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

Для чего же нужны сплайны? Для начала их можно выдавить из плоскости, другими словами, добавить сплайну высоту. К примеру, звездочку или шестеренку проще всего слепить из сплайна, а потом просто добавить ей объема, для чего придется воспользоваться модификатором Extrude. Параметр Amount определяет высоту, а Cap Start и Cap End решает, закрывать ли начало и конец получившейся фигуры. Похожий эффект обеспечивает модификатор Bevel, делающий многослойное выдавливание, причем такие слои, возможно, будут отличаться друг от друга масштабом. Итого, мы получили такой же выдавленный сплайн, только с выпуклыми или вогнутыми краями. Параметры Level 1 - Level 3 задают нужное количество слоев, Height - высота слоя, Outline - масштабирование, а Smooth Across Levels - сглаживание вдоль уровней.

Другой способ “оттрехмерить” сплайн - создать объект вращения. Разные бокалы, бутылки, банки и стаканы  производятся именно таким образом. Сплайны создают половину поперечного  сечения объекта, а дальше дело за модификатором Lathe. Параметр Direction задает то, вокруг какой оси будет происходить  вращение (X, Y или Z), а параметр Align - вокруг какой оси сплайна (вокруг центральной  или крайних). Если в центре получившегося  объекта проявятся какие-то артефакты, то придется отметить галочку Weld Core. Также в MAX'е существуют NURBS-кривые, во многом похожие на сплайны, к которым можно применять те же самые модификаторы, поэтому останавливаться на них я не буду.

1.5. Составные объекты

Важно разобраться с созданием  в Boolean составных объектов, что обеспечит  объединение и пересечение нескольких объектов, а также возможность  вырезать из одного объекта другой. К примеру, требуется быстро сделать  стену с окнами. Стена - это простая  коробка, окна – тоже коробки. Вырезай  окна из стены с помощью Boolean, а  потом уже действуй по собственному усмотрению. Такой метод применяется  в большинстве случаев, поэтому  полезно будет привыкнуть быстро разбивать в уме модель на составные  части, комбинируя их, вырезая, пересекая  и объединяя друг с другом. Для  создания Boolean-объекта потребуется  не менее двух пересекающихся трехмерных объектов. Для начала выделяем первый из них и выбираем Create - Geometry - Compound Objects - Boolean. Затем надо определиться с операцией: Union - объединение, Intersection - пересечение, Subtraction (A-B) - вырезание  второго из первого, Subtraction (B-A) - аналогично, Cut - различное разбиение граней. Останется только нажать кнопку Pick Operand B и выбрать второй объект. После  этого из двух получится единый объект, а Boolean свалится в стек модификаторов.

К сожалению, при создании Boolean-объектов в MAX'е (особенно в старых версиях) нередко появляются необъяснимые глюки: то полигоны пропадут, то вообще всю модель разворотит :(. Поэтому  после каждой операции в Boolean стоит  исследовать модель на предмет видимых  повреждений, чтобы не упустить тот  момент, когда это злодеяние случилось  и успеть нажать Undo.

Еще один вид составных  объектов - Loft. Это метод позволяет  сделать из нескольких кривых (сплайнов или NURBS) один трехмерный объект. В этом случае одна кривая станет “путем”, а  другие “сечениями”, расставленными вдоль него. Самый простой пример Loft-объекта - провод или шланг, где  “путь” представлен идущей вдоль  него кривой, а “сечение” - окружностью. Итак, нам понадобятся как минимум  две кривые. Сначала нужно выделить первую (определиться с тем, “путь” это или “сечение”, лучше сразу) и нажать Create - Geometry - Compound Objects - Loft. Далее, в зависимости от того, чего не хватает, “пути” или “сечения”, выбрать Get Patch или Get Shape и указать на вторую кривую. Если одного “сечения” оказалось мало, то можно добавить еще несколько: в свойствах Loft в свитке Patch Parameters есть счетчик Patch, при изменении значения которого по “пути” будет бегать крестик, обозначающий место присоединения нового “сечения”. Теперь можно снова нажать Get Shape и выбрать второе “сечение” - в месте стыка одно сечение плавно перетечет в другое.

1.6. Текстурирование, наложение текстур, рендеринг

Текстурирование

Какой бы навороченной ни была 3D-модель, без текстуры она смотрится  довольно убого. Сейчас мы это исправим. За создание материалов в MAX'е отвечает “Редактор материалов”, возможности  которого практически не ограничены (в отличие от нашего журнала, поэтому  полного описания ну никак не получится).

