Splines в 3ds Max и работа с ними
Для успешного 3D моделирования не всегда обязательно использовать только трехмерные объекты. Множество интересных и сложных объектов проще создавать с помощью сплайнов (Splines). Сплайны — это линии, которые обычно объединяются в плоские геометрические фигуры. Сплайны очень просты в управлении и позволяют легко создавать плоские объекты с множеством искривлений. Причем, плоские объекты легко можно превращать в трехмерные.
1. Примитивы
Для создания сплайнов нужно перейти в Create – Shapes – Splines и выбрать один из существующих примитивов. Примитивы – это готовые геометрические фигуры, состоящие из прямых или кривых. Создавать сплайны рекомендуется из ортогональных проекций (Top, Front, Right и т.д.)
Line – основной примитив, который не имеет четкой формы. Он позволяет вручную создать фигуру любой формы. Причем фигура может быть как замкнутой, так и открытой. Line бывает трех видов: Corner (угловатая), Smooth (сглаженная) и Bezier (Безье).
Линия создается с помощью нажатия ЛКМ в рабочей области. Если нажатие было быстрое, то линия построится в зависимости от настройки Initial Type. Если ЛКМ была зажата на какое-то время, то часть линии построится в соответствии с разделом Drag Type. Линия будет строиться до тех пор, пока не окажется замкнута или пока не будет нажата ПКМ.
Все остальные примитивы замкнуты и имеют четкие параметры для настройки формы.
Rectangle – прямоугольник.
Circle – окружность.
Ellipse – эллипс. Внешне напоминает окружность, но настраивается иначе.
Arc – дуга.
Donut – двойная окружность (пончик, труба).
NGon– многоугольник с изменяемым количеством углов.
Star – звезда с изменяемым количеством исходящих «лучей».
Text – текст, состоящий из контуров различных знаков.
Helix – спираль. Уникальна тем, что среди перечисленных примитивов только она создается одновременно в 3х осях.
Egg – фигура, похожая на Donut, но имеющая форму яйца.
Section – плоскость, которая создает сплайны по форме других объектов. Новые сплайны создаются по форме объекта в зависимости от места пересечения с плоскостью.
2. Изменение объекта
Все сплайны состоят из подобъектов: Vertex (точки) и Segment (сегменты). Для взаимодействия с этими подобъектами необходимо конвертировать примитивы в Editable Spline или использовать модификатор Edit Spline. Для Line это делать не обязательно.
Все точки и сегменты можно перемещать, вращать и масштабировать. Для этого нужно перейти в раздел Selection и выбрать тип подобъектов. Перемещать можно любые подобъекты и в любом количестве. Вращать точки можно только если выбрать две и более. К сегментам это не относится. У масштабирования такие же условия, как у вращения. Вращение и масштабирование могут не работать, если выбрана неверная настройка Use Selection Center. Все данные преобразования можно производить во всех осях.
Interpolation – отвечает за плотность полигонов между точками. Это особенно важно для линий типа Smooth, чтобы при создании объема функцией Rendering, были более гладкими. Изменять плотность можно параметром Steps.
Geometry – раздел с большим набором функций, которой позволяет гибко редактировать один или несколько сплайнов. Значительная часть функций повторяет инструменты полигонального моделирования.
3. Превращение 2D в 3D
Все сплайны можно перевести в трехмерные объекты. Для этого можно воспользоваться модификаторами или задать размеры в разделе Rendering.
1) Модификаторы
Для использования модификаторов объект обязательно должен быть замкнутым. Если он будет открытым, то перестанет отображаться в рабочей области. Если объект состоит из двух непересекающихся закрытых сплайнов (Donut, Egg), то модификаторы будут действовать между линиями.
Edit Poly – превращает пространство внутри сплайнов в полигон. Не зависимо от формы объекта, количества углов и наличия внутренней формы, создастся один полигон. После этого объект можно редактировать методом обычного полигонального моделирования. Таким же образом работает и конвертация в Editable Poly.
Shell – создает из двумерной фигуры объемны объект. В отличие от Edit Poly, сразу создаются боковые и нижние полигоны.
Lathe – превращает незамкнутый сплайн в круговой объект. Иногда для работы функции необходимо сдвинуть ось вращения. Для этого нужно открыть свиток модификатора, выделить Axis и переместить с помощью Select and Move.
После применения модификаторов сплайн превращается в полноценный полигональный объект. А про основы полигонального моделирования вы можете узнать в статье «Введение в полигональное моделирование 3ds Max».
2) Rendering
С помощью этого метода можно создать объем вдоль сплайна. Он может быть круговым (Radial) и прямоугольным (Rectangular). Для этого нужно включить флажки Enable In Renderer (объем виден при рендеринге) и Enable In Viewport (объем виден в рабочей области).
При выборе Radial можно изменять толщину (Thickness), количество граней (Size), угол поворота (Angle).
При выборе Rectangular можно изменять длину (Length), ширину (Width), угол поворота (Angle) и отношение длины к ширине (Aspect).
Сплайны применяются во многих инструментах моделирования. Чтобы получше познакомиться с этим типом объектов, рекомендую к прочтению:
Сплайны – великолепный инструмент для моделирования сильно искривленных объектов. Благодаря им можно моделировать провода, веревки, плинтусы. Некоторые инструмент используют сплайны как вспомогательные объекты для выполнения своих задач. Одним словом, сплайны используются в моделировании повсеместно. Поэтому каждый опытный пользователь 3ds Max просто обязан уметь ими пользоваться.
Урок 3. Сплайны.
В этом уроке вы узнаете что такое сплайны, для чего они нужны и как с ними работать.
Вот основные формы сплайнов, которыми я обычно пользуюсь:
Все сплайны состоят из точек (vertex) и сегментов (segment):
Точки бывают четырех типов:
Чтобы изменить тип точки нужно выделить одну или несколько точек и нажать правую кнопку мыши. В контекстном меню выбрать нужный тип.
В разеделе Modify сплайны имеют несколько вкладок: Rendering, Interpolation, Selection, Soft Selection и Geometry.
Вкладка Rendering:
Вкладка Interpolation:
Вкладка Geometry:
Использование модификатора Shell, на примере создания объемного текста.
Создаем сплайн Text:
В поле Text меняем текст на нужный, изменяем размер (Size). Выбираем и стека модификаторов Shell. Затем задаем нужную степень выдавливания (Inner Amount или Outer Amount)
Модификатор Shell можно применять только к закрытым сплайнам (не имеющим разрывов). Вот пример использование модификатора Shell на сплайны Text, Line, NGon и Star:
Модификатор Sweep.
Сперва создаим любую линию. Я создал Line с прямыми углами (создается с нажатой клавишей Shift)
Далее из списка модификаторов выбираем Sweep и получаем следующий результат:
Модификатор Lathe.
Поздравляю! Вы дошли до самой интересной части урока.
Модификатор Lathe используется для создания объектов имеющих симметрию вращения (это могуть быть кувшины, бокалы, бутылки, колонны, стаканы и много другое).
Все что вам потребуется это нарисовать вертикальную линию в проекции Font и выбирать из списка модификаторов Lathe:
Нам сразу же нужно переместить ось симметрии, для этого нажимаем на плюсик справа от названия модификатора и выбираем Axis. Перемещаем Axis по оси Х :
Теперь проверьте включена ли у вас кнопка Show end result on/off toggle, которая находится под списком модификаторов. Включить её нужно для того, что бы видеть эффект всех модификаторов назначенных объекту:
Далее переходим к редактированию вершин (нажимаем на плюс слева от Line и выбираем Vertex), добиваемся желаемого результата. Можете добавлять\удалять точки, менять их тип и т.д.
Модификатор Lathe имеет несколько параметров, вот основные из них:
На этом третий урок окончен. В этот раз видеоурок состоит из двух частей:
Сплайновое моделирование
Один из эффективных способов создания трехмерных моделей — использование техники сплайнового моделирования. В конечном итоге создание модели при помощи сплайнов (трехмерных кривых) сводится к построению сплайнового каркаса, на основе которого создается огибающая трехмерная геометрическая поверхность.
C п лайновые примитивы
Онлайновые примитивы представляют собой такой же рабочий материал, как и простейшие трехмерные объекты, создаваемые в 3ds max 7. Онлайновый инструментарий программы включает в себя следующие фигуры (рис. 3.38):
Рис. 3.38. Сп лайновые формы
Чтобы создать сплайновый объект, перейдите на вкладку Create (Создание) командной панели в категорию Shapes (Формы), выберите строку Splines (Сплайны) и нажмите кнопку создаваемого примитива. Все сплайновые примитивы имеют схожие настройки. Например, каждый описанный объект имеет два обязательных свитка настроек: Rendering (Визуализация) и Interpolation (Интерполяция) (рис. 3.39).
