3-D HUMAN MODELING AND ANIMATION

Peter Ratner

2nd Edition

3D МОДЕЛИРОВАНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ТЕЛА И АНИМАЦИЯ

Глава 1: Основы техники моделирования

Точно так же как ребенок, каждый должен сначала научиться ползать, прежде чем сможет ходить. Это же относится и к трехмерному моделированию.

Если вы не имеете опыта моделирования, Вы можете следовать приведённым здесь примерам, для создания простых моделей.

В этой главе будет продемонстрировано в пошаговом режиме создание очень простых объектов. Основные принципы моделирования, использованные здесь, будут применяться позже, когда Вы начнёте делать более сложные модели как, например, формы человеческого тела.

В настоящее время наиболее популярны два метода моделирования - моделирование корректированием (patch modeling) и моделирование подразделением (subdivision modeling).

Моделирование корректированием может быть выполнено созданием точек, многоугольников, сплайнов или неоднородных рациональных b-сплайнов (NURBS).

В самом элементарном смысле, моделирование корректированием подразумевает создание объекта сечениями. Каждая смежная часть использует совместные точки со своим соседом. Можно сравнить это со стеганым одеялом, созданным из множества лоскутов. Простые объекты, моделирование которых будет рассмотрено в этой главе, состоят только из нескольких участков корректирования, тогда как более сложные, рассматриваемые в последующих главах, имеют множество участков корректирования.

Некоторые художники предпочитают начинать с минимально возможного количества объектов: точек или вершин. После размещения серии этих вершин, их можно соединить в сплайн или создать из них полигоны. Может быть создано несколько полигонов за один раз. Когда они размещены друг около друга, общие точки "свариваются" или объединяются. Несмотря на прямые грани, полигоны весьма универсальны. Они могут быть созданы различными способами, ими так же можно манипулировать вырезанием, изгибом, протягиванием, скручиванием, зеркальным отображением и так далее.

Один из метод моделирования корректированием с помощью полигонов состоит в том, чтобы использовать методы вытеснения, типа скашивания, чтобы создать смежные полигоны, связанные с первоначальным полигоном.

Поскольку многоугольники используются для моделирования подразделением, они будут более подробно рассмотрены в этой главе позже.

Сплайны являются гибкими сегментами линии, определенными точками редактирования или вершинами. Иногда сплайны называются кривыми. Ряд связанных сплайнов создаёт каркасную сетку. Смежные каркасные сетки, по существу, будут заплатами.

Таким образом сплайновое моделирование предоставляет собой метод моделирования корректированием.

NURBS - гибкие линии более высокого математического порядка, чем сплайны.

Контрольные вершины (CV) определяют форму NURBS. CV лежат за пределами фактической линия, создавая среду, позволяющую манипулировать сплайном. Каркасная сетка может состоять из NURBS.

Довольно много разработчиков, использующих NURBS, создаёт объекты с помощью моделирования корректированием. Когда две NURBS поверхности имеют прилегающие кромки, образуются общие точки, чтобы предотвратить промежутки.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТЫХ ОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ СПЛАЙНОВ/NURBS

Последующие объекты будут смоделированы с использованием сплайнов или NURBS.

Большинство 3D программ среднего и верхнего уровня используют один или другой, а и иногда и оба метода. В определенных случаях сплайны будут создаваться по точкам, но обычно линии будут просто нарисованы с помощью соответствующего инструмента.

Трехмерные шаблоны всех объектов для различных этапов моделирования доступны на CD в папке Chapter 1.

МОДЕЛИРОВАНИЕ НОЖА

Один из наиболее простых объектов моделирования – нож. Он состоит только из нескольких частей, которые обычно не слишком сложные. Рисунок 1-1 показывает как будет выглядеть нож после окончания моделирования. Цветная картинка ножа может быть найдена в папке Chapter 1 на CD. Рисунок 1-2 иллюстрирует сплайновую клетку, которая будет смоделирована из сплайнов или NURBS.

Рис. 1-1 Вид ножа, который будет смоделирован.

Рис. 1-2 Вид сплайнового каркаса ножа.

Шаг 1

Если Вы желаете использовать 3D шаблоны с CD, то откройте один из них с названием step1. Поместите его на фоновый слой. Сейчас Вы пока работаете в слое переднего плана, обратите внимание на три сплайна. Они образуют очертание лезвия ножа.

Работая на виде front нарисуйте сплайн или сделайте серию точек, определяющих верхнюю часть лезвия ножа. Рисунок 1-3 показывает первый сплайн. Старайтесь использовать минимальное количество точек. Это упростит процесс моделирования.

Рис. 1-3 Шаг 1 – Первый сплайн для моделирования ножа.

Используйте вид top или side для перемещения точек на ось x для придания лезвию некоторой толщины. При наличии используйте шаблон.

Как только вы получите первый сплайн, дублируйте его зеркальным копированием на виде side относительно оси z, так что Вы теперь будете иметь 2 сплайна для верхней части лезвия ножа (рисунок 1-4).

Нижний сплайн лезвия ножа тоже может быть получен зеркальным отражением одного из верхних сплайнов.

Выберите один из верхних сплайнов на виде front и сделайте его зеркальное отображение относительно оси y. Теперь переместите точки на нижний сплайн лезвия, чтобы они совпали с шаблоном. Выберите весь нижний сплайн лезвия и используйте опцию set value, чтобы переместить сплайн и все его точки на ось z.

Три отдельных сплайна лезвия ножа должны выглядеть аналогично рисунку 1-5.

Рис. 1-4 Второй сплайн ножа.

Рис. 1-5 Все три сплайна ножа.

Шаг 2

После создания трёх сплайнов лезвия ножа их можно соединить. В зависимости от вашего программного обеспечения, это может быть выполнено или использованием сплайнов в качестве поперечных сечений (lofting), или выбором вершин в установленном порядке и соединением их замкнутой кривой.

Если Вы производите lofting, то выберите в определённой последовательности кривые и выполните операцию.

Если Вы соединяете точки, выберите три точки в широкой части лезвия ножа (Рисунок 1-6).

Рис. 1-6 Шаг 2 – Соединение первых трёх точек лезвия ножа.

Продолжайте соединять соответствующие наборы из трех вершин лезвия ножа, включая расположенные на конце. Рисунок 1-7 показывает все соединённые точки на сплайнах лезвия ножа.

Рис. 1-7 Готовый сплайновый каркас лезвия ножа после соединения всех вершин

Шаг 3

Лезвие ножа, в сущности, является нашей первой сплайновой заплаткой. Эфес будет примыкающей заплаткой ножа, которая разделит точки с широкой частью лезвия ножа.

Выберите разделяемую замкнутую кривую в широкой части лезвия ножа (Рисунок 1-8). Скопируйте её на другой слой. На новом слое сделайте ещё одну копию кривой. На виде front переместите её влево от первой кривой.

Рис. 1-8 Разделяемая кривая располагается на начале эфеса и заканчивается на конце лезвия.

Увеличьте несколько масштаб, чтобы эта кривая была почти вдвое больше по высоте и немного шире, чем первая замкнутая кривая. Скопируйте первую кривую и переместите левее самой большой кривой. Теперь у Вас имеется три замкнутых кривых, аналогичных показанным на рисунке 1-9.

Рис. 1-9 Шаг 3 – Три замкнутые кривые для эфеса.

Шаг 4

Три замкнутые кривые теперь могут быть вытянуты вверх или их точки могут быть соединены с помощью разомкнутых сплайнов.

Хороший чисто практический метод, который нужно помнить при работе со сплайнами, когда Вы строите полностью замкнутые сплайновые каркасы, Вы обычно соединяете их другим сплайновым типом, отличным от исходного. Например, если Вы начали создавать замкнутые сплайны, Вы потом соединяете их между собой разомкнутыми сплайнами.

Это также работает в обратном направлении, как например, в этом случае, когда Вы соединяете замкнутые кривые эфеса. Вы соединяете их с помощью разомкнутых кривых.

Эти правила не относится к случаям, когда Вы моделируете только половинки объектов, которые позже должны быть отзеркалены. В этом случае все кривые будут разомкнутыми.

Рисунок 1-10 изображает три замкнутые кривые эфеса после lofting или соединения соответствующих кривых разомкнутыми сплайнами.

Рис. 1-10 Шаг 4 – Чёрные линии соответствуют разомкнутым кривым, соединяющим замкнутые кривые.

Шаг 5

Начните создания рукоятки ножа с выбора замкнутой кривой на конце эфеса (Рисунок 1-11). Скопируйте её на другой слой. Продублируйте замкнутую кривую и на виде front, переместите её немного левее первого сплайна. Вставьте дополнительные вершины на низ второй кривой (Рисунок 1-12). Переместите две нижние точки, чтобы они были одинаково удалены от оси z. Скопируйте эту кривую с четырьмя вершинами. Переместите её влево на виде front. Продолжите копирование и перемещение замкнутых кривых, пока не получите каркас для рукоятки ножа. Масштабируйте некоторые из кривых, чтобы они напоминали показанные на рисунке 1-13. Конечно, Вы можете формировать кривые другим образом для другого типа ножа.

Рис. 1-11 Шаг 5 – Рукоятка начинается на том же сплайне, на котором заканчивается эфес.

Рис. 1-12 – Дополнительные вершины добавлены на низ второй кривой рукоятки.

Рис. 1-13 – Все замкнутые кривые рукоятки ножа.

Шаг 6

Вы можете теперь выбрать кривые в определённом порядке и использовать их в качестве поперечных сечений (loft) или выбрать соответствующие точки в определённом порядке и соединить их с разомкнутыми кривыми.

Так как первая кривая рукоятки имеет только три вершины, в то время как другие имеют четыре, Вы должны соединить две вершины на второй кривой с одной точкой на первой кривой. На рисунке 1-14 продемонстрированы соединённые кривые рукоятки.

