Задание n7
Название работы
НАТЮРМОРТ – 3D
Постановка задачи
Создание гармоничного трехмерного натюрморта
Цель работы
Научить студентов:
применять основы композиции при создании сцен с трехмерным моделированием;
создавать объекты в программе 3DStudioMAXразличными методами;
пользоваться текстурными, фактурными и другими свойствами материалов для решения дизайнерских задач.
Графический пакет, рекомендуемый для создания композиции
3D Studio MAX
Этапы работы
Создание образа натюрморта.
выбор идеи будущего натюрморта, определение его характера;
выбор состава объектов.
Создание предметного состава натюрморта.
создание объектов различными способами в программе 3DStudioMAX;
расстановка объектов в пространстве;
создание материалов и текстур объектов.
Выбор освещения и ракурса.
создание общего рассеянного света ;
создание направленного света с тенями;
создание и установка камеры.
Создание итогового изображения в растровом варианте.
создание фона;
первоначальный просчет растрового варианта сцены;
анализ полученного результата;
исправление найденных ошибок;
создание окончательного варианта сцены.
Первое занятие в программе 3DStudioMAXпосвятим созданию натюрморта. Так как знание этой программы не является обязательным для студентов до изучения курса «Компьютерный дизайн», методические указания к заданию будут посвящены изучению основ программы. В дальнейшем Вы сможете продолжить это изучение самостоятельно. Методические указания по художественному решению Вашей сцены были получены при выполнении второго задания – «Натюрморт».
При открытии программы перед Вами по умолчанию открывается четыре проекции моделируемого пространства: Top(план),Front(вид спереди),Left(вид слева) иPerspective(проекция, построенная в линейной перспективе). Одна из проекций обведена белой рамкой, именно она в данный момент активна и предназначена для работы. Чтобы сделать активной другую проекцию, щелкните курсором на ее территории. Для того, чтобы изменить сам вид, достаточно нажать первую букву его английского названия или букву «V» (View) с последующим выбором из предложенных вариантов. Если Вы хотите изменить конфигурацию и взаиморасположение видов, откройте в менюCustomise Viewport Configurations и выберите необходимое Вам расположение.
Интерфейс программы имеет три панели инструментов. Верхняя панель (MainToolbar) предназначена для выделения объектов, перемещения их в пространстве, поворота, масштабирования, создания массивов и т.п. При этом принципиальных изменений с объектом не происходит. Например, независимо от процентов масштабирования реальные размеры объекта не меняются. (Например, куб со стороной 2 000 м масштабом 50%. ) Панель в нижнем правом углу предназначена для корректировки отношений зрителя и объекта. Например, можно удаляться и приближаться, «обходить вокруг» объектов и т.п. Сами объекты при этом не изменяются ни внутри себя, ни в пространстве. Для создания и принципиального изменения объектов предназначена боковая панель (CommandPanel). Мы познакомимся с фрагментами этой панели при создании натюрморта. Для удобства работы попробуйте сразу создавать объекты или их фрагменты в нужной проекции.
В первую очередь создадим столешницу, на которой будет располагаться все остальное. Сделаем ее в виде прямоугольного параллелепипеда. Простые геометрические объекты содержатся в так называемых «стандартных примитивах». Найдем на боковой панели кнопку Create (верхняя левая кнопка, изображение стрелочки со звездочкой), в следующем ряду –Geometry(светотеневое изображение шара). Стандартные примитивы обычно стоят по умолчанию в окне, если нет – их необходимо выбрать из предлагаемых вариантов, развернув окно. Прямоугольный параллелепипед создается при помощи командыBox. Выделив данную команду, можно нарисовать габариты объекта курсором в каком – либо из ортогональных окон. Если по завершении рисования фигура осталась выделенной, на боковой панели появились ее размеры, которые по желанию Вы можете изменить. Если Вы переключились с объекта, выделите его еще раз и зайдите в командуModify(верхняя строка командной панели, изображение изогнутого в дугу объекта). Там Вы найдете как параметры объекта, готовые к изменению, так и число секторов, на которые разбита каждая из граней столешницы. Проставим необходимые размеры, например, 120х90х8. Количество секторов в нашем случае не принципиально, так как мы не собираемся в дальнейшем изгибать, скручивать и т.п. данный объект. (Каждый сектор остается ровным, дуга создается за счет относительного разворота секторов грани). Итак, столешница готова. Поставим ее в центр системы координат. Для этого при выделенном объекте нажмем правой кнопкойSelect and Move (изображение крестика со стрелками на концах) на верхней панели инструментов. В открывшемся окошке проставим необходимые координаты.
В качестве второго объекта создадим какое-либо тело вращения (рюмку, вазу, бутылку и т.п.). Для начала необходимо изобразить сечение этого предмета, которое мы затем будем поворачивать в перпендикулярной этому сечению плоскости, регулярно создавая промежуточные объекты и соединяя их между собой. Так как объект симметричный, предлагаю нарисовать половину сечения и затем «развернуть» его на 360. Плоские фигуры создаются в командеCreate Shapesбоковой панели инструментов (изображение круга, квадрата и треугольника). Оставьте по умолчанию или выберите в окошкеSplines, далее –Line. Теперь можно приступать к рисованию при помощи курсораSelect and Move. Предлагаю создать изображение при помощи прямых линий, а затем уже придать им необходимый изгиб. Эти параметры Вы можете найти на боковой панели инструментов, если несколько «подтянете» ее вверх. (Вообще, практически все панели инструментов программы 3DStudioMAXслишком велики для монитора, поэтому они перемещаются вверх-вниз или влево-вправо.) Итак, создали фигуру, на вопрос программы «Close spline?» ответили утвердительно. Необходимо придать ей красивую форму. Переходим в группуModifyпри выделенной фигуре и выбираем уровень изменений (Selection) – точка, отрезок между точками или вся фигура. Например, я веду изменения при помощи вершин. Выделяю нужную команду. Теперь можно перемещать отдельные вершины, выделив одну или несколько из них. При нажатии правой кнопки мыши можно перейти в режим «Безье» или «Безье с изломом». Дополнительные точки ставятся при помощи командыRefine, а вообще изменение фигуры на этом уровне напоминает работу в известной Вам программеCorelDraw!. Сечение готово? Не переживайте, если пока Вы не можете представить себе точно, какая объемная фигура получится в результате «вращения». Даже после применения этой операции можно вернуться на уровень плоской фигуры и произвести необходимые изменения. Находим командуModify Modifier List Latheи применяем ее к объекту. Ставим необходимое количество градусов вращения. По умолчанию вращение ведется относительно центра фигуры, если это Вас не устраивает – выберите иное выравнивание (например,Aline Max). Если Вы хотите произвести вращение относительно нестандартной точки, прежде чем приступить к этой операции, измените положение «центра». Выберите на боковой панели в верхнем ряду кнопкуHierarchy(схематическое изображение уровней), затем командуPivot Affect Pivot Only. На проекциях появляется «центр» объекта, который Вы можете переместить (развернуть) по своему усмотрению. По завершении операции не забудьте отключить командуPivot. Изображение перспективы объекта вращения может показаться Вам несколько странным. Это происходит из-за того, что по умолчанию на объекты наложен односторонний материал. При работе с материалом мы избавимся от этих минусов. Попробуйте теперь самостоятельно создать другой объект вращения (например, яблоко, стакан, блюдце).
Перейдем теперь к созданию объектов при помощи так называемого «выдавливания» – мы создаем сечение и «выдавливаем» его на нужную длину в третье измерение, перпендикулярное плоскости сечения. Предлагаю изобразить таким образом драпировку заднего плана. При помощи уже известного нам плоского оператора Lineизображаем незамкнутую волнистую линию – сечение складок драпировки (предлагаю толщину ткани сделать нулевой, но это не обязательно). Затем выбираем операторModify Extrude и в параметрах объекта проставляемAmount– необходимую нам длину выдавливания, а также количество секторов, на которые будет разделен объект по длине. Если Вы хотите сделать драпировку мягкой и плавной, увеличьте количество этих секторов как минимум до трех. Попробуем теперь несколько изменить драпировку. Для этого переведем «выдавленный» объект в поверхности. При курсоре, наведенном на выделенную драпировку, нажмем правую кнопку мыши и выберем командуConvert to Editable Mesh. Теперь выйдем в менюModify и выберем уровень точекSub-Object → Vertexдля дальнейшей модификации. Каждую точку можно перемещать независимо от остальных, но я советую Вам выделять точки каждого сектора «выдавливания» и работать с ними вместе (перемещать, разворачивать, масштабировать) при помощи инструментов верхней панели. Для того, чтобы иметь возможность видеть результат, как и в случае с объектом вращения требуется двусторонний материал.
Самый интересный способ создания объектов – «лофтинг», или направление заданных сечений по заданному пути. Таким способом можно создавать очень сложные объекты, например, человеческую голову. Фигуры должны быть изображены в одном масштабе (соответствующем масштабу натюрморта), но могут быть расположены на проекциях независимо друг от друга. При получении «лофтированного» объекта фигура, выбранная первой, остается на своем месте, вторая присоединяется перпендикулярно ей, при этом «центр» фигуры (который, как мы уже знаем, при необходимости можно переместить), совпадает с пересечением пути в каждой точке его длины.
Для начала попробуем создать цветок на стебле как не очень сложный объект, подходящий по смысловому составу к теме натюрморта. Для создания стебля изобразим в виде плоских фигур (Create Shapes) окружность – сечение стебля и изогнутую линию – путь, по которому мы направим это сечение. При выделенном пути выбираем командуCreate Geometry Compound Objects Loft, далее –Get Shapeи щелкаем курсором на сечении стебля. Мы получили изогнутую трубку. Для усиления сходства с настоящим стеблем сделаем ему разную толщину на протяжении длины. Выберем командуModify, затем подвинем панель инструментов максимально вверх, чтобы обнаружить командуDeformations, далее –Scale. Появившийся график показывает, что пока на протяжении всей длины объекта фигура поперечного сечения имеет 100% своего размера. Изменяя график, Вы изменяете саму фигуру. (Можно перемещать точки, передвигать их по прямой или в режиме Безье, создавать новые точки и т.п.). После создания стебля попробуем изобразить один лепесток цветка, например, тюльпана. Нарисуем сечение в виде дуги и путь в форме плавной кривой. Сразу поставьте сечение в нужной проекции перпендикулярно пути, так как в данном случае важно, как его развернуть. Создайте лофтированный объект, при помощи деформацииScale придайте ему форму лепестка. ДеформациямиTwistилиTeeterможно несколько изогнуть или скрутить лепесток. Для создания цветка нам потребуется группа лепестков, организованная как массив при помощи вращения вокруг центра. Сначала переместим «центр» лепестка в точку, относительно которой будем создавать массив (очевидно, это будет нижний конец лепестка, точка, в которой все лепестки соединятся друг с другом). Выберем командуTools Array, в открывшемся окне проставим количество градусов, на которое Вы хотите повернуть лепесток и количество элементов (лепестков) в массиве. Например, 72и 5 элементов или 45и 8 элементов. Объединим цветок в группу, развернем нужным образом и поместим на стол или в вазу.
При необходимости дополните натюрморт другими объектами.
Следующий этап работы – создание материалов и наложение их на Ваши объекты. Чтобы открыть панель материалов, достаточно нажать на клавиатуре латинскую букву «М» или найти указатель материалов на верхней панели инструментов (для этого необходимо несколько подвинуть ее правый край). Выберите какой-либо материал. Укажите, что он двухсторонний – 2-Sided. Выберите нужный Вам цвет материала:Diffuse– основной цвет материала,Ambientвлияет на цвет материала в теневой и рефлекторной части,Specular– цвет блика. Затем установите необходимую отражательную способность материала. Чуть ниже цвета материала расположен график, показывающий это свойство. Чем выше кривая графика, тем больший процент прямых лучей отражает материал. «Ширина» кривой определяет размер блика. В графеSpecular Level ставим число, близкое к 100, для полированных, гладких (т.е. очень хорошо отражающих) поверхностей, дающих четкий блик; для ткани или шершавой поверхности оставим небольшое число (20 - 40).Glossinessдаст нам «размытость» блика. Для точечного ставим большое число (70 – 90), для широкого – значительно меньшее. Можно установить степень прозрачности материала.Opacity– «непрозрачность» по умолчанию стоит 100%. Если мы поставим этот параметр 0%, объект будет полностью незаметен. Для прозрачных материалов выбирайте величину параметра в среднем 40 - 60%. Чтобы положить материал на объект, достаточно щелкнуть курсором на кнопкеAssign Material to Selection при выделенном объекте – изображение шарика, накладывающегося по стрелке на кубик.
Кроме того, возможно положить на созданный материал какую-либо текстуру, или любой растровый рисунок. Выбираем кнопку Get Material (изображение шарика со стрелкой) или клавишуMapsвнизу панели материалов и указываем нужную текстуру из стандартных или созданных Вами специально. Здесь же можно указать «зеркальность» материала –Reflection, непрозрачность и некоторые другие свойства материала. Кроме того, можно создать материал, одновременно обладающий свойствами нескольких других материалов.
При желании выбранный Вами материал или текстуру можно положить не на весь объект, а лишь на некоторые его поверхности. Для этого:
переведите объект в поверхности (Convert to Editable Mesh);
выберите команду «изменить» - Modify;
уровень изменений определите как поверхность – Sub-Object Polygon;
выделите нужную Вам поверхность и наложите материал.
Поверхности, не имеющие толщины необходимо определить по способу наложения материала. Нужный Вам оператор Modify Modifiers UVW Map Mapping.
Завершающим этапом создания трехмерной сцены служит расстановка светильников и камеры. Помните только, что сразу после создания первого светильника общий рассеянный свет, освещающий сцену, «выключится». Для хорошего освещения необходимо создать несколько источников рассеянного света Create Lights Omni, изменить мощность излучаемого ими света -Multiplierна 0.3 – 0.5 вместо стоящей по умолчанию единицы. При этом разместите два источника слева и справа от сцены, приподняв их над ней, и два спереди и сзади, опустив ниже сцены. Таким образом мы добьемся равномерного неяркого рассеянного освещения всех объектов и сторон сцены, избежим черных провалов теней. После этого необходимо осветить сцену одним или несколькими прожекторами –Create Lights Target Spot. Мощность прожекторов может колебаться в пределах 0.4 – 0.8 (хотя это достаточно индивидуально для каждой сцены и тесно связано с поставленной задачей). Укажите наличие падающих теней -Cast Shadowsи проставьте параметры теней –Shadow Parameters. Цвет тени лучше не оставлять абсолютно черным, как по умолчанию, сделать несколько сероватым, интенсивность тени –Densтакже стоит понизить.
Если Вы создадите камеру Create Cameras Target, Вам легче будет добиться необходимого ракурса, чем при работе с абстрактной перспективой.
Вы довольны расстановкой, материалом и освещением объектов? Значит, пришло время подробно просчитать Вашу сцену, чтобы увидеть все детали не схематично, а в подробностях. Для этого служит группа команд Renderingверхнего меню. В командеRendering Environmentможно изменить параметры фона Вашей сцены, положив в окошкоBackground Color необходимый цвет или открыв в окнеEnvironment Map выбранную Вами растровую карту. Затем включитеRendering Render, выберите необходимый формат сцены и запустите командуRender. Если Вы увтдели недостатки сцены, вернитесь в программу и исправьте их. Если Вас удовлетворил результат, нажмите командуSave Bitmap(изображение дискеты) и запомните растровый вариант сцены. Этот этап создания сцены нельзя считать необязательным. Он может занять достаточно много времени, но результат принципиально улучшится. Сцена станет «живой» и достаточно интересной. На этом первое занятие в программе 3DStudioMAXможно считать завершенным.