Глава 12. Моделирование автомобиля

Глава 13. Текстурирование автомобиля

Глава 14. Моделирование головы

Для выполнения заданий, содержащихся в данной части книги, вам необходимо обладать запасом знаний начального уровня, которые вы приобрели, изучая разделы предыдущих частей. Задания глав третьей части книги сложны для изучения, но вместе с тем наиболее интересны, например с точки зрения моделирования и конечного результата.

В разделах этой части рассмотрены разработка и текстурирование модели автомобиля, а также два способа моделирования головы со средним уровнем детализации.

• Виртуальная студия – начало всех начал

• Создание автомобильного диска при помощи NURBS-моделирования

• Моделирование колеса автомобиля при помощи полигонов

• Моделируем BMW

Моделирование автомобиля является одной из самых интересных задач, которые могут стоять перед пользователем программы 3ds Max. В то же время эта задача достаточно сложна для неискушенных в моделировании людей, поэтому к изучению упражнений этой главы рекомендуется приступать, предварительно ознакомившись с главой, посвященной моделированию более простых объектов. Моделирование автомобиля описано максимально подробно и сведено к выполнению несложных операций, однако конечный результат зависит от того, насколько развито у пользователя чувство объема и пространства. Ему можно научиться, лишь выполняя реальные работы.

Упражнения этой главы построены так, что в результате их последовательного выполнения вы смоделируете автомобиль BMW пятой серии.

Без преувеличения можно сказать, что с виртуальной студии начинаются многие глобальные проекты, а уж о моделировании техники и персонажей говорить не приходится.

Мне известны как минимум три способа создания виртуальной студии для последующего моделирования объектов сложной геометрической формы. Попробуем разобраться в достоинствах и недостатках каждого из этих способов.

Все начинается с подготовки рисунков для виртуальной студии. Их можно найти как в Интернете, так и в печатных изданиях. Я использовал каталог баварской фирмы BMW. Такой способ имеет преимущество перед поиском изображения в Интернете: можно отсканировать рисунок с достаточно высоким разрешением. Перед использованием в редакторе трехмерной графики изображение необходимо отредактировать. Этот процесс одинаков для всех изображений, независимо от того, каким образом в дальнейшем они будут применяться.

Для моделирования автомобиля нам понадобится как минимум три вида: сбоку, спереди и сзади. Конечно, желательно также иметь и вид сверху, но в крайнем случае можно обойтись и без него. В рассмотренном далее примере использованы материалы, которые я собрал для моделирования автомобиля марки BMW, вы можете работать с любым другим изображением, главное – принцип его подготовки.

Для редактирования сканированных изображений нам понадобится любая программа для работы с растровой графикой, например Adobe Photoshop. На рис. 12.1 представлено изображение автомобиля марки BMW пятой серии, с которым я буду работать.

Первое, что нужно сделать, – выровнять изображения (обычно в одном файле представлено несколько видов машины) по горизонтали и вертикали. Затем следует сделать фон изображения светло-серым. Это нужно для того, чтобы при последующей работе в 3ds Max с подобъектами белого цвета они не сливались с фоном изображения. После этого нужно расставить направляющие так, чтобы они прошли по габаритам автомобиля – это в дальнейшем поможет разрезать изображение на нужные части. Чтобы затемнить фон изображения и расставить направляющие, сделайте следующее.

Рис. 12.1. Исходное изображение автомобиля BMW в нескольких видах

1. Выполните команду Image > Adjustments > Brightness/Contrast (Изображение > Корректировка > Яркость/контрастность), в результате чего откроется окно диалога Brightness/Contrast (Яркость/контрастность).

2. Параметру Brightness (Яркость) задайте значение -40 (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Окно Brightness/Contrast (Яркость/контрастность) программы Adobe Photoshop

3. Если в окне программы Adobe Photoshop отсутствуют линейки в верхней и левой частях окна, то откройте их с помощью сочетания клавиш Ctrl+R.

4. Для создания горизонтальной направляющей щелкните кнопкой мыши на верхней линейке и, удерживая кнопку нажатой, перетащите направляющую на место изображения, обозначающее габариты автомобиля.

5. Для создания вертикальной направляющей нужно щелкнуть на линейке в левой части окна и перетащить указатель на изображение.

Положение направляющих показано на рис. 12.3.

Теперь нужно проверить размеры видов спереди и сзади – они должны быть равны по ширине и высоте. Сделать это довольно просто: достаточно с помощью инструмента выделения

расположенного на палитре инструментов, обвести прямоугольник, образованный направляющими, ограничивающими вид автомобиля спереди, и посмотреть размеры в окне Info (Информация) (рис. 12.4), затем то же сделать с видом машины сзади.

Рис. 12.3. Положение направляющих на изображении

Если размеры различаются, то нужно их подкорректировать. То же самое делается по отношению к видам сбоку и сверху (такого рода сравнение и корректировку можно сделать, используя прозрачные слои).

Далее все очень просто: изображение необходимо разрезать на части и сохранить на диске. Для этой цели вы можете воспользоваться инструментом Crop (Обрезка). На рис. 12.5 показан результат выполнения описанных выше операций.

Конечно, эту работу можно проделать в других программах другим способом. Главное, чтобы в итоге вы получили отдельные изображения проекций автомобиля, сопоставимых по размерам.

ПРИМЕЧАНИЕ

Почти все, изложенное выше, можно выполнить и в окне Material Editor (Редактор материалов) программы 3ds Max: загрузить изображение в качестве карты Diffuse Color (Цвет рассеивания), затем, используя область Cropping/Placement (Обрезка/размещение) настроек карты, вырезать только ту часть изображения, которая нужна для наложения на плоскость в качестве текстуры.

Не забывайте, что при сохранении изображений предпочтительно давать им значимые имена, чтобы потом не путаться. Изображения такого рода я сохраняю в формате PNG, так как он обеспечивает максимальное качество при минимальном размере.

Рис. 12.4. Окно Info (Информация) с размерами выделенного фрагмента

Рис. 12.5. Проекции автомобиля, отредактированные в программе Adobe Photoshop

На этом работу с программой редактирования растровой графики можно считать законченной. Переходим к 3ds Max.

ПРИМЕЧАНИЕ

При желании вы можете воспользоваться материалами, находящимися на прилагаемом DVD в папке Examples\Глава 12\Car blueprint.

Первая и самая простая виртуальная студия – это когда в качестве фонового изображения в окнах проекций соответствующие проекции автомобиля используются следующим образом.

1. Выполните команду Views > Viewport Background (Вид > Фон окна проекции), в результате чего откроется окно диалога Viewport Background (Фон окна проекции).

2. В области Background Source (Источник фона) щелкните на кнопке Files (Файлы), появится окно Select Background Image (Выбор изображения фона).

3. Укажите путь к файлу, который будет служить изображением фона (например, вид автомобиля сверху).

4. Установите переключатель Aspect Ratio (Пропорции) в положение Match Bitmap (По изображению).

5. Установите флажки Display Background (Показать фон) и Lock Zoom/Pan (Согласовать масштаб/прокрутку).

6. В качестве окна проекции, в котором должен отображаться фон, выберите из раскрывающегося списка Viewport (Окно проекции) значение Top (Сверху), то есть окно вида сверху.

7. Закончив настройку, щелкните на кнопке OK.

8. Повторите вышеописанные действия для окна проекции фронтального и бокового видов (рис. 12.6).

Рис. 12.6. Виртуальная студия, размещенная в окнах проекций

Чтобы выровнять изображения в окнах проекций относительно друг друга, необходимо снять флажок Lock Zoom/Pan (Согласовать масштаб/прокрутку) в окне Viewport Background (Фон окна проекции) для окна проекции Front (Спереди) (в нашем случае там оно больше, чем нужно) и изменить масштаб изображения.

СОВЕТ

Управлять привязкой объекта к фоновому изображению проще всего, используя сочетания клавиш (по умолчанию Ctrl+Alt+B).

Достоинством этого способа является то, что в сцене нет дополнительной геометрии, а также то, что такую студию относительно легко создать. Пожалуй, на этом все достоинства заканчиваются. Недостатков больше. Кроме того, что изображения после их загрузки необходимо приводить к общим размерам, в процессе работы они деформируются или смещаются. К тому же в окна можно загрузить только три изображения (окно перспективы не считается – оно необходимо для работы с геометрией и общего контроля), а изображений, которые могут быть использованы, – шесть.

Таким образом, это не самый лучший метод, поэтому не рекомендую его для серьезной работы.

Второй способ создания виртуальной студии – это построение пересекающихся (крестообразный способ) (рис. 12.7, сверху) или примыкающих друг к другу (Г-образный способ) (рис. 12.7, снизу) объектов Plane (Плоскость). Эти два способа очень похожи, поэтому я выделил их в одну категорию.

Как видите, здесь присутствуют примитивы Plane (Плоскость), размеры которых соответствуют изображениям (или реальным размерам объекта). Создадим реальную студию на основе подготовленных изображений для нашего автомобиля.

Сначала обратимся к размерам автомобиля: они присутствуют на чертеже. Это поможет нам при моделировании (всегда проще оперировать реальными размерами). Итак, высота машины – 1435 мм, ширина – 1981 мм, а длина – 4775 мм. Исходя из этих размеров построим три примитива Plane (Плоскость) следующим образом.

1. Щелкните в окне проекции Front (Спереди) для активизации окна.

2. Выполните команду Create > Standard Primitives > Plane (Создание > Простые примитивы > Плоскость), в результате чего в правой части окна программы откроется вкладка Create (Создание) с активной панелью создания плоскости.

3. В свитке Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры) задайте параметру Length (Длина) значение, равное 1435, а Width (Ширина) – 1981 (рис. 12.8).

4. Щелкните на кнопке Create (Создать) для завершения построения плоскости.

Рис. 12.7. Два варианта виртуальной студии с использованием плоскостей: крестообразный (сверху) и Г-образный (снизу)

Рис. 12.8. Свиток Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры) с размерами плоскости для фронтального вида

5. Чтобы построить вторую плоскость, щелкните в окне проекции To p (Сверху) для его активизации.

6. В свитке Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры) параметру Length (Длина) задайте значение, равное 4775, а Width (Ширина) – 1981.

7. Щелкните на кнопке Create (Создать) для завершения построения второй плоскости.

8. Выделив окно проекции Left (Cлева), в свитке Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры) параметру Length (Длина) задайте значение, равное 1435, а Width (Ширина) – 4775.

9. Щелкните на кнопке Create (Создать) для завершения построения третьей плоскости.

В результате вы получите пересекающиеся в начале координат плоскости, составляющие геометрию виртуальной студии (см. рис. 12.7, сверху).

СОВЕТ

Построение плоскостей в начале координат в дальнейшем облегчит вам создание зеркального отображения деталей автомобиля.

Сейчас, когда построена геометрия, можно приступить к присвоению плоскостям текстур. Выполните следующие действия.

1. Откройте окно Material Editor (Редактор материалов) и выберите любую свободную ячейку образца.

2. Щелкните на кнопке None (Отсутствует) рядом с Diffuse Color (Цвет рассеивания) в свитке Maps (Карты текстур).

3. В открывшемся окне диалога Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка Bitmap (Растровое изображение).

4. В появившемся окне Select Bitmap Image File (Выбор растрового изображения) укажите путь к файлу изображения автомобиля сверху и щелкните на кнопке Открыть для завершения выбора файла.

5. Нажмите кнопку Go to Parent (Вернуться к исходному).

6. В поле области Self-Illumination (Собственное свечение) свитка материала Blinn Basic Parameters (Базовые параметры раскраски по Блинну) укажите значение, равное 100, что позволит более четко отобразить текстуру на плоскости (рис. 12.9).

Рис. 12.9. Свиток материала Blinn Basic Parameters (Базовые параметры раскраски по Блинну) с настройками для материала виртуальной студии

7. Щелкните на материале кнопкой мыши и, удерживая ее нажатой, перетащите на плоскость в окне проекции, предназначенную для текстуры вида автомобиля сверху. После того как вы отпустите кнопку, плоскости будет присвоен ранее созданный материал.

8. На панели инструментов окна Material Editor (Редактор материалов) щелкните на кнопке Show Map in Viewport (Показать карту текстуры в окне проекции)

чтобы увидеть текстуру, присвоенную плоскости.

Вполне возможно, что после присвоения плоскости созданного вами материала текстура окажется повернутой относительно оси плоскости (рис. 12.10).

Рис. 12.10. Плоскость с развернутым изображением автомобиля на виде сверху

Чтобы исправить положение текстуры на плоскости, в свитке Maps (Карты текстур) окна Material Editor (Редактор материалов) щелкните на кнопке рядом с Diffuse Color (Цвет рассеивания) – откроются поля настроек карты цвета рассеивания. В свитке Coordinates (Координаты) введите значение Angle (Угол) поля поворота по оси W, равное 90 (у вас это может быть ось V или U) (рис. 12.11).

Рис. 12.11. Свиток Coordinates (Координаты) со значением угла поворота по оси W, равным 90

Для присвоения материала двум другим плоскостям выполните аналогичные действия с той разницей, что для каждой плоскости должна выбираться своя растровая текстура и размещение ее – контролироваться сообразно положению остальных. На видах сбоку и сверху передняя часть автомобиля должна быть направлена в одну сторону. Для построения плоскости вида автомобиля сзади выполните следующие действия.

1. Удерживая нажатой клавишу Shift, щелкните на плоскости с текстурной картой автомобиля вида спереди и сдвиньте ее на небольшое расстояние по оси X. В результате откроется окно Clone Options (Параметры клонирования).

2. Выберите в качестве способа копирования Copy (Независимая копия объекта) и щелкните на кнопке OK.

3. Создайте новый материал с текстурной картой автомобиля вида сзади и присвойте его вновь созданной плоскости (рис. 12.12).

Рис. 12.12. Виртуальная студия, построенная из пересекающихся плоскостей

Для окончания работы с виртуальной студией выполните следующие действия.

1. Щелкните правой кнопкой мыши на имени окна проекции Perspective (Перспектива). Появится меню окна проекции. Щелкните в нем на пункте Configure (Конфигурировать) – появится окно Viewport Configuration (Конфигурирование окна проекции).

2. В области Rendering Options (Параметры визуализации) установите флажок Force 2-Sided (Изображать обе стороны) и щелкните на кнопке OK.

3. Выделите все три плоскости. В окне проекции щелкните вне объектов сцены и, удерживая нажатой кнопку мыши, перетащите указатель по диагонали через объекты, создавая таким образом область выделения.

4. Щелкните на выделении правой кнопкой мыши. Появится контекстное меню, в котором выберите пункт Object Properties (Свойства объекта).

5. В области Interactivity (Интерактивность) открывшегося окна Object Properties (Свойства объекта) установите флажок Freeze (Фиксировать), а в области Display Properties (Свойства отображения) снимите флажок Show Frozen in Gray (Показывать зафиксированное серым).

6. Щелкните на кнопке OK для подтверждения сделанных изменений.

Что дают эти действия? Во-первых, вы установили возможность отображения двух сторон для плоскости. В противном случае при повороте плоскости в окне проекции вы не увидите обратной стороны, которая по умолчанию не отображается. Во-вторых, вы заблокировали виртуальную студию от случайного смещения во время работы.

ПРИМЕЧАНИЕ

Если у вас возникли вопросы по созданию студии, обратитесь к файлу упражнения studio_v2, расположенному в папке Examples\Глава 12\Studio прилагаемого к книге DVD.

Такая виртуальная студия, несомненно, лучше предыдущей. С ней проще работать, ее легко создать. Хотя с крестообразной постановкой плоскостей работать сложнее, чем с Г-образной, так как плоскости пересекаются в середине моделируемого объекта и зачастую закрывают половину подобъектов (вершины, ребра и т. д.). В свою очередь, Г-образное расположение не позволяет работать сразу со всеми видами. В данном случае и приходит на помощь третий способ построения студии. Сначала этот способ появился у меня как модификация второго, но потом, в процессе работы, он сформировался в самостоятельный и, на мой взгляд, является оптимальным для такого рода моделирования. Рассмотрим его подробнее.

Для разработки студии создайте примитив Box (Параллелепипед), длина, ширина и высота которого будут соответствовать размерам вашего объекта.

1. Выполните команду Create > Standard Primitives > Box (Создание > Простые примитивы > Параллелепипед), в результате чего в правой части окна программы откроется вкладка Create (Создание) с активной панелью создания параллелепипеда.

2. В свитке Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры) задайте параметрам следующие значения: Length (Длина) – 4775, Width (Ширина) – 1981, Height (Высота) – 1435.

3. Щелкните на кнопке Create (Создание) для завершения построения параллелепипеда.

4. Добавьте в стек модификатор Normal (Нормаль), для чего выполните команду Modifiers > Mesh Editing > Normal Modifer (Модификаторы > Редактирование поверхности > Нормаль). Установите в его настройках флажок Flip Normals (Обратить нормали), в результате чего будет построена геометрия студии (рис. 12.13).

Рис. 12.13. Параметрический объект – параллелепипед с перевернутыми нормалями

ПРИМЕЧАНИЕ___________________________________________________________

Если при установке флажка Flip Normals (Обратить нормали) вы не видите внутренних полигонов параллелепипеда, выполните следующие действия: в свитке Display Properties (Свойства отображения) вкладки Display (Отображение)

командной панели установите флажок Backface Cull (Выбрать невидимую поверхность).

Не лишним будет после построения параллелепипеда заблокировать его от случайного смещения (как это делается, рассмотрено выше на примере второго варианта студии).

Теперь можно переходить к наложению текстур на плоскости параллелепипеда. Для этого сделайте следующее.

1. Откройте окно Material Editor (Редактор материалов) и выберите любую свободную ячейку образца.

2. Щелкните на кнопке Standard (Стандартный). В открывшемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка Multi/Sub-Object (Многокомпонентный). Щелкните на кнопке OK для подтверждения выбора.

3. В свитке Multi/Sub-Object Basic Parameters (Основные параметры многокомпонентного материала) нажмите кнопку Set Number (Установить количество) и задайте количество материалов равным количеству плоскостей параллелепипеда, то есть шести.

4. Назначьте материалам различные цвета, чтобы увидеть, какой плоскости будет соответствовать тот или иной материал (рис. 12.14).

5. Для присвоения материала параллелепипеду перетащите образец материала из ячейки на объект в окне проекции.

Рис. 12.14. Свиток Multi/Sub-Object Basic Parameters (Основные параметры многокомпонентного материала)

В окне проекции стороны параллелепипеда окрасятся в цвета, соответствующие ранее созданному материалу. Все это делалось только с одной целью – идентифицировать стороны параллелепипеда, чтобы знать, какой стороне какой материал соответствует.

Далее мы будем работать с окном диалога Asset Browser (Окно просмотра ресурсов), для вызова которого перейдите на вкладку Utilities (Утилиты) командной панели и щелкните на кнопке Asset Browser (Окно просмотра ресурсов).

В левой части окна Asset Browser (Окно просмотра ресурсов) укажите путь к файлам видов автомобиля. В правой части появятся значки с изображением этих видов (рис. 12.15).

Рис. 12.15. Окно Asset Browser (Окно просмотра ресурсов)

Сейчас вам пригодятся разноцветные материалы, которые создавались ранее, чтобы знать, какую текстуру на какую сторону параллелепипеда накладывать. Делается это просто: нужно мышью перетащить текстуру из окна Asset Browser (Окно просмотра ресурсов) на соответствующую кнопку материала Multi/Sub-Object (Многокомпонентный) в свитке Multi/Sub-Object Basic Parameters (Основные параметры многокомпонентного материала) окна Material Editor (Редактор материалов).

Например, если у вас нижняя часть параллелепипеда зеленого цвета, то и текстура вида сверху предназначается для материала с зеленым цветом.

Конечно, есть возможность накладывать текстуры и традиционным способом – непосредственно из окна Material Editor (Редактор материалов), но мне кажется, так проще.

Если после присвоения материалу текстур вы не видите их на параллелепипеде в окнах проекций, то щелкните на кнопке Show Map in Viewport (Отобразить карту в окне проекции)

После этого внимательно оцените расположение текстур на параллелепипеде – скорее всего, не все текстурные карты будут размещены на плоскостях так, как нам необходимо. У меня некорректно отобразился вид сверху и одна сторона (рис. 12.16).

Рис. 12.16. Виртуальная студия с присвоенными текстурными картами по умолчанию

Это легко исправить – достаточно изменить координаты наложения текстуры. Как это сделать, рассматривалось выше на примере второго способа построения студии. Напомню лишь, что это делается в свитке Coordinates (Координаты) с помощью параметра Angle (Угол). У меня для текстуры вида сбоку понадобилось изменить величину угла V на 180, а для вида сверху – W на 90 (рис. 12.17).

Этот вариант, на мой взгляд, лучший из тех, которые мы рассмотрели. У него нет явных недостатков, с ним легко работать, и такая студия максимально удобна для моделирования.

Наконец, последняя деталь в создании студии, но далеко не последняя по значимости. Чтобы текстурные карты в окнах проекций выглядели с максимальным качеством, нужно изменить настройки отображения в окнах проекций. Для этого сделайте следующее.

Рис. 12.17. Окончательный вид виртуальной студии

1. Выполните команду Customize > Preferences (Настройка > Параметры).

2. В открывшемся окне Preference Settings (Параметры установок) перейдите на вкладку Viewports (Окна проекций), щелкните на кнопке Configure Driver (Настроить драйвер) (в моем случае это OpenGL), после чего откроется окно диалога Configure (Конфигурировать).

3. Установите флажки Match Bitmap Size as Closely as Possible (По изображению насколько возможно точно) (рис. 12.18).

Рис. 12.18. Параметры настройки драйвера отображения

На этом упражнение по созданию виртуальной студии можно считать законченным.

ПРИМЕЧАНИЕ

На прилагаемом DVD в папке Examples\Глава 12\Studio находится описанный вариант виртуальной студии studio_v3.max.

Работать в 3ds Max, используя технологию NURBS, непросто. Не потому, что это сложная для освоения часть программы, – просто не без основания считается, что 3ds Max не совсем корректно работает с данной технологией. Должен заметить, что некоторые объекты все же легче и быстрее смоделировать именно так, нежели при помощи сплайнов, сеток или полигонов, причем выглядеть при визуализации они будут ничуть не хуже, а порой даже лучше.

Как обычно, для работы вам понадобится фотография, карандашный набросок или воображаемая модель объекта, который предстоит моделировать. Прежде чем начинать моделирование, вы должны представлять себе то, что должно получиться в конце работы. В настоящем задании мы будем моделировать диск автомобиля Koenigsegg CC (рис. 12.19).

Моделировать данный диск при помощи сплайнов или полигонов достаточно затруднительно, а используя NURBS, можно построить его без особого труда.

Форма диска сама подсказывает путь, по которому лучше идти. В основу можно положить объект, сделанный при помощи модификатора вращения, а затем прорезать в нем отверстия. Пользователям, знакомым с основами моделирования, покажется логичным построить кривую формы вращения традиционным способом при помощи сплайна, а затем преобразовать его в NURBS-кривую. Не торопитесь так поступать. За этим, казалось бы, правильным решением могут скрываться «подводные камни», которые нужно научиться обходить для успешной работы.

На рис. 12.20 представлены три NURBS-кривые, выполненные различными способами и имеющие в основе построения шесть точек с одинаковыми координатами.

Рис. 12.19. Фотография автомобильного диска, предназначенного для моделирования

Рис. 12.20. Три NURBS-кривые, выполненные различными способами

Первая кривая была создана при помощи стандартного метода построения сплайнов. Чтобы сделать такую кривую, выполните команду Create > Shapes > Line (Создание > Формы > Линия), а затем преобразуйте ее в NURBS-кривую, щелкнув правой кнопкой мыши на сплайне и выбрав в контекстном меню Convert To > Convert to NURBS (Преобразовать > Преобразовать в NURBS). В результате вы получите NURBS-кривую, имеющую избыточное количество контрольных точек. Кроме того, кривая состоит из отдельных, ограниченных фиолетовыми точками, отрезков. Они образовались в местах расположения угловых вершин (типа Corner (Угол)). Если вы сейчас попробуете применить к этой кривой команду Create Lathe Surfane (Создать поверхность вращением) из области Surfaces (Поверхности) плавающей панели NURBS, то не сможете этого сделать, так как вращение будет применяться к отдельным отрезкам, а не к кривой в целом. Отсюда вытекает первое правило: если сплайн строится для последующего преобразования в NURBS, он не должен содержать угловых точек.

Вторая и третья кривые были созданы при помощи команд Create > NURBS > Point Curve (Создать >NURBS > Точечная кривая) и Create > NURBS > CV Curve (Создать > NURBS > CV-кривая) соответственно. В этом случае получаются две кривые, в основу которых положены разные способы интерполяции. Предпочтительнее строить команду CV Curve (CV-кривая), так как кривая получается более сглаженной. Можно использовать любой способ, только не забывайте, что не стоит применять угловые точки.

Кроме использования NURBS-кривых для создания объекта методом вращения, можно строить его обычным способом, применяя модификатор Lathe (Вращение вокруг оси) с последующим преобразованием в NURBS. Именно этим способом начните строить диск. Для этого сделайте следующее.

1. Выполните команду Create > Shapes > Line (Создание > Формы > Линия).

2. В окне проекции To p (Сверху) постройте кривую, которая будет являться формой вращения (рис. 12.21).

3. Примените к построенному сплайну модификатор создания формы вращением: в любом окне проекции выделите кривую и выполните команду Modifiers > Patch/Spline Editing > Lathe (Модификаторы > Редактирование патчей/ сплайнов > Вращение).

4. В области Align (Выравнивание) свитка Parameters (Параметры) настроек модификатора щелкните на кнопке Min (Минимум).

5. Переключатель Output (Результат) установите в положение NURBS.

6. При необходимости установите флажок Flip Normals (Обратить нормали).

У вас получится объект общей формы диска (рис. 12.22).

При необходимости подкорректируйте геометрию. Выберите в стеке модификаторов строку Line (Линия) и уточните местоположение точек или сегментов кривой в пространстве.

После того как основная геометрия выверена, можно приступать к построению окружности, которая в дальнейшем послужит формой для вырезания отверстий в диске. Для этого сделайте следующее.

1. Выполните команду Create > Shapes > Circle (Создание > Формы > Окружность) и постройте окружность в окне проекции Front (Спереди) перед диском (проконтролируйте результат в окне проекции To p (Сверху)).

Рис. 12.21. Кривая формы вращения для построения автомобильного диска

Рис. 12.22. Заготовка для автомобильного диска, полученная методом вращения сплайна формы

2. Преобразуйте окружность в Editable Spline (Редактируемый сплайн), для чего щелкните на ней правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите Convert To > Convert to Editable Spline (Преобразовать > Преобразовать в редактируемый сплайн).

3. Выделите нижнюю вершину окружности, а затем передвиньте ее немного вниз (рис. 12.23).

Дальнейшее построение будет связано с созданием копий окружности. Чтобы сделать копии окружности и расположить их внутри диска по кругу, необходимо переместить в его центр точку вращения сплайна. Для этого выполните следующее.

1. Выделите окружность и перейдите на вкладку Hierarchy (Иерархия)

командной панели.

2. В свитке Adjust Pivot (Настройка опоры) щелкните на кнопке Affect Pivot Only (Только опора), в результате чего появится возможность редактировать положение опорной точки в пространстве.

3. Переместите опорную точку так, чтобы она заняла положение в центре диска (рис. 12.24).

Рис. 12.23. Положение и форма окружности относительно диска

Рис. 12.24. Положение опорной точки окружности в пространстве

4. Еще раз щелкните на кнопке Affect Pivot Only (Только опора) для отмены режима редактирования опорной точки.

Теперь все готово для копирования окружностей. Лучше и проще воспользоваться для этих целей инструментом Array (Массив). Для этого сделайте следующее.

1. Выделите окружность в окне проекции Front (Спереди).

2. Выполните команду Tools > Array (Инструменты > Массив).

3. В открывшемся окне Array (Массив) задайте угол поворота, количество объектов копирования и способ копирования, как показано на рис. 12.25.

Рис. 12.25. Окно Array (Массив) с настройками копирования окружности

4. Щелкните на кнопке OK для подтверждения выполненных изменений.

В результате вы получите пять окружностей, расположенных по кругу. Теперь нужно сделать небольшую, но очень важную операцию с группой окружностей. Выделите все окружности и поверните их вокруг точки вращения так, чтобы ни одна из окружностей не пересекала сплайн, который является контуром для объекта вращения диска. В вашем случае он расположен горизонтально справа от центра в месте построения формы вращения.

ПРИМЕЧАНИЕ

В этом месте диск имеет шов (фактически мы его не видим). При проецировании сплайнов на поверхность диска шов разделит проекцию попавшей на него окружности на два независимых сплайна. Это в дальнейшем может не только затруднить работу, но в некоторых случаях сделать ее невозможной.

На рис. 12.26 показано окно проекции Front (Спереди) после поворота сплайнов.

ПРИМЕЧАНИЕ

При желании вы можете загрузить из папки Examples\Глава 12\NURBS_disk прилагаемого DVD сцену disk_start.max с построенными окружностями и диском и начать работу с этого места.

Рис. 12.26. Окончательное положение окружностей относительно диска

Для дальнейшей работы необходимо преобразовать диск в объект NURBS-поверхность. Для этого щелкните на диске правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите Convert To > Convert to NURBS (Преобразовать > Преобразовать в NURBS). Далее необходимо сделать то же самое по отношению к пяти окружностям, для чего можно выделить сразу все сплайны и ко всем одновременно применить Convert To > Convert to NURBS (Преобразовать > Преобразовать в NURBS). Следующим шагом будет присоединение сплайнов к NURBS-объекту и проецирование их на поверхность.

1. Выделите диск (если он не выделен).

2. В свитке General (Общие) командной панели щелкните на кнопке Attach (Присоединить) и в окне проекции Front (Спереди) последовательно выберите все пять окружностей. Теперь окружности принадлежат диску и их можно спроецировать на поверхность.

3. В свитке General (Общие) щелкните на кнопке NURBS Creation Toolbox (Инструменты создания NURBS-объектов)

для вызова плавающей палитры NURBS с инструментами создания кривых и поверхностей.

4. На палитре NURBS нажмите кнопку Create Vector Projected Curve (Создать проекцию кривой по вектору)

в результате чего кнопка изменит цвет.

5. В окне проекции Front (Спереди) выберите окружность и щелкните на поверхности диска рядом с ней. На плоскости диска появится кривая, лежащая на поверхности.

ВНИМАНИЕ

Проецировать кривую на поверхность необходимо только в окне проекции Front (Спереди), в противном случае проекции будут иметь искажения.

6. В свитке Vector Projected Curve (Проекция кривой по вектору) вкладки Modify (Изменение) командной панели установите флажок Trim (Обрезать) и при необходимости – Flip Trim (Обратить обрезанное). В результате на поверхности диска появится отверстие (рис. 12.27).

7. Повторите действия по выделению, проецированию и вырезанию отверстия для оставшихся четырех окружностей (рис. 12.28).

Рис. 12.27. Диск с прорезанным отверстием

Рис. 12.28. Диск со всеми прорезанными отверстиями

В дальнейшем для создания объемности диска вам понадобятся еще пять окружностей. Конечно, можно сделать еще одну поверхность внутри диска, таким образом сформировав внутреннюю сторону, но там она никогда не будет видна, и поэтому достаточно придать отверстиям толщину.

Для упрощения дальнейшей работы необходимо временно отключить отображение поверхности: в области Display (Отображение) свитка General (Общие) снимите флажок Surfaces (Поверхности). Можно также удалить сплайны окружностей, если вы не собираетесь редактировать форму отверстий. Кроме того, желательно оптимизировать сплайны, формирующие отверстия, так как после построения они имеют избыточное количество вершин. Для этого выполните следующие действия.

1. Перейдите на уровень подобъектов Curve (Кривая), для чего щелкните на соответствующей строке на вкладке Modify (Изменение) командной панели (рис. 12.29).

Рис. 12.29. Переход в режим редактирования подобъектов Curve (Кривая) для объекта Disk

2. Выделите кривую, очерчивающую отверстие.

3. В свитке CV Curve (CV-кривая) щелкните на кнопке Rebuild (Перестроить).

4. В открывшемся окне Rebuild CV Curve (Перестроить CV-кривую) установите переключатель в положение Tolerance (Отклонение), задайте данному параметру значение, равное 0,1, и щелкните на кнопке OK (рис. 12.30).

Рис. 12.30. Окно Rebuild CV Curve (Перестроить CV-кривую)

5. Выполните аналогичные действия для оставшихся кривых.

Продолжим моделирование и построим новые сплайны окружностей. Все делается аналогично, с той разницей, что сейчас они не будут проецироваться на поверхность, а сами будут являться контуром будущей поверхности. Напомню последовательность действий.

1. В окне проекции Front (Спереди) постройте окружность, по положению и размерам равную одному из отверстий.

2. Преобразуйте ее в Editable Spline (Редактируемый сплайн).

3. Отредактируйте положение сплайна и его вершин так, чтобы он находился позади передней поверхности диска, а в окне проекции To p (Сверху) был изогнут внутрь (рис. 12.31).

Рис. 12.31. Положение и форма отредактированной окружности для построения глубины отверстий диска

После построения и редактирования положения внутренней окружности в пространстве копируйте ее при помощи команды Array (Массив), предварительно выставив ось вращения в середину диска. Как это делается, было рассмотрено выше на примере внешних окружностей.

Сейчас вновь созданные окружности необходимо присоединить к диску при помощи команды Attach (Присоединить). Подобная операция уже была описана, поэтому не буду повторяться. После того как вы присоедините построенные окружности к диску, можно придать толщину отверстиям следующим образом.

1. В свитке General (Общие) щелкните на кнопке NURBS Creation Toolbox (Инструменты создания NURBS-объектов)

для вызова плавающей палитры NURBS с инструментами создания кривых и поверхностей.

2. На палитре NURBS нажмите кнопку Create U Loft Surface (Создать поверхность методом U-лофтинга)

в результате чего кнопка изменит цвет.

3. В окне проекции Front (Спереди) щелкните на одной из пяти окружностей, описывающей границу отверстия, а затем на сплайне позади этого отверстия. В результате между отверстием и сплайном будет построена новая поверхность.

4. Щелкните правой кнопкой мыши для завершения выбора сплайнов.

5. В свитке U Loft Surface (Поверхность U-лофтинга) установите флажок Auto Align Curve Starts (Автоматически выравнивать начала кривых) и при необходимости – Flip Normals (Обратить нормали) (рис. 12.32).

6. Повторите вышеописанные действия для оставшихся четырех отверстий.

На данном этапе еще можно подкорректировать кривые окружностей и их положение в пространстве, если в этом есть необходимость. Я отодвинул кривые окружностей немного вглубь диска, чтобы увеличить толщину стенок отверстий (рис. 12.33).

Рис. 12.32. Свиток с настройками отображения построенной поверхности

Рис. 12.33. Диск с построенными стенками отверстий

Чтобы края отверстий выглядели как на реальном диске, им нужно придать некоторую округлость. Для этого выполните следующие действия.

1. В свитке General (Общие) щелкните на кнопке NURBS Creation Toolbox (Инструменты создания NURBS-объектов)

для вызова плавающей палитры NURBS с инструментами создания кривых и поверхностей.

2. Щелкните на кнопке Create Fillet Surface (Создать поверхность-фаску)

плавающей палитры NURBS, в результате чего кнопка изменит цвет.

3. В окне проекции Front (Спереди) щелкните на поверхности диска, а затем на плоскости толщины отверстия. В результате на границе двух плоскостей будет построена фаска.

4. В свитке Fillet Surface (Поверхность-фаска) задайте значения величины фаски в Start Radius (Начало радиуса) и End Radius (Конец радиуса) (у меня они равны 7). В областях Trim First Surface (Обрезать первую поверхность) и Trim Second Surface (Обрезать вторую поверхность) установите флажки Trim Surface (Обрезать поверхность) (рис. 12.34).

5. Повторите вышеописанные действия для оставшихся четырех отверстий.

На рис. 12.35 показано, как выглядит диск после добавления фасок ко всем отверстиям.

Рис. 12.34. Свиток Fillet Surface (Поверхность-фаска) с настройками, заданными для фаски отверстия диска

Рис. 12.35. Вид диска с фасками

Осталось добавить диску прокладку, гайку для крепления, и на этом работу можно считать завершенной. Гайка – деталь несложная, но все-таки опишу в общих чертах принцип ее моделирования. За основу я взял шестигранник с закругленными краями (Create > Shapes > NGon (Создание > Формы > Многоугольник)), к которому применил модификатор выдавливания (Modifiers > Mesh Editing > Extrude (Модификаторы > Редактирование поверхности > Выдавливание)). Отверстия были оставлены открытыми, а в качестве типа результирующей поверхности выбрана NURBS-поверхность. После этого я создал форму вращения (Create > NURBS > CV Curve (Создание > NURBS > CV-кривая)) и применил к ней команду Create Lathe Surface (Создать поверхность вращением) плавающей панели NURBS. В результате получилась поверхность, закрывающая гайку сверху (рис. 12.36).

Далее я спроецировал сплайн NGon (Шестиугольник) на поверхность крышки и обрезал лишние части. Затем, применив команду Attach (Присоединить), объединил две поверхности в одну и добавил фаску, щелкнув на кнопке Create Fillet Surface (Создать поверхность-фаску). Прокладка под гайкой – простой примитив (цилиндр).

То, что получилось после финальной визуализации диска, показано на рис. 12.37.

Рис. 12.36. Объекты, выполненные для моделирования гайки

Рис. 12.37. Финальная визуализация автомобильного диска, выполненного при помощи NURBS-моделирования

ПРИМЕЧАНИЕ

Если у вас возникли вопросы по созданию модели автомобильного диска, обратитесь к файлу упражнения disk_end.max, расположенному в папке Examples\Глава 12\NURBS_disk прилагаемого DVD.

В этом разделе описано моделирование при помощи полигонов автомобильного колеса с диском более сложной формы, а также шины с геометрическим протектором.

Прежде чем приступить к моделированию, нужно иметь представление о том, что вы должны получить в итоге. Форму будущей модели диска и протектора я увидел в рекламном проспекте (рис. 12.38).

Начните моделирование с построения в окне проекции Front (Спереди) примитива Tube (Труба). Для этого сделайте следующее.

1. Выполните команду Create > Standard Primitives > Tube (Создание > Простые примитивы > Труба). В результате откроется доступ к настройкам примитива на вкладке Create (Создание) командной панели.

2. В свитке Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры) введите значения: Inner Radius (Внутренний радиус) – 196, Outer Radius (Внешний радиус) – 220, Height (Высота) – 140.

Рис. 12.38. Фотография автомобильного диска, взятого в качестве образца для моделирования

3. Щелкните на кнопке Create (Создание) для построения объекта в окнах проекций.

4. В свитке Parameters (Параметры) задайте параметру Height Segments (Количество сегментов по высоте) значение 5, а Sides (Количество сторон) – 20 (по 4 на группу спиц).

Построенная геометрия находится в начале координат, что имеет важное значение для последующего моделирования. Теперь нужно заблокировать ее от случайного смещения или поворота. Для этого выполните следующие действия.

1. Перейдите на вкладку Hierarchy (Иерархия)

командной панели, в результате чего появится доступ к выбору иерархий.

2. Щелкните на кнопке Link Info (Данные о связях), чтобы получить доступ к свитку Locks (Блокировки).

3. В свитке Locks (Блокировки) установите флажки Move (Перемещение) и Rotate (Вращение).

Продолжим моделирование. Вам понадобится преобразовать параметрический объект Tube (Труба) в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). Для этого щелкните на нем правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выполните команду Convert To > Convert to Editable Poly (Преобразовать > Преобразовать в редактируемую полигональную поверхность).

Дальнейшие преобразования будут проходить на уровне подобъектов. Начните с уточнения положения внутренних рядов вершин. Для этого выполните следующие действия.

1. Перейдите на уровень редактирования вершин, для чего при выделенном объекте щелкните на кнопке Vertex (Вершина)

свитка Selection (Выделение) или нажмите 1 на клавиатуре.

2. В окне проекции Left (Слева) выделите четыре внутренних ряда вершин и примените к ним команду Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), для чего щелкните на одноименной кнопке

на панели инструментов.

3. Масштабируйте вершины по оси X так, как показано на рис. 12.39.

Затем необходимо выдавить полигоны внутри диска, чтобы получить дополнительную геометрию. Для этого сделайте следующее.

1. Перейдите на уровень редактирования полигонов, щелкнув при выделенном объекте на кнопке Polygon (Полигон)

в свитке Selection (Выделение) или нажав на клавиатуре 4.

2. Щелкните на кнопке выделения на панели инструментов и активизируйте Circular Selection Region (Круглая область выделения)

В окне проекции Front (Спереди), начиная с середины объекта, выделите внутренние полигоны.

3. Активизируйте прямоугольное выделение, щелкнув на кнопке Rectangular Selection Region (Прямоугольная область выделения)

В окне проекции Left (Слева), удерживая нажатой кнопку Alt, снимите выделение с крайних рядов (рис. 12.40).

4. В свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов) щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Extrude (Выдавливание).

5. В открывшемся окне Extrude Polygons (Выдавливание полигонов) задайте значение величины выдавливания 20, а тип выдавливания – Local Normal (Локальные нормали).

6. Щелкните на кнопке OK для завершения выдавливания.

Рис. 12.39. Положение вершин в пространстве окна проекции Left (Слева)

Рис. 12.40. Объект с выделенными полигонами внутренней области

Далее сделайте углубление по внешнему периметру диска (операция скорее номинальная: после того как на диск «наденется» шина, его не будет видно). Для этого выделите полигоны внешнего радиуса, находящиеся в середине, и масштабируйте их внутрь объекта (рис. 12.41).

Следующим шагом будет построение фаски на гранях диска: двух величиной поменьше и одной – побольше, чтобы получить закругление на краю диска. Для этого сделайте следующее.

1. Щелкните на кнопке Edge (Ребро)

в свитке Selection (Выделение) или нажмите на клавиатуре 2.

2. Выделите по одному ребру во втором и третьем от края внутренних рядах, затем щелкните на кнопке Loop (Петля) для выделения всех ребер по окружности (рис. 12.42).

3. Щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Chamfer (Фаска).

4. В открывшемся окне диалога Chamfer Edges (Фаска ребер) выставьте значение величины фаски 2.

5. Щелкните на кнопке OK для завершения операции создания фаски.

6. Способом, описанным выше, выделите внешний ряд ребер и примените к нему инструмент создания фаски с величиной 4 (рис. 12.43).

Рис. 12.41. Сформированное посадочное место для шины

Рис. 12.42. Ребра, подготовленные для создания фаски

На этом все операции, связанные с геометрией, можно считать законченными. Исходя из того что диск симметричен, оставьте для моделирования только одну половину. В окне проекции Front (Спереди) выделите полигоны правой стороны диска и удалите их, а чтобы видеть, как проходит моделирование в целом, сделайте зеркальную копию оставшейся половины. Для этого выполните команду Tools > Mirror (Инструменты > Зеркальное отображение), в результате чего откроется окно Mirror (Зеркальное отображение). В нем выставьте в качестве оси зеркального отображения X, а в качестве метода копирования выберите Instance (Привязка). Сейчас все действия в левой части диска будут отображаться в образце справа.

Приступим к моделированию спиц. Если присмотреться к форме диска на фотографии, можно заметить, что в ней много симметричных деталей, поэтому моделировать нужно только одну часть, а затем скопировать ее. Начните строить только одну спицу. Для этого в верхней части диска разрежьте три полигона, расположенных рядом, для начала формирования спицы. Чтобы сделать разрезы, щелкните на кнопке Cut (Вычитание) в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии) и затем в окне проекции Front (Спереди) или Perspective (Перспектива) выполните разрезание (рис. 12.44).

Рис. 12.43. Фаски, примененные к внутренним ребрам для закругления геометрии диска

Рис. 12.44. Полигоны, разрезанные для начала формирования спицы

Выделите два вновь созданных полигона (расположенный на боковой поверхности и на фаске) и сделайте выдавливание с уменьшением, для чего щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Bevel (Выдавливание со скосом). В результате откроется окно Bevel Polygons (Выдавливание со скосом полигонов). В нем для высоты выставьте значение 4, а для величины смещения – 1,5 и щелкните на кнопке OK для создания скоса. Результат данных действий показан на рис. 12.45.

Далее выделите два нижних полигона для формирования спицы по направлению к центру диска. Выделенные полигоны необходимо выдавить. Для этого щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Extrude (Выдавливание). В результате откроется окно Extrude Polygons (Выдавливание полигонов). В нем выставьте значение высоты выдавливания 40, а тип выдавливания – Local Normal (Локальные нормали) и щелкните на кнопке Apply (Применить) три раза для создания трех групп выдавливания. После создания новых полигонов перейдите на уровень редактирования вершин (нажмите на клавиатуре 1) и уточните их положение в пространстве согласно фотографии (см. рис. 12.38). Геометрия созданной спицы должна быть такой, как показано на рис. 12.46.

Выполните еще одно выдавливание на высоту 30. После этого сформируйте закругление в месте соединения двух соседних спиц. Для этого выделите три полигона, расположенных у основания спицы с внутренней стороны (рис. 12.47), и выдавите их на высоту 15.

Не снимая выделения с полигонов, нажмите клавишу Delete для их удаления. Это необходимо сделать, чтобы иметь возможность впоследствии соединить две соседние спицы в один объект и объединить вершины. Далее перейдите на уровень редактирования вершин и, выделив конечные вершины, уточните их положение в пространстве. Они должны быть расположены так, чтобы сформировалось закругление между соседними спицами с понижением плоскости, а конечные вершины находились на границе объекта, то есть значение координаты по оси X должно быть равно 0 (рис. 12.48).

Рис. 12.45. Полигоны, сформированные при помощи команды Bevel (Выдавливание со скосом)

Рис. 12.46. Средняя часть спицы, сформированная выдавливанием

Рис. 12.47. Полигоны, выделенные у основания спицы, для последующего выдавливания

Рис. 12.48. Полигоны, формирующие закругление между двумя спицами

На этапе моделирования спицы осталось сделать фаску на краях ребер с внешней стороны, чтобы после применения сглаживания сохранить форму изгиба поверхности. Для этого выполните следующие действия.

1. Перейдите на уровень подобъектов Edge (Ребро), щелкнув на значке

свитка Selection (Выделение) настроек объекта на командной панели или нажав на клавиатуре 2.

2. Выделите все внешние ребра и щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Chamfer (Фаска).

3. В открывшемся окне диалога Chamfer Edges (Фаска ребер) параметру величины фаски задайте значение, равное 0,5.

4. Щелкните на кнопке OK для завершения операции создания фаски.

Теперь присоедините вторую половину диска к первой, чтобы продолжить моделирование двух спиц как одного объекта. Для этого щелкните на кнопке Make unique (Сделать уникальным)

на вкладке Modify (Изменение) командной панели, а затем на кнопке Attach (Присоединить) в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии) и в любом окне проекции на правой половине диска. Сейчас две половины диска принадлежат одному объекту, но все еще являются двумя отдельными элементами. Чтобы соединить их полностью, нужно объединить вершины в месте стыка этих элементов. Для выполнения этой операции перейдите в режим редактирования Vertex (Вершина) и выделите все вершины, находящиеся в месте соединения двух половин диска, после чего щелкните на кнопке Weld (Объединить) в свитке Edit Vertices (Редактирование вершин).

После соединения двух половинок можно визуализировать объект, но прежде нужно выполнить сглаживание. Для этого в свитке Subdivision Surface (Поверхности с разбиением) установите флажок Use NURMS Subdivision (Использовать NURMS-разбиение), а в области Display (Отображение) задайте параметру Iterations (Количество итераций) значение 2. Затем можно визуализировать изображение в окне проекции Front (Спереди) (рис. 12.49).

Теперь смоделируем отверстия для крепежа. Для этого активизируйте инструмент Cut (Вычитание) в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии) и разрежьте полигон, находящийся между спицами (рис. 12.50).

Рис. 12.49. Визуализированный фрагмент диска со сглаживанием

Рис. 12.50. Разрезы, определяющие форму отверстия

Чтобы завершить формирование отверстия, выделите его внутренние полигоны и примените операцию Extrude (Выдавливание) со значением, равным -15. Для получения сглаженных краев примените к ребрам на границе окружности Chamfer Edges (Фаска ребер).

После выполнения этих операций должен получиться один элемент диска. Всего их пять, следовательно, нужно снова делать копии. Оставьте для работы необходимую вам часть объекта, а все остальное удалите (рис. 12.51).

Перед копированием нужно снять блокировку объекта от поворота (в самом начале задания мы заблокировали диск от случайного перемещения). Для этого выполните следующие действия.

1. Перейдите на вкладку Hierarchy (Иерархия)

командной панели, после чего у вас будет возможность выбора иерархий.

Рис. 12.51. Пятая часть диска, подготовленная для копирования

2. Щелкните на кнопке Link Info (Данные о связях), в результате чего появится доступ к свитку Locks (Блокировки).

3. В свитке Locks (Блокировки) снимите флажки в области Rotate (Вращение).

После этого выделите элемент диска и выполните команду Tools > Array (Инструменты > Массив), в результате чего появится окно Array (Массив). Задайте в нем угол поворота, количество копий и метод копирования, как показано на рис. 12.52.

Рис. 12.52. Окно Array (Массив) с настройками копирования элемента диска

В результате при помощи вращения получился диск, состоящий из пяти самостоятельных элементов, наследующих трансформации друг друга. Сейчас нужно уточнить положение вершин в средней части диска. Для этого достаточно настроить положение вершин в пространстве для одного элемента, а все остальные унаследуют эти трансформации. Необходимо также удалить нижние боковые полигоны, чтобы объединить вершины соседних элементов. То, что получилось после редактирования вершин у меня, представлено на рис. 12.53.

Постройте сопряжение между элементами, для которых необходимо выполнить выдавливание боковых полигонов в месте их соединения. После этого снова уточните положение вершин в пространстве, используя фотографию автомобильного диска (см. рис. 12.38). Когда будут сформированы переходы между элементами, можно их объединить в один объект. Для этого щелкните на кнопке Make unique (Сделать уникальным)

вкладки Modify (Изменение) и на кнопке Attach (Присоединить) свитка Edit Geometry (Редактирование геометрии). Затем в любом окне проекции последовательно щелкните на всех копиях начального объекта для их присоединения (рис. 12.54).

Рис. 12.53. Объект, полученный при копировании одного элемента диска

Рис. 12.54. Фрагмент диска после объединения элементов

После объединения элементов в один объект в центре образовалось отверстие, которое необходимо закрыть и выполнить выдавливание для формирования углубления с фаской. Для этого сделайте следующее.

1. В свитке Selection (Выделение) настроек объекта на командной панели щелкните на значке Border (Граница)

2. В окне проекции Front (Спереди) щелкните на границе отверстия для выделения ребер, окаймляющих отверстие.

3. В свитке Edit Borders (Редактирование границ) щелкните на кнопке Cap (Накрыть), в результате чего отверстие будет закрыто полигонами.

4. Выделите средний полигон и сделайте выдавливание внутрь на небольшое расстояние.

5. Выполните фаску для верхних ребер отверстия.

Результат описанных действий представлен на рис. 12.55.

Осталось совсем немного – добавить мелкие детали, и диск будет готов. Для болтов крепления диска я использовал примитив Cylinder (Цилиндр) с шестью гранями без сглаживания. В центр поместил полусферу, трансформированную по оси Z. Эта полусфера будет служить основой для размещения логотипа. Для гаек, расположенных по периметру, был также использован примитив Cylinder (Цилиндр). Он подошел и для прокладок под гайки. Окончательный вид диска представлен на рис. 12.56.

Для завершения моделирования автомобильного колеса не хватает только шины. Надеюсь, что после построения диска ее моделирование не покажется вам сложным.

Рис. 12.55. Средняя часть диска

Рис. 12.56. Окончательная визуализация диска

Спрячьте построенный диск, чтобы ничто не мешало работе. Для этого выделите его со всеми дополнительными элементами и щелкните правой кнопкой мыши. В появившемся контекстном меню выберите пункт Hide Selection (Спрятать выделенное).

Как обычно, для объектов, которые имеют повторяющиеся или симметричные детали, моделировать будем только уникальную для них часть. В данном случае это небольшая часть протектора. Начнем его моделирование с построения плоскости. Для этого выполните команду Create > Standard Primitives > Plane (Создание > Простые примитивы > Плоскость). В окне проекции To p (Сверху) постройте произвольную плоскость и в свитке Parameters (Параметры) задайте ее параметрам значения, как показано на рис. 12.57.

Дальнейшее моделирование будет происходить на уровне подобъектов, для чего необходимо преобразовать плоскость в объект Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), щелкнув правой кнопкой мыши на объекте и выбрав в появившемся контекстном меню Convert To > Convert to Editable Poly (Преобразовать > Преобразовать в редактируемую полигональную поверхность). После этого нажмите кнопку Vertex (Вершина)

в свитке Selection (Выделение) настроек плоскости на командной панели и в окне проекции To p (Сверху) измените положение вершин, как показано на рис. 12.58.

Перейдите на уровень редактирования Polygon (Полигон) ¦ . Выделите те полигоны, которые должны будут формировать выступающие части протектора шины. После этого примените к выделенным полигонам выдавливание с заданным значением. Для этого щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Extrude (Выдавливание). В открывшемся окне Extrude Polygons (Выдавливание полигонов) параметру высоты выдавливания задайте значение, равное 4, а тип выдавливания – Local Normal (Локальные нормали) и щелкните на кнопке OK (рис. 12.59).

После выполнения стандартных операций необходимо подкорректировать положения вершин в пространстве. В данном случае нужно понизить протектор по направлению к внешнему краю (рис. 12.60).

Рис. 12.57. Свиток Parameters (Параметры) настроек плоскости, с которой начинается моделирование шины

Рис. 12.58. Редактирование вершин объекта в вертикальной (слева) и горизонтальной (справа) плоскостях

Рис. 12.59. Фрагмент шины с выдавленными полигонами

Рис. 12.60. Элемент шины после корректировки высоты протектора

Как только вы скорректируете положение вершин в пространстве, изогните боковую часть элемента шины, чтобы придать ей нужную форму. Для этого проще всего воспользоваться модификатором изгиба. Выполните команду Modifiers > Parametric Deformers > Bend (Модификаторы > Параметрические деформации > Изгиб). В свитке Parameters (Параметры) настроек модификатора Bend (Изгиб) задайте параметрам значения, как показано на рис. 12.61.

На этом моделирование одиночного элемента можно считать законченным. Теперь необходимо выполнить его зеркальную копию с последующим присоединением ее к основному объекту. Перед тем как что-либо делать, нужно снова преобразовать объект в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). Затем в окне проекции Top (Сверху) выделите объект и щелкните на кнопке Mirror (Зеркальное отображение)

В появившемся окне в качестве оси для зеркального отображения выберите XY, а в качестве способа копирования – Copy (Независимая копия объекта). После зеркального отображения объекта выполните подгонку положения копии так, чтобы она встала в место соединения двух половинок протектора (рис. 12.62).

Рис. 12.61. Параметры модификатора Bend (Изгиб) для элемента шины

Рис. 12.62. Элемент шины с зеркальной копией

Создав копию и уточнив положение относительно оригинала, необходимо присоединить ее к оригиналу. Для выполнения этих действий щелкните на кнопке Attach (Присоединить) в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии) основного объекта, а затем на копии в любом из окон проекций.

Но это еще не все. Нужно объединить и вершины, лежащие на стыке двух элементов. Для этого, находясь на уровне редактирования вершин, выделите средний ряд вершин и щелкните на кнопке Weld (Объединить), находящейся в свитке Edit Vertices (Редактирование вершин).

В результате вы получите один полный элемент шины, который сейчас необходимо размножить. Выполните эту операцию при помощи инструмента Array (Массив). Для этого выделите объект в окне проекции. Выполните команду Tools > Array (Инструменты > Массив) и в открывшемся окне Array (Массив) укажите смещение по оси X, равное 40 (это ширина элемента, заданная при его построении), а количество копий – 50. Затем щелкните на кнопке OK для подтверждения сделанных изменений.

Вы получите 50 последовательно расположенных элементов, которые нужно объединить в один объект. Снова обратитесь к команде Attach (Присоединить), но сейчас щелкните на кнопке Attach List (Присоединение по списку), находящейся рядом с кнопкой Attach (Присоединить) в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии). Откроется окно Attach List (Присоединение по списку), в котором щелкните на кнопке Select All (Выделить все) для выбора всех копий элемента шины.

Как и прежде, соседние вершины присоединенных объектов необходимо объединить, для чего в режиме редактирования Vertex (Вершина) выделите все вершины объекта и щелкните на кнопке Weld (Объединить) в свитке Edit Vertices (Редактирование вершин).

После присоединения отдельных элементов и объединения вершин в местах стыков примените модификатор Bend (Изгиб), чтобы завернуть объект в кольцо. В параметрах модификатора задайте параметру Angle (Угол) значение 360, а ось – X. Вы получите почти готовую шину, останется только нарастить боковые грани (рис. 12.63).

Перед наращиванием боковых граней нужно снова преобразовать объект в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) и объединить вершины в месте стыка.

Далее щелкните на значке Border (Граница)

в свитке Selection (Выделение). В окне проекции Front (Спереди) щелкните в стороне от объекта и протащите указатель мыши на противоположную сторону окна по диагонали, выделяя все открытые ребра (в данном случае это внутренние ребра шины с обеих сторон). Щелкните на кнопке Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать) панели инструментов

и, удерживая нажатой клавишу Shift, дважды скопируйте ребра, чтобы нарастить стороны шины. У вас получится законченная модель шины.

Сейчас можно открыть ранее спрятанный диск и привести при необходимости шину к общему с ним масштабу. На рис. 12.64 показано то, что получилось у меня.

Рис. 12.63. Автомобильная шина после применения модификатора Bend (Изгиб)

Рис. 12.64. Результат окончательной визуализации автомобильного колеса

ПРИМЕЧАНИЕ

Если у вас возникли вопросы по созданию модели автомобильного колеса, обратитесь к файлу сцены poly_disk.max, расположенному в папке Examples\Глава 12\Poly_disk прилагаемого к книге DVD.

Моделирование автомобиля – пожалуй, самое сложное задание из представленных в этой книге. Если у вас недостаточно опыта работы в программе 3ds Max, начинать его желательно после освоения упражнений по моделированию полигонами.

Моделировать автомобиль можно разными способами. Все они имеют свои плюсы и минусы. Я не стану подробно останавливаться на каждом, а только в общих чертах опишу их.

¦ NURBS-моделирование. В примерах по моделированию в 3ds Max встречается крайне редко. Моделировать сложно, хотя модель в конечном итоге получается достаточно сглаженная.

¦ Патч-моделирование. При достаточных навыках в работе таким образом можно выполнять моделирование автомобилей любой сложности. Патчи имеют некоторые особенности, знание которых необходимо для нормальной работы. Кроме того, построение кривизны поверхности сводится к редактированию не только положения вершин в пространстве, но и манипуляторов, что дополнительно усложняет задачу.

¦ Моделирование сплайнами с последующим применением модификатора Surface (Поверхность). Этот способ напоминает патч-моделирование. Я применяю его для моделирования автомобилей со сложной и сглаженной геометрией. Метод очень удачен, но требует подготовки и хорошего пространственного мышления: нужно размещать в пространстве большое количество вершин кривой и уметь работать с манипуляторами.

¦ Низкополигональное моделирование. При таком моделировании за основу берется объект Box (Параллелепипед) с достаточным количеством разбиений и при помощи модификатора Edit Mesh (Редактирование поверхности) изменяется положение вершин, они подгоняются под форму автомобиля. Моделирование ведется по принципу «от простого к сложному» (добавляются грани, полигоны, уточняется геометрия и т. д.). После создания общей формы к объекту применяется модификатор MeshSmooth (Сглаживание).