В зависимости от Вашего программного обеспечения, у Вас есть два выбора. Если Ваш пакет моделирования использует полигоны, то обтяните ими сплайновый каркас. Например, Lightwave 3D™ имеет AutoPatcher, который добавляет полигоны поверх сплайнового каркаса. Каждое сечение сплайнового каркаса должна иметь три или четыре точки; в противном случае Вы получите разрывы в полигонной сетке.

Рис. 1-14 Шаг 6 – Соединение кривых рукоятки.

Как только сплайновый каркас обтянут многоугольниками, два отделены с помощью команды Polygon Statistics.

Если Вы используете сплайн- или NURBS пакет, то Вы должны уже быть способны видеть поверхность сетки в закрашенном виде.

В любом случае Вы имеете выбор внедрения лезвия, эфеса и рукоятки на один и тот же слой. Вы можете затем объединять между собой дубликаты разделяемых различными объектами точек.

Некоторые предпочитают накладывать текстуры на отдельные части, перед соединением их между собой. Это легче сделать сразу, чем выбирать отдельные области после объединения.

Решать Вам, держать ли части отдельно или нет, выберите их, присвойте названия различным поверхностям и назначите для них цвета.

Два отверстия на концах лезвия и рукоятки должны быть закрыты или сваркой точек, или расположением их близко друг от друга.

На этом урок по моделированию корректированием при создании модели ножа завершён.

УЛАЖИВАНИЕ КОНФЛИКТОВ

Иногда в сетке многоугольников появляются разрывы, даже кажется что есть только три или четыре вершины вокруг каждой формы.

Это может быть потому, что на верху расположены дублирующие кривые, занимающие то же самое пространство, что и первоначальные, давая в результате более четырёх точек на форму. Используйте команды Merge Points и затем Unify Polygon для удаления лишних точек и полигонов.

Если это не работает, то проверьте, чтобы удостовериться, что Вы не имеете лишних точек расположенных близко, но не совсем поверх друг друга. Если Вы их обнаружите, “сварите” их между собой.

Другая ситуация, которая заканчивается разрывом - вершина, которая предполагает соединение двух сплайнов, находится только на одном из них. Вторая кривая только кажется связанной с точкой.

Вы можете протестировать сплайновый каркас перемещением сплайнов, чтобы видеть все ли они соединены с поперечными сечениями. Если некоторые не связаны, тогда добавьте точку на кривую, которая была пропущена, и сварите её с соответствующей ей кривой.

Сплайны, которые пересекают друг друга но не связаны общей вершиной, также создадут отверстия. Не забывайте добавлять точку, чтобы соединять два объекта.

В некоторых редких примерах, кто-то мог сделать двухточечные полигоны, которые смотрятся как линии, но не являются сплайнами. Вы можете найти разницу между сплайном и полигоном с помощью обыкновенной линии. Полигон имеет прямые линии между вершинами, в то время как сплайн имеет кривые. Если по какой-то причине Ваш сплайновый каркас имеет прямые линии, откройте диалоговое окно статистики многоугольника, выберите называемые "faces" или "polygons" и удалите их. Диалоговое окно статистики после этого должно перечислять только кривые.

Сечения в сплайновом каркасе, которые имеет более четырёх вершин, должны быть разбиты. Вы можете сделать с помощью выбора противоположных точек и создания разомкнутой кривой, чтобы соединять их.

После выделения полигонов из сплайнового каркаса Вы, наиболее вероятно, найдете, что диалоговое окно статистики многоугольника удобно также использовать для обнаружения многоугольников, которые имеют более четырёх сторон или менее трёх. Эти может вызвать проблемы позже, если Вы пытаетесь изменять вашу сетку многоугольников на объект разбиения. В диалоговом окне статистики многоугольника просто выберите одно- и двухточечные многоугольники и удалите их. Если Вы видите в списке полигоны с более чем четырьмя сторонами, выберите их и разбейте на трёх- и четырёх сторонние объёкты.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОЖКИ

Продолжим урок по моделированию простых объектов с помощью сплайнов или NURBS, создадим теперь ложку. Этот объект настолько прост, что будет достаточно только одного сплайнового каркаса. Для этого не потребуются отдельные заплаты.

Фотореалистичное представление ложки показано на рисунке 1-15. Цветная картинка ложки может быть найдена в папке Chapter 1 на CD. На рисунке 1-16 показан сплайновый каркас ложки.

Рисунок 1-15 Фотореалистичное представление ложки.

Рис. 1-16 Сплайновый каркас ложки.

Шаг 1

Начните моделирование ложки с рисования контура с помощью сплайна на виде top или делая серию точек и, затем, соединяя их в разомкнутую кривую (Рисунок 1-17).

На виде front переместите некоторые из точек, чтобы получить форму, аналогичную показанной на рисунке 1-17.

Рис. 1-17 Шаг 1 – Первый сплайн для моделирования ложки.

Шаг 2

Используйте зеркальное копирование на виде top, чтобы получить дубликат сплайна относительно оси z. На рисунке 1-18 показывает два сплайна.

Рис. 1-18 Шаг 2 – Второй сплайн для моделирования ложки получен зеркальным отображением.

