10.2 Деформации объектов, созданных методом лофтинга в 3D Studio Max

Использование полигонального моделирования для создания трехмерных объектов

Цель работы: В данном уроке по работе c 3D Studio Max вы получите более глубокие знания в полигональном моделировании, на основе изучения возможностей моделирования с использованием NURBS-лофтинга в 3D Max.

Деформации объектов, созданных методом лофтинга

Трехмерный объект, сформированный методом лофтинга в его стандартном варианте, имеет одинаковое поперечное сечение во всех точках линии пути. Однако преимущество данного метода заключается в возможности деформации оболочки за счет изменения сечений, располагающихся в различных точках линии пути, в любой момент после того, как оболочка объекта полностью сформирована. Деформация может заключаться в изменении масштаба сечений, в их повороте вокруг линии пути или наклоне по отношению к этой линии.
Для деформации объекта, созданного методом лофтинга, выполняют следующие действия:
Выделите объект, созданный методом лофтинга, и перейдите на командную панель Modify (Изменить). Разверните свиток Deformations (Деформации), расположенный в самом низу командной панели. В свитке имеются кнопки выбора пяти инструментов деформации: Scale (Масштаб), Twist (Скрутка), Teeter (Качка), Bevel (Скос) и Fit (Подгонка).

Шаг 1. Щелкните на одной из кнопок инструментов деформаций и настройте форму оболочки с помощью кривых деформации в окне диалога Deformation (Деформация), описываемом ниже.

Шаг 2. Для включения или выключения воздействия примененной к объекту деформации на его конечный вид щелкните на дополнительной кнопке справа от кнопки с наименованием деформации (эти кнопки снабжены значками в виде лампочки на рисунке 1).
Моделирование 3d max: Включение или выключение воздействия примененной к объекту деформации на его конечный вид Рисунок 1. Включение или выключение воздействия примененной к объекту деформации на его конечный вид.
Шаг 3. После выделения объекта, созданного методом лофтинга, и щелчка на любой из кнопок инструментов деформации появляется окно диалога, показанное на рисунке 2 применительно к деформации масштаба.
Моделирование 3d max: Окно диаграммы деформации масштаба Рисунок 2. Окно диаграммы деформации масштаба.
На сетке диаграммы деформации имеется линия красного цвета. Эта линия, называемая кривой деформации, является графиком величины деформации в зависимости от координаты пути, вдоль которого строится оболочка объекта.

Если речь идет о деформации масштаба, то график изображает зависимость масштаба сечений от координаты пути. Если диаграмма относится к деформации скрутки или скоса, то она показывает зависимость от координаты пути углов поворота сечения вокруг линии пути, наклона сечения к линии пути и т. п.

Кривая имеет на концах два маркера, называемых управляющими точками. Можно создать на кривой деформации любое количество управляющих точек или удалить лишние точки при необходимости. Фактически, управляющие точки – это те же вершины, а сами кривые деформации – те же сплайны.

Используя инструменты окна диаграммы деформации, можно перемещать управляющие точки, изменять их тип, настраивать касательные векторы, чтобы придать кривой деформации точно ту форму, какая необходима.
Сверху над сеткой диаграммы находится относительная шкала расстояния. Координаты положения управляющих точек вдоль линии пути, на котором размещаются сечения, указываются на диаграмме в процентах расстояния от начала этого пути. Обратите внимание на то, что путь совершенно не обязательно должен являться прямой линией. Кривая пути может иметь произвольную форму, при этом расстояние будет отсчитываться вдоль кривой.
Слева от сетки диаграммы деформации имеется шкала значений. Градуировка этой шкалы зависит от типа деформации. Например, в случае деформации масштаба, вертикальная шкала проградуирована в процентах. Если используется деформация скрутки, шкала значений будет иметь градуировку от –180 до 180 градусов.

Создание объекта «столовая вилка»

Шаг 1. Перезагрузите 3D Studio Max, выберите в качестве единиц измерения сантиметры и установите шаг сетки равным 1 см. Установите в окне проекции Тор (Вид сверху) масштаб, при котором вертикальный размер видимой части сетки в окне проекции составляет примерно 5 см.
Шаг 2. Нарисуйте стандартный сплайн Rectangle (Прямоугольник) с размерами: Length (Длина) = 4 см, Width (Ширина) = 0,5 см, скруглив углы радиусом 0,3 см. Это будет сечение тела лофтинга. Затем разверните окно проекции во весь экран, установите такой масштаб, чтобы размер горизонтальной части сетки составлял примерно 40 см, и нарисуйте кривую-путь, как показано на рисунке 3.

