Голливуд на дому, или 3DS MAX 4 1

Голливуд на дому, или 3DS MAX 4

В последнее время все больше внимания во всем мире уделяется компьютерной графике и дизайну. Это происходит благодаря непревзойденному качеству изображения, которое можно получить в современных программах. Телевизионные передачи и рекламные ролики, Интернет, компьютерные игры, книги и многое другое создается благодаря труду художников-дизайнеров, работающих с использованием программ как 2D-, так и 3D-графики. Одной из них является 3D Studio MAX. Впервые она была представлена в 1995 году и с тех пор для многих успела стать любимым инструментом трехмерной графики. Потому неудивительно, что с ее помощью созданы такие шедевры Голливуда как "Звездные войны", "Титаник", "Парк Юрского периода" и т.д.

Области использования 3D Studio MAX огромны. Вот, по моему мнению, наиболее интересные для начинающего пользователя: web-дизайн, фотомонтаж, художественная компьютерная графика, несложная мультипликация (в том числе и Flash при использовании соответствующих Plug-in'ов), далее при соответствующей подготовке можно браться и за изготовление видеороликов с неплохими эффектами.
Программа обладает огромным количеством параметров, которые можно настроить на свой вкус и которые дают безграничный простор для реализации любых идей пользователя, занявшегося трехмерной графикой и анимацией. Хотя поначалу такая широта возможностей немного пугает. У новичка буквально разбегаются глаза при виде бесчисленных кнопок, переключателей, счетчиков и т.д. Что ж, разобраться с некоторыми тонкостями работы с 3DS MAX 4.0 и есть задача нашей публикации. А навороченным интерфейсом сейчас обладают многие программы. Вспомните, например, ваше первое знакомство с MS Word.
Изучение 3DS MAX 4.0 давайте построим по следующему плану: в каждой статье будет немного теории и практика, призванная закрепить и расширить полученный теоретический материал. В доступной форме я постараюсь изложить основные аспекты работы с программой. Уверен: к концу нашего небольшого курса вы, хоть и не станете сразу профессионалом 3D-графики, но сможете создавать отнюдь не примитивные работы.
Наше знакомство с программой начнем, пожалуй, с системных требований, ею же выдвигаемых. Тут все просто — чем больше, тем лучше. Хотя в качестве минимально приемлемых подойдет нечто вроде PII-350, 128 Mb памяти, любой SVGA-видеокарты и файла подкачки размером в 300 Mb. ОС — Windows 98 и выше. Если ваша система хуже, 3DS MAX запустится, но будет работать медленнее. При установке проблем возникнуть не должно, правда, если при первом запуске вы намудрили с выбором драйвера дисплея, и программа подвешивается, в следующий раз запустите ее из командной строки с параметром -h и установите драйвер заново. По умолчанию это HEIDI — с ним должно все работать. Если DirectX у вас версии 8.0 и старше, а это наверняка так, можете попробовать установить переключатель на Direct 3D. Поверьте, будет быстрее!

Отображение трехмерного пространства.

В отличие от программ 2D-графики, в 3DS MAX 4.0 мы имеем дело с трехмерными объектами, которые обладают такими характеристиками как ширина, длина и высота. Таким образом, совершенно очевидно, что для достоверного отображения такого объекта необходимо использовать три различных вида на него. ЗDS MAX 4.0 по умолчанию использует вид сверху (Тор), слева (Left) и спереди (Front). Также имеется еще одна проекция — перспектива (Perspective), которая используется скорее для контроля за сценами, так как работать в ней довольно сложно (см.рис.1). В любом случае, отображения в окнах проекции можно свободно переключать, а также увеличивать в четыре раза и уменьшать до исходного размера, о чем будет сказано ниже.
Двинемся дальше. Еще из школьного курса черчения вам, скорее всего, известно, что для отображения трехмерного пространства используются три координатных оси, расположенных перпендикулярно друг другу (см.рис.2). Для виртуального трехмерного пространства можно считать, что ось Z соответствует понятию высоты, ось Х ширины, а ось Y — глубины сцены.
Поэтому неудивительно, что в разных окнах проекции расположение этих осей выглядит по-разному. Каждый объект в 3DS MAX имеет собственную (локальную) систему координат. При перемещении или повороте объекта она перемещается вместе с ним относительно основной координатной системы. Численные параметры перемещения объекта по различным осям можно увидеть в нижней части окна программы.
Также необходимо упомянуть о координатной сетке. Как вы уже заметили, в каждом окне проекции имеется сетка, необходимая для точного построения объекта. Ее единицы можно изменять произвольно, что будет рассмотрено в следующих публикациях. Чтобы убрать ее отображение, просто нажмите G.

