Глава 4. Работа с генераторами

Понятие генераторов

В предыдущих главах мы рассмотрели технику моделирования для создания объектов с помощью использования наборов примитивов. Преимущества этого метода в том, что он является весьма наглядным, объекты создаются легко и быстро и сразу появляются в сцене. Но, несмотря на многообразие примитивов, этот метод все же достаточно ограничен. Поэтому Cinema 4D предлагает большой набор различных инструментов моделирования, позволяющих существенно расширить диапазон возможных форм и средств для их настройки.

Большая часть этих инструментов использует принцип генераторов. Генераторы - объекты, использующие другие формы и объекты для создания новых объектов с новой геометрией. При этом объекты, используемые в генераторах, остаются независимыми, и вы сможете изменить их геометрию для настройки новых объектов, созданных генератором. Это упрощает процесс проектирования, поскольку вы в любой момент можете изменить нужные настройки объекте, лежащих в основе сложных форм.

В предыдущей главе вы уже имели дело с генераторами. Этими генераторами являлись деформаторы, работающие в основном с примитивами.

Наиболее распространенным типом объектов-генераторов являются л NURBS-объекты (сокращенно от Non-Uniform Rational B-Splines, неоднородные рациональные В-сплайны). NURBS-объекты в действительности не содержат полигонов. Их смысл в том, что с помощью набора сплайнов вы можете быстро создавать различные формы, которые просчитываются программой быстрее, чем наборы полигонов. Обычно моделирование подразделяют на полигональное моделирование и моделирование с помощью NURBS. Однако сказать, что NURBS-объекты являются независимыми от полигонов, было бы не совсем правильно. Перед тем как программа проводит визуализацию сцены, она заменяет формы, созданные этим генератором, на полигоны. Хоть этот процесс и не отображается в сцене и происходит незаметно, но следует помнить об этом при работе со сложными моделями или сценами, требующими большого объема оперативной памяти.

Сплайны

Ключевыми элементами при создании большинства объектов NURBS являются сплайны. Однако применение сплайнов не ограничено лишь использованием в NURBS. Вы можете использовать сплайны для создания различного рода объектов, в том числе путей анимации и организации объектов в цифровом пространстве. Однако в этом разделе мы будем рассматривать сплайны в качестве средства моделирования.

Сплайнами называют линии, соединяющие контрольные точки (вершины) и изгибающиеся в них под заданным углом. Сплайн составляют два элемента:

  • вершина (vertex) - точка, имеющая определенное XYZ-координатами положение в пространстве (рис. 4.1);
  • Рис. 4.1 Вершина сплайна

  • сегмент (segment) - линия, соединяющая две соседние вершины.

Виды сплайнов

Настраивая положение каждой точки, вы изменяете и соединяющие их кривые, а соответственно и форму всего сплайна.

Сегменты, соединяющие вершины, могут иметь разный вид: прямые или изогнутые, с острыми углами или интерполированные, проходящие через контрольные вершины или лежащие рядом с ними. В зависимости от типа применяемых сегментов различают пять видов сплайнов:

  • Linear (Линейный);
  • Cubic (Кубический);
  • Akima (Акима);
  • B-Spline (В-сплайн);
  • Bezier (Безье).

Линейный сплайн является самым простым типом сплайнов и представляет собой вершины, объединенные прямыми линиями. При этом при вершинах сплайна образуются острые углы (рис. 4.2).

Рис. 4.2 В вершинах линейного сплайна образуются острые углы

Кубический сплайн - сегменты, соединяющие вершины, являются криволинейными. При этом кривые могут сильно отходить от прямолинейного пути между вершинами, то есть иметь отклонение. Благодаря отклонениям сплайн выглядит более гладким - рис. 4.3 (а).

Сплайн Акима - в отличие от кубического сплайна, сплайн Акима не имеет отклонений, и интерполированная кривая всегда точно проходит через вершины близко к прямолинейному пути. Это делает ее более точной, но более резкой и ломаной - рис. 4.3 (б).

Рис. 4.3 Углы кубического сплайна более сглажены (а); сплайн Акима более точен (б)

В-сплайн - в этом сплайне получаются наиболее гладкие кривые, однако они не проходят непосредственно через вершины, а лишь направляются ими. Чем ближе вершина расположена к кривой, тем большее влияние она на нее оказывает (рис 4.4).

Рис. 4.4 В В-сплайне кривые не проходят через вершины

Сплайн Безье - образует плавную кривую с большими возможностями управления ее кривизной. При создании вершины или ее выделении появляются ручки управления. Изменяя их длины, вы можете настраивать радиус кривизны сегмента в этой вершине, а изменяя направление - определять касательную к кривой в этой точке, то есть направление кривизны (рис. 4.5).

Рис. 4.5 Сплайн Безье позволяет управлять кривизной и касательными к кривой в вершине

Сплайновые формы не визуализируются, а отображаются только в окне редактора. Они представляют собой линии нулевой толщины, расположенные в трехмерном пространстве, но не имеющие третьего измерения. Только применив к ним генератор, например выдавив из сплайна объекта или закрутив его вокруг оси, вы сможете увидеть результат в визуализированной сцене.

С помощью Cinema 4D вы можете создавать объекты как самостоятельно устанавливая вершины и определяя соединяющие их сегменты, так и на основе сплайнов-примитивов.

Cinema 4D содержит 20 сплайновых форм (рис. 4.6): 6 типов сплайнов и 14 примитивов.

Рис. 4.6 Сплайны в Cinema4D

Кнопки, расположенные в первых двух колонках, вызывают инструменты рисования шести типов сплайнов вручную. Остальные кнопки создают сплайновые примитивы: окружность, прямоугольник, дуга, звезда, многоугольник, текст и др. Использование сплайновых примитивов аналогично применению примитивов, описанному в предыдущей главе. При создании сплайна-примитива на экране сразу же появляется нужная фигура, имеющая параметры, устанавливаемые по умолчанию. Вы можете задать нужные параметры, используя соответствующие элементы управления, и получить сплайн требуемого вида. В отличие от сплайнов, создаваемых вручную, в сплайнах-примитивах не доступны вершины и средства управления ими.

Начнем рассмотрение со сплайнов, создаваемых с помощью примитивов. Каждый из этих сплайнов имеет индивидуальные характеристики, которые могут быть как простыми, например размер или положение фигуры, так и более сложными, определяющими форму примитива или позволяющие выбрать одну из его модификаций. Кроме того, все сплайны имеют общие параметры, одинаковые для всех. К ним относятся параметры интерполяции, определяющие разбиение сплайна на сегменты и их поведение вблизи вершин. Изменяя эти настройки, вы можете влиять на гладкость кривых, которая изменяется благодаря созданию новых дополнительных точек помимо вершин, через которые будет проходить сплайн. Настройки будут иметь эффект только при использовании сплайнов в генераторах или при конвертировании объектов в полигоны.

Метод интерполяции выбирается в поле Intermediate Points (Промежуточные очки) группы параметров Object (Объект) вкладки Attributes (Атрибуты) - рис 4.7.

Рис. 4.7 Настройка метода интерполяции

Возможно использование следующих методов:

  • None (Нет) - при его использовании в сплайне применяются основные вершины, без создания дополнительных промежуточных точек;
  • Natural (Естественный) - при использовании этого метода сплайн будет разбит на точки, число которых определено ниже в поле Number (Число). При этом точки будут расположены близко друг к другу между вершинами, необязательно проходя через них;
  • Uniform (Равномерно) - этот метод также создает точки, число которых определено ниже в поле Number, но в этом случае они будут расположены на равном расстоянии друг от друга, необязательно проходя через вершины;
  • Adaptive (Адаптивно) - метод, который создает дополнительные промежуточные точки при изменении угла сплайна на величину, большую указанной в поле Angle (Угол). Чем меньше значение этого поля, тем больше дополнительных точек и тем более гладкий сплайн.

Кроме метода интерполяции общими для всех сплайновых примитивов являются параметры Plane (Плоскость) и Reverse (Обратить). В меню Plane вы Можете выбрать одну из трех плоскостей, в которой будет лежать сплайн: XY, ZY и XZ.

Каждый сплайн имеет первую и последнюю вершины, положение которых имеет значение при задании пути анимации или применения генератора лофтинга. При этом первая и последняя точки обычно не сливаются в одну даже для замкнутых фигур. При замыкании сплайна создается дополнительный сегмент, соединяющий их. Если сплайн редактируемый, то вы можете видеть, что при переходе от первой к последней точке сплайн меняет свой цвет от красного к желтому. Флажок Reverse позволяет расположить вершины в обратном порядке и сделать первую вершину последней.

Помимо непосредственного использования сплайновых примитивов в сцене, вы можете применять их как основу для собственных оригинальных форм. Создав определенный сплайн-примитив и настроив его параметры, вы можете преобразовать объект в непараметрический. При этом вам станут доступны настройки вершины сплайна и элементы управления ими, и вы сможете выбрать тип сплайна. В то же время вам не удастся изменить параметры исходного объекта. Для преобразования сплайнового примитива в непараметрический сплайновый объект щелкните по кнопке Make Object Editable (Сделать объект редактируемым) панели инструментов Tools (Инструменты).

Рассмотрим более подробно особенности создания отдельных сплайнов-примитивов. Для того чтобы увидеть список всех примитивов, необходимо нажать и удерживать кнопку Draw Freehand Spline (Нарисовать сплайн «от руки») или открыть меню Objects > Spline Primitive (Объект > Сплайновый примитив) - рис. 4.8. При выборе одного из сплайнов на кнопке панели инструментов Tools в дальнейшем будет отображаться значок этого сплайна.

Рис. 4.8 Выбор примитива

Дуга

Для создания дуги и элементов, основанных на ней, используется объект Arc (Дуга). Помимо дуги вы можете создать сектор (дуга с линией, соединяющей ее концы), сегмент (часть круга, определяемая дугой) или кольцо (рис. 4.9).

Рис. 4.9 Сплайн Дуга

Объект создается с помощью кнопки Create Arc Spline (Создать дугу) или команды Objects > Spline Primitive > Arc (Объект > Сплайновый примитив > Дуга).

Основные характеристики и положение сплайнового примитива задаются аналогично примитивам, рассмотренным в главе 3, в группах параметров Basic (Основные) и Coords. (Координаты) вкладки Attributes (рис. 4.10).

Рис. 4.10 Группы параметров для настройки сплайна

В группе Object содержатся параметры, определяющие форму сплайна (рис. 4.11):

Рис. 4.11 Настройка дуги

  • меню Туре (Тип) - позволяет выбрать один из четырех типов объектов: Arc (Дуга), Sector (Сектор), Segment (Сегмент) или Ring (Кольцо);
  • поле Radius (Радиус) - определяет радиус окружности, из которой вырезается дуга;
  • поле Inner Radius (Внутренний радиус) - доступно при создании кольца и задает его внутренний радиус;
  • поле Start Angle (Начальный угол) - позволяет указать угол начала дуги;
  • поле End Angle (Конечный угол) - позволяет указать угол конца дуги.

Прочие параметры применяются для всех сплайнов и описаны выше в этом разделе.

Окружность

Объект Circle (Окружность) позволяет создавать сплайны в форме окружности, эллипса или кольца (рис. 4.12).

Рис. 4.12 Сплайн Окружность

Для ее вызова используйте кнопку Create Circle Spline (Создать окружность) панели инструментов Standard (Стандартные) или команду Objects > Spline Primitive > Circle (Объект > Сплайновый примитив > Окружность).

Вы можете изменять следующие параметры (рис. 4.13):

Рис. 4.13 Настройка окружности

  • флажок Ellipse (Эллипс) - при его установке становится активным поле Radius Y (Радиус по Y), где вы можете задать значение радиуса, отличающееся от основного, и получить эллипс;
  • флажок Ring (Кольцо) - при его установке становится активным поле Inner Radius (Внутренний радиус), где вы можете указать внутренний радиус дуги. Причем, если установлен флажок Ellipse, внутренний радиус по Y будет пропорционален внешнему радиусу;
  • поле Radius (Радиус) - задает основной радиус окружности или эллипса;
  • поле Radius Y (Радиус по Y) - определяет второй радиус эллипса по оси Y (или по оси Z, если сплайн расположен в плоскости XZ);
  • поле Inner Radius (Внутренний радиус) - задает внутренний радиус дуги.

Если для создания вашей сцены недостаточно коллекции сплайновых примитивов, в Cinema 4D предусмотрено создание сплайнов методом кривых. При этом на первом этапе вы назначаете вершины будущего сплайна и определяете метод их соединения. Затем, настраивая положение вершин и кривизну сегментов, определяете окончательный вид сплайна.

Сплайновые кривые всегда создаются в активном окне просмотра. Если вид плоский, то созданная кривая будет лежать в плоскости XZ.

Для открытия списка всех видов сплайнов необходимо нажать и удерживать кнопку Draw Freehand Spline (Нарисовать сплайн «от руки») или открыть меню Objects > Create Spline (Объект > Создать сплайн) - рис. 4.14. Найти среди значков эти типы сплайнов можно по коричневым точкам, обозначающим вершины.

Рис. 4.14 Выбор способа создания сплайна

Вы можете создавать сплайны с помощью этих инструментов или используя инструмент Object Spline (Сплайновый объект), вызываемый с помощью меню Objects > Spline Object. Все эти инструменты создают сплайновые кривые с помощью вершин, но каждый использует немного отличающийся от других метод создания, то есть различные способы интерполяции и соединения вершин.

Объект Сплайн

При вызове команды Objects > Spline Object (рис. 4.15) создается пустой сплайн, который может быть использован для создания сплайновых кривых.

Рис. 4.15 Сплайновый объект

Для создания новой вершины щелкните левой кнопкой мыши в нужном месте окна просмотра, удерживая при этом нажатой клавишу Ctrl. При создании каждой последующей вершины она будет соединяться с предыдущим сегментом, образуя по умолчанию сплайн типа Безье.

Вы можете изменить тип сплайна в меню Туре (Тип) в группе параметров Object Properties. Если при создании вершины вы не сразу отпустите кнопку мыши, а будете перемещать курсор, то вы сможете настроить кривизну сплайна в этой точке, изменяя направление и величину ручек управления. Отпустив кнопку мыши и не удерживая Ctrl, вы можете изменять положение вершины, перетаскивая ее мышью.

Обратите внимание, что при создании сплайна подобным образом вы находитесь в режиме редактирования точек. Это означает, что если вы захотите переместить сплайн целиком, а не отдельные его вершины, вам необходимо перейти в режим редактирования модели. Для этого нажмите кнопку Use Model Tool (Использовать инструмент модели) панели инструментов Tools.

Если вы щелкните с нажатой клавишей Ctrl между двумя созданными точками на кривой, то в этом месте будет добавлена новая точка. При щелчке по первой точке сплайн замкнется. Вы также можете замкнуть сплайн, установив флажок Close Spline (Закрыть) в группе параметров Object Properties, в результате чего последняя точка автоматически соединится сегментом с первой.

Если вы щелкните с нажатыми клавишами Shift и Ctrl, то созданная точка будет соединена сегментом с первой вершиной и сама будет назначена первой.

Для того чтобы создать отдельную кривую сплайна, создайте новую точку, которая будет первой для отдельной кривой. После этого вызовите команду Structure > Edit Spline > Break Segment (Структура > Редактировать сплайн > Разбить сегмент) - рис. 4.16. В результате действия этой команды сегмент, соединяющий последнюю точку, будет удален, и все последующие созданные вершины будут образовывать отдельную кривую.

Рис. 4.16 Создание отдельной кривой сплайна

Создание сплайна «от руки»

Первый из инструментов создания сплайнов Draw Freehand Spline (Начертить сплайн «от руки») предоставляет наибольшую свободу при их вычерчивании, но, в то же время, ограничивает возможности управления им. С его помощью вы можете, нажав один раз кнопку мыши и проведя курсором линию, создать нужный сплайн. При совмещении первой и начальной точки сплайн будет закрыт.

Таким образом, вы без особых усилий создаете требуемую вам форму. Однако число и расположение вершин определяете уже не вы, а программа.

Вы можете настроить точность сплайновой кривой с помощью поля Tolerance (Допуск), расположенного на вкладке Attribute в режиме (Mode) Tool - рис. 4.17.

Рис. 4.17 Настройка точности инструмента Draw Freehand Spline

Значение поля устанавливается после выбора инструмента Draw Freehand Spline, но до начала вычерчивания. Чем выше значение этого поля, тем менее точно сплайн повторяет начерченную вами линию и тем меньше вершин будет установлено на нем.

В отличие от других видов сплайнов, сплайн «от руки» создается не на рабочей плоскости, а в плоскости камеры, и если вы хотите разместить его на плоскостях XY, ZY или XZ, то необходимо рисовать сплайн в соответствующем окне проекции.

Создание сплайна Безье

Как уже говорилось выше, вершины сплайнов Безье имеют две управляющие ручки, позволяющие регулировать кривизну и направление сплайна в вершине. Вершины такого типа широко используются как в трехмерной, так и в двумерной графике, и являются очень гибким и удобным инструментом настройки.

Щелкнув по кнопке Draw Bezier Spline (Начертить сплайн Безье) или вызвав команду Objects > Create Spline > Bezier (Объект > Создать сплайн > Безье), рис. 4.18, вы можете щелкать мышью в окне проекции, создавая вершины сплайна. При этом создаваемый сплайн будет иметь прямолинейные сегменты. Конечно, вы можете настроить их кривизну позднее, но удобнее делать это сразу при создании. Для этого при создании точки не спешите отпускать кнопку мыши, а, удерживая ее, поводите курсором. При этом вы увидите розовые управляющие ручки, которые будут изменяться при движении мыши и определять поведение кривой (рис. 4.19).

Рис. 4.18 Вызовите Objects > Create Spline > Bezier, чтобы создать сплайн Безье

Рис. 4.19 Управляющие ручки определяют поведение кривой

Создание линейного и кубического сплайна и сплайна Акима

При создании этих двух видов сплайнов используются инструменты Draw Cubic Spline (Начертить кубический сплайн) и Draw Akima Spline (Начертить сплайн Акима). Вы также можете использовать команды Objects > Create Spline > Cubic (Объект > Создать сплайн >Кубический) и Objects > Create Spline > Akima (Объект > Создать сплайн > Акима) -рис. 4.20.

Рис. 4.20 Создание кубического сплайна и сплайна Акима

Линейный сплайн создается при помощи кнопки Draw Linear Spline (Начертить линейный сплайн) или команды Objects > Create Spline > Linear (Объект > Создать сплайн > Линейный).

Различия этих видов кривых описаны выше в этом разделе. При их создании вы просто обозначаете мышью вершины сплайна, а программа соединяет их сегментами, с методами интерполяции, соответствующими типу сплайна.

Создание В-сплайна

В-сплайн позволяет создавать различные криволинейные формы. Основное его отличие от других типов сплайнов состоит в том, что он проходит не через созданные вами точки, а скорее рядом с ними. При создании очередной вершины с помощью щелчка мыши сплайн проходит через эту точку, однако стоит вам создать следующую, и он уже поворачивается к новой точке, не успев дойти до предыдущей. Когда сплайн открыт, только две вершины лежат на кривой; первая и последняя точки. У закрытого сплайна ни одна точка не лежит на кривой.

Создается сплайн с помощью кнопки Draw B-Spline (Начертить В-сплайн) или команды Objects > Create Spline > B-Spline (Объект > Создать сплайн > В-сплайн) - рис. 4.21.

Рис. 4.21 Создание кубического сплайна и B-Spline

Используйте этот вид сплайна, когда вы хотите получить не очень точную, но очень сглаженную кривую.

Правка сплайнов

Вторым этапом моделирования сплайновых фигур после создания сплайна является точная настройка формы и параметров сплайна.

Для правки сплайновых примитивов необходимо сначала преобразовать их в непараметрические объекты. Для этого нажмите кнопку Make Object Editable (Сделать объект редактируемым) панели инструментов Tools. Но помните, что редактируемый объект теряет возможность быть настроенным с помощью параметров, содержащихся в группе параметров Object.

В режиме точек при нажатой кнопке Use Point Tool (Использовать инструмент точек) вы можете видеть все вершины сплайна и редактировать их. Для достижения нужной формы кривой вы можете перемещать, масштабировать и вращать точки. При работе с отдельными точками в основном используется инструмент перемещения, но, выделив группу вершин, вы можете использовать вращение и масштаб. При перемещении вершины в направлении, перпендикулярном плоскости сплайна, он становится трехмерным.

Рассмотрим более подробно способы выделения точек. Если у вас выбран один из инструментов Move , Rotate или Scale , то для выделения точки достаточно щелкнуть по ненулевой кнопкой мыши. При этом вершина приобретет розовый цвет, и возле нее появятся оси координат. Для выделения нескольких точек удерживайте нажатой клавишу Shift. Также с помощью клавиши Shift вы можете снять выделение с точки, щелкнув по ней. Для снятия выделения со всех точек щелкните мышью в свободном месте экрана.

Помимо этого в вашем распоряжении есть четыре инструмента выделения, расположенные на панели инструментов Standard (рис. 4.22).

Рис. 4.22 Инструменты выделения

С инструментом Live Selection (Живое выделение) вы выделяете все точки, попадающие в окружность, описанную вокруг курсора. Радиус окружности можно настраивать в поле Radius (Радиус) вкладки Attribute в режиме (Mode) Tool .
Инструмент Rectangle Selection (Прямоугольное выделение) позволяет выделить все точки, попадающие в прямоугольник выделения. Чтобы задать прямоугольник, щелкните в точке, соответствующей одному из углов прямоугольника и, удерживая кнопку мыши, протащите курсор до вершины противоположного угла, после чего отпустите кнопку.

Задать произвольную область выделения, ограниченную прямыми линиями, можно с помощью инструмента Polygon Selection (Выделение полигоном). Щелкая мышью, вы определяете вершины многоугольного полигона. Все точки, лежащие внутри него, выделяются.

Используя инструмент Freehand Selection (Выделение «от руки») , вы чертите произвольную область, выделяющую лежащие внутри нее вершины. Для задания области обведите курсором точки, которые необходимо выделить, удерживая при этом нажатой кнопку мыши.

Помимо перемещения, вращения и масштабирования вы можете использовать и другие инструменты редактирования сплайнов. Они доступны с помощью контекстного меню, вызываемого нажатием правой кнопки в окне просмотра или в меню Structure > Edit Spline (Структура >Редактировать сплайн) - рис. 4.23.

Рис. 4.23 Команды редактирования сплайнов

Инструмент Hard Interpolation (Жесткая интерполяция) применяется к сплайнам Безье и переключает выделенные точки на жесткую интерполяцию. Это означает, что длины всех управляющих ручек становятся равными нулю, что приводит к образованию острых углов при вершинах (рис. 4.24).

Рис. 4.24 Инструмент Hard Interpolation - острые углы при вершинах

Для применения инструмента ко всем вершинам выделение должно быть снято со всех точек.

Инструмент Soft Interpolation (Мягкая интерполяция) также применяется к сплайнам Безье и переключает выделенные точки на жесткую интерполяцию.

Это означает, что длины всех управляющих ручек приобретают стандартную длину и направление, что приводит к сглаживанию сплайна (рис. 4.25).

Рис. 4.25 Инструмент Soft Interpolation сглаживает острые углы

Инструмент Equal Tang Length (Выровнять длины касательных) позволяет настроить длины управляющих ручек выделенных вершин Безье так, чтобы их длины с правой стороны соответствовали длинам с левой стороны вершины.

Инструмент Equal Tang Direction (Выровнять направление касательных) применяется для вершин Безье, у которых управляющие ручки с разных сторон имеют различное направление. Использование инструмента заставляет ручки выделенных вершин выровнять свое направление вдоль одной прямой.

Сплайн может состоять из нескольких сегментов, как, например, кольцо или текст. Объединить несколько кривых сплайна в одну позволяет инструмент Join Segment (Объединить сегмент). Для этого необходимо выделить одну или несколько точек обоих кривых и использовать этот инструмент. При этом начальная точка одной кривой соединится сегментом с конечной точкой другого. Для объединения всех кривых сплайна нужно снять выделение со всех точек.

Обратное действие осуществляет инструмент Break Segment (Разбить сегмент). Используя его для получения новой кривой сплайна, вы выделяете точку или несколько точек, которые хотите отделить, и применяете команду. Сегменты, соединяющие выделенные вершины с кривой, удаляются, и образуется новая кривая.

При использовании инструмента Set First Point (Установить первую вершину) порядок следования вершин перестраивается таким образом, что выделенная вершина становится первой. Визуально это отразится цветом кривой: он изменяется от желтого цвета начальной точки до красного цвета конечной.

Инструмент Reverse Sequence (Обратить последовательность) перестраивает порядок следования вершин так, что начальная точка становится конечной, а конечная - начальной.

Инструмент Move Down Sequence (Переместить последовательность вниз) смещает порядок следования вершин таким образом, что первая точка становится второй, вторая - третьей и так далее. Последняя точка становится первой.

Инструмент Move Up Sequence (Переместить последовательность вверх) осуществляет обратное действие. При его использовании первая точка становится последней, вторая - первой и т.д. Последняя точка становится предпоследней.

Инструмент Chamfer (Скругление) разбивает выделенную вершину на две, соединенные сегментом с мягкой интерполяцией. Длины всех управляющих ручек первоначальных вершин сплайна обращаются в ноль. Если ни одна точка не выделена, то инструмент применяется ко всем точкам сплайна, кроме начальной и конечной точки для открытого сплайна. При создании скругления вы можете управлять его радиусом, если, удерживая нажатой кнопку мыши, будете перетаскивать курсор. Радиус скругления ограничивается в поле Radius вкладки Attribute в режиме (Mode) Tool (рис. 4.26). Там же находится флажок Flat (Плоское), при установке которого образуется прямолинейная фаска вместо скругления.

Рис. 4.26 Настройка инструмента Chamfer

С помощью инструмента Create Outline (Создать контур) вы можете быстро создать контур сплайна, подобный ему (рис. 4.27). Выбрав этот инструмент, щелкните кнопкой мыши и, удерживая ее, переместите курсор. Образуется новая кривая, которая будет соединена с концами открытого сплайна или в виде отдельной кривой для замкнутого.

Рис. 4.27 Создание контура с помощью инструмента Create Outline

Настраиваются параметры контура во вкладке Attribute в режиме (Mode) Tool (рис. 4.28).

Рис. 4.28 Настройка инструмента Create Outline

При установленном флажке Create New Object (Создать новый объект) контур создается в виде отдельного сплайна, не соединенного с исходным и имеющего собственные настройки.

В поле Distance (Расстояние) укажите расстояние между сплайном и его контуром, причем это может быть отрицательное значение, отвечающее внутреннему контуру. Нажмите клавишу Enter - и на указанном расстоянии от объекта появится контур.

Инструмент Cross Section (Поперечное сечение) создает сплайн, образующий поперечное сечение группы сплайнов. Создав несколько лежащих в разных плоскостях сплайнов (рис. 4.29) и сгруппировав их, выберите этот инструмент и начертите линию, являющуюся проекцией поперечного сечения (рис. 4.30).

Рис. 4.29 Для создания поперечных сечений группы сплайнов начертите несколько сплайнов в разных плоскостях

Рис. 4.30 Проведите линии поперечных сечений...

Повернув вид в окне перспективы или переключившись на другие окна проекций, вы увидите замкнутую кривую, проходящую через все точки пересечения сплайнов с задающей прямой (рис. 4.31).

Рис. 4.31... и, повернув вид, вы увидите замкнутые кривые

Эти кривые представляют собой отдельные сплайны, которые могут быть настроены также с помощью вершин. Эту команду удобно использовать при создании объектов методом Loft, о котором рассказано ниже.

Вы можете ограничить угол наклона линии поперечного сечения, если при ее создании будете удерживать клавишу Shift. Значение угла можно задать в поле Constrain Angle (Ограничить угол) вкладки Attribute в режиме (Mode) Tool (рис. 4.32).

Рис. 4.32 Ограничение угла наклона линии

Инструмент Line Up (Выстроить) выравнивает все выделенные точки в линию, образуемую первой и последней точкой выделения. Если точки не выделены, встраивается весь сплайн между начальной и конечной точкой.

Инструмент Round (Округлить) преобразовывает кривую в более сглаженную, добавляя дополнительные вершины на сегментах, соединяющих выделенные точки, или на всем массиве, если точки не выделены. При использовании инструмента появляется диалоговое окно Round, в котором вы должны указать число добавляемых вершин в поле Points (Точки) и тип интерполяции в поле Interpolation (Интерполяция).

Инструмент Project (Спроецировать) позволяет спроецировать сплайн на любой объект сцены. При использовании инструмента появляется диалоговое окно Project Spline (Спроектировать сплайн). Оно содержит меню Projection (Проекция), в котором вы можете выбрать следующие опции (рис. 4.33):

Рис. 4.33 Методы проецирования

  • View (Вид) - точки проектируются согласно текущему вид) окна редактора;
  • XY, ZY и XZ Plane (XY, ZY и XZ Плоскость) - проецирует точки согласно выделенной плоскости, то есть перемещает их перпендикулярно плоскости;
  • XY, ZY и XZ Radial (XY, ZY и XZ Радиально) - проецирует точки на цилиндрическую поверхность согласно выбранной плоскости;
  • Radial (Радиально) - проецирует точки на сферическую поверхность.

Применение объектов NURBS

NURBS-объекты - генераторы, использующие онлайновые объекты для создания собственной геометрии. Более гибким этот инструмент делает то, что вы в любой момент можете изменить базовый объект и перестроить таким образом NURBS.

NURBS-объекты не содержат точек и полигонов. Однако вы можете редактировать объект на полигональном уровне, если конвертировать его в редактируемый объект с помощью кнопки Make Object Editable (Сделать объект редактируемым) панели инструментов Tools или команды Structure > Make Editable (Структура > Сделать Редактируемым).

В вашем распоряжении пять инструментов создания NURBS-объектов: выдавливание, вращение, развертка с заметанием, лофтинг, создание Безье NURBS. Для доступа к этим инструментам нажмите и удерживайте кнопку Add HyperNURBS Object (Добавить HyperNURBS) панели инструментов Standard. Появится меню, содержащее кнопки создания NURBS-объектов (рис. 4.34).

Рис. 4.34 Инструменты создания NURBS-объектов

Рассмотрим подробно применение всех этих инструментов.

Выдавливание

С помощью инструмента Extrude (Выдавливание) вы создаете трехмерный объект, вытягивая сплайн в любом направлении (рис. 4.35).

Рис. 4.35 Звезда, вытянутая инструментом Extrude

Для вызова инструмента выдавливания используйте кнопку Add Extrude NURBS Object (Создать NURBS-объект выдавливанием) или вызовите команду Objects > NURBS > Extrude NURBS (Объект > NURBS > Выдавить NURBS).

При вызове инструмента в менеджере объектов появляется новый объект Extrude NURBS. Поместите исходный сплайн на уровень подобъекта NURBS (рис. 4.36).

Рис. 4.36 Размещение сплайна и генератора в менеджере объектов

Если вы хотите выдавить объект из нескольких сплайнов, то вам необходимо сгруппировать их. Из нескольких объектов, помещенных в NURBS, восприниматься будет только первый в списке.

Для настройки параметров выдавливаемого объекта используется настройки во вкладке Attributes. Первые две группы параметров Basic и Coord. содержат общие для всех объектов параметры, которые мы рассматривали в главе 3.

В группе параметров Object содержатся (рис. 4.37):

Рис. 4.37 Настройка инструмента Extrude NURBS

  • поля Movement (Перемещение) - позволяют задать величину выдавливания по трем направлениям: X, Y и Z;
  • поле Subdivision (Подразделение) - определяет число разбиений вдоль пути выдавливания;
  • поле Iso Subdivision (Подразделение изобатами) - позволяет указать число изобат, отображающих выдавливание при включенном режиме отображения изобатами;
  • флажок Flip Normals (Обратить нормали) - изменяет на противоположное направление нормалей объекта;
  • флажок Hierarchical (Иерархический) - установив этот флажок, вы сможете сгруппировать несколько сплайнов, поместить их в качестве подобъекта NURBS и получить выдавливание для каждого отдельного сплайна.

Вращение

Инструмент Lathe (Токарный станок) позволяет создать поверхность вращения, закручивая исходный сплайн вокруг оси Y (рис. 4.38).

Рис. 4.38 Получение объекта вращением сплайна со сдвигом

Для получения NURBS-объекта методом вращения воспользуйтесь кнопкой Add Lathe NURBS Object (Создать NURBS-объект вращением) или вызовите Команду Objects > NURBS > Lathe NURBS. После чего поместите базовый сплайн в качестве подобъекта NURBS. При этом сплайн тоже лежать в плоскости XY или ZY, поскольку вращение происходит вокруг оси Y.

Настроить параметры вращения можно в группе параметров Object (рис. 4.39):

Рис. 4.39 Настройка инструмента Lathe

  • поле Angle (Угол) - позволяет задать угол закрутки сплайна. Для вращения на полный оборот введите угол 360°;
  • поле Subdivision (Подразделение) - определяет число разбиений вдоль пути вращения;
  • поле Iso Subdivision (Подразделение изобатами) - позволяет указать число изобат, отображающих вращение при включенном режиме отображения изобатами;
  • поле Movement (Перемещение) - позволяет создать вращение по спирали. Значение, введенное в поле, означает шаг спирали, то есть расстояние, на которое будет сдвинут каждый виток относительно предыдущего;
  • поле Scale (Масштаб) - определяет относительный размер образующего сплайна. Если вращение происходит по спирали, то ее размер будет плавно изменяться вдоль спирали от истинного размера до размера, определяемого масштабом;
  • флажок Flip Normals (Обратить нормали) - при его установке направление нормалей объекта изменяется на противоположное.

Лофтинг

Инструмент Loft (Лофт) позволяет создать объект на основе двух или более опорных сечений (рис. 4.40).

Рис. 4.40 Применение инструмента Loft

Сплайны, соответствующие опорным сечениям, должны быть размещены в качестве подобъектов в порядке их соединения объектом лофтинга. Если в качестве подобъекта используется только один сплайн, то в результате вы получите плоскую фигуру в форме, определяемой сплайном.

Объект Loft создается с помощью кнопки Add Loft NURBS Object (Создать NURBS-объект лофтингом) или командой Objects > NURBS > Loft NURBS (Объект > NURBS > Лофт NURBS).

Для настройки используйте параметры во вкладке Object (рис. 4.41):

Рис. 4.41 Настройка инструмента Loft

  • поле Mesh Subdivision U (Разбиение сетки в направлении U) - определяет число разбиений объекта по контуру;
  • поле Mesh Subdivision V (Разбиение сетки в направлении V) - определяет число разбиений по длине лофта;
  • поле Isoparm Subdivision V (Изопараметрическое разбиение сетки в направлении U) - определяет число изопараметрических разбиений объекта по контуру;
  • флажок Organic Form (Органическая форма) - его установка позволяет создать вместо четкой и натянутой формы более органичную в результате того, что лофтинговый объект проходит не точно через опорные сечения;
  • флажок Loop (Петля) - при его установке первый опорный сплайн непосредственно соединен с последним;
  • флажок Subdivision per Segment (Разбить на сегменты) - определял будет ли объект разбиваться на ячейки по всей длине или равномерно на каждый сегмент, то есть участок между двумя сплайнами;
  • флажок Adapt UV (Согласовать U и V) - действует аналогично флажку Subdivision per Segment, но применительно к текстурам, имеющим отображение UVW (смотрите в следующей главе);
  • флажок Linear Interpolation (Линейная интерполяция) - при его установке к соединительным линиям будет применена линейная интерполяция, то есть они будут прямолинейными;
  • флажок Flip Normals (Обратить нормали) - при его установке направление нормалей объекта изменяется на противоположное.

Развертка с заметанием

Название инструмента Sweep в переводе на русский язык, применительно к трехмерной графике, обозначает развертку с заметанием. Под этим подразумевается пространственное выдавливание сплайновой формы по нелинейному пути. Вы создаете две кривые, одна из которых является образующей, или контуром, и вытягивается вдоль второго сплайна, называемого направляющей кривой, или путем (рис. 4.42).

Рис. 4.42 Применение инструмента Sweep

Сплайн контура должен лежать в плоскости XY. Вы также можете разворачивать сплайны, которые состоят из нескольких кривых. Кроме того, можно использовать и третий сплайн, называемый рельсом, который будет управлять масштабом контура по длине пути его вращением.

Для вызова инструмента воспользуйтесь кнопкой Add Sweep NURBS Object (Добавить NURBS-объект разверткой с заметанием) или вызовите команду Objects > NURBS > Sweep NURBS (Объект >NURBS > NURBS развертка с заметанием). Поместите сплайн контура в качестве первого подобъекта, а сплайн направляющей - вторым подобъектом.

В группе параметров Object вы можете настраивать следующие параметры (рис. 4.43):

Рис. 4.43 Настройка инструмента Sweep

  • поле Isoparm Subdivision (Изопараметрическое разбиение) - задает число изобат, отображающих вращение при включенном режиме отображения изобатами;
  • поле Scaling (Масштабирование) - позволяет создать плавное изменение размера контура по длине пути. Значение в поле соответствует размеру контура в конце пути в процентах от размера исходного контура;
  • поле Rotation (Вращение) - определяет угол поворота контура в конце пути относительно исходного контура. При этом вдоль пути объекта контур будет плавно вращаться относительно направляющей от угла исходного контура до угла конечного;
  • поле Growth (Рост) - определяет степень прохождения контуром пути. При 100% контур достигает конца пути. Этот параметр можно анимировать, что позволит получить интересный эффект;
  • флажок Parallel Movement (Параллельное перемещение) - при его установке контуры во всех сечениях остаются параллельными исходному контуру;
  • флажок Banking (Крен) - при его установке контур будет вращаться относительно пути в соответствии с кривизной пути в каждой точке. Начальный угол соответствует кривизне в среднем сечении;
  • флажок Use Rail Direction (Использовать направление рельса) - позволяет использовать рельс, который должен быть добавлен в качестве третьего подобъекта NURBS-объекта для вращения контура относительно оси Z при его движении по пути;
  • флажок 2-Rail (Два рельса) - доступен только при установленном флажке Use Rail Direction. При его установке контур будет заключен между сплайном пути и рельсом;
  • флажок Use Rail Scale (Использовать рельс для масштаба) - если этот флажок установлен, масштаб контура по сечению будет определяться рельсом;
  • флажок Constant Cross Section (Постоянное поперечное сечение) - обеспечивает одинаковое поперечное сечение объекта по всей длине пути;
  • флажок Keep Segments (Сохранить сегменты) - если этот флажок установлен, то, изменяя параметр Growth (Рост), вы увидите, что рост объекта будет происходить скачкообразно, от сегмента к сегменту;
  • флажок Flip Normals (Обратить нормали) - при его установке направление нормалей объекта изменяется на противоположное.

Безье NURBS

При использовании инструмента Bezier NURBS (Безье NURBS) создает поверхность, управляемую контрольными точками, притягивающими к себе поверхность. При его создании дополнительные сплайны не используются (рис. 4.44).

Рис. 4.44 Поверхность, создаваемая инструментом Bezier NURBS

Для создания Безье NURBS используйте кнопку Add Bezier NURBS Object (Добавить NURBS-объект Безье) или вызовите команду Objects > NURBS > Bezier NURBS (Объект > NURBS > Безье NURBS).

В группе параметров Object вы можете настраивать следующие параметры (рис. 4.45):

Рис. 4.45 Настройка инструмента Bezier NURBS

  • поле Subdivision X (Разбиение по X) - определяет число разбиений по оси X;
  • поле Subdivision Y (Разбиение по Y) - определяет число разбиений по оси Y;
  • поле Grid Points X (Точки сетки по X) - позволяет задать число управляющих точек по оси X;
  • поле Grid Points Y (Точки сетки по Y) - позволяет задать число управляющих точек по оси Y;
  • флажок Closed X (Закрытый по X) - при установке флажка грани поверхности соединяются в направлении оси X;
  • флажок Closed Y (Закрытый по Y) - при установке флажка грани поверхности соединяются в направлении оси X.

Крышки MURBS-объектов

Все NURBS-объекты, за исключением Безье NURBS, имеют на вкладке Attributes группу параметров Caps (Крышки), определяющие характер торцевых поверхностей в начале и конце объекта (рис. 4.46).

Рис. 4.46 Параметры крышек

Меню Start (Начало) и End (Конец) позволяют выбрать несколько типов торцевых поверхностей:

  • None (Нет) - торцевые поверхности отсутствуют, объект тонкостенный (рис. 4.47);
  • Рис. 4.47 Тип торца None

  • Сар (Крышка) - торцевая поверхность закрывается плоскостью - крышкой (рис. 4.48);
  • Рис. 4.48 Тип торца Сар

  • Fillet (Закругление) - кромки тонкостенного объекта закругляются вовнутрь (рис. 4.49);
  • Рис. 4.49 Тип торца Fillet

  • Fillet Cap (Закругление с крышкой) - создается крышка на торцевой поверхности, которая будет закругляться по краям (рис. 4.50).
  • Рис. 4.50 Тип торца Fillet Cap

При выборе закругления объекта становятся доступны параметры:

  • поле Steps (Шаги) - определяет число разбиений закругления;
  • поле Radius (Радиус) - позволяет задать радиус закругления;
  • меню Fillet Type (Тип закругления) - содержит несколько типов закругления: Linear (Линейное), Convex (Выпуклое), Concave (Вогнутое), Half Circle (Полукруг), 1 Step (1 шаг), 2 Steps (2 шага) и Engraved (Выгравированное);
  • поле Phong Angle (Угол по Фонгу) - значение поля влияет на параметру затенения по методу Фонга;
  • флажок Hull Inwards (Оболочка во внутрь) - при его установке закругление создает переход на внутреннюю сторону;
  • флажок Hole Inwards (Отверстие вовнутрь) - при его установке сегменты отверстий обращаются вовнутрь;
  • флажок Constrain (Ограничить) - при его установке увеличение радиуса закругления происходит за счет уменьшения внутреннего радиуса, а не внешнего;
  • флажок Regular Grid (регулярная сетка) - доступен при выборе в качестве торцевой поверхности крышки. При установке флажка торцевая поверхность будет разбиваться не на длинные треугольники, а на правильные прямоугольники;
  • поле Width (Ширина) - позволяет задать ширину правильных прямоугольников, на которые разбивается крышка.

