Моток кабеля

Как свернуть кабель вокруг бобины?

Тема:

Моделирование.

Используемые техники и инструменты:

Animation Snapshot (Копии фаз анимированного объекта), Loft (Построение поверхности по сечениям).

В большинстве проектов анимация и моделирование - это два различных процесса. Однако многие объекты гораздо проще моделировать с помощью анимации, нежели классических инструментов моделирования. Например, центральная диафрагма фотокамеры напоминает ракушку улитки. Если вы начнете ее моделирование с профиля (со спирали), это займет слишком много времени. Гораздо быстрее вы получите требуемый результат, если немного подумаете, как создать анимацию закручивания спирали.

В этом уроке мы будем моделировать кое-что похожее: свернутый в моток кабель. Исходить будем из того, что нам нужно создать анимацию поперечного сечения кабеля, то есть окружности, по всей его длине. Мы получим моток кабеля, после того как создадим достаточное количество копий поперечных сечений. К счастью, Мауа предлагает команду, которая выполнит копирование за нас и одновременно позволит анимировать процесс намотки.

1. Создайте NURBS-окружность.
2. Передвиньте ее на 5 единиц по оси X и уменьшите наполовину ее радиус (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Опорная точка окружности смещена к началу координат сцены. С помощью новой точки вращения мы сможем подготовить первый виток намотки

1. В режиме Insert mode (Режим редактирования опорной точки) сместите опорную точку вращения окружности назад, к началу координат сцены.

Если вы повернете окружность вокруг оси Z, она будет двигаться циклически по кольцу. А если переместите маленькую окружность на одну единицу по оси Z . после каждого завершенного цикла, то путь ее вращения опишет первый виток вокруг несуществующей бобины (см. рис. 9.2).

Мы создадим десять витков для нашего кабеля. Для этого нужно будет выполнить вращение на 10 * 360 = 3600° и перемещение на 10 единиц. (Если мы переместим больше чем на 10 единиц, кабель не сможет компактно уложиться на бобине, между его витками мы получим зазоры, которые, правда, иногда являются желаемым эффектом.)

Рис. 9.2. Если мы повернем маленькую окружность на 360° вокруг оси Z и одновременно передвинем ее на одну единицу по Z, то получим первый виток кабеля вокруг бобины

1. Задайте длительность анимации 100 кадров.
2. Идите в начало анимации. Поставьте ключи на перемещение и вращение окружности в ее начальном положении (Translate Z = 0 и Rotate Z = 0).
3. Идите в конец анимации. В окне Channel Box (Окно Каналов) задайте для Translate Z (Значение перемещения по оси Z) значение -10, а для Rotate Z (Угол поворота по оси Z) значение 3600. Установите ключевые кадры для этих значений параметров (рис. 9.3).

Рис. 9.3. Каналы перемещения и вращения окружности получают ключевые кадры в кадре 100

1. Откройте Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых). Задайте для кривых анимации тип Linear (Линейные) (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Для получения равномерной намотки нам потребуется линейная анимация, вместо той, которая медленно начинается и заканчивается. Поэтому мы зададим касательным анимационных кривых тип Linear (Линейные)

Линейные касательные необходимы для получения равномерной намотки. Если вы зададите им тип Flat (Горизонтальные), намотка в начале будет ускоряться, а в конце замедляться, что создаст слишком большую плотность размещения окружностей для построения лофтированной поверхности.

1. Выделите окружность.
2. Откройте окно настроек (клавиша F3) [Ошибка в исходном тексте. Раздел Animate, о котором пойдет дальше речь, находится в меню анимации, «быстрая клавиша» для которого F2. Скорее всего, там должно быть. Перейдите в меню анимации (клавиша F2). - Примеч. ред.], выберите Animate / Create Animation Snapshot Option Box (Анимация / Создать Копии фаз анимированного объекта окно настроек).
3. Установите для параметра Time Range (Временной Диапазон) значение Time Slider.
4. Нажмите кнопку Snapshot для выполнения команды.

Animation Snapshot (Копии фаз анимированного объекта) создаст 100 или 101 окружность - в зависимости от того, где начинается анимация: в нулевом, или первом кадре, - описывающие витки вокруг бобины.

1. Выделите все окружности с помощью прямоугольного выделения (см. рис. 9.5).

Заметьте, что последняя окружность окрашена в зеленый цвет. Так помечается последний выделенный объект. Для следующего шага - создания лофтированной поверхности по всем окружностям - последовательность выделения очень важна. В нашем случае беспокоиться об этом не нужно, поскольку прямоугольное выделение автоматически предоставляет нам правильную последовательность: окружность 1, окружность 2, окружность 3 и т. д. до последней окружности.

В самом начале мы собирались моделировать, а не анимировать наш кабель. И вот с последней командой мы снова обращаемся к моделированию.

Рис. 9.5. Большим прямоугольником выделим все окружности, чтобы подготовить лофт через 101 окружность. Желтые стрелки указывают на первую и последнюю окружности, созданные инструментом Animation Snapshot (Копии фаз анимированного объекта)

1. Нажмите F3, выберите Surfaces / Loft (Поверхности / Построение поверхности по сечениям) (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Лофтированная поверхность, построенная по 101 окружности, представляет собой 10 идеальных витков вокруг еще не существующей бобины

Если лофтированная поверхность выглядит угловатой, а не округлой, нажмите клавишу 3 для получения максимально качественной прорисовки поверхности.

Последняя окружность содержит всю информацию об операции Animation Snapshot (Копии фаз анимированного объекта).

1. Выделите последнюю окружность.
2. В окне Channel Box (Окно Каналов) откройте секцию snapshot1 (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Кабель с разными значениями параметра End Time (Конечное Время) лофтированной поверхности

Здесь вы найдете историю создания поверхности. Анимируя параметры Start Time (Начальное Время) и End Time (Конечное Время), вы можете создать анимацию намотки кабеля вокруг бобины. Установив Start Time (Начальное Время) на 0 и ключевые кадры для End Time (Конечное Время) с 0 до 100, вы, наконец, получите намотку кабеля на бобину. Анимация параметра Start Time (Начальное Время) уменьшает длину кабеля с начала в процессе намотки (рис. 9.8).

Рис. 9.8. История создания лофтированной поверхности может быть проанимирована. Чем меньше значение End Time (Конечное Время), тем короче кабель

Когда кабель наконец намотается, вы можете добавить последние штрихи.

Обычный цилиндр, возможно немного подмасштабированный с торцов, послужит геометрией для бобины.

Если вам захочется поиграть с деревянной текстурой, вы можете найти ее в секции 3D-texture-Section в окне Hypershader (рис. 9.9).

Рис. 9.9. Намотайте медный материал вокруг кабеля, а в качестве бобины добавьте цилиндрический блок с деревянной текстурой

А теперь кое-что новенькое. Вы никогда не пробовали «нащелкать» лошадь, используя Bert van Brandes' Skeleton Works?

Узловатый человечек

Как смоделировать фигуру, чья поверхность грубее, чем у обычного трехмерного персонажа?

Тема:

Моделирование, рендеринг.

Используемые техники и инструменты:

Subdivision Surfaces (SDS-поверхности), Split Polygon Tool (Разбиение Многоугольника), Extrude Faces (Экструдировать Грани), Displacement Shader (Шейдер Смещения).

Многие трехмерные объекты имеют безупречно гладкую поверхность, что хорошо не для всех задач. Обычно, для того чтобы сделать поверхность немного грубее и имитировать неровности, используют, так называемые Bump Maps (Карты Рельефа). В действительности же Bump Map (Карта Рельефа) - это свойство не поверхности, а камеры. В большинстве случаев Bump Mapping (Наложение Карты Рельефа) является достаточно эффективной процедурой и не требует много времени при рендеринге. Однако она совершенно неприменима, если вам нужны деформации и выпуклости, отчетливо выделяются на фоне.

Познакомьтесь с Displacement Mapping (Наложение Карты Смещения) - техникой, которая не просто имитирует деформации для камеры, а реально деформирует поверхность, используя полутона процедурной текстуры или растрового изображения. К сожалению, эти деформации нельзя видеть в окнах моделирования. Нам придется их отрендерить.

Этот урок состоит из двух взаимосвязанных частей. Мы начнем с моделирования высокого худого человечка с маленькой головой, используя SDS-поверхности.

Немного практики - и это займет лишь пару минут. (Перед эпохой SDS-поверхностей это стоило разработчику не меньше часа.) Если у вас нет Maya Unlimited, вы можете достичь тех же результатов, используя инструменты разбиения и экструдирования и выполнив после них операцию Polygon / Smooth (Многоугольники / Сглаживание). Если вы хотите пропустить моделирование либо отложить его на потом, просто возьмите любой примитив и приступайте ко второй части урока, посвященной технике Displacement (Смещение).

1. Создайте полигональный куб.
2. Выберите Modify / Convert / Polygons to Subdiv (Модифицировать / Преобразовать / Полигоны в SDS-поверхности) для преобразования куба в SDS-поверхность.
3. Назначьте новый материал SDS-кубу.

Если вы случайно назначили материал полигональному кубу (а это на самом деле внешнее покрытие SDS-поверхности, но не сама поверхность) вместо SDS-поверхности, отмените назначение. Выделите непосредственно SDS-поверхность polyToSubdShapel (например, в окне Hypergraph), перед тем как вновь назначить материал. Для этого щелкните правой кнопкой мыши по SDS-объекту и воспользуйтесь контекстным меню.