Расположите точки подобно тому, как показано на рисунке 3.
Моделирование 3d max: Кривая, которая будет играть роль пути для тела лофтинга Рисунок 3. Кривая, которая будет играть роль пути для тела лофтинга.
Шаг 3. Щелкните на кнопке Geometry (Геометрия) командной панели Create (Создать), выберите в раскрывающемся списке разновидностей объектов вариант Соmроund Objects (Составные объекты) и щелкните на кнопке Loft (Лофтинговые) в свитке Object Type (Тип объекта). Убедившись, что форма-путь все еще выделена, щелкните на кнопке Get Shape (Взять форму) в свитке Creation Method (Метод создания). Перейдите в любое окно проекции и щелкните на прямоугольнике со скругленными углами. Будет сформировано базовое тело лофтинга, показанное на рисунке 4. Назовите созданный объект «вилка».
Моделирование 3d max: Сформировано базовое тело лофтинга Рисунок 4. Сформировано базовое тело лофтинга.
Шаг 4. Чтобы придать полученному объекту сходство с вилкой, примените к нему деформацию масштаба. Проследив, чтобы объект лофтинга был выделен, перейдите на командную панель Modify (Изменить), разверните свиток Deformations (Деформации) и щелкните на кнопке Scale (Масштаб). Появится окно диалога Scale Deformation (Деформация масштаба), показанное ранее (рис. 2).

Шаг 5. Щелкните на кнопке Make Symmetrical (Симметрично по X и Y), чтобы выключить ее и сделать возможным использование различных кривых деформации в продольных сечениях объекта но осям X и Y локальных координат сечений, ориентированным перпендикулярно линии пути.

Кнопка Make Symmetrical. Если оставить кнопку нажатой, то в направлении обеих осей будет использована одна и та же деформация, что вызовет симметричное изменение формы объекта. По умолчанию в окне демонстрируется кривая деформации по оси X, которая в данном случае представляет собой ось толщины тела лофтинга (в этом легко убедиться, если посмотреть, куда ориентирована локальная ось координат сечения-прямоугольника).

Для наглядности лучше начать деформацию с изменения ширины тела лофтинга, поэтому щелкните в окне диаграммы деформации на кнопке Display Y Axis (Показать деформацию по Y). Появится линия диаграммы зеленого цвета. Так как кнопка Move Control Point (Переместить управляющую точку) выбрана по умолчанию, просто щелкните на левом маркере диаграммы деформации и переместите , следя за координатами маркера в полях отсчета в середине нижней части окна диалога. Переместить маркер можно и проще: щелкните на маркере, введите новые значения его координат непосредственно в поля отсчета и нажмите клавишу Enter или Tab.

Шаг 6. Щелкните на кнопке Insert Corner Point (Вставить угловую точку) и выберите на панели инструмента кнопку Insert Bezier Point (Вставить точку Безье). Щелкните на кривой деформации, поместив на ней новую вершину, и введите в поля отсчета координаты этой вершины . Продолжайте щелкать на кривой и установите следующие координаты новых управляющих точек, как показано на рисунке. Настройте положения маркеров касательных векторов управляющих точек, чтобы придать кривой деформации вид, показанный на рисунке 5. При этом вид сверху на тело лофтинга изменится, повторяя контуры кривой деформации по оси Y, то есть по ширине объекта.
Моделирование 3d max: Вид кривой деформации по оси Y Рисунок 5. Вид кривой деформации по оси Y.
Шаг 7. Теперь настройте деформацию по оси X, или по толщине тела (рис. 6). Щелкните в окне диаграммы деформации на кнопке Display X Axis (Показать деформацию по Х). Появится линия диаграммы красного цвета. Переместите маркер первой управляющей точки в положение (0; 25). Далее выберите кнопку Insert Bezier Point (Вставить точку Безье) и добавьте на линию диаграммы четыре новые вершины Безье, задав для них координаты, следя за изменением формы вилки.
Моделирование 3d max: Вид кривой деформации по оси X Рисунок 6. Вид кривой деформации по оси X.
Шаг 8. Закончив настройку деформации, закройте окно диалога Scale Deformation (Деформация масштаба). Окончательный вид деформированной вилки, пока еще не имеющей зубьев, показан на рисунке 7.
Моделирование 3d max: Окончательный вид тела лофтинга после деформации по осям ширины и толщины Рисунок 7. Окончательный вид тела лофтинга после деформации по осям ширины и толщины.

