Рис. A.22. Привязка группы точек к сплайну

9. Теперь добавим в сцену немного анимации с помощью автоматического назначения ключевых кадров. Прежде всего изменим количество кадров, необходимых для корректной симуляции. Нажмите кнопку Time Configuration (Временная конфигурация), которая находится в правой нижней части окна в панели управления временными параметрами анимации. Откроется одноименное окно, в котором можно изменить параметры, отвечающие за размер временной линейки, количество кадров в секунду, форматы анимированной последовательности. В области Animation (Анимация) этого окна в поле End Time (Время завершения) введите значение 500 и нажмите кнопку OK, изменив тем самым размер временной линейки (рис. A.23).

Рис. A.23. Конфигурация временных параметров анимации

10. Выделите сплайн, к которому мы только что привязали группу точек занавески и который послужит объектом для управления симуляцией ткани. Нажмите кнопку Auto Key (Автоматические ключи), которая находится в нижней части окна под линейкой треков, при этом рамка активного окна и проекции и движок временной линейки окрасятся красным. Нажмите на панели управления кнопку Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), а затем на клавиатуре F12, чтобы открыть окно ручного ввода параметров. Введите число 300 в поле Animation Playback Control (Управление анимацией), движок переместится на соответствующий кадр. В окне ручного ввода параметров масштабирования установите значения 95 по осям X, Y и Z вместо стоявших ранее 150 (рис. A.24). Таким образом, сплайн с 1 по 300-й кадр будет плавно менять масштаб, пока не достигнет размеров 95 % от первоначальных. Остальные 200 кадров потребуются для затухания колебаний ткани при симуляции. Отожмите кнопку Auto Key (Автоматические ключи) и, запустив анимацию кнопкой Play Animation (Проиграть анимацию), проследите за плавным изменением масштаба сплайна.

Рис. A.24. Назначение ключевых кадров параметру масштабирования

11. Необходимо задать параметры ткани объекту Curtain. Выделите его и в окне свойств объекта модификатора Cloth (Ткань) выберите из списка предустановок тип ткани Taffeta (Тафта). Добавьте в список объектов, участвующих в симуляции, объекты Floors_F_line и Railings_01 как Collision object (Объект пересечения) (см. рис. A.17). Нажмите кнопку OK, завершив тем самым настройку параметров симуляции. Осталось только скрыть для удобства модели стен и запустить процесс симуляции, нажав кнопку Simulate (Симуляция). Несмотря на довольно большое число кадров, если все сделано правильно, на компьютере с двухъядерным процессором симуляция займет не более 10–15 минут. В результате должна получиться модель занавески, которая даже не потребует назначения дополнительных модификаторов сглаживания (рис. A.25).

Рис. A.25. Визуализированная модель занавески

12. Отобразите все объекты сцены. Теперь необходимо убрать пересечения модели занавески со стенами, которых не удалось избежать. Это можно сделать, используя модификатор FFD Box (Контейнер FFD), операцию мягкого выделения и перемещение отдельных точек. Данную операцию читателю предлагается выполнить самостоятельно. Сохраните файл и закройте программу. Файл с отредактированной моделью занавески Curtain&FFD.max можно найти на DVD-диске, кроме того, анимация создания занавески находится на том же диске в папке Animation.

Дмитрий Владиславович Рябцев Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 2009