Федеральное агентство по образованию Белгородский государсвенный технологический университет им. В.Г. Шухова
М. Э. Гумберидзе интерактивные графические системы
Утверждено ученым советом университета в качестве учебного пособия для студентов специальности 270301 Архитектура и 270302 - Дизайн архитектурной среды
Белгород
2010
УДК 004.92(07)
ББК 32.973.26-018.2я7
Г94
Рецензенты:
канд. тех. наук, зав. кафедрой информационных систем и технологий ИПКА ФГОУ ВПО БелГСХА Миронов А. Л.,
канд. тех. наук, доц. Подгорный Н. Н.
Гумберидзе, М. Э.
Г94 Интерактивные графические системы, лабораторный практикум: учебное пособие/ М. Э Гумберидзе, -4.9. – Белгород: Изд – во БГТУ, 2009.-00с.
В учебном пособии изложены краткие теоретические сведения и задания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Интерактивные графические системы».
Темы учебного пособия выбраны в соответствии с учебным планом и рабочей программой, теоретический и практический материал пособия предназначен для приобретения студентами базовых навыков в работе с графическим редактором 3DS MAX. Студенты должны получить навыки работы в этой программе: моделирование архитектурных интерьеров и фасадов, анимация персонажей, фотореалистичные сцены, визуализация физических процессов. Масштабируемость и модульная структура пакета позволяет получить конечный результат за несколько часов работы
Учебное пособие предназначено для студентов дневной формы обучения специальностей 270301 Архитектура и 270302 Дизайн архитектурной среды.
Издание публикуется в авторской редакции.
УДК 004.92(07)
ББК 32.973.26-018.2я7
© Белгородский государственный технологический университет (БГТУ) им.В.Г. Шухова, 2010
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 4
Лабораторная работа №1.
Интерфейс программы 3 DS MAX. Создание и редактирование геометрических примитивов 5
Лабораторная работа №2.
Формы и составные объекты. Модификаторы. Создание моделей при помощи булевых операций. 19
Лабораторная работа №3.
Создание материалов и применение их к объектам. Редактирование материалов. Типы материалов 3 DS MAX. Библиотеки материалов.слои. Работа со слоями. Палитра слои. Стили слоев 34
Лабораторная работа №4.
Основы анимации 54
Лабораторная работа №5.
Визуализация 66
Библиографический список 78
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие предназначено для изучения 3DS MAX по программе Autodesk 3DS Max.
Материал пособия построен таким образом, чтобы им было удобно пользоваться. Пособие разделено на пять тем: вводный курс, моделирование, текстурирование, анимация и визуализация. Каждая тема состоит из теории, которая позволяет студенту повторить информацию, полученные во время лекционных занятий, примеры выполнения работы по данной теме и контроля полученных навыков работы по предложенной части. Таким образом, сочетая теорию и практику, каждая часть пособия дает представление о функциях, свойствах и принципах положенных в основу 3ds Max а так же показывает, каким образом полученные знания следует применять в реальных ситуациях.
После изучения дисциплины студент сможет разработать практические методы для создания модели, освещения и анимации, подготавливать сцену к визуализации, пользоваться различными трехмерными эффектами, регистрировать разные состояния сцены.
Автор выражает благодарность студентам Черкашину А., Швоеву А., Ращенко А.за помощь оказанную при подготовке пособия к изданию.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИНТЕРФЕЙС ПРОГРАММЫ 3 DS MAX. СОЗДАНИЕ И РЕДАКТИРОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИМИТИВОВ
Цель работы: Знакомство с интерфейсом программы. Ознакомиться с представлением информации на экране. Работа с файлами. Меню команд. Управление видовыми окнами проекций
Задача: Освоить элементы пользовательского интерфейса. Манипулировать видовыми окнами и настраивать их конфигурацию Пользоваться панелью команд для создания простых объектов Манипулировать объектом в видовом окне с помощью элементов управления.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
После запуска 3DS MAX на экране монитора появляется приведенный ниже графический пользовательский интерфейс приложения 3ds Max (Рис. 1.1). Любая программа и тем более такая сложно структурированная, требует некоторого времени на ознакомление с методами управления, навигации настройки пользовательской рабочей среды. Пользовательский интерфейс расположен в определенном логическом порядке, упрощающем дальнейшее применение
Рис.1.1.
В видовых окнах отображается сцена, с которой работают в текущий момент. По умолчанию сцена в 3ds Max отображается в четырех окнах проекций - вид слева, сверху, спереди и в перспективе (рис. 1.1). При этом в трех окнах объекты показаны схематически, а в окне перспективы - в трехмерном представлении. Окно проекции, в котором на данный момент ведется работа, подсвечивается желтым цветом и называется активным.При необходимости вид в каждом из окон проекций можно изменять. На сцену можно смотреть не только спереди, сверху и слева, но и справа, снизу и сзади. Для изменения вида в окне проекции нужно щелкнуть на названии окна правой кнопкой мыши и выбрать вариант отображения сцены в меню Views (Вид). Расположение видовых окон можно менять в диалоговом окне Viewport Configuration (Конфигурация окон), в котором нужно выбрать закладку Layout того же меню Views.
В правом нижнем углу окна программы расположены кнопки управления окнами проекций. Они предназначены для регулировки параметров изображения сцены в активном окне путем смещения точки ее наблюдения рис 1.2.