Нарезание зубьев на модели «столовая вилка»

Шаг 1. Активизируйте окно проекции Front (Вид спереди), увеличьте изображение, как показано на рисунке 8, и создайте усовершенствованный примитив ChamferBox (Параллелепипед с фаской). Этот параллелепипед и два его образца мы вычтем из заготовки, образовав промежутки между зубьями вилки.
Моделирование 3d max: Параллелепипед с фаской будет играть роль штампа при «нарезке» зубьев вилки Рисунок 8. Параллелепипед с фаской будет играть роль штампа при «нарезке» зубьев вилки.
Шаг 2. Чтобы зубья имели клиновидную форму, сузьте параллелепипед на одном из концов, применив к нему еще не использовавшийся нами модификатор заострения. Для этого при выделенном параллелепипеде щелкните на кнопке Taper (Заострение) в свитке Modifiers (Модификаторы) командной панели Modify (Изменить). Параллелепипед будет заключен в габаритный контейнер модификатора коричневого цвета. Обратите внимание, что центральная точка модификатора, обозначенная коричневым крестом, находится не в его геометрическом центре, так как совмещена с опорной точкой параллелепипеда, расположенной в середине его основания. Это отчетливо видно в окне проекции Тор (Вид сверху).

При таком расположении центра заострение на виде сверху не будет симметричным. Чтобы переместить центр модификатора, щелкните на кнопке Sub-Object (Подобъект) в свитке Modifier Stack (Стек модификаторов) и выберите в раскрывающемся списке Selection Level (Уровень выделения) подобъект Center (Центр). Крест, обозначающий центральную точку, окрасится в желтый цвет. Щелкните на нем в окне проекции Тор (Вид сверху), выбрав инструмент Select and Move (Выделить и переместить), и перетащите в середину параллелепипеда, как показано на рисунке 9.
Выше, на рисунке 8 видно, что основание вилки очень широкое - немного сузьте ширину основания вилки.
Моделирование 3d max: Центр модификатора перемещен в геометрический центр параллелепипеда Рисунок 9. Центр модификатора перемещен в геометрический центр параллелепипеда.
Шаг 3. Настройте параметры заострения в свитке Parameters (Параметры). Установите в счетчике Amount (Величина) значение 0,55. Переключатель Primary (Первичная ось) раздела Taper Axis (Ось заострения) установите в положение X, а переключатель Effect (Ось эффекта) – в положение Z. Создайте два образца заостренного параллелепипеда и разместите их на конце заготовки вилки, как показано на рисунке 10.
Моделирование 3d max: Все готово к применению булевой операции вычитания Рисунок 10. Все готово к применению булевой операции вычитания.
Шаг 4. Перейдем к булевому вычитанию. Пока к объекту не применили булевы операции и он еще находиться в состоянии лофтинга подкорректируйте изгибы и формы вилки до полного соответствия. Выделите объект Вилка и выберите на командной панели кнопку Boolean (Булевы операции).
Щелкните на кнопке Pick Operand В (Указать операнд В) в свитке Pick Boolean (Задать операнд) и выделите первый из трех параллелепипедов, предназначенных для формирования промежутков между зубьями вилки. Проследите, чтобы переключатель Operation (Операция) был установлен в положение Subtraction (А-В) (Исключение (А-В)). Параллелепипед исчезнет, оставив после себя щель между двумя зубьями вилки, как показано на рисунке 11. Щелкните правой кнопкой мыши, завершая операцию булевого вычитания.
Моделирование 3d max: Первая пара зубьев сформирована Рисунок 11. Первая пара зубьев сформирована.
Шаг 5. Снова щелкните на кнопке Pick Operand В (Указать операнд В) и выделите следующий параллелепипед. Он также исчезнет, сформировав щель между следующей парой зубьев. Повторите описанные действия применительно к третьему параллелепипеду. Окончательный вид вилки приведен на рисунке 12.
Моделирование 3d max: Визуализация полученной вилки Рисунок 12. Визуализация полученной вилки.
Добавить комментарий
Расширенный режим добавления комментариев доступен на форуме: загрузка изображений, цитирование, форматирование текста, и т.д.
Ваше имя:
Текст сообщения:
^