Объекты 3DS MAX
Термин объекты (objects) в MAX 4 относится ко всем элементам сцены. Практически к любым из них могут применяться преобразования и модификаторы. Имеется семь категорий объектов: Geometry (Геометрия), Shapes (Формы), Lights (Источники света), Cameras (Камеры), Helpers (Вспомогательные объекты), Space Warps (Объемные деформации) и Systems (Системы). Они получили название параметрических, то есть имеющих определенный набор параметров, таких как координаты положения объекта, его размеры по длине, высоте и ширине, число сегментов или сторон и т.п.
Есть также четыре отдельных типа объектов, которые не относятся к данным категориям и называются редактируемыми: Editable Spline (Редактируемый сплайн), Editable Patch (Редактируемый кусок), Editable Poly (Редактируемая полисетка) и Editable Mesh (Редактируемая сетка).
В ходе наших занятий мы ознакомимся с некоторыми типами объектов, рассмотренных выше. А для начала остановимся на наборе стандартных примитивов (куб, шар, геосфера, цилиндр и т.д.), входящих в категорию Geometry. Несмотря на свое название, они являются основой для создания гораздо более сложных объектов.

Если посмотреть на рисунок 3, то можно заметить, что прямоугольник (Box), состоит из большого количества квадратиков. На самом деле он образован множеством маленьких треугольников, имеющих вершины и грани. Итак, давайте ознакомимся со следующими понятиями: Vertex — вершина, в которой соединяются линии (напр., ребра), Edge — ребро — линия, соединяющая соседние вершины, Face — грань, это и есть площадь элементарной единицы сетки.
Работать с перечисленными элементами сеточной оболочки объектов мы будем несколько позже, а пока давайте займемся практическим созданием некоторых объектов.( Рис. 3. Элементы сетки объекта: 1 — вершины; 2 — ребра; 3 — грани)

Первые шаги
Для начала потренируемся создавать стандартные и улучшенные примитивы. Казалось бы, не стоит уделять такому простому делу слишком много внимания, однако и тут существуют определенные тонкости.
Итак, загрузите программу, если она еще не запущена, и взгляните в правую часть экрана. Там находится панель инструментов.
При запуске программы активна именно она. На панели расположены кнопки, позволяющие создавать соответствующие объекты. Вы можете нажать на любую из них, например, Sphere, что в переводе и означает сфера, или шар, а затем, переместив курсор в одно из окон проекции, нажать левую кнопку мыши и, удерживая ее, нарисовать объект.
Давайте рассмотрим более подробно создание некоторых улучшенных примитивов. Все сказанное для них будет во многом справедливо и для примитивов стандартных. В целях экономии места я не буду все время упоминать, что использовать надо левую кнопку мыши. При необходимости задействовать правую кнопку я сообщу заранее.

Построим каркасный параллелепипед.
1. Щелкните на кнопке Geometry (Геометрия) (рис.4) и выберите в списке разновидностей объектов Extended Primitives (Улучшенные примитивы). В свитке Object Type (Тип объекта) появятся кнопки с надписями, соответствующими типам стандартных примитивов.
2. Щелкните на кнопке Chamfer Box (Параллелепипед с фаской). В нижней части командной панели появятся три свитка: Creation Method (Метод создания), Keyboard Entry (Клавиатурный ввод) и Parameters (Параметры).
3. Щелкните в окне проекции Perspective (Перспектива) и, не отпуская кнопку, перетащите курсор по диагонали, растягивая основание.
Следите за изменением величин параметров Length (Длина) и Width (Ширина) в свитке Parameters (Параметры).
4. Отпустите кнопку мыши для фиксации длины и ширины основания.
5. Переместите курсор при отпущенной кнопке мыши вверх или вниз, чтобы задать высоту параллелепипеда.
Следите за значением параметра Height (Высота) в свитке параметров.
6. Щелкните для фиксации высоты. После щелчка мыши, фиксирующего высоту, передвиньте курсор еще на некоторое расстояние вверх и щелкните левой кнопкой мыши еще раз. Расстояние, которое вы отмерили сейчас, будет равно ширине фаски, срезаемой под углом в 45°.
Задать высоту фаски можно также с помощью параметра Fillet (Фаска).
7. Включите режим сглаживания поверхности фаски Smooth (Сглаживание).
В результате построенный параллелепипед должен иметь вид, показанный на рис.5.
Мы получили параллелепипед с числом сегментов, равным 1 (следует по умолчанию). Для изменения количества сегментов надо выставить параметры Lengt Segs (Сегментов по длине) и Width Segs (Сегментов по ширине). Увеличение числа сегментов бывает необходимо для последующего редактирования сетчатой оболочки объекта. Число сегментов в пределах фаски можно задать с помощью переменной Fillet Segs (Сегментов по фаске).

Построим цилиндр с фаской.
1. Нажмите на командной панели Create (Создать) кнопку Geometry (Геометрия), в списке выберите вариант Extended Pri-mitives (Улучшенные примитивы) и нажмите кнопку Chamfer Cyl (Цилиндр с фаской).
2. Установите переключатель свитка Creation Metod (Метод создания) в положение Edge (От края) для построения основания цилиндра от одного края к другому, растягивая его по диаметру.
В случае, если вы желаете построить основание от центра по величине радиуса, нужно установить переключатель Center (От центра).
3. Щелкните в той точке любого из окон проекции, где будет располагаться начальная точка основания цилиндра и, не отпуская ее, перетяните курсор, растягивая основание. Отпустите кнопку мыши, зафиксировав тем самым радиус основания.
Величина параметра Radius (Радиус) в свитке Parameters (Параметры) отражает изменение радиуса основания.
4. Переместите курсор при отпущенной кнопке мыши вверх или вниз, задавая тем самым высоту цилиндра. Щелкните мышкой для фиксации высоты. После щелчка мыши, фиксирующего высоту, передвиньте курсор еще на некоторое расстояние вверх и щелкните еще раз. Расстояние, которое вы отмерили сейчас, будет равно ширине фаски, срезаемой под углом в 45°.
5. Задайте значения следующих параметров в свитке Parameters (Параметры):
— Height (Высота) — высота цилиндра;
— Height Segments (Сегментов по высоте) — количество сегментов поверхности;
— Сар Segments (Колец основания) — количество сегментов по радиусу;
— Fillet (Фаска) — величина фаски;
— Fillet Segs (Сегментов по фаске) — число сегментов по фаске.

Теперь попробуйте самостоятельно построить другие объекты, относящиеся к группам Standard Primitives и Extended Primitives. Видите, как все просто? При желании из этих примитивов можно сделать вполне законченные модели, например, такую настольную лампу, как на рисунке 6.
Для того, чтобы перемещать и выделять объекты в трехмерном пространстве, используйте кнопки, показанные на рисунке 7.

Рис. 7. Кнопки выделения и манипуляций с объектами.
1 — выделить объект; 2 — выделить при помощи рамки; 3 — задание типа выделяемого объекта, бывает необходима, если в сцене много объектов, а надо выделить, скажем, камеру; 4 — выделение по имени объекта; 5 — двигать объект; 6 — выделить и повернуть; 7 — масштабирование. Если нажать эту кнопку и удерживать несколько секунд, то можно выбрать кнопки изменения масштаба по одной из осей

Программа 3DS MAX обладает замечательной способностью, позволяющей создавать сцены любого размера и реалистичности, которые зависят лишь от вашего мастерства и производительности машины. Для новичка это сразу бывает не совсем обычно. Ну как, скажите на милость, можно вместить большую сцену в такое маленькое окошко проекции? Не сомневайтесь, можно. Чтобы облегчить работу имеются горячие клавиши, которые функционируют, если выделить одно из четырех окон проекции щелчком по оному левой кнопкой мыши: W — уменьшить/увеличить окно проекции, L — вид слева, R — вид справа, F — вид спереди, К — вид сзади, Т — вид сверху, В — снизу, Р — перспектива, С — вид из камеры при условии, что она имеется в сцене. Если вы решили научиться работать с 3DS MAX, то я советую запомнить эти клавиши: в дальнейшем они упростят работу над сценами.

Рис. 8. Кнопки управления окнами параллельных проекций.
1 — масштаб; 2 — масштаб всех окон; 3 — сцена целиком; 4 — сцена целиком во всех окнах; 5 — масштаб области; 6 — прокрутка; 7 — повернуть; 8 — развернуть/восстановить

Также в нижнем правом углу окна программы находится панель, содержащая кнопки, которые позволяют управлять видом на сцену. Все они показаны на рисунке 8. Некоторые кнопки этой группы после щелчка фиксируются в нажатом положении и подсвечиваются желтым цветом. Если после этого перевести курсор в одно из окон проекции, он примет вид значка, изображенного на кнопке, указывая на готовность к соответствующей операции.

