3D моделирование. Тема 14
 Скачать 3.99 Mb.
|
|
Тема 2. Этапы создания трехмерного проекта. 1. Понятие о трехмерном пространстве. 24 2. Этапы создания трехмерного проекта 1. Понятие о трехмерном пространстве. В типичных 3D-приложениях, например, Maya, 3-мерное пространство обозначается тремя координатами – X, Y и Z. При этом X-координата обычно обозначает горизонтальное направление, Y-координата – вертикальное, а Z- координата – глубину (в некоторых приложениях координаты Y и Z меняются местами). Очень важно понять, что определенная точка в 3-мерном пространстве – например, вершина объекта – имеет свое абсолютное положение в 3-мерном мире и привязана к определенным глобальным мировым координатам. Кроме того, эта же точка имеет и локальные координаты, которыми определяется ее местоположение относительно других частей объекта. Приведу такой пример: на Вас надета высокая остроконечная шляпа. Согласно глобальным мировым координатам, а именно, Y-координате, кончик этой шляпы является самой верхней точкой объекта, т.е. Вас. В то же время, локальная координата Y также указывает на то, что кончик шляпы является вершиной этого объекта. Теперь представьте себе, что Вы висите вверх тормашками. Теперь, согласно глобальным мировым координатам, кончик шляпы является самой низкой точкой объекта. Однако в локальной системе координат кончик шляпы по-прежнему является вершиной объекта. Локальная система координат позволяет нам понять, что кончик шляпы является вершиной объекта независимо от того, как Вы вращаете этот объект в трехмерном пространстве. В ZBrush, однако, концепция существования 3-мерных объектов отличается от той, которая представлена в других 3D-приложениях – здесь нет 3-мерной сетки координат и вообще 3-мерного мира. Вместо этого вся работа с объектом происходит на так называемом холсте, имеющим горизонтальный и вертикальный размер (координаты X и Y), а также содержащем информацию о глубине (ось Z). Многих 3D-художников, привыкших работать в программах типа Maya, концепция работы в ZBrush может поначалу смутить. Однако когда Вы поймете принцип работы с объектами в ZBrush, то обнаружите, что работать с ними очень легко. Думайте о ZBrush как о виртуальном подиуме, который Вы можете вращать вокруг любой из осей. 2. Этапы создания трехмерного проекта Для создания компьютерной графики используются специальные программы, которые называются 3D-редакторами. Они предоставляют в распоряжение пользователя трехмерное пространство, в котором можно создавать, перемещать и вращать 3D-объекты. Кроме того, в современных 3D- редакторах имеются специальные инструменты, которые заставляют объекты самостоятельно двигаться, то есть создают на их основе анимацию. Программа 3ds Max, о которой пойдет речь в этом курсе, является именно таким 3D-редактором. Это одно из самых популярных в мире приложений для 25 разработки трехмерной графики, при помощи которого созданы многие известные фильмы, игры и рекламные ролики. Трехмерная графика - это что-то среднее между компьютерной игрой и съемкой настоящего фильма. Окно 3D-редактора - это окно в виртуальный мир, который является вашей съемочной площадкой. И только вам решать, какой фильм вы будете снимать, какие в нем будут декорации и актеры. Процесс создания трехмерного проекта, как и реального фильма, делится на несколько обязательных и последовательных этапов. Они одинаковы, независимо от того, в каком 3D-редакторе выполняется проект и какой это проект (полнометражный фильм или короткий рекламный ролик). Трехмерный проект часто называют сценой. Во время съемок реального фильма режиссеры сначала подбирают актеров и решают, где именно будут происходить съемки, а при необходимости создают декорации. Затем на месте съемки устанавливаются камеры и осветительные приборы, актеров гримируют и, наконец, производят съемку. Поскольку с первого раза достичь наилучшего результата практически невозможно, в большинстве случаев режиссеры снимают одну и ту же сцену несколько раз. В своей работе 3D-художники повторяют те же этапы. Они делают декорации для своей виртуальной съемочной площадки, создают актеров - трехмерных персонажей, заставляют их двигаться и разговаривать, устанавливают освещение и выбирают точку съемки. 