Рис. 3.39. Два общих свитка настроек всех онлайновых примитивов
По умолчанию сплайновые примитивы не отображаются на этапе визуализации и используются как вспомогательные объекты для создания моделей со сложной геометрией. Однако любой сплайновый примитив может выступать в сцене как самостоятельный объект. За отображение объекта в окне проекции и на этапе визуализации отвечает свиток настроек Rendering (Визуализация). Если установить флажок Renderable (Визуализируемый), объект на этапе визуализации становится видимым. Включенный параметр Display Render Mesh (Показывать сетку визуализации) позволяет визуализировать сплайновый примитив в окне проекции с учетом толщины сплайна, которая регулируется параметром Thickness (Толщина). Создаваемый сплайн характеризуется также количеством сторон Sides (Количество сторон) и углом их расположения Angle (Угол). Минимальное количество сторон сплайна — 3 (такой сплайн имеет треугольное сечение). Свиток настроек Interpolation (Интерполяция) определяет количество шагов интерполяции сплайна (количество сегментов между вершинами объекта). Установленный флажок Optimize (Оптимизация) служит для оптимизации сплайна.
Любой онлайновый примитив можно преобразовать в так называемый Editable Spline (Редактируемый сплайн), который позволяет изменять форму объектов.
Можно не преобразовывать сплайновую фигуру в Editable Spline (Редактируемый сплайн), а назначить объекту модификатор Edit Spline (Редактировать сплайн). В результате применения этого модификатора объект наделяется всеми свойствами редактируемого сплайна.
В отличие от всех онлайновых примитивов, объект Line (Линия) по умолчанию обладает всеми свойствами редактируемого сплайна, поэтому конвертировать его в редактируемый сплайн не имеет смысла.
Для преобразования сплайна в редактируемый щелкните на нем правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите команду Convert To > Convert to Editable Spline (Преобразовать > Преобразовать в редактируемый сплайн) (рис. 3.40). Форма сплайнового объекта, преобразованного в редактируемый сплайн, может быть откорректирована на следующих уровнях подобъектов: Vertex (Вершина), Segments (Сегменты) и Spline (Сплайн). Для перехода в один из этих режимов редактирования выделите объект, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели и, развернув список в стеке модификаторов, переключитесь в нужный режим редактирования.
Рис. 3.40. Открытие подменю Convert To (Преобразовать)
Переключаться между режимами редактирования можно при помощи кнопок в свитке Selection (Выделение), который присутствует в каждом режиме (рис. 3.41).
Рис. 3.41. Свиток настроек Selection (Выделение)
Редактируемый сплайн имеет большое количество настроек, которые позволяют вносить любые изменения в структуру объекта. Например, при помощи кнопки Attach (Присоединить) в свитке Geometry (Геометрия) настроек объекта вы можете присоединить к данному объекту любой другой имеющийся в сцене. В режиме редактирования подобъектов Vertex (Вершина) можно изменить характер поведения кривой в точках изломов. Точки излома — это участки, в которых кривая изгибается. Они могут выглядеть по-разному: в виде острых углов или закругленных участков. Чтобы изменить характер излома, в настройках режима редактирования Vertex (Вершина) установите переключатель New Vertex Type (Тип излома вершины) в одно из положений: Linear (Прямой), Bezier (Безье), Smooth (Сглаженный) или Bezier Corner (Угол Безье). Тип излома вершин можно также изменить при помощи контекстного меню. Для этого нужно выделить необходимые вершины, щелкнуть правой кнопкой мыши в окне проекции и выбрать характер излома.
В зависимости от характера излома выделенные вершины по-разному отображаются в окне проекции — вершины типов Bezier (Безье) и Bezier Corner (Угол Безье) имеют специальные маркеры, с помощью которых можно управлять формой искривления.
Создание трехмерных объектов на основе сплайнов
Как мы уже говорили выше, на основе сплайновых фигур можно создавать сложные геометрические трехмерные объекты. Для этого используются модификаторы Surface (Поверхность), Lathe (Вращение вокруг оси), Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом). Рассмотрим наиболее часто используемые способы создания трехмерных объектов на основе сплайнов.
Создание поверхностей вращения
Если присмотреться к объектам, которые нас окружают, то можно заметить, что многие из них обладают осевой симметрией. Например, плафон люстры, тарелки, бокалы, кувшины, колонны и т. д. Все эти объекты в трехмерной графике создаются как поверхности вращения сплайнового профиля вокруг некоторой оси при помощи модификатора Lathe (Вращение вокруг оси). Этот модификатор назначается созданному сплайну, после чего в окне проекции появляется трехмерная поверхность, образованная вращением сплайна вокруг некоторой оси. Сплайновая кривая может быть разомкнутой или замкнутой. Настройки модификатора (рис. 3.42) позволяют установить тип поверхности, получившейся в результате вращения сплайнового профиля. Это может быть Editable Mesh (Редактируемая поверхность), NURBS Surface (NURBS-поверхность) или Editable Patch (Редактируемая патч-поверхность). Кроме этого, при создании объекта можно устанавливать угол вращения профиля в диапазоне от 0 до 360°.
Рис. 3.42. Настройки модификатора Lathe (Вращения вокруг оси)
Использование модификатора Lathe (Вращения вокруг оси) описано в разд «Урок 2. Моделирование глаз персонажа» данной главы.
Модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом)
При создании трехмерных моделей часто используются стандартные модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом), которые схожи по своему действию и применяются к любой сплайновой форме
Рис. 3.43. Настройки модификатора Bevel (Выдавливание со скосом)
Результатом действия этих модификаторов на сплайн является поверхность, созданная сечением выбранной сплайновой формы.
Разница между этими модификаторами заключается в том, что при использовании Bevel (Выдавливание со скосом) можно дополнительно управлять величиной скоса выдавливаемых граней. Кроме того, модификатор Bevel (Выдавливание со скосом) позволяет применять трехуровневое выдавливание, с помощью которого можно придавать красивую форму краям выдавленной фигуры. На рис. 3.43 показаны настройки модификатора Bevel (Выдавливание со скосом).
Особенно удобно использовать модификаторы Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) при разработке логотипов и работе с объемным текстом. Если в окне проекции создать сплайновую форму Text (Текст), а затем применить к ней один из модификаторов выдавливания, получится объемная надпись. С ней можно работать, как и с любым другим трехмерным объектом (рис. 3.44). Если немного пофантазировать, то можно найти немало способов использования объемного текста в трехмерных сценах: от вывески при входе в магазин до елочных украшений.
Рис. 3.44. Объемный текст, созданный с помощью выдавливания
Главной настройкой модификаторов Extrude (Выдавливание) и Bevel (Выдавливание со скосом) является амплитуда выдавливания. Для модификатора Bevel (Выдавливание со скосом) — это параметр Height (Высота), а для Extrude (Выдавливание) — Amount (Величина). Величину скоса задает параметр Outline (Масштаб).
Еще один модификатор, применяющийся для выдавливания, — Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю). Он действует на сплайн аналогично Bevel (Выдавливание со скосом) с той лишь разницей, что в его настройках необходимо указывать трехмерную кривую, вдоль которой будет выдавливаться сплайн (рис. 3.45). Модификатор Extrude (Выдавливание) имеет несколько меньшие возможности по сравнению с Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю), однако разработчики трехмерной графики очень часто используют Extrude (Выдавливание). В частности, с его помощью удобно создавать геометрию помещений, моделируя сложные коридоры.
Рис. 3.45. Настройки модификатора Bevel Profile (Выдавливание со скосом по заданному профилю)
Моделирование с использованием трехмерных кривых подробно рассмотрено в разд. «Урок 3. Моделирование консервного ножа» данной главы.
Repetitor3d.ru
3d графика и дизайн
Сплайновое моделирование в 3ds max
Сплайны — это простые линии, с помощью которых можно создавать контуры объектов. Они не имеют объема и, при стандартных настройках, не отображаются на рендере. Однако, польза от них неоценима: ведь именно они чаще всего служат основой для создания 3d моделей. Как с ними работать: объединять, сглаживать, замыкать, расскажем в нашем новом уроке.
Что такое сплайны
Итак, чтобы лучше понять, что такое сплайны, откроем меню Create и найдем иконку Shapes. В выпадающем меню выберем Spline.
Именно с этого меню начинается любая работа со сплайнами (spline) в 3ds max. Здесь у нас находится целых 12 его вариаций.
Каждая из форм имеет ряд своих настроек: например, прямоугольнику можно задать длину сторон, звезде — количество и глубину лучей. Но именно Line является самым гибким инструментом, так как с помощью него можно построить абсолютно любой контур, на основе которого затем можно выдавить объемную фигуру. Давайте на его примере и разбираться с темой.