¦ Полигональное моделирование. Это скорее разновидность низкополигонального моделирования, с той разницей, что применяется метод наращивания полигонов по форме модели с использованием Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). На сегодняшний день это самый удобный способ создания полигональной модели.

В этом разделе рассмотрим применение последнего способа моделирования как самого распространенного и простого. Преимущество этого метода заключается в том, что мы строим полигоны лишь там, где они необходимы, имея в своем арсенале максимальный набор инструментов для работы с полигональной моделью.

В разделах, посвященных моделированию телефонной трубки и колеса, мы уже использовали этот способ, и вы должны были приобрести начальные навыки работы с Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). Из-за этого материал будет подан в сжатом виде, лишь с описанием техники моделирования.

Как обычно, моделирование начинается с создания виртуальной студии. Способы ее построения были рассмотрены в начале главы, поэтому будем считать, что студия у вас уже есть.

Вернемся еще раз к теме построения виртуальной студии и дадим несколько рекомендаций.

¦ Виртуальная студия должна находиться в начале координат, то есть значения ее координат по осям X, Y и Z должны быть равны 0. Это значительно упростит зеркальное отображение объектов моделирования (фары, зеркала, колеса и т. д.), а также половины кузова автомобиля.

¦ Студия должна быть заблокирована от случайного смещения. Для этого щелкните на объекте-студии правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите строку Object Properties (Свойства объекта). Откроется одноименное окно, в котором установите флажок Freeze (Фиксировать), и снимите Show Frozen in Gray (Показывать замороженное серым).

Каким бы методом вы ни моделировали автомобиль исходя из того, что он симметричен, достаточно смоделировать лишь половину объекта, а потом сделать зеркальную копию.

Моделировать автомобиль начните с построения объекта Plane (Плоскость) в районе переднего крыла автомобиля. Для этого выполните команду Create > Standard Primitives > Plane (Создание > Простые примитивы > Плоскость) и в окне проекции Front (Спереди) постройте небольшую плоскость, которая будет отправной точкой всего моделирования (рис. 12.65).

Рис. 12.65. Плоскость, с которой начинается построение модели автомобиля

Для удобства работы измените способ отображения объекта. Для этого щелкните на плоскости правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите строку Object Properties (Свойства объекта). В области Display Properties (Свойства отображения) открывшегося окна Object Properties (Свойства объекта) установите флажок See-Through (Видеть сквозь). После этого вы сможете видеть ту часть виртуальной студии, которая скрывается за моделируемым объектом.

Больше свойства параметрического объекта Plane (Плоскость) вам не понадобятся. Дальнейшее моделирование будет проводиться на уровне редактирования подобъектов (вершин, граней, полигонов). Для доступа к этому уровню необходимо преобразовать объект в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). Для этого щелкните на нем правой кнопкой мыши, в появившемся контекстном меню выполните команду Convert To > Convert to Editable Poly (Преобразовать > Преобразовать в редактируемую полигональную поверхность).

ВНИМАНИЕ

Почти все команды моделирования, которые будут использоваться в данном упражнении, находятся на вкладке Modify (Изменение) настроек объекта Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) командной панели. По этой причине уточнения будут даваться только по свиткам, к которым будем обращаться. Во всех остальных случаях будет приводиться полное описание доступа к инструментам, модификаторам или свойствам объекта.

После преобразования плоскости в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) перейдите на уровень редактирования Vertex (Вершина) (при выделенном объекте нажмите на клавиатуре 1) и уточните положение вершин в пространстве, используя для контроля окно проекции Front (Спереди) (рис. 12.66, а) и Left (Слева) (рис. 12.66, б).

Рис. 12.66. Положение начального полигона в окнах проекций Front (Спереди) (а) и Left (Слева) (б)

Очень важно контролировать положение вершин во всех окнах проекций. Это поможет избежать формирования искривлений, которые могут быть не видны при использовании одного или двух окон проекций.

Далее при помощи выдавливания боковых ребер продолжаем строить крыло машины. Для этого можно применить команду Extrude (Выдавливание), но более простой метод построения дополнительных ребер (а следовательно, и полигонов) – копирование их с клавишей Shift. Делается это следующим образом.

1. Перейдите на уровень редактирования Edge (Ребро) (нажмите на клавиатуре 2).

2. Нажмите и удерживайте клавишу Shift.

3. Выделите ребро со стороны, в которую собираетесь наращивать рельеф.

4. Удерживая нажатой кнопку мыши, перетащите ребро в сторону на расстояние, необходимое для построения новых контрольных точек.

5. Отпустите кнопку мыши, в результате чего будет построен новый полигон.

6. При необходимости уточните положение вершин в пространстве.

Используя вышеописанный способ копирования ребер, нарастите геометрию крыла автомобиля (рис. 12.67).

Рис. 12.67. Положение полигонов, огибающих арку от бампера до порога, в окнах проекций Front (Спереди) (а) и Left (Слева) (б)

СОВЕТ

При моделировании автомобиля я предпочитаю придерживаться того правила, что отдельные детали кузова должны моделироваться как самостоятельные элементы. Это, на мой взгляд, упрощает моделирование и дальнейшее текстурирование автомобиля. Обычно это элементы, которые и у реального автомобиля являются самостоятельными (крылья, капот, двери, багажник, бамперы и т. д.).

Продолжите строить полигоны. Дойдя до бампера с левой стороны и порога с правой, нарастите ребра в стороны, не забывая контролировать положение полигонов во всех окнах проекций (рис. 12.68).

Рис. 12.68. Положение полигонов в окне проекции Front (Спереди) (а) и Top (Cверху) (б) после их наращивания в стороны

Сейчас самое время посмотреть на то, что у нас получается. Для этого я пользуюсь нехитрым приемом: делается визуализированная копия моделируемого объекта и к ней добавляется модификатор MeshSmooth (Сглаживание). Рассмотрим подробнее, как это сделать.

1. Удерживая нажатой клавишу Shift (как при копировании ребер), щелкните на моделируемом объекте и перетащите его на значительное расстояние в сторону.

2. После того как вы отпустите кнопку мыши, появится окно Clone Options (Параметры клонирования), в котором в качестве способа копирования выберите Reference (Подчинение).

3. В стек модификаторов копии добавьте модификатор MeshSmooth (Сглаживание), выполнив команду Modifiers > Subdivision Surfaces > MeshSmooth (Модификаторы > Поверхности с разбиением > Сглаживание).

4. Из списка Subdivision Method (Метод разбиения) одноименного свитка настроек модификатора MeshSmooth (Сглаживание) выберите NURMS, а в свитке Subdivision Amount (Величина поверхности с разбиением) задайте параметру Iteration (Количество разбиений) значение 2.

5. Щелкните на объекте правой кнопкой мыши и выберите строку Object Properties (Свойства объекта). В области Display Properties (Свойства отображения) появившегося одноименного окна снимите флажок See-Through (Видеть сквозь).

После создания экземпляра и выполнения вышеописанных действий поместите его в окно проекции Perspective (Перспектива). Сейчас вы сможете, работая с полигонами на низком уровне (то есть до сглаживания), видеть сглаженную модель и лучше контролировать процесс построения геометрии (рис. 12.69).

Рис. 12.69. Копия моделируемого объекта со сглаживанием

СОВЕТ

К сожалению, удобство, связанное с возможностью просмотра сглаженного изображения одновременно с моделированием, занимает дополнительные компьютерные ресурсы (в оперативной памяти хранится информация о выполненных операциях не только для основного объекта, но и для экземпляра). В связи с этим, как только вы почувствуете, что компьютер стал работать медленнее, удалите копию. Вместо этого при необходимости можно контролировать форму объекта, установив в свитке Subdivision Surface (Поверхности с разбиением) настроек объекта флажок Use NURMS Subdivision (Использовать NURMS-разбиение) с теми же параметрами, что у модификатора MeshSmooth (Сглаживание).

Продолжите дальнейшее наращивание геометрии. Сделайте ряд полигонов по верху объекта до излома крыла и ряд по краю арки.

ВНИМАНИЕ

Когда необходимо наращивать более одного полигона, обязательным условием является выделение для копирования сразу всех ребер. Это связано с тем, что раздельное копирование не только замедлит процесс построения геометрии, но и построит разделенные полигоны. В таком случае необходимо объединить (команда Weld (Объединить)) совпадающие вершины соседних полигонов (если, конечно, раздельное построение не предусмотрено характером моделирования).

При моделировании нужно обходиться минимальным количеством полигонов, но при этом достаточным для правильной передачи формы модели. Вершины полигонов старайтесь располагать в местах изменения формы и не забывайте контролировать их положение в пространстве (рис. 12.70).

Обратите внимание, что ребра, находящиеся на стыках полигонов, располагаются с учетом изменения геометрии автомобиля. Кроме того, между аркой и дверью необходимо разделить полигоны на две части, так как большие полигоны не способны передать изгиб крыла по длине. Выполните это деление при помощи инструмента Cut (Вычитание), расположенного в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии).

Чем больше расстояние между ребрами соседних полигонов, тем более плавную кривую построит программа при сглаживании внутреннего угла. Верно и обратное. По этой причине, если вы хотите сделать излом в каком-то месте поверхности, нужно построить близко лежащие грани. Это мы сейчас и проделаем для геометрии крыла. Прежде всего необходимо выделить грань, по которой будет уточняться геометрия. Перейдите на уровень редактирования ребер (нажмите на клавиатуре цифру 2). Выделите одно из ребер по линии будущего излома геометрии. В свитке Selection (Выделение) нажмите кнопку Loop (Петля), в результате чего выделятся все ребра, находящиеся на одной линии с выделенным.

Для придания изгибу более заметного излома примените к выделенным ребрам Chamfer (Фаска), разделив таким образом выделенные ребра на две части. Для этого в свитке Edit Edges (Редактирование ребер) щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Chamfer (Фаска). В открывшемся окне Chamfer Edges (Фаска ребер) задайте параметру величины фаски значение, равное 3. Затем щелкните на кнопке OK для завершения операции создания фаски. Теперь изгиб крыла над аркой имеет более естественные очертания (рис. 12.71).

Рис. 12.70. Полигоны, достроенные над аркой и по верху крыла

Рис. 12.71. Ребра, сформированные фаской в окнах проекций User (Пользовательская) (справа) и Perspective (Перспектива) (слева)

Напомню, что в окне проекции Perspective (Перспектива) представлен экземпляр объекта, с которым вы работаете, но только со сглаживанием.

Продолжите наращивание полигонов вправо, сначала до места соединения передней и задней двери, затем до места соединения задней двери и крыла.

Обратите внимание, что в окне проекции To p (Сверху) боковая линия геометрии автомобиля в местах расположения дверей почти ровная, поэтому, чтобы передать форму кузова, вам достаточно построить вертикальные ребра в местах стыковки дверей (рис. 12.72).

Принципы построения заднего крыла такие же, как и переднего: ребра строящегося объекта должны пройти по характерным изломам крыла, огибая арку заднего колеса. Затем продолжите построение полигонов вплоть до дверей багажника, огибая заднюю фару. Высота строящихся полигонов должна быть ограничена сверху линией излома геометрии кузова, а снизу – бампером.

СОВЕТ

При построении такой сложной модели, как автомобиль, вы вряд ли дважды столкнетесь с одинаковой геометрией кузова. При этом существует простое правило: построение ребер должно вестись с учетом элементов кузова и его формы. На практике это выглядит примерно так: все, что в автомобиле открывается, может быть выполнено отдельными элементами и, соответственно, должно иметь ребра на краях. Ребра также обязательны там, где необходимо сделать излом геометрии.

Рис. 12.72. Достроены два ряда полигонов, описывающих форму дверей

При построении изгиба заднего крыла в районе фары обратите внимание на форму закругления. Кроме работы в окне проекции Front (Спереди) (рис. 12.73, а), важно контролировать положение вершин в пространстве, используя окна проекции To p (Сверху) и Right (Справа) (рис. 12.73, б).

Рис. 12.73. Построение полигонов продолжается в окнах проекций Front (Спереди) (а) и Right (Справа) (б)

Далее достройте полигоны до боковых окон. Принцип построения все тот же: выделите грани по всей длине и, удерживая нажатой клавишу Shift, скопируйте их, а затем уточните положение вершин в пространстве.

Чтобы закончить общую форму боковой геометрии кузова, сделайте продольный излом на крыльях и дверках автомобиля. Эта операция выполняется аналогично созданию излома над арками крыльев автомобиля, описанному ранее. Отличие состоит в том, что сначала при помощи инструмента Chamfer (Фаска) из свитка Edit Edges (Редактирование ребер) строятся разделенные ребра с параметром Chamfer Amount (Величина фаски), равным 10 (имейте в виду, что если размеры вашей модели отличаются от моей, то и величина будет другой). После этого выделяется верхний ряд ребер из только что полученных после применения фаски и еще раз применяется Chamfer (Фаска), но со значением параметра Chamfer Amount (Величина фаски), равным 3.

После построения двух дополнительных рядов ребер необходимо уточнить положение в пространстве нижнего ряда, чтобы создать криволинейную поверхность боковой стороны автомобиля. Для этого можно воспользоваться редактированием на уровне вершин (для переключения нажмите на клавиатуре 1), для чего выделите точки нижнего ряда (из построенных с помощью Chamfer (Фаска)) и в окне проекции Left (Слева) сместите их немного внутрь автомобиля (рис. 12.74).

В процессе построения новых ребер методом создания фаски на границе примыкания горизонтальных ребер к арке переднего крыла появятся артефакты. Это связано с тем, что в данных точках сходятся по пять ребер и в результате применения инструмента Chamfer (Фаска) из свитка Edit Edges (Редактирование ребер) появляется избыточное количество вершин. Решить возникшую проблему можно с помощью команды Weld (Объединить) следующим образом.

Перейдите на уровень редактирования Vertex (Вершина) и выделите две вершины, подлежащие объединению. В свитке Edit Vertices (Редактирование вершин) щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Weld (Объединить). В открывшемся окне Weld Vertices (Объединить вершины) задайте значение величины приращения с учетом того, чтобы в окне проекции две выделенные вершины объединились в одну. Затем щелкните на кнопке OK для завершения объединения и повторите те же действия для двух других точек (рис. 12.75).

Рис. 12.74. Положение и форма излома геометрии кузова, проходящего по боковой поверхности

Рис. 12.75. Вершины на стыке шести ребер до (справа) и после (слева) их слияния

На рис. 12.76 показан вид боковой поверхности экземпляра моделируемого объекта со сглаживанием.

СОВЕТ

Часто в процессе моделирования по той или иной причине необходимо вернуться к предыдущему состоянию моделирования, и не всегда в этом может помочь команда Undo (Отменить). Поэтому возьмите за правило сохранять рабочий файл после выполнения ключевых задач или через определенные промежутки времени. Лучше всего, если для сохранения будет использоваться команда Save As (Сохранить как) с увеличением имени файла (достаточно в окне Save File As (Сохранить файл как) щелкнуть на кнопке со знаком +).

Дальнейшее построение кузова автомобиля связано с моделированием рамки над дверями, затем можно будет перейти от нее к крыше. Построение начинается сразу с двух сторон путем наращивания полигонов.

Думаю, двух рядов полигонов вполне хватит, чтобы передать форму рамки. В ее построении нет особых сложностей, лишь необходимо отметить, что от заднего крыла отходит больше чем два полигона. Их нужно привести в соответствие (по количеству) с теми, которые расположены спереди. Это делается путем объединения вершин. Кроме того, добавьте еще одно горизонтальное ребро в место стыковки рамки с задним крылом – туда, где виден небольшой излом формы (рис. 12.77).

Рис. 12.76. Боковая поверхность кузова автомобиля со сглаживанием

Дальнейшее построение крыши автомобиля не должно вызвать затруднения, поэтому вернемся к нему позже, а пока на примере создания порога я хочу показать, как можно строить сочленения отдельных элементов кузова. Когда-то, в самом начале работы в программе 3ds Max, я строил швы и сочленения элементов кузова автомобиля путем применения команды Bevel (Выдавливание со скосом) из свитка Edit Polygons (Редактирование полигонов) к полигонам, проходящим по линии шва. После применения модификатора MeshSmooth (Сглаживание) к таким швам углы закруглялись даже там, где они должны быть прямыми. Чтобы избавиться от этого эффекта, я добавлял ребра, увеличивал вес вершин и т. п. Но все эти меры ведут к увеличению количества полигонов и деформируют форму, поэтому со временем я нашел другое решение.

Итак, мы продолжаем строить кузов, а точнее, порог. Выделите нижний ряд ребер и скопируйте его три раза (именно столько рядов полигонов необходимо, чтобы передать небольшое углубление в пороге).

После построения новых полигонов уточните положение вершин в окнах проекций Left (Слева) и Top (Сверху) (рис. 12.78).

Рис. 12.77. Положение и форма полигонов, формирующих рамку кузова, в окнах проекций Front (Спереди) (а) и Right (Cправа) (б)

То, о чем я буду говорить далее, важно понять и научиться делать правильно, так как от этого будет зависеть, насколько хорошо станут смотреться швы автомобиля.

Начнем с выделения трех нижних рядов полигонов, чтобы сформировать из них отдельный элемент. Выделите три нижних ряда полигонов и щелкните на кнопке Detach (Отделить), расположенной в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии). В появившемся окне Detach (Отделить) установите флажок Detach To Element (Отделить в элемент). Это позволит выделить полигоны в отдельный элемент, принадлежащий моделируемому объекту. Щелкните на кнопке OK для подтверждения выбора и закрытия окна.

СОВЕТ

Есть несколько способов упростить навигацию по увеличивающемуся в процессе моделирования количеству вершин, ребер и полигонов. Можно прятать неиспользуемые в работе объекты, применять плоскости отсечения, Isolation Mode (Режим изолирования) и скрывать неиспользуемые элементы на уровне редактирования подобъектов.

После выделения порога в отдельный элемент (с ним предстоит работать) спрячьте все лишнее. Для этого перейдите на уровень редактирования подобъектов Element (Элемент), используя горячую клавишу 5. Выделите порог автомобиля и в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии) щелкните на кнопке Hide Unselected (Спрятать невыделенное). После выполнения этих операций на экране останется только порог.

В окне проекции Front (Спереди) выделите вершины, принадлежащие верхнему ряду, и немного (на 3–5 мм) сместите их вниз. Это необходимо, чтобы между порогом и дверями образовалась небольшая щель. После этого нужно придать порогу толщину. Выделите открытые грани, для чего на уровне подобъектов Border (Граница) щелкните на любом месте по краю порога. В результате выделятся все ребра по периметру. После этого выполните уже знакомую вам операцию копирования граней на величину около 20 мм со смещением внутрь автомобиля.

ПРИМЕЧАНИЕ

Значение, на которое изменяется смещение при копировании, можно проследить в строке состояния, расположенной в нижней части окна программы.

Для формирования углубления в средней части порога выделите два больших продольных ребра и переместите их немного внутрь. Осталось еще одно копирование ребер для формирования порога – нужно выделить верхний внутренний ряд (из тех, которые были построены последними) и скопировать его по оси Y примерно на 20 мм вверх. Это необходимо, чтобы закрыть изнутри образовавшееся продольное отверстие между порогом и дверью (при помощи смещения вершин вниз). Последнее, что нужно сделать перед тем как закончить моделировать порог, – выделить передние грани, образующие внешний край, добавить к выделению ребра в углах и ко всему выделению применить Chamfer (Фаска) со значением параметра Chamfer Amount (Величина фаски), равным 1 (рис. 12.79).

Рис. 12.78. Дополнительные полигоны, построенные для формирования порога

Рис. 12.79. Каркасный вид порога автомобиля после добавления полигонов и создания фаски

Если то, что получилось у вас, отличается от изображения на рис. 12.79, вернитесь назад при помощи команды Undo (Отменить) и проверьте, правильно ли были выделены грани. Это, как правило, самая распространенная ошибка при построении сглаженных углов. На самом деле операции с гранями не так сложны, как кажется, главное – понять принцип, по которому делаются фаски. На рис. 12.80 показан результат визуализации боковой стороны автомобиля.

На примере моделирования порога мы рассмотрели один из способов создания элементов кузова автомобиля. Опишу еще один способ моделирования автомобильных швов на примере создания двери.

ВНИМАНИЕ

При построении закруглений на краях нужно всегда учитывать особенности механизма сглаживания, который в расчетах использует расстояние между соседними рядами ребер (минимум – три ряда на угол). На практике это выглядит так: чем ближе расположены ребра, образующие угол, тем меньше радиус закругления получится при сглаживании. Наилучший результат получается, если ребра, образующие закругление, расположены на одном расстоянии от угла.

Учитывая особенности сглаживания, описанные выше, необходимо на боковой поверхности автомобиля добавить вертикальные разрезы так, чтобы по обе стороны от границ дверей получилось по вертикальному ряду ребер. Сделать это можно разными способами, но самый простой – разрезать поверхность при помощи инструмента Cut (Вычитание), расположенного в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии) (рис. 12.81).

Рис. 12.80. Результат визуализации боковой стороны автомобиля вместе с построенным порогом

Рис. 12.81. Расположение вертикальных ребер в местах соединения дверей

Начнем построение швов с выделения по одному ребру в трех вертикальных рядах, ограничивающих две двери: между передним крылом и передней дверью, между передней и задней дверью и между задней дверью и задним крылом. После этого щелкните на кнопке Loop (Петля), расположенной в свитке Selection (Выделение), чтобы выделить все ребра, составляющие вертикальные ряды. Проверьте, действительно ли все ребра, относящиеся к одному ряду, выделились. Возможно, при моделировании создались смежные ребра и, соответственно, сдвоенные вершины. В этом случае выделение в таком месте прервется, и продолжить его можно будет, добавив оставшиеся ребра вручную, а вершины придется объединить при помощи команды Weld (Объединить), чтобы избежать искажения геометрии.

Если вы выделили все необходимые для работы ребра, нажмите на клавиатуре Пробел, чтобы заблокировать выделенные ребра от случайного изменения. После этого примените команду Extrude (Выдавить) из свитка Edit Edges (Редактирование ребер) с высотой выдавливания, равной 0, и шириной 10 (рис. 12.82).

Высота, указываемая в окне Extrude Edges (Выдавить ребра), в данном случае должна всегда быть нулевой, а ширина у вас может быть и другой – все зависит от масштаба модели и ширины требуемого шва. Обычная технология построения шва подразумевает применение не Extrude Edges (Выдавить ребра), а Chamfer Edges (Фаска ребер). Однако в результате вместо трех получается всего два ребра, что усложняет дальнейшую работу. То, что предлагаю я, позволит вам с минимальными затратами построить достаточно удачный шов. Не спешите щелкать на кнопке OK после введения нужных значений. В данном случае вам понадобится продолжить работу в окне Extrude Edges (Выдавить ребра), поэтому нажмите кнопку Apply (Применить), после чего можно ввести новые значения для следующей пары ребер. В этот раз задействуйте отрицательную высоту выдавливания (у меня это значение равно –5) и меньшее значение для ширины (3). В результате вы сделали шов, используя всего две операции выдавливания (рис. 12.83).

Рис. 12.82. Начало построения дверного шва

Рис. 12.83. Автомобильный шов, полученный при помощи двух операций выдавливания, в каркасном виде (слева) и после визуализации (справа)

При желании, добавив еще две операции, вы можете улучшить внешний вид шва. У меня никогда не возникало необходимости в таком улучшении, так как в своих работах я не использую визуализацию с большим приближением, а на расстоянии они практически не отличаются друг от друга. Однако вам это, возможно, понадобится, поэтому я расскажу, как сделать такой шов.

Сейчас дверной шов представлен минимально возможным количеством полигонов (имейте это в виду, если для вас критично общее количество полигонов). Если к этому добавить еще одно выдавливание, а затем применить фаску, то получится более правильный с точки зрения геометрии шов (внутри он будет прямоугольным). Для построения такого шва выполните следующие действия.

1. Не меняя выделения (у вас до сих пор должны быть выделены три средних ряда ребер), щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Extrude (Выдавливание).

2. В открывшемся окне Extrude Edges (Выдавить ребра) задайте параметру величины выдавливания значение, равное -10 (это значение определяет общую глубину шва), а ширины – 4.

3. Щелкните на кнопке OK для завершения операции выдавливания.

4. В свитке Edit Edges (Редактирование ребер) щелкните на кнопке Settings (Установки) рядом с кнопкой Chamfer (Фаска).

5. В появившемся окне Chamfer Edges (Фаска ребер) задайте параметру Chamfer Amount (Величина фаски) значение, равное 10.

6. Щелкните на кнопке OK для завершения создания фаски (рис. 12.84).

Перед тем как приступить к следующей фазе моделирования, не забудьте снять блокировку с выделения, для чего еще раз нажмите на клавиатуре Пробел.

ПРИМЕЧАНИЕ

При моделировании автомобиля совсем не обязательно вести построение в той последовательности, в которой это делаю я. Главное, чтобы ваша последовательность действий была логически оправдана (например, нелогично делать ручки дверей, не имея самих дверей).

После того как вы закончили с построением дверных швов, можно переходить к моделированию капота. Для этого необходимо нарастить полигоны при помощи копирования ребер, придерживаясь геометрии автомобиля. Через весь капот проходит характерный излом, и для правильной передачи формы нужно его повторить, используя фаску. В местах расположения фары и решетки радиатора оставьте открытые проемы (позже их будем строить отдельными элементами). На рис. 12.85 показаны линии построения.

Рис. 12.84. Каркасный вид улучшенного шва (слева) и результат его визуализации (справа)

Рис. 12.85. Линии построения геометрии капота в окне проекции вида слева

Теперь, когда вы научились делать закругления на гранях элементов автомобиля, закруглите грани капота и элемента кузова, расположенного ниже фары (рис. 12.86).

Рис. 12.86. Результат визуализации фрагмента капота с фасками

Следующий шаг – построение решетки радиатора. Для этого выполните следующие действия.

1. Выделите ребра, расположенные по периметру отверстия, для чего используйте уровень подобъектов Border (Граница), и щелкните кнопкой мыши на границе отверстия.

2. Примените к выделенным ребрам команду Cap (Накрыть), щелкнув на одноименной кнопке в свитке Edit Borders (Редактирование границ). Это создаст полигон, закрывающий отверстие.

3. Сделайте закрытое отверстие как отдельный элемент, для чего в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии) щелкните на кнопке Detach (Отделить).

Дальнейшее редактирование будет проходить на уровне подобъектов Polygon (Полигон). Выделите вновь созданный полигон и примените к нему последовательно четыре операции Bevel (Выдавливание со скосом) со следующими значениями параметров, заданными в окне Bevel Polygons (Выдавливание со скосом полигонов):

¦ Height (Высота): 3, Outliner Amount (Величина смещения): -3;

¦ Height (Высота): 0, Outliner Amount (Величина смещения): -15;

¦ Height (Высота): -3, Outliner Amount (Величина смещения): -3;

¦ Height (Высота): -15, Outliner Amount (Величина смещения): -0.

После этого уточните положение точек в правом верхнем углу (там обводка немного расширяется). Если вы все сделали правильно, результат должен соответствовать изображению, показанному на рис. 12.87, а. После добавления боксов в качестве вертикальных перегородок решетки получим окончательный вид (рис. 12.87, б).

Рис. 12.87. Решетка автомобиля, представленная каркасом в окне проекции Left (Слева) (а) и визуализированная после добавления вертикальных перегородок (б)

Займемся построением двери багажника. После того как вы выполнили боковую сторону автомобиля, капот и научились делать толщину элементов и швы, ее создание не должно вызвать затруднений. Здесь все просто: построение ведется путем наращивания полигонов от крыла до середины автомобиля (рис. 12.88).

Далее постройте швы двери. Для этого создайте шов либо как описано на примере построения боковых дверей, либо сделав дверь как отдельный элемент (при помощи команды Detach (Отделить)) и достроив толщину двери (как описано выше на примере порога).

Рис. 12.88. Геометрия багажника в окнах проекций Right (Справа) (а) и Front (Спереди) (б)

Создайте небольшой элемент над углублением для регистрационного номера автомобиля (можно сделать его как отдельный объект из параллелепипеда).

Все построения при визуализации должны выглядеть примерно так, как показано на рис. 12.89.

Перейдем к созданию крыши, лобового стекла и стекла двери багажника. В данном случае также не должно возникнуть проблем. Построения ведутся от краев элементов до середины автомобиля (напомню, что виртуальная студия расположена в начале координат и граница строящихся элементов должна проходить по оси Y с координатой 0). При создании лобового стекла заведите передние нижние полигоны под капот, опустив их на небольшое расстояние относительно капота.

Еще раз напомню: контролируйте построения во всех окнах проекций. Крыша, стекла и часть крыши, примыкающая к двери багажника, строятся как отдельные элементы (рис. 12.90).

Рис. 12.89. Результат визуализации багажника после создания толщины

Рис. 12.90. Расположение полигонов крыши, лобового стекла и стекла двери багажника в окне проекции Top (Сверху)

После построения крыши задача немного усложнится – нужно создать хромированную окантовку верха дверей. Для моделирования окантовки выполните следующие действия.

1. Перейдите в режим редактирования Edge (Ребро).

2. Выделите ребра по периметру примыкания окантовки к крыше.

3. В свитке Edit Edges (Редактирование ребер) щелкните на кнопке Create Shape From Selection (Создать форму из выделенного) для преобразования выделенных ребер в сплайны (это будет самостоятельный объект). В появившемся окне нажмите кнопку OK.

4. Выделите построенный сплайн (например, с помощью окна Select From Scene (Выбор из сцены)), перейдите на уровень редактирования Spline (Сплайн) и в свитке Geometry (Геометрия) настроек сплайна рядом с кнопкой Outline (Контур) укажите величину контура, равную 25.

5. Нажмите на клавиатуре Enter для создания контура (рис. 12.91).