3D-художникам также приходится "накладывать грим" на актеров, а, кроме того, раскрашивать все предметы виртуального мира, делая их похожими на настоящие. Моделирование В трехмерном пространстве 3ds Max не существует никаких предметов. Виртуальный мир наполняется разными объектами, которые создает пользователь в 3D-редакторе. Это относится к трехмерным персонажам, зданиям, горам, лесам и любым другим вещам виртуального мира. Процесс создания трехмерных объектов называется моделированием, а сами объекты - моделями. В отличие от рисованного изображения, трехмерную модель можно вращать и перемещать в трех измерениях, глядя на нее со всех сторон. В зависимости от того, какой именно объект нужно создать, на его моделирование может уйти от нескольких секунд до нескольких месяцев. Например, шкаф можно сделать за пару минут, а создание человеческой головы может занять не один день. Существует множество разных способов моделирования, с которыми вы познакомитесь в следующих лекциях. Анимация В отличие от моделирования, анимация не является обязательным этапом создания трехмерных проектов. Например, если дизайнер работает над проектом интерьера квартиры, ему не нужно заставлять объекты двигаться, поскольку для такого проекта важно показать внешний вид и размещение предметов в помещении. Если же создается рекламный ролик или какой-нибудь эффект наподобие взрыва, то без анимации не обойтись. Анимация 26 подразумевает изменение положения объектов, которые присутствуют в трехмерном пространстве, во времени. Например, если требуется сделать анимацию падающего карточного домика, то размещение карт в первом кадре будет отличаться от их положения во втором и последующих кадрах. Таким образом, в процессе создания анимации 3D-художнику необходимо разместить уже созданные им объекты в каждом кадре. Съемка Во время просмотра фильма или телепередачи вы можете заметить, что режиссер часто изменяет точку съемки. Например, в начале трансляции футбольного матча часто показывают вид стадиона с высоты птичьего полета, затем основное внимание уделяется игрокам на поле и тренерам. А теперь представьте себе, как было бы неинтересно смотреть матч, если бы его показывали только с одной точки, не изменяя положение камеры и не используя другие камеры, расположенные в разных местах стадиона. Конечный продукт трехмерной анимации, по сути, является тем же видео, которое может "сниматься" с разных точек. Например, карточный домик можно показать издалека, чтобы он был виден целиком, а можно приблизить, чтобы в кадр попала только его часть. Одним словом, выбор точки съемки в трехмерной анимации не менее важен, чем в настоящем кино или на телевидении. Для съемки анимации, созданной в 3D-редакторе, применяются виртуальные камеры. Как и реальные, виртуальные камеры можно перемещать, а также переключаться между ними в процессе анимации. Например, первые 50 кадров анимации можно наблюдать через первую камеру, а затем переключаться на вид из второй. Виртуальные камеры обладают теми же свойствами, что и настоящие: они могут фиксировать картинку под разным углом зрения, имитировать эффект глубины резкости и т. д. 3D-художник, работающий над анимационным проектом, должен уметь правильно подобрать расположение камер, чтобы точка съемки была наиболее удачной, а также продумать, как камеры будут перемещаться в процессе анимации. Освещение Вы никогда не задумывались над тем, что вы проводите большую часть своей жизни при свете? Благодаря свету, вы способны различать окружающие вас предметы. Лучи света, исходящие от многочисленных источников, начиная от Солнца и заканчивая электрическими лампочками, многократно преломляются и отражаются от различных поверхностей, что дает нам картину окружающего нас мира. Виртуальное пространство, в котором работают 3D-художники, в отличие от реального мира, не имеет источников освещения. Чтобы увидеть, что происходит в виртуальном мире, его нужно осветить. Для имитации освещения в трехмерной графике используются специальные объекты, которые так и называются - источники света. Чтобы освещение 3D-объектов было похоже на настоящее, приходится учитывать множество факторов: где расположен источник света, с какой силой он светит, от каких предметов отражается и т. д. 27 Текстурирование Все предметы, с которыми мы имеем дело в реальной жизни, отличаются друг от друга внешним видом. Поскольку мы точно знаем, как должны выглядеть предметы, созданные из разных материалов, мы можем безошибочно отличить золото от стали, стекло от фарфора, воду от молока и т. д. Объекты, созданные в трехмерном пространстве, на этапе моделирования отличаются друг от друга только формой. Чтобы 3D-модель напоминала реальный предмет, недостаточно точно повторить его форму, нужно еще и раскрасить ее соответствующим образом. Процесс раскраски трехмерных объектов называется текстурированием. Это слово происходит от термина "текстура", которым обозначается рисунок, накладываемый на 3D-модель. В общем смысле слово "текстура" имеет несколько другое значение и обозначает особенности строения твердого вещества, обусловленные характером расположения его составных частей. В трехмерной графике текстурой может служить как фотография реального объекта, наложенная на 3D-модель, так и двумерный рисунок, созданный в программе типа Adobe Photoshop. Существуют и другие типы текстур, о которых вы узнаете в следующих лекциях. С одной стороны, необходимость раскраски всех объектов виртуального мира - это сложное и хлопотное занятие. С другой, это дает неограниченные возможности для творчества, поскольку вы легко можете придавать предметам такой вид, который они не могут иметь в реальности (например, на объект, повторяющий форму чайника, можно наложить текстуру клубники и т. д.). Визуализация Последовательность выполнения предыдущих этапов создания трехмерного проекта может быть различной. Однако визуализация всегда является последним этапом работы над проектом. Можно сказать, что без визуализации работа в 3D-редакторе не имеет никакого смысла, поскольку без нее нельзя получить конечный результат. Этап визуализации тесно связан с этапом съемки. Как только вы расставили камеры и подобрали их параметры, вы можете начать снимать виртуальный фильм, то есть визуализировать его. Визуализацию трехмерного проекта можно сравнить со съемкой видеокамерой, однако готовое видео или статическое изображение в этом случае записывается не на кассету, а в файл. Визуализацию также называют рендерингом, или просчетом. 28 Тема 3. Основы моделирования в 3D MAX. Обзор элементов интерфейса 3D MAX. 1. Пользовательский интерфейс 3D MAX. 2. Работа с файлами. 3. Работа с окнами проекций. 4. Информационная панель. 5. Работа с объектами. 6. Работа с единицами измерения, привязками и прочими вспомогательными средствами рисования. 7. Именование объектов. 8. Методы выделения объектов. 1. Пользовательский интерфейс 3D MAX. Знакомство с любой программой начинается с интерфейса. По умолчанию сцена в 3ds Max отображается в четырех окнах проекций - вид слева, сверху, спереди и в перспективе ( рис. 3.1). При этом в трех окнах объекты показаны схематически, а в окне перспективы - в трехмерном представлении. Окно проекции, в котором на данный момент ведется работа, подсвечивается желтым цветом и называется активным. Активное окно можно развернуть во весь экран при помощи кнопки Min/Max Toggle (Увеличение окна проекции до размеров экрана) в правом нижнем углу окна 3ds Max. Рис. 3.1. Окно программы 3ds Max Соотношение размеров окон проекций можно изменять аналогично изменению размера диалоговых окон Windows: подведитеуказатель мыши к 29 границе между окнами (при этом указатель примет вид двунаправленной стрелки), нажмите левую кнопку мыши и, удерживая ее, переместите указатель на нужное расстояние ( рис. 3.2). Для выполнения обратной операции подведитеуказатель мыши к границе между окнами проекций, щелкните правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите команду Reset Layout (Сбросить положение). Рис. 3.2. Изменение размеров окна проекций При необходимости вид в каждом из окон проекций можно изменять. На сцену можно смотреть не только спереди, сверху и слева, но и справа, снизу и сзади. Для изменения вида в окне проекции нужно щелкнуть на названии окна правой кнопкой мыши и выбрать вариант отображения сцены в меню Views (Вид). В трехмерном пространстве по умолчанию нет объектов, поэтому чтобы в нем было легче ориентироваться, в окна проекций добавлена вспомогательная сетка. Ее центр совпадает с условным центром виртуального пространства. Для каждого окна проекции можно включить или выключить отображение сетки. Для этого выберите в контекстном меню окна проекции команду Show Grid (Показать сетку). В верхней части окна программы расположено главное меню, а под ним - главная панель инструментов Main Toolbar (Основнаяпанель инструментов). Пункты главного меню частично повторяют инструменты и команды основной панели инструментов, а также панели Command Panel (Командная панель). Command Panel (Командная панель) расположена в правой части окна программы ( рис. 3.3.). Она содержит настройки всех объектов сцены, а также параметры многих операций, используемых в работе. При помощи командной панели можно создавать объекты и управлять ими. Рис. 3.3. Командная панель 30 Внимание. Очень часто все параметры, расположенные на командной панели, не помещаются на экран. В таком случае необходимо прокручивать окно командной панели . Командная панель содержит шесть вкладок: Create (Создание), Modify (Изменение), Hierarchy (Иерархия), Motion(Движе ние),Display (Отображение) и Utilities (Утилиты). Наиболее часто используются вкладки Create (Создание) и Modify (Изменение). В начале освоения 3ds Max вы будете чаще всего обращаться к двум вкладкам: Create (Создание) и Modify (Изменение). Вкладка Create (Создание) служит для создания основных (примитивы, кривые и др.) и вспомогательных (источники света, виртуальные камеры, объемные деформации и др.) объектов сцены. Вкладка Modify (Изменение) позволяет изменять параметры любого выделенного объекта сцены. Также с ее помощью выделенному объекту можно назначить модификатор - определенное действие, деформирующее объект. Модификатор содержит свои настройки, которые можно преобразовывать при помощи вкладки Modify (Изменение). В нижней части окна 3ds Max расположена шкала анимации, под ней - координаты преобразований, строка состояния, а также кнопки управления анимацией и видом в окнах проекций. Чтобы узнать предназначение кнопки на любой панели инструментов, достаточно подвести к ней указатель мыши. При этом возле кнопки возникнет всплывающая подсказка, содержимое которой также отобразится в строке состояния. Изучая интерфейс 3ds Max, вы случайно можете изменить расположение панелей инструментов, скрыть некоторые элементы интерфейса и т.д. Если вы не знаете, как привести программу в первоначальный вид, выполните команду Customize>Load Custom UI Scheme (Настройка>Загрузить схему интерфейса). В появившемся окне укажите путь к файлу DefaultUI и нажмите кнопку Открыть. Он находится в папке ui, которая, в свою очередь, помещена в папку установки 3ds Max. По умолчанию это C:\Program Files\Autodesk\3ds Max \ui. В результате будет загружена схема интерфейса, которая используется по умолчанию. 2. Работа с файлами Все файлы, создаваемые в 3d studio max, сохраняются и загружаются с расширением .max. Выбрав командуFile –> Save (Файл –> Сохранить) или File – >Open (Файл –> Открыть), можно использовать одно из стандартных окон операционной системы Windows: Open File (Открытие файла) или Save File (Сохранение файла) для открытия или сохранения файлов. Работая в 3d studio max, можно присоединять файлы (merge), заменять их (replace) и производить импорт файлов (import). 3. Работа с окнами проекции. Управление видом в окнах проекций Для управления видом в окне проекции используются кнопки, которые находятся в правом нижнем углу окна программы ( рис. 3.4.). 31 Рис. 3.4. Кнопки для управления видом в окнах проекций Рассмотрим эти кнопки. • Zoom (Масштаб) - приближение/удаление сцены. • Zoom All (Масштаб всего) - приближение/удаление сразу всех объектов во всех окнах проекций. • Zoom Extents/Zoom Extents Selected (Масштаб границ/Масштаб выделенного) - приближение/удаление выбранного объекта/всех объектов в пределах видимости текущего окна проекции. • Zoom Extents All/Zoom Extents Selected (Масштаб выбранного объекта/Масштаб всех объектов) - приближение/удаление выбранного объекта/всех объектов сцены в пределах видимости всех окон проекции. Эту кнопку удобно использовать в тех случаях, когда требуется посмотреть на сцену с такой точки, чтобы в окне проекции отображались все объекты. • Field-of-View/Region Zoom (Видовое поле/Масштаб области) - изменение всего поля зрения/выделенного при помощи мыши. • Pan View/Walk Through (Панорамирование/Перейти) - Кнопка Pan (Панорамирование) служит для перемещения изображения на экране вручную. Кнопка Walk Through (Перейти) активирует режим перемещения по сцене от первого лица. При включении этого режима изменять вид в окне проекции можно при помощи клавиш управления курсором. РежимWalk Through (Перейти) можно применять только, если активно окно Perspective (Перспектива). • Arc Rotate/Arc Rotate Selected/Arc Rotate SubObject (Вращение по дуге/Вращение выбранного по дуге/Вращение вокруг субобъекта по дуге) - вращение сцены вокруг центра поля зрения/вокруг выделенных объектов/вокруг субобъекта. • Min/Max Toggle (Увеличение окна проекции до размеров экрана) - увеличение активного окна проекции до размеров экрана. Чтобы работать в 3ds Max наиболее эффективно, обязательно нужно уметь ориентироваться в окнах проекций. Часто начинающие пользователи теряют из вида объекты, направляют камеры не в ту сторону и т. д. Если вы попали в такую ситуацию, не отчаивайтесь - в 3ds Max можно вернуть прежний вид в окне проекции. Для этого необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши в левом верхнем углу активного окна проекции и в появившемся контекстном меню выбрать строку Undo View (Вернуть вид). Эта команда также очень удобна, если вы случайно задели рукой мышь и нарушили вид в окне проекции. |