Для открытия редактора на панели инструментов есть кнопка Material Editor. В верхней части редактора  расположены 24 шарика (если ты ненавидишь шарики, то можешь выбрать кубики или  цилиндры), каждый их которых представляет в виде символа одну текстуру. Чтобы  сделать образец активным, достаточно кликнуть по нему один раз. Внизу будет  семь свитков с параметрами, из которых  самые важные - первые два. В первом (Shader Basic Parameters) определяется тип материала  из восьми предложенных. Для начала вполне хватит типа Blinn. Там же есть еще два полезных свойства: Wire и 2-Sided. Если отметить Wire и наложить материал на объект, то при рендеринге модель будет представлять собой то же самое, что и в окне Perspective при отображении Wireframe. Двухсторонний материал стоит  выбирать при наложении на незамкнутые  объекты, например, плоскости. Теперь второй свиток - Blinn Basic Parameters. Счетчик Opacity определяет степень прозрачности объекта. Возле  надписи Diffuse в цветном окошке задается однотонный цвет материала. Я думаю, одного цвета явно мало, поэтому сразу наложим полноценную текстуру из какого-нибудь файла типа *.jpeg. Правее от надписи Diffuse и окошка с цветом находится маленькая кнопка без надписи. Нам сюда. Откроется Material/Map Browser, в котором нужно выбрать Browse From: - New и два раза кликнуть по словечку Bitmap. На этот раз появится стандартное win-окошко выбора файла, в котором остается только найти свою текстуру и кликнуть Open. Текстура уже готова. Для того чтобы вернуться к начальным настройкам материала, выбирай Go to Paren из ряда кнопок под образцами.

Если нет желания напрягать  мозги созданием новых материалов, можно воспользоваться готовыми. Для этого нажимаешь на кнопку Standart под образцами - откроется уже  знакомый Material/Map Browser. В нем выбираем Browse From - Mtl Library и ждем появления списка готовых материалов. Если он пуст, то придется вручную открывать файл, содержащий материалы, что делается в File - Open в этом же браузере. Применить текстуру к объекту можно несколькими способами: обычным drag’n’drop образца на модель или после выделения одного или нескольких объектов кнопкой Assign Material to Selection в редакторе материалов. В любом случае имеет смысл накладывать текстуры только на те объекты, которые видны при рендеринге.

Наложение текстур

Если текстура не однотонная, то свои ее можно наложить на объект сотней способов. MAX не обладает искусственным  интеллектом, поэтому эту процедуру  в автоматическом режиме он проделывает  постоянно одним и тем же способом (в прошлых версиях он вообще отказывался  это делать). Если не устраивает результат  наложения шкурки, стоит попробовать  другой способ проекции текстуры, для  чего существует модификатор UVW Map. На выбор  предлагается семь вариантов проекции. Если форма объекта хоть чем-то напоминает плоскость, цилиндр, сферу или куб, то оптимальным будет способ проекции с аналогичным названием (Planar, Cylindrical, Spherical & Box). Вариант Shrink Wrap почти одинаков со Spherical, вариант Face проецирует текстуру в центр каждой грани, а XYZ to UVW растягивает текстуру при растягивании объекта. Опять не нравится результат? Тогда читай дальше.

Ты когда-нибудь видел, как  выглядят текстуры для моделей в  играх? Примерно так: модель, как будто  сделанную из бумаги, разрезали на кусочки, каждую часть развернули на плоскости, а потом все сгруппировали  на одной картинке. Если такую текстуру просто наложить на модель, то какой  способ проекции ни используй, все равно  получится ерунда. Как это ни странно, во многих руководствах по MAX развертку  вообще не рассматривают или описывают  неприлично бегло. А она необходима практически всегда при наложении  текстур, основанных на Bitmap. Для того чтобы развернуть карту текстуры на модель, существует модификатор Unwrap UVW. Применять его лучше с нормально  настроенным UVW Map, чтобы потом не мучаться. Для того же удобства следует  сначала превратить объект в редактируемую  сетку и каждой смысловой группе полигонов задать отдельный номер. Сейчас объясню зачем. Например, нужно  смоделировать машину, причем на дверь  наложить одну часть текстуры, на капот - другую, на крыло - третью. Делается это  так: выделяются полигоны, которые составляют дверь, и каждому из них задается номер, далее задается номер полигонам  крыла и т.д. Задать номер полигонам  можно на закладке Modify, выбрав редактирование на нужном уровне в свитке Surface Properties, группе Material и в счетчике Set ID. Теоретически последние два шага можно и  опустить, но я бы не советовал этого  делать:).

