Использование 3D Studio MAX для проектирования дизайна интерьера
Рассмотрение и характеристика специфических особенностей 3D Studio MAX - единственного программного комплекса моделирования, визуализации и анимации объектов, разработанный фирмой Autodesk. Ознакомление с общим представлением о трехмерной графике.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.07.2017 |
| Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Линии взгляда могут проходить между глазом и каждым объектом на сцене. Эти линии вычерчиваются на теоретической плоскости, которая подвешена между нами и сценой и называется плоскостью изображения. Для художника последнее эквивалентно листу бумаги, на котором рисуется сцена. Для 3D Studio MAX - это каркас окончательного изображения и именно таковым является видовое окно Camera.
Понятие плоскости изображения является первым понятием, с помощью которого был формализован метод перспективы. Для обрамления сцены использовался лист стекла с линиями взгляда между художником и объектами, "трассируемыми" на стекло. Плоскость, в которой находится наблюдатель при визуализации сцены, называется плоскостью грунта- это пол или земля, где находится большинство объектов сцены. Данная плоскость расположена на высоте нашего глаза, т.е. на высоте горизонта, составляющей для большинства людей 1,5-2 метра. В 3D Studio MAX плоскостью грунта является плоскость основной сетки X, Y, которая отображается на видах пользователя и перспективы. Высота нашего глаза (отправная точка) или расположение камеры является также высотой горизонта сцены. Линия горизонта вычерчивается через отправную точку параллельно плоскости грунта. Все линии, параллельные подложке, преобразуются в точки на горизонте. Горизонт можно считать бесконечно большой плоскостью, которая находится на расстоянии, всегда сохраняющем постоянную высоту от плоскости грунта. Когда объекты удаляются на расстояние, они кажутся лежащими на горизонте. Горизонт является важным понятием, поскольку все горизонтальные линии (линии, которые лежат на плоскостях, параллельных плоскости грунта) визуально сходятся в исчезающие точки, расположенные на горизонте. Линии, лежащие на плоскостях ниже нашего глаза, сходятся в точку вверху на линии горизонта, а линии на плоскостях выше нашего глаза сходятся в точку внизу. Линии, которые расположены непосредственно на уровне нашего глаза, совпадают с горизонтом и рассматриваются как одна "линия".
Понимая, что такое исчезающие точки, можно лучше расположить объекты внутри сцены и определить наилучшую точку, из которой их следует наблюдать. Исчезающие точки также имеют тенденцию притягивать глаз наблюдателя и в этой связи представляют интерес. Расположение их влияет на интенсивность композиции. Угол, под которым производится наблюдение от одной стороны до другой, называется конусом зрения или углом обзора, что эквивалентно полю обзора (FOV) в 3D Studio MAX 3D Studio MAX . При создании традиционных перспектив угол обзора часто равен 30° в каждую сторону от линии взгляда. В действительности это сделано из-за удобства использования треугольника с углами 30°-60°, а не из-за сохранения физической достоверности. Угол, при котором человеческий глаз может сфокусироваться, приближается к 45° - полю обзора, которое обеспечивают по умолчанию линзы 3D 3D Studio MAX с размером 51.944 мм.
6.1 Виды перспективы
6.1.1 Одноточечная перспектива
Перспектива обычно описывается в соответствии с количеством первичных исчезающих точек, которые присутствуют на сцене. Мир, в котором мы живем, обычно основан на прямых углах. Мы пишем на прямоугольной бумаге, создаем объекты, состоящие из углов квадрата, строим большинство зданий перпендикулярно земле и размещаем их "квадратом к миру" на ортогональной сетке улиц и кварталов. Перспектива больше всего влияет на параллельные линии и прямые углы. В результате этого о перспективе принято говорить по отношению к простому кубу.
6.1.2 Двухточечная перспектива
В то время, как одноточечный вид должен располагаться по перпендикуляру к одной из граней кубика, двухточечный вид можно сделать откуда угодно. Нужно помнить, что необходимо сохранять уровень линии взгляда (цель и камера должны находиться на уровне плоскости грунта), чтобы вертикальные линии оставались вертикальными. Чертежники могут совершенно просто определить расстояние с помощью двухточечной перспективы, потому что вертикальные плоскости остаются неизменными - это одна из причин, по которой двухточечная перспектива является наиболее общепринятой моделью перспективы, нарисованной вручную.
6.1.3 Трехточечная перспектива
Когда мы больше не смотрим на кубик вдоль линии взгляда, т.е. смотрим вверх и вниз, - вертикальные линии также сходятся в исчезающую точку. Такой результат можно наблюдать в видовом окне 3-Point Camera. Все три плоскости кубика теперь имеют исчезающие точки, и такой вид с уверенностью можно назвать трехточечной перспективой. Вертикальные линии куба сходятся в исчезающую точку на линии, нарисованной по вертикали из центра зрения. Если смотреть вниз на точку, расположенную ниже горизонта, вертикальные линии кубика сходятся внизу. Эти линии сходятся вверху, когда мы смотрим на точку над горизонтом. Если смотреть на уровне горизонта, получается двухточечная перспектива.
Понимание горизонтов
Основным понятием, которое следует помнить, является то, что уровень, на котором расположен наш глаз, определяет горизонт. Из-за того, что данная высота для большинства людей отличается не более, чем на 30-40 см, их глаза будут наблюдать такой же горизонт, как и мы, если они находятся на такой же плоскости грунта, что и мы. Глаза толпы, таким образом, лежат на одной линии и находятся на уровне горизонта. Если мы видим голову выше горизонта, мы знаем, что этот человек выше нас или он стоит на более высоком грунте. Если голова ниже горизонта, рост у этого человека меньше, чем у нас, или он стоит на более низком грунте.
Если уровень наших глаз параллелен плоскости грунта, горизонт расположен совершенно по центру вида. Когда мы наклоняем голову и перемещаем центр своего зрения или камеру, горизонт в виде сдвигается вверх и вниз. При изменении положения горизонта в композиции, его высота от грунта не изменяется; он всегда находится на высоте нашего взгляда.
Очевидно, на компьютерной сцене линия горизонта имеется только в том случае, если на расстоянии существует достаточно объектов для определения этой линии. У большинства моделей нет достаточной геометрии, чтобы уменьшиться до естественного горизонта. Обычно для создания глубины и установления горизонта используется внешняя сцена. Нужно быть очень внимательным к линии истинного горизонта (высота нашей камеры) и линии горизонта, которую указывает фон. Если горизонты отдалены друг от друга, соответствующая сцена выглядит так, как будто она утонула в долине или вознеслась на возвышенность. Если подобные эффекты нежелательны, следует переместить свою камеру на уровень горизонта фона или отрегулировать изображение фона.
6.2 Понимание человеческого зрения и камер
Приведем пример, когда рельсы ровной железной дороги на плоском грунте уходят к горизонту. Кажется, что на расстоянии рельсы сходятся в одной точке. Рельсы являются предельным примером из-за того, что несколько сделанных наблюдений сильно различаются и их можно разделить. Этот пример не отражает истинной сложности зрительных данных, которые мы воспринимаем практически в каждый момент. Наш глаз воспринимает много изображений - и очень быстро - после чего наш разум составляет форму всей картины, из которой он делает выводы. Мозг организует очертания и формы в соответствии с пространственными соотношениями. Если проанализировать моментальный снимок сцены, можно увидеть, что все линии "наклонены" или сходятся в точку. Но "глаз разума" стремится откорректировать вид реального мира и понимает, что эти линии параллельны, а не сходящиеся в точку. Последнее является интерпретацией реальности - и, кроме того, объекты на самом деле являются параллельными. Через мир, который наш разум воспринимает пространственно, гораздо проще продвигаться. Представьте себе мир, в котором мы должны постоянно оценивать эффекты перспективы, прежде чем прогуляться через комнату! Возможность не видеть мир в перспективе является очень полезной и более нормальной. Наш разум выполняет эту пространственную трансформацию автоматически.
Для настоящего понимания перспективы знать о том, как видеть мир не в виде пространственных изображении, полученных в результате трансформаций нашим разумом, а в виде моментальных снимков из камеры. Перспектива познается; она не является очевидной. Художники узнают о том, как обнаружить сходящиеся в точку линии и исчезающие точки, когда они рисуют сцену, и держат эти правила в уме, производя наброски объектов. Перспективы не понимали полностью вплоть до появления Ренессанса.
Хотя наш разум не интерпретирует того, что видит, в соответствии с правилами перспективы, последние ему известны. Рисунок или иллюстрация, у которых есть перспектива, для любого кажутся имеющими недостаток. Вы можете и не определить что же не так, но интуитивно чувствовать этот факт.
Перспектива оказывает огромное влияние на воспринимаемое настроение и действие изображения. Сцена, нарисованная с плоской перспективой, кажется стабильной и удаленной. В противоположность этому, очень обширная перспектива придает сцене движение, приближает ее и, может быть, делает сцену несколько нестабильной. Перспектива вносит важный вклад в композицию. Знание основных правил перспективы может выполнять композицию схемы так, чтобы достигнуть желаемых результатов.
Правила и эффекты перспективы гораздо проще понять путем анализа фотографий. Эти замороженные изображения, сделанные со стационарной выгодной позиции, не позволяют нашему глазу разума ассемблировать изображения. Каждый вид перспективы, который предоставляет 3D Studio MAX 3D Studio MAX , по существу, является такой фотографией.
6.3 Линзы и их типы
Исключительные возможности перспективы заложены в среду 3D Studio MAX при помощи камер, видового окна Perspective и даже видовых окон Spotlight. Можно использовать все это, чтобы немного узнать о том, как перспектива влияет на восприятие, производя эксперименты с этими инструментами в своих сценах. 3D Studio MAX связывает правила перспективы с терминами фотографии. В основе описаний используется 35 мм рефлексивная камера с одной линзой (Single-lens-reflex, SLR), наиболее используемая камера со сменными линзами. Вся терминология, связанная с линзами, которая используется в 3D Studio MAX , соответствует терминологии, принятой для 35 мм фотокамер.
Фотокамера является хорошей аналогией, поскольку можно взять любую 35 мм камеру и воспроизводить эффекты, которые создаются в 3D Studio MAX 3D Studio MAX . Конечно при помощи 3D Studio 3D Studio MAX имеется возможность делать "фотографии", которые нельзя сделать с помощью фотокамеры. Однако для композиционных эффектов это одно и тоже. Если мы можем видеть что-нибудь через 35 мм фотокамеру, это можно воспроизвести в окне Camera.
Типы линз для камеры 35 мм
С влиянием на зрение размеров линз 35 мм камеры следует познакомиться, потому что это является аналогией того, что 3D Studio MAX использует для описания поля обзора в видовых окнах Camera. Отметим, что такое соотношение справедливо только до тех пор, пока используется камера такого же типа. Другие стандарты размеров пленки (например, 4"х5" или 70 мм для движущегося изображения) имеют другие диапазоны размеров линз для приведения в соответствие с полем обзора. В 3D Studio MAX размером линзы по умолчанию является 43.46 мм, что создает поле обзора, эквивалентное нашему естественному взгляду -45°.
6.3.1 Широкоугольные линзы
Линзы размером меньше 50 мм (точнее, меньше 48.24 мм) обеспечивают большее поле обзора, чем это обычно может сделать человеческий конус зрения. Такие линзы считаются широкоугольными, а сделанные с их помощью виды часто называются широкоугольными видами. Эффекты перспективы, достигнутые при помощи таких линз, являются преувеличенными. Набор линз, который обеспечивает Camera/Adjust, соответствует набору линз, который можно приобрести в магазине.
При выборе линз с размером ниже стандартных размеров 35 мм и 28 мм широкоугольные линзы могут вызвать чрезмерное искажение перспективы, что может создать серьезно сбивающие с толку эффекты в зависимости от того, как делается композиция заключительной сцены. Очень маленькие линзы размером 10-15 мм часто называются "рыбьим глазом", поскольку начинают сильно напоминать сферу. Геометрия, которую видно через такие линзы, кажется "согнутой" при просмотре от одной стороны к другой. Самые маленькие линзы 3D Studio MAX , рыбий глаз с размером 9.8 мм, обеспечивают поле обзора в 178° и при этом создается такое впечатление, что мы смотрим практически позади себя! Подобные линзы следует использовать для очень специальных эффектов.
Кривизна линз камеры влияет на фотографии - чем шире линзы, тем сильнее эффект. (Например, рыбий глаз серьезно искажает сцену.) Такое искажение не является эффектом, который непосредственно поддерживается компьютерной графикой, потому что уменьшающиеся линии всегда являются прямыми векторами.
Важным восприятием человеком трехточечной перспективы является то, что когда объект становится более обширным, кажется, что он увеличивается (или уменьшается наблюдатель). Такой эффект основан на ежедневных наблюдениях. Если здание очень высокое, а мы стоим возле него, очевидно, что вертикальные линии здания сходятся в верхней точке вдали от нас. Чем ближе мы находимся, тем больше здание заполняет сцену. Когда мы напрягаем шею, чтобы рассмотреть его, вид искажается еще больше. Обширность трехточечной перспективы может еще больше усилить эти эффекты -простой блок кажется очень большим.
6.3.2 Телефотолинзы
Линзы с длиной более 50 мм называются телефотолчнзами. Эти линзы могут изменять масштаб сцены больше, чем может сделать наш глаз, и работают по принципу телескопа. Большие телефотолинзы, которые часто появляются в руках спортивных фотографов, на самом деле имеют размер небольших телескопов. Размеры сцены, которые эти линзы могут воспринимать, пропорционально меньше, и их эффектом является уплощение перспективы. Обширность перспективы сведена к минимуму, поэтому виден только небольшой угол сцены. Такой эффект можно смоделировать на фотографии путем подрезки небольшой области и анализа отсутствия сходящихся в точку линий и уплощения перспективы. Иногда следует отдать предпочтение уплощенной перспективе. Линзы 85 мм получили прозвище портретных линз, поскольку они немного уплощают характеристики предмета, в результате чего получается более плоское изображение. Если мы будем использовать для портрета широкоугольные линзы, они исказят характеристики предмета и мы можем потерять свой заказ.
При выборе линз для камеры никогда не следует выходить из широкого диапазона. 3D Studio MAX имеет неправдоподобно высокий предел для размеров линз, составляющий 100.000 мм. Такие линзы эквивалентны большому обсерваторному телескопу или очень мощному электронному микроскопу.
7. Создание параметрических примитивов
Знание основ процесса конструирования и достижения точности позволяет исследовать способы определения примитивов и манипуляции их параметрами. Геометрические примитивы 3D Studio MAX обеспечивают строительные блоки, с использованием которых создается множество других форм. В общем случае примитивы служат инструментами построения и моделирования при создании булевых составных объектов. Стандартными геометрическими примитивами в 3D Studio MAX 3D Studio MAX являются:
Коробка (кубическая или прямоугольная)
Сфера (на базе четырехугольников)
Геосфера (на базе треугольников)
Цилиндр (сплошной или полый)
Труба (полая форма цилиндра)
Конус (остроконечный вариант цилиндра)
Тор (пончик)
Hedra или "ежик" (пять геометрических семейств с разнообразными
возможностями)
Чайник (классическая пиктограмма компьютерной графики)
QuadPatch & TriPatch (плоские лоскуты Безье)
Все примитивы имеют параметры для управления их определяющими размерами -результирующей сложностью, гладкостью и генерацией координат проецирования. Первоначально можно свободно обращаться со всеми параметрами, поскольку их всегда легко модифицировать и установить такими, как это необходимо, путем уточнения их значений из панели Modify или позже из Track View.
Создание геометрических примитивов достаточно прямолинейно. Просто выбирается базовая точка и затем для определения оставшихся размеров выполняется перетаскивание. В случае активности основной сетки выбранное для создания видовое окно определяет размещение объекта. Каждый примитив поступает с определяющими размерами и сегментацией, а некоторые имеют опции среза и разрезания на пластины для определения только части исходного примитива.
