Разработка планировки помещения в AutoCAD и его реализация в 3d Studio Max

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Кубанский государственный  университет»

 

Институт профессиональной переподготовки и повышения

квалификации специалистов (ИППК) Инновационно - образовательный центр информационных систем и дистанционного обучения

Выпускная аттестационная работа

Разработка планировки помещения в AutoCAD и его реализация в 3d Studio Max.

 

Программа: «Планировка и дизайн помещения с помощью инструментов AutoCAD и 3D Studio MAX»

 

Автор работы:                                                          _____________ Николаев В.С

слушатель ИППК

(договор № 450-ППС)         

 

Научный руководитель:

Канд. пед. наук, доцент                               _______________ С.П. Седых

 

Рецензент:

преподаватель                                                         _______________ Зыбина Л.В

 

 

Краснодар 2011

Оглавление

Введение 3

1. Основные  инструменты 3d Studio Max 4

1.1. Интерфейс 4

1.2. Примитивы 5

1.3. Свойства  и модификаторы 7

1.4. Сетки  и сплайны 7

1.5. Составные  объекты 11

1.6. Текстурирование,  наложение текстур, рендеринг 12

1.7. Обзор  возможностей AutoCAD 16

2. Моделирование  дома, и дизайн помещения 21

2.1. Конструктивная  реализация проекта в AutoCAD 21

2.2. Дизайн  и моделирование объектов помещения 22

Заключение 31

Приложение 32

Список литературы 38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Почему именно 3D Studio MAX? Во-первых, он стандартный. Во-вторых, его возможности  практически безграничны. В-третьих, он экономит время: создать несложную  сцену можно буквально за несколько  минут. В-четвертых, он удобен: интерфейс  полностью настраиваемый. В-пятых, он всегда идет в ногу со временем: новые  технологии практически моментально  занимают в нем свое законное место. Большинство компаний по разработке игр, мультфильмов, фильмов используют именно 3d max. 3d max обладает большим количеством преимуществ перед другими программами,  а в некоторый аспектах просто в не конкуренции.

Некоторые из них:

1. Универсальность - есть  все от моделирования любыми  способами до анимации (присуща  3ds max, maya, xsi vs. rhino, bryce, vue и т.д., которые  "заточены" подо что-то одно)

2. Естественная реализация  точного моделирования (реальный  масштаб, развитая система привяок  и др.) (3ds max, cinema4d vs. maya, xsi - там точное  моделирование имеется, но не  в таком явном виде)

3. Связь с CAD (AutoCAD, Revit) - здесь 3ds max вне конкуренции, за  исключением cinema4d - но этот пакет  завязан на продукцию Nemechek

4. Windows-like интерфейс (в  отличие от других пакетов,  многие из которых являются  портами с других ОС)

5. Ориентация на начинающих  пользователей с возможностью  дальнейшего прогресса вплоть  до программирования (в отличие  от maya и xsi, где нужно 'втыкаться"  в суть процесса сразу, макс  позволяет "дуриком" проработать  пять-шесть лет и не узнать  и четверти его возможностей)

Цель работы:

• разобрать основные аспекты работы с 3d max и AutoCAD
• Применить их на практике (моделирование дома и дизайна помещения)

 

1. Основные инструменты  3d Studio Max

1.1. Интерфейс

До работы необходимо разобраться  с интерфейсом MAX'а. Основную площадь  на экране занимают четыре окна проекций, на которых отображается сцена с  разных сторон. Наверху, под главным  меню, находится панель инструментов, на нее вынесены самые употребительные  команды. Справа по вертикали расположена  панель команд. Снизу находятся панель анимации, строка состояния и окна макросов, а правее них - кнопки, управляющие  видом в окнах проекции.

Окна проекций можно настроить  на свой вкус, вплоть до размещения в  них, например, браузера MAX'а. Однако опыт показывает, что предлагаемый в начале расклад удобнее всего. Если нет  особой необходимости, то лучше оставить в окнах вид сверху, спереди, слева  и отображение перспективы. Если потребуется что-то изменить, вызывай  меню настройки, кликнув по надписи  справа, которая находится в левом  верхнем углу любого из окон. В появившемся  меню для начала стоит обратить внимание на верхние два пункта Smooth + Highlights и Wireframe. Они определяют, в каком  виде будет отображаться сцена: со сглаживанием и освещением или в виде каркаса. А в выпадающем подменю Views можно  задать тип отображения.

Чтобы рассмотреть моделируемую сцену, потребуется регулярно вращать, двигать и приближать проекции в  окнах. В этом помогут инструменты Arc Rotate, Pan и Zoom соответственно. Их иконки расположены в правом нижнем углу MAX'а. Гораздо удобнее проделывать  все это трехкнопочной мышкой со скройлером: зажав третью кнопку - двигать, а колесиком - приближать или удалять. Чтобы рассмотреть  какое-то окно поближе, его можно  временно сделать полноэкранным  щелкнув по кнопке Min/Max Toggle.