Основы сплайнового моделирования
Для начала выберем инструмент линия на панели. Жмем Create/Shapes/Line.
Создадим с помощью него произвольную форму — у меня это будет яблоко. Переходим на плоскость Top. Щелкая левой кнопкой мыши и ставя точки, я не слишком забочусь о правильности контура, так как в дальнейшем я буду его редактировать. Когда последняя точка поставлена, жмем ПКМ, чтобы закончить. Обратите внимание, что контур я замыкать не стала, причем сделала так умышленно. Вот так получилось у меня:
Выделяем сплайн и, для начала, разбираем вкладку Modify, чтобы понять с чем нам работать дальше.
На заметку: чтобы убрать последнюю созданную точку, созданную при моделировании, нажмите Backspace на клавиатуре.
Режимы редактирования
Как и при работе с полигонами, работа со сплайнами имеет несколько режимов редактирования подобъектов. Их можно увидеть в свитке Selection или нажав на плюсик около надписи Line.
Таких режимов у нас три:
Сейчас мы будем работать только с точками — именно этот режим нам подходит лучше всего, потому выбираем режим Vertex.
Точки Vertex и их типы
Очевидный и очень явный недостаток нашей формы — угловатость. Решать проблему будем так. Выделяем точку и жмем на ней ПКМ. Открывается меню настроек. В нем есть очень полезный для нас блок, в котором обозначен тип выделенной точки.
Давайте выделим все наши точки и выберем для них тип Smooth. В режиме Vertex рамкой выделяем все точки (или жмем Ctrl+A)/жмем ПКМ/Smooth.
Форма стала сглаженной, но это еще далеко не то, что надо.
Теперь берем каждую точку и начинаем двигать их вручную, «причесывая» фигуру. Не очень красиво у меня получилось у основания яблочка, явно просится еще по одной точке с каждой стороны.
Как добавить/убрать точку
Для того, чтобы добавить точку на сплайне, нам нужно в режиме вертексов чуть опустить свиток вниз и найти кнопку Refine. А затем просто разместить узлы в нужном нам месте на линии. Сделаем это.
И подправим результат вручную. Получилось вот так:
Если же вы ошиблись и хотите удалить вертекс, просто выделите его и нажмите Del на клавиатуре.
Как объединить узлы
Количество точек нас устраивает, и все они на своих местах. Осталось только одно — замкнуть контур. И сделать это надо обязательно. Ведь из незамкнутого контура не получиться выдавить объемную модель. Чтобы провести объединение наших узлов, делаем так: выбираем один из них, включаем привязку, перетягиваем одну точку на другую, выключаем привязку.
Кстати, в этом месте тип точки можно поставить Corner Bezier.
Как сгладить дуги сплайнов
Еще одна вещь, с которой можно столкнуться при сплайновом моделировании, — это угловатые поверхности дуг. Изначально, при создании контура они могут и не бросаться в глаза, однако, в объеме форма может выглядеть очень грубо, особенно если дуга была сильно изогнутой. Сгладить форму можно, увеличив количество Steps (шагов) в свитке Interpolation.
Как объединить сплайны
Бывает, нужно объединить сплайны между собой. Особенно это удобно в том случае, если к ним будут применяться одинаковые модификаторы — тогда не придется проделывать все действия дважды. Для того, чтобы разобрать это на примере и закрепить предыдущий результат, создадим яблочку листик. Жмем Create/Shapes/Line. Кстати, в свитке внизу можно сразу выбрать тип линии Smooth.
Ставим наши точки и замыкаем первую точку с последней. На вопрос «Close spline?» отвечаем утвердительно.
Чтобы соединить листик и яблочко, выбираем одну из фигур, жмем кнопочку Attach и выбираем то, что хотим присоединить.
Если вы смогли удачно соединить 2 сплайна в один, то при переходе в режим подобъектов хорошо видно, что узлы теперь можно редактировать и на листке, и на самом яблоке.
Как продолжить сплайны
Допустим, вы случайно бросили рисование линии, и хотите ее продолжить, а не стирать и начинать все сначала. На этот случай у нас есть еще одна полезная кнопка. Опять же, давайте на примере: нарисуем половинку контура веточки.
Переходим в режим редактирования Vertex и прокручиваем свиток вниз. Жмем кнопку Insert и продолжаем контур с точки разрыва.
Присоединим веточку с помощью Attach. Готово!
Теперь можно придать форме объем, выдавив поверхность с помощью, например, модификатора Extrude.