3.1. Основы сплайнового моделирования
3.1. Основы сплайнового моделирования
Прежде чем начать моделировать, обратимся к теории. Что такое сплайны? Это двумерные геометрические фигуры. Сплайнами могут быть как линии произвольной формы, так и геометрические фигуры, такие, как прямоугольники, звезды, эллипсы и т. д. Рассматривая сплайны, мы будем оперировать такими понятиями, как вершины и сегменты. Вершины – это точки, расположенные на сплайне и различающиеся по типу. Сегмент – часть линии сплайна между двумя соседними вершинами. Степень кривизны сегмента определяется типом вершин, к которым он прилегает.
В 3ds Max используются четыре типа вершин.
? Corner (Угловая) – к такой вершине примыкают прямые сегменты (рис. 3.1).
? Smooth (Сглаженная) – кривая сплайна проводится с изгибом и имеет одинаковую кривизну сегментов с обеих сторон от нее (рис. 3.2).
? Bezier (Безье) – похожа на сглаженную, но позволяет управлять кривизной сегментов сплайна с обеих сторон от нее. Для этого вершина снабжается касательным отрезком с маркерами в виде квадратов зеленого цвета на концах (манипуляторами Безье). Перемещая манипуляторы, можно изменять направления, по которым сегменты сплайна входят в вершину и выходят из нее, а изменяя длину ручек – регулировать кривизну сегментов сплайна (рис. 3.3). ? Bezier Corner (Угол Безье) – так же, как и вершина Bezier (Безье), снабжена касательным вектором, однако касательные не связаны друг с другом отрезком и манипуляторы Безье можно перемещать независимо (рис. 3.4).
Такое разнообразие типов вершин позволяет очень гибко создавать сплайны любых форм. Обратите внимание на следующие рекомендации по использованию типов вершин:
? если нужно построить фигуру с изломами по пути следования сплайна – используйте вершины Corner (Угловая);
? при необходимости плавного искривления сплайна применяйте сглаженные вершины Smooth (Сглаженная);
? если кроме плавного искривления сплайна необходим контроль над кривизной сплайна в данной точке, используйте вершины Bezier (Безье);
? вершины Bezier Corner (Угол Безье) дают полный контроль над сегментами сплайна в данной точке, но работать с ними нужно крайне осторожно, так как при визуализации они могут создавать на форме изломы и перепады (если, конечно, это не соответствует вашей задумке).
Создание сплайнов
Рассмотрим, как создаются сплайны. Щелкните на кнопке Shapes (Формы)
вкладки Create (Создание) командной панели и выберите в списке объектов строку Splines (Сплайны). В свитке Object Type (Тип объекта) появится набор стандартных примитивов. Здесь можно выбрать готовые примитивы, такие, как Rectangle (Прямоугольник), NGon (Многоугольник), Helix (Спираль), Text (Текст), Ellipse (Эллипс) и т. д., или, используя примитив Line (Линия), построить что-то новое.
Если вам нужны готовые примитивы, выберите в свитке Object Type (Тип объекта) объект требуемого типа. В нижней части появятся свитки с параметрами выбранного объекта: Rendering (Визуализация), Interpolation (Интерполяция), Creation Method (Метод создания), Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры), Parameters (Параметры).
В свитке Rendering (Визуализация) вы можете установить флажок Enable In Renderer (Показывать при визуализации), позволяющий отображать сплайн при визуализации, и задать значения параметров Thickness (Толщина), Sides (Количество сторон) и Angle (Угол). В тех случаях, когда нужно построить криволинейный объект с одинаковым диаметром по всей длине, не задумываясь пользуйтесь сплайновым способом как самым быстрым и наименее ресурсоемким.
В свитке Creation Method (Метод создания) вы можете задать способ построения: Edge (Ребро), то есть от края, или Center (От центра). Для объекта Line (Линия) в свитке Creation Method (Метод создания) указывается тип вершин, используемых при построении. Для Arc (Дуга) задается способ построения (либо сначала строятся два конца, а затем середина, либо сначала определяется середина дуги, а затем строятся ее конечные точки).
При помощи свитка Interpolation (Интерполяция) можно настроить параметры интерполяции криволинейных сегментов сплайна, то есть задать количество точек излома криволинейных сегментов с помощью счетчика Steps (Количество шагов), а также установить флажок Optimize (Оптимизация), который заставит программу оптимизировать сплайн путем сброса в ноль количества шагов для его линейных сегментов.
Редактирование сплайнов
Сплайны можно редактировать на четырех уровнях:
? формы, иначе говоря, на уровне объекта;
? вершин;
? сегментов;
? сплайна как составляющей части объекта.
Доступ к редактированию сплайнов на уровне отдельных сегментов и вершин осуществляется с помощью кнопки Modify (Изменение)
СОВЕТ
При возможности преобразуйте сплайн в Editable Spline (Редактируемый сплайн). Сделать это можно, щелкнув правой кнопкой мыши на сплайне и выполнив команду Convert To ? Convert to Editable Spline (Преобразовать ? Преобразовать в редактируемый сплайн). Хотя при этом теряются параметрические свойства объекта (вы больше не сможете использовать такие параметры объекта, как ширина, высота, радиус и т. д.), вы получите доступ к редактированию дополнительных параметров объекта на уровне подобъектов.
Редактирование сплайна на уровне формы позволяет присоединять к нему другие готовые сплайны, создавать отрезки линий в качестве сегментов текущего сплайна и изменять параметры интерполяции криволинейных сегментов. Для присоединения к выделенной сплайновой форме другого сплайна щелкните на кнопке Attach (Присоединить) свитка Geometry (Геометрия), при этом кнопка подсветится цветом. Переместите указатель в окно проекции и укажите на присоединяемый сплайн. Когда указатель примет специальный вид, щелкните левой кнопкой мыши. Два сплайна будут соединены в одну форму.
Редактирование сплайнов на уровне вершин позволяет создать сплайн практически любой конфигурации. Для перехода в режим редактирования вершин в свитке Selection (Выделение) щелкните на кнопке Vertex (Вершина)