Все объекты в MAX независимо от их природы можно двигать и  вращать. Для этого созданы инструменты Select and Move и Select and Rotate. Если же кликнуть правой клавишей по любой из этих кнопок, то легко можно задать отступ или поворот объекта в числовых значениях. Также можно просто выделить объект, не совершая над ним никаких действий, при помощи Select Object или выделить объект по его названию - Select by Name. Все эти инструменты находятся на панели инструментов.

1.2. Примитивы

Первое, что необходимо научиться  создавать в MAX - это примитивы (стандартные  стереометрические фигуры): на панели команд выбираешь закладку Create, далее Geometry, а в выпадающем меню Standard Primitives или Extended Primitives. Всего в MAX'е 10 стандартных  и 13 расширенных примитивов. Человеку, который в школе не прогуливал стереометрию слишком злостно, разобраться  в них будет довольно просто. Каждый примитив определяется своим набором  свойств, но основные параметры у  всех одинаковы (длина, ширина, высота, сглаживание…). Увы, в статье не поместится и десятая часть описаний возможностей MAX'а, поэтому оставлю такие простые  вещи, как создание примитивов, на самостоятельное  изучение. Разобраться в этом можно  банальным ”методом тыка”: если при  изменении параметра сразу же видны изменения объекта, то все  ОК. Если же никаких событий не наблюдается, то лучше пока оставить этот параметр со значением, которое было присвоено  по умолчанию. К тому же назначение большинства параметров можно понять по их названиям. Каждый примитив содержит параметры типа Segments или Sides, которые определяют количество сторон или сегментов, составляющих этот объект. С одной стороны, с увеличением этих счетчиков объект становится менее угловатым, а с другой - количество полигонов растет и такой объект становится значительно сложнее редактировать, да и про тормоза не стоит забывать. Придется искать золотую середину.

Вернувшись к интерфейсу нужно отметить. Для масштабирования объекта используется инструмент Select and Uniform Scale, который позволяет сжимать и растягивать модель в разных плоскостях. Для этого на панели инструментов нужно зажать ту же кнопку, и через секунду из нее вывалится меню с тремя иконками, каждая из которых обозначает различный инструмент масштабирования. Если твоя сцена состоит из огромного количества объектов, то ты рискуешь заблудиться в них. Для облегчения нелегкой жизни художника в MAX предусмотрены группы. Группируем объекты так: выделяем их и щелкаем в главном меню Group - Group. Теперь с этой группой можно управляться как с одним объектом. Для обратной операции - Group - Ungroup. Если при создании сцены уровень точности “на глазок” и “плюс-минус трамвайная остановка” недостаточен, то придется звать на помощь инструмент Align, который находится на панели инструментов. Объекты можно выравнивать друг относительно друга вдоль осей X, Y и Z, а также относительно центров, минимумов и максимумов самих объектов.

Если нужна точная копия  объекта, то просто щелкаешь в главном  меню по пункту Edit - Clone, конечно же выбрав заранее клонируемый объект. Существует три варианта клонирования: Copy, Instance и Reference. Первый - это просто копирование, остальные определяют наследуемость  свойств, то есть после изменения  основного объекта та же судьба будет  постигать и клонов. Более изощренный вариант клонирования - создание массива объектов. По непонятным мне причинам в шестом MAX'е разработчики убрали кнопку Array из стандартного набора. Исправим это недоразумение. Кликни правой кнопкой по панели инструментов и выбери Customize…. Далее ставь Group - Main UI, Category - All Commands, в появившемся списке найди Array и перетащи эту кнопку на панель инструментов. Готово. Массив объектов может пригодиться для создания множества копий одного объекта, расположенных на определенном состоянии друг от друга. Например, таким путем из одной доски за несколько кликов можно сколотить замечательный забор. Итак, во-первых, нужно выделить интересующий тебя объект и нажать по новой кнопке. Появится окно с множеством полей, в котором пока актуальны только три верхние левые колонки и счетчик Count - 1D. В колонках указываешь то, насколько каждый следующий объект будет сдвинут (повернут/увеличен) относительно предыдущего, а счетчик определяет будущее количество копий.

1.3. Свойства и  модификаторы

Каждый объект в MAX характеризуется  огромным количеством параметров. Чтобы  просмотреть свойства конкретного  объекта, достаточно просто выделить его  и перейти на закладку Modify панели команд. Верхнее поле этой закладки - название объекта и его цвет на схеме, чуть ниже - выпадающее меню Modifier List с неимоверным количеством  модификаторов (о них позже), в  середине - стек модификаторов, внизу - текущие параметры. На этой закладке и осуществляется основная часть  манипуляций объектами.