После построения сплайна преобразуйте его в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), для чего щелкните на сплайне правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите из списка Convert To > Convert to Editable Poly (Преобразовать > Преобразовать в редактируемую полигональную поверхность). Далее сделайте разрывы геометрии в местах стыковки дверей, чтобы там впоследствии сформировались швы. После выполнения подготовительной части можно придать окантовке толщину (не буду повторяться, так как эта операция делалась не раз и должна быть вам знакома).

В качестве стоек я использовал параллелепипеды – просто придал им нужную форму, немного передвинув вершины. То, что должно получиться, показано на рис. 12.92.

Рис. 12.91. Сплайны обводки, построенные из выделенных ребер

Рис. 12.92. Результат визуализации стоек и окантовки двери

Достройте стекла боковых дверей. Для этого используйте примитив Plane (Плоскость) (если вы планируете делать открывающиеся двери, постройте для каждой из них отдельную плоскость), а затем уточните положение вершин в пространстве.

Перейдем к построению бокового зеркала. Трудности при его создании связаны с тем, что зеркало имеет сложную форму, которую нужно моделировать, а информации о ней (я имею в виду чертежи) недостаточно.

При построении зеркала я использовал примитив Box (Параллелепипед) с двумя дополнительными гранями по вертикали, одной вдоль и одной по горизонтали.

После построения параллелепипеда я преобразовал его в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) и все дальнейшие построения вел путем применения инструмента Bevel (Выдавливание со скосом) и перемещения вершин в пространстве. Там, где было необходимо, я добавлял ребра. Углы закруглял с помощью фасок. Само зеркало я сделал как отдельный элемент, что позволило получить ровную отражающую поверхность. Элемент, к которому крепится зеркало, был сделан из отдельного параллелепипеда с последующим присоединением при помощи команды Attach (Присоединить) его к зеркальному отображению (рис. 12.93).

Рис. 12.93. Каркасный вид зеркала в окнах проекций

Теперь построим заднюю фару и стекло фары. Эти элементы создаются аналогично, поэтому я опишу только построение задней фары. Я делаю это одним из двух следующих способов.

¦ Строю новый объект Plane (Плоскость) с количеством разбиений, соответствующих примыкающей геометрии. Это делается, чтобы выставить вершины в местах расположения вершин примыкающей геометрии (в частности, крыла и багажника).

¦ Выделяю ребра на крыле и багажнике, чтобы в дальнейшем построить на их основе самостоятельный сплайн (как в случае с обрамлением двери), а уже из сплайна – геометрию. Этот способ хорош, если геометрия вокруг строящегося объекта достаточно сложна и может вызвать затруднения с расположением вершин.

Используя один из описанных выше способов, постройте заднюю фару, состоящую из двух элементов (один элемент относится к заднему крылу, другой – к двери багажника). После создания геометрии придайте ей толщину. Для этого выделите ребра по периметру и скопируйте их вглубь автомобиля на 20 мм. Для закругления граней примените Chamfer (Фаска) (рис. 12.94).

Рис. 12.94. Расположение ребер на модели задней фары в окнах проекций Perspective (Перспектива) (а) и Front (Спереди) (б)

Затененные полигоны по периметру фары – не что иное, как геометрия, построенная для закрытия щели, образованной между фарой и кузовом (при моделировании фары как отдельного элемента).

Теперь можно перейти к выполнению переднего и заднего бамперов. Для создания переднего бампера я использовал наращивание рельефа путем построения новых полигонов (копирование ребер с нажатой клавишей Shift), начиная от арки. Сначала построение велось путем создания общей формы (рис. 12.95, сверху) с последующим уточнением элементов бампера и разбиением его на отдельные части (рис. 12.95, снизу).

Решетку, расположенную внутри бампера, постройте из отдельных параллелепипедов с последующим преобразованием в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) и уточнением положения вершин относительно всей геометрии бампера. Плашка для номера – это немного модифицированный параллелепипед (рис. 12.96).

Рис. 12.95. Начало построения бампера (сверху) с последующим уточнением геометрии (снизу)

Задний бампер строится аналогично переднему. В нем меньше деталей, и его гораздо легче моделировать. На рис. 12.97 показана схема расположения полигонов, из которых состоит бампер.

Прежде чем приступить к построению мелких деталей автомобиля, нужно выполнить моделирование арок и днища кузова.

Рис. 12.96. Визуализация бампера с дополнительными элементами

Днище и арки автомобиля строились как отдельные элементы. Для построения арок переднего и заднего колеса выделите открытые ребра, находящиеся по краям крыла, и скопируйте их внутрь на 1/5 от общей ширины автомобиля. После этого постройте ту часть днища автомобиля, которая расположена между арками и кузовом. Построение ведется, как и прежде, методом копирования ребер. Затем заполните внутренние стороны арок полигонами (я строил треугольные полигоны вручную, хотя можно просто «закрыть» их, применив Cap (Накрыть) из свитка Edit Borders (Редактирование границ)). Конечно, при визуализации днища никогда не видно, а геометрия арок не критична, так как закрыта колесом, но аккуратность в работе еще никому не мешала. Как выглядит сетка полигонов на днище и в арках автомобиля, представлено на рис. 12.98.

Перейдем к построению дверных ручек.

Рис. 12.97. Задний бампер в каркасном виде (сверху) и результат его визуализации (снизу)

Рис. 12.98. Схема расположения полигонов днища и арок в окне проекции User (Пользовательская)

Такие детали автомобиля, как дверные ручки и крышка бензобака, можно моделировать двумя следующими способами.

¦ При первом способе в окне проекции вида, перпендикулярного поверхности, на которой нужно построить элемент кузова, строится сплайн по форме, соответствующей этому элементу (например, для крышки бака – прямоугольник с закругленными углами). Затем при помощи построения объекта типа ShapeMerge (Объединенные с формой) этот сплайн проецируется на поверхность. Геометрия становится «разрезанной» по форме сплайна и готова для дальнейшей модификации. Данный способ подходит, когда поверхность, которую нужно «разрезать», не имеет большого количества разбиений, иначе появляется избыточное количество вершин, которые усложняют моделирование.

¦ Второй способ моделирования подразумевает построение всех контуров элемента за счет разрезания полигонов и манипуляции вершинами. Он более трудоемкий, но позволяет получить контроль над всей геометрией строящегося элемента.

В данном случае наиболее подходящим будет второй способ – из-за большого количества горизонтальных ребер в области построения.

Начните с построения сплайна по форме будущей ручки двери. Конечно, это делать не обязательно, но, создав сплайн, что не отнимет много времени, можно визуально контролировать форму строящегося элемента. Затем, используя сплайн в качестве шаблона, сделайте разрезы полигонов, напротив которых расположен сплайн (рис. 12.99).

После этого достройте минимально необходимое количество ребер и вершин для получения закругленных краев. Для этого воспользуйтесь инструментами Cut (Вычитание), Chamfer (Фаска) и Weld (Объединить) из свитков Edit Geometry (Редактирование геометрии) и Edit Vertices (Редактирование вершин). На рис. 12.100 представлено расположение ребер, которое получилось у меня.

Рис. 12.99. Четыре разреза, выполненные по габаритам сплайна

Рис. 12.100. Схема расположения ребер, формирующих элемент ручки двери

После корректировки формы дверной ручки сплайн, по которому она строилась, можно спрятать или удалить. Можно также спрятать внутренние полигоны ручки, выделив их в отдельный элемент.

Далее все как обычно: выделите ребра по периметру образовавшегося отверстия и скопируйте их внутрь. После этого выделите ребра, расположенные на гранях отверстия, и примените к ним инструмент Chamfer (Фаска) со значением параметра Chamfer Amount (Величина фаски), равным 1. После создания отверстия для ручки можно перейти к моделированию самой ручки двери. Для этого откройте ранее спрятанную внутреннюю часть и воспользуйтесь тем же методом копирования полигонов с последующим построением фаски по ребрам, образующим прямой угол. Но прежде разделите внутреннюю часть ручки на два элемента (как это есть в реальном автомобиле) и добавьте посередине нижнего углубление, построив ряд полигонов, смещенных относительно края (рис. 12.101).

Ручку второй двери моделировать значительно проще. Достаточно скопировать внутреннюю часть уже построенной, уточнить ее положение в пространстве относительно второй двери и затем в окне проекции Front (Спереди) при помощи инструмента Cut (Вычитание) построить по сплайну разрезы в поверхности двери, как это уже делалось для задней двери. После уточнения положения вершин в пространстве выделите внутреннюю часть и удалите. В результате образуется отверстие для ручки. Далее выделите ребра по периметру отверстия и, скопировав их внутрь, придайте объем. Как и раньше, к ребрам, образующим грань, примените Chamfer (Фаска) для их закругления. Расположите внутреннюю часть ручки относительно отверстия и сделайте последние уточнения геометрии, при необходимости подкорректировав положение вершин. Если все выполнено правильно, у вас должна получиться ручка двери, показанная на рис. 12.102.

Рис. 12.101. Дверная ручка, представленная в каркасном виде в окнах проекций Front (Спереди) (сверху) и Perspective (Перспектива) (снизу)

Рис. 12.102. Результат визуализации ручки двери

Когда речь идет о моделировании автомобиля с высокой степенью детализации, многие мелкие детали, представленные в низкополигональной модели текстурами, необходимо строить при помощи геометрии. Займемся моделированием таких незначительных деталей, присутствие которых сделает модель более интересной и реалистичной, – сделаем противотуманные и основные фары, указатели поворота, молдинги и ограждение.

Для построения противотуманной фары нужно предварительно смоделировать посадочное место. Для этого выделите элемент решетки переднего бампера и, спрятав все остальное, разрежьте плоскость так, как показано на рис. 12.103, слева. Затем, выделив внутренние полигоны, примените к ним команду Extrude (Выдавливание) с величиной –100 (рис. 12.103, справа).

После этого выделите наружные грани и сделайте фаску для придания им закругления.

Постройте фару, используя примитив Sphere (Сфера) со значением параметра Radius (Радиус), равным 40, а количеством сегментов – 19. Преобразуйте сферу в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). На уровне полигонов выделите до середины левую сторону сферы и, используя инструмент Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), сожмите ее по оси O примерно в четыре раза. Затем снимите выделение с внешнего ряда полигонов (в окне проекции Front (Спереди) или To p (Сверху), удерживая нажатой клавишу Alt, обведите те полигоны, с которых нужно снять выделение) так, чтобы остались только те, которые в дальнейшем будут образовывать стекло. Примените к выделенным полигонам команду Bevel (Выдавливание со скосом) размером –1,5 и высотой –1 и выделите построенный скос в отдельный объект, используя команду Detach (Отделить). Увеличив количество разбиений полигонов для обводки вокруг стекла, получим окончательную форму противотуманной фары (рис. 12.104).

Рис. 12.103. Место для противотуманной фары до выдавливания полигонов (слева) и после (справа)

Рис. 12.104. Внешний вид противотуманной фары в окне проекции Perspective (Перспектива)

Перейдем к моделированию передних фар. Чтобы не повторять сделанную работу, скопируйте противотуманную фару и масштабируйте ее в окне проекции Left (Слева). Блок-фара имеет три самостоятельных рефлектора со стеклами-рассеивателями, значит, копий должно быть три. Расположены они уступами, повторяя форму изгиба стекла, закрывающего блок-фару. Блок-фаре необходимо сделать корпус. Смоделируйте самую примитивную форму, напоминающую корпус фары (рис. 12.105), и на этом можно закончить.

Вдоль боковых сторон автомобиля расположены декоративные элементы – молдинги. Для их построения нужно создать дополнительные ребра. Сделайте разрез через две двери с заходом на переднее крыло. После этого выделите полигоны, составляющие молдинг, и разделите выделение на отдельные элементы (два на дверях и один на крыле). Далее выполните операции по созданию фасок. Аналогичным образом сделайте сигнал поворота, расположенный на переднем крыле (рис. 12.106).

Рис. 12.105. Внешний вид блок-фары в окне проекции Perspective (Перспектива)

Рис. 12.106. Результат визуализации фрагмента автомобиля с элементами боковой отделки

Элементы ограждения на крыше автомобиля можно не моделировать, но, если вы хотите это сделать, самым простым способом будет построение этих элементов при помощи примитива Box (Параллелепипед). Параллелепипед должен иметь 10 сегментов по длине, чтобы можно было сделать закругления на краях и небольшой изгиб по длине. Параллелепипед необходимо конвертировать в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) и дальнейшее построение вести на уровне подобъектов. Методом выдавливания полигонов строятся опоры. Там, где необходимо, строится фаска для придания формы (рис. 12.107).

Рис. 12.107. Элемент ограждения на крыше автомобиля

Дополнительно нужно смоделировать заднюю и передние щетки, номерные знаки, эмблемы и большую часть внутреннего наполнения машины. Все это необходимо, чтобы автомобиль имел законченный вид. Однако это выходит за рамки данного упражнения. Если вы прошли все вышеописанные стадии моделирования, для вас не должно составить труда выполнение этих деталей самостоятельно.

После создания всех необходимых элементов автомобиля нужно собрать их воедино. Для построения цельного кузова автомобиля примените к построенной половине модификатор Symmetry (Симметрия) или сделайте копию при помощи Mirror (Зеркальное отображение). Таким же образом скопируйте все симметричные элементы автомобиля, сделанные как отдельные объекты моделирования.

После добавления к автомобилю колес, текстурирования и добавления фона модели вы можете получить изображение, похожее на рис. 12.108.

Рис. 12.108. Результат окончательной визуализации автомобиля стандартными средствами с использованием фотографии заднего плана

ПРИМЕЧАНИЕ

Если у вас возникли вопросы по созданию модели автомобиля, обратитесь к файлу упражнения car.max, расположенному в папке Examples\Глава 12\Car прилагаемого к книге DVD, и проанализируйте готовую модель или ее отдельные элементы.

• Основы текстурирования автомобиля

• Текстурирование деталей автомобиля

После построения модели автомобиля необходимо ее текстурировать. Именно удачные текстуры придают модели вид, который может претендовать на реалистичность.

Текстурирование – не менее сложная и увлекательная задача, чем моделирование. В данной главе я хочу высказать свою точку зрения на текстурирование модели, в частности такой сложной, как автомобиль.

Глава разделена на два упражнения. В первом рассматриваются общие вопросы и текстурирование кузова. Второе описывает текстурирование отдельных элементов.

Текстурирование неразрывно связано с визуализацией, поэтому речь пойдет и о визуализации, и о текстурировании. Почему именно с визуализацией? Вы когда-нибудь обращали внимание, что на современных компьютерах даже сложная геометрия без текстур визуализируется достаточно быстро? Но стоит ввести в сцену материалы с трассируемыми отражениями, глобальное освещение или мягкие тени, и время визуализации увеличивается в несколько или даже десятки раз.

Прежде чем начинать текстурировать, необходимо определиться, для каких целей нужна модель. Если для игр или Интернета, то лучше всего подойдет низкополигональная модель с качественными текстурами, скрывающими недочеты подобного моделирования (кроме того, модели для визуализации в реальном времени (Real Time[3]) чаще всего имеют одну текстуру на весь объект). Если размер (я имею в виду количество полигонов) и время визуализации не принципиальны, то больше внимания стоит уделить качеству модели, материалам и текстурам.

При текстурировании модели я придерживаюсь той точки зрения, что все, что можно сгенерировать при помощи процедурных карт и окрасить при помощи материалов, должно быть сделано именно так. Такие материалы дают максимальное качество, возможность быстро менять параметры и не занимают дисковое пространство. Естественно, все должно быть в разумных пределах. Например, я не стал бы делать регистрационный номер на автомобиле методом моделирования с последующим наложением материалов, если он не будет основной деталью изображения. Не следует уделять слишком пристальное внимание и материалам, находящимся в салоне автомобиля, которые будут едва видны через стекла. Очень часто при попытке сделать реалистичные материалы процессор нагружается настолько, что тестовая визуализация длится часами. Хочу предостеречь вас от этого. Всегда существует возможность оптимизировать сцену. Например, исключить из визуализации колеса, которые расположены с противоположной стороны автомобиля, но у которых протектор на шине состоит из большого количества полигонов, а для диска используется такой материал, как Raytrace (Трассировка), и т. д.

Прежде чем приступить к непосредственному выполнению практической задачи, обратимся к теории.

Что делает модель автомобиля реалистичной? Прежде всего материалы и отражения, затем свет и тени, которые помогают ощутить объем, и, конечно, окружение.

Возьмем две фотографии автомобилей. На рис. 13.1 (смотрите также цветное изображение CH13_01.jpg на прилагаемом к книге DVD в папке Images\Глава 13) представлена фотография автомобиля с «жесткими» отражениями, что, с одной стороны, привносит некоторый хаос, а с другой – позволяет лучше ощутить пространство.

Рис. 13.1. Фотография автомобиля с «жесткими» отражениями

На фотографии видно, как отражаются в капоте деревья, небо, а на крыле и пороге – трава. Такие отражения могут появиться, только если краска покрыта слоем лака и отполирована. Создавая их на вашей модели, нужно иметь в виду, что вся геометрия должна быть построена безукоризненно, иначе в отражениях проявятся все неровности кузова.

На второй фотографии (рис. 13.2) у автомобиля более «мягкое» распределение цвета по поверхности.

Отражения не такие «жесткие» и почти незаметны, но вместе с тем видна глубина цвета, а выглядит автомобиль ничуть не хуже предыдущего. Судя по тени, падающей от автомобиля, фотография сделана в солнечный день, а отсутствие ярко выраженных отражений говорит о том, что поверхность имеет матовую основу. Равномерное распределение цвета по поверхности создает целостное восприятие автомобиля, от чего он только выигрывает.

Рис. 13.2. Фотография автомобиля с «мягким» распределением отражений

В качестве исходной модели для текстурирования я буду использовать модель BMW пятой серии (рис. 13.3), вы же можете применить другую модель или BMW из предыдущего упражнения по моделированию автомобиля.

Рис. 13.3. Модель автомобиля без текстур

Начните с расстановки освещения. Это первое, на что нужно обратить внимание при текстурировании. В данном случае вполне подойдет трехточечное освещение с ключевым тенеобразующим источником света. Сразу же настройте свет так, чтобы он не требовал значительной коррекции в процессе работы. Изменения настроек освещения, которые могут потребоваться в дальнейшем, должны быть незначительными, так как свет влияет на восприятие материалов и текстур, что, в свою очередь, может потребовать повторной настройки этих компонентов.

Прежде чем заняться материалом для кузова автомобиля, присвойте какую-нибудь текстуру плоскости, на которой он стоит. Это может быть земля, асфальт или дорожная плитка, как в моем случае.

ПРИМЕЧАНИЕ

Создание плоскости, на которой стоит автомобиль, имеет важное значение для текстурирования. Это связано с тем, что полированная поверхность автомобиля должна отражать окружающие предметы. Часть окружения можно создать при помощи текстурных карт, но поверхность, на которой стоит автомобиль, лучше делать при помощи редактирования на уровне подобъектов, так как, кроме участия в отражениях, она принимает тени от объектов, создавая глубину пространства.

Напомню, как присваиваются текстуры объектам.

1. Откройте окно Material Editor (Редактор материалов), щелкнув на кнопке

находящейся на панели инструментов, либо выполнив команду Rendering > Material Editor (Визуализация > Редактор материалов), либо нажав клавишу M.

2. В окне Material Editor (Редактор материалов) щелкните на любой незадействованной ячейке с образцом материала.

3. В свитке Maps (Карты текстур) нажмите кнопку None (Отсутствует) рядом с картой Diffuse Color (Цвет рассеивания).

4. В открывшемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка карту Bitmap (Растровое изображение). В результате откроется окно диалога Select Bitmap Image File (Выбор растрового изображения).

5. Выберите текстурную карту с изображением плитки.

В данном разделе речь идет о создании материала для кузова и лобового стекла автомобиля, поэтому все остальные объекты можно убрать со сцены, чтобы исключить их визуализацию. На рис. 13.4 представлены объекты сцены, с которыми мы будем работать.

Теперь создайте простой материал. Для этого откройте окно Material Editor (Редактор материалов) и щелкните на любой незадействованной ячейке с образцом материала. В качестве тонированной раскраски стандартного материала выберите в раскрывающемся списке свитка Shader Basic Parameters (Основные параметры затенения) строку Multi-Layer (Многослойная раскраска).

ПРИМЕЧАНИЕ

Можно воспользоваться и другой тонированной раскраской, например Phong (По Фонгу), но в таком случае придется в качестве цвета рассеивания использовать карту Falloff (Спад), а у Multi-Layer (Многослойная раскраска) данная возможность заложена в базовых параметрах. Именно эта тонированная раскраска лучше всего позволяет управлять двумя независимыми подсветками и создавать вид окрашенной поверхности, покрытой воском или лаком.

В свитке Multi-Layer Basic Parameters (Основные параметры многослойной раскраски) задайте значения параметров раскраски, показанные на рис. 13.5.

Рис. 13.4. Кузов автомобиля, подготовленный для текстурирования

Рис. 13.5. Свиток Multi-Layer Basic Parameters (Основные параметры затенения) со значениями параметров раскраски

Задайте для параметров цвета свитка Multi-Layer Basic Parameters (Основные параметры затенения) следующие значения:

¦ Ambient (Цвет подсветки): Red (Красный) – 17, Green (Зеленый) – 36, Blue (Синий) – 54;

¦ Diffuse (Цвет рассеивания): Red (Красный) – 3, Green (Зеленый) – 59, Blue (Синий) – 129;

¦ Color (Цвет) в области First Specular Level (Первый слой отражения): Red (Красный) – 200, Green (Зеленый) – 191, Blue (Синий) – 237;

¦ Color (Цвет) в области Second Specular Level (Второй слой отражения): Red (Красный) – 82, Green (Зеленый) – 116, Blue (Синий) – 227.

Обратите внимание, что вряд ли вид визуализированного вами автомобиля будет в точности соответствовать тому, что получится у меня. Я никогда не копирую старых настроек материалов, так как в другой сцене они обычно выглядят иначе. В связи с этим попробуем разобраться с настройками этого материала, чтобы понять, как он работает, и уметь создавать такие материалы самостоятельно.

Цвет диффузного рассеивания Diffuse (Цвет рассеивания) – основной цвет, определяющий цвет материала. От него зависит то, какого цвета будет кузов вашего автомобиля. Подбирается из возможных цветов заводской раскраски. Цвет окружающей среды Ambient (Цвет подсветки) – это обычно цвет, совпадающий с цветом диффузного рассеивания, но я предпочитаю использовать более темные тона (чаще всего черный). Параметры этого цвета не критичны.

Параметр Color (Цвет) в области First Specular Leyer (Первый слой отражения) определяет глянец поверхности автомобиля. Он создает впечатление окрашенной поверхности, находящейся под слоем лака. По тону он должен быть близким к цвету, но значительно ярче его.

Параметр Color (Цвет) в области Second Specular Layer (Второй слой отражения) задает цвет в местах бликов. Он должен содержать в себе цвет диффузного рассеивания, но стремиться к белому.

Остальные параметры – Level (Уровень), Glossiness (Глянец), Anisotropy (Анизотропия) и Orientation (Ориентация) – могут различаться в зависимости от геометрии и источников света. В основном они контролируют положение и размер бликов на поверхности объекта. Счетчик Diffuse Level (Уровень рассеивания), который расположен под параметром цвета диффузного рассеивания, позволяет дополнительно контролировать уровень яркости основного цвета.

Кроме того, вы можете применить в качестве карты Reflection (Отражение) карту Falloff (Спад) (рис. 13.6), использующую в качестве подматериала карту Raytrane (Трассировка).

Рис. 13.6. Фрагмент свитка Maps (Карты текстур) с картой Falloff (Спад) в качестве карты Reflection (Отражение)

Материал усложняется картой Falloff (Спад) в качестве карты Reflection (Отражение), но с ее помощью можно получить контроль над интенсивностью отражений на поверхности. Настройки этой карты представлены на рис. 13.7.

Цвета Front : Side (Перед : сторона) – градации серого, такие же, как и на рис. 13.7. График Mix Curve (Кривая смешивания) определяет степень участия обеих карт в отражении по мере удаления от середины объекта к его сторонам.

Настройки карты Raytrane (Трассировка), являющейся составной частью карты Falloff (Спад), представлены на рис. 13.8. Они не имеют почти никаких изменений относительно установок по умолчанию, кроме цвета окружающей среды в области Background (Фон), который я сделал светло-голубым.

После создания и настройки материала можно применить его к элементам кузова автомобиля. Для этого щелкните в окне Material Editor (Редактор материалов) на ячейке образца материала кузова и перетащите его в окно проекции на объект, который надо текстурировать. Затем можно провести тестовую визуализацию. Для этого выполните команду Rendering > Render (Визуализация > Визуализировать). В появившемся окне Render Scene (Визуализация сцены) выберите окно проекции и щелкните на кнопке Render (Визуализировать). В результате получится визуализированное изображение кузова автомобиля с материалом (рис. 13.9).

Вполне возможно, вы обратили внимание, что в изображении отсутствуют блики. Пусть это вас не смущает – просто я отключил их в настройках источников света. В своей работе я предпочитаю выставлять блики позже при помощи специально созданных для этого источников света, когда можно управлять их местоположением на поверхности объекта и интенсивностью вне зависимости от основных источников света.

Рис. 13.7. Свиток Falloff Parameters (Параметры спада) настроек карты Falloff (Спад)

Рис. 13.8. Свиток Raytracer Parameters (Параметры трассировки) настроек карты Raytrace (Трассировка)

Проанализируем то, что получилось при визуализации. Цвет покрытия кузова соответствует тому, который предполагался для этого материала, но отражений по-прежнему не хватает. Появились отражения на боковых дверках, бампере и немного на капоте, но этого мало для реалистичной модели. Чтобы усилить ощущение пространства, нужно добавить отражения к кузову автомобиля.

В настройках визуализатора или карты Raytrace (Трассировка) можно использовать текстурную карту в качестве карты Environment (Окружающая среда). Это, пожалуй, самый простой способ, но не лучший. Такое качество отражений удовлетворяет требованиям скорее второстепенных деталей, чем основных (рис. 13.10).

Можно создать окружение, то есть построить дополнительно геометрию (деревья, здания, людей и т. д.), которые будут отражаться в кузове и стеклах автомобиля. Метод хороший, но чреват долгой визуализацией (ведь процессору придется дополнительно просчитывать все эти объекты). Кроме того, вам придется создавать все эти объекты, если нет готовых (рис. 13.11).

Рис. 13.9. Визуализированное изображение с примененным материалом для кузова

Рис. 13.10. Отражения, полученные при помощи карты окружения

Можно построить полусферу, накрывающую автомобиль на значительном расстоянии (чтобы внутрь поместилась не только машина, но и камеры с источниками света). Затем к внутренней стороне этой полусферы применить текстуру с панорамным изображением того, что должно отражаться в автомобиле (рис. 13.12). Кстати, после того как будет построена такая полусфера, не забудьте повернуть ее нормали внутрь. Такой метод получения отражений, пожалуй, проще, но требует дополнительной работы с панорамной текстурой и ее местоположением на сфере.

Рис. 13.11. Отражения на капоте, полученные от объектов сцены

Рис. 13.12. Взаимное расположение объектов сцены при построении отражений от поверхности полусферы

Последний способ – организовать в сцене присутствие дополнительных плоскостей с текстурами, которые будут отражаться в кузове автомобиля. Он допускает относительную свободу в распределении отражений по поверхности кузова автомобиля и их контроль.

Именно четвертый метод будет рассмотрен немного позже как самый подходящий для этой задачи. Сейчас создадим еще один материал – стекло. Это позволит настраивать отражения не только на кузове, но и на стеклах автомобиля, которые также являются отражающей поверхностью и занимают значительное место в восприятии целостного изображения.

Можно использовать прозрачное стекло, но я предпочитаю немного тонированное, чтобы скрыть объекты салона, сделанные с малым количеством полигонов и не перегружающие сцену. И лобовое, и заднее стекла имеют темную обводку по периметру, поэтому начните работу с присвоения этим объектам текстурных координат. Рассмотрим данный процесс для лобового стекла (для заднего он аналогичен). Для этого выполните следующие действия.

1. В любом окне проекции выделите лобовое стекло (должно быть отдельным объектом или как минимум самостоятельным элементом с уникальным значением параметра ID (Идентификатор материала)).

2. Добавьте модификатор Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию), выполнив команду Modifiers > UV Coordinates > Unwrap UVW (Модификаторы > UV-координаты > Расправить UVW-проекцию).

3. Щелкните на кнопке Edit (Редактирование), в результате чего откроется окно редактирования текстурных координат.

4. В меню окна редактирования текстурных координат выполните команду Mapping > Flatten Mapping (Проекционные координаты > Плоские проекционные координаты) и, не меняя настроек в появившемся окне, нажмите OK.

В результате этих операций в окне редактирования должна появиться развертка лобового стекла, показанная на рис. 13.13.

Полученную развертку необходимо скопировать в любую программу для работы с растровыми изображениями, где вы сможете сделать карту маски (например, Adobe Photoshop).

СОВЕТ

Если вы не пользуетесь программами захвата изображения с экрана, то копирование можно провести через буфер обмена, нажав клавишу Print Screen (расположена справа от ряда функциональных клавиш) и затем вставив экранную копию в файл при помощи сочетания клавиш Ctrl+V (стандартная операция вставки из буфера обмена).

Используйте скопированное изображение в качестве слоя фона в приложении растровой графики и сделайте маску для лобового стекла. Если помните, по периметру стекла идет темная, почти черная, тонировка – именно ее необходимо сделать, выполнив отступы на небольшое расстояние от краев контура стекла (рис. 13.14).

Сохраните полученное изображение в цветовом режиме Grayscale в любом доступном формате.

В качестве материала для лобового стекла я использую Blend (Смешиваемый), где первый материал – тонированная окантовка стекла, второй – стекло, а маска (созданный в программе Adobe Photoshop файл GlassFront.jpg) управляет долей каждого материала в результирующем (рис. 13.15).

Рис. 13.13. Развертка проекционных координат лобового стекла автомобиля

Рис. 13.14. Текстурная маска для материала лобового стекла

Рассмотрим материал стекла подробнее. Параметр Material 1 (Материал 1) – окантовка лобового стекла. Здесь используется материал Standard (Стандартный) с прозрачностью, равной 80, и цветом, соответствующим тому, который вы хотите видеть на краях стекла. У меня это серо-коричневый цвет для Diffuse (Цвет рассеивания) и для Ambient (Цвет подсветки) с настройками Red (Красный) – 107, Green (Зеленый) – 103, Blue (Синий) – 99. В качестве карты Reflection (Отражение) я использовал карту Falloff (Спад), настройки которой идентичны установкам такой же карты, использованной при создании материала кузова, с той разницей, что величина параметра Reflection (Отражение) в данном случае составляет 45 (рис. 13.16).

Рис. 13.15. Настройки материала Blend (Смешиваемый) для лобового стекла

Рис. 13.16. Настройки первого материала стекла

Параметр Material 2 (Материал 2) – средняя часть лобового стекла (его заполнение). Материал сделан по тому же принципу, что и окантовка, с той разницей, что я использовал немного другой цвет и величина прозрачности здесь составляет уже 35, а отражений – 80. Для Diffuse (Цвет рассеивания) и Ambient (Цвет подсветки) заданы следующие значения: Red (Красный) – 83, Green (Зеленый) – 72, Blue (Синий) – 49. Кроме того, я применяю двусторонний материал, а в качестве тонированной раскраски стандартного материала – Phong (По Фонгу), и хотя большой разницы нет, раскраска по Фонгу позволяет получить более мягкое сглаживание.

Если вы внимательно посмотрите на свиток Maps (Карты текстур), то заметите, что отсутствует карта преломления в строке Refraction (Преломления). Хотя стекло и является материалом, преломляющим свет, проходящий через него, но из-за его незначительной толщины и с учетом расстояния, с которого автомобиль будет визуализироваться, я не считаю нужным использовать в данном случае преломления. Эффект от их применения почти незаметен, а процессор получает ощутимую дополнительную нагрузку. При желании вы можете поэкспериментировать, используя карту Raytrace (Трассировка) или Reflect/Refract (Отражение/ преломление). На рис. 13.17 показаны использованные мною настройки второго материала для лобового стекла автомобиля.

Продолжим разговор об организации сцены и вернемся к отражениям. Дальнейшую работу продолжите, используя четвертый способ получения отражений при помощи дополнительных плоскостей. Для этого поместите в сцену несколько примитивов Plane (Плоскость): один должен быть расположен сверху (имитировать небо), оставшиеся (от четырех до восьми) располагаются по сторонам автомобиля. Все плоскости должны находиться на небольшом расстоянии от автомобиля (рис. 13.18).

Рис. 13.17. Настройки второго материала стекла

При создании плоскостей не забудьте проследить, чтобы их нормали были обращены к автомобилю. После этого присвойте плоскостям текстуры с изображениями, которые будут отражаться в автомобиле. Для всех плоскостей, кроме плоскости неба, я использовал одну фотографию, хотя можно и разные – дело вкуса.

Перед выполнением визуализации необходимо изменить параметры всех плоскостей. Для этого выполните следующие действия.

1. В любом окне проекции выделите все плоскости, построенные для генерации отражений.

2. Щелкните правой кнопкой мыши на выделении, в результате чего откроется контекстное меню.

Рис. 13.18. Расположение плоскостей с текстурами отражения в окнах проекций программы 3ds Max

3. Выберите пункт Object Properties (Свойства объекта).

4. В области Rendering Control (Управление визуализацией) появившегося окна Object Properties (Свойства объекта) задайте параметрам объекта значения, показанные на рис. 13.19.

Теперь можно провести тестовую визуализацию. Если использовались темные фотографии, то вам, возможно, понадобится скорректировать положение текстур и изменить значение параметра Self-Illumination (Собственное свечение). Иногда приходится менять положение плоскости, имитирующей небо, чтобы найти оптимальные отражения.

После добавления плоскостей я поместил в сцену один источник света, который создает блики на бампере и передней части капота, а также дополнил автомобиль некоторыми деталями и провел тестовую визуализацию. На рис. 13.20 показано получившееся у меня изображение.

На данном рисунке изображена только первая тестовая визуализация. Чтобы получить хорошие реалистичные отражения, нужно не только подобрать соответствующие текстуры, но и правильно их разместить относительно поверхности автомобиля. Желательно, чтобы текстуры и их отражения соответствовали окружающей среде вашей сцены.

Рис. 13.19. Настройка плоскостей отражения в области Rendering Control (Управление визуализацией)

Рис. 13.20. Визуализация кузова и стекол автомобиля с отражениями

ПРИМЕЧАНИЕ

На прилагаемом DVD в папке Examples\Глава 13 находится файл Car_materials.mat, содержащий материалы кузова и стекла.

В предыдущем разделе мы рассмотрели создание основных материалов для текстурирования модели автомобиля. Сейчас займемся созданием материалов для более мелких, но не менее важных деталей. Начнем с хромированных деталей кузова.

Материал хрома хорошо получается тогда, когда он не просто имеет карту текстуры в качестве отражений, а действительно отражает окружающие предметы. Как вариант можно использовать плоскости с текстурами для создания отражений, о чем говорилось в предыдущем разделе.

Для создания хрома откройте окно Material Editor (Редактор материалов) и щелкните на любой незадействованной ячейке с образцом материала. В качестве тонированной раскраски стандартного материала выберите в раскрывающемся списке свитка Shader Basic Parameters (Основные параметры затенения) строку Strauss (По Штраусу) и задайте значения, показанные на рис. 13.21.

Выбранный метод раскраски по Штраусу предназначен для имитации полированных металлических поверхностей с блеском. Особенность данного метода заключается в том, что в местах, где нет отражений, поверхность выглядит черной (это необходимо для передачи материала хрома).

Для параметра Color (Цвет) этого материала я использовал светло-серый цвет, который, на мой взгляд, лучше всего подходит для правильной передачи хромированных деталей автомобиля.

Отражения генерируются картой Raytrace (Трассировка) с настройками по умолчанию. Имеет значение только величина параметра Reflection (Отражение). У меня это значение равно 60, у вас оно может быть другим (зависит от источников света и текстур, использованных для генерации отражений).

После применения материала к хромированным объектам автомобиля можно сделать тестовую визуализацию фрагмента кузова с решеткой радиатора (рис. 13.22).

Рис. 13.21. Настройки материала хрома

Рис. 13.22. Визуализация хромированной решетки радиатора

Теперь поговорим о картах выдавливания. На капоте и багажнике автомобиля находятся две эмблемы BMW, которые расположены в небольших углублениях кузова. Моделировать такие углубления при помощи геометрии нецелесообразно, а при помощи карты Bump (Рельефность) это можно сделать просто и быстро.

Чтобы создать текстуру с картой выдавливания, выполните следующие действия.

1. Щелкните в окне Material Editor (Редактор материалов) на образце материала кузова и, удерживая нажатой кнопку мыши, перетащите его в свободную ячейку.

2. Присвойте этот материал капоту, перетащив его из Material Editor (Редактор материалов) на капот автомобиля в любом из окон проекций. Если сейчас выполнить визуализацию, ничего не изменится, так как на капоте будет тот же материал, что и раньше.

3. В строке Bump (Рельефность) свитка Maps (Карты текстур) настроек материала капота щелкните на кнопке None (Отсутствует).

4. В открывшемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка карту Gradient Ramp (Усовершенствованный градиент).

5. Настройте параметры карты, как показано на рис. 13.23.

6. Установите значение величины выдавливания, равное 6.

Разберемся с настройками этой карты. Значение Radial (Радиальный) в списке Gradient Type (Тип градиента) необходимо, чтобы градиентная карта получилась в виде круга.

Это карта выдавливания, поэтому используются градации серого цвета. Положение ползунков зависит от размера круга и текстурных координат, присвоенных капоту.

Для сглаживания краев применяется размытие. Отключите повторение текстуры, так как у вас только один круг с выдавливанием (снимите флажки Tile (Повторить) в свитке Coordinates (Координаты)).

Что касается текстурных координат, то нужно применить к капоту модификатор UVW Mapping (UVW-проекция), после чего сдвинуть и масштабировать Gizmo (Габаритный контейнер Гизмо) (на уровне подобъектов модификатора) так, чтобы текстура легла на капоте под значком логотипа (рис. 13.24).

Рис. 13.23. Настройки карты Gradient Ramp (Усовершенствованный градиент) для получения круглого выдавливания на капоте автомобиля

Рис. 13.24. Положение текстуры на капоте автомобиля (слева) и его визуализация (справа)

Этот способ можно использовать и для других целей, например обозначить крышку бака или сделать на бампере элементы крепления. Таким образом вы сможете улучшить внешний вид модели, не прибегая к дополнительной геометрии.

Рассмотрим вариант изготовления материала для фар и задних фар.

СОВЕТ

Если в сцене фары не будут видны слишком близко, то вполне достаточно будет просто наложить текстуру. Однако если вы хотите иметь по-настоящему хорошее изображение, то придется моделировать почти все элементы реальной фары.

Начнем со стекла, закрывающего блок-фару (у вас может быть другая модель автомобиля, без такого стекла) – прозрачного и гладкого по всей поверхности. Исходя из этого создадим простой прозрачный материал с высокой отражающей способностью для получения на поверхности бликов. В качестве тонированной раскраски стандартного материала из раскрывающегося списка свитка Shader Basic Parameters (Основные параметры затенения) выберите строку Anisotropic (Анизотропный). Я использовал анизотропную раскраску благодаря ее возможности управлять положением и формой блика. Настройки материала стекла представлены на рис. 13.25.

В качестве Diffuse (Цвет рассеивания) и окружающей среды Ambient (Цвет подсветки) использован светло-коричневый цвет с настройками Red (Красный) – 101, Green (Зеленый) – 92, Blue (Синий) – 77. На этом можно было закончить настройку материала, но я решил немного улучшить его, добавив в качестве цветового фильтра карту Falloff (Спад). Даже со стандартными настройками эта карта позволяет получить затемнения на краях, что придает стеклу более естественный вид. При помощи карты Raytrace (Трассировка) можно создать на поверхности отражения окружающих предметов. В этой карте настройки также не менялись. На рис. 13.26 показана визуализация фрагмента автомобиля со стеклом фар.

Рис. 13.25. Настройки материала наружного стекла блок-фары

Рис. 13.26. Визуализация стекла фар

Займемся внутренним пространством фары. Начните с указателей поворота. Воспользуйтесь стандартным материалом, для чего щелкните в окне Material Editor (Редактор материалов) на ячейке со свободным образцом. В свитке Maps (Карты текстур) выбранного материала примените две одинаковые карты Gradient Ramp (Усовершенствованный градиент) в качестве карты Diffuse Color (Цвет рассеивания) и в качестве карты Bump (Рельефность). Параметры карты, которую я использовал для этих целей, показаны на рис. 13.27.

Величина выдавливания этой карты в свитке Maps (Карты текстур) в моем случае получилась 190. Параметры для использованных в градиенте цветов: светло-коричневый: R – 220, G – 124, B – 0; темно-коричневый: R – 126, G – 59, B – 0.

Обычно этих настроек более чем достаточно (рис. 13.28), но, если вы хотите визуализировать отдельные элементы автомобиля, вам, возможно, придется улучшить карту выдавливания, сделав более сложный градиент.

Рис. 13.27. Параметры настройки улучшенного градиента для карт Diffuse Color (Цвет рассеивания) и Bump (Рельефность)

Рис. 13.28. Фрагмент фары с указателем поворота

Чтобы получить реалистичное изображение фары, нужно иметь рифленое стекло, хромированный корпус и нечто вроде лампочки (вместо нее может быть использован хромированный шар). Материал хрома у вас уже есть, поэтому повторяться не буду. Если вы выполняли упражнение по моделированию автомобиля, то должны помнить, что модель фары состояла из корпуса, стекла и хромированной окантовки. Стекло – это полусфера, у которой в параметрах отключена возможность принимать и отбрасывать тени. Чтобы выставить данные настройки, щелкните правой кнопкой мыши на объекте стекла фары и в появившемся контекстном меню выберите пункт Object Properties (Свойства объекта). В области Rendering Control (Управление визуализацией) открывшегося окна снимите флажки Receive Shadows (Принимать тени) и Cast Shadows (Отбрасывать тени). На рис. 13.29 представлены настройки материала рифленого стекла для автомобильной фары.

Для Diffuse (Цвета рассеивания) и Ambient (Цвет подсветки) использован светлосерый цвет. Коэффициент преломления оставлен заданным по умолчанию, но при желании его можно увеличить до 2. Величина параметра Opacity (Непрозрачность) равна 50. Здесь тоже могут быть варианты, но разница значений должна быть небольшой. Чтобы получить на стекле рифленую поверхность, необходимо использовать в качестве карты Bump (Рельефность) карту Checker (Шахматная текстура). Параметры этой карты представлены на рис. 13.30.

Рис. 13.29. Настройки материала стекла автомобильной фары

Рис. 13.30. Параметры карты рельефности для стекла фары

В свитке Checker Parameters (Параметры шахматной текстуры) цвет Color #1 – черный, а Color #2 – белый.

ПРИМЕЧАНИЕ

Для карты Bump (Рельефность) обычно используется монохромное изображение (хотя может быть применена цветная карта). При этом 100% черный цвет не влияет на величину выдавливания, в то время как белый создает максимальный эффект. Градации серого находятся между максимальным и минимальным выдавливанием, в зависимости от интенсивности цвета. Величина эффекта рельефности при использовании карты Bump (Рельефность) ограничена, в связи с чем при необходимости большего выдавливания применяйте модификатор Displace (Смещение) или моделирование неровностей.

Количество повторений шахматного поля по вертикали и горизонтали (заданное, например, в полях Tiling (Повтор)) вы можете ставить свое, так же, как и любое графическое изображение рельефа в качестве текстуры.

Эта же карта (карта рельефности) должна быть использована как составляющая карты Raytrace (Трассировка) для преломлений (рис. 13.31).

При текстурировании фары я пытался приблизиться к внешнему виду фар автомобиля BMW. Вам, возможно, понадобится делать другие форму и текстуры, если вы работаете с другой моделью или автомобилем иной марки.

СОВЕТ

Более сложный рисунок неровностей можно получить, используя рисованные карты выдавливания.

На рис. 13.32 показана визуализация фар после применения к ним материала стекла и хрома.

Рис. 13.31. Параметры трассировки для карты Refraction (Преломление)

Рис. 13.32. Результат визуализации фар

Теперь можно визуализировать всю блок-фару вместе с геометрией кузова. Возможно, вам придется скорректировать интенсивность освещения или немного изменить параметры материала фары. Окончательная настройка материала проводится в процессе визуализации всех элементов автомобиля в целом.

На рис. 13.33 представлен результат визуализации фрагмента передней части текстурируемого автомобиля.

Теперь займемся задними фарами. Из-за того, что форма рельефа этих фар значительно сложнее, чем передних, придется рисовать текстуру выдавливания. Но прежде нужно присвоить элементам текстурные координаты. Обычно я использую модификатор Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию). О том, как это делается, говорилось в предыдущем упражнении на примере лобового стекла, поэтому я лишь напомню последовательность работы.

1. Выделите заднюю фару (достаточно одной, затем можно будет сделать зеркальную копию относительно оси автомобиля).

2. Примените к выделению модификатор Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию).

3. Выполните развертку текстурных координат.

4. Сделайте снимок окна с разверткой при помощи клавиши Print Screen или любой программой захвата изображения экрана.

5. Вставьте изображение в нижний слой приложения редактирования растровой графики (например, Adobe Photoshop) и создайте карту выдавливания.

6. Сохраните монохромное изображение в формате, доступном программе 3ds Max, например PNG (рис. 13.34).

Рис. 13.33. Визуализация блок-фары вместе с передней частью автомобиля

Рис. 13.34. Карта выдавливания для задней фары автомобиля

Форма и рисунок карты рельефа должны соответствовать задней фаре настоящего автомобиля.

Кроме карты рельефа, для материала стекла задней фары вам понадобятся две маски. Они необходимы, чтобы разделить цвета, присутствующие в фаре. Одну маску сделайте при помощи карты Gradient Ramp (Усовершенствованный градиент), а вторую выполните в виде черно-белого изображения в программе Adobe Photoshop. Первая будет разделять цвета по горизонтали, а вторая выделит белый (рис. 13.35).

Данный материал будет немного сложнее предыдущих, но принцип его создания такой же. Как и в случае с передней фарой, нужно позаботиться, чтобы задняя фара имела корпус с хромированным материалом, а стекло не отбрасывало тени. Обычно внутреннее пространство корпуса фары разделено на части перегородками, и если смоделировать их, то можно улучшить вид будущей модели. Если вы не планируете визуализацию крупных планов, то моделировать внутреннее пространство не обязательно. На рис. 13.36 представлено изображение фрагмента окна Material Editor (Редактор материалов) с материалом стекла задней фары.

Рис. 13.35. Маска для разделения цвета, созданная в программе Adobe Photoshop

Рис. 13.36. Параметры материала стекла задней фары

Рассмотрим подробнее, из чего состоит этот материал, и его основные настройки.

¦ Значение параметра Index of Refraction (Коэффициент преломления) равно 2,5. Обычно для стекла это много, но с таким коэффициентом оно смотрится лучше.

¦ Параметр Filter (Цвет фильтра) свитка Extended Parameters (Дополнительные параметры) имеет карту Filter Color (Цвет фильтра) и определяет цвет всего объекта. Цвет фары состоит из двух основных: красного и оранжевого, поэтому для их взаимного расположения на объекте использована карта Mix (Смешивание).

¦ Карта Bump (Рельефность) создает на поверхности рельеф. Это монохромное изображение, созданное вами в программе Adobe Photoshop.

¦ Карта Refraction (Преломление) делает стекло прозрачным.

Рассмотрим каждую карту. В качестве цвета фильтра я решил использовать составную карту, хотя проще сделать трехцветную растровую карту. Проще, но не лучше, так как в процессе настройки материала такую карту приходится несколько раз переделывать: в зависимости от настроек материала и освещения меняется цвет объекта при визуализации. Параметры карты цветового фильтра Mix (Смешивание) показаны на рис. 13.37.

Эта карта разделяет геометрию на две части при помощи Gradient Ramp (Усовершенствованный градиент) (рис. 13.38). В верхней части – оранжевый цвет (параметр Color #1) с настройками Red (Красный) – 244, Green (Зеленый) – 147, Blue (Синий) – 42. Нижняя часть задней фары темно-красного цвета. В ней присутствует белый параллелепипед, поэтому придется еще раз воспользоваться картой Mix (Смешивание). В данном случае образец цвета Color #2 не имеет значения, так как он определяется второй картой смешивания.

Рис. 13.37. Параметры первой карты смешивания

Рис. 13.38. Параметры карты Gradient Ramp (Усовершенствованный градиент)

Карта Gradient Ramp (Усовершенствованный градиент) содержит два цвета: черный и белый, которые задают область смешивания. Положение ползунков подбирается опытным путем так, чтобы линия соединения цветов оказалась в нужном месте. Кроме того, необходимо повернуть отображение карты на 90° по оси W.

В карте Mix (Смешивание) должны быть определены два цвета. Маска регулирует, как они будут между собой взаимодействовать (рис. 13.39).

Если помните, это составной цвет нижней части задней фары. Здесь Color #1 (Цвет 1) имеет параметры Red (Красный) – 185, Green (Зеленый) – 24, Blue (Синий) – 0. Второй цвет (Color #2 (Цвет 2)) – белый.

Карта Refraction (Преломление) почти не требует настроек. Вам только необходимо использовать в области Background (Фон) в качестве карты окружающей среды карту, подготовленную для выдавливания (рис. 13.40).

Рис. 13.39. Параметры карты смешивания для второго цвета стекла

Рис. 13.40. Настройки карты преломления

На рис. 13.41 представлена иерархия материалов, иллюстрирующая, как материалы взаимодействуют между собой и в какой последовательности накладываются.

Визуализируем изображение. Нужный результат получился не сразу, но при помощи карты Mix (Смешивание) я быстро подобрал необходимые цвета.

Рис. 13.41. Иерархия материала стекла задней фары

Рис. 13.42. Результат визуализации задней фары в составе кузова автомобиля

Последнее, о чем я хочу рассказать в этом упражнении, – текстурирование автомобильного колеса.

Начнем с резины. На рис. 13.43 представлены настройки материала.

Тонкость создания хорошего материала шины заключается в карте Falloff (Спад) для Diffuse Color (Цвет рассеивания). Не менее важно использовать карту Bump (Рельефность) для протектора (если вы не сделали его путем редактирования на уровне подобъектов) или для надписей на боковой стороне шины, но только карта Falloff (Спад) делает реалистичным материал резины. При помощи этой карты (рис. 13.44) можно получить на краях покрышки дымку, которая существует на реальных колесах.

Первый цвет определяет основной цвет шины. У меня это темно-серый цвет с параметрами Red (Красный) – 72, Green (Зеленый) – 72, Blue (Синий) – 72. Второй цвет – цвет дымки. Его параметры: Red (Красный) – 173, Green (Зеленый) – 180, Blue (Синий) – 182. Возможно, вам понадобится немного другой оттенок (все зависит от освещения), но принцип текстурирования от этого не меняется.

Рис. 13.43. Настройки материала шины

Рис. 13.44. Параметры карты Falloff (Спад) для шины

Карту рельефа можно нарисовать в любой программе растровой графики или получить из фотографии шины. В любом случае это должно быть монохромное изображение, где градации цвета, отличного от черного, будут создавать на объекте рельеф (рис 13.45).

На рис. 13.46 представлен результат визуализации шины с примененным к ней материалом.

Рис. 13.45. Карта рельефа для шины

Рис. 13.46. Результат визуализации шины

Материал диска – хром, который вы создавали в начале раздела.

Если колесо не будет видно вблизи, я использую текстурную карту в качестве отражений. Это экономит время визуализации, так как для просчетов карты Raytrace (Трассировка) требуются дополнительные компьютерные ресурсы.

Иногда для дисков приходится применять логотипы и карты Bump (Рельефность). Я пользуюсь для этих целей материалом Blend (Смешиваемый). Этот материал по своим настройкам похож на рассмотренную выше карту Mix (Смешивание). В качестве примера я представляю вашему вниманию настройки этого материала (рис. 13.47) для логотипа, выполненного на диске колеса.

Вторым материалом в данном случае является стандартный материал черного цвета, хотя может быть применена любая другая карта текстуры или материал. Mask (Маска) – это черно-белое растровое изображение логотипа (рис. 13.48). Именно она определяет взаимное смешивание двух материалов.

Рис. 13.47. Параметры материала Blend (Смешиваемый)

Рис. 13.48. Маска для смешивания двух материалов

На рис. 13.49 представлен фрагмент модели колеса с примененным материалом Blend (Смешиваемый).

Рис. 13.49. Фрагмент визуализации диска

ПРИМЕЧАНИЕ

На прилагаемом к книге DVD в папке Examples\Глава 13 находится файл Car_details.mat с материалами деталей автомобиля и Wheel.mat с материалом шины и диска.

На этом упражнение по визуализации автомобиля можно считать законченным. Иногда я оставляю на несколько дней настройку визуализации, а затем возвращаюсь к ней, пытаясь по-новому осмыслить сделанную работу. Это помогает увидеть ошибки. Часто полезно показать работу посторонним людям и выслушать их замечания.

• Моделирование головы при помощи модуля Surfacetools

• Моделирование головы при помощи полигонов

• Моделирование ресниц

• Использование UV-проецирования для полигональной модели головы

• Текстурирование головы человека

• Создание волос

Моделирование головы – не только интересное, но и сложное занятие, которое по плечу только опытным пользователям программ трехмерной графики. Все описанные в этой главе операции требуют предварительной подготовки.

В двух первых разделах рассмотрено моделирование при помощи модуля Surfacetools и полигонального моделирования. Они описывают принципы моделирования головы со средним уровнем детализации, достаточным для создания реалистичного образа. В следующих разделах рассказано, как создаются текстуры лица человека. Кроме того, рассмотрено, как создать волосы для модели.

Разработанный Питером Ватье (Peter Watje) для компании Digimation модуль Surfacetools стал незаменимым средством для моделирования объектов органического происхождения. При работе с ним вы размещаете сплайны в соответствии с контурами модели, после чего применяете один из двух инструментов Surfacetools – модификатор поверхности Surface (Поверхность) – и превращаете сплайны в готовую модель. Как только вы начнете работать с этим модулем, вы поймете, насколько просто можно создавать сложные модели.

Прежде чем перейти к моделированию головы, вам необходимо обладать двумя фотографиями головы: в фас и профиль.

ПРИМЕЧАНИЕ

При желании вы можете воспользоваться фотографиями Front.jpg и Side.jpg, подготовленными для работы с данной главой, которые находятся в папке Examples\Глава 14 прилагаемого к книге DVD.

На рис. 14.1 представлены фотографии, с которыми буду работать я.

Рис. 14.1. Фотографии головы в фас (слева) и профиль (справа), подготовленные для моделирования

Обратите внимание, что оба вида должны иметь одинаковый размер и пропорции (не забывайте о том, что мы моделируем в трехмерном пространстве). Кроме того, размер изображений должен быть достаточно большой, чтобы были хорошо видны детали (я использовал 1000 x 1100 пикселов). Только после того, как будут выполнены все приготовления в программе редактирования растровых изображений, можно переходить к работе в 3ds Max.

Практически любое моделирование такого рода начинается с создания виртуальной студии. Для данного случая подойдет самое примитивное пересечение двух плоскостей (рис. 14.2).

Рис. 14.2. Виртуальная студия

Моделирование головы при помощи сплайнов можно вести несколькими способами. Они похожи друг на друга и отличаются только последовательностью моделирования и расположением кривых на поверхности объекта. Я постараюсь как можно доступнее описать весь процесс моделирования так, как выполняю его сам. Подход к моделированию достаточно прост: сначала создадим все необходимые сплайны в окне проекции Front (Спереди), а затем скорректируем их положение в окнах проекций Left (Слева) и To p (Сверху), после чего применим модификатор создания поверхности Surface (Поверхность).

Приступим к моделированию. Во-первых, так как мы имеем дело с симметричной моделью, достаточно построить только одну ее половину. Во-вторых, можно создать отдельные части головы и затем соединить их в единое целое. Я предпочитаю отдельно строить только ухо и волосы (если они делаются геометрией).

Прежде всего выполните следующие действия.

1. Для активизации инструмента построения сплайна выполните команду Create > Shapes > Line (Создание > Формы > Линия).

2. Установите в свитке Creation Method (Метод создания) настроек объекта Line (Линия) переключатели Initial Type (Начальный тип) и Drag Type (Вершина при перетаскивании) в положения Smooth (Сглаживание) для построения сглаженных вершин в процессе создания сплайна (рис. 14.3).

3. Чтобы видеть вершины сплайна не только при построении, в свитке Display Properties (Свойства отображения) вкладки Display (Отображение)

командной панели установите флажок Vertex Ticks (Метки вершин) (рис. 14.4).

Рис. 14.3. Настройки для создания сплайна

Рис. 14.4. Настройки отображения вершин в свитке Display Properties (Свойства отображения)

ПРИМЕЧАНИЕ

Задать отображение вершин сплайна можно также в свитке Display Properties (Свойства отображения) окна Object Properties (Свойства объекта) для объекта Line (Линия).

Начнем с построения контура глаза (хотя можно начинать создание модели с любой ее части). Для этого при активном инструменте построения линии щелкните в окне проекции Front (Спереди) на левой части глаза и постройте восемь точек по периметру разреза глаза (рис. 14.5).

СОВЕТ

Выполняя упражнение по моделированию головы, не ставьте перед собой задачу сделать модель, похожую на изображение на фотографии, – на данном этапе значительно важнее научиться правильно моделировать, поэтому просто постарайтесь довести работу до конца, что само по себе нелегко. На начальном этапе будет достаточно, если общие формы модели будут соответствовать действительности.

Далее нужно построить новые сплайны вокруг уже существующего, но прежде необходимо сделать так, чтобы новый сплайн принадлежал той форме, которая была уже создана. Для этого надо снять флажок Start New Shape (Начать новую форму) в свитке Object Type (Тип объекта) (рис. 14.6).

Рис. 14.5. Начало построения сплайнов в окне проекции Front (Спереди)

Рис. 14.6. Свиток Object Type (Тип объекта)

Можно построить еще один сплайн вокруг существующего. Для этого в окне проекции Front (Спереди), удерживая нажатой клавишу Shift, воспользуйтесь командой Scale (Масштабирование) контекстного меню и увеличьте копию сплайна. После этого на уровне редактирования вершин немного скорректируйте положение вновь созданных вершин. Новый сплайн можно также построить обычным способом (рис. 14.7).

В процессе построения сплайна не забывайте о том, что для поверхности такого типа предпочтительно использовать по четыре вершины для образования патча, поэтому старайтесь их строить осознанно и в тех местах, которые обеспечивают именно такое построение. Кроме того, как уже говорилось выше, сплайны должны повторять характерные линии строящейся модели.

После того как вы построите два сплайна по форме разреза глаза, создайте еще один вокруг глаза, но уже от середины переносицы, далее по линии брови до окончания глазной впадины и обратно (рис. 14.8).

Рис. 14.7. Второй сплайн, построенный методом копирования

Рис. 14.8. Третий сплайн, построенный вокруг глаза

Для выполнения дальнейших операций построения сплайнов необходимо настроить привязки к вершинам. Для этого щелкните правой кнопкой мыши на кнопке Snaps Toggle (Переключение привязок)

в результате чего откроется окно Grid and Snap Settings (Настройки сетки и привязок). Установите в нем флажки, как показано на рис. 14.9.

После этого можно соединить построенные вершины поперечными сплайнами (рис. 14.10). Для этого в области New Vertex Type (Тип новых вершин) свитка Geometry (Геометрия) настроек сплайна установите переключатель в положение Smooth (Сглаживание), а затем щелкните на кнопке Create Line (Создать линию), после чего начните построение сплайнов.

Рис. 14.9. Окно Grid and Snap Settings (Настройки сетки и привязок) с настройками привязок

Рис. 14.10. Созданные поперечные сплайны

Продолжаем строить сплайны. На этот раз спуститесь немного вниз и постройте горизонтальный сплайн, проходящий по верхней части крыльев носа до середины уха, и сплайн по лобной кости вокруг глаза до пересечения с нижним сплайном. Не забывайте при этом выдерживать соответствие уже построенному количеству вершин (рис. 14.11).

Продолжите построение сплайнов и соедините вершины двух вновь построенных с вершинами созданных ранее (рис. 14.12).

Рис. 14.11. Добавлены два новых сплайна

Рис. 14.12. Построены поперечные сплайны

Напомню, что пока все построения ведутся только в окне проекции Front (Спереди).

Создайте еще два сплайна в районе лобной кости. Количество вершин можно сократить до трех в верхнем и до четырех в нижнем сплайнах (рис. 14.13), так как в этом месте геометрия не имеет ярко выраженных изменений.

Хочу напомнить, что мы строим модель одной половины головы, следовательно, крайние левые вершины сплайнов должны проходить по осевой линии, то есть через середину лба, носа, губ и подбородка.

Далее создайте сплайн по контуру верхней части головы и соедините его с уже существующими (рис. 14.14).

Рис. 14.13. Два сплайна, построенные в области лобной кости

Рис. 14.14. Сплайны, построенные по контуру головы

Продолжите создание сплайнов в нижней части лица. Старайтесь строить вершины так, чтобы сплайны проходили по характерным линиям, образованным основанием и крыльями носа, а также губами и разрезом рта (рис. 14.15).

Если бы мы стремились к большей детализации лица, для формирования геометрии носа и губ пришлось бы значительно увеличить количество вершин, но в данном задании постараемся обойтись минимальным.

Постройте еще некоторое количество кривых, чтобы закончить формирование каркаса из сплайнов для нижней части лица (рис. 14.16).

До сих пор вы создавали сплайны, опираясь лишь на их местоположение в двумерном пространстве (в окне проекции Front (Спереди)), не обращая внимания на то, как они связаны друг с другом и где находится начало и конец сплайна. Корректировка этих параметров важна для правильного построения поверхности.

Обратите внимание, как выделенный сплайн в верхней части головы (у вас это может быть в другом месте) описывает форму лица (рис. 14.17).

Сплайн начинается в области верхней части уха, доходит до середины нижней части глаза, далее пересекает его и поднимается к верхней точке осевой линии, а затем снова спускается к височной кости. Если применить модификатор Surface (Поверхность) к таким сплайнам, на выходе получится много искажений поверхности, с трудом поддающихся корректировке. Следовательно, необходимо внести изменения в структуру сплайнов. Правильнее будет сделать так, чтобы сплайны разделялись на горизонтальные и вертикальные, проходя через все лицо. Чтобы скорректировать геометрию сплайнов, выполните следующие действия.

Рис. 14.15. Построение сплайнов в нижней части лица

Рис. 14.16. Форма и расположение сплайнов в нижней части лица

1. Выделите вершины там, где, по вашему мнению, должен заканчиваться сплайн (обычно на границах общей формы).

2. В свитке Geometry (Геометрия) щелкните на кнопке Break (Разбить), в результате чего сплайн будет разбит в этом месте на две части.

3. В режиме редактирования подобъектов Segment (Сегмент) выделите те сегменты сплайнов, которые должны будут сформировать новый сплайн и подлежат объединению.

4. Инвертируйте выделение, нажав Ctrl+I.

5. В свитке Geometry (Геометрия) щелкните на кнопке Hide (Спрятать). В результате у вас останутся только выделенные сплайны (у меня это сплайны, описывающие контур лица) (рис. 14.18).

Рис. 14.17. Сплайн, описывающий форму лица

Рис. 14.18. Сплайны, выделенные для объединения

6. После того как будут спрятаны все лишние кривые, выделите вершины в местах соединения отдельных сплайнов и объедините их, щелкнув на кнопке Weld (Объединить) в свитке Geometry (Геометрия). В результате получится один непрерывный сплайн.

7. Откройте ранее спрятанные сплайны, щелкнув в свитке Geometry (Геометрия) на кнопке Unhide All (Показать все).

8. Повторите те же операции разбиения и слияния для других сплайнов.

На рис. 14.19 показано, как должны выглядеть некоторые из построенных и отредактированных сплайнов.

Прежде чем перейти к расположению сплайнов в пространстве, произведем некоторые настройки, облегчающие процесс моделирования.

1. Задайте локальную систему координат, для чего в раскрывающемся списке Reference Coordinate System (Система координат) на главной панели инструментов выберите Local (Локальная).

2. На панели инструментов щелкните на кнопке Select and Move (Выделить и переместить), а затем активизируйте перемещение по оси Z, для чего нажмите клавишу F7.

3. В свитке Selection (Выделение) установите флажок Area Selection (Область выделения) (рис. 14.20), что поможет выбирать сразу две вершины в местах пересечения сплайнов.

Рис. 14.19. Форма и расположение отредактированных сплайнов

Рис. 14.20. Настройки свитка Selection (Выделение)

После выполнения дополнительных настроек можно передвигать вершины в окне проекции бокового вида по оси Z в направлении линии профиля.

Передвинуть в новое положение необходимо все вершины, кроме тех, которые расположены на вертикальном сплайне, очерчивающем контур головы в окне проекции Front (Спереди) (это не относится к серединной линии). На рис. 14.21 показано начало данного процесса.

Рис. 14.21. Начало работы по корректировке положения вершин в окне проекции бокового вида

На данном этапе моделирования не стоит пытаться точно найти положение вершин в пространстве, для этого немного позже сделаем соответствующие уточнения. Продолжайте перемещать вершины в окне проекции вида сбоку до тех пор, пока не получится каркас из сплайнов, охватывающий лицевую часть (рис. 14.22).

Рис. 14.22. Положение сплайнов в пространстве на лицевой части головы

Продолжите наращивание сплайнов. На сей раз основные построения нужно вести в окне проекции вида сбоку. Включите привязку к вершинам и достройте сплайны на затылочной части головы. Здесь не требуется построения большого количества вершин – достаточно двух-трех дополнительных вершин на сплайн (рис. 14.23).

Продолжите построение, соединив вновь созданные точки вертикальными сплайнами (рис. 14.24).

Рис. 14.23. Сплайны, построенные в окне проекции вида сбоку

Рис. 14.24. Соединенные вертикальные сплайны в окне проекции вида сбоку

Теперь нужно скорректировать положение вновь построенных точек в пространстве и проанализировать состояние сплайнов. Сплайны, которые имеют начало или конец в середине сетки, нужно объединить со сплайнами, к которым они примыкают (так же, как для лицевой части головы).

После этого получится почти законченный каркас из сплайнов. На этом этапе моделирования можно посмотреть, какой будет поверхность разрабатываемой модели. Для этого выполните следующие действия.

1. Выделите в любом окне проекции каркас из сплайнов (это должен быть один объект).

2. Сделайте его копию, для чего выполните команду Edit > Clone (Правка > Клонировать) и в появившемся окне Clone Options (Параметры клонирования) выберите тип создаваемых при клонировании объектов Reference (Подчинение).

3. Присвойте копии модификатор Surface (Поверхность), выполнив команду Modifiers > Patch/Spline Editing > Surface (Модификаторы > Редактирование патчей/сплайнов > Поверхность).

4. При необходимости в свитке Parameters (Параметры) установите флажок Flip Normals (Обратить нормали).

Выполненные действия приведут к тому, что в окнах проекций, кроме студии, будут присутствовать еще два объекта: каркас из сплайнов и его копия с поверхностью. Если позволяет производительность вашего компьютера, сделайте еще один, симметрично отображенный, экземпляр объекта с поверхностью, чтобы видеть всю геометрию головы (рис. 14.25).

После этого необходимо уточнить положение вершин в пространстве. Именно сейчас, когда видна вся поверхность, можно передвигать вершины каркасного объекта, чтобы привести геометрию головы к желаемому виду.

После коррекции положения вершин в пространстве можно переходить к построению отверстия в носу. Для этого в нижнюю часть носа добавьте сплайны, как показано на рис. 14.26. Внутренний сплайн, образующий отверстие, скопируйте вверх (внутрь носа), чтобы впоследствии создать верхнюю часть отверстия.

Рис. 14.25. Модель головы с каркасом из сплайнов и поверхностью

Рис. 14.26. Форма сплайнов, формирующих отверстие в носу

Соедините все точки при помощи дополнительных сплайнов. В нижней части носа при помощи команды Refine (Уточнить) свитка Geometry (Геометрия) создайте две дополнительные вершины, после чего соедините их сплайнами (рис. 14.27).

Перед тем как перейти к моделированию уха, необходимо проанализировать всю поверхность и при необходимости внести изменения. Обратите внимание на характерные линии головы. Не забывайте контролировать весь процесс изменения положения вершин во всех окнах проекций. В районе серединной линии могут оставаться погрешности геометрии, связанные с тем, что обе половинки модели являются самостоятельными объектами. В остальном поверхность должна иметь законченный вид (рис. 14.28).

Моделирование уха – завершающий и, пожалуй, самый сложный этап. Сложность построения заключается в том, что в этой относительно маленькой форме сосредоточено большое количество сплайнов и без соответствующего опыта моделирования трудно в них разобраться.

На начальном этапе построения уха модель головы не понадобится и ее лучше спрятать. Чтобы сделать это, щелкните на модели правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите пункт Hide Selection (Спрятать выделенное). После этого в окне проекции вида сбоку создайте начальный сплайн для уха (рис. 14.29).

Рис. 14.27. Фрагмент носа с поверхностью

Рис. 14.28. Вид модели головы перед началом моделирования уха

Размер сплайна произвольный – на данном этапе это неважно, впоследствии вы сможете масштабировать так, как вам будет нужно.

Рис. 14.29. Начальный сплайн для построения модели уха

Рис. 14.30. Взаимное положение сплайнов уха в окнах проекций Right (Справа) (а) и Front (Спереди) (б)

Добавьте внутрь первого еще один сплайн и, сдвинув его немного относительно первого (в окне проекции Front (Спереди)), соедините с первым (рис. 14.30).

Постройте еще один сплайн, но уже не замкнутый, а от точек, лежащих на внутреннем сплайне. Снова соедините созданный сплайн отрезками с теми, которые были построены ранее. После этого скорректируйте положение всех точек в пространстве (рис. 14.31).

Продолжите формирование ушной раковины. В окне проекции To p (Сверху), удерживая нажатой клавишу Shift, скопируйте последний сплайн, немного сдвинув его вправо. После этих операций снова соедините отрезками новый сплайн с предыдущими (рис. 14.32).

По тому же принципу постройте еще один сплайн. На этот раз он должен находиться с внутренней стороны ушной раковины. Проще всего сделать такой сплайн при помощи копирования с масштабированием. И, конечно, снова соедините вершины соседних сплайнов отрезками (рис. 14.33).

Постройте последний сплайн внутри уха для формирования противозавитка.

Рис. 14.31. Начало формирования ушной раковины

Рис. 14.32. Сплайны, описывающие внешний контур ушной раковины

Рис. 14.33. Каркас из сплайнов, формирующий завиток ушной раковины

Теперь можно скопировать объект Reference (Подчинение), аналогично тому, как это делали для головы, и применить модификатор Surface (Поверхность). Выполненные действия помогут вам увидеть все изменения, вносимые в модель уха, продолжая при этом работать со сплайнами (рис. 14.34).

При создании сплайнов обращайте внимание на то, как они расположены в пространстве, для чего контролируйте построения во всех окнах проекций. Кроме того, время от времени поворачивайте модель в окне проекции Perspective (Перспектива) или User (Пользовательская), чтобы рассмотреть ее со всех сторон. При выполнении поперечных сплайнов не забывайте соединять вершины и объединять их при помощи команды Weld (Объединить).

После того как соединятся все вершины, должно получиться изображение, похожее на рис. 14.35.

Дальнейшее моделирование заключается в том, что нужно скорректировать положение построенных вершин. При необходимости преобразуйте вершины в тип Bezier Corner (Угол Безье), чтобы с помощью манипуляторов Безье было удобнее изменять форму сплайна. Для этого выделите необходимые для преобразования вершины и щелкните на них правой кнопкой мыши. В появившемся контекстном меню щелкните на строке Bezier Corner (Угол Безье).

Не вдаваясь в детали, постарайтесь передать общую форму ушной раковины (рис. 14.36).

Рис. 14.34. Модель уха после применения модификатора Surface (Поверхность)

Рис. 14.35. Поверхность модели уха после построения всех сплайнов

Теперь можно присоединить ухо к голове. Откройте модель головы и сопоставьте ухо с ее размером и положением.

Используя команды Move (Перемещение), Rotate (Вращение) и Scale (Масштабирование) контекстного меню, установите ухо на место (рис. 14.37).

Рис. 14.36. Готовая модель уха относительно головы

Рис. 14.37. Положение модели уха

СОВЕТ

Вы можете воспользоваться виртуальной студией в качестве заднего фона для установки положения модели уха относительно головы.

Чтобы присоединить сплайны уха к модели головы, необходимо прежде всего сделать отверстие. Для этого выделите сплайны головы в том месте, где будет крепиться ухо, и удалите их (рис. 14.38). Затем в свитке Geometry (Геометрия) щелкните на кнопке Attach (Присоединить) и в любом окне проекции – на сплайнах уха для их присоединения.

После присоединения уха к голове объедините вершины (где нет возможности сделать это напрямую, добавьте сплайны).

СОВЕТ

Объединяя вершины, старайтесь двигать вершины уха к вершинам головы. Таким образом вы сохраните геометрию головы, которая должна быть выверенной к этому времени.

На рис. 14.39 показана схема расположения сплайнов головы и уха после того как были объединены их вершины.

Рис. 14.38. Сплайны головы, которые необходимо удалить

Рис. 14.39. Расположение сплайнов в области уха

После того как модель уха будет присоединена к голове, можно удалить все копии с поверхностью (если вы не сделали этого раньше), в результате чего у вас должна остаться только сплайновая модель половины головы.

Сделайте симметричную копию сплайнов. Для этого на панели инструментов щелкните на значке Mirror (Зеркальное отображение)

и выберите тип Copy (Независимая копия объекта) создаваемых при дублировании объектов. Для присоединения копии щелкните в свитке Geometry (Геометрия) на кнопке Attach (Присоединить) и в окне проекции – на созданной копии.

ВНИМАНИЕ

После присоединения одной половины объекта к другой в районе серединной линии окажутся два сплайна, один из которых нужно удалить.

Объедините вершины в районе серединной линии, для чего последовательно выделяйте вершины и в свитке Geometry (Геометрия) щелкайте на кнопке Weld (Объединить). После того как все вершины в районе серединной линии будут объединены, можно применить модификатор Surface (Поверхность). На рис. 14.40 показан окончательный вид визуализированной модели головы.

В заключение хочется напомнить о том, что мы делали модель головы со средним уровнем детализации. Если вам нужна более точная копия, необходимо увеличить количество сплайнов, используя тот же подход к построению модели.

Рис. 14.40. Визуализация законченной модели головы

ПРИМЕЧАНИЕ

Для ознакомления с моделью головы и ее анализа можно загрузить файл сцены surface_head.max, который находится в папке Examples\Глава 14 прилагаемого к книге DVD.

В предыдущем упражнении вы познакомились с моделированием головы при помощи сплайнов. Продолжим эту тему и рассмотрим моделирование головы при помощи полигонов.

Прежде всего я хочу познакомить вас с пластической анатомией, то есть с тем, что образует внешние формы головы.

Правильнее было бы начать с изучения черепа, затем мышц лица и т. д., но задание подразумевает лишь практическое моделирование, поэтому я оставляю эти материалы для самостоятельного освоения.

У каждого человека голова по своему строению и пропорциям индивидуальна, тем не менее можно вывести усредненную схему человеческого лица. Осевая линия (вертикальная) делит голову пополам. Линия, проходящая через ось глаз, делит общую высоту головы пополам. Зрительно нижняя часть нам кажется большей, это происходит из-за значительного количества «деталей» в этой части лица. Если принять ширину глаза за единицу измерения а, то можно заметить, что высота головы укладывается в семь таких единиц, а высота носа равна высоте уха, расстоянию от носа до подбородка и высоте лба до волосяного покрова (каждый отрезок в отдельности равен двойной величине глаза). Расстояние между глазами, так же, как и расстояние от глаз до крайних точек висков, равно величине глаза. Расстояние между крайними точками крыльев носа также равно этой величине. Расстояние от подбородка до линии рта в два раза больше, чем расстояние от линии рта до носа (b). Все приведенные выше измерения, конечно, являются схематичными – в жизни у каждого человека свои пропорции. Тем не менее можно использовать эту схему как отправную точку для создания модели, внося изменения по мере построения индивидуальной головы (рис. 14.41).

Рис. 14.41. Пропорции головы человека

Перейдем к моделированию. В данном упражнении мы не будем применять виртуальную студию, а только используем вышеописанные пропорции и воображение. К тому же задача не заключается в том, чтобы сделать модель, похожую на кого-то.

Прежде чем начать построение, поговорим немного о полигональном моделировании. Как понятно из названия, это моделирование при помощи полигонов. Сами по себе полигоны создают грубую, ломаную форму, поэтому неотъемлемой частью моделирования форм органического происхождения является сглаживание. Достигается оно как минимум двумя способами: применением к объекту модификатора MeshSmooth (Сглаживание) или моделированием посредством Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). Это почти одно и то же, за исключением незначительных нюансов. Существенная разница заключается в требованиях к ресурсам компьютера – использование Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) примерно в полтора раза больше нагружает компьютер. Если это для вас существенно, я рекомендую моделировать посредством Editable Mesh (Редактируемая поверхность) с последующим сглаживанием. В данном задании я опишу моделирование при помощи Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность) как обладающее большими возможностями, но прежде расскажу о некоторых приемах работы с Editable Mesh (Редактируемая поверхность).

Постройте Box (Параллелепипед). Его габариты должны приблизительно соответствовать пропорциям головы, а количество сегментов по длине, ширине и высоте задайте такое, как показано на рис. 14.42.

Настоятельно рекомендую строить параллелепипед так, чтобы его ось совпадала с началом координат. Это облегчит работу с зеркальными копиями объектов. В результате создания примитива начальная геометрия для моделирования головы должна выглядеть так, как изображено на рис. 14.43.

Рис. 14.42. Параметры объекта Box (Параллелепипед)

Рис. 14.43. Параллелепипед, с которого начинается моделирование головы

На этом операции с параметрическим объектом закончены. Преобразуйте параллелепипед в объект Editable Mesh (Редактируемая поверхность). Для этого щелкните на нем правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выполните команду Convert To > Convert to Editable Mesh (Преобразовать > Преобразовать в редактируемую поверхность). После того как объект стал редактируемой поверхностью, вы сможете переключаться в режим редактирования подобъектов (вершин, ребер, полигонов).

Начните редактирование с того, что на уровне подобъектов Vertex (Вершина) передвиньте внутренние ряды вершин так, как показано на рис. 14.44.

Чтобы начать формирование шеи, переключитесь в режим редактирования Polygon (Полигон) и выделите четыре нижних полигона. Воспользуйтесь инструментом Extrude (Выдавливание) из свитка Edit Geometry (Редактирование геометрии) командной панели и дважды выполните выдавливание (рис. 14.45). Таким образом вы подготовите объект для формирования шеи.

Прежде чем продолжать моделирование, необходимо учесть некоторые моменты:

¦ голова симметрична, следовательно, можно моделировать только ее половину;

¦ иметь в окнах проекций при моделировании только половину объекта неудобно, поэтому необходимо воспользоваться копией, чтобы видеть модель головы целиком;

¦ для удобства работы с каркасом модели используйте параметр текстуры Wire (Каркас).

Рис. 14.44. Положение вершин после того, как внутренние ряды были передвинуты вперед

Рис. 14.45. Выдавленные полигоны для начала формирования шеи

Выделите в режиме редактирования Polygon (Полигон) левую сторону параллелепипеда и удалите ее. Для оставшейся части сделайте копию. Для этого выполните команду Edit > Clone (Правка > Клонирование) и в появившемся окне Clone Options (Параметры клонирования) выберите тип создаваемых при клонировании объектов Reference (Подчинение). Присвойте копии какое-нибудь значимое имя, например Surface, после чего примените к ней модификатор MeshSmooth (Сглаживание). Для этого выполните команду Modifiers > Subdivision Surfaces > MeshSmooth (Модификаторы > Поверхности с разбиением > Сглаживание). В настройках модификатора из списка Subdivision Method (Метод разбиения) выберите NURMS, а параметру Iterations (Количество итераций), определяющему количество разбиений, задайте значение, равное 2 (рис. 14.46).

После того как экземпляру будет назначен модификатор сглаживания, можно сделать его зеркальную копию. Для этого щелкните на кнопке Mirror (Зеркальное отображение)

находящейся на панели инструментов. В открывшемся окне в качестве типа объекта, создаваемого при дублировании, выберите Instance (Привязка). В результате получатся две сглаженные зеркально расположенные половинки модели головы и еще одна без сглаживания (рис. 14.47).

Создайте и примените к параллелепипеду материал с настройками, позволяющими отображать объект в каркасном виде (рис. 14.48).

Используйте в качестве цвета диффузного отражения контрастные по отношению к объектам цвета (я, например, применил желтый на сером фоне).

После назначения материала параллелепипеду объекты должны выглядеть так, как показано на рис. 14.49.

Чтобы убедиться в правильности настроек, выделите любую вершину объекта, представленного сеткой (у меня это Box01), и попробуйте переместить ее в стороны. Если вслед за вершиной начинают зеркально двигаться обе внутренние половинки, значит, все выполнено удачно, в противном случае проверьте, правильно ли сделаны копии основного объекта.

Рис. 14.46. Параметры модификатора сглаживания поверхности

Рис. 14.47. Взаимное расположение трех половинок одного объекта

Рис. 14.48. Настройки материала для отображения в каркасном виде

Рис. 14.49. Отображение объектов в окне проекции Perspective (Перспектива) после применения материала

ПРИМЕЧАНИЕ

Можно было обойтись и без третьего объекта, просто опустившись в стеке на уровень Editable Mesh (Редактируемая поверхность) и нажав в стеке модификаторов кнопку Show end result on/off toggle (Показать конечный результат вкл/выкл). Но лично я на начальном этапе моделирования предпочитаю работать так, как описано выше.

Все, о чем говорилось выше, относится к построению модели в Editable Mesh (Редактируемая поверхность). Если вы решите моделировать так же, как и я, в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), необходимо вернуться к состоянию параллелепипеда до того, как он был преобразован в редактируемую поверхность, и конвертировать его в Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность). Напомню, что это можно сделать, щелкнув на объекте правой кнопкой мыши и выполнив в контекстном меню команду Convert To > Convert to Editable Poly (Преобразовать > Преобразовать в редактируемую полигональную поверхность). После преобразования сделайте зеркальную копию половинки объекта и в окне в качестве типа объекта, создаваемого при копировании, выберите Instance (Привязка).

В свитке Subdivision Surface (Поверхности с разбиением) настроек основного объекта установите флажок Use NURMS Subdivision (Использовать NURMS-разбиение), а в области Display (Отображение) параметру Iterations (Количество итераций) задайте значение 2 (рис. 14.50).

Дальнейшая работа состоит в том, чтобы строить форму от общего к частному. Она напоминает работу скульптора, когда из глыбы мрамора постепенно вырисовывается форма будущей скульптуры. Только вместо инструментов скульптора мы будем использовать инструменты для работы с полигонами, ребрами и вершинами.

Переместите вершины так, чтобы придать объекту грубую форму головы (рис. 14.51).

Рис. 14.50. Свиток Subdivision Surfac (Поверхности с разбиением) настроек основного объекта моделирования

Рис. 14.51. Моделирование начинается с придания объекту общей формы головы

Обратите внимание, что не следует передвигать в вертикальной плоскости те вершины, которые находятся на линии глаз, – это положение серединной линии головы, и с помощью этих вершин мы будем формировать глазные впадины и веки.

Далее при помощи Slice Plane (Секущая плоскость) из свитка Edit Geometry (Редактирование геометрии) разделите половину объекта, с которым работаете, по вертикали на две части. Плоскость сечения должна проходить в области расположения носа (рис. 14.52).

Применяя все тот же инструмент Slice Plane (Секущая плоскость), сделайте еще один разрез в области бровей.

СОВЕТ

Работая с секущей плоскостью, удобно использовать при поворотах Angle Snap Toggle (Переключатель угловых привязок), который активизируется нажатием клавиши A.

Этот разрез поможет вам сформировать надбровные дуги и теменную часть затылка (рис. 14.53).

Рис. 14.52. Дополнительные ребра в области носа, полученные при помощи секущей плоскости

Рис. 14.53. Разрез, выполненный в области надбровных дуг

Работая с секущей плоскостью, не забывайте после каждого разреза уточнять положение вновь созданных вершин в пространстве. В противном случае после некоторого количества разрезов выставить положение вершин станет значительно сложнее.

Следующий шаг – разрез полигонов на фронтальной части модели, немного ниже серединной линии, для формирования скуловой части лица. Для этого воспользуйтесь инструментом Cut (Вычитание), расположенным в свитке Edit Geometry (Редактирование геометрии) командной панели. Как именно должен проходить разрез, показано на рис. 14.54.

Теперь все готово, и можно заняться формированием глаза. Для этого вам понадобится сделать еще несколько разрезов, формирующих области вокруг глаза. Начните с диагональных разрезов, а затем используйте их для построения прямоугольника внутри. После выполнения разрезов скорректируйте положение вершин в окне проекции Front (Спереди) (рис. 14.55).

Рис. 14.54. Разрез в области скуловой части лица

Для придания глазу нужной формы вам понадобится сделать еще два вертикальных разреза, один из которых будет проходить через середину глаза (рис. 14.56), а другой – правее его.

Рис. 14.55. Разрезы, выполненные в области глаза

Рис. 14.56. Вертикальный разрез, проходящий через середину глаза

Прежде чем продолжить дальнейшее построение формы глаза и делать новые разрезы, необходимо уточнить уже существующую геометрию. Как и в предыдущем задании по моделированию головы при помощи сплайнов, нужно строить ребра в местах изменения поверхности. Таким образом будет легче получить желаемую форму с минимальным количеством полигонов.

При построении разрезов в области надбровной дуги образовался треугольник, который в данном случае является лишним из-за того, что в этом месте будет проходить еще один горизонтальный разрез и появится избыточное количество ребер. Поэтому одно из ребер необходимо удалить. Выделите ребро левой стороны треугольника (рис. 14.57, слева) и удалите его, щелкнув на кнопке Remove (Удалить) в свитке Edit Edges (Редактирование ребер). После удаления ребра образуется прямоугольник с пятью вершинами. В отличие от сплайнового моделирования, вы можете оставить пятую вершину как есть, но лучше придерживаться построения полигонов с четырьмя (реже – с тремя) вершинами. Поэтому при помощи инструмента Target Weld (Объединить целевую), находящегося в свитке Edit Edges (Редактирование ребер), объедините отдельно стоящую вершину с той, которая расположена слева от нее (рис. 14.57, справа).

Продолжим формирование надбровной дуги и глаза. Для этого сделайте вертикальный разрез в правой части глаза, идущий до подбородка, и горизонтальный по надбровной дуге. После этого можно удалить внутренние полигоны, расположенные внутри ребер, формирующих глаз, и уточнить положение вершин в пространстве (рис. 14.58).

Рис. 14.57. Ребро, подлежащее удалению (слева), и ребро, вершину которого необходимо объединить с находящейся слева (справа)

Рис. 14.58. Расположение ребер вокруг глаза

Чтобы продолжить формирование глаза, выделите открытые ребра и, удерживая нажатой клавишу Shift, при помощи инструмента Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), находящегося на панели инструментов, дублируйте ребра внутрь отверстия два раза. Во второй раз сдвиньте ребра на незначительное расстояние и, не снимая выделения, переместите их внутрь модели для формирования века (рис. 14.59).

Чтобы построить правильную с геометрической точки зрения поверхность модели в области глаза, необходимо увеличить сетку полигонов. В связи с этим продолжите наращивать в данном месте полигоны. Это можно сделать при помощи дополнительных разрезов вокруг глаза. Для придания более острой формы в местах крепления ресниц воспользуйтесь параметром Crease (Складка) для соответствующих ребер или примените инструмент для создания фаски (Chamfer (Фаска)) (рис. 14.60).

Рис. 14.59. Сглаженная форма модели в области глаза

Дальнейшее уточнение формы глаза необходимо проводить по сфере, имитирующей форму глазного яблока (само глазное яблоко вы можете смоделировать позже). Задача заключается в том, чтобы после уточнения положения вершин в пространстве нижнее и верхнее веки расположились по поверхности сферы (рис. 14.61).

Рис. 14.60. Дополнительные ребра в области глаза

Рис. 14.61. Форма глаза, уточненная по сфере

В процессе моделирования вам, возможно, придется еще не раз возвращаться к уточнению формы головы в области глаза, но на данном этапе той детализации, которую вы уже сделали, будет достаточно.

Перейдем к формированию носа и губ. Для их построения вам понадобится сделать два разреза секущей плоскостью у основания носа и через середину губ. Напоминаю, что согласно ранее описанным пропорциям высота нижней части лица составляет 2/7 от размера головы и равна расстоянию от подбородка до основания носа (рис. 14.62).

Прежде чем приступить к моделированию губ, вам нужно сделать разрезы полигонов вокруг них. Для этого воспользуйтесь инструментом Cut (Вычитание) свитка Edit Geometry (Редактирование геометрии). В верхней части разрез берет начало немного ниже основания носа, а заканчивается во впадине, формирующей подбородок, проходя через крайние точки губ (рис. 14.63).