Шаг 3

Для создания третьей разомкнутой кривой выберите один из сплайнов ложки и скопируйте его. Переместите все точки третьей кривой на ось z. На виде front переместите третью кривую немного вниз, а точки чашки ложки перетащите ещё ниже.

На рисунке 1-19 показана третья разомкнутая кривая.

Рис. 1-19 Шаг 3 – Третья кривая ложки показана жирной линией.

Шаг 4

Чтобы придать ложке некоторую толщину должна быть создана четвертая кривая.

Это будет дубликатом третьего сплайна, который перемещается немного вниз в окне вида front (Рисунок 1-20).

Рис. 1-20 Шаг 4 Третий и четвёртый сплайны ложки показаны жирными линиями.

Шаг 5

Чтобы завершить сплайновый каркас ложки Вы можете или выбрать кривые в определённом порядке и использовать их в качестве поперечных сечений (loft), или выбрать соответствующие точки для создания замкнутых кривых.

Рисунок 1-21 изображает порядок, в котором точки должны быть выбраны, чтобы сделать замкнутой кривой одно из соединений.

Рис. 1-21 Шаг 5 Одно из замкнутых сечений ложки.

Точки для создания замкнутой кривой выбирались в определённом порядке. Все поперечные сечения показаны на рисунке 1-22.

Как Вы можете видеть, метод сплайн/NURBS заплаток является выдающимся способом моделирования объектов. Художники, которые рисуют и раскрашивают, часто предпочитают этот метод в виду того, что он подобен созданию эскиза контура формы.

Рис. 1-22 Все замкнутые кривые, которые соединяют четыре незамкнутые сплайна ложки.

Люди, которые имеют предрасположение к скульптуре, наиболее вероятно, предпочтут метод моделирования подразделением, который будет рассмотрен позже. Дело в том, что моделирование подразделением не очерчивает объекты как при использовании сплайн/NURBS метода. Вместо этого создаются большие блоки форм, делятся на сегменты и потом им придаётся форма путем вытягивания и вдавливания точек.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОПАТОЧКИ

Продолжая делать посуду ваяем теперь лопаточку. Две заплатки будут секциями ковша и ручки.

На рисунке 1-23 показан окончательный вариант лопатки.

Рис. 1-23 Фотореалистичное представление лопатки.

На рисунке 1-24 показан сплайновый каркас, который образует лопатку. Вы должны заметить, что как и прежде, разомкнутые кривые комбинируются с замкнутыми кривыми, чтобы образовать сетку.

Рис. 1-24 Сплайновый каркас лопатки.

Шаг 1

В окне вида top нарисуйте контур бокового сечения лопатки (рисунок 1-25). Как и в предшествующих шагах, Вы можете или рисовать сплайны, или создавать точки, соединяя их затем разомкнутой кривой.

Рис. 1-25 Шаг 1 – Первый сплайн для моделирования лопатки.

Шаг 2

Используйте зеркальное отображение для дублирования первого сплайна на виде top относительно оси x. Сплайны теперь должны выглядеть аналогично показанным на рисунке 1-26.

Рис. 1-26 Шаг 2 – Второй сплайн для моделирования лопатки получен зеркальным отображением.

Шаг 3

Выберите одну из кривых и скопируйте её. Переместите все точки дублирующей кривой на ось x. Теперь должно быть три сплайна, по одному с каждого боку и один в середине, как это выглядит на виде top показано на рисунке 1-27.

Шаг 4

Скопируйте все три кривые и сразу же вставьте их. Переместите вставленную копию немного вниз на виде side или front, чтобы результат имел сходство с рисунком 1-28.

Шаг 5

Соедините открытые кривые с помощью операции lofting или выбора соответствующих точек для соединения их замкнутыми кривыми. Рисунок 1-29 показывает замкнутый соединительный сплайн ковша лопатки.

Рис. 1-27 Шаг 3 – Третья кривая (показана жирной линией) получена размещением всех её точек на оси x.

Рис. 1-28 Шаг 4 - Копирование, вставка и перемещая трёх сплайнов вниз завершает создание шести открытых кривых ковша лопатки.

Не забудьте принести точки вместе на переднюю кромку лопатки; в противном случае, у Вас в этом месте будет отверстие. Лопатка будет смотреться лучше с острой кромкой в этом месте.

Рис. 1-29 Шаг 5 - Замкнутые кривые соединяют разомкнутые сплайны, чтобы завершить сплайновый каркас для части ковша лопатки.

Шаг 6

Следующая на очереди ручка лопатки.

Выберите последнюю замкнутую кривую в узкой части ковша лопатки (Рисунок 1-30). Скопируйте её на другой слой.

Рис 1-30 Шаг 6 – Последняя замкнутая кривая на ковше лопатки будет использована в качестве начала ручки.

Шаг 7

Копируйте, вставляйте и перемещайте эту замкнутую кривую для начала ручки. Продолжайте делать дубликаты и перемещайте их, чтобы они были распространены вдоль длины ручки (Рисунок 1-31). Масштабируйте некоторые кривые, чтобы определить форму ручки. Последний должен быть немного меньшим, чем другие, поскольку он замыкает ручку.