1. Переключитесь на режим Polygon mode (Полигональный режим) (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Полигональный куб, преобразованный в SDS-поверхностъ. Его контекстное меню позволяет сделать видимым исходный полигональный объект

Вы можете моделировать SDS-поверхности в двух основных режимах. В первом вы используете инструменты полигонального моделирования, а во втором - инструменты из мира NURBS-моделирования. Классические инструменты полигонального моделирования незаменимы при получении высокой подробности геометрии (например, в области, где ноги прикрепляются к туловищу). Именно поэтому большую часть моделирования нашего человечка мы будем осуществлять в режиме Polygon mode (Полигональный режим).

1. Выберите Edit Polygons / Split Polygon Tool (Редактирование Многоугольников / Разбиение Многоугольника), чтобы разделить нижнюю поверхность куба на две грани (см. рис. 10.2). Делайте это на глаз, идеальная точность нам ни к чему - наш персонаж не собирается участвовать в конкурсе красоты. Выполните команду, нажав Enter.
2. Сделайте грани видимыми, используя контекстное меню. Выделите только что созданные нижние грани куба. Для того чтобы вытянуть новую геометрию из этих граней, выберите Edit Polygons / Extrude Face (Редактирование Многоугольников / Экструдировать Грань) (см. рис. 10.3). Щелкнув по одному из кубиков манипулятора инструмента, вы перейдете в режим масштабирования. Равномерно уменьшите немного в размере экструдированные поверхности и, используя стрелки манипулятора инструмента, передвиньте их вниз.

Рис. 10.2. Используя Split Polygon Tool (Разбиение Многоугольника), разбейте нижнюю грань куба на две части

Рис. 10.3. Инструмент Extrude Tool локально увеличивает плотность геометрии. Здесь мы это сделали, для того чтобы начать вытягивать грани для моделирования ног

1. Не отменяя выделения, нажмите клавишу G для повторного применения команды экструдирования. На этот раз мы применим ее к только что экструдированным граням. Вытяните ноги из туловища, применив команду два или три раза. Во время последнего экструдирования создайте поверхности такого размера, чтобы из них можно было вытянуть стопы (рис. 10.4).

Рис. 10.4. Несколько последовательных экструдов (а не экструзий) - и ноги готовы. Не совсем идеальные по форме, но все-таки это ноги. Последнее экструдирование (на этот раз в горизонтальном направлении) создаст стопы

1. Для более точной работы при экструдировании и масштабировании стоп используйте вид сбоку и сверху (рис. 10.5, 10.6).

Рис. 10.5. Вид сбоку используется для более точного моделирования носков стоп

Рис. 10.6. Моделирование нижних конечностей завершено. Немного практики - и это займет лишь пару минут

1. Примените инструмент Split Polygon Tool (Разбиение Многоугольника) по краям туловища и приступайте к экструдированию рук (и, если хотите, пальцев). Эта операция выполняется симметрично, поэтому вы можете одновременно экструдировать геометрию правой и левой рук (рис. 10.7).

Рис. 10.7. Работаем над верхней частью тепа. Это первые два экструда для рук

1. Экструдируйте верхнюю грань SDS-полигона, уменьшите в масштабе поперечное сечение шеи и приступайте к вытягиванию шеи и головы (рис. 10.8).

Рис. 10.8. Первые два экструда для шеи и головы

1. Осмотрите всю фигуру и смасштабируйте грани на ваш вкус. Помните, что вы можете не только масштабировать и перемещать, но также и вращать грани (рис. 10.9).

Рис. 10.9. Последние штрихи: вращение затылка

В окне Channel Box (Окно Каналов) вы увидите, что история создания поверхности содержит слишком много уже ненужной информации. Для того чтобы облегчить сцену, удалите историю: Edit / Delete by Type / History (Редактирование / Удалить в зависимости от типа / История).

Имейте в виду, что при этом вы не сможете удалить «сабдивность» поверхности.

Используя контекстное меню и команды Coarser (Грубый) и Finer (Подробный), вы можете переключаться с одного уровня иерархии на другой для более глобальной или локальной работы как в полигональном, так и в стандартном режиме (рис. 10.10).

Рис. 10.10. Контекстное меню SDS-поверхности позволяет вам переключаться между различными уровнями иерархии. Более подробные уровни позволяют работать локально

На этом этапе не стоит слишком увлекаться такими деталями, как нос, плечи или пальцы ног. Displacement Shader (Шейдер Смещения) может стереть нос, плечи и другие мелкие элементы.

1. В Attribute Editor (Редактор Атрибутов) шейдинг-группы поверхности (если вы использовали шейдер Blinn, ее имя будет blinnlSG) щелкните по шахматной пиктограмме рядом с полем Displacement Mat.
2. Открыто окно Create Render Node (Создать Функциональный Узел Рендеринга) (см. рис. 10.11). Выберите текстуру, которая деформирует поверхность персонажа в соответствии со значением цвета текстуры, например Solid Fractal. В качестве метода отображения выберите «As projection». Проекция гарантирует, что текстура равномерно распределится по всему объекту.

Рис. 10.11. Так создается Displacement Map (Карта Смещения) трехмерной текстуры проекционного типа. Откройте Attribute Editor (Редактор Атрибутов) для Shading Group (Шейдинг-группа), щелкните по шахматной иконке рядом с полем Displacement Mat и в окне Create Render Node (Создать Функциональный Узел Рендеринга) выберите параметр «As projection» для метода и, скажем. Solid Fractal для текстуры

Поскольку в окне моделирования вы не увидите никаких изменений, отрендерите сцену.

Рендеринг не займет много времени, - может, несколько минут, в зависимости от используемой геометрии, материала и, конечно, скорости вашего компьютера. Результаты наглядно демонстрируют разницу между Displacement Mapping (Карта Смещения) и Bump Mapping (Карта Рельефа). В рис. 10.12 как к персонажу впереди, так и к дальнему персонажу применялась одна и та же текстура Solid Fractal. Однако переднему персонажу текстура была назначена с помощью Bump Map (Карта Рельефа), а не Displacement Map (Карта Смещения) (как дальнему). Поверхность передней фигуры выглядит неровной, однако ее контур остается гладким, что отчетливо видно на фоне фона.

Рис. 10.12. В основе этих двух персонажей одна и та же геометрия и одинаковая текстура. Разница - в способе наложения текстуры. Неровность поверхности передней фигуры обусловлена применением Bump Map (Карта Рельефа). А метод наложения текстуры дальней фигуры - Displacement Map (Карта Вытеснения). Края передней фигуры выглядят гладкими, a Displacement Map изменяет не только внутренние области, но и контур поверхности. И хотя больше никакие настройки процедуры отображения не менялись, Displacement Map значительно увеличивает толщину персонажа. Bump Map, в свою очередь, в основном сохраняет первоначальную геометрию модели

Displacement Mapping (Карта Смещения) может иметь больший или меньший эффект, в зависимости от размера узловатого человечка.

Есть два способа настройки интенсивности эффекта. Один из них - это изменение плотности наложения текстуры на геометрию. В окнах моделирования вы можете видеть каркасный куб с именем placeSDTexturel. Это именно тот инструмент, с помощью которого мы можем изменять плотность наложения текстуры (рис. 10.13).

На рис. 10.14 слева - отрендеренная сцена. С помощью отмеченной пиктограммы вы можете сохранить отрендеренное изображение в оперативную память. Оно не будет удалено до тех пор, пока вы не выйдете из Мауа (или пока не произойдет фатальный сбой в программе).

Второй способ настройки текстуры смещения - это использование градаций серого текстуры. Displacement Mapping (Карта Смещения), как и Bump Mapping (Наложение Карты Рельефа), использует только яркость (альфа-канал, а не цвет) текстуры в деформации геометрии. Для большинства текстур, таких, как Solid Fractal, вы найдете входные данные для полутонов в секции Color Balance в окне Attribute Editor (Редактор Атрибутов). Начните с самых темных, почти черных значений цвета и низкого значения для Alpha Gain (Усиление Альфа-канала) (рис. 10.15).

Рис. 10.13. Каркасный куб вокруг стоп персонажа определяет размер наложенной Displacement Map (Карта Смещения). Чем меньше куб, тем чаще текстура повторяется на объекте

Рис. 10.14. Объект, отображающий расположение 3d текстуры, теперь охватывает весь персонаж полностью

Рис. 10.15. Окно Attribute Editor (Редактор Атрибутов) для текстуры. В верхней части располагаются параметры, отвечающие за структуру фрактала, ниже - установки для градаций серого, отвечающие за деформации. Основные параметры для Displacement Map (Карта Смещения) - это Color Gain (Усиление Цвета) и Alpha Gain (Усиление Альфа- канала). Большие значения этих параметров означают более белый цвет, что приводит к увеличению объекта. Если Displacement Map (Карта Смещения) обнаруживает только черный цвет, геометрия остается нетронутой

Вообще-то, персонаж увеличивается в размере, если вы применяете яркую текстуру. Когда Displacement Mapping (Карта Смещения) обнаруживает только черный цвет, размер модели не меняется. Если текстура имеет значительные колебания в яркости, персонаж получится очень «комковатым». Выпуклости соответствуют наиболее ярким областям текстуры.

Вам придется приложить много усилий и совершить много (много... много) ошибок в поисках подходящей комбинации настроек для достижения желаемого результата. К сожалению, инструмент IPR (Интерактивный фотореалистичный рендеринг) не работает с Displacement Map (Карта Смещения). Это значит, что вам придется потратить много времени на тестовый рендеринг.

