7.1 NURBS-моделирование: введение

Использование NURBS моделирования для создания трехмерных объектов в 3D Studio Max.

Цель работы: Знакомство c принципами NURBS моделирования в программе 3D Studio Max.

Общие сведения

NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) переводится как «неоднородный рациональный В-сплайн». Это особая технология, предназначенная для создания плавных органических форм и моделей, основанная на сложном математическом аппарате. Всего существует около 1500 уравнений для описания всех геометрических элементов, от простейших кривых до сложных поверхностей.
Из-за особенности строения NURBS поверхности всегда гладкие (у них нет острых краев, присущих полигонам), поэтому они широко используются в органическом моделировании (подобном созданию растительных форм), для создания моделей животных, людей, машин и т. д. NURBS поверхности не состоят из сетки прямоугольников, разбиение поверхностей на многоугольники происходит лишь на этапе рендеринга и предполагает использование оптимального алгоритма для сохранения гладкости. Поэтому при любом приближении соблюдается гладкость поверхности.

Существует два типа NURBS кривых и поверхностей: Point (рис. 1), и CV (Control Vertex) (рис. 2). Разница между ними заключается лишь в способе управления. Объект Point управляется точками, лежащими непосредственно на самом объекте, другими словами, объект проходит через эти точки. Объект CV управляется вершинами, которые располагаются вне объекта и связаны между собой линиями. Это напоминает управляющие вершины Безье, которые применяются в технологии моделирования на основе лоскутов. Однако существует важное отличие: управляющие очки Безье влияют сразу на всю поверхность, тогда как управляющие вершины NURBS воздействуют на локальную область, размером которой можно управлять, используя вес.
Рисунок 1. Поверхность типа Point.
Рисунок 2. Поверхность типа CV.
Чем больше вес вершины, тем сильнее влияние этой вершины на поверхность или кривую.
Иначе говоря, чем больше вес, тем сильнее меняется форма. На рисунке 3 показано, как две точки с разными весами, перемещенные на одинаковые расстояния, по-разному влияют на поверхность.
Рисунок 3. Вес вершины влияет на силу ее воздействия. Одна поверхность или кривая не могут одновременно управляться как точками, так и вершинами, но внутри одного объекта NURBS могут содержаться как подобъекты Point, так и CV (рис. 4). Рисунок 4. Кривые Point и CV. Итак, мы познакомились с NURBS моделирования в программе 3D Studio Max. В следующих уроках более подробно будут рассмотрены создание объектов NURBS.