Итак, после применения модификатора Unwrap UVW пора приступать непосредственно  к редактированию развертки, для  чего открываешь редактор Edit UVWs и нажимаешь  кнопку Edit в свойствах модификатора. Интерфейс редактора выполнен в  стиле MAX и рассматривать его отдельно не имеет смысла. Основную площадь  редактора занимает плоскость (в  шестом MAX'е эта плоскость разлинована  ярко-синим цветом, что ужасно раздражает, но, к счастью, отключается после ликвидации галочки возле Show Grid в свойствах редактора), в центре которой расположена накладываемая текстура, на которую в кучу свалены все полигоны, из которых состоит модель. Остается только понять, какой части модели принадлежит каждый полигон и оттащить его на нужное место текстуры. Но все не так просто, как кажется на первый взгляд. В нижней части редактора развертки есть выпадающее меню, значение которого определяет номера полигонов, отображаемых в определенный момент. Если перед этим не полениться и аккуратно назначить группам полигонов разные номера, то меню поможет довольно быстро расставить все по местам.

Рендеринг

Сцена готова и все текстуры наложены. Остался последний шаг  – рендеринг, перед которым стоит  заглянуть в главное меню - Rendering - Environment, где задаются различные  эффекты окружения. В группе Background можно установить цвет фона или назначить  текстуру для заднего плана. В  этом же окне на закладке Effects можно  настроить некоторые пост-фильтры. Теперь делаешь активным то окно, отображение  в котором больше всего нравится, и нажимаешь на панели инструментов Render Scene. Появится окно настроек рендеринга с пятью закладками, из которых  пока актуальна только Common. В ней  самый важный параметр - разрешение выходного файла, которое находится  в группе Output Size. Чем больше выбранный  размер картинки, тем дольше нужно  будет ждать результата. У профи  процесс рендеринга может длиться  несколько часов (вовсе не потому, что профи пользуются 386-ми процессорами). Если сцена изрядно нагружена, то лучше начать вообще с 320х240, и только после улыбки Фортуны выставлять нормальное разрешение. Жмем Render. Картинка загрузилась, остается последнее движение - сохранить ее, щелкнув по кнопке с изображением дискетки.

1.7. Обзор возможностей AutoCAD

В проектных организациях для выполнения чертежных работ  часто используется пакет AutoCAD. Этот пакет позволяет создавать сложные  чертежи из простейших элементов, называемых примитивами. Наиболее часто используемыми  примитивами являются отрезки, точки, окружности, полилинии, текст, штриховка. Всего в пакете AutoCAD версии 14 насчитывается  более полусотни различных примитивов.

Действия над  чертежом выполняются при помощи команд. Команды  могут быть введены одним из следующих  способов:

• выбором элемента меню; 
• выбором пиктограммы на панели инструментов;
• вводом команды в командной строке.

Для обеспечения удобства создания чертежей AutoCAD позволяет настраивать  параметры:

• Единицы чертежа (units) определяют, в каких единицах измерения создается чертеж (футы и дюймы, миллиметры, мили и т. д.).
• Масштаб (scale) определяет размер одной единицы чертежа при выводе на бумагу.
• Сетка (grid) представляет собой массив точек для визуализации единиц чертежа.
• Границы (limits) определяют область черчения.
• Привязка (snap) позволяет позиционировать точки непосредственно на сетке или на других примитивах чертежа.

AutoCAD имеет множество инструментов  для ввода данных. Один из наболее  часто используемых методов –  указание координат. Все чертежи  привязаны к невидимой сетке,  называемой координатной системой, с горизонтальной осью X и вертикальной  осью Y. Одна единица в координатной системе представляет одну единицу чертежа (дюйм, миллиметр, миля и т. д.). Во время рисования можно непосредственно печатать координаты для указания положения точек. Относительными координатами  называются приращения координат X и Y относительно последней введенной точки. Имеются также полярные координаты, определяемые расстоянием и углом поворота относительно последней введенной точки.

AutoCAD имеет фиксированную  систему координат, называемую  мировой (World Coordinate System WCS), и подвижную  систему координат, называемую  пользовательской (User Coordinate System UCS). При  непосредственном вводе координат  необходимо указывать, к какой  системе они относятся. Каждый примитив AutoCAD имеет набор параметров, определяющих вид и положение примитива на экране дисплея и на бумаге. Эти параметры называются свойствами (properties). Далее перечислены свойства, общие для всех примитивов:

• тип линии (linetype). Он определяет, какой стиль линий будет использоваться при прорисовке примитива. Имеется множество различных стилей линий, таках, как сплошная, пунктирная, штрихпунктирная;
• цвет (color). AutoCAD может поддерживать до 256 цветов;
• слой (layer). Слой в AutroCAD является эквивалентом прозрачных перекрывающихся пленок с нанесенными на них элементами рисунка. Использование слоев обеспечивает эффективный способ организации чертежа в виде логических групп. Каждый слой имеет уникальное имя и ассоциирован с цветом и типом линии, что позволяет создавать чертежи в едином стиле, принятом в проектной организации. Послойная  структура чертежа обеспечивает контроль над видом рисунка. Слой или группа слоев могут быть выключены для того, чтобы скрыть не нужные в данный момент детали, а потом включены для окончательного вывода чертежа на бумагу.