Используя настройки окна рендеринга, отрендерите либо часть изображения, либо изображение маленького размера.

SDS-моделирование и Displacement Mapping (Карта Смещения) - это два мощных инструмента для эффективного создания сложных персонажей, которые выглядят так, будто их вылепили из глины (рис. 10.16) или выковали из металла (рис. 10.17).

Рис. 10.16. Персонаж, вылепленный из глины

Рис. 10.17. Выкованные из металла узловатые человечки

Для создания более мелкой текстуры вы можете добавить Bump Map (Карта Рельефа) к Displacement Mapping (Карта Смещения). Bump mapping добавит мелкие шероховатости к изменениям поверхности, создаваемым техникой Displacement mapping.

При экструдировании UV-координаты текстуры очень неровно распределяются. Это можно видеть, если в качестве метода отображения выбрать Normal (Обычный), а не As Projection (Проекция). Для решения проблемы распределения текстурных координат вам нужно создать новую UV-карту например с помощью команды Automatic Mapping (Автоматическое создание текстурных координат), которую вы найдете в меню Subdiv Surfaces (SDS-поверхности).

Проекционная текстура, как та, с которой мы только что работали, не использует UV-координаты поверхности. Однако, как только вы начнете анимацию персонажа, вам придется зафиксировать проекционную текстуру на его геометрии. В противном случае, как только персонаж начнет двигаться, текстура буквально «поплывет» по его поверхности. Команду для фиксации текстуры на поверхности вы найдете в окне Hypershader. Выберите Edit / Convert to File Texture (Редактирование / Преобразовать в файловую текстуру). Если вы хотите для наложения текстур использовать какие-то изощренные средства из арсенала полигонального моделирования, то сохраните сцену и преобразуйте наше существо из SDS-поверхности в полигоны (выберите Modify / Convert / Subdiv to Polygons (Модифицировать / Преобразование / SDS-поверхности в Полигоны).

Рис. 10.18. Узловатые человечки, выкованные из золота

А теперь кое-что новенькое. Приходилось .ли вам в последнее время нажимать клавиши А или F?

Изогнутое крыло автомобиля

Как создать крыло автомобиля из нескольких хороших NURBS-кривых?

Тема:

Моделирование.

Используемые техники и инструменты:

Loft (Построение поверхности по сечениям), Square (Квадрат), Birail (Построение поверхности по двум направляющим).

Когда разрабатывается дизайн автомашины, крыло (часть, которая огибает колесо) лишь в очень редких случаях проектируется отдельно. Форма крыла должна соответствовать внешнему виду автомобиля, поэтому обычно включается в процесс разработки дизайна. Тем не менее крыло автомобиля - это хороший пример для упражнения в моделировании весьма специфичных форм с использованием специальных кривых.

В этом уроке мы будем непрерывно создавать и модифицировать кривые, затем строить по ним поверхности, оценивать результат и удалять промежуточные построения. Начнем только с двух кривых, которые образуют Loft (поверхность, построенную по сечениям). Затем будем использовать инструмент Square (Квадрат) и закончим работу инструментом Birail3+ Tool. С помощью этих инструментов будет построена поверхность по двум направляющим кривым (кривым Rail) и нескольким профильным кривым. Это будет та поверхность, которую мы сохраним. Для начала работы вовсе не обязательно использовать сложные инструменты. Начнем с обычного Loft (Построение поверхности по сечениям) - он даст нам отличные кривые для создания более совершенных поверхностей.

1. В окне Front View (Вид Спереди) с помощью инструмента ЕР Curve Tool (Построение кривой по редактируемым точкам) восемью щелчками мышки создайте прямую линию вдоль оси X.
2. Сдублируйте кривую и переместите дубликат вверх.
3. Нажмите F3, выберите Surfaces / Loft (Поверхности / Построение поверхности по сечениям) для создания лофтированной поверхности по двум кривым.
4. В меню Pick Mask (Выбор Маски) уберите флажок с surfaces. Теперь вы можете применить выделение только к кривым (см. рис. 11.1). Разумеется, выделить поверхность можно в окне Outliner (Схема Сцены).
5. Выберите Modify / Transformation Tools / Proportional Modification Tool (Модифицировать / Трансформация / Пропорциональная Модификация), для того чтобы переместить вверх средние контрольные вершины нижней кривой. Они образуют нишу для колеса (см. рис. 11.2).

Рис. 11.1. Это лофтированная поверхность, построенная между двумя параллельными кривыми. В меню Pick Mask (Маска Выбора) в верхней части экрана дезактивирована пиктограмма с изображением поверхности. В этом режиме работы с кривыми возможность случайного выделения поверхности исключена

Рис. 11.2. Колесо отлично входит в нишу, созданную инструментом Proportional Modification Tool (Пропорциональная Модификация). Действие Proportional Modification Tool на контрольные вершины пропорционально расстоянию от середины выделенного множества. Чем дальше располагается контрольная вершина от середины, тем эффект модификации меньше выражен

1. Смасштабируйте контрольные вершины обеих кривых слева и справа ниши колеса внутрь для уменьшения размера этой площади (см. рис. 11.3). При этом помните: нельзя допускать, чтобы контрольные вершины «перепрыгивали» друг через друга.

Рис. 11.3. Инструмент Proportional Modification Tool (Пропорциональная Модификация) хорош не только для перемещения контрольных вершин, но и для их масштабирования. Мы сделаем нишу для колеса меньше и округлее. Соответствующие контрольные вершины верхних кривых следует масштабировать пропорционально, для того чтобы соблюсти точность геометрии поверхности

1. Переместите передние контрольные вершины обеих кривых в направлении оси Z, для того чтобы придать крылу небольшое закругление в сторону (несуществующей) решетки на радиаторе на передней части машины (рис. 11.4).

Рис. 11.4. Обе передние контрольные вершины передвинуты вправо, для того чтобы изобразить изгиб крыла в направлении решетки радиатора

1. Немного сдвиньте верхние контрольные вершины (кроме тех, которые вы только что передвинули) в направлении оси Z, для того чтобы изогнуть крыло к корпусу машины (рис. 11.5).

Рис. 11.5. Для того чтобы изогнуть край крыла в направлении корпуса машины, немного сместите оставшиеся верхние контрольные вершины

1. Переместите передние контрольные вершины верхней кривой немного назад, для того чтобы обозначить наклон передней части машины (рис. 11.6).

Рис. 11.6. Верхние передние контрольные вершины смещены назад для придания передней части машины требуемого наклона

Крыло не выглядит идеально. Имейте, однако, в виду, что вы затратили очень мало времени на его создание! Крыло уже похоже на крыло и ни на что другое. Однако после манипуляций с кривыми вы обнаружите ограничения в использовании лофтированной поверхности (поверхности, полученной лофтом). Горизонтальные кривые дают вам хороший контроль над формой в целом, но у вас нет вертикального контроля. Вам нужны кривые, которые позволят добавить детали, например заостренное ребро ниши колеса. Кроме того, оба вертикальных края поверхности абсолютно прямые, а ведь и они должны быть немного закругленными. Вы могли бы вставить третью кривую между двумя уже существующими и создать новую лофтированную поверхность для получения требуемого закругления. Но это будет очень неудобный способ. Вы можете получить абсолютный вертикальный контроль над поверхностью только с помощью вертикальных кривых.

В следующей части мы используем Square tool (инструмент Квадрат), с помощью которого создадим поверхность по четырем соприкасающимся или пересекающимся граничным кривым. Если этот инструмент отсутствует в вашей версии Мауа, используйте инструмент Birail 2 Tool.

Перед тем как удалить лофтированную поверхность, выделите ее и в последний раз взгляните на ее структуру и параметризацию. Лофтированная поверхность содержит две горизонтальные и несколько почти параллельных вертикальных кривых. Если какие-то из изопарм (кривые, образующие поверхность) пересекаются, то что-то не так с исходными кривыми и их (кривые, по которым строилась поверхность) нужно перестроить (рис. 11.7).

Рис. 11.7. Базисная форма крыла, состоящая из нескольких вертикальных и двух горизонтальных кривых

1. Удалите лофтированную поверхность.
2. С помощью инструмента ЕР Curve Tool (Построение кривой по редактируемым точкам) и всего лишь двух щелчков мыши (для каждой из кривых) создайте две новые кривые, соединяющие две горизонтальные кривые (см. рис. 11.8).

Рис.11.8. Две новые кривые двумя щелчками мыши. Они соединяют концевые вершины предыдущих кривых

Очень важно использовать Curve Snapping (Прилипание к Кривой) (нажмите и держите клавишу с) при создании новых вертикальных кривых. Это единственный способ проконтролировать, что кривые действительно будут соприкасаться. По два щелчка мыши на каждую кривую (один вверху, один снизу) вполне достаточно. Обратите внимание на направление кривых. Оно должно быть идентичным.

1. Выделите четыре кривые по часовой стрелке либо против часовой стрелки и выполните команду Surfaces / Square (Поверхности / Квадрат) для создания новой поверхности. Построение поверхности не получится, если крайние точки кривых не соприкасаются.

Новая поверхность выглядит так же, как удаленная лофтированная поверхность. Однако на этом этапе вы можете управлять формой крыла по вертикали.

1. Передвиньте обе центральные контрольные вершины боковой кривой (той, которая позади машины) в горизонтальном направлении для закругления края крыла.
2. Передвиньте обе центральные контрольные вершины передней кривой (той, которая ближе к радиатору) немного вперед, для того чтобы придать уже наклоненной передней части крыла небольшое закругление (см. рис. 11.9).

Рис. 11.9. Новая поверхность, построенная по четырем кривым. Перемещение двух центральных контрольных вершин передней кривой придает округлую форму передней части машины

Заметьте, насколько могущественны эти крошечные изменения кривизны и как они влияют на всю структуру поверхности. Если вам захочется передвинуть крайние контрольные вершины какой-нибудь из кривых, убедитесь, что вы также выделили и двигаете соответствующую контрольную вершину соприкасающейся кривой. В противном случае Square tool не будет создавать результирующую поверхность. Неплохо было бы одновременно передвигать соответствующие контрольные вершины противоположных кривых, поскольку односторонние изменения могут оказать самый неожиданный эффект на форму изопарм. После удаления нашей поверхности четыре оставшиеся кривые описывают форму крыла гораздо точнее, чем кривые, оставшиеся после лофтированной поверхности (рис. 11.10).

Рис. 11.10. Завершение второй фазы разработки дизайна крыла: поверхность, построенная инструментом Квадрат, перед удалением

1. Удалите поверхность, построенную Square tool.
2. Переключитесь на окно Front View (Вид Спереди).
3. Создайте две новые вертикальные кривые, берущие начало в нише колеса и направленные к верхней кривой (рис. 11.11). Используйте Curve snapping снова и лишь два щелчка мыши на каждую из кривых.

Рис. 11.11. Две новые вертикальные кривые, созданные инструментами ЕР Curve Tool (Построение кривой по редактируемым точкам) и Curve Snapping (Прилипание к Кривой)

1. Переключитесь на окно Perspective View (Вид Перспективы). Передвиньте две центральные контрольные вершины новых кривых по оси Z, для того чтобы выровнять их с другими вертикальными кривыми (рис. 11.12).

Рис. 11.12. Переместите центральные контрольные вершины в горизонтальном направлении (влево) для придания середине крыла округлой формы

1. Снимите выделение со всех кривых.
2. Вызовите инструмент Birail 3+ Tool. Для этого выберите Surfaces / Birail / Birail 3+ Tool (Поверхности / инструмент Birail / инструмент Birail 3+ Tool).

Как вы, вероятно, уже догадались по названию инструмента, он создает поверхность из двух (bi) кривых (Rail). Часть 3+ означает, что мы используем три и более профильных кривых между направляющими. В нашем случае направляющие - это две первые горизонтальные кривые, соединенные четырьмя вертикальными кривыми (профилями). Строка помощи в нижней левой части экрана подсказывает вам порядок действий. Вас попросят сначала выделить профильные кривые.

1. Выделите четыре вертикальные кривые и нажмите Enter.
2. Выделите две горизонтальные кривые и нажмите Enter.

Таким образом мы создали новую поверхность - последнюю в этом уроке (рис. 11.13). Она очень отличается от всех предыдущих поверхностей. Рядом с новыми вертикальными кривыми можно увидеть несколько дополнительных изопарм, которые немного портят внешний вид поверхности. Однако вскоре мы это исправим.

Рис. 11.13. Поверхность, построенная с помощью Birail 3+ Tool, выглядит менее аккуратно, чем предыдущие поверхности, поскольку ей приходится дополнительно учитывать кривые в центре

Мы добавили средние профильные кривые, для того чтобы более детально проработать верхнюю часть ниши колеса. Использования имеющихся контрольных вершин вертикальных кривых на этом этапе явно недостаточно для детализации формы крыла. Если вы откроете Attribute Editor (Редактор Атрибутов) для кривых, вы увидите, что каждая из них состоит только из одного интервала (span), полученного двумя щелчками мыши, с двумя контрольными вершинами в середине. Нам нужно перестроить (команда Rebuild) кривые, для того чтобы

увеличить количество контрольных вершин. Для сохранения аккуратности геометрической формы крыла мы перестроим все четыре вертикальные кривые, используя одинаковые установки операции rebuild.

1. Выделите все вертикальные кривые.
2. Выберите Edit Curves / Rebuild Curve Option box (Редактирование Кривых / Перестроить Кривую Окно Настроек), для того чтобы открыть окно настроек. Установите Number of Spans (Количество Интервалов) на 4 (рис. 11.14). Выполните команду, нажав Rebuild (Перестроить).

Рис. 11.14. Перестроив все профильные кривые, мы теперь можем добавить дополнительные детали на верхнюю часть ниши колеса и получить характерный жесткий излом

Когда все вертикальные кривые перестроены, увеличивается концентрация горизонтальных патчей на поверхности Birail (поверхность, построенная по двум направляющим). Заметьте, что поверхность перестраивать не нужно, она автоматически адаптируется к новым атрибутам кривых.

1. В режиме Component mode (Компонентный режим (клавиша F8) сделайте видимыми все контрольные вершины обеих средних вертикальных кривых (последних из созданных вами).
2. В обеих кривых выделите четвертую контрольную вершину, если считать снизу (см. рис. 11.15).
3. Передвиньте эти контрольные вершины немного вниз.

Волшебный момент: еле заметное перемещение контрольных вершин создает желаемый острый выступ ниши колеса. Особенность этого выступа заключается в том, что он плавно сходит на нет к концам крыла, прямо как у настоящей машины. Эта плавность обязана взаимодействию между соседними вертикальными кривыми.

Увеличив-плотность геометрии, вы можете добавить детали в верхнюю часть всех вертикальных кривых (см. рис. 11.16). Старайтесь, если это возможно,

двигать соответствующие контрольные вершины вместе. Проверьте - может быть, в другом окне и в другом режиме отображения (Shading mode), - как влияют на расположение изопарм и патчей на поверхности различные манипуляции с кривыми.

Рис. 11.15. Перемещение выделенных контрольных вершин обеих кривых немного вниз создает характерный выступ над нишей колеса. Этот выступ плавно сходит на нет к концам крыла, поскольку контрольные вершины передней и задней кривых распределены равномерно

Рис. 11.16. Добавление изопараметрических кривых позволяет добиться более точной формы перестроенной поверхности

Если окажется, что для получения желаемого результата вам все-таки недостаточно контрольных вершин, перестройте кривые снова. Когда результат вас удовлетворит, перестройте всю поверхность. Так вы сможете более равномерно распределить изопармы на поверхности.

1. Откройте Attribute Editor (Редактор Атрибутов) для поверхности и запомните оба значения (по U и по V) для Number of Spans (Количество Интервалов).

Допустим, это будут значения 17 и 4: 17 - для вертикальных и 4 - для горизонтальных изопарм. Для сложной поверхности 4 - это слишком малое число, и уменьшать его не стоит. Однако 17 - это больше, чем нам требуется на данном этапе моделирования, и его можно уменьшить на половину.

1. Откройте окно настроек команды перестраивания поверхностей: выберите Edit NURBS / Rebuild Surfaces Option box (Редактирование NURBS / Перестроить Поверхности) (рис. 11.17).

Рис. 11.17. Окно перестраивания поверхностей идентично окну перестраивания кривых. С установками по умолчанию команда создает более простую и равномерную поверхность

1. Смените значение Number of Spans (Количество Интервалов) в направлениях U и V. (В нашем случае смените значение U на 8 и оставьте V на 4.)
2. Завершите команду, нажав Rebuild (Перестроить).

Теперь поверхность перестроена с более простым и равномерным распределением изопараметрических кривых. Если какие-то детали из созданных ранее отсутствуют, отмените предыдущий шаг и перестройте поверхность снова, увеличив значения по U и по V.

Кривые теперь совершенно не нужны, и вы можете удалить их. Если вы хотите продолжить работу с кривыми для внесения каких-либо изменений или добавления деталей, выделите четыре изопармы по краям поверхности и используйте инструмент Square (Квадрат) или Birail 2 Tool для построения новой поверхности по этим четырем кривым. После этого можете удалить старую поверхность. Главная цель этого упражнения - это научиться использовать наименьшее количество возможно более простых кривых для построения выразительных поверхностей.

Прежде чем вы приступите к рендерингу, увеличьте значения Tesselation (Тесселяции) в окне Attribute Editor (Редактор Атрибутов) поверхности для получения действительно гладкой формы крыла. Поищите шейдер металла в библиотеке шейдеров либо создайте собственный многослойный шейдер с полупрозрачным слоем лака сверху.

Рис. 11.18. Красиво смоделированное крыло автомобиля ждет дверь, корпус и решетку радиатора

А теперь кое-что новенькое. Приходилось ли вам использовать Поиск Меню? [Здесь идет речь о MEL-команде findMenuItem, позволяющей отыскать пункты меню с желаемым названием (если помните, как примерно называется пункт меню, но забыли, где его искать). - Примеч. ред. ]

Нос с бородавкой

Как смоделировать нос с двумя ноздрями, бородавкой и веснушками?

Тема:

Моделирование, рендеринг.

Используемые техники и инструменты:

Subdivision Surfaces (SDS-поверхности), Automatic Texture Mapping (Автоматическое Наложение Текстуры), 3D Paint Tool (Инструмент трехмерного Рисования).

Человеческий нос обладает одной особенностью, которая при трехмерном моделировании просто взывает к NURBS моделированию: это его округлость. Но есть и другая особенность, кошмарная для NURBS моделлера: две дырки! Специалиста по полигонам, в свою очередь, дырки совершенно не беспокоят. Его, однако, весьма озадачивает вопрос получения гладкой округлой поверхности.