Для большинства объектов установлен предел в 200 сегментов для любого взятого размера. Это достаточно высокий предел и его редко используют. Например, коробка, имеющая стороны с 200 сегментами, содержит 480000 граней, а чайник с максимальным числом сторон 74 имеет 272144 грани. Фантастическим в параметрической геометрии является то, что хотя она и оказывает влияние на объем памяти для сцены и визуализации, занимаемое дисковое пространство файла 3D Studio MAX оказывается независимым от уровней сегментации, пока объект остается параметрическим.
С целью управления размерами сцены и скоростью реакции полезно сохранять параметрические объекты с минимальной сегментацией и увеличивать ее только в случае необходимости. Один из методов предполагает моделирование и позиционирование кадра с очень низкими установками, а затем визуализация другого кадра с высокими установками. Влияние на размер файла оказывается минимальным, поскольку для параметров сегментации добавляются только ключи анимации.
Параметры параметрического создания
По определению параметрические объекты имеют набор управляющих параметров, которые диктуют результат. Эти параметры изменяются в зависимости от объекта, но большинство из них можно сгруппировать в следующие категории (первые четыре категории - размеры, сегменты, сглаживание и координаты проецирования -доступны во всех объектах).
7.1 Размеры
Размеры определяют размер параметрического объекта при измерении от его точки создания. Общие размеры включают высоту, длину и ширину, в то время как круговые объекты обычно содержат параметры радиуса. Некоторые разработчики в качестве альтернативы используют периметр, объем и массу. При масштабировании объекта посредством трансформации его параметры создания не отражают результирующих общих размеров. Если объект должен сохранить свое параметрическое определение, вместо применения трансформации следует изменять его параметры создания. Масштабирование параметрических объектов должно быть зарезервировано для случая, когда потребуется задавать масштаб вдоль различных осей или вокруг различных точек.
7.2 Сегменты
Сегменты определяют плотность каркаса объекта в различных размерах. Криволинейные размеры для достижения более высокой разрешающей способности требуют большей сегментации, а линейные размеры требуют увеличения сегментации только в том случае, если планируется деформировать объект вдоль этого измерения.
7.3 Сглаживание
Параметры сглаживания управляют автоматическим добавлением групп сглаживания к объекту. Некоторые объекты, например. Torus, обеспечивают удобные опции для сглаживания, которое трудно выполнимо непараметрическим способом. Заказное сглаживание для конкретных выборок граней можно присвоить посредством модификаторов EditMesh (отредактировать каркас) или Smooth (сгладить).
7.4 Координаты проецирования
Mapping Coordinates (координаты проецирования) управляют добавлением к объекту параметрических координат распределения. По умолчанию примитивы создают проецирование с фиксированной укладкой, равной 1.0 в каждом направлении. Объекты от других разработчиков могут иметь возможность управления укладкой и экстентами их параметрического проецирования. Заказное проецирование присваивается с помощью модификатора UVW Map.
7.5 Параметры "порций"
"Порции" управляют полнотой создания объекта. Общие примеры включают Cylinder & Tube slicing (цилиндрические и трубчатые пластины). Sphere chopping (сферические срезы) и Teapot part (части чайника). Объекты от других разработчиков могут включать в себя количество зубьев шестеренки либо компоненты окна или автомобиля.
7.6 "Вариации"
"Вариации" манипулируют размерами и сегментацией различными способами. Они обычно являются "дополнениями" для объектов и включаются в них для создания интересных вариаций, которые трудно создавать другим способом. Примерами этой группы для случая Torus являются Twist и Rotation. Другие разработчики могут определять возможности, подобные ветру, тяжести, возрасту и т.д.
7.7 "Семейство"
"Семейство" изменяет весь результат действия других параметров. Общими примерами являются Туре для GeoSphere и Family (семейство) для объектов Hedra. Некоторые разработчики определяют род, породу, расу, изготовителя, линию, продукт и пр.
7.8 Точки пространственного центра
Каждый примитив имеет точку, от которой производится измерение его размеров. Этот пространственный центр является также первоначальным положением точки вращения объекта. При любом перемещении точки вращения положение пространственного центра никогда не изменяется, поскольку он является неотъемлемой частью определения объекта.
7.9 Ориентация ограничивающей рамки
Параметрические объекты всегда начинаются с одной и той же ориентации локальной системы координат. Например, первоначальная ось X чайника всегда находится по центру его ручки и носика, независимо от того, где он был создан.
Эта ориентация определяет ориентацию ограничивающей рамки объекта до тех пор, пока объект сохраняет параметрическое определение. В отличие от других программ, ограничивающая рамка объекта не указывает ориентации своих внутренних осей - эта ориентация полностью управляется ориентацией точки вращения объекта, текущей активной системой координат либо и тем, и другим.
Иногда более предпочтительной оказывается работа в режиме Box, например при регулировке сложной геометрии, которая в противном случае потребовала бы значительных задержек при обновлении экрана. В подобного рода ситуациях важным может оказаться сохранение постоянных ориентации ограничивающей рамки. Для переориентации ограничивающей рамки объекта его можно присоединить к каркасному объекту с предпочитаемой ориентацией ограничивающей рамки (используя EditMesh/ Attach). После присоединения можно свободно отсоединить элемент с новой ориентацией или удалить целевой элемент. Этот процесс следует применять только при необходимости, поскольку он разрушает стек присоединенного объекта и заставляет присоединенный объект наследовать точку вращения объекта, к которому он присоединен. Альтернативным методом является использование утилиты Reset Transform (сброс трансформации) в RI.I для применения модификатора XForm к объекту, что обеспечивает тот же эффект без удаления истории данных объекта.