Рис. 1-31 Шаг 7 - Копии первой замкнутой кривой ручки равномерно распределены по длине ручки.

Шаг 8

Соедините замкнутые кривые с разомкнутыми. На рисунке 1-32 показаны сплайны ручки после соединения.

Вы можете теперь обтянуть ковш поверхностью и оперировать сплайновым каркасом с многоугольниками или, если конечный продукт будет только сплайн/NURBS объектом, объединить две части.

Так как они разделяют одну кривую, как рассматривалось в шаге 6, они должны быть сделаны полностью заплаточной моделью (patch model).

Не забудьте закрывать по точкам конец ручки, чтобы избегать наличия в этом месте отверстия.

Рис. 1-32 Шаг 8 - Ручка лопатки после соединения замкнутых кривых с разомкнутыми.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СКОВОРОДКИ

После создания лопатки, Вы могли пожелать создать сковородку.

Этот урок использует аналогичные методы для создания сковородки и оперирования сеткой. Рисунок 1-33 демонстрирует фотореалистичное представление сковородки. Каркас сетки показан на рисунке 1-34.

Рис. 1-33 Фотореалистичное представление сковородки.

Рис. 1-34 Вид сковородки в каркасном представлении.

Шаг 1

На виде side создайте разомкнутую кривую, представляющую половину сечения сковороды (Рисунок 1-35). Поскольку этот сплайн будет вращаться относительно оси, Вы должны сделать только половину контура сечения сковородки. Поверните сплайн на 360 градусов относительно оси. Если Вы хотите получить более гладко выглядящую сковородку, используйте более высокое количество линий. У Вас теперь имеется сплайн контура сковородки, как показано на рисунке 1-36.

Рис. 1-35 Шаг 1 Первая незамкнутая кривая контура сковородки.

Рис. 1-36 Сковородка после вращения первой кривой.

Шаг 2

Теперь Вы начнёте создание ручки.

С уже созданной частью сковородки, установленной на фоновом слое, сделайте на виде top сплайн, очерчивающий форму ручки (Рисунок 1-37). Убедитесь, что стартовая точка сплайна расположена внутри корпуса сковородки. Придайте ручке форму на виде front.

Рис. 1-37 Шаг 2 Первая незамкнутая кривая ручки.

Шаг 3

Используйте опцию mirror для создания дубликата кривой в окне вида top. На рисунке 1-38 показана вторая кривая ручки сковородки.

Рис. 1-38 Шаг 3 – Первая кривая ручки дублирована зеркальным копированием в окне вида top.

Шаг 4

Выберите одну из кривых ручки и скопируйте её. Переместите все точки на ось z. На виде front переместите все точки, кроме крайней правой, выше двух кривых (Рисунок 1-39).

Рис. 1-39 Шаг 4 Третий сплайн (показан жирной линией) создан из дубликата, точки которого были перемещены на ось z.

Шаг 5

В окне вида top выберите первый сплайн и его зеркальную копию. Создайте копии этих двух кривых. На виде front переместите два дубликата ниже оси y.

Обратите внимание на глубину Вашей сковороды, чтобы определить насколько надо переместить два нижних сплайна ручки. На рисунке 1-40 показаны пять разомкнутых кривых.

Рис.1-40 Шаг 5 – Два верхних сплайна были дублированы и перемешены вниз на ось y, в общей сложности получилось пять кривых.

Шаг 6

Вы можете теперь соединить пять сплайнов ручки или использованием сплайнов в качестве поперечных сечений (lofting), или выбирая соответственно точки по часовой или против часовой стрелки для создания замкнутых кривых. На рисунке 1-41 замкнутые кривые показаны жирными линиями.

Рис. 1-41 Шаг 6 – Пять разомкнутых кривых использованы в качестве поперечных сечений (lofted ) или соответствующие точки были соединены замкнутыми кривыми.

Проверьте широкий конец ручки, чтобы убедиться, что замкнутая кривая находится в пределах стенки сковороды.

Если Вы работаете с многоугольниками, то обтяните поверхностью сплайновый каркас и отделите полигонную сетку от кривых. Закройте конец ручки, чтобы избавиться от отверстия. В завершение поместите и ручку, и сковородку на один слой.

МОДЕЛИРОВАНИЕ МАСТИХИНА

Для тех, кто не знаком с процессом живописи, мастихин является инструментом для смешивания масляной или акриловой краски на палитре. Некоторые художники используют мастихин вместо кисти для создания картин.

Рис. 1-42 Фотореалистичное представление мастихина.

Рис. 1-43 Каркасное представление мастихина.

Рисунок 1-42 изображает мастихин фотореалистично. Цветная картинка находится в папке Chapter 1 на CD. Каркасное представление модели показано на рисунке 1-43.

Шаг 1

В окне вида top нарисуйте сплайн, аналогичный показанному на рисунке 1-44.

Некоторые могут предпочесть делать сплайн создавая точки и соединяя их кривой. Используйте вид front для изгиба сплайна (Рисунок 1-44).

