Текст книги "Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 2009"

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.

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.

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)