Рис. 14.62. Состояние модели после выполнения разрезов в области основания носа и середины губ

Рис. 14.63. Начало формирования рта

Если вы в дальнейшем собираетесь анимировать лицо, обязательным условием для этого будет моделирование полости рта, что повлечет раздельное моделирование верхней и нижней губы. Чтобы создать разрез в области рта, выделите ребра, проходящие в середине губ, и щелкните в свитке Edit Edges (Редактирование ребер) на кнопке Split (Разделить). В результате ребра разделятся и образуется по две пары вершин. Разведите соседние вершины в стороны так, чтобы образовалось отверстие, после чего отредактируйте их положения в пространстве (рис. 14.64).

Чтобы правильно построить модель губ, необходимо добавить вертикальные полигоны в уголках рта. Это можно сделать, разделив ребра, проходящие от уголка рта и до затылка. Для этого выполните следующие действия.

1. Выделите одно ребро, следующее за уголком губ, и щелкните на кнопке Loop (Петля), находящейся в свитке Selection (Выделение). В результате выделится весь ряд ребер, вплоть до серединной линии.

2. Щелкните на кнопке Chamfer (Фаска) в свитке Edit Edges (Редактирование ребер) и в окне проекции Front (Спереди) или Perspective (Перспектива) постройте фаску для выделенных ребер (рис. 14.65).

После этого вершины, относящиеся к разрезу губ, нужно объединить с вновь образованными снаружи, чтобы получилось прямоугольное отверстие в уголках губ (рис. 14.66). Уточните также положение вновь созданных вершин в пространстве (как минимум необходимо раздвинуть их по высоте).

Рис. 14.64. Ребра, определяющие разрез рта

Рис. 14.65. Фаска, построенная на ребрах, идущих от уголков губ

Сделайте еще несколько разрезов, формирующих область губ. Первый вертикальный разрез должен пройти от глаза через крайнюю точку крыла носа и до разреза верхней губы (рис. 14.67, слева). Второй – по линии формирования губ с таким расчетом, чтобы в уголках губ образовалось по одному дополнительному полигону (рис. 14.67, справа).

Рис. 14.66. Положение ребер в уголках губ после слияния вершин

Рис. 14.67. Вспомогательные разрезы для формирования области губ (слева) и расположение ребер в уголках губ (справа)

Не забывайте уточнять положение вновь сформированных вершин в пространстве, контролируя их во всех окнах проекций.

Чтобы сделать линию губ более четкой, необходимо выделить ребра по периметру и построить Chamfer (Фаска) с небольшой величиной смещения.

Для завершения моделирования губ на данном этапе нужно правильно расположить в пространстве вершины, формирующие их. Особое внимание уделите вершинам, размещенным в уголках губ. Возможно, вам придется потратить больше времени, чем вы предполагали, но не стоит продолжать моделирование, не получив удовлетворительного результата, в противном случае ошибки начнут накапливаться, и в итоге вид модели окажется далек от желаемого.

СОВЕТ

Если у вас недостаточно знаний в пластической анатомии и опыта персонажного моделирования, можно воспользоваться зеркалом для подробного изучения отдельных частей лица в процессе моделирования.

Результат работы на данном этапе представлен на рис. 14.68.

Теперь сформируем подбородок, для чего нужно сделать еще один дополнительный разрез. Он должен пройти от ребра, расположенного на уровне губ, до серединной линии, которая находится в выступающей части подбородка (рис. 14.69). Ребро, образовавшееся в процессе разреза и проходящее по диагонали через полигон, лежащий справа от губ, удалите при помощи кнопки Remove (Удалить).

Рис. 14.68. Размещение ребер, формирующих губы

Рис. 14.69. Ребра, формирующие подбородок

Построим полость рта. Для этого выделите ребра, окаймляющие разрез губ, и, удерживая нажатой клавишу Shift, сделайте три копии ребер внутрь. После этого объедините крайние вершины, чтобы образовалось замкнутое пространство, а промежуточные немного раздвиньте по вертикали для увеличения внутреннего пространства полости рта (рис. 14.70).

Рис. 14.70. Полость рта, сформированная при помощи копирования ребер

Перейдем к построению носа. Прежде всего сделайте дополнительный вертикальный разрез от надбровной дуги до верхней губы (рис. 14.71). Затем так же, как и в случае с подбородком, удалите ребро, ставшее лишним после выполнения разреза.

Для формирования крыльев носа сделайте еще один разрез (рис. 14.72).

После выполнения этих разрезов необходимо выделить полигоны, образующие спинку и крылья носа, чтобы применить к ним инструмент Extrude (Выдавливание). Результат показан на рис. 14.73.

Рис. 14.71. Вспомогательный вертикальный разрез для моделирования носа

Рис. 14.72. Разрез, определяющий форму крыльев носа

Рис. 14.73. Положение полигонов, формирующих нос, после выдавливания

Получившееся после выдавливания еще мало похоже на будущий нос. Удалите полигоны, сформировавшиеся в процессе выдавливания с внутренней стороны носа по осевой линии. После сместите вновь созданные вершины. В области переносицы и в верхней части носа (со стороны глаза и щеки) вершины нужно объединить, чтобы создать плавный переход от лобной кости к переносице. Затем расположите оставшиеся вершины в пространстве для придания поверхности объекта формы носа (рис. 14.74). Помните, что контролировать построения нужно во всех окнах проекций и время от времени поворачивать модель в окне проекции Perspective (Перспектива) или User (Пользовательская), чтобы рассмотреть ее в деталях.

Продолжая моделирование формы носа, сделайте дополнительные разрезы для увеличения плотности полигонов в нижней части (в области крыльев носа). Линия разреза пройдет по верхнему краю отверстия в носу и внешней части крыла носа. Чтобы получить округление носа в месте излома геометрии, необходим еще один разрез (рис. 14.75).

Рис. 14.74. Форма носа после предварительной корректировки вершин у основания носа

Рис. 14.75. Два разреза, выполненные для увеличения количества полигонов

После создания разрезов уточните геометрию носа при помощи перемещения вершин, формирующих его.

Перейдем к моделированию отверстия в носу. Для его построения нужно выделить полигон в нижней части и дважды применить выдавливание. Первый раз на небольшую величину с уменьшением, чтобы сформировать край, а затем на высоту четверти носа (рис. 14.76).

Сделайте еще несколько сечений, чтобы построить складку, идущую от носа к уголкам губ (рис. 14.77).

Рис. 14.76. Отверстия в носу, выполненные при помощи выдавливания полигонов

Рис. 14.77. Разрезы для формирования складки

После этого удалите лишнее ребро, образованное в результате сечения.

СОВЕТ

Не забывайте, что лучшего результата сглаживания можно достичь, имея минимальное количество полигонов с тремя сторонами. Таким образом, во всех местах, где можно использовать полигоны с четырьмя сторонами вместо полигонов с тремя, нужно сделать соответствующие изменения.

После выполнения всех уточнений можно перейти к построению уха. Но прежде проверьте еще раз модель во всех окнах проекций, поверните ее в окне проекции Perspective (Перспектива) и рассмотрите со всех сторон. Очень важно это делать постоянно, в противном случае можно пропустить ошибки, которые чем дальше, тем сложнее будет исправить. Важно все рассматривать в целом, но не забывать уделять внимание и деталям.

На рис. 14.78 показана модель на той стадии, когда начинается построение уха.

Создание уха, как и предыдущих деталей модели головы, начинается с разрезов. Сначала необходимо сформировать место, в котором ухо будет крепиться к голове. Для этого выполните разрезы полигонов, как показано на рис. 14.79.

Рис. 14.78. Результат визуализации модели головы перед началом построения уха

Рис. 14.79. Разрезы, выполненные в местах крепления уха к голове

По форме разрезы, расположенные внутри, должны напоминать немного наклоненный эллипс. Пока можно не обращать внимания на трехсторонние полигоны – позже их нужно будет модифицировать.

В окне проекции Right (Справа) выделите полигоны, находящиеся внутри разрезов, и, щелкнув на кнопке Extrude (Выдавливание) в свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов), выдавите выделенные полигоны на небольшую величину (рис. 14.80, слева). Не снимая выделения, разверните их немного в сторону лица (рис. 14.80, справа), используя инструмент Select and Rotate (Выделить и повернуть), находящийся на панели инструментов.

Почти весь процесс создания ушной раковины заключается в построении при помощи выдавливания новых полигонов и редактировании положения вершин в пространстве. По этой причине желательно удалить (обязательно при помощи кнопки Remove (Удалить)) ребро, проходящее внутри полигонов, образующих ухо.

Того количества вершин, которое образовалось в процессе разрезания, вполне хватит для основания уха, но недостаточно для формирования ушной раковины. В связи с этим, прежде чем выполнять дальнейшие выдавливания рельефа и наращивать полигоны, необходимо немного увеличить количество вершин, определяющих форму уха. Для этого выделите три вершины, находящиеся со стороны лица в последнем ряду, и примените к ним Chamfer (Фаска) из свитка Edit Vertices (Редактирование вершин). В результате на верхней грани добавятся три вершины (рис. 14.81).

Рис. 14.80. Полигоны уха, выдавленные при помощи команды Extrude (Выдавливание) (слева) и повернутые в окне проекции Top (Сверху) (справа)

Рис. 14.81. Новые вершины, образованные инструментом Chamfer (Фаска)

Продолжим выдавливание. На этот раз лучше всего воспользоваться инструментом Bevel (Выдавливание со скосом), чтобы не просто выдавить полигоны, но и раздвинуть их в стороны на небольшое расстояние, начав формирование завитка уха.

СОВЕТ

Того же результата можно достичь, выдавив полигоны при помощи инструмента Extrude (Выдавливание) с последующим масштабированием выдавленных полигонов с помощью инструмента Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать), находящегося на панели инструментов.

После выдавливания полигонов необходимо сдвинуть вершины переднего края уха. Это позволит начать формирование козелка (выступающей части уха, за которой находится ушное отверстие) (рис. 14.82).

Выполните еще два выдавливания внутренних полигонов для формирования завитка ушной раковины. Чтобы получить скругленную форму в середине завитка, можно воспользоваться вместо инструмента Extrude (Выдавливание) инструментом Bevel (Выдавливание со скосом), находящимся в свитке Edit Polygons (Редактирование полигонов) командной панели. При формировании новых полигонов необходимо немного увеличить средний ряд ребер (рис. 14.83).

Рис. 14.82. Расположение ребер после выполнения корректировки положения вершин в окнах проекций Right (Справа) (а) и Front (Спереди) (б)

Теперь можно перейти от формирования внешней части ушной раковины к созданию полигонов ее внутренней части. Для этого постройте ряд полигонов со смещением внутрь, например при помощи инструмента Bevel (Выдавливание со скосом).

Не снимая выделения с полигонов в средней части уха, сделайте скос с нулевым значением по высоте и отрицательным значением величины смещения контура. Это позволит сделать ряд внутренних ребер завитка (рис. 14.84).

Рис. 14.83. Полигоны, формирующие внешнюю геометрию завитка уха

Рис. 14.84. Размещение полигонов ушной раковины в окне проекции User (Пользовательская)

Сделайте два разреза для формирования закругления козелка в его верхней части и объедините вершины у его основания, чтобы уменьшить плотность сетки полигонов. Внимательно осмотрите со всех сторон выдавленные полигоны и уточните положение вершин. На данном этапе моделирования уточнения должны носить общий характер, то есть нужно обратить внимание только на большие формы, не вникая в детали (рис. 14.85).

Выполните еще одно выдавливание центрального полигона, но с отрицательным значением. Эта операция позволит выполнить закругление завитка ушной раковины и положит начало построению полигонов внутренней части (рис. 14.86).

Рис. 14.85. Положение и форма ребер козелка после их редактирования

Рис. 14.86. Начало формирования внутренней части уха

Моделирование внутренней части ушной раковины требует дополнительных разрезов по линии излома. На рис. 14.87 показаны ребра, построенные при помощи инструмента Cut (Вычитание).

Выделите еще раз внутренний полигон и сделайте последнее выдавливание на небольшую величину (рис. 14.88).

Рис. 14.87. Разрезы, выполненные во внутренней части ушной раковины

Рис. 14.88. Положение полигона внутренней части ушной раковины в окнах проекций Top (Сверху) (слева) и User (Пользовательская) (справа)

Осталось самое сложное в моделировании ушной раковины – окончательное уточнение положения вершин в пространстве. Вы можете использовать для этого фотографии уха крупным планом, которые можно найти в Интернете.

При уточнении формы ушной раковины необходимо сделать предварительное редактирование вершин на модели без сглаживания и только после этого включить сглаживание полигонов и окончательно отредактировать. Еще раз напоминаю: все операции, связанные с перемещением вершин в пространстве, нужно контролировать во всех окнах проекций.

Модель уха, которая получилась у меня, представлена на рис. 14.89.

Напомню, что модель головы делается со средним уровнем детализации. Для получения большего контроля над формой уха (как и всей модели) необходимо увеличить количество контрольных вершин. Это позволит более точно передать форму, но вместе с тем для человека, не имеющего достаточного опыта в моделировании, может представлять дополнительные трудности.

На рис. 14.90 показан результат визуализации модели головы после объединения двух половинок при помощи модификатора Symmetry (Симметрия).

Рис. 14.89. Модель уха в окне проекции Right (Cправа)

Рис. 14.90. Результат визуализации модели головы после применения модификатора Symmetry (Симметрия)

ПРИМЕЧАНИЕ

Для ознакомления с моделью головы, выполненной при помощи полигонов, и ее анализа можно загрузить файл poly_head.max, который находится в папке Examples\Глава 14 прилагаемого DVD.

Существует несколько способов создания ресниц для модели головы человека: начиная c использования текстурных карт и заканчивая моделированием каждой ресницы в отдельности. В данном разделе рассмотрим, как автоматизировать процесс создания ресниц для модели головы среднего и высокого уровня детализации.

Для работы вам понадобится модель головы или фрагмент (рис. 14.91).

ПРИМЕЧАНИЕ

В данном случае я буду использовать фрагмент полигональной модели головы, хотя метод моделирования, описанный в данном упражнении, можно с таким же успехом применить для Surface– или NURBS-поверхности.

Рис. 14.91. Фрагмент модели головы, предназначенный для моделирования ресниц

Для дальнейшей работы понадобится сплайн, который следует разместить на поверхности модели в местах естественного роста ресниц. Проще всего получить такой сплайн, используя ребра, формирующие поверхность модели лица. Для этого выделите объект Face и перейдите на уровень редактирования ребер. Выделите ребро, расположенное на границе разреза глаза, и щелкните на кнопке Loop (Петля) в свитке Selection (Выделение). В результате этих действий должны выделиться все ребра вокруг глаза (рис. 14.92).

Рис. 14.92. Ребра, выделенные вокруг глаза после применения инструмента Loop (Петля)

Щелкните на кнопке Create Shape From Selection (Создать форму из выделения) в свитке Edit Edges (Редактировать ребра). В открывшемся окне Create Shape (Создать форму) необходимо установить переключатель типа создаваемого сплайна в положение Smooth (Сглаженный) (рис. 14.93).

Выделите созданный сплайн и перейдите на уровень редактирования сегментов, щелкнув для этого на кнопке Segment (Сегмент)

в свитке Selection (Выделение). Выделите сегменты сплайна, расположенные в углах созданной кривой, и удалите их. Таким образом, у вас останется сплайн только в тех местах, где должны находиться ресницы (рис. 14.94).

Рис. 14.94. Форма сплайна после удаления угловых сегментов

СОВЕТ

Чтобы было удобнее работать со сплайнами и геометрией ресниц, можно при помощи команды Hide (Скрыть) спрятать все ненужные на данном этапе объекты.

Верхние и нижние ресницы различаются по форме и расположению на поверхности века, поэтому построенный сплайн необходимо разделить на два самостоятельных сплайна – один для верхних ресниц, второй для нижних. Для этого перейдите на уровень редактирования подобъектов Spline (Сплайн)

выделите нижнюю часть общего сплайна и щелкните на кнопке Detach (Отделить) из свитка Geometry (Геометрия). Таким образом, у вас окажется два самостоятельных сплайна (рис. 14.95).

Рис. 14.93. Окно Create Shape (Создать форму)

ПРИМЕЧАНИЕ

Для Surface-модели можно использовать сплайны поверхности. Для NURBS – кривые поверхности. Можно также построить самостоятельные сплайны, которые находятся на поверхности объекта в местах расположения ресниц. Каким образом это будет сделано, не имеет значения.

Рис. 14.95. Объект, разделенный на два самостоятельных сплайна

Перейдем к построению ресниц. Начнем с создания цилиндра. Расположите его недалеко от сплайнов, чтобы иметь возможность сопоставить размеры и положение в пространстве. В моем случае радиус цилиндра равен 0,005, а высота – 0,36 (если вы будете использовать собственную модель головы или ее фрагмент, то размеры строящегося цилиндра, скорее всего, будут другими). При построении цилиндра необходимо обратить внимание на значение параметра Height Segments (Количество сегментов по высоте) – он должен быть равен не менее 4, а Sides (Количество сторон) иметь значение от 3 до 5. Кроме того, должен быть установлен флажок Smooth (Сглаживание) (рис. 14.96).

Рис. 14.96. Относительный размер и свиток параметров строящегося цилиндра

Заострите цилиндр, применив к нему модификатор Taper (Заострение) (рис. 14.97).

Рис. 14.97. Полученный цилиндр (слева) и настройки модификатора Taper (Заострение) (справа)

Далее воспользуйтесь модификатором Bend (Изгиб) и изогните объект так, чтобы он стал похож на ресницу, расположенную на верхнем веке (рис. 14.98).

Рис. 14.98. Полученная ресница (слева) и настройки модификатора Bend (Изгиб) (справа)

Расположим созданную ресницу на построенном ранее сплайне, а затем размножим ее.

Начнем с того, что выполним привязку ресницы к сплайну, затем анимируем ее масштаб по мере продвижения к наружной части века. Для этого в одном из окон проекций выделите построенную ресницу и выполните команду Animation > Constraints > Path Constraint (Анимация > Ограничения > Ограничение по пути). В качестве пути следования ресницы укажите в одном из окон проекций верхний сплайн.

В результате на командной панели откроется свиток с настройками параметров контроллера анимации. В свитке Path Parameters (Параметры пути) (рис. 14.99) установите флажок Follow (Следовать), благодаря чему модель ресницы все время будет располагаться перпендикулярно сплайну.

Рис. 14.99. Свиток Path Parameters (Параметры пути)

Если вы сейчас передвинете ползунок таймера в правую сторону шкалы кадров, то увидите, что модель ресницы начнет движение по кривой от начала сплайна (его первой точки) до его конца.

Сделаем так, чтобы ресницы по мере удаления от начала сплайна становились длиннее и гуще. Для этого выполните следующие действия.

1. Щелкните на кнопке Auto Key (Автоключ), расположенной в правой нижней части окна программы, для автоматической записи ключей анимации. В результате кнопка станет красной, что указывает на ее активное состояние.

2. Выделите ресницу и перейдите в последний кадр анимации (у меня – сотый).

3. Выполните одно из двух действий: либо увеличьте высоту цилиндра в 1,3-1,5 раза в его свойствах, либо на столько же масштабируйте объект при помощи инструмента Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать).

4. Еще раз щелкните на кнопке Auto Key (Автоключ), чтобы выключить запись ключей.

Проверьте анимацию, щелкнув на кнопке Play Animation (Воспроизвести анимацию)

расположенной справа от кнопки записи ключей анимации. При воспроизведении анимации ресница должна не только двигаться по сплайну, но и увеличиваться в размере.

Далее можно сделать так, чтобы ресницы ближе к внешнему краю века становились гуще.

ПРИМЕЧАНИЕ

Для верхних ресниц это менее актуально, нежели для нижних, которых меньше, чем верхних, но по мере их расположения ближе к внешнему краю века они обычно становятся гуще. Выполнение этих действий совсем не обязательно, однако может подчеркнуть форму глаза, особенно для женского лица.

Для изменения густоты ресниц необходимо изменить скорость продвижения объекта по сплайну так, чтобы по мере удаления от начала происходило ускорение.

Проще всего это сделать, откорректировав кривую в окне редактора кривых, которое можно вызвать кнопкой главной панели инструментов Curve Editor (Open) (Редактор кривых (открыть))

В левой части окна Track View – Curve Editor (Просмотр треков – редактор кривых) выделите строку с именем Percent (Проценты), относящуюся к анимации ограничения по пути, после чего в правой части окна добавьте к кривой 3-4 новых ключа и определите их положение так, чтобы получилась изогнутая кривая (рис. 14.100).

Рис. 14.100. Окно редактора кривых

Если бы мы сейчас выполнили построение копий ресницы, то получили бы ряд объектов, расположенных вдоль сплайна, ровно обрезанных и направленных перпендикулярно к сплайну пути. Такое положение не является естественным для ресниц, поэтому необходимо внести некоторое разнообразие, можно даже сказать, некоторый хаос. Это можно сделать при помощи двух контроллеров – поворота и масштаба – следующим образом.

1. Переместите ползунок анимации на первый кадр и выделите в одном из окон проекций ресницу.

2. Выполните команду Animation > Rotation Controllers > Noise (Анимация > Контроллер поворота > Шум). Таким образом, от кадра к кадру будет хаотически изменяться положение ресниц в пространстве.

3. Выполните команду Animation > Scale Controllers > Noise (Анимация > Контроллер масштаба > Шум). Кроме изменения положения, произвольным образом будет изменяться и масштаб ресниц.

ПРИМЕЧАНИЕ

При желании вы можете изменить параметры контроллера шума для достижения максимально правдоподобного размещения и размера ресниц. Сделать это можно, например, двумя способами. Во-первых, при помощи изменения веса контроллера (значения параметра Weight (Вес) в свитке Scale List (Список масштаба) вкладки Motion (Движение) командной панели). Во-вторых, в окне с настройками свойств контроллера (рис. 14.101), которое вызывается из контекстного меню при щелчке правой кнопкой мыши на имени контроллера (в списке свитка Assign Controller (Назначить контроллер) вкладки Motion (Движение) командной панели).

Теперь нужно скопировать объекты. Для этих целей воспользуемся командой главного меню Tools > Snapshot (Сервис > Снимок), предварительно выделив модель ресницы. В результате выполнения этой команды откроется окно Snapshot (Снимок), в котором необходимо установить переключатель в положение Range (Диапазон) и задать диапазон с нулевого по сотый кадр со значением параметра Copies (Количество копий), равным 100. Переключатель Clone Method (Метод клонирования) необходимо установить в положение Mesh (Сетка) (рис. 14.102).

Рис. 14.101. Параметры контроллера масштаба

Рис. 14.102. Окно Snapshot (Снимок)

ВНИМАНИЕ

Переключатель Clone Method (Метод клонирования) должен быть обязательно установлен в положение Mesh (Сетка), в противном случае строящиеся объекты станут наследовать свойства клонируемого объекта и не будут уникальными. Иначе говоря, вы не получите того разнообразия форм и положения ресниц, к которому мы стремимся.

Щелкните на кнопке OK, и вы увидите, как построятся 100 копий ресницы, расположенных по всему сплайну (рис. 14.103).

Создание нижних ресниц выполняется аналогичным образом, с той лишь разницей, что их количество должно быть меньшим, например равным 70.

Рис. 14.103. Результат визуализации построенных ресниц

СОВЕТ

В самом начале упражнения мы разделили сплайн на две части. В результате первая вершина нижнего сплайна оказалась справа. Для удобства в настройке и построении клонированных ресниц можно назначить первой левую вершину сплайна. Для этого выделите ее на уровне подобъектов и щелкните на кнопке Make First (Сделать первой) из свитка Geometry (Геометрия).

На рис. 14.104 представлен окончательный вид фрагмента модели лица с ресницами.

Рис. 14.104. Результат визуализации фрагмента лица с построенными ресницами

ПРИМЕЧАНИЕ

Если у вас возникли трудности с созданием ресниц, вы можете загрузить файл сцены eyelashes_end.max, который находится в папке Examples\Глава 14 прилагаемого к книге DVD.

ПРИМЕЧАНИЕ

Если у вас возникли трудности с созданием ресниц, вы можете загрузить файл сцены eyelashes_end.max, который находится в папке Examples\Глава 14 прилагаемого к книге DVD.

Вы потратили массу драгоценного времени, вложили огромное количество труда и терпения в эту работу, и наконец вот он, результат – готовая модель полигональной головы. Что же дальше? А дальше – присвоение объекту проекционных (текстурных) координат, их редактирование (обычно без этого не обходится) и создание самой текстуры или нескольких текстур для различных каналов. Существуют программы, облегчающие эту задачу: Deep Paint 3D фирмы Right Hemisphere, BodyPaint 3D от MAXON (разработчика Cinema 4D), небольшая программа, специализирующаяся на присвоении проекционных координат объектам, – UVMapper Pro и др.

О проекционных координатах мы уже говорили в разделах, посвященных простому и сложному текстурированию, в упражнении по текстурированию ослика. Изучение этих уроков поможет вам понять, что такое проекционные координаты и для чего они применяются, а также научиться основам наложения проекционных координат применительно к объектам простой и сложной формы.

В данном разделе я хочу рассказать о том, как присвоить проекционные координаты полигональной модели головы человека, используя собственные возможности программы 3ds Max.

Итак, обратимся к модели. Если вы, как и я, моделировали голову при помощи полигонов, причем создавали только половину модели с последующим применением модификатора Symmetry (Симметрия), то используйте эту половинку для текстурирования (рис. 14.105).

Если вы, моделируя голову, успели соединить обе половинки модели, то выполните одно из следующих действий.

¦ Выделите и удалите одну из половинок симметричной модели. После присвоения проекционных координат вы снова сможете создать симметричную копию и присоединить ее.

¦ Если модель в результате редактирования приобрела асимметрию, то есть одна половинка стала непохожа на другую (например, вы изменили форму подбородка или одного уха), то можно скопировать готовую модель головы и удалить половину копии. При этом главное и единственное требование – обе половинки должны иметь одинаковое количество полигонов (вершин). В результате после назначения проекционных координат копии модели можно будет сохранить созданные координаты в файле (такая возможность есть у модификатора Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию)), а затем подгрузить их в основную модель.

Рис. 14.105. Половинка модели головы, предназначенная для наложения текстурных координат

ПРИМЕЧАНИЕ

Вы можете воспользоваться моделью, которая находится на прилагаемом к книге DVD в папке Examples\Глава 14. Файл сцены называется UV_map_start.max.

Обратите внимание, что модель должна иметь максимально упрощенный вид. Для этого в свитке Subdivision Surface (Поверхности с разбиением) отключите использование NURMS-разбиения модели, для чего снимите флажок Use NURMS Subdivision (Использовать NURMS-разбиение). Для упрощения последующих трансформаций необходимо поместить модель в начало координат, причем в нулевой координате должен находиться осевой срез половинки модели (рис. 14.106).

Желательно до начала проецирования определить проблемные зоны и назначить им собственные идентификаторы материала. Для головы это обычно полость рта (если вы ее моделировали), углубления в носу и уши – иначе говоря, это те части геометрии модели, где полигоны перекрывают друг друга. Чтобы назначить идентификатор материала, выполните следующие действия.

1. Выделите модель и перейдите на уровень редактирования полигонов.

2. Выделите всю модель и присвойте ей идентификатор материала, соответствующий 1, для чего задайте параметру Set ID (Установить идентификатор) свитка Polygon: Materials IDs (Полигон: идентификатор материалов) значение, равное 1 (рис. 14.107), и нажмите Enter для подтверждения.

3. Любым доступным способом выделите необходимые полигоны внутри полости рта и присвойте им значение идентификатора материала, равное 2.

4. Выделите полигоны, составляющие отверстие в носу, и присвойте им значение 3.

5. Выделите все ухо или только ту его часть, которая расположена со стороны головы. Назначьте уху идентификатор материала, равный 4.

Рис. 14.106. Расположение половины модели относительно оси координат

Рис. 14.107. Свиток Polygon: Materials IDs (Полигон: идентификатор материалов) с назначенным идентификатором материала

ПРИМЕЧАНИЕ

Назначение идентификаторов материала не является обязательным при работе с проецированием, однако таким образом можно облегчить выбор вершин при редактировании проекционных координат.

После этого можно переходить к присвоению проекционных координат. Лучше всего сделать это следующим способом.

1. Назначить модификатор Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию).

2. Применить цилиндрическое или сферическое проецирование.

3. Подкорректировать проблемные места.

Начнем с первого. Проследите за тем, чтобы у вас не было выделено подобъектов (полигонов, вершин и т. д.), в противном случае модификатор будет применен только к выделению. После этого выполните команду Modifiers > UV Coordinates > Unwrap UVW (Модификаторы > UV-координаты > Расправить UVW-проекцию) и перейдите на уровень редактирования подобъектов модификатора Face (Грань). Выделите все грани модели и назначьте им сферическую систему проецирования, щелкнув на кнопке Spherical (Сферическая) в свитке Map Parameters (Параметры проецирования) (рис. 14.108).

Находясь на уровне редактирования подобъектов Face (Грань), при помощи инструмента Select and Move (Выделить и переместить) передвиньте в окне проекции To p (Сверху) габаритный контейнер модификатора так, чтобы его ось выровнялась по срезу модели. После этого разверните контейнер таким образом, чтобы зеленая линия, указывающая на шов карты текстурных координат, оказалась со стороны затылка. Затем при помощи инструмента Select and Uniform Scale (Выделить и равномерно масштабировать) масштабируйте контейнер по оси X так, чтобы он охватил весь объект (рис. 14.109).

Рис. 14.108. Настройки модификатора Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию) в режиме редактирования Face (Грань)

Рис. 14.109. Габаритный контейнер модификатора Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию), выровненный по оси симметрии модели

СОВЕТ

Чтобы быстро выполнить выравнивание относительно нулевой точки системы координат, необходимо на главной панели инструментов щелкнуть правой кнопкой мыши на Select and Move (Выделить и переместить), а затем ввести 0 в поле для ввода значения по координате Х появившегося окна.

В свитке Parameters (Параметры) модификатора Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию) щелкните на кнопке Edit (Правка), в результате чего откроется окно редактирования проекционных координат Edit UVWs (Редактирование UVW), где будет представлена развертка половинки модели головы (рис. 14.110), созданная в результате выполненных выше действий.