Рис. 1-44 Шаг 1 Первая незамкнутая кривая для мастихина.

Шаг 2

Выберите первую кривую мастихина и дублируйте её зеркальным копированием на виде top. Два сплайна теперь должны выглядеть аналогично показанным на рисунке 1-45.

Рис. 1-45 Шаг 2 – Вторая кривая ручки сделана зеркальным копированием первой кривой в окне вида top.

Шаг 3

Копируйте одну из кривых. Переместите все её точки на ось z (Рисунок 1-46).. На виде front переместите вершины на часть основания выше двух предшествующих сплайнов.

Рис. 1-46 Шаг 3 Точки третьей кривой были перемещены на ось z с помощью команды Set Value.

Шаг 4

Сделайте дубликат третьей кривой и переместите её точки немного вниз (Рисунок 1-47). Все четыре кривые должны теперь иметь сходство с показанными на рисунке 1-48.

Рис. 1-47 Шаг 4 – Четвёртая кривая получена дублированием третьей кривой и перемещением некоторых из её точек вниз.

Рис. 1-48 – Первые четыре кривые, которые определяют лезвие мастихина.

Шаг 5

Соедините четыре разомкнутые кривые с помощью замкнутых кривых выбором соответствующих точек или использованием разомкнутых кривых в качестве поперечных сечений (lofting).

Рис. 1-49 Шаг 5 – Четыре разомкнутые кривые соединены с помощью замкнутых кривых.

Шаг 6

На другом слое начните создание ручки мастихина. На виде top сделайте сплайн, очерчивающий форму ручки (Рисунок 1-50). Проверьте слой с лезвием, чтобы убедиться, что сплайн ручки перекрывает немного лезвие.

Рис. 1-50 Шаг 6 Первая незамкнутая кривая для ручки мастихина.

Шаг 7

Выберите первую кривую ручки и дублируйте её зеркальным копированием на виде top. На рисунке 1-51 показаны два сплайна.

Шаг 8

Скопируйте обе кривые и сразу же вставьте их. Поверните две дублированные кривые на 90 градусов относительно оси x. На виде front перетащите точки верхнего сплайна и точки нижнего сплайна, чтобы придать ручке наилучшую форму (Рисунок 1-52).

Рис. 1-51 Шаг 7 – Зеркальным копированием первой кривой была получена вторая кривая.

Рис. 1-52 Шаг 8 – Два дубликата кривых ручки повёрнуты на 90 градусов. Их точки приведены ближе друг к другу, чтобы улучшить форму.

Шаг 9

Теперь пора соединить четыре кривые ручки мастихина. На рисунке 1-53 показаны замкнутые соединяющие кривые (жирные линии) и четыре разомкнутые кривые.

Конечный шаг - обтянуть сплайновый каркас полигонами или, если Вы работаете в сплайн/NURBS моделере, перенесите обе части на один слой.

Закройке концы мастихина “свариванием” точек или перемещением их ближе друг к другу.

На этом урок по созданию простых сплайн/NURBS моделей завершён.

Рис. 1-53 Шаг 9 – Четыре разомкнутые кривые ручки соединены с помощью замкнутых кривых.

У Вас есть больше понимания того, как моделировать очерчиванием контуров объекта. Опыт, который Вы приобрели здесь, будет хорошей основой для более сложного 3D моделирования скульптурных форм, рассматриваемого в последующих главах.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТЫХ ОБЪЕКТОВ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Иногда этот метод моделирования называется боксовым моделированием (box modeling). Дело в том, что много раз моделирование начинается с формы ящика, которая постепенно становится более сложной. Очевидно, для того чтобы осуществлять моделирование разбиением, следует использовать программное обеспечение, которое поддерживает это.

Этот способ требует моделирования мало-полигонной контрольной сетки с последующим применением алгоритм сглаживания, чтобы подразделять полигоны. Даже если число полигонов оказывается низким, команда Subdivide делает объект более плавным. Качество модели может обычно установлено количеством деления заплаты, которая приложена к подразделенному объекту. Более высокие величины дают более гладкие поверхности, поскольку полигоны подразделены на многоугольники меньшего размера и их становится больше. Ваша графическая карта, возможности процессора и память (RAM) - основной фактор, определяющий количество подразделения заплат, которое будет использовано. Обычно, когда предмет находится в режиме подразделения, каркас окружит полигонную сетку. Точки каркаса перемещены для того, чтобы воздействовать на объект. В течение процесса моделирования обычно переключаются взад и вперед между низко-полигонной версией и плавной подразделённой поверхностью. В низко-полигонном режиме часто бывает легче выбрать специфические точки для редактирования. Это также будет предпочитаемым положением для "скашивания" полигонов или разрезание их на более малые части.

Когда модель находится в плавном подразделённом состояния, она должна выглядеть более похожей на конечный результат. Как только объект станет более сложным, Вы можете захотеть находить и выбирать точки на модели в низко-полигонном режиме, переключаясь затем на подразделённый режим, чтобы формировать объект перемещением выбранных вершин. По мере переключения между плавной и грубой версиями Вы, наиболее вероятно, найдете, что более всего времени было истрачено на вытягивание и затягивание точек. Поэтому художники, которые имеют склонность к скульптуре, предпочитают метод подразделения методу моделирование с помощью сплайнов/NURBS. Если у вас есть склонность к очерчиванию предметов, тогда Вы можете с большей пользой использовать сплайн/NURBS метод моделирования.

Следующая обучающая программа продемонстрирует моделирование простых объектов подразбиением. Вы должны иметь возможность того, чтобы разделить полигоны, вытягивать/втягивать, скашивать, сваривать точки и переключаться взад-вперёд между низко-полигонным и подразделённым режимами. Выдавливание/вдавливание берет выбранные грани полигонов и перемещает внутрь или наружу. Скашивание аналогично, но диаметр выдавленной/вдавленной грани масштабируется, как часть действия.

МОДЕЛИРОВАНИЕ МОЛОТКА

В этом примере будет показано, как создать молоток из параллелепипеда. Будет использовано скашивание, а также подразделение многоугольников на части. Даже если даются значения величины скоса, измерение может изменяться среди различных пакетов программ. Рисунок 1-54 показывает фотореалистичное представление молотка. Каркас сетки показан на рисунке 1-55.

Рис. 1-54 Фотореалистичное представление молотка.

Рис. 1-55 Вид молотка в каркасном представлении. Линии серого цвета показывают подразделённый каркас вокруг модели.

Шаг 1

Создайте параллелепипед со следующими параметрами (рисунок 1-56):

Низ X -50 см

Низ Y: -50 см

Низ Z: -30 см

Верх X: 50 см

Верх Y: 50 см

Верх Z: 30 см

Рис. 1-56 Шаг 1 – Создание простого параллелепипеда для молотка. В большинстве случаев моделирование подразделением начинается с параллелепипеда.

Шаг 2

Скосите задний полигон со следующими параметрами (Рисунок 1-57):

Shift: 15 cm

Inset: 25.5 cm

Edges: Inner

Рис. 1-57 Шаг 2 – Скашивание заднего полигона.

Шаг 3

Скосите задний полигон по прямой со следующими параметрами (Рисунок 1-58):

Shift: 65 cm

Inset: 0

Edges: Inner

Рис. 1-58 Шаг 3 – Скашивание заднего полигона, третье сечение.

Шаг 4

Скосите задний полигон наружу со следующими параметрами (Рисунок 1-59):

Shift: 15 cm

Inset: -25.5 cm

Edges: Inner

Рис. 1-59 Шаг 4 – Скашивание заднего полигона, четвёртое сечение.

Шаг 5

Скосите задний полигон по прямой со следующими параметрами (Рисунок 1-60):

Рис. 1-60 Шаг 5 – Задний многоугольник скошен по прямой.

Шаг 6

Скосите нижний задний полигон вниз со следующими параметрами (Рисунок 1-61):

Shift: 19.5 cm

Inset: 17 cm

Edges: Inner

Рис. 1-61 Шаг 6 – Скашивание нижнего полигона вниз и внутрь.

Шаг 7

Скосите задний полигон внутрь со следующими параметрами (Рисунок 1-62):

Рис. 1-62 Шаг 7 – Задний многоугольник скошен внутрь.

Шаг 8

Используйте инструмент knife на заднем полигоне, чтобы разрезать его вертикально по центру (рисунок 1-63). Разделите полученные пяти сторонний верх и примыкающие нижние полигоны на трехсторонние полигоны.

Рис. 1-63 Шаг 8 – Стрелки показывают задний полигон, разрезанный по вертикали.

Шаг 9

Скосите задние два полигона со следующими параметрами, масштабируйте и перемещайте их вниз так, чтобы они стали наиболее узкими на оси y (Рисунок 1-64).

Shift: 1.7 m

Inset: 10 cm

Edges: Inner

Рис. 1-64 Шаг 9 – Задний многоугольник скошен назад и внутрь. Два вновь скошенных задних полигона масштабированы и перемещены на ось y.

Шаг 10

Используйте инструмент knife, чтобы дважды разделять заднюю часть вилки молотка вертикально (Рисунок 1-65).

Рис. 1-65 Шаг 10 – Стрелки указывают разделение на части задней части вилки. Это сделает возможным изгибание вилки молотка.

Шаг 11

Скосите средний задний полигон по прямой вниз со следующими параметрами (Рисунок 1-66):

Shift: 8 m

Inset: 0

Рис. 1-66 Шаг 11 – Ручка получена скашиванием нижнего полигона по прямой вниз.

Шаг 12

Используйте инструмент knife для разделения полигона рукоятки горизонтально оси x. Выберите точки или полигоны на ручке и используйте инструмент stretch, чтобы увеличивать или уменьшать размер для формирования ручки (Рисунок 1-67). Включите подразделение поверхностей и продолжайте усовершенствовать молоток.

Рис. 1-67 Шаг 12 - Разбиение полигонов ручки горизонтально делает возможным изменять ширину в ключевых точках.

МОДЕЛИРОВАНИЕ КРЕСЛА

Моделирование подразделением или боксовое моделирование кресла будут чуть-чуть сложнее, чем моделирование молотка. На этом занятии Вы должны будете сваривать точки и удалять полигоны, расположенные на модели. Когда Вы скроете полигоны внутри объекта, они могут создать в сетке нежелательные промежутки, отверстия и складки. Рисунок 1-68 показывает фотореалистичное представление кресла. Каркас сетки показан на рисунке 1-69.

Шаг 1

Создайте параллелепипед со следующими параметрами.

Low X: -60 cm

Low Y: -15 cm

Low Z: -60 cm

High X: 60 cm

Рис. 1-68 Фотореалистичное представление кресла.

Рис. 1-69 – Кресло в каркасном представлении с подразделяющим каркасом, показанном серыми линиями.

High Y: 15 cm

High Z: 60 cm

Segments X: 1

Segments Y: 1

Segments Z: 1

Шаг 2

Выберитесь верхний квадратный полигон и скосите его внутрь со следующими параметрами (Рисунок 1-70):

Shift: 1 cm

Inset: 2 cm

Edges: Inner

Рис. 1-70 Шаг 2 – Скашивание верхнего полигона внутрь и немного вверх.

Шаг 3

Выберите верхний полигон и скосите его вверх и наружу со следующими параметрами:

Shift: 1 cm

Inset: -2 cm

Edges: Inner

Шаг 4

Выберите верхний полигон и скосите его по прямой вверх со следующими параметрами. (Рисунок 1-71):

Shift: 24 cm

Inset: 0

Edges: Inner

Рис. 1-71 Шаг 4 – Скашивание полигона по прямой вверх.

Шаг 5

Подразделите полигоны на видах front и side с помощью инструмента knife, как показано на рисунке 1-72.

Рис. 1-72 Шаг 5 – Разрезание объекта с помощью инструмента knife (отмечено белыми стрелками). На верху показаны четыре вновь созданных квадрата по углам.

Шаг 6

На виде top выберите все задние и боковые полигоны и объедините их в один (Рисунок 1-73). Объединение полигонов гарантирует, что когда Вы будете их скашивать, Вы не получите зазоров между объектами. После скашивания объединённые полигоны обычно разрезаются на четырёхсторонние полигоны.

Рис. 1-73 Шаг 6 – Полигоны сверху объединены.

Шаг 7

Скосите объединенный подковообразный полигон со следующими параметрами (Рисунок 1-74):

Shift: 44 cm

Inset: 0

Edges: Inner

Рис. 1-74 Шаг 7 – Объединённый верхний полигон скошен по прямой вверх для образования спинки и подлокотников.

Шаг 8

Выберите верхний подковообразный полигон и разделите его на три полигона: один для спинки и два для подлокотников (Рисунок 1-75). Это процесс разрезания, который происходит после объединения полигона и скоса его вверх. Скрытие всех полигонов, за исключением разрезаемого, делает процесс более лёгким.

Рис. 1-75 Шаг 8 - Выберите точки на верхней части и разрежьте через них (отмечено стрелками). Вы теперь имеете задний верхний полигон, который может быть скошен для образования спинки.

Шаг 9

Скосите вверх только задний верхний полигон для образования спинки. Используйте эти параметры

Shift: 40 cm

Inset: 0

Edges: Inner

Рис. 1-76 Шаг 9 – Спинка скошена по прямой вверх.

Шаг 10

После скашивания вверх верхнего полигона спинки, разрежьте спинку так, чтобы каждая секция имела только четырёхсторонние полигоны Выберите четыре угловых полигона на основании кресла и скосите их вниз со следующими параметрами (Рисунок 1-77):

Shift: 36 cm

Inset: 6 cm

Edges: Inner

Рис. 1-77 Шаг 10 – Четыре полигона по углам основания скошены вниз для образования ножек.

Чтобы завершить кресло, Вы можете продолжать подразделять многоугольники с тем, чтобы скашивать их в специфических частях. Например, подлокотники кресла могут быть скошены наружу, для придания им округлой формы. Спинка кресла также может быть подразделена около верхней части и скошена немного наружу (Рисунок 1-78). Помните, если Вы планируете скосить несколько полигонов одновременно вверх, наружу или вниз, Вы должны их сначала объединить. После скашивания Вы можете опять разделить полигон на четырёхсторонние участки.

Рис. 1-78 Окончательный вид кресла получен скашиванием подлокотников наружу и разрезанием ножек для придания им лучшей формы.

Работайте как с мало-полигонной, так и подразделённой моделями для формирования кресла. После завершения выберите и дайте названия различным поверхностям для наложения текстур.

Теперь, когда Вы имеете основные понятия как в сплайн/NURBS моделировании, так и в моделировании подразделением, следующим шагом будет начало моделирования простых фигур. Будут использованы те же методы, но потребуется больше шагов и, конечно, больше кривых и полигонов, с которыми придётся иметь дело.

Оглавление

Главная страница