Рис 1.2
1 Zoom (Масштаб) — кнопка подключения режима изменения мышью масштаба изображения, находящегося в активном окне проекции;
2 Zoom All (Масштаб) — кнопка подключения режима изменения масштаба изображений во всех окнах проекций;
3 раскрывающая панель с двумя кнопками:
а) Zoom Extents (Содержимое целиком в окне) — кнопка автоматического изменения масштаба активного окна проекции для полного отображения в нем всех объектов сцены;
б) Zoom Extents Selected (Выделенное целиком в окне) — кнопка автоматического изменения масштаба активного окна для полного отображения в нем выделенных объектов сцены;
4 раскрывающая панель с двумя кнопками:
а) Zoom All Extents (Содержимое целиком во всех окнах) — кнопка автоматического изменения масштаба всех окон проекций для полного отображения в них всехобъектов сцены;
б) Zoom All Extents Selected (Выделенное целиком во всех окнах) — кнопка автоматического изменения масштаба всех окон для полного отображения в них выделенных объектов сцены;
5 раскрывающая панель с двумя кнопками:
а) Field-of-View (Поле зрения) — кнопка подключения режима регулирования мышью поля зрения в активном окне центральной проекции;
б) Zoom Region (Масштаб области) — кнопка подключения режима отображения с максимальным масштабом заданной прямоугольной области выбранного окна ортографической проекции;
6 раскрывающая панель с двумя кнопками:
а) Pan View (Прокрутка вида) — подключение режима перемещения мышью содержимого активного окна проекции в его плоскости;
б) Walk Through (Проход сквозь) — подключение режима перемещения в пространстве в окне центральной проекции с помощью клавиш-стрелок при нажатой кнопке мыши;
7 Раскрывающая панель с тремя кнопками:
а)Arc Rotate (Повернуть) — подключает режим поворота в пространстве плоскости проекции активного окна относительно центра текущей системы координат, для чего используется трекбол вращения (окружность желтого цвета с четырьмя маркерами
б) Arc Rotate Selected (Повернуть относительно выделенного) — подключает режим поворота в пространстве плоскости проекции выбранного окна относительно центра выделенной группы объектом.
Давайте ознакомимся с атрибутами составляющих интерфейс 3ds max
Кнопка – элемент управления для вызова команды или диалога в среде Max;
Флажок – элемент управления в форме рельефной квадратной выемки, который принимает одно из двух состояний: если он включен, то содержит «птичку», если выключен, то не имеет никаких меток;
Переключатель – элемент управления в форме круглой рельефной выемки, обычно состоящий из двух и более пунктов, взаимоисключающих друг друга, выбранный отмечается точкой внутри;
Счетчик – элемент управления в форме рельефного прямоугольного поля для набора цифровых данных. В правой части расположены две кнопки-стрелки для изменения значения счетчика с помощью мыши;
Строка- элемент управления в форме рельефного прямоугольного или плоского поля, используемого для ввода символьных данных;
Список – несколько строк, объединенных по смысловому признаку. Каждая из строк, а в некоторых случаях и несколько строк могут быть выбраны щелчком мыши;
Группа Параметров – набор логически объединенных элементов управления, которые располагаются в меню и панелях в рельефной рамке;
Кнопка-флажок – рельефная кнопка, при нажатии на которую происходит переход в другой режим работы, который показывается на кнопке с подсветкой. Для отмены действия нажатой кнопки-флажка необходимо повторно выполнить левый щелчок на ней;
Модальная кнопка – аналогичный кнопке-флажку элемент управления, для отключения действия которого необходимо выбрать другую модальную кнопку;
Список кнопок – кнопка, при нажатии и удерживании которой происходит выпадение панели с набором других кнопок, образующих список. Выбор любого из элементов списка необходимо производить, перемещая мышь и отпуская ее нажатую клавишу на нужной кнопке списка;
Свиток – раскрывающаяся панель с набором элементов управления, объединенных в группы и расположенных одиночно. Свиток в свернутом состоянии выглядит как узкая рельефная горизонтальная кнопка со значком «+» в ее начале. После раскрытия свиток принимает вид панели с рельефной рамкой по периметру и значком «-» в начале заголовка
Панель команд – совокупность наборов инструментов создания и редактирования объектов, настроек параметров анимации и служебных средств среды Max. Эта панель представлена в виде закладок по видам действий. Она содержит шесть вкладок: Создание, Изменение, Иерархия, Движение, Отображение и Утилиты.
В нижней части окна расположена шкала анимации, под ней – координаты преобразований, строка состояния, а также кнопки управления анимацией и видом в окнах проекций.
Следующие важные настройки интерфейса Max включают в себя выбор единиц измерения, установку режимов Привязок и настройку параметров Сетки Координат.
Для выбора Единиц Измерения следует вызвать пункт Units Setup (настройка единиц измерения) из меню Customize(настроить). В появляющемся окне диалога видим набор переключателей для выбора одной из систем: Metric (Метрические), US Standard (Американские), Custom (Пользовательские) и используемые по умолчанию Generic Units(Общие).
Рабочее поле видовых окон для удобства ориентации и отсчетов размеров при создании и редактировании объектов может быть размечено Сеткой Координат – взаимноперпердикулярными служебными линиями. Линии сетки, которые подразделяются на основные и вспомогательные, отстоят друг от друга на расстоянии шага сетки, задаваемого в закладке Home Grid (Сетка) диалогового окна Grid and Snap Setting(Установка Сетки и привязок), вызываемого через пункт меню Customize(Настроить).
Главным назначением сетки состоит в использовании ее линий и их пересечений для применения режима Привязки.
Snaps (Привязки) являются особым режимом создания и редактирования сцены, при котором произвольное перемещение курсора заменяется «привязанным», то есть определенные элементы сцены могут быть использованы как точные ориентиры для указания.