Рис. 14.110. Окно Edit UVWs (Редактирование UVW) с разверткой модели

На этом предварительная работа заканчивается, теперь можно приступить к редактированию проекционных координат модели.

СОВЕТ

Если вы собираетесь привязывать проекционные координаты к существующей текстуре (например, выполненной на основе фотографии), то самое время загрузить ее в окно редактирования Edit UVWs (Редактирование UVW), используя раскрывающийся список в верхней части и выбрав в нем строку Pick Texture (Указать текстуру).

Далее будет полезным внести некоторые изменения в окне Unwrap Options (Параметры проекции) (рис. 14.111), вызываемого командой меню Options > Preferences (Свойства > Параметры), а именно:

¦ в области Colors (Цвета) снимите флажок Show Grid (Показывать сетку);

¦ если вы используете выполненную ранее текстуру, то обязательно следует задать ее размеры в области Display Preferences (Параметры отображения), указав в полях Render Width (Ширина визуализации) и Render Height (Высота визуализации) ширину и высоту текстуры.

Прежде чем редактировать вершины, необходимо выделить в отдельные группы проблемные полигоны (помните, мы ранее назначили им идентификаторы материала, отличные от 1). Для этого выполните следующее.

1. В нижней части окна Edit UVWs (Редактирование UVW) щелкните на треугольнике справа от раскрывающегося списка и выберите цифру 2 (второй идентификатор материала соответствует полости рта).

2. Выделите все полигоны, оставшиеся в окне редактирования, и выполните команду меню Tools > Break (Сервис > Разбить). Таким образом, полигоны будут выделены в отдельную группу (рис. 14.112).

3. Выполните операции выделения и отделения в самостоятельные группы полигонов для оставшихся идентификаторов материала (нос, ухо).

4. В раскрывающемся свитке идентификаторов выберите строку All IDs (Все идентификаторы материалов) для отображения всей проекции модели.

5. Используя инструмент Move (Переместить), выполните перемещение группы проблемных полигонов на свободное место в нижней части окна (рис. 14.113).

Рис. 14.111. Окно Unwrap Options (Параметры проекции) с настройками отображения

СОВЕТ

Чтобы облегчить процесс выделения групп полигонов, установите флажок Select Element (Выделить элемент) в области Selection Modes (Способы выделения) в нижней части окна Edit UVWs (Редактирование UVW).

Остается сделать совсем немного – откорректировать положение вершин в местах, где они пересекаются (обычно это рот, нос и ухо). Кроме того, не помешает изменить положение вершин в правом верхнем углу развертки (этого можно и не делать, но я предпочитаю уменьшить эффект растягивания текстуры). Переместить вершины можно очень просто: выделите вершину и при помощи инструмента Move (Переместить) переместите ее в нужное место. На рис. 14.114 представлена развертка с измененной границей контуров.

Рис. 14.112. Команда меню Break (Разбить), позволяющая отделить выделенные полигоны

Рис. 14.113. Элементы проекции, размещенные в окне Edit UVWs (Редактирование UVW)

Рис. 14.114. Развертка после редактирования контуров

Далее необходимо переместить вершины внутри проекции, чтобы исключить пересечения сетки проекционных координат. Это делается также при помощи инструмента Move (Переместить).

Прежде чем редактировать отдельные вершины, можно распределить их в пределах контуров проекции. Для этого выполните в окне редактирования команду Tools > Relax (Сервис > Ослабить), в результате чего откроется окно Relax Tool (Инструмент ослабления). В этом окне задайте параметру Iterations (Количество итераций) значение, равное 3 (рис. 14.115).

Сейчас можно закончить корректировку положения вершин проекционных координат, вручную изменив положение вершин в перекрывающихся местах.

ПРИМЕЧАНИЕ

Как вы уже знаете, для получения наилучшего эффекта при текстурировании в окне редактирования проекционных координат необходимо избавиться от перекрывающихся полигонов. Для головы это обычно нос, губы, глаза и уши.

На рис. 14.116 представлен фрагмент отредактированной проекции текстурных координат модели головы.

Рис. 14.115. Окно Relax Tool (Инструмент ослабления)

Рис. 14.116. Фрагмент расправленной проекции координат модели головы

Для дальнейшего уточнения положения вершин в окне Edit UVWs (Редактирование UVW) необходимо создать и присвоить объекту какую-нибудь повторяющуюся текстуру, например Checker (Шахматная текстура). Такая текстура помогает увидеть места, в которых происходят растяжения или сжатия и от которых по возможности необходимо избавиться. Корректируя положение вершин в окне Edit UVWs (Редактирование UVW), следите за тем, как изменяется геометрия текстуры на объекте в окне проекции. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы квадраты шахматного поля были максимально правильной формы (рис. 14.117).

Рис. 14.117. Модель головы с присвоенной текстурой Checker (Шахматная текстура)

Теперь следует окончательно упаковать проекцию текстурных координат в пределах поля будущей текстуры.

ПРИМЕЧАНИЕ

Если будущая текстура головы будет полностью симметричной, то нет необходимости выполнять дополнительные действия с проекцией текстурных координат. Однако если обе половинки лица будут различаться (например, из-за шрама или морщин), то необходимо выполнить действия, описанные ниже.

Сейчас пришло время вернуться к модели. После того как половине модели были присвоены и отредактированы проекционные координаты, можно свернуть стек модификаторов (выполнить команду Collapse (Свернуть)) или, не сворачивая, добавить в стек модификатор Symmetry (Симметрия), а затем – модификатор Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию) (рис. 14.118).

Рис. 14.118. Стек модификаторов модели головы на данном этапе редактирования

В настройках Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию) снова щелкните на кнопке Edit (Правка) свитка Parameters (Параметры). Теперь необходимо выделить часть сетки, принадлежащей левой половине модели (в настоящее время обе проекции находятся в одном месте), и отобразить ее зеркально, используя инструмент Mirror Horizontal (Отобразить по горизонтали)

После этого следует переместить проекцию в левую часть поля текстуры до совпадения серединных линий (рис. 14.119).

Выполнив описанные операции, можно снова свернуть стек модификаторов или добавить новый модификатор, на сей раз MeshSmooth (Сглаженная поверхность) (рис. 14.120). Этот модификатор позволит дополнительно разделить полигоны для получения более сглаженной поверхности модели.

Рис. 14.119. Окончательный вид проекции текстурных координат

Рис. 14.120. Окончательный вид стека модификаторов модели головы

Если вы свернули стек и вернулись к Editable Poly (Редактируемая полигональная поверхность), то объект сохранит все выполненные вами изменения, связанные с наложением и редактированием проекционных координат.

После этого можно повысить уровень сглаживания модели, применив NURMS Subdivision (NURMS-разбиение), можно перемещать подобъекты и даже редактировать их – проецирование сохранится. Однако я не советую этого делать. Лучше, чтобы все изменения были внесены в модель перед наложением и редактированием проекционных координат.

На рис. 14.121 представлен окончательный вид модели головы со сглаживанием и присвоенными проекционными координатами.

Рис. 14.121. Модель головы с присвоенными ей проекционными координатами

ПРИМЕЧАНИЕ

Для анализа присвоения проекционных координат модели головы вы можете загрузить файл UV_map_end.max, который находится в папке Examples\Глава 14 прилагаемого к книге DVD.

В предыдущем разделе мы рассмотрели один из способов присвоения текстурных координат полигональной модели головы человека. Создание такой проекции является неотъемлемой частью процесса текстурирования, о котором пойдет речь в данном разделе.

Текстурировать голову человека можно двумя способами:

¦ с использованием фотографий в фас и профиль;

¦ на основе одной или нескольких текстурных карт, выполненных в программе редактирования растровой графики.

Рассмотрим второй вариант как более сложный, но позволяющий получить максимальную свободу творчества. Кроме программы 3ds Max, для работы нам понадобится Adobe Photoshop или любая аналогичная программа редактирования растровой графики, работающая со слоями.

Вы можете воспользоваться моделью головы с проекционными координатами, присвоенными в предыдущем разделе, или загрузить файл texturing_start.max, который расположен в папке Examples\Глава 14 прилагаемого к книге DVD. На рис. 14.122 представлена модель женской головы, с которой мы будем работать.

Рис. 14.122. Модель женской головы без текстур

Прежде чем перейти к непосредственному созданию текстурных карт для модели головы, необходимо получить сетку, образованную проекционными координатами модели. Она нужна в качестве шаблона, по которому мы будем выполнять текстурирование. Получить ее можно следующим образом.

1. Выберите в одном из окон проекций модель головы (объект Head).

2. В свитке Parameters (Параметры) настроек модификатора Unwrap UVW (Расправить UVW-проекцию) щелкните на кнопке Edit (Правка).

3. Выполните в открывшемся окне Edit UVWs (Редактирование UVW) команду меню Tools > Render UVW Template (Инструменты > Визуализация образца UVW).

4. В открывшемся окне Render UVs (Визуализация UV) (рис. 14.123) установите желаемые размеры высоты и ширины (обычно не менее 1000 х 1000 пикселов) и щелкните на кнопке Render UV Template (Визуализация образца UV). В результате откроется окно Render Map (Визуализация карты) (рис. 14.124) с изображением развертки текстурных координат.

5. Нажмите кнопку Save Bitmap (Сохранить растровый файл). Сохраните изображение, полученное при визуализации, на диске в любом доступном формате, желательно в том, который позволяет использовать альфа-канал (например, TIFF).

ПРИМЕЧАНИЕ

Существуют специальные модификаторы, подключаемые модули и сценарии, позволяющие не только получить сетку проекционных координат, но и работать с текстурами. Вы можете воспользоваться одним из таких модулей, например Texporter или PSD Path Unwrapper.

Рис. 14.123. Окно Render UVs (Визуализация UV)

Рис. 14.124. Окно Render Map (Визуализация карты) с изображением развертки текстурных координат

Откройте программу редактирования растровой графики. Все дальнейшие действия описаны для приложения Adobe Photoshop, но можно воспользоваться любой программой, позволяющей работать со слоями.

1. Откройте сохраненный файл с изображением развертки текстурных координат.

2. На вкладке Layers (Слои) дважды щелкните на слое с именем Background (Фон) и в появившемся окне New Layer (Новый слой) измените название слоя (поле Name (Имя)) на что-нибудь более понятное, например Сетка, а затем щелкните на кнопке OK, заменив таким образом фоновый слой на слой с возможностью редактирования.

3. Выполните команду Select > Color Range (Выделить > Цветовой диапазон) и в открывшемся окне Color Range (Цветовой диапазон) задайте параметру величины Fuzziness (Размытость) значение, равное 100.

4. Щелкните на черном цвете фона кнопкой мыши (ее указатель при этом примет вид пипетки) и нажмите OK.

5. Нажмите на клавиатуре Delete для удаления области текстуры с выделенным цветом.

ПРИМЕЧАНИЕ

После удаления фонового цвета изображение сетки будет недостаточно хорошо видно на прозрачном слое. Если нужно проверить, правильно ли все сделано, добавьте ниже сетки новый слой и измените его цвет на любой, отличный от белого.

6. Выполните команду меню Image > Trim (Изображение > Обрезать) и в открывшемся окне Trim (Обрезать) (рис. 14.125) установите переключатель Based On (Основанный на) в положение Transparent Pixels (Прозрачные пикселы).

Рис. 14.125. Окно Trim (Обрезать)

Таким образом, вы получили слой с сеткой проекционных координат, который будет выступать в качестве шаблона для последующего рисования текстуры. Все создаваемые в дальнейшем слои должны находиться ниже текущего, чтобы вы смогли все время видеть границы рисования.

ПРИМЕЧАНИЕ

Для изображения, сохраненного с альфа-каналом, необходимо на вкладке Channels (Каналы) выделить альфа-канал (удерживая нажатой клавишу Ctrl, щелкнуть кнопкой мыши на слое канала), инвертировать выделение (Shift+Ctrl+I) и удалить фон (Delete).

Создайте новый слой, назовите его Color и разместите ниже слоя с сеткой. Залейте его цветом фона – базовым цветом для лица. Я использовал цветовую палитру RGB со следующими значениями: R – 253, G – 191 и B – 154.

При помощи рисования с применением различных оттенков цвета кожи создайте базовое изображение карты цвета.

СОВЕТ

Можно создать два слоя цвета для лица. Нижний цвет должен быть по тону темнее цвета лица, а верхний – светлее. Используя прозрачность верхнего слоя, можно подобрать необходимый цвет. Кроме того, цифровые фотографии лица могут значительно облегчить выбор цвета при рисовании.

Обратите внимание на то, что в области щек цвет должен быть светлее, в то время как глазные впадины существенно темнее основного цвета. Цвет в области ушей имеет красноватый оттенок. На этой же текстуре можно нарисовать брови и ресницы, если вы не делали их при помощи геометрии. Когда все будет готово, отключите слой с сеткой и сохраните текстурную карту с именем Head_Color в любом доступном формате, например TIFF.

На рис. 14.126 представлена текстурная карта цвета, выполненная в программе Photoshop.

Рис. 14.126. Текстурная карта цвета

После создания карты цвета можно переходить к карте рельефа. Разберемся сначала, как работает такая карта. Прежде всего, вы должны знать, что для карты рельефа используется монохромное изображение с градациями цвета от белого до черного. Причем белый цвет позволяет получить на поверхности объекта возвышенности, а черный – понижения, при этом среднее значение (50%-й серый цвет) не оказывает никакого эффекта на поверхность, к которой эта карта применяется. Таким образом, если нам необходимо получить на поверхности выпуклость, ее следует рисовать цветом, светлее 50%-го серого. Для вмятин цвет должен быть темнее этого значения.

Продолжим рисование в Photoshop. Создайте новый слой и назовите его Bump. Используя инструмент Paint Bucket (Заливка), залейте созданный слой серым цветом (R – 128, G – 128, B – 128). Кожа человека имеет поры, создадим их при помощи фильтра Noise (Шум). Для этого выполните команду меню Filter > Noise > Add Noise (Фильтр > Шум > Добавить шум). В открывшемся окне диалога Add Noise (Добавить шум) (рис. 14.127) установите флажок Monochromatic (Одноцветный) и задайте параметру Amount (Величина) значение в диапазоне от 4 до 8.

Рис. 14.127. Окно Add Noise (Добавить шум)

Таким образом, мы сделали заготовку для карты рельефа. Используя инструмент Brush (Кисть), нарисуйте морщины в области глаз и лба (если они есть у модели). Особое внимание уделите поверхности губ и бровей, если вы не использовали геометрию, причем для бровей необходимо применять светлые тона кисти.

Работая над картой рельефа, не забывайте, что поры не одинаковые на всей поверхности головы. Например, на кончике носа и щеках поры крупнее, чем в области подбородка и лба, а уши могут иметь едва различимые неровности.

СОВЕТ

Работая над текстурой, лучше всего создавать дополнительные слои для отдельных элементов. Это позволит при необходимости быстро редактировать их содержимое. Кроме того, может быть полезным использование прозрачности слоя или режима перекрытия.

На рис. 14.128 представлена карта рельефа, выполненная описанным выше способом.

Рис. 14.128. Текстурная карта рельефа, выполненная для модели головы

Сохраните полученную карту рельефа в отдельном файле HeadBump.

При текстурировании объектов органического происхождения необходимым является создание как минимум двух текстурных карт: цвета диффузного отражения и рельефа. Однако совсем не лишним будет создание еще одной карты – уровня блеска. Эта карта очень похожа на только что выполненную карту рельефа. Для нее используется тот же принцип построения монохромного изображения, где светлые места будут отражать свет, а темные – поглощать его. Причем чем ярче текстура, тем ярче будет блеск в этом месте.

За основу для этой текстуры можно взять слой с картой рельефа. Создание такой карты не представляет сложности, особенно после того, как вы выполнили две предыдущие. Если вы обращали внимание, то должны были заметить, что самые яркие места на голове человека – это нос и лоб, в меньшей степени – щеки, уши и шея. Это связано с тем, что подкожный жир, выступая на поверхность кожи, вызывает ее блеск. Блестеть также может не только жирная, но и влажная кожа. Например, губы имеют высокий уровень блеска благодаря тому, что они почти всегда являются влажными. Кроме того, работая с текстурой женской головы, нужно обратить внимание на то, что если на губы «наносится» помада, то она станет источником дополнительного блеска.

Исходя из вышесказанного создайте текстуру бликов с таким расчетом, чтобы по тону она была близкой к черному цвету, лишь места расположения предполагаемых бликов должны быть ярче (рис. 14.129).

Рис. 14.129. Текстурная карта уровня блеска

Сохраните полученную текстуру с именем Head_Specular.

Текстуры выполнены, осталось только создать материал и применить его к модели головы.

Перейдите в окно программы 3ds Max и загрузите модель головы, с которой вы делали шаблон сетки проекционных координат. Откройте редактор материалов и выберите свободный материал. Дальнейшие действия можно выполнять несколькими способами с использованием следующих материалов: Standard (Стандартный), Raytrace (Трассируемый) или Composite (Составной). Я опишу простой, но вполне приемлемый с точки зрения конечного результата способ на основе стандартного материала с применением карты Falloff (Спад).

ПРИМЕЧАНИЕ

Для реалистичного материала кожи требуется создание достаточно сложных многослойных карт, имеющих, в свою очередь, собственные карты смешивания или спада.

Чтобы создать материал для модели головы, выполните следующие действия.

1. В свитке Shader Basic Parameters (Базовые параметры раскраски) стандартного материала выберите из раскрывающегося списка строку Oren-Nayar-Blinn (По Оурену – Найару – Блинну). Данный вариант позволит получить большую свободу в настройках материала.

2. Разверните свиток Maps (Карты текстур) и щелкните на кнопке с надписью None (Отсутствует) рядом с картой Diffuse Color (Цвет рассеивания).

3. В открывшемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка карту Bitmap (Растровое изображение).

4. В появившемся окне Select Bitmap Image File (Выбор растрового изображения) выберите сохраненную ранее текстурную карту HeadColor.

Перейдем к выбору карты рельефа.

1. Нажмите кнопку Go to Parent (Вернуться к исходному) на панели инструментов редактора материалов.

2. Щелкните в свитке Maps (Карты текстур) на кнопке None (Отсутствует) рядом с картой Bump (Рельефность).

3. В открывшемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка карту Bitmap (Растровое изображение).

4. В появившемся окне Select Bitmap Image File (Выбор растрового изображения) выберите сохраненную ранее текстурную карту HeadBump.

И, наконец, загрузите карту блеска.

1. Нажмите кнопку Go to Parent (Вернуться к исходному) на панели инструментов редактора материалов.

2. Щелкните на кнопке None (Отсутствует) рядом с картой Specular Level (Уровень блеска).

3. В открывшемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка карту Bitmap (Растровое изображение).

4. В появившемся окне Select Bitmap Image File (Выбор растрового изображения) выберите сохраненную ранее текстурную карту HeadSpecular (рис. 14.130).

Примените созданный материал к модели головы и выполните тестовую визуализацию. Если вы воспользовались файлом texturingstart.max с прилагаемого к книге DVD, то вам не нужно устанавливать и настраивать источники света – они присутствуют в сцене и настроены для работы с объектом. Если же вы решили применить собственную модель для текстурирования, то начните с того, что установите в сцене не менее двух источников света и настройте их положение, интенсивность, способность генерировать тени и цвет (если используется). Это необходимо сделать до начала корректировки созданного материала потому, что источники света значительно влияют на отображение модели при визуализации. В этом случае предварительно настроенный материал после изменения освещенности сцены может потребовать полного изменения настроек.

Рис. 14.130. Свиток Maps (Карты текстур) с загруженными текстурными картами

На рис. 14.131 представлена тестовая визуализация с настройками по умолчанию.

Рис. 14.131. Визуализация модели головы с настройками материала по умолчанию

Изображение, полученное при визуализации, благодаря созданным ранее текстурным картам уже сейчас имеет неплохой вид. Улучшить его, не прибегая к сложным настройкам текстурных карт, применению фотометрических светильников и визуализации путем трассировки лучей, можно, создав карту спада для цветового канала материала модели головы и повысив уровень рельефности (сейчас она почти незаметна). Для этого выполните следующие действия.

1. В редакторе материалов разверните свиток Maps (Карты текстур) для материала модели головы.

2. Щелкните на кнопке с именем карты цвета (HeadColor.jpg), в результате чего откроются настройки этой карты.

3. Щелкните на кнопке Bitmap (Растровое изображение).

4. В открывшемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка карту Falloff (Спад) и на вопрос Keep old map as sub-map? (Оставить старую карту в качестве компонента?) ответьте утвердительно.

5. В появившемся свитке Falloff Parameters (Параметры спада) выберите из списка Falloff Type (Тип спада) строку Shadow/Light (Тень/свет).

6. В этом же свитке щелкните на образце белого цвета и в появившемся окне Color Selector (Выбор цвета) установите «холодный» цвет в диапазоне от темно-зеленого до темно-коричневого. В моем случае это цвет с такими значениями: Red (Красный) – 86, Green (Зеленый) – 85 и Blue (Синий) – 50.

Выполните тестовую визуализацию и обратите внимание на то, как изменился цвет в затененных участках объекта (рис. 14.132). Применение карты Falloff (Спад) позволило получить более естественный и глубокий цвет в области собственной тени.

Рис. 14.132. Визуализация модели головы после применения карты Falloff (Спад)

Улучшить конечное изображение и повысить его реалистичность можно, не только создавая сложные составные материалы, используя трассировку лучей и другие стандартные возможности программы 3ds Max, но и при помощи подключаемых модулей. Например, для визуализации изображения, представленного на рис. 14.133, был использован визуализатор V-Ray.

ПРИМЕЧАНИЕ

Для анализа созданного материала модели головы загрузите файл texturing_end.max, который находится в папке Examples\Глава 14 прилагаемого DVD.

Рис. 14.133. Изображение, полученное при помощи модуля V-Ray

Выполняя предыдущие упражнения данной главы, вы научились моделировать и текстурировать голову человека. Остался последний шаг на пути к целостному портрету – волосы. Рассмотрим, как делаются волосы при помощи стандартного модификатора Hair and Fur (Волосы и мех).

Для выполнения упражнения откройте построенную и текстурированную ранее модель головы, которую можно найти на прилагаемом к книге DVD в папке Examples\Глава 14. Файл называется texturing end.max.

Прежде чем применить модификатор построения волос, необходимо выполнить некоторые подготовительные операции. В первую очередь следует оставить для работы только один объект – модель головы. Для этого в любом из окон проекций выделите объект Head и, щелкнув на нем правой кнопкой мыши, выберите из списка контекстного меню строку Hide Unselected (Спрятать невыделенное). Далее необходимо определить область модели, на которой эти волосы будут расти. Для этого можно воспользоваться модификатором Mesh Select (Выделение сетки), с помощью которого следует выделить область, соответствующую естественному росту волос. Можно также построить сплайны, которые будут определять длину, направление и форму прически. Второй способ предполагает большую свободу в моделировании прически, поэтому им и воспользуемся.

Прежде чем строить сплайны для формы волос, рассмотрим некоторые моменты, связанные с таким построением:

¦ все сплайны должны принадлежать одному объекту;

¦ начало сплайнов (первая точка) должно находиться в начале роста волос (волосы строятся от корней);

¦ при построении волос модификатор Hair and Fur (Волосы и мех) производит линейную интерполяцию между соседними сплайнами, в связи с чем необходимо иметь достаточное количество сплайнов для создания прически нужной формы;

¦ интерполяция ведется с учетом порядковых номеров сплайнов, поэтому сплайны необходимо либо строить в строгой последовательности, либо после построения изменить порядок их следования.

Начните построение сплайнов, для чего выполните команду меню Create > Shapes > Line (Создание > Формы > Линия). Начните строить сплайн с лобной части головы и продлите его вниз вдоль правой стороны лица (рис. 14.134).

Рис. 14.134. Первый сплайн, определяющий форму волос

Проверьте положение сплайна во всех окнах проекций – он должен иметь форму первого локона волос и не должен пересекаться с поверхностью модели головы.

СОВЕТ

При создании сплайнов можно использовать минимальное количество вершин для построения базовой формы локона волос с последующим наращиванием вершин до необходимого количества.

Постройте новый сплайн на затылочной части головы или копируйте и подредактируйте созданный.

Продолжите построение сплайнов с таким расчетом, чтобы по периметру головы расположилось от 10 до 15 сплайнов (рис. 14.135).

Рис. 14.135. Форма и расположение сплайнов относительно модели головы

После построения сплайнов убедитесь, что они принадлежат одному объекту и располагаются по номерам в порядке следования. Если этого не произошло в процессе построения (я при построении новых кривых копировал сплайны на уровне подобъектов), то выполните следующие действия.

1. Выделите первый сплайн, расположенный справа от лицевой части модели головы.

2. В свитке Geometry (Геометрия) щелкните на кнопке Attach (Присоединить), в результате она выделится цветом.

3. В окне проекции Top (Сверху) последовательно выберите все построенные сплайны, продвигаясь по кругу вправо.

Теперь можно применить модификатор для создания волос на основе сплайнов. Для этого выделите построенные сплайны и на командной панели выберите из списка модификаторов строку Hair and Fur (WSM) (Волосы и мех (WSM)).

Прежде чем настраивать отображение, установим источник света, который будет генерировать тень от волос.

ВНИМАНИЕ

Для генерации теней модификатором Hair and Fur (Волосы и мех) используются только направленные источники света типа Target Spot (Направленный с целью) или Free Spot (Направленный без цели), к настройкам которых добавляется свиток с параметрами тени для волос.

Чтобы получить на модели головы тени от волос, выполните следующие действия.

1. В свитке Tools (Сервис) настроек модификатора Hair and Fur (Волосы и мех) щелкните на кнопке Render Settings (Параметры визуализации), в результате откроется окно Environment and Effects (Окружающая среда и эффекты).

2. В одном из окон проекций выделите направленный источник света с именем hair_shadow (в вашем случае это может быть любой другой источник света данного типа).

3. В свитке Hair and Fur (Волосы и мех) окна Environment and Effects (Окружающая среда и эффекты) щелкните на кнопке Add hair properties (Добавить свойства волос), в результате чего к настройкам выбранного источника света добавится свиток Hair Light Attr (Свойства источника света для волос).

4. Проследите за тем, чтобы в области Shadows (Тени) свитка General Parameters (Общие параметры) настроек источника света был установлен флажок On (Включить), а в свитке Hair Light Attr (Свойства источника света для волос) – флажок Light Hair (Освещать волосы). В данном свитке можно увеличить значение параметра Resolution (Разрешение), чтобы получить более качественные тени (рис. 14.136).

Вернитесь к настройкам модификатора Hair and Fur (WSM) (Волосы и мех (WSM)). Определите общие параметры модификатора в свитке General Parameters (Общие параметры), установив количество волос (Hair Count (Количество волос)), количество сегментов по длине волоса (Hair Segments (Количество сегментов)), толщину волоса (Root Thick (Толщина волоса) и Tip Thick (Толщина концов)) и т. д. Флажок Interpolate (Интерполяция) должен оставаться установленным, чтобы поверхность волос строилась с учетом интерполяции между сплайнами (рис. 14.137).

Рис. 14.136. Свиток Hair Light Attr (Свойства источника света для волос)

Рис. 14.137. Свиток General Parameters (Общие параметры) настроек модификатора Hair and Fur (WSM) (Волосы и мех (WSM))

В свитке Material Parameters (Параметры материала) укажите параметры, которые будут влиять на отображение волос при визуализации. Образцы цвета Tip Color (Цвет концов) и Root Color (Цвет у корней) определяют соответственно цвет волос на концах и у корней. Параметр Hue Variation (Оттенки цвета) влияет на то, в какой степени цвет волос будет отличаться от указанного в образцах цвета. Параметры Specular (Цвет зеркального отражения) и Glossiness (Глянец) отвечают за блеск волос. Настройте также параметр Self Shadow (Собственная тень) и другие параметры свитка Material Parameters (Параметры материала) (рис. 14.138).

Параметры свитков Frizz Parameters (Параметры вьющихся волос) и Kink Parameters (Параметры курчавости) можно использовать для получения вьющихся волос.

Более важным с точки зрения общих настроек является свиток Multi Strand Parameters (Параметры локонов), позволяющий настраивать вид локонов, создавая пышность и хаотичность прядей волос. Здесь можно задать параметры плотности (Count (Количество)), расширения волос у основания (Root Splay (Расширение у основания)) и на концах (Tip Splay (Расширение на конце)), а также случайное распределение (Randomize (Случайное распределение)) (рис. 14.139).

Рис. 14.138. Свиток с настройками параметров материала волос

Рис. 14.139. Свиток Multi Strand Parameters (Параметры локонов)

ПРИМЕЧАНИЕ

Все вышеописанные настройки формы и отображения волос в значительной степени зависят от формы, длины и расположения сплайнов относительно друг друга. В связи с этим тонкая настройка параметров возможна только в процессе тестовой визуализации. При этом можно редактировать не только параметры модификатора, но и сами кривые на уровне подобъектов.

Кроме построения сплайнов по периметру модели, можно создать единичные сплайны для отдельных локонов (например, челки). В этом случае необходимо снять флажок Interpolate (Интерполяция) в свитке General Parameters (Общие параметры) и настроить отображение локона, используя свиток Multi Strand Parameters (Параметры локонов).

На рис. 14.140 представлена модель головы с созданными волосами.

Рис. 14.140. Результат визуализации модели головы вместе с волосами

В качестве самостоятельного задания попробуйте создать прическу, используя выделенные полигоны на уровне редактирования подобъектов модификатора Hair and Fur (Волосы и мех) и инструменты свитка Styling (Стиль). Кроме того, нажав кнопку Load (Загрузить) в области Presets (Предустановки) свитка Tools (Сервис), можно загрузить предварительно сохраненные стили причесок, а щелкнув на кнопке Save (Сохранить) – сохранить созданную прическу. Эта возможность является хорошим способом создания базовых параметров для последующего их редактирования и точной настройки с учетом особенностей модели.