7.10 Параметры пластин и срезов
Примитивы, имеющие определяемые линии пластин, обычно имеют опции параметров Slice (пластина) и Chop (срез)(рисунок 10). Опция Slice On (включить разделение на пластины) позволяет посредством параметров Slice From и Slice To определить начальное и конечное положение пластины "кругового объекта", расположенного по центру создания объекта.
Параметры пластины выражаются в углах, а результирующий срез всегда проходит вдоль сторон. Важной характеристикой пластины является то, что при анимации пластины обеспечивается такое же количество сегментов, что придает объекту "развернутый" вид. Примитив Sphere отличается тем, что имеет параметр Hemisphere (полушарие) с диапазоном изменения 0-1 (что определяет часть сферы в процентном выражении). Опция Squash (расплющить) поддерживает такое же количество сегментов для результирующей секции сферы. Опция Chop (срез) делит сферу на секции в тех же местах, что и Squash, но не изменяет остатка первоначально определенных сегментов сферы. Опция Base to Pivot (взять за базу точку вращения) существенно изменяет эффект Hemisphere. При отмеченной Base to Pivot основание секционированной сферы всегда опирается на плоскость создания. При анимации сфера кажется всплывающей из плоскости так, как будто она разрывает поверхность жидкости. Если Base to Pivot не отмечено, верх секционированной сферы остается неподвижным и кажется, что сфера вырастает из него.
Рисунок 10.
7.11 Параметрические координаты проецирования
Примитивы 3D Studio MAX генерируют по умолчанию координаты проецирования в качестве помощи для быстрого выбора текстуры. Это не автоматическая опция, поскольку координаты проецирования влияют на размер файла ввиду добавления дополнительных данных. Координаты по умолчанию фиксируются в методе проекции и обычно являются одной мозаичной единицей в каждом направлении. Хотя их нельзя регулировать (они определены параметрически), присвоенный им материал может иметь смещение и способ укладки мозаикой при проецировании, регулируемых при необходимости. Для дополнительного управления или для изменения типа проецирования к объекту в собственных координатах можно добавить модификатор UVW Map.
7.12 Параметрические опции сглаживания
Поверхности, которые визуализируются в компьютерной графике, необходимо преобразовать в треугольные грани. Это справедливо для всех программ, даже для тех, которые работают полностью на поверхностях, форма которых кажется свободной. При визуализации эти поверхности преобразуются в грани (хотя этот факт может и не демонстрироваться). Трехмерная дуга и криволинейные поверхности непосредственно не поддерживаются, а скорее аппроксимируются сегментами, которые в свою очередь состоят из граней. Чем более гладкая кривая, тем больше требуется сегментов и граней. Для минимизации накладных расходов моделирования и поддержания скорости в 3D Studio MAX 3D Studio MAX включено понятие сглаживания. Сглаживание влияет на объект при его визуализации так, как если бы его геометрия была на самом деле сферической. Ребра, которые существуют между сглаженными гранями, в значительной степени игнорируются визуализатором по мере сглаживания сетки. Визуализированный эффект сглаживания отличается в интерактивном и окончательном визуализаторах из-за уровня визуализации затенения. Окончательный визуализатор использует в основном модели затенения Phong и Metal, создающие очень гладкие яркие участки путем усреднения цветового пространства каждого пиксела. Это противоположно используемой при сглаживании в 3D Studio MAX модели затенения Gouraud, при которой затенение интерполируется затенения между вершинами. Поэтому результирующее качество ярких участков зависит от плотности каркаса, поскольку чем больше определений, тем больше между ними затеняется вершин. Эффект сглаживания наиболее заметен на сферических каркасах, являющихся формой, на которой происходят аппроксимации функции сглаживания. Хотя сферы, созданные с совершенно различным количеством граней, имеют центральные секции, которые выглядят на удивление одинаково, в профиле сферы важными становятся дополнительные детали.
Сглаживание не следует путать с модификатором MeshSmooth (сглаживание каркаса) который фактически влияет на топологию поверхности, а не только на ее характеристики визуализации.
Сглаживание создает иллюзию округленности за счет присвоения соответствующим граням групп сглаживания. Все прилегающие соединенные грани, совместно использующие общую группу сглаживания, сглаживаются по своим граничным ребрам. Следует запомнить, что сглаживание может работать только между соединенными гранями. Поэтому, когда объект имеет несколько групп сглаживания, которые присвоены различным его частям, сглаживание не распространяется на несоединенные области даже в том случае, если граням присвоена одна и та же группа сглаживания. Группы сглаживания, созданные процедурными методами, обычно очень хорошо организуются и обеспечивают удобный метод для выборки при использовании модификатора EditMesh.
Для большинства примитивов при выключенной опции Smooth группы сглаживания не присваиваются. Коробки, цилиндры и конусы являются исключениями и по-прежнему присваивают группу сглаживания своим плоским колпачкам. Обычно последующие операции моделирования могут деформировать эти ребра. Общая группа сглаживания для трех плоскостей обеспечивает продолжение их гладкой (и предположительно плоской) визуализации. Когда начинается модификация объекта, в особенности на уровне подобъектов, первоначальные присвоения группы сглаживания, вероятно, окажутся неправильным. В этом случае потребуется присвоить модификатор Smooth или выполнять сглаживание через модификатор EditMesh.
