Программа 3D Studio MAX

  Из всех присутствующих на экране окон проекций только одно является активным, то есть находится в готовности к применению команд и инструментов МАХ 3.0. Рамка активного окна изображается белым цветом. Неактивные окна служат только для наблюдения за сценой. Для активизации окна проекции выполните одно из следующих действий:

- чтобы сделать  окно активным, не заботясь о  сохранении текущего выделения объектов сцены, щелкните левой кнопкой мыши в пределах окна на любой точке, кроме его имени;

- чтобы  сделать окно активным, сохранив  текущее выделение объектов, щелкните правой кнопкой мыши на любой точке окна, или щелкните левой кнопкой мыши на имени окна, когда курсор приобретет вид, соответствующий режиму активизации окна.

3. Типы окон проекций

Все объекты  сцены МАХ 3.0 размещаются в глобальной (World) системе координат. Условно можно считать, что ось Z этой системы направлена вертикально вверх, ось Х — вправо, а ось Y — в направлении от наблюдателя. Окна ортографических проекций МАХ 3.0 — Top (Вид сверху), Front (Вид спереди), Left (Вид слева) и т. п. — названы так именно по отношению к глобальной системе координат. Взгляд на сцену «спереди» означает наблюдение вдоль оси Y в ее положительном направлении. В соответствии с этим, например, на проекции «вид спереди» ось Х глобальной системы координат будет направлена вправо, ось Z — вверх по экрану, а ось Y — от наблюдателя, перпендикулярно экрану, как показано на рис. 8. На проекции «вид сверху» оси глобальных координат будут располагаться так: ось Х направлена вправо, Y — вверх по экрану, Z — на наблюдателя, перпендикулярно экрану. Плоскостями, на которых изображаются проекции объектов сцены, по умолчанию являются три плоскости, проходящие через оси глобальной системы координат. Для проекций «вид спереди» и «вид сзади» это будет плоскость ZX, проекций «вид сверху» и «вид снизу» — плоскость XY, а для проекций «вид слева» и «вид справа» — плоскость ZY.

Рис. 8. Положения осей глобальной системы координат виртуального трехмерного мира определяют понятия «сверху», «спереди», «слева» и т. п.               

  Координатная сетка, которая видна в окнах проекций после запуска МАХ 3.0, — это сетка соответствующей плоскости глобальной системы координат, Координатные плоскости глобальной системы координат носят название исходных координатных сеток (home grids). MAX 3.0 позволяет создавать вспомогательные объекты-сетки (Grid objects), которые могут располагаться под любым углом к плоскостям глобальной координатной системы. При этом имеется возможность построения ортографических проекций объектов сцены на плоскости, параллельные координатным плоскостям объектов-сеток.                          1

В МАХ 3.0 поддерживаются следующие типы окон проекций:

- Тор (Вид  сверху), Front (Вид спереди), Left (Вид слева), Back (Вид сзади), Right (Вид справа) и Bottom (Вид снизу) — шесть окон ортографических проекций объектов на плоскости, параллельные соответствующим плоскостям глобальной системы координат;

  - Perspective (Перспектива) — окно центральной проекции, характеризующей    

    вид сцены из точки, положение которой  может изменяться пользователем;

- окно центральной проекции сцены на плоскость, перпендикулярную линии визирования съемочной камеры. Такие окна позволяют увидеть сцену из точки расположения каждой камеры и имеют имена, соответствующие именам камер, то есть по умолчанию Cameraft (Камерай), где # — порядковый номер камеры (01, 02 и т. д.);

- окно центральной  проекции сцены на плоскость,  перпендикулярную оси пучка лучей  источника света. Такие окна  позволяют увидеть сцену из  точки расположения каждого направленного источника света или прожектора и имеют имена, соответствующие именам источников света, то есть по умолчанию Spot# (Прожектор#) или Direct# (Направленный#), где # — порядковый номер источника света (01, 02 и т. д.);

- User (Специальный вид) — окно аксонометрической проекции на плоскость, не параллельную координатной плоскости, демонстрирующее вид сцены под углом, который может изменяться пользователем;

- Grid (Top) (Сетка (Вид сверху)), Grid (Front) (Сетка (Вид спереди)), Grid (Left) (Сетка (Вид слева)), Grid (Back) (Сетка (Вид сзади)), Grid (Right) (Сетка (Вид справа)), Grid (Bottom) (Сетка (Вид снизу)) и Grid (Display Planes) (Сетка (Показ плоскостей)) — шесть окон ортографических проекций объектов на плоскости, параллельные соответствующим плоскостям системы координат объекта-сетки, и окно, отображающее конструкционную плоскость объекта-сетки, выбранную в разделе Display (Показывать) свитка параметров вспомогательного объекта-сетки;

- Shape (Форма) — окно ортографической проекции на плоскость, параллельную плоскости XY локальной системы координат выделенного двумерного объекта-формы, то есть плоскости, в которой располагается эта форма.

