Вход в систему

11.06.2007

Создание модели пса Плуто, средствами Editable Poly в 3D Studio Max.

← вернуться к списку

Часть II Создание трехмерной модели

Рассмотрим основные этапы создания несложной Poly -модели. Давайте попробуем смоделировать пса Плуто из мультсериала <Приключения Микки Мауса>. И вот как будет выглядеть готовая модель:

Пример модели Плуто.Пример модели Плуто.

Рис. 1 Пример модели Плуто.

Этап 1 Рисунки и эскизы, порядок работы

Прежде всего, нам понадобится обычный плоский эскиз или рисунок нашего песика. Он может быть нарисован или распечатан на бумаге, либо находиться в цифровом виде на компьютере. На это изображение мы будем опираться в процессе моделирования. Оно должно быть достаточно подробным и верно отражать форму объекта.

Эскиз Плуто.

Рис. 1 Эскиз Плуто.

Перед началом работы всегда полезно разобраться в форме, сделав несколько эскизов или рассмотрев несколько изображений с разных ракурсов. Здесь нам лучше всего подойдут простые четкие изображения, т. к. по ним проще понять форму объекта. Очень удобно использовать, например, линеарные не раскрашенные картинки.

Пример рабочих изображений Плуто. Пример рабочих изображений Плуто. Пример рабочих изображений Плуто.

Рис. 2 Пример рабочих изображений Плуто.

Теперь давайте определим порядок работы. В простом случае (таком как наш) моделирование должно происходить от общего к частному, т.е. первым делом мы должны обозначить общую форму нашего объекта, а затем уже постепенно усложнять ее, добавляя детали.

Даже общая форма головы Плуто достаточно сложна с точки зрения трехмерной графики. Поэтому следует разбить наш объект на более простые части. Давайте создадим сначала непосредственно голову, а затем перейдем к верхней и нижней челюстям и шее.

Разбиение на элементы проектирования.

Рис. 3 Разбиение на элементы проектирования.

Этап 2 Примитивы и сегменты

Далее важно понять, что сеточное моделирование это редактирование существующей геометрии , следовательно, нам понадобится эта самая готовая геометрия - примитив.

Начинать непосредственно моделирование стоит с выбора и создания примитива . Этот выбор обусловлен тем к чему, в конечном счете, стремится форма моделируемого объекта.

Колизей. Колизей.

Рис. 1 Колизей.

Обычно, при упрощенном моделировании можно обобщить форму большинства объектов настолько, чтобы свести ее к одному из примитивов. Чаще всего, наиболее подходящими для начала работы будут Бокс, Цилиндр либо Сфера, хотя профессиональные трехмерщики начинают с одного полигона (примитива Plane ).

Примерные формы.Примерные формы.

Рис. 2 Примерные формы.

Если же форма будущего объекта не напоминает ни один из примитивов, то создание несложной цельной геометрии начинают с Бокса, так как он имеет удобную сетку, которая четко обозначает каждое из шести направлений моделирования и, что важно, изначально замкнут.

Начало работы.

Рис. 3 Начало работы.

Второй важной задачей является выбор необходимого числа сегментов . Четких правил на этот счет не существует, их должно быть достаточно, чтобы обозначить (если возможно) общую форму объекта, либо той его части, которая у нас является базовой.

Определение примерного числа сегментов.

Рис. 4 Определение примерного числа сегментов.

В любом случае сетка не должна быть слишком редкой или слишком плотной, так как в первом случае нам не обозначить форму, а во втором - это займет слишком много времени.

Выбор оптимального числа сегментов.Выбор оптимального числа сегментов.Выбор оптимального числа сегментов.

Рис. 5 Выбор оптимального числа сегментов.

Этап 3 Общая форма

Итак, пора начать работу с формой. Чтобы объект (Бокс) превратился в редактируемую сетку, необходимо выделить его и выбрать из контекстного меню команду Convert to : Convert to Editable Poly .

Начало работы с Edita b le Poly.

Рис. 1 Начало работы с Edita b le Poly.

С этого момента начинается непосредственно моделирование - давайте попробуем

отредактировать форму нашего Бокса на уровне точек. Переключаться между уровнями редактирования можно с помощью соответствующих пиктограмм в свитке Selection . Важно отметить, что вы можете работать как с одной, так и с несколькими точками одновременно.

Работа с точками. ptdeform1

Рис. 2 Работа с точками.

 

На данном этапе нам нужно расположить точки так, чтобы обозначить общую форму головы (базовой части). При этом удобно пользоваться ортогональными видами - так как на них, в отличие от объемных видов, мы видим истинное положение каждое точки, и уже известными вам инструментами Select and Move sandmove, Select and Rotate sandrotate, Select and Uniform Scale sandscale.

Формирование общей формы головы. Формирование общей формы головы.

Рис. 3 Формирование общей формы головы.

Пользоваться именно точками при работе с общей формой сетки не обязательно, но это наиболее точный и удобный способ, и так делать принято. Вы сами убедитесь в этом, попробовав поработать с другими видами подобъектов.

Обратите внимание, как одни и те же операции над разными подобъектами приводят к различным изменениям сетки:

Как видите, поворот или масштаб точек происходит с опорой на единый, усредненный центр

В случае с полигонами и ребрами каждый подобъект будет поворачиваться вокруг своей оси

Как видите, поворот или масштаб точек происходит с опорой на единый, усредненный центр

В случае с полигонами и ребрами каждый подобъект будет поворачиваться вокруг своей оси

На этом этапе могут возникнуть первые проблемы. Допустим, Вам не хватает ряда точек, чтобы сделать перегиб в некотором участке сетки. Для этого мы можем создать в этом месте дополнительное сечение, воспользовавшись инструментом Slice Plane (секущая плоскость) из свитка Edit Geometry .

 

Выбор секущей плоскости.

Рис. 4 Выбор секущей плоскости.

Затем поместите появившуюся плоскость в то место, где хотите создать новый ряд точек и нажмите кнопку Slice в том же свитке. В местах пересечения секущей плоскости с ребрами сетки будут созданы точки, которые в свою очередь будут соединены ребрами.

Настройка секущей плоскости. Настройка секущей плоскости.

Рис. 5 Настройка секущей плоскости.

* То что с помощью Slice мы создаем сечение, означает, что мы рассекаем сразу всю модель , сплошным рядом ребер.

Естественно вы можете столкнуться, как с нехваткой, так и с избытком подобъектов. Удаление подобъектов в Editable Poly производится двумя способами:

- физическое удаление фрагмента объекта вместе с подобъектами;

- удаление подобъектов из сетки.

В первом случае, нажав кнопку < Delete > на клавиатуре, Вы удаляете выбранные подобъекты вместе с плоскостями (полигонами), которым они принадлежат , иными словами в поверхности образуется дырка. Результат такого удаления для различных видов подобъектов будет тоже различным. Например, если мы удаляем точку, которая принадлежит четырем полигонам, то все четыре полигона тоже удалятся автоматически, в то же время мы можем удалить полигон, не задев при этом ни одной точки.

Пример удаления точки и полигона. Пример удаления точки и полигона.

Рис. 6 Пример удаления точки и полигона.

Второй способ удаления применим только к точкам и ребрам, и суть его заключается в том, что мы удаляем подобъекты из сетки, не нарушая при этом целостности поверхности. Очевидно, что форма объекта при этом может меняться, например, несколько полигонов могут слиться в один. Чтобы удалить подобъект или группу подобъектов из сетки сначала выберите их, а потом воспользуйтесь командой Remove из свитка Edit Vertices / Edit Edges .

Инструмент удаления.

Рис. 7 Инструмент удаления.

Результат удаления. Результат удаления.

Рис. 8 Результат удаления.

Удаление подобъектов из сетки происходит по следующему принципу:

- вершина (точка) удаляется вместе со всеми ребрами, которым она принадлежит;

- ребро удаляется вместе с точкой, если эта точка принадлежит только этому ребру.

 

 

Этап 4 Выдавливание

Наконец голова приняла нужную форму, и мы можем приступить в к созданию верхней челюсти, для этого расположите полигоны в передней части головы по форме поперечного сечения в месте, показанном на рисунке.

Подготовка к выдавливанию.Подготовка к выдавливанию.

Рис. 1 Подготовка к выдавливанию.

Теперь выделите все полигоны, составляющие это сечение и, воспользовавшись командой Extrude (выдавливание), немного выдавите это сечение вперед. Обратите внимание, что с применением Extrude создалось новое сечение, соединенное с предыдущим , а в нашей модели увеличилось число подобъектов .

Инструмент выдавливания.

Рис. 2 Инструмент выдавливания.

Результат выдавливания. Результат выдавливания. Результат выдавливания.

Рис. 3 Результат выдавливания.

Далее <набирайте форму>, продолжая выдавливание до тех пор, пока не получите количество сечений, достаточное для того, чтобы обозначить общую форму. В случае ошибки на данном этапе также удобно пользоваться уже рассмотренными инструментами Slice и Remove .

 

Выбор сегментов.

Рис. 4 Выбор сегментов.

Следите за равномерностью сетки, мы должны принять за основу тот уровень детализации, с которым работаем изначально. Иными словами, в общей форме плотность сетки должна быть примерно одинаковой.

Неправильный выбор сегментов.

Рис. 5 Неправильный выбор сегментов.

Несмотря на то, что мы работаем с конкретным объектом, вышеописанный подход применим ко всем моделям, где имеются хорошо заметные соединения.

Пример на сложной модели.

Рис. 6 Пример на сложной модели.

Важная особенность этого подхода состоит том, что мы добавляем подобъекты, наращивая форму, а не в саму форму (как в случае с Slice ). Таким образом, мы не меняем положение уже расставленных нами точек.

Теперь расположите появившиеся точки так чтобы получилась верхняя челюсть. На данном этапе не требуется особой точности, но сетка должна быть организована так, чтобы впоследствии было удобно моделировать детали . Например, в данном случае нам необходимо иметь ряды точек в местах складок на носу Плуто. Вот, что получилось в итоге:

Выбор точек.Выбор точек.

Рис. 7 Выбор точек.

Аналогичным образом начнем создавать нижнюю челюсть. Обратите внимание, что на ортогональных видах Top / Bottom (сверху/снизу) точки верхней челюсти мешают нам выбирать и редактировать нижнюю челюсть. В таких случаях трехмерщики пользуются сокрытием подобъектов .

Результат выдавливание нижней челюсти. Результат выдавливание нижней челюсти.

Рис. 8 Результат выдавливание нижней челюсти.

Давайте <спрячем> верхнюю челюсть, для этого выделим все ее полигоны и выберем команду Hide Selected (спрятать выбранное) в свитке Edit Geometry , как вы уже наверное догадались кнопка Unhide All служит для того чтобы вернуть на экран скрытые подобъекты выбранного уровня.

Инструмент для скрытия выделенных сегментов.

Рис. 9 Инструмент для скрытия выделенных сегментов.

Результат.Результат.

Рис. 10 Результат.

Теперь создайте нижнюю челюсть таким же образом, каким создавали верхнюю. Затем опять же с помощью инструмента Extrude выдавите шею, либо, в общем случае, все остальные части вашей модели.

Моделирование нижней челюсти. Моделирование нижней челюсти.

Рис. 11 Моделирование нижней челюсти.

Моделирование шеи. Моделирование шеи. Моделирование шеи.

Рис. 12 Моделирование шеи.

Напоследок, перед деталировкой, домоделируйте основные объемы и уточните пропорции вашей сетки.

 

Итоговая грубая модель Плуто. Итоговая грубая модель Плуто.

Рис. 13 Итоговая грубая модель Плуто.

Этап 5 Деталировка

Итак, общая форма готова, приступим к деталировке. Вы наверное уже заметили, что наш объект симметричен, следовательно для того, чтобы облегчить себе задачу достаточно смоделировать детали только на одной его половине, а затем зеркально отобразить другую.

Эскиз Плуто.

Рис. 1 Эскиз Плуто.

Удалите половину вашей модели ровно по оси симметрии, далее выберите модификатор Symmetry * (симметрия) из ее стека. Назначьте ось и направление таким образом, чтобы снова увидеть весь объект. Теперь все изменения, которые мы будем производить в одной половине, Symmetry автоматически отобразит в другой.

Использование инструмента Symmetry.

Рис. 2 Использование инструмента Symmetry .

* в старых версиях программы для этих целей служил модификатор Mirror (зеркало).

Пойдем снова от простого к сложному, и в первую очередь смоделируем складки на носу. Очевидно, что нам не хватает точек для того, чтобы сделать выпуклости. Мы могли бы воспользоваться секущей плоскостью, но это не очень удобно, т. к. тогда пришлось бы удалять лишние подобъекты на нижней челюсти.

Пример ненужного действия Slice.

Рис. 3 Пример ненужного действия Slice.

Вместо этого выберем отдельные ребра на участках, где нужны дополнительные ряды точек, и соединим их середины с помощью команды Connect (соединение) свитка Edit Edges . Преимущество Connect перед Slice состоит в том, что нам не обязательно создавать замкнутый ряд подобъектов, можно просто соединить отдельные, нужные нам ребра или точки. Теперь вытянем только что созданные вершины так, чтобы получились складки.

Инструмент Connect.

Рис. 4 Инструмент Connect.

Результат моделирования складок.Результат моделирования складок.Результат моделирования складок.

Рис. 5 Результат моделирования складок.

Бывают такие случаи когда ребра приходится добавлять непосредственно рисуя их на сетке. Для этих целей служит инструмент Cut (вырезание) из свитка Edit Geometry .

Инструмент вырезания.

Рис. 6 Инструмент вырезания.

Создадим таким образом нижний контур губы и ротовой впадины, в том месте, где вы щелкнули мышью Cut поставит новую точку и соединит ее с предыдущей. При вырезании нужно по возможности опираться на существующие точки или ребра, чтобы не создавать лишних ненужных подобъектов.

Выделение контура. Выделение контура.

Рис. 7 Выделение контура.

Теперь выберите полигоны выше вырезанного контура, выдавите их с помощью Extrude и, перемещая точки, моделируйте нижнюю губу.

Выдавливание контура.Выдавливание контура.

Рис. 8 Выдавливание контура.

Аналогично создайте ротовую впадину

Создание ротовой впадины. Создание ротовой впадины.

Рис. 9 Создание ротовой впадины.

Не забудьте удалить лишние точки возле уголка рта. Удаление целых узлов сетки без потери связи - достаточно трудоемкий процесс, поэтому близко расположенные точки можно <сваривать> с помощью команды Collapse свитка Edit Geometry , которая сводит выбранные подобъекты в одну точку.

Сваривание точек.

Рис. 10 Сваривание точек.

Результат действия сваривания. Результат действия сваривания. Результат действия сваривания.

Рис. 11 Результат действия сваривания.

Как видите одна и та же задача в Editable Poly может решаться разными способами. Можно работать как в одном, так и в нескольких местах формы одновременно, а порядок работы у каждого может быть своим. Вам нужно, научиться находить оптимальные методы редактирования формы в каждой отдельно взятой ситуации.

Таким же образом, комбинируя различные способы работы с подобъектами подготовьте сетку для остальных деталей: глаз, бровей, затылочной части и основания уха. Создайте впадину на нижней челюсти.

Моделирование основания уха.Моделирование основания уха.

Рис. 12 Моделирование основания уха.

Моделирование затылка.Моделирование затылка.

Рис. 13 Моделирование затылка.

Моделирование бровей. Моделирование бровей. Моделирование бровей.

Рис. 14 Моделирование бровей.

Моделирование глаз. Моделирование глаз.

Рис. 15 Моделирование глаз.

Этап 5 Сглаживание

После того, как все детали готовы мы увидим, что получившаяся форма, хоть отдаленно и напоминает оригинал, но все равно выглядит слишком общо и грубо. Настало время сгладить все неровности, воспользовавшись модификатором Mesh Smooth . Применив его, поставьте в свитке Subdivision Amount значение Iterations =3, и посмотрите, что получилось.

Результат сглаживания.

Рис. 1 Результат сглаживания.

* Внимание! Увеличение числа итераций может привести к зависанию компьютера, из-за того, что после сглаживания количество плоскостей в сетке вырастет в несколько раз.

Модификатор Mesh Smooth работает по следующему принципу: чем разреженнее сетка, тем больше радиус кривизны . Это объясняется тем, что модификатор при расчетах опирается на размер полигона.

Примеры работы сглаживания.

Рис. 2 Примеры работы сглаживания.

Этап 6 Работа со сглаженной формой

В некоторых местах на нашей модели складки должны быть явно четче. Благодаря особенностям модификатора Mesh Smooth , для получения таких четких перегибов достаточно уплотнить сетку в нужных местах.

Определение проблемных зон.

Рис. 1 Определение проблемных зон.

Для такого локального уплотнения сетки удобно пользоваться инструментом Chamfer (фаска) из свитка Edit Vertices / Edit Edges . Chamfer применим к точкам и ребрам, и работает следующим образом:

Инструмент фаска.

Рис. 2 Инструмент фаска.

Результат работы инструмента Chamfer .Результат работы инструмента Chamfer .Результат работы инструмента Chamfer .

Рис. 3 Результат работы инструмента Chamfer .

В тех местах, где использование Chamfer затруднено вы можете воспользоваться уже знакомым инструментом Cut . Уплотните сетку в местах, где должны быть складки или четкие перегибы.

Результат работы Cut.Результат работы Cut.

Рис. 4 Результат работы Cut.

Не забывайте, что на этом этапе мы работаем в тесной связи с Mesh Smooth , поэтому нужно периодически возвращаться на верхний уровень стека модификаторов и проверять, как выглядит форма после сглаживания.

Бывают ситуации, когда между частями модели должна быть совершенно четкая граница, но, как видите, модификатор Mesh Smooth по умолчанию сглаживает всю форму целиком, а его применение к отдельным полигонам приводит к порче сетки. Для решения этой проблемы воспользуемся методом групп сглаживания .

Определение границ.

Рис. 5 Определение границ.

Суть метода заключается в том, что мы отмечаем отдельные полигоны, образуя тем самым группы, сглаживание между граничными полигонами которых производиться не будет, иными словами в местах стыковки групп мы увидим острый излом формы. Для разделения групп служит раздел Smoothing Groups (группы сглаживания) свитка Polygon Properties .

Группы сглаживания.

Рис. 6 Группы сглаживания.

Результат применения групп сглаживания. Результат применения групп сглаживания.

Рис. 7 Результат применения групп сглаживания.

При работе с группами сглаживания надо быть очень внимательным, так как внешне они слабо различимы, кроме того при появлении в форме новых полигонов они назначаются автоматически, поэтому перед тем как начать разграничение убедитесь что вся сетка принадлежит одной группе. На практике это делается следующим образом: назначьте всей голове первую группу сглаживания, а полигонам, образующим глаза, вторую, перейдите в параметры Mesh Smooth и отметьте там Smoothing Groups , чтобы включить сглаживание по группам.

Этап 7 Недостающие части

После того, как вы смоделировали самую сложную сетку (в нашем случае непосредственно голову) приступайте к созданию остальных частей. Сначала выберите и создавайте наиболее существенные (нос, уши, зрачки). Потом уже переходите к менее значимым и заметным (язык, ошейник).

Список недостающий частей для модели Плуто (ухо). Список недостающий частей для модели Плуто (язык). Список недостающий частей для модели Плуто (ошейник).

Рис. 1 Список недостающий частей для модели Плуто.

Не забывайте о симметрии! Вам не обязательно моделировать каждое ухо отдельно!

Этап 8 Объединение частей в модель

Итак создание формы головы Плуто, вроде бы закончено, но она состоит из отдельных частей, каждая из которых, по сути, представляет из себя самостоятельную модель. Нам же на выходе нужна одна единственная цельная модель головы. Чтобы связать все части в один объект воспользуйтесь командой Attach из свитка Edit Geometry .

Инструмент присоединения.

Рис. 1 Инструмент присоединения.

Важно отметить, что после того, как вы свяжете все части в один объект, они не потеряют полностью своей самостоятельности. После применения команды Attach новая сетка входит в состав модели как отельный элемент . Вы можете выбирать элементы на уровне редактирования Element , и, при необходимости, снова отсоединять их с помощью команды Detach свитка Edit Geometry .

Инструмент рассоединения.

Рис. 2 Инструмент рассоединения.

Результат действия инструмента Attach.

Рис. 3 Результат действия инструмента Attach.

На последнем этапе уже можно применить к вашей модели материалы, настроить освещение и сделать визуализации нужных ракурсов.

Результат работы над моделью.Результат работы над моделью.

Рис. 4 Результат работы над моделью.

Часть III Основные ошибки

Ну и напоследок, перед выдачей задания, давайте рассмотрим основные ошибки возникающие в процессе моделирования. Нетрудно догадаться, что все они связаны с организацией сетки.

Первая ошибка - это разная плотность сетки в местах с одинаковой детализацией . В этом случае, очевидно, Вам будет трудно подобрать нужное количество итераций при сглаживании. Кроме того, такую сетку труднее и дольше редактировать.

Следующая ошибка - это неравномерная сетка - в которой расстояние между рядами точек нелогично, а ориентация подобъектов случайна. С ней попросту неудобно работать. Не запускайте вашу сетку! Всегда лучше потратить время и выровнять

Нежелательно оставлять в сетке треугольники и <звездочки> - несколько треугольников с общей вершиной. При сглаживании такие элементы стягивают на себя сетку, образуя борозды, и если использование треугольников в частных случаях допустимо, то появления <звездочек> следует всячески избегать.

Сетка считается грубой, если в ней присутствуют <ломаные> полигоны или полигоны, имеющие более четырех вершин . Программа автоматически разбивает такие полигоны на треугольные и четырехугольные, причем делает это совершенно произвольно, поэтому в местах где присутствуют эти подобъекты Вы теряете контроль над формой.