Модификаторы - это инструменты, которые позволяют изменять структуру  объекта. Их можно условно сравнить с фильтрами в Photoshop. После применения к объекту нового модификатора он автоматически падает в стек и  занимает там верхнюю позицию. Стек модификаторов назван так с некоторой  натяжкой, так как большую часть  модификаторов можно редактировать  даже если они не занимают в нем  верхнюю позицию. Чтобы отредактировать  какой-нибудь модификатор, достаточно просто щелкнуть по нему (под стеком выкатятся все его свойства), а  чтобы удалить - нажать на кнопку под  стеком с изображением корзины. Примеры  модификаторов будут рассмотрены  ниже, а пока для практики попробуй на примитивах следующие: Bend - изгиб, Taper - заострение, Twist - скручивание, Skew - сдвиг, Stretch - растяжение, Squeeze - сжатие, Push - сдавливание, Relax - ослабление, Mirror - отражение, Noise - зашумление (очень важный параметр Fractal), Spherify - осферение :), Wave - волны, Ripple - рябь, Lattice - решетка. Все описанное задается на закладке Modify в списке Modifier List.

1.4. Сетки и сплайны

В природе практически  все трехмерные объекты состоят  из полигонов. Разберемся с редактированием  на этом уровне. Для наглядности  лучше выбрать в окне перспективы  отображение Wireframe и, кликнув правой кнопкой по какому-нибудь трехмерному объекту, навести курсор на пункт Convert To: в появившемся списке выбираем Convert to Editable Mesh. Теперь объект предстал в образе редактируемой сетки. Запомни, эту операцию невозможно отменить (кроме, как через Undo)! При конвертировании объекта в сетку уничтожатся все модификаторы, которые были к нему применены раньше. Другими словами, результат действия этих модификаторов сохранится, но править их будет уже невозможно. После превращения объекта в сетку автоматически откроется закладка панели команд Modify, а в стеке модификаторов останется только Editable Mesh. Под стеком к тому времени появятся пять новых кнопок с изображениями точек, треугольников и других многоугольников, которые определяют, на каком уровне будет редактироваться сетка. Нажатая кнопка Vertex означает, что редактирование будет происходить на уровне вершин, Edge - на уровне граней, Face - на уровне треугольников, Polygon - на уровне полигонов, а Element - на уровне объектов. Все эти элементы можно двигать, вращать и масштабировать практически так же, как и отдельные объекты.

Что нужно уметь при  работе с редактируемой сеткой? При моделировании аморфного объекта острые углы ни к чему, но они упорно продолжают образовываться, если просто двигать вершины или полигоны. В такой ситуации на помощь приходит опция Use Soft Selection, которая находится в свитке Soft Selection. После ее активации и перемещения одной или нескольких вершин соседние с ней тоже подтянутся. Причем вершины, которые находятся вплотную к редактируемым, сдвинутся практически на такое же расстояние, а более отдаленные - намного меньше. Похоже на изменения фигуры при лепке из пластилина. Параметр Falloff задает то, какую площадь будут охватывать изменения.

Бывает полезно “выдавить” некоторые полигоны из объекта. Для  этого нужно перейти к редактированию на уровне треугольников или полигонов. Сначала выделим один или несколько  полигонов, а затем на панели команд в разделе Edit Geometry найдем кнопку Extrude. Справа от кнопки увидишь счетчик, при изменении значения которого выбранные полигоны моментально выдавятся из объекта.

Если требуется объединить несколько вершин в одну, то выбираешь  редактирование вершин и нащупываешь  группу Weld на панели команд в разделе Edit Geometry, а в ней кнопку Selected. Рядом  с этой кнопкой есть счетчик, значение которого определяет, на каком максимальном расстоянии друг от друга вершины  могут быть объединены. После установки  подходящего значения останется  только нажать Selected.

Сплайы

Сплайны - двух- или трехмерные кривые и геометрические фигуры. По умолчанию их не видно при рендеринге, что можно исправить отметив  галочку Renderable на закладке Modify. Всего  существует 11 стандартных сплайнов, которые создаются с помощью Create - Shapes - Splines.

Сплайны, как и сетки, можно  редактировать. Превратить сплайн в  редактируемый просто: правый клик, Convert To: - Convert to Editable Spline. Если выбрать  редактирование на уровне вершин и  щелкнуть правой кнопкой мыши по любой  из них, то каждая вершина обнаружит  свою явную принадлежность к одной  из следующих групп: Corner - угловая, Smooth - сглаженная, Bezier - регулируемо сглаженная, Bezier Corner - регулируемо угловая. Редактируя тип вершины, можно изменить сплайн до неузнаваемости. Если в нем недостаточное  количество вершин, то можно добавить их кнопками Refine или Insert на закладке Modify. Если нужно присоединить к одному сплайну другой, выдели любой из них, и, нажав Attach, щелкни по второму.

Есть несколько десятков приемов редактирования сплайнов, а  я опишу лишь один из них (по-моему, самый полезный). Если в сплайне  присутствуют самопересечения, например, после объединения двух сплайнов, то может возникнуть необходимость  избавиться от лишних сегментов (классический пример - создание деки скрипки). Берем  эллипс, повторяющий очертания деки, и выставляем две окружности по бокам  в тех местах, где требуется сделать углубления. Объединяем эти сплайны в один, выбираем редактирование на уровне сплайнов и жмем кнопку Trim на закладке Modify. После щелчка по лишним сегментам они самоликвидируются. Последний штрих: переходим к редактированию на уровне вершин и с помощью Weld объединяем двойные вершины в местах бывших пересечений.