Применение объектов HyperNURBS

Инструмент HyperNURBS - самый быстрый и простой инструмент создания органических высокополигональных форм. Он использует метод разбиения поверхностей, то есть для автоматического разбиения и закругления низкополигональных форм. Низкополигональная модель, разбиваемая HyperNURBS, называется каркасом.

Для создания HyperNURBS используется кнопка Add HyperNURBS Object (Добавить HyperNURBS) или вызовите команду Objects > NURBS > HyperNURBS. Объект-каркас помещается на уровень подобъекта HyperNURBS.

Для настройки отображения HyperNURBS в окнах проекции и при визуализации используются параметры Object (рис. 4.51):

Рис. 4.51 Настройка HyperNURBS

  • поле Editor Subdivision (Разбиение в редакторе) - определяет число разбиений и сглаженность отображения в окне редактора;
  • поле Render Subdivision (Разбиение при визуализации) - определяет число разбиений и качество отображения визуализированной сцены.

Рекомендуется устанавливать большее значение для разбиения при визуализации и меньшее в окне редактора. Это позволит ускорить работу и, в то же время, сохранить высокое качество конечного результата.

Если вы поместите в HyperNURBS несколько из объектов, то произойдет разбиение только одного объекта. Для работы с несколькими необходимо предварительно сгруппировать их, поместив в нулевой объект.

Результат применения HyperNURBS зависит от числа сегментов, составляющих объект-каркас. Если куб, являющийся каркасом, имеет один сегмент на каждой стороне, сглаженный объект будет напоминать сферу, если же сегментов будет много, то в результате получится куб со скругленными ребрами (рис. 4.52).

Рис. 4.52 Куб, помещенный в HyperNURBS

В низкополигональной модели каждый полигон должен иметь только один соседний полигон на одном ребре. В противном случае вы можете воспользоваться командой Structure > Optimize (Структура > Оптимизировать) - рис. 4.53. Кроме того, скругляемые полигоны должны быть связанными. Команда Selection > Select Connected (Выделение > Выделить связанные) позволяет определить связанные полигоны (рис. 4.54).

Рис. 4.53 Команда Structure >Optimize позволяет преобразовать сетку так, чтобы каждый полигон имел только
один соседний полигон на одном ребре

Рис. 4.54 Команда Selection > Select Connected позволяет определить связанные полигоны

Также важно учитывать, что HyperNURBS лучше работает с четырехугольными сегментами, чем с треугольными, поэтому старайтесь при создании каркаса применять четырехугольные сегменты.

Обычно создание начинают с моделирования низкополигонального каркаса, который затем разбивается и округляется. Для создания каркаса вы можете использовать любой примитив, который затем может быть модифицирован с помощью соответствующих инструментов. Кроме того, вы можете создать полигональный объект, используя отдельные полигоны, и поместить его в HyperNURBS. Второй способ сложнее, но позволяет достичь лучших результатов.

Основные инструменты для работы с HyperNURBS

При использовании любого из способов создания каркасов, обрабатывая их, вы должны будете воспользоваться инструментами обработки полигональных объектов. Рассмотрим более подробно основные из них.

Добавление вершин

Инструмент Add Points (Добавить вершины) доступен при работе с полигонами в режиме редактировании вершин при нажатой кнопке Use Point Tool (Использовать инструмент вершин). Найти его можно в меню Structure > Add Points (Структура > Добавить вершины), рис. 4.55, или в контекстном меню, появляющемся при щелчке правой кнопкой мыши в окне проекции.

Рис. 4.55 Инструмент Add Points создает новые вершины полигонального объекта

Для того чтобы начать полигональный объект с расстановки вершин, необходимо сначала создать пустой полигональный объект. Для этого вызовите команду Objects > Poligon Object (Объект > Полигональный объект).

Создав полигональный объект и выбрав инструмент Add Points, вы можете устанавливать точки, щелкая в нужном месте мышью и удерживая клавишу Ctrl.

Инструмент Create Polygon

Имея несколько точек, с помощью инструмента Create Polygon (Создать полигон), вы можете объединить их в полигоны.

Выбрав инструмент в меню Structure > Create Polygon (Структура > Создать полигон), рис. 4.56, или в контекстном меню, щелкните последовательно по всем точкам будущего полигона, после чего щелкните дважды по последней точке или опять по первой точке. При этом, щелкая по вершинам, вы увидите тонкую черную линию, которая обозначает границы полигона.

Рис. 4.56 Инструмент Create Polygon объединяет вершины в полигоны

Порядок выделения вершин полигона определяет направление нормали полигона. При выделении в направлении часовой стрелки нормаль будет направлена на вас. Параметры настройки этого инструмента показаны на рис. 4.57.

Рис. 4.57 Параметры настройки инструмента Create Polygon

Похожим образом действует и инструмент Bridge (Мост). При его применении вы щелкаете по первой точке полигона, и, удерживая нажатой кнопку мыши, проводите линию будущей границы полигона. Отпустив кнопку мыши, вы увидите, что выделенные точки станут красными. После этого вы можете аналогичным образом выделить две другие вершины и получить в результате четырехугольный полигон, или же провести линию от одной из выделенных вершин до третьей точки для создания треугольного полигона.

При установленном флажке Triangulate if Necessary (Триангулировать при необходимости) все неплоские полигоны будут создаваться треугольными.

Примечание: Вы можете быстро вызвать инструмент Bridge, используя «горячую» клавишу В.

Инструмент Knife

С помощью инструмента Knife (Нож) вы можете «разрезать» полигоны, разделяя их на новые, более мелкие. Для вызова инструмента используйте команду Structure > Knife (Структура > Нож), рис. 4.58, или контекстное меню.

Рис. 4.58 Инструмент Knife разрезает полигоны на более мелкие

После этого щелкните мышью и, удерживая кнопку мыши нажатой, проведите на полигоне линию разреза. Если вы разрезаете одну из граней полигонального объекта, примыкающие грани будут тоже разделены соответствующим образом для сохранения правильной полигональной структуры.

Примечание: Вы можете быстро вызвать инструмент Knife, используя «горячую» клавишу К.

Во вкладке Attribute в