  Каждое  из окон проекций может иметь любой  из поддерживаемых в МАХ 3.0 типов. Кроме того, в любом окне проекции может размещаться окно диалога Track View (Просмотр треков) или Schematic View (Просмотр структуры), что бывает удобно при отладке анимации сцены, а также окно Asset Manager (Диспетчер ресурсов) или MAXScript Listener (Редактор MAXScript).

  Выполнение  каких-либо действий в окне Track View (Просмотр треков), размещенном в одном из окон проекций, не ведет к переключению активного окна проекции. При размещении в окне проекции окон Track View (Просмотр треков), Schematic View (Просмотр структуры) или MAXScript Listener (Редактор MAXScript) имя окна отсутствует, и для вызова меню окна проекции необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши, установив курсор на любой участок панели инструментов (строки меню) окна диалога, размещенного в окне проекции, вне кнопок панели (команд меню).

  При размещении в окне проекции окна диалога Asset Manager (Диспетчер ресурсов) меню окна проекции не вызывается, и для переключения типа окна следует использовать вкладку Layout (Компоновка) окна диалога Viewport Configuration (Конфигурация окон проекций).

4. Уровни качества отображения объектов

Возможность отображать объекты с различными уровнями качества предусмотрена в МАХ 3.0 с целью обеспечения оптимального быстродействия при перерисовке изображения в окнах проекций на этапах разработки модели сцены и отладки анимации. МАХ 3.0 обеспечивает семь основных уровней качества отображения объектов в окнах проекций:

- Bounding Box (Габаритный контейнер) — объекты изображаются в виде описанных вокруг них параллелепипедов со сторонами, параллельными плоскостям глобальной системы координат.

- Wireframe (Каркас) — объекты изображаются в виде «проволочных каркасов», образованных видимыми ребрами между соседними гранями, не лежащими в одной плоскости.

  - Lit Wireframes (Освещенные каркасы) — объекты изображаются в виде каркасов, тонированных в соответствии с направлением лучей источников света.

 - Facets (Грани) — объекты изображаются в виде совокупности тонированных плоских граней.

   - Facets + Highlights (Грани + блики) — объекты изображаются в виде совокупности тонированных плоских граней с добавлением бликов.

-Smooth (Сглаживание) — объекты изображаются в тонированном виде со сглаживанием переходов между плоскими гранями.

- Smooth + Highlights (Сглаживание + блики) - объекты изображаются в тонированном виде со сглаживанием переходов между плоскими гранями и с добавлением бликов. В любом из вариантов тонированного отображения объектов — Facets (Грани), Facets + Highlights (Грани + блики), Smooth (Сглаживание) или Smooth + Highlights (Сглаживание + блики) — может быть дополнительно включен режим Edged Faces (Контуры граней), чтобы одновременно с тонированными оболочками демонстрировались каркасы объектов.

  При выборе вариантов Smooth (Сглаживание) и Smooth + Highlights (Сглаживание + блики) в окнах проекций могут демонстрироваться текстуры материалов, назначенных объектам, если применительно к данным материалам в Редакторе материалов будет включен режим Show Map in Viewport (Показать текстуру в окне проекции). 
 

V. Этапы создания анимации

В отличие от программных средств двумерной компьютерной графики, представляющих собой совокупность инструментов и приемов для рисования изображений с помощью компьютера, программы SD-графики предназначены для имитации фотографирования или видеосъемки трехмерных образов объектов, которые должны быть предварительно подготовлены в памяти компьютера. Совокупность таких образов носит название трехмерной сцены.

  При использовании  средств трехмерной графики синтез изображения сцены выполняется  по алгоритму, или сценарию, включающему  в общем случае следующие этапы:

- предварительная подготовка;

- формирование геометрической модели сцены, включающее промежуточные этапы создания базовых элементов моделей объектов, их преобразования и модификации;

- настройка освещения и съемочных камер;

Рис. 9. Эскизы проектируемой трехмерной сиены при фронтальном наблюдении (а) и осмотре с тыльной стороны (б), подготовленные средствами двумерной графики. 

- подготовка и назначение материалов;

- анимация сцены и настройка поведения объектов во времени;

- визуализация отдельных статичных изображений или серии кадров, составляющих анимационную последовательность, и имитация эффектов внешней среды.

  Из перечисленных  этапов только последний посвящен собственно формированию изображения, а все остальные являются подготовительными: ведь чтобы выполнить «фотографирование» сцены, ее нужно сначала создать. Это похоже на подготовку макета или строительство декораций, с тем отличием, что и макет и декорации создаются не в натуре, а только в памяти компьютера.

  Ниже описывается  типовой порядок действий при  создании анимации. Данный перечень стандартных шагов призван служить не шаблоном на все случаи жизни (при создании каждой конкретной анимации набор действий и их порядок могут меняться), а, скорее, путеводителем по остальным главам энциклопедии.

1. Предварительная  подготовка

На этом этапе  продумывается состав сцены. Следует  предусмотреть все объекты и их детали, которые будут видны с предполагаемых направлений наблюдения.

При этом полезно  бывает нарисовать один или несколько  эскизов будущей сцены, подобных показанным на рис.9.

 

  Собственно  работа над анимацией начинается с создания новой сцены, открытия файла ранее сохраненной сцены или импорта файла сцены одного из форматов, не являющихся описаниями сцен МАХ 3.0. Можно начать с присоединения к текущей сцене объектов из файла ранее сохранённой сцены или замены части объектов текущей сцены объектами из файла ранее сохраненной сцены, имеющими аналогичные имена. В МАХ 3.0 реализована новая возможность включения в текущую разрабатываемую сцену внешних ссылок (eXternal References — XRefs) на существующие сцены или объекты из таких сцен, которые хранятся в отдельных файлах.

  При необходимости  следует выполнить настройку  единиц измерения и режимов привязки, призванных обеспечить требуемую точность разработки моделей.

2. Формирование геометрической  модели сиены

Работа над  геометрической моделью сцены производится в два этапа: сначала создаются базовые элементы моделей объектов, а затем эти базовые элементы преобразуются и модифицируются.

Создание  базовых элементов  моделей объектов

При создании базовых  элементов геометрических моделей  объектов сцены используйте следующие приемы:

- если трехмерный объект может быть представлен в виде совокупности простых геометрических тел, что характерно для технических конструкций, машин, механизмов, зданий, сооружений и т. п., целесообразно начать с создания объектов-примитивов, которые затем можно будет произвольным образом объединять друг с другом, создавая составные объекты;

- если трехмерный  объект является телом вращения, напоминает деталь, создаваемую методом штамповки, или его форма может быть охарактеризована набором поперечных сечений, то нарисуйте сечения объекта и используйте методы построения трехмерных тел на основе сечений: вращение, выдавливание, скос по профилю или лофтинг;

- если трехмерное тело имеет сложную форму, свойственную природным объектам, то начинайте с создания сеток кусков Безье или NURBS-поверх-ностей, которые затем можно модифицировать, придав им форму требуемого объекта. Можно выполнить преобразование объектов простой формы в редактируемые сетки кусков Безье или тела типа NURBS с целью последующей модификации их формы.

При необходимости  включите в состав сцены и должным  образом разместите и сориентируйте источники частиц и другие сложные стандартные объекты, такие, скажем, как окна и двери, а также источники объемных деформаций (space warps), которые свяжите с объектами воздействия. Объемные деформации предназначены для того, чтобы заставить объекты от кадра к кадру изменять свою форму или имитировать действие на объекты различных внешних сил, таких как сила тяжести или ветра. Использование объемных деформаций позволяет моделировать средствами ЗD-графики даже такие сложные динамичные объекты, как поверхность взволнованной воды, потоки раскаленной лавы или вихри снежной метели.

  Во время  работы над геометрической моделью  сцены используйте при необходимости средства увеличения и прокрутки изображения, скрытия и показа объектов, а также методы и средства повышения точности моделирования.