7.13 Ограничивающая рамка
Ограничивающая рамка (Bounding Box) представляет собой прямоугольную рамку, размер которой определяется экстентом объекта или текущего временного набора выборок. Если активна Adaptive Degradation (адаптивная деградация), ограничивающая рамка используется в качестве объекта замены при перетаскивании выборок во время выполнения команд. Экстенты и центр ограничивающей рамки выборки используются в качестве основы для команды Align (выровнять). Ориентация ограничивающей рамки определяется отношением объекта с мировой системой координат при его создании. Ограничивающую рамку можно переориентировать только косвенно, а не явно, путем переориентации объекта.
7.14 Центр выборки
Центр выборки (Selection Center) является геометрическим центром ограничивающей рамки и общей точкой трансформации из менеджера трансформации.
7.15 Матрица трансформации
Эта матрица представляет собой таблицу чисел, поддерживаемую 3D Studio MAX для отслеживания изменений в расположении, ориентации и размерах объектов. Расположение объекта определяется пересечением трех плоскостей в центре ограничивающей рамки. Ее использование совершенно очевидно, но может повлиять на эффект некоторых материалов и трансформаций Keyframer.
7.16 Локальная система координат
Локальная система координат (Local Coordinate system) (или пространство объекта) уникальна для объекта и обеспечивается в таблице чисел, которая называется матрицей трансформации 3D Studio MAX 3D Studio MAX , отслеживающей изменения в расположении, ориентации и размерах объекта. Расположение объекта определятся пересечением трех плоскостей в центре ограничивающей рамки так, как оно определялось при создании объекта. В то время, как использование матрицы трансформации совершенно очевидно, локальные координаты оказывают влияние на материалы, использующие типы SD-карт, и на различные трансформации.
7.17 Система координат
Coordinate Systems (системы координат) определяют ориентацию плоскостей X, Y, Z и являются основой, на которой выполняются (неанимированные) трансформации. Используемая координатная система выбирается из выпадающего списка Reference Coordinate System (опорная система координат) линейки инструментов. Активная система координат управляет каждым действием, производимым через линейку инструментов (перемещение, вращение, изменение масштаба, зеркальное отображение, массив и выравнивание).
7.18 Точка вращения
Pivot Point (точка вращения) определяет начало координат и ориентацию локальных осей объекта и, таким образом, его локальную систему координат. Точка вращения задает ориентацию локальной системы координат объекта и точку, вокруг которой трансформируется объект. Поэтому точка вращения имеет важное значение для анимации. Точка вращения часто является местом расположения по умолчанию центров гизмо. Если точка вращения не перекрыта глобальным параметром Local Center During Animation (локальный центр во время анимации), она используется в качестве позиции для анимированной трансформации объекта. Перемещение или переориенация точки вращения объекта выполняется с панели Hierarchy (иерархия). Несмотря на то, что при этом мы получаем управление над локальной системой координат объекта, ограничивающая рамка не переориентируется.
8. Основные примитивы
3D Studio MAX обеспечивает несколько геометрических примитивов с параметрическими определениями. Хотя они часто используются сами по себе, они могут послужить блоками для более сложных моделей.. Поскольку
примитивы поставляются в виде исходного кода, они могут хорошо работать в качестве блоков программного построения, что помогает разработчику создавать совершенно новые классы объектов.
Наиболее скромные примитивы (коробки, цилиндры и трубы) можно рассматривать как запас сырья в виде брусков, стержней и труб, готового для обработки на наковальне кузнеца, металлообрабатывающем станке или в пламени стеклодува. Почти все, что создается из запаса сырья в реальном мире, можно сделать из этих основных примитивов при помощи модификаторов деформации 3D Studio MAX 3D Studio MAX . Если посмотреть на объекты вокруг себя, можно увидеть, что практически все металлические изделия, валы и стеклянные изделия образованы из примитивов.
8.1 Коробки
Коробки являются простейшими объектами, но они часто оказываются наиболее полезными. Обычно объекты коробок используются для быстрого определения плоскостей потолок/пол, а также стен. Коробки можно применять как быстрые инструменты для выравнивания и как часто используемые компоненты для пластинчатых объектов в булевых операциях. Коробки можно считать запасом сырья, готового для сгибания или скручивания. (рисунок 11)
Рисунок 11.
8.2 Цилиндры и трубы
Цилиндры и трубы (полые цилиндры) можно создавать как параметрические объекты. Эти объекты являются общей начальной точкой для многих частей модели, поскольку они родственны запасу брусков и труб. При неоднородном масштабе и ограниченных деформациях эти простые формы можно сгибать, размалывать, вращать и сжимать во множестве общих объектов. Подобные простые формы легко заметить в окружающих нас изделиях. Сегментация, необходимая для цилиндров и труб (как и для всех круговых объектов), изменяется в соответствии с тем, насколько точно должны просматриваться их концы и какую роль играют эти объекты в рамках сцены.
В случае обнаружения, что цилиндр, имеющий 200 сторон, недостаточно сглажен (что возможно для изображений с высокой разрешающей способностью или для очень больших объектов, образующих пустые дуги, проходящие через сцену) посредством лофтинга или вытягивания потребуется создать круги с большим числом сегментов и шагов. Количество сегментов высоты для цилиндров и труб будет изменяться в зависимости от применения этих объектов. Чем более эти примитивы деформируются, тем больше сегментов требуется, чтобы они выглядели убедительно и были гладкими. Сегменты высоты влияют только на качество визуализации цилиндра в случае дальнейшей его деформации. Конечно, планирование этого не критично, поскольку сегментацию можно изменять позже. Планирование становится критичным, если вы собираетесь выполнить операцию, разрушающую стек объекта.
8.3 Конусы
Конические объекты фактически очень похожи на цилиндры, потому что по существу конус является цилиндром с концами разных размеров. Конусы часто используются для создания общих форм, что во многом напоминает цилиндры, однако их два радиуса обеспечивают возможность помещения результирующего объекта в управляемый конус в любое время. Другим общим вариантом применения являются основные пирамидальные формы. На практике если требуется параметрическое управление верхним и нижним радиусом, конус одевается поверх цилиндра.
Объекты конуса всегда имеют два конца - нельзя уничтожить грани в остром кончике конуса. Сначала может показаться, что тратить грани для конусов с кончиками нулевого радиуса - пустое занятие, однако эта характеристика весьма полезна. Дополнительный набор граней на кончике конуса обеспечивает сглаживание сторон конуса только с прилегающими сторонами. Если стороны совместно используют одну вершину на кончике конуса, все грани сторон совместно используют одну группу сглаживания. При этом достигается эффект сглаживания кончика конуса так, как если бы он был сферическим. Объект конуса усиливает характеристику сглаживания 3D Studio MAX. Поскольку алгоритм сглаживания Renderer пытается аппроксимировать сферу, "сглаженные" стороны кажутся в некоторой степени фасеточными, если они конусно сходятся в острую точку, что очень типично для конуса. Для повышения визуализированной гладкости конуса необходимо увеличивать его сегментацию, что уменьшает средний угол между гранями.
8.4 Сферы и геосферы
Параметрические объекты Sphere (сферы) и GeoSphere (геосферы) представляют различные способы определения сферических объемов и вместе обеспечивают четыре различных геометрии типа сферы и купола (оболочки). Базовый объект Sphere создает квадратичные секции, похожие на линии долготы и широты глобуса. Геосфера создает треугольные секции, подобно геодезическим куполам.
Опции Terra (четырех), Octa (восьми) и Icosa (двадцати) создают треугольные грани, но организуют свою геометрию различными способами. Сфера Icosahedron (двадцатигранник) является классической конструкцией геодезического купола, образующей пятиугольники из треугольников в критических точках. В противоположность этому, Octahedron (восьмигранник) и Tetrahedron (четырехгранник) в аналогичных соединениях образуют квадраты и равносторонние треугольники. Геосферы оказываются более эффективными в использовании, обеспечивая самый гладкий профиль при наименьшем числе граней. Объект Sphere является простейшим для разрезания на пластины и обычно является выбором, когда требуется взаимодействовать с другими прямоугольными объектами. При вырезании из сферы кусков в качестве булевых операндов, вероятно, более предпочтительно использовать Sphere, нежели GeoSphere. Для отдельных объектов, в особенности для куполов, скорее всего, подойдут объекты GeoSphere.
8.5 Сложные объекты (Hedra и Teapot)
Объекты Hedra (ежик) и Teapot (чайник) служат в качестве намека на то, что можно делать с объектами 3D Studio MAX MAX. Hedra обеспечивает неограниченные перестановки, a Teapot является примером сложного параметрического объекта, состоящего из частей. Можно ожидать появление множества других параметрических объектов попадающих под эти два класса. Деревья, растительность, ландшафты и тучи аналогичны Hedra, а двери, окна, стулья и даже наборы доспехов аналогичны Teapot.
8.5.1 Объект Hedra
Объект Hedra обеспечивает пять семейств Polyhedron (многогранник) со множеством управляющих параметров. Возможности этих параметров могут показаться бесконечными, и ввиду того, что над ними можно выполнять анимацию, они обеспечивают очень интересную геометрию (в особенности для систем моделирования частиц от независимых разработчиков, которые могут воспринимать объекты-ссылки в качестве частиц).
8.5.2 Объект Teapot
Объект Teapot - это классика компьютерной графики. Известный в промышленности как "чайник из Юты", он является одним из первых предметов, которые всегда визуализируются. Теперь чайник является пиктограммой для ЗО-графики в целом (поскольку используется в качестве пиктограммы визуализации). Пусть это покажется смешным, но скромный чайник является совершенно бесценным для проверки материалов и модификаторов благодаря своим геометрическим вариациям и подходящим координатам распределения.
9. Пример пошагового создания 3-d сцены
Рис.12 Законченный вид сцены
Рис.13 Общий вид сцены
Этапы создания сцены:
1. Моделирование объекта «стол»
При моделировании объекта «стол» использовались следующие примитивы:
Cylinder; Tube; Cone
Для достижения необходимой формы объектов использовал инструментом неравномерного масштабирования (Non-Uniformly Scale).
Рис.14. Вид объекта «стол»
Моделирование объекта «стул»
При моделировании объекта «стул» использовались следующие примитивы:
СhamferBox; Box; Torus
Рис.15 Вид объекта «стул»
Рис.16 Вид объекта «стул»
Для создания стен и пола использовались примитивы L-ext и Plane
Рис.17 Пример развития темы
Заключение
Целью данной дипломной работы является изучение и демонстрация возможностей 3D Studio MAX для разработки дизайна интерьера. В работе представлено 33 трехмерных модели дизайна интерьера, выполненных в 3D Studio MAX. Некоторые из этих моделей были разработаны по заказу клиентов и утверждены ими для реализации.
Визуализация идеи дизайнера очень важна, т.к. никакие чертежи не сравнятся с трёхмерной моделью в силе воздействия на заказчика. Для создания дизайна интерьера важен не только профессионализм дизайнера. Большую роль играет выбор стиля, который должен соответствовать представлениям заказчика о комфорте (если речь идет о жилом помещении) и об имидже и профессиональном направлении фирмы (если речь идет об офисе, магазине, салоне).
В отличие от профессионалов, любитель принимает решения на основе собственной интуиции, по наитию, а действительно правильное решение очень часто появляется после многократных проб и ошибок, начинаний и экспериментов. А чтобы эксперименты были менее затратными, существуют специализированные программные продукты в области дизайна интерьеров.
Многие люди по тем или иным причинам не имеют возможности обратиться к профессионалу - архитектору, дизайнеру. Но, погружаясь в область оформления квартиры, создания дизайна, человек сразу же сталкивается с массой вопросов: Как правильно определить какие предметы интерьера необходимы? Сколько этих предметов действительно нужно для оптимального благоустройства квартиры? Как и где их разместить, чтобы они максимально эффективно выполняли свое предназначение? Где лучше есть, пить, спать, отдыхать и т.д.?
Все эти вопросы требуют ответов, а программное обеспечение для дизайна интерьера - это инструментарий, позволяющий каждому пользователю найти собственные ответы на эти и многие другие вопросы, увидеть свое жилье еще до ремонта, попробовать различные варианты отделки и обсудить альтернативные решения с близкими людьми
3D Studio MAX является сегодня лидером рынка программного обеспечения для трехмерного моделирования, анимации и визуализации. С помощью дизайн-проекта, разработанного в 3D Studio MAX, заказчику наиболее удобно следить за ходом ремонта, а строителям - выполнить ремонт максимально точно и качественно.
Литература
1. Б.Кулагин. 3D Studio MAX - от объекта до анимации. СПб.: "BHV - Санкт - Петербург", 2003. -480с.
2. И. Мак-Фарланд, Р.Полевой. 3D Studio MAX 4 для профессионалов. СПб.: "BHV - Санкт - Петербург", 2002. -736 с
3. Ким Ли. 3ds max 4/5 для дизайнера. Искусство трехмерной анимации. М.: ТИД "ДС", 2002. -848с.
4. Джон А. Белл и др. 3D Studio Max R3. Спецэффекты и дизайн. К.: Диалектика-Вильямс, 2000. - 400с.
5. Леонтьев Б.К. 3D Studio MAX 7.0 не для дилетантов. М.: Новый издательский дом, 2005. -362с.
6. http://www.render.ru
7. http://www.discreet.com
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Использование трехмерного моделирования при проектировании и разработке дизайна интерьера. Повторение геометрической формы объекта в трехмерной графике, имитация материала наложением текстур. Имитация естественного освещения при моделировании комнаты.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 03.06.2014Изучение конструктивных особенностей системы видеозахвата и монтажа Pinnacle Studio 500-USB V.10. Особенности подключения, производительность. Мощные функции профессионального редактора Pinnacle Studio 14 HD Ultimate Collection. Системные требования.
реферат [23,7 K], добавлен 01.05.2010Понятие системы геометрического моделирования. Рассмотрение особенностей формирования изображения объекта с помощью трехмерного геометрического моделирования. Идея каркасного моделирования. Средства реализации каркасной технологии в Autodesk Inventor.
курсовая работа [623,9 K], добавлен 14.06.2015Исследование алгоритма взаимодействия пользователя с сервером, на котором находится база данных. Реализация безопасности информационной системы с помощью возможностей программного комплекса Visual Studio. Анализ особенностей интерфейса веб-приложения.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 17.06.2017Проектирование программного обеспечения Web-приложений информационных систем сайта, которое будет обеспечивать продажу декоративных постеров, а также обеспечивать распространение рекламы и информации о деятельности компании TOO "ILLUSTRATE studio".
дипломная работа [1,6 M], добавлен 14.07.2014Использование компьютерных технологий при проектировании дизайна упаковки. Разработка трехмерного прототипа упаковки для чая в программе 3D-моделирования, анимации и рендеринга Autodesk 3ds Max. Создание транспортной тары при помощи программы Компас 3D.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 20.01.2015Изучение моделирования и визуализации трехмерных динамических сцен в пакете 3Ds Max на примере создания анимированной сцены, содержащей мышь, стул, чашку, чайную ложку и море. Создание материалов, камер и анимации, постановка света и визуализация сцены.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.02.2012Описание отношений между частями сложного проекта с помощью Visual Studio. Создание графов зависимостей для управляемого и машинного кода. Их использование для визуализации взаимосвязей между классами. Выявление циркулярных ссылок для обнаружения классов.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 20.02.2015Виды и принципы компьютерного моделирования. Среда моделирования Microsoft Robotic Studio. Моделирование пространства и объектов рабочей области с помощью визуальной среды Visual Simulation Environment. Создание программы управления мобильным роботом.
дипломная работа [5,0 M], добавлен 15.06.2014Роль и место видеоуроков в современных методах обучения. Широкие возможности программы Camtasia Studio по созданию обучающих видео и аудио материалов. Интерефейс программы, обзор ее основных вкладок. Процесс и тапы создания видеоурока в Camtasia Studio.
реферат [1,7 M], добавлен 06.05.2014
