Программа 3D Studio MAX

План. 

1. Введение (Назначение и возможности  MAX 3.0)
2. Объекты MAX 3.0
3. Элементы интерфейса MAX 3.0

1. Главное меню
2. Командные панели

4. Отображение трехмерного пространства

1. Виды проекций, используемых в MAX 3.0
2. Общая характеристика окон проекций
3. Типы окон проекций
4. Уровни качества отображения объектов

5. Этапы создания анимации

1. Предварительная подготовка
2. Формирование геометрической модели сцены
3. Настройка освещения и съемочных камер
4. Назначение и настройка материалов
5. Анимация сцены и настройка поведения объектов во времени
6. Визуализация сцены и имитация эффектов внешней среды
7. Видеомонтаж
8. Сохранение результатов.

VI. Заключение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I. Назначение и возможности МАХ 3.0

Программа 3D Studio MAX версии 3.0 (в дальнейшем называемая просто МАХ 3.0) является собственностью компании Autodesk и разработана ее отделением - фирмой Discreet, специализирующейся на создании программных средств компьютерной графики и анимации.

  Программа МАХ 3.0 относится к семейству программ трехмерной компьютерной графики или, как ее еще называют, ЗD-графики (3 Dimensional — трехмерная) и предназначена для синтеза отдельных изображений, имитирующих сцены из жизни реальных или вымышленных миров с фотографической детальностью и качеством, а также последовательностей кадров таких изображений, воспроизводящих движения объектов и называемых анимациями.

Вот лишь некоторые  возможности, обеспечиваемые программой МАХ 3.0 при создании отдельных изображений и анимаций:

- моделирование  геометрической формы любых трехмерных  объектов — от простейших, наподобие сферы, цилиндра или прямоугольного параллелепипеда, до таких сложных по форме объектов природного происхождения, как тела животных, деревья или поверхность взволнованной воды;

- имитация  физических свойств материалов  объектов, таких как шероховатость, блеск, прозрачность, свечение и т. п., явлений многократного зеркального отражения и преломления световых лучей, атмосферных явлений, таких как дымка или туман, природных явлений, таких как снег, пламя или дым;

-  имитация  освещения трехмерной сцены практически для любых условий, от глубокого космоса до яркого солнечного дня, и визуализация моделируемых объектов на реальном фотографическом фоне с тенями, отбрасываемыми на этот фон;

анимация практически  всех параметров объектов: их формы, размеров, пространственного положения, цвета и характеристик материалов и т. п.;

- реализация  различных способов управления  перемещением или изменением свойств объектов в процессе анимации, обеспечивающих возможность достоверной имитации самых разных типов движений;

- создание связанных иерархических цепочек объектов и их анимация по методам прямой или обратной кинематики, когда движение одного объекта вызывает согласованные перемещения остальных объектов цепочки;

- моделирование  постепенных превращений одних  объектов в другие, отличающиеся по форме и внешнему виду (морфинг);

- моделирование  динамических свойств движущихся  объектов с учетом их соударений, сил тяжести, ветра или упругости;

Я применение различных фильтров к синтезированным  изображениям, включая имитацию таких свойств объективов фото- или видеокамер, как глубина резкости или блики линз.

Основными областями  использования МАХ 3.0 являются:

- архитектурное  проектирование и конструирование  интерьеров;

  - подготовка  рекламных и научно-популярных  роликов для телевидения;

и компьютерная мультипликация и съемка игровых  фильмов с фантастическими сюжетами;

- разработка  компьютерных игр;

- подготовка  иллюстраций для книг и журналов;

- художественная  компьютерная графика, Web-дизайн;

- досуг и развитие  пространственного воображения;

- судебно-медицинская экспертиза. 
 

II. Объекты МАХ 3.0

Термин объект (object) в МАХ 3.0 относится к любым элементам виртуального трехмерного мира, которые могут включаться в состав сцен и к которым могут применяться преобразования и модификаторы. Объекты МАХ 3.0 делятся на категории, разновидности и типы. Всего имеется семь категорий объектов: Geometry (Геометрия), Shapes (Формы), Lights (Источники света), Cameras (Камеры), Helpers (Вспомогательные объекты), Space Warps (Объемные деформации) и Systems (Системы), а также три отдельных типа объектов, не относящихся к данным категориям — Editable Spline (Редактируемый сплайн), Editable Patch (Редактируемый кусок) и Editable Mesh (Редактируемая сетка). За исключением объектов этих трех типов, все остальные объекты МАХ 3.0 являются параметрическими, то есть при создании

приобретают определенный набор характеристических параметров, таких как координаты положения объекта, его размеры по длине, ширине и высоте, число сегментов или сторон и т. п. Эти параметры в дальнейшем можно легко изменять, поэтому в процессе создания объектов необязательно стремиться к обеспечению высокой точности.

  Ниже приводится классификация основных объектов МАХ 3.0. Число типов используемых объектов может увеличиваться за счет применения дополнительных модулей.                                                

Объекты категории Geometry

В данную категорию  входят объекты, предназначенные для  построения геометрической модели трехмерной сцены и подразделяемые на следующие разновидности:

- Standard Primitives (Стандартные примитивы) — это трехмерные тела правильной геометрической формы, такие как параллелепипед, сфера или тор. В число стандартных примитивов исторически входит также объект, представляющий собой чайник с носиком, ручкой и крышкой (рис. 1);

- Extended Primitives (Улучшенные примитивы) — это также трехмерные тела, но обладающие несколько более сложной формой и характеризуемые большим числом параметров, чем стандартные примитивы. К их числу относятся такие объекты, как параллелепипед, цилиндр с фаской, многогранник и тороидальный узел;

• Compound Objects (Составные объекты) — это трехмерные тела, составленные из нескольких простых объектов, как правило, объектов-примитивов (рис. 2). В данную разновидность входят также объекты типа Loft (Лофтинговые) — трехмерные тела, которые строятся методом лофтинга, то есть путем формирования оболочки по опорным сечениям, расставляемым вдоль заданной траектории (рис.3);

Рис. 1. Стандартные примитивы

      Рис. 2. Составные объекты

- Particle Systems (Системы частиц) — это источники множества мелких двумерных или трехмерных частиц, призванных имитировать такие природные объекты, как пыль, дым, снег, брызги воды, воздушные пузырьки или искры огня;

- Patch Grids (Сетки кусков) — это поверхности, состоящие из кусков Безье и создаваемые изначально как фрагменты плоскости прямоугольной формы. В дальнейшем форма и кривизна таких поверхностей может регулироваться за счет манипулирования управляющими точками. С помощью сеток кусков Безье удобно моделировать поверхности с плавно меняющейся кривизной;

 

Рис. 3. Объекты, построенные методом лофтинга         Рис. 4. Динамические объекты

- NURBS Surfaces (NURBS-поверхчости) - это поверхности, форма которых описывается неоднородными рациональными В-сплайнами (Non-Uniform Rational B-Splines - NURBS). В зависимости от типа NURBS-поверхностей они или проходят через все точки, заданные в пространстве сцены, или плавно огибают их. Такие поверхности наилучшим образом подходят для моделирования объектов сложной формы, свойственных живой и неживой природе;

- Dynamics Objects (Динамические объекты) — это специфическая разновидность стандартных объектов, позволяющая с легкостью моделировать два типа механических устройств: пружины и амортизаторы (рис. 4). Эти объекты не просто похожи на свои реальные прототипы по виду, при анимации они физически правдоподобно реагируют на действующие на них воображаемые силы;

- Doors (Двери) и Windows (Окна) — разновидности стандартных объектов, позволяющие с легкостью моделировать такие довольно сложные архитектурные элементы, как двери и окна различных типов, которые к тому же могут открываться и закрываться в процессе анимации. 

Объекты категории Shapes

К данной категории  относятся различные типы линяй, образующих разомкнутые или замкнутые двумерные фигуры. Некоторые типы линий (например, спираль) могут размещаться не на плоскости, а в трехмерном пространстве. Формы используются в качестве заготовок, которые могут различными способами преобразовываться в трехмерные тела, и подразделяются на следующие разновидности:

   - Splines (Сплайны) - это стандартные двумерные геометрические фигуры, такие как прямоугольник, эллипс или звезда, а также линии произвольной кривизны и контуры текстовых символов (рис. 5);

     Рис. 5. Примеры двумерных сплайнов

- NURBS Curves (NURBS-кривые) - это разновидность линий, позволяющих строить плавные, не имеющие изломов кривые. NURBS-кривые или проходят через точки, обозначенные в пространстве сцены, или плавно огибают их.

Объекты категорий Lights и Cameras

В данные категории  входят объекты, предназначенные для  имитации различных источников освещения сцены и для наблюдения сцены через объективы воображаемых съемочных камер. На показано, как выглядят подобные объекты на экране МАХ 3.0.

  Источники света и камеры могут быть нацеленными и свободными. Нацеленные источники света и камеры характеризуются наличием мишени (target) - точечного объекта, на который нацелена ось пучка световых лучей или линия визирования камеры. Свободные источники света и камеры не имеют мишеней.

Объекты категории Helpers

В данную категорию  входят объекты, которые не включаются в итоговое изображение сцены и предназначены для упрощения ее моделирования или анимации. Вспомогательные объекты делятся на следующие разновидности:

и Standard (Стандартные) — это объекты, используемые как вспомогательные при разработке и анимации геометрических моделей;

- Atmospheric Apparatus (Атмосферная оснастка) — объекты, предназначенные для локализации областей проявления эффектов окружающей среды;

- CameraMatch (Горизонт камеры) — это набор объектов, облегчающих согласование линии горизонта воображаемой съемочной камеры с линией горизонта фона сцены при визуализации моделей на фоне фотографии или кадров видеоклипа;

- VRML 1.0/VRBL и VRML97 — объекты, используемые при моделировании трехмерных сцен, предназначенных для экспорта в форматах языков описания виртуальной реальности.

Объекты категории Space Warps

В данную категорию  входят объекты, предназначенные для  имитации действия различных сил  на геометрические модели или частицы, попадающие под влияние «силового поля». Это позволяет имитировать действие сил тяжести или ветра на системы частиц или, скажем, деформировать поверхность плоского объекта, изображающего воду, для моделирования ветровых волн или кругов от брошенного камня. Источники объемных деформаций изображаются в окнах

проекций в  виде условных значков, но не включаются в итоговое изображение сцены. В  МАХ 3.0 имеется пять разновидностей объемных деформаций:

- Geometric/Deformable (Деформируемая геометрия) и Modifier-Based (На базе модификаторов) — различным образом деформируют геометрические модели объектов:

- Particles & Dynamics (Частицы и динамика) и Particles Only (Только частицы) — оказывают силовые воздействия на отдельные частицы в системах частиц, а также используются для имитации действия на объекты сил тяжести или ветра;

- Dynamics Interface (Динамическое окружение) — служат для оказания воздействий на динамические системы (так называются в МАХ 3.0 наборы объектов, для которых программ:) может, например, достоверно воспроизводить результаты столкновений с учетом сил упругости).

Объекты категории Systems

Каждый тип  систем представляет собой совокупность связанных между собой объектов, снабженных набором параметров, обеспечивающих анимацию системы. Данная категория изначально предназначена для включения в нее объектов, создаваемых дополнительными программными модулями. В комплект поставки МАХ 3.0 входят три типа систем: