Введение
3D моделирование — это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D моделирования — разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. С помощью трехмерной графики можно и создать точную копию конкретного предмета, и разработать новое, даже нереальное представление до сего момента не существовавшего объекта. В наше время 3D графика используется во многих областях человеческой деятельности, ее применяют для создания игр и фильмов, в архитектуре и строительстве, в медицине и физике, а также в рекламе и во многих других областях.
Трехмерная графика уже достаточно прочно вошла в нашу жизнь, что мы, сталкиваясь с ней, порой даже не замечаем ее. Разглядывая интерьер комнаты на огромном рекламном щите, янтарный блеск льющегося пива в рекламном ролике, наблюдая, как взрывается самолет в остросюжетном боевике, многие даже не догадываются, что перед ними не реальные съемки, а результат работы мастера трехмерной графики. Область применения трехмерной графики необычайно широка: от рекламы и киноиндустрии до дизайна интерьера и производства компьютерных игр.
При создании рекламы трехмерная графика помогает представить продвигаемый товар в наиболее выгодном свете, например, с ее помощью можно создать иллюзию идеально белых рубашек, кристально чистой минеральной воды, аппетитно разломленного шоколадного батончика, хорошо пенящегося моющего средства и т.д. В реальной жизни рекламируемый объект может иметь какие-нибудь недостатки, которые легко скрыть, используя в рекламе трехмерных "двойников".
Использование компьютерных технологий при проектировании и разработке дизайна интерьера или экстерьера помогает увидеть конечный вариант задолго до того, как обстановка будет воссоздана. Чтобы получить полное представление об определенном объекте, необходимо осмотреть его со всех сторон, с разных точек, при различном освещении.
Актуальность выбранной темы обусловлена широким использованием трехмерной графики при разработке интерьера. Интерьер складывается из множества компонентов. Это и отделка стен, и напольное покрытие, и мебельный гарнитур, и удачное освещение. А также множество деталей: шторы, диван, шкаф и многое другое. Но все это должно быть не просто красиво и качественно само по себе. Секрет удачного дизайна – это хорошее сочетание всех элементов. Под хорошим сочетанием подразумеваются цветовые отношения, гармоничные пропорции, игра текстур.
Постановка задачи
Цель:
Моделирование объекта городской среды, в частности автобусная остановка.
Исходные данные:
Программные средства: 3DSMax 2013 и V-ray.
Ожидаемый результат:
Должна получиться остановка, которая хорошо впишется в городскую среду.
Критерии оценки результата:
Критерием оценки данной задачи является:
1) Размер
2) Вместимость
3) Привлекательность
Теоретическая часть
3DSMax2013 — полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации, разработанная компанией Autodesk. Содержит самые современные средства для художников и специалистов в областимультимедиа.
V-Ray — высококачественный фотореалистичный визуализатор, спроектированный в качестве плагина для 3ds Max. Очень часто используется профессионалами, часто заменяя стандартный Scanline и Mentalray. Имеет собственные материалы, камеры, источники освещения и атмосферные эффекты. Также в него встроена "система дневного света": V-RayPhysicalCamera, V-RaySky и V-RaySun (физическая камера, небо и солнце), использование которых в совокупности позволяет получить хорошие результаты даже при стандартных настройках.
Основные объекты и функции 3DS Max
Простые геометрические примитивы (категория StandardPrimitives): Box (параллелепипед), Plane (плоскость).
TargetCamera (Нацеленная камера) — состоит из двух элементов: самой камеры и точки цели, или, как часто говорят, мишени (Target), определяющей ориентацию камеры. Данные компоненты настраиваются независимо друг от друга, при этом камера всегда остается направленной на цель, поэтому ее проще точно установить и нацелить. Однако нацеленные камеры ограничены во вращении из-за необходимости поддерживать направление на цель, что может стать препятствием при создании некоторых анимаций. [7]
Модификаторы: EditablePoly (Редактируемая полигональная поверхность); EditableMesh (Редактируемая поверхность); UVWMap.
EditablePoly
Инструментарий редактируемой поверхности EditablePoly (Редактируемая полигональная поверхность) напоминает средства редактирования поверхности EditableMesh (Редактируемая поверхность), однако он имеет дополнительные возможности.
Инструменты Ring (По кругу) и Loop (Кольцо) используются только в режимах редактирования подобъектов Edge (Ребро) и Border (Граница). Первый инструмент позволяет выделить подобъекты по периметру модели, а второй — те, которые расположены на одной линии с выделенными. Удобные инструменты прокрутки, расположенные рядом с кнопками, позволяют перенести выделение на прилегающие области. Каждый щелчок на инструменте прокрутки смещает выделение на одно ребро или на одну границу.[1]
Инструменты, которые в EditableMesh (Редактируемая поверхность) вынесены в свиток EditGeometry (Редактирование геометрических характеристик), в EditablePoly (Редактируемая полигональная поверхность) разбиты на два свитка. Это объясняется тем, что инструментов редактирования EditablePoly (Редактируемая полигональная поверхность) значительно больше. Первый свиток носит переменное название — EditVertices (Редактирование вершин), EditPolygons (Редактирование полигонов), EditEdges (Редактирование ребер), EditBorders (Редактирование границ) и EditElements (Редактирование элементов), а второй — постоянное, EditGeometry (Редактирование геометрических характеристик). [3]
В свитке EditGeometry (Редактирование геометрических характеристик) присутствуют инструменты создания (Create (Создание)), присоединения к оболочке (Attach (Присоединить)) и отсоединения от нее (Detach (Отделить)), два инструмента разрезания — SlicePlane (Плоскость среза) и Cut (Разрез), а также инструменты разбиения Tessellate (Разбиение граней) и удаления Collapse (Удаление).
Некоторые инструменты EditablePoly (Редактируемая полигональная поверхность) содержат небольшой значок Settings (Настройки), расположенный справа от кнопки с названием инструмента. С ее помощью осуществляется доступ к настройкам инструмента. Эта кнопка заменяет поле ввода числовых значений, которое присутствует в инструментах EditableMesh (Редактируемая поверхность).
В свитке, название которого, напомним, изменяется в зависимости от того, какой режим редактирования подобъектов выбран, вы увидите уже привычные инструменты Extrude (Выдавливание), Bevel (Выдавливание со скосом), Chamfer (Фаска). По сравнению с подобным инструментом EditableMesh (Редактируемая поверхность), возможности инструмента Chamfer (Фаска) шире. Например, когда вы используете Chamfer (Фаска) для EditablePoly (Редактируемая полигональная поверхность), поверхности, образованные в результате применения инструмента, можно удалить. [2]
Полигональное моделирование — один из самых распространенных способов создания моделей в трехмерной графике.
UVW Map
Модификатор UVW Map (UVW -проекция) позволяет назначить объекту проекционные координаты для последующего наложения текстурных карт и управления их положением в пространстве.
Основные настройки модификатора UVW Map (UVW- проекция):
В области Mapping (Проекция) представлены семь типов проецирования:
Planar (Плоская) — применяется для проецирования растровых карт на плоские поверхности объектов;
Cylindrical (Цилиндрическая) — используется для объектов, форма которых вписывается в цилиндр; текстурные координаты охватывают объект по форме цилиндра, замыкаясь в месте шва габаритного контейнера;
Spherical (Сферическая) — габаритный контейнер охватывает объект в виде сферы; применяется для объектов круглой формы (мяч, шар, глобус);
ShrinkWrap (Облегающая) — подобно сферическому проецированию имеет габаритный контейнер в виде сферы, но при этом только одну точку соединения текстуры;
Box (Прямоугольные трехмерные) — задает прямоугольное проецирование текстуры габаритным контейнером в форме параллелепипеда; лучше всего подходит для текстурированния объектов, имеющих форму коробки;
Face (Грань) — проецирование происходит отдельно по каждой грани и может служить для создания повторяющегося узора на поверхности объекта;
XYZ to UVW (XYZ в UVW) — применяется, когда необходимо одновременно изменять размеры процедурной карты и поверхности объекта. [5]
С помощью параметров Length (Длина), Width (Ширина) и Height (Высота) можно установить необходимые размеры габаритного контейнера.
Параметры U Tile (Кратность по U), V Tile (Кратность по V) и W Tile (Кратность по W) задают количество повторений текстуры в пределах модели.
Область Channel (Канал) указывает канал проецирования для карты или цвета вершин (к одному объекту может быть применено до 99 типов проекционных координат).
Настройки области Alignment (Выравнивание) задают способ выравнивания для габаритного контейнера: Fit (Подогнать), Center (Центрировать), BitmapFit (Подогнать по текстуре), NormalAlign (Выровнять нормаль), ViewAlign (Выровнять по окну), RegionFit (Подогнать по области), Reset (Сбросить) и Acquire (Получить).
При помощи переключателя Display (Отображение) можно выбрать способ показа швов граней, отображаемых на уровне подобъектов Gizmo (Габаритный контейнер). [5]
V-ray и его настройки
VRaySun и VRaySky, разработаны для совместной работы, создают реалистичную для Земли окружающую среду с солнцем и небом. Они запрограммированы таким образом, что они изменяют свой внешний вид в зависимости от направления VRaySun.
Параметры VRaySun:
Turbidity — Дымка — этот параметр определяет количество пыли в воздухе и влияет на цвет солнца и неба. Маленькие значения дают чистый воздух, голубое небо и солнце. Большие значения параметра делают небо и солнце желтым и оранжевым.
Ozone — Озон — этот параметр влияет на цвет солнечного света. Доступный диапазон — от 0.0до1.0. Меньшие значения делают солнечный свет более желтым, большие значения — более голубым.
Intensitymultiplier — Множитель интенсивности — множитель интенсивности для VRaySun.
Sizemultiplier — Множитель размера — этот параметр управляет видимым размером солнца. Он влияет на вид солнечного диска при виде через камеру, в отражениях, а также на нерезкость солнечных теней.
Shadowsubdivs — Подразбиения для тени — этот параметр управляет количеством сэмплов для нерезких теней от солнца. Большее значение параметра дает лучшее качество размытой тени, но замедляет просчет.
Shadowbias — Смещение тени — перемещает тень к или от объекту(а), отбрасывающему(-го) тень. Если значение смещения слишком маленькое, тени могут "просачиваться" в места, где их быть не должно, порождая муар или затемнения на модели, которых там быть не должно. Если смещение слишком большое, тени могут "отрываться" от объекта.
Photonemitradius — Радиус источника фотонов — определяет радиус области, из которой излучаются фотоны. Эта область отображается в виде зеленого цилиндра вокруг вектора солнечного луча. [6]
Параметры VRaySky:
Текстурная карта VRaySky обычно используется как ката окружающей среды (environmentmap) в диалоге 3ds MaxEnvironment или в одном из слотов свитка V-RayEnvironment, а своим поведением очень похожа на карту окружающей среды HDRI.VRaySky изменяет свой внешний вид, основываясь на положении VRaySun.
Sunturbidity — Дымка для солнца — см. параметры VRaySun.
Sunozone — Озон для солнца — см. параметры VRaySun.
Sunintensitymultiplier — Множитель интенсивности для солнца — см. параметры VRaySun.
Sunsizemultiplier — Множитель размера для солнца — см. параметры VRaySun.
SkyModel — Модель неба — позволяет вам выбрать процедурную модель, которая будет использована для генерации текстуры VRaySky. [6]
Практическая часть
Создание Остановки можно разделить на несколько этапов.
1) Набросок остановки;
2) Создание 3D модели;
3) Наложение материалов
4) Создание сцены;
5) Визуализация.
Этап 1. Создание набросков предполагаемой остановки
Моделирование остановки началось с просмотра уже существующих остановок.
.
Рисунок 1. Вид остановки 1 Рисунок 2. Вид остановки 2