Тем не менее проблема носа просто решается путем использования SDS-поверхностей (или сабдивов). MAYA предлагает огромное количество готовых SDS-примитивов в меню Create (Создать). Мы могли бы начать моделирование с классического полигонального куба. В удивительно короткое время мы бы получили нос, не только гладкий и круглый, но еще и имеющий две ноздри и даже бородавку!

В реальной жизни носы очень редко существуют сами по себе, обычно они являются составляющей частью всего лица. Поскольку технология моделирования на базе SDS-поверхностей практически не зависит от исходной топологии поверхности, описанную здесь процедуру можно применять в проектах, где вы, скажем, начинали с создания сферы для головы. В отличие от обычного процесса моделирования с использованием SDS-поверхностей, где - как в главе 10 с узловатым человечком - мы в большинстве случаев использовали инструмент Extrude (Экструдирование), мы выполним всю работу только с помощью серии локальных детализаций поверхности и четко выполненных перемещений. Никакого экструдирования. В завершение мы конвертируем нос в полигональную поверхность и нарисуем на нем веснушки.

1. Начните с SDS-куба. Выберите Create / Subdiv Primitives / Cube (Создать / SDS-примитив / Куб). Немного увеличьте его размер (см. рис. 12.1).
2. Щелкните правой кнопкой мыши по кубу и, используя контекстное меню, сделайте исходный полигональный объект видимым (см. рис. 12.2).
3. Используя то же контекстное меню, сделайте видимыми вершины полигонов.

Рис. 12.1. Жил-был обычный SDS-куб

Рис. 12.2. Переключитесь с режима Standard mode (Стандартный режим) на Polygon mode (Полигональный режим)

1. Выделите 12 передних вершин и отмасштабируйте их внутрь (см. рис. 12.3).
2. Отмасштабируйте 6 верхних вершин внутрь, сдвиньте их назад. Перемасштабируйте их вновь (см. рис. 12.4).
3. Передвиньте нижние передние вершины (кончик носа) вперед (см. рис. 12.5).

Рис. 12.3. Масштабирование вершин многоугольника придает кубу основу формы носа, а SDS-поверхность плавно следует изменениям

Рис. 12.4. Дальнейшее масштабирование и перемещения формируют основание носа

Рис. 12.5. Моделируем острый кончик носа

1. Выделите четыре задние грани и удалите их (рисунок 12.6).

Рис. 12.6. Удаление четырех тыльных граней полигона открывает нос сзади. Никакая NURBS-поверхность не смирилась бы с такой операцией, а целостность SDS-поверхности остается неповрежденной

За несколько хорошо рассчитанных шагов моделирования вы создали объект, который уже выглядит как нос. Поскольку вам ничего не пришлось экструдировать, вы все еще работаете на одном-единственном уровне SDS-поверхности - 0. Нумерацию уровней можно видеть в окне Channel Box (Окно Каналов) либо с помощью контекстного меню. Для этого нужно переключиться в режим Standard mode (Стандартный режим) и активизировать вершины. В окне моделирования вершины появятся в виде нулей - говоря о том, что вы все еще работаете на нулевом уровне. Если вы попробуете переместить нижние вершины носа вверх для формирования ноздрей, то обнаружите, что плотность геометрии недостаточна для этой операции. Все, что вы можете сделать на данном этапе, - это переместить вверх всю нижнюю поверхность. Существует простой способ увеличить плотность геометрии.

1. Если вы этого еще не сделали, переключитесь из полигонального режима (Polygon mode) в режим Standard mode (Стандартный режим).
2. Используя контекстное меню, сделайте Edges (ребра многоугольника) видимыми.
3. Выделите те ребра, которые обрисовывают дно носовой септы (перегородка между будущими ноздрями).
4. Используя контекстное меню, примените команду Refine (Детализировать) к выделенным ребрам (рис. 12.7).

Рис. 12.7. Локальная детализация вокруг центрального нижнего ребра носа готовит поверхность к созданию двух ноздрей

Теперь у вас кроме уровня 0 есть еще два уровня: 1 и 2, которые позволят вам осуществлять более локальные изменения. В большинстве случаев персонажной анимации (и в этом уроке тоже) уровень 2 вполне достаточен для моделирования ноздрей. Вы можете переключаться с одного уровня на другой, либо меняя параметры команды Display Level (Показать Уровень) в окне Channel Box (Окно Каналов), либо используя команды контекстного меню Coarser (Грубый) и Fine (Подробный). Эти команды позволят вам шагать по иерархии уровней вниз и вверх.

1. Сделайте вершины в уровне 2 видимыми. Выберите два ряда из четырех или пяти вершин, каждый из которых расположен параллельно носовой септе (перегородке) (рис. 12.8).

Рис. 12.8. Восемь вершин уровня 2 готовят нас к моделированию ноздрей

1. Выберите Modify / Transformation Tools / Proportional Modification Tool (Модифицировать / Инструменты Трансформации / Пропорциональная Модификация) и переместите выделенные вершины вверх внутрь носа (рис. 12.9).

Рис. 12.9. Инструмент Proportional Modification Tool (Пропорциональная Модификация) перемещает восемь вершин пропорционально вверх и формирует в носу две красивые дырочки

1. Используя тот же инструмент, перемасштабируйте вершины так, чтобы они оказались немного выше соседних. Подмасштабируйте и сдвиньте их немного назад.

Применение инструмента Proportional Modification Tool (Пропорциональная Модификация) обусловлено тем, что обычный инструмент перемещения передвинул бы все выделенные вершины вверх на одинаковое расстояние. В этом случае нам пришлось бы сделать еще один шаг и передвинуть вершины так, чтобы средние оказались выше всех других.

1. Переключитесь на уровень 1 и, опять же используя инструмент Proportional Modification Tool (Пропорциональная Модификация), масштабированием раздвиньте в стороны две вершины для обозначения внешней стороны ноздрей (см. рис. 12.10).

Вы создали ноздри всего лишь несколькими операциями. В зависимости от того, насколько точной детализации требует ваш проект, вы можете оставить нос в таком виде, либо дополнительно поработать с этими тремя уровнями. Скажем, вы можете попытаться воссоздать какой-нибудь весьма специфический нос - это может быть нос реального человека или с рисунка. Либо, если вы работаете над анатомически правильной анимацией, вы, может быть, захотите поместить камеру внутрь носа. В этом случае вам понадобится более детальная работа над ноздрями для изображения синусоидальных пазух. Наш нос будет закончен, когда мы добавим анатомически несовершенную, но милую маленькую бородавочку на самый его кончик.

Рис. 12.10. Конструируем ноздри с внешней стороны в уровне 1

1. Выберите место на носу, где вы хотите разместить бородавку. Переключитесь, скажем, на уровень 1 и выберите любую вершину в этой области.
2. Детализируйте область в этом месте (команда Refine) (рис. 12.11).

Рис. 12.11. Локальная детализация вокруг точки первого уровня. Именно здесь мы разместим нашу бородавку

1. Дважды щелкните мышкой по пиктограмме инструмента перемещения и поменяйте Move Settings (Установки Перемещения) с World (Глобальные) на Normal (Перемещение по нормали (к поверхности).

Если вы просто вытянете среднюю вершину детализированной области наружу, то увидите, что у вас получилась скорее обычная выпуклость, чем аккуратная бородавка (рис. 12.12). Отмените операцию трансформации.

Рис. 12.12. Перемещение вперед, от поверхности. Плотность геометрии, хотя и детализированная до уровня 2, все еще недостаточна для моделирования маленькой бородавки

1. Выделите среднюю вершину детализированной области и еще раз произведите ее детализацию. На новом уровне выделите среднюю вершину и вытяните ее наружу. Возможно, вам понадобится еще одна детализация (рис. 12.13). Может быть, вы захотите немного вытащить наружу также и другие вершины вокруг только что вытянутой и немного сдвинуть их масштабированием друг к дружке для укрепления основания бородавки (см. рис. 12.14). Это сделает вашу бородавку похожей на вишенку.

Рис. 12.13. Детализация носа на уровне 4. Наконец, мы можем вытянуть очень маленькую область из большой поверхности

Рис. 12.14. Вершины в основании бородавки сдвинуты масштабированием друг к дружке

Теперь, когда мы удовлетворены формой (см. рис. 12.15), давайте поработаем над цветом. Для того чтобы нарисовать веснушки, преобразуйте смоделированный нос в полигональный объект и приведите в порядок его UV-координаты. Этот шаг важен, поскольку предыдущие трансформации должны были исказить карту распределения UV-координат по поверхности. На этом этапе было бы неплохо сохранить SDS-сцену под другим именем: вдруг вы захотите к ней вернуться. Другой способ возвращения к красивому носу из сабдивов, над которым вы так усердно до настоящего времени работали, отсутствует [Здесь имеется в виду, что после конвертации SDS-поверхности в полигоны нельзя будет вер- гуться обратно к SDS-представлению с сохранением иерархии. Можно будет отконвертиро- вать полигональную поверхность в SDS, но при этом, естественно, уровни иерархии будут потеряны, то есть все точки станут точками нулевого уровня деталировки, и в этом смысле поверхность потеряет элегантность представлени. - примеч. ред. ].

1. Выделите нос. Выберите Modify / Convert / Subdiv to Polygon (Модифицировать / Преобразовать / Сабдив в Полигон), для того чтобы открыть Option box (Окно Настроек).
2. Увеличьте значение Subdivisions per Face (Число Разбиений на Грань) с 1 на 2, для того чтобы удвоить количество полигонов.
3. Завершите команду, нажав Convert (Конвертировать).
4. Выберите Edit Polygons / Texture / Automatic Mapping (Редактирование Многоугольников / Текстура / Автоматическое Наложение) для наведения порядка в карте распределения текстурных (UV) координат полигонального носа.

Рис. 12.15. Законченный нос в окнах моделирования. Вверху справа результат рендеринга (визуализации) с двумя источниками света

1. Нажмите F5. Выберите Texturing / 3D Paint-Tool Option box (Текстурирова- ние/ Инструмент Трехмерного Рисования Окно Настроек), для того чтобы открыть окно инструмента трехмерного Рисования.
2. Нажмите Assign Texture (Назначить Текстуру) и примите предложенные настройки размера текстуры.
3. Выберите цвет (или кисть из модуля Paint Effects) для кожи. Используя широкую кисть, нанесите основной цвет кожи на нос. Поменяйте цвет и размер кисти для рисования веснушек. Добавьте немного красного бородавке (рис. 12.16).

Помимо каналов цвета вы можете изменить и другие атрибуты с помощью инструмента 3D Paint Tool (Трехмерного Рисования). Загляните в меню Attribute to Paint (атрибут для рисования). Рисуя с использованием этой техники (техники трехмерного рисования), вы создаете двумерную картинку, которая накладывается на нос в соответствии с ранее созданным распределением текстурных (UV) координат. Вы можете открыть и отредактировать ее в программе Photoshop или в Paint Effects в режиме 2D, который иначе называется режим Canvas mode (режим Холста). (Смотрите урок в главе 28 о текстурировании спасательного круга).

Рис. 12.16. Разноцветные веснушки, нанесенные Инструментом Трехмерного Рисования

Использование инструмента 3D Paint Tool (Инструмент Трехмерного Рисования) (с или без использования кистей модуля Paint Effects) значительно отличается от рисования в окне модуля Paint Effects (клавиша 8 на клавиатуре). Здесь (в окне Paint Effects) нарисованные вами штрихи представляют собой не пиксели в двумерном текстурном файле, а кривые в трехмерном пространстве. Эти кривые визуализируются как штрихи, которые либо располагаются по поверхности носа, либо торчат из нее, как пучки волос, растущие из ноздрей. Для того чтобы добавить волосы, откройте в окне Visor секцию Hair.

А теперь кое-что новенькое. Приходилось ли вам задавать ключевой кадр для вращения, используя клавиши Ctrl+E?

Четыре чемодана

...Но какой из них самый удобный и полезный?

Тема:

Моделирование.

Используемые техники и инструменты:

Smooth Polygon (Сглаживание), Subdivision Surfaces (SDS-поверхности), NURBS Primitive (NURBS-примитивы), Round Tool (Округление).

В принципе нет ничего сложного в моделировании чемодана. Однако это прекрасный пример того, как различные подходы к решению задачи дают различные результаты. Мы сконструируем четыре чемодана четырьмя разными способами. Последний будет самым красивым, но мы не сможем его деформировать.

Полигональный чемодан

Самый очевидный способ начинается с полигонального куба.

1. Создайте полигональный куб.
2. Задайте его Width (Ширина) на 1,2, Height (Высота) на 3 и Depth (Глубина) на 5.
3. Выделите куб и примените к нему сглаживание. Для этого нажмите F3, выберите Polygons / Smooth (Полигоны / Сгладить).

Эта операция разбивает куб на большее количество граней (рис. 13.1).

Рис. 13.1. Создайте полигональный чемодан vi примените к нему несколько раз операцию Smooth (Сгладить). Это детализирует его форму

1. В окне Вид Сбоку выделите все вершины, которые указывают на углы куба. Раздвиньте их наружу масштабированием (рис. 13.2). Проверьте результат в окне Perspective View (Окно Перспективы).

Рис. 13.2. После каждой операции Smooth (Сгладить) вершины на углах раздвигаются масштабированием... [Нужно использовать именно масштабирование, чтобы не потерять симметричность формы. - Примеч. ред. ]

1. Детализируйте форму куба еще раз, выбрав Polygons / Smooth (Полигоны / Сгладить), и снова масштабированием раздвиньте наружу диагональные вершины, для того чтобы получить красивые края чемодана (рис. 13.3).

Рис. 13.3. ...для того, чтобы заострить сглаженные края чемодана

1. После третьего повтора операции сглаживания и перемасштабирования вершин взгляните на боковые стороны чемодана. Отмасштабируйте их так, чтобы они стали плоскими.

На этом завершается моделирование полигонального чемодана.

Чемодан из SDS-поверхностей

Этот процесс немного сложнее, чем предыдущий, но с самого начала он дает вам закругленные края.

1. Создайте SDS-куб. Для этого выберите Create / Subdiv Primitives / Cube (Создать / SDS-примитивы / Куб).
2. Нажмите клавишу 3 для придания поверхности округлой формы.
3. Отмасштабируйте куб в пропорциях предыдущего чемодана.
4. Щелкните правой кнопкой мыши по чемодану и, используя контекстное меню, сделайте вершины видимыми (рис. 13.4).

Рис. 13.4. SDS-куб на иерархическом уровне 0

Вы увидите нули вокруг чемодана, обозначающие вершины уровня 0. Это низший возможный уровень детализации и единственный, который у нас пока имеется.

1. В окне Вид Сбоку масштабированием раздвиньте 12 диагональных вершин наружу для придания углам и краям чемодана нужной формы (см. рис. 13.5).

На уровне 0 мы не можем сделать углы такими острыми, как хотелось бы, поэтому нам придется создать второй уровень.

1. Выделите угловые вершины, которые вы только что масштабировали, и, используя контекстное меню, детализируйте область вокруг них с помощью команды Refine (Детализировать) (см. рис. 13.6).

Рис. 13.5. Масштабированием раздвигаем диагональные вершины наружу

Рис. 13.6. Команда Refine (Детализировать) создает геометрию более высокой плотности на углах чемодана

Теперь вы видите единички, расположенные вокруг углов чемодана. Если вам захочется впоследствии поработать на уровне 0, вы всегда можете переключиться, используя команду Coarser (Крупный).

1. Масштабированием раздвиньте наружу угловые вершины уровня 1 (рис. 13.7).

В целом SDS-чемодан теперь готов (рис. 13.8). Если хотите, можете использовать одну из команд меню Crease (Складка) (которые мы обсудим позже, в главе 15 о моделировании кривой ножки стула). Она создает более или менее острые края, а также может быть использована для моделирования четырех маленьких ножек чемодана.

Рис. 13.7. Диагональные вершины более подробного уровня тоже масштабируются

Рис. 13.8. Этапы моделирования чемодана из SDS-куба

Чемодан из NURBS-сферы

Использование NURBS-сферы для моделирования прямоугольного чемодана может показаться странным. Однако NURBS-сферы являются очень гибкими в использовании поверхностями.

1. Создайте NURBS-сферу. Отмасштабируйте ее в пропорциях будущего чемодана.
2. Выделите угловые контрольные вершины и масштабированием раздвиньте их в стороны (рис 13.9).

Рис. 13.9. Обычная NURBS-сфера. Она более округлая, чем SDS-чемодан, и очень нуждается в масштабировании угловых контрольных вершин наружу

1. Переключитесь в окно Top View (Вид Сверху) и отмасштабируйте контрольные вершины так, чтобы они лежали в одной плоскости близко друг к дружке для формирования краев чемодана (см. рис. 13.10).
2. Масштабированием раздвиньте контрольные вершины вокруг обоих полюсов сферы в стороны горизонтально для придания верхней и нижней поверхности чемодана плоской формы (см. рис. 13.11).

Рис. 13.10. Масштабируем все угловые контрольные вершины вместе в окне Top View (Вид Сверху)

Рис. 13.11. Масштабируем контрольные вершины верхнего и нижнего полюсов

Итак, чемодан из NURBS-сферы готов. На его моделирование мы затратили гораздо меньше времени, чем на остальные.

Округленный чемодан

Последний метод основан на NURBS-кубе и во многом базируется на использовании инструмента Round Tool (Округление). Этот инструмент создает систему связанных, взаимозависимых поверхностей и создает по-настоящему красивый чемодан.

1. Создайте NURBS-куб.

NURBS-куб фактически состоит из шести сгруппированных NURBS-плоскос- тей. Инструмент Round Tool (Округление), который мы будем использовать, работает с ребрами соприкасающихся поверхностей. В нашем случае это будут шесть плоскостей, образующих стороны NURBS-куба.

Перед тем как применить команду, отмасштабируйте чемодан в пропорциях первого полигонального чемодана. Для этого вам нужно выделить именно группу куба, а не каждую плоскость в отдельности. Вы можете найти и выделить эту группу в окне Outliner (Схема Сцены) либо выбрать одну из сторон куба и, используя клавишу Up Arrow (Стрелка Вверх), подняться вверх по иерархии объекта на одну ступень - ею и будет искомая группа.

1. Масштабируйте размеры куба для придания ему формы чемодана. Задайте, например, X=l,2; Y=3; Z=5.
2. Нажмите клавишу 4, чтобы увидеть куб в режиме Wireframe mode (режим . Каркас).
3. Откройте Option Window (Окно Настроек) инструмента Round Tool (Округление). Для этого нажмите F3, выберите Edit NURBS / Round Tool (Редактирование NURBS / Инструмент Округление) (рис. 13.12).
4. В окне Tool Settings (Настройки Инструмента) задайте радиусу небольшое значение, которое подходит для размера вашего куба (см. рис. 13.13). Если размеры вашего куба те же, что в пункте 2, то оптимальной длиной радиуса будет 0,2.
5. Закройте окно настроек и выполняйте инструкции, данные в строке помощи.
6. Выделите пару соприкасающихся поверхностей - щелкнув мышкой по ребру куба, вы фактически выделите два соприкасающихся ребра. Выделите такую пару. Вы можете поиграть с манипуляторами радиуса в окне моделирования для отрегулирования значения радиуса.

Рис. 13.12. NURBS-куб готов к применению инструмента Round Tool (Округление). Небольшому чемодану требуется маленький радиус округления

Рис. 13.13. Манипулятор предлагает радиус 0,2 для первого ребра. Он может быть интерактивно изменен

1. Строка помощи просит вас выделить остальные пары ребер куба, одну за другой. Продолжайте это занятие, пока не получите маленькие манипуляторы радиуса около каждой из 12 пар ребер (см. рис. 13.14).

Рис. 13.14. Двенадцать пар ребер выделены. После завершения операции Round Tool (Округление)...

1. Завершите операцию Round Tool (Округление), нажав Enter.

Инструмент Round Tool (Округление) делает куб округлым там, где он должен быть округлым, и оставляет плоскими те места, которые должны быть плоскими (рис. 13.15).

Рис. 13.15. ...появляются несколько новых полукруглых поверхностей. Окно Channel Box (Окно Каналов) показывает заданные радиусы

Это именно то, благодаря чему чемодан так хорошо выглядит. Крышки на углах чемодана особенно изящны - они являются самостоятельными поверхностями и поэтому могут быть текстурированы отдельно. Значения радиусов скругления можно изменить в окне Channel Box (Окно Каналов). Просто откройте секцию roundConstantRadiusl и введите другие значения для каждого ребра в отдельности или для всех вместе.

Все четыре подхода к моделированию формы чемодана имеют свои плюсы и минусы (рис. 13.16). Последний чемодан состоит из великолепно смоделированных отдельных поверхностей, но, поскольку фактически они являются триммингованными NURBS-поверхностями, мы не можем их адекватно деформировать. Чемодан из NURBS-сферы легок в построении, и его геометрия наименее сложная, но у него нет четких краев. Чемодан из SDS-поверхностей позволяет применить локальную детализацию для добавления деталей, но он требует выполнения специальных действий при текстурировании. Полигональный чемодан нужно несколько раз сглаживать, прежде чем он станет хоть немного круглее, зато его очень просто текстурировать как детально, так и в целом.

Рис. 13.16. Слева направо: полигоны, сабдивы, NURBS-сфера и округленный чемодан

Всем нашим чемоданам не хватает двух вещей: ручек, для того чтобы их поднять, и способа, позволяющего открыть чемодан (см. рис. 13.17). Если вы будете моделировать ручки чемодана, начните с половинки NURBS-тора либо с окружности, экструдированной вдоль пути. Открыть чемоданы довольно просто, поскольку у них всех есть либо изопараметрические кривые, либо ребра на линии открывания, по которым можно разделить поверхность на части. Для того чтобы открыть округленный чемодан, вам нужно разбить поверхности, составляющие «верх» и «низ» чемодана, по двум разным группам.

Рис. 13.17. Четыре чемодана демонстрируют четыре техники моделирования и четыре техники текстурирования. Второй по порядку чемодан (тот, который когда-то был NURBS- сферой) раскрашен инструментом 3D Paint Tool (Инструмент Трехмерного Рисования). Остальным назначены обычные процедурные текстуры

А теперь кое-что новенькое. Приходилось ли вам визуализировать свои работы с помощью инструмента RenderPal? [Имеется в виду утилита RenderPal - диспетчер bach render - рендера из командной строки. Эта утилита имеет довольно простой интерфейс и позволяет организовывать последовательный обсчет нескольких задач пакетного рендеринга (рендеринга из командной строки). - Примеч. ред.]

Два глаза и рот

Как сшить вместе три круглые поверхности, для того чтобы получить лицо?

Тема:

Моделирование.

Используемые техники и инструменты:

Loft (Построение поверхности по сечениям), Stitch Tool. (Сшивание), Global Stitch (Сшивание всех Границ).

В этом уроке мы познакомимся с техникой, удобной для создания NURBS-структуры с более чем двумя отверстиями, - Сшивание. Зачем вам могут понадобиться так много отверстий в NURBS-поверхности? Ну, скажем, вы моделируете человеческую голову. NURBS-моделирование дает вам гладкую криволинейную поверхность, но отверстия в ней можно делать лишь вдоль изопармы. Это означает, что, если вы начнете с создания NURBS-сферы и раскроете два полюса, для того чтобы сконструировать рот и шею, больше вам ничего сделать не удастся - вы даже не сможете добавить ни единой ноздри. Конечно, вы могли бы преобразовать NURBS-голову в полигональную поверхность и продолжить добавлять детали. Полигоны допускают очень мелкую детализацию и не возражают против отверстий. Но тогда вы бы потеряли мягкие радиальные деформации, которые дает вам техника NURBS-моделирования. Даже самый современный способ, предполагающий использование SDS-поверхностей (который, как вы заметили, я очень часто применяю в этой книге), не даст вам точного соблюдения радиальной геометрии вокруг носа и глаз, как этого требует человеческая анатомия.

Сшивание (Stitch) заключается в том, что оно настолько сближает края нескольких NURBS-поверхностей друг с дружкой, что они уже ведут себя как единая поверхность (хотя таковой не являются). К такой структуре деформирование не применяется. Однако для моделирования рта и глаз многие деформации в основном затрагивают внутренние области каждой из поверхностей, а на границах происходят малые деформации, которые не нарушают целостности стича и прекрасно им отрабатываются. Крис Ландрет сшил несколько NURBS-поверхностей вместе для моделирования лица первого персонажа, созданного в MAYA - клоуна Бинго, который впоследствии стал очень популярным.

1. Создайте NURBS-окружность.
2. Сдублируйте ее и увеличьте копию в размере.
3. Придайте внутренней окружности форму, напоминающую рот (рис. 14.1).
4. Постройте лофтированную поверхность по двум кривым.
5. Повторите то же самое для обоих глаз.

Рис. 14.1. Начните с двух окружностей. Внутренняя окружность будет ртом

1. Удалите все кривые, они вам больше не понадобятся (рис. 14.2).

Рис. 14.2. Три NURBS-поверхности, все еще не связанные между собой, для рта и глаз

Мы сошьем все три поверхности вместе одной-единственной командой Global Stitch (Сшивание всех Границ). Для того чтобы прочувствовать работу инструмента, вы можете попробовать сшить их вручную, используя неавтоматический вариант инструмента, который находится в меню Edit NURBS / Stitch / Stitch Edges Tool (Редактирование NURBS / Сшивание / Сшивание Границ) (или щелкните мышкой по соответствующей пиктограмме в панели инструментов). Следуйте иллюстрациям для вашей модели.

Строка помощи MAYA попросит вас выделить две граничные изопармы поверхности: в нашем случае выберем для этого внешние изопармы двух поверхностей, созданных для глаз. Когда мы применим команду, MAYA попробует каким-нибудь образом соединить две окружности из изопараметрических кривых. Поскольку это в общем-то невозможно (как можно левую половину окружности левого глаза прикрепить к правой половине окружности правого глаза?), видимого результата вы не получите. Однако мы можем ограничить области, где две окружности фактически будут касаться, передвинув манипуляторы (это маленькие ромбики; рис. 14.3). Результат, вроде бы, неплохой. Но теперь нам нужна вторая пара манипуляторов, для того чтобы вторая окружность решила, с какой частью первой окружности она будет соприкасаться (рис. 14.4).

Рис. 14.3. Для того чтобы сшить поверхности двух глаз, передвиньте ромбовидный манипулятор к центру лица

Рис. 14.4. Появляется второй манипулятор (желтый). Передвиньте его, для того чтобы определить, какая часть правой поверхности будет соприкасаться с левой поверхностью

Если вы все делали с нами, отмените операцию сшивания и, перед тем как мы снова осуществим ее, откройте для этого инструмента окно настроек. Здесь мы видим, что один из краев имеет приоритет над другим. Задайте одинаковый Weighting (Вес) для обоих краев (см. рис. 14.5). Две пары ромбиков появятся, для того чтобы мы могли сшить обе поверхности по строго определенным точкам (см. рис. 14.6).

Рис. 14.5. Окно Настроек инструмента Stitch Tool (Сшивание). Две одинаково важные поверхности и весить должны одинаково

Рис. 14.6. Появились манипуляторы левой поверхности. Они определяют, какой части левой поверхности может касаться правая поверхность

После эксперимента по ручному сшиванию отмените все, что вы делали, и приготовьтесь к «великому сшиванию».

1. Выделите все три поверхности. Сшейте их вместе. Для этого нажмите F3, выберите Edit NURBS / Stitch / Global Stitch (Редактирование NURBS / Сшивание / Сшивание всех Границ).

Вы не увидите изменений, пока не поместите поверхности близко друг к дружке. Global Stitch (Сшивание всех Границ) по умолчанию не замечает поверхности, расположенные далеко друг от друга.

1. Откройте Attribute Editor (Редактор Атрибутов) для Global Stitch (Сшивание всех Границ). Для этого вам нужно открыть Attribute Editor (Редактор Атрибутов) любой из поверхностей и нажать на закладку globalStitch 1 вверху окна (см. рис. 14.7).
2. Поиграйте с параметрами. Два самых важных параметра для Global Stitch (Сшивание всех Границ) - это Stitch Partial Edges (Сшить Части Границ) и Мах Separation (Максимальное Удаление) (область, в пределах которой инструмент ищет два ближайших края поверхностей).

Поскольку Global Stitch (Сшивание всех Границ) теперь работает, вы можете поработать с каждой из трех поверхностей. Например, вы можете захотеть передвинуть ряд контрольных вершин вдоль одной из изопарм поверхности рта внутрь и наружу для получения формы губ (см. рис. 14.8). Заметьте, что, когда вы изменяете одну поверхность, все соседние с ней тоже стараются следовать новой форме и перестраиваются соответствующим образом. Но даже если вы деформируете все три поверхности чем-нибудь вроде деформатора Sculpt Deformer (Создать Рельеф), сшивание не нарушается. Если вам захотелось временно взглянуть на поверхность в ее изначальном виде, деактивируйте Global Stitch (Сшивание всех Границ), выбрав Modify / Enable Nodes / Global Stitch (Модифицировать / Активировать Узлы / Сшивание всех Границ).

Рис. 14.7. Команда Global Stitch (Сшивание всех Границ) автоматически скрепляет между собой несколько поверхностей. Однако инструмент нуждается в некоторых настройках в окне Attribute Editor (Редактор Атрибутов)

Рис. 14.8. Все три поверхности сшиты вместе (слева). В среднем примере рот сдвинут, а глаза наследуют движение поверхности рта. Под влиянием деформатора Sculpt Deformer (Создать Рельеф) (справа) все три поверхности деформированы единообразно по направлению от центра лица

Теперь вы можете создать отверстия для ушей и носа, не теряя комфорта NURBS-моделирования. Это может положить начало моделированию целой головы с помощью инструмента Stitch (Сшивание).

А теперь кое-что новенькое. Приходилось ли вам пользоваться командой Duplicate With Transform?

Кривой стул

Как сконструировать ножку кривого стула? [Навеяно работами Анны Кубик.]

Тема:

Моделирование.

Используемые техники и инструменты:

SDS-поверхности, Split Polygon Tool (Разбиение Многоугольника), Creasing (Складка).

Стул состоит из пары кубов, масштабированных в длину для создания спинки и ножек, и куба, уплощенного для создания сиденья. Но такие прямые стулья бывают только в воображении заурядных архитекторов и промышленных дизайнеров. Дерево, из которого делается большинство стульев, - это живой материал. Таким же является и деревянный стул.

Рис. 15.1. Происхождение кривой ножки стула. Справа - вид моделей, слева - отрендеренные фазы конструирования

У меня была возможность заглянуть через плечо польского аниматора Анны Кубик, когда она моделировала трехмерный стул для анимации, которая была ее диссертацией в немецкой школе кино. Около ее клавиатуры лежали эскизы кривого стула с высокой спинкой, выполненные в карандаше. По этим рисункам она сконструировала стул от начала до конца буквально за один-два часа. Анна использовала только три инструмента: Subdivision Surfaces (SDS-поверхности), Split Polygon Tool (Разбиение Многоугольника) и Creasing (Складка), который придает заостренную форму округлым краям. Если ваша версия MAYA не содержит инструмента построения сабдивов, применяйте команду Smooth Polygon (Сглаживание) к выделенным граням. При этом невыделенные части геометрии останутся нетронутыми.

Основная идея Анны заключалась в том, чтобы использовать обычную технику моделирования SDS-поверхностей немного по-другому. Обычно вы преобразуете полигональные поверхности в сабдивы, для того чтобы получить округлые и гладкие края. Она же использует SDS-поверхности, для того чтобы заострить округлые области.

В этом уроке мы смоделируем только одну ножку стула, но вы, может быть, захотите продолжить и создать целый стул, используя ту же процедуру. И не смейтесь над часами, которые Анна провела за моделированием стула. Визуализированное изображение стула в конце этой главы говорит само за себя. Я был поражен реалистичностью результата ее работы. Теперь у меня не возникает вопроса, почему стул, сконструированный в считанные минуты обычным дублированием и масштабированием, в целом выглядит так холодно и скучно. Не говоря уже о том, что в контексте огромного, занимающего целый месяц анимационного проекта пара часов, проведенных за моделированием стула, который играет центральную роль в законченной работе, - это не так уж много времени.

1. Создайте полигональный куб.
2. Удлините его до размера ножки стула.
3. Преобразуйте его в SDS-поверхность. Для этого выберите Modify / Convert / Polygons to Subdiv (Модифицировать / Преобразовать / Полигоны в Сабдив).
4. Нажмите клавишу 3, для того чтобы видеть красивую округлую поверхность.
5. Используя контекстное меню, переключитесь на режим Polygon mode (режим Многоугольников).
6. Нажмите F3, выберите Edit Polygons / Split Polygon Tool (Редактирование Многоугольников / Разбиение Многоугольника) - инструмент для разбиения граней многоугольника.
7. Щелкните мышкой по верхней части одного из ребер куба для определения положения начальной точки разбиения (см. рис. 15.2).

Рис. 15.2. Инструмент Split Polygon Tool (Разбиение Многоугольника) разбивает передний многоугольник ножки стула

1. Щелкните мышкой по соседнему ребру примерно на той же высоте. Перед тем как вы завершите команду, нажав Enter, вы, может быть, захотите переместить точку разбиения, используя среднюю кнопку мыши.
2. Повторите процедуру с другой парой ребер. Привяжите инструмент к предыдущей паре ребер.
3. Разбейте нижнюю часть ножки стула так же, как верхнюю.

Инструмент Split Polygon Tool (Разбиение Многоугольника) ожидает, что вы будете щелкать мышкой по ребрам поверхности. Держите кнопку мышки нажатой после первого щелчка - и вы сможете передвигать зеленую точку вниз и вверх вдоль ребра. Эта точка останавливается (привязывается), когда достигает уже существующей линии разбиения. Вы всегда можете отпустить кнопку и заново отредактировать позицию точки, используя среднюю кнопку мыши. После разбиения SDS-поверхность старается измениться в соответствии с только что созданными гранями многоугольника.

1. Переключитесь на режим Standard mode (Стандартный режим) (см. рис. 15.3).

Рис. 15.3. Снова переключитесь с режима Polygon mode (режим Многоугольников) на Standard mode (Стандартный режим)

1. Сделайте ребра видимыми.
2. Выделите восемь верхних ребер ножки (рис. 15.4).

Рис. 15.4. Выделяем восемь верхних ребер для применения инструмента Crease (Складка)

1. Примените к выделенным ребрам команду Subdiv Surfaces / Full Crease Edge / Vertex (SDS-поверхности / Полная Складка Ребра / Вершины) (рис. 15.5).

Рис. 15.5. Команда Full Crease (Полная Складка) придает ребрам многоугольника заостренную форму

1. Выделите восемь ребер нижней части ножки стула.
2. Вместо применения команды Full Creasing (Полная Складка), на этот раз выполните команду Subdiv Surfaces / Partial Crease Edge / Vertex (SDS-поверхности / Частичная Складка Ребра / Вершины) (рис. 15.6).

Рис. 15.6. К нижним ребрам применена более мягкая форма складки

При создании складок увеличивается разрешение поверхности вокруг ребер полигональной фигуры. Вы начали работу с нулевого уровня детализации. Теперь у вас есть также уровни 1 и 2, доступные для добавления деталей.

1. Используйте контекстное меню и команду Finer (Подробный), для того чтобы переключиться на следующий уровень иерархии (рис. 15.7).

Рис. 15.7. Переключаемся на более подробное представление в режиме Standard mode (Стандартный режим)

1. На этом уровне выделите нижние ребра ножки стула и примените к ним одну из двух команд Crease (Складка).
2. Сделайте вершины видимыми.
3. Раздвиньте в стороны нижние вершины (см. рис. 15.8). С помощью команды Finer (Подробный) переключитесь еще на один уровень выше.
4. Перемещайте, масштабируйте и вращайте вершины на этом уровне (см. рис. 15.9).

Ножка стула готова. После этого Анна создала второй полигональный куб для следующей ножки и уделила ей столько же внимания. Она также использовала еще несколько трюков SDS-дизайна, но это ее личные MAYA секреты.

Рис. 15.8. Нижние вершины уровня 1 раздвинуты в стороны

Рис. 15.9. Уровень 2 предлагает более мелкие манипуляции и деформации ножки стула

Теперь все зависит от вас: последуете ли вы примеру Анны либо продолжите дублирование и масштабирование существующих объектов. В любом случае в итоге у вас будет сконструирован стул, который значительно отличается от идеально прямых стульев, которые предлагают архитектурные программы CAD.

Рис. 15.10. Процесс работы: несколько видов стула Анны Кубик для ее анимации «Sally Burton»

А теперь кое-что новенькое. Приходилось ли вам щелкать мышкой на кнопку A\W в окне Hotbox (окно оперативного доступа к элементам интерфейса) и смотреть на Север?