А теперь давайте попробуем закрепить полученные знания при помощи создания простейшей анимации. Построим вентилятор и заставим его лопасти вращаться.
1. Щелкните левой кнопкой мыши на кнопке Geometry (Геометрия) и выберите в списке разновидностей объектов Standard Primitives (Стандартные примитивы).
2. Щелкните на кнопке Box (Параллелепипед).
3. Перейдите в окно Тор (Вид сверху) и нарисуйте там параллелепипед с длиной, скажем, 3 м, шириной 2 м и высотой 0.2 м (пока мы не будем задавать реальные размеры. Как это делать, я расскажу в следующих статьях, а пока наш пропеллер будет огромный. Хотя какая разница? На объем файла это не влияет, а сравнивать объект все равно не с чем).
4. Щелкните на кнопке Cilynder (Цилиндр).
5. В окне Тор (Вид сверху) нарисуйте цилиндр с радиусом 0.3 м и высотой 2.5 м (следите за изменениями размеров в свитке Parametrs в правом углу окна программы).
6. Теперь выберите в списке разновидностей объектов Exten-ded Primitives (Улучшенные примитивы). Нажмите кнопку Chamfer Box (Параллелепипед с фаской).
7. Нарисуйте этот объект, как мы делали в предыдущем упражнении. Параметры должны быть где-то такими: длина 1.5 м, ширина и высота — 1 м. Размер фаски выберите по своему усмотрению.
8. Пользуясь кнопкой 5 (двигать объект) рисунка 7 и переключаясь между окнами проекций, добейтесь, чтобы ваше творение приобрело вид примерно как на рисунке 9.


9. Чтобы случайно не сдвинуть разные части нашего вентилятора относительно друг друга, их нужно сгруппировать. Для этого нажмите кнопку 1 (выделить объект) рисунка 7, потом переведите курсор мыши в любое окно проекции и, нажав левую кнопку мыши, выделите рамкой все объекты. Потом войдите в меню Group (Группа) главного меню и нажмите Group. В появившемся окошке можете задать имя группы, скажем, "Основание", и нажмите ОK.
Не забывайте корректировать отображение в окнах проекции при помощи кнопок с рисунка 8.
10. Теперь нарисуем сам винт с лопастями. Перейдите в списке разновидностей объектов к Standard Primitives (Стандартные примитивы). Нажмите кнопку Sphere (Сфера). В окне Front (Вид спереди) нарисуйте сферу с радиусом 0.7 м. Не снимая выделения с полученной сферы, в правой части экрана в свитке Parametrs задайте значение Hemisphere равным 0.45, что приведет к срезанию части сферы. Это будет центральная часть винта.
11. Лопасти сделайте сами, пользуясь кнопкой Box и кнопками 6 (выделить и повернуть) и 5 (двигать объект) рисунка 7. Чтобы создать несколько копий одной лопасти, выделите ее и, удерживая нажатой кнопку Shift, перетащите мышью. В открывшемся меню задайте количество копий и нажмите OK. Сгруппируйте центральную часть винта и лопасти, назвав группу "Винт", и расположите ее, как на рисунке 10.

12. Чтобы заставить лопасти винта вращаться, нажмите на большую кнопку Animate (Анимация) в нижней части экрана программы. Она приобретет красный цвет. Затем передвиньте ползунок анимации до упора, чтобы на нем было написано (100/100). Это означает, что наша анимация будет состоять из 100 кадров. Теперь нажмите кнопку 6 (выделить и повернуть) рисунка 7 и в окне проекции Front (Вид спереди) поверните пару раз группу "Винт" по оси Z. Далее еще раз нажмите кнопку Animate (Анимация), чтобы она стала неактивной. Все, анимация готова. Просмотреть ее вы можете либо двигая ползунок, либо нажав кнопку Play, которую, надеюсь, вы уже обнаружили возле кнопки Animate.

О том, как превратить наше творение в полноценный AVI-файл, я расскажу в следующей статье. Также мы поучимся назначать материалы и попробуем сделать более-менее правдоподобную сцену горящего костра.
А на этот раз позвольте откланяться. И помните: художниками не рождаются, ими становятся. Так что не бойтесь трудностей, а вооружайтесь программой 3D Studio MAX 4.0 и "Компьютерной газетой", и вскоре перед вами откроются неизведанные доселе виртуальные миры!

Дмитрий Сташкевич


Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 40 за 2002 год в рубрике soft :: графика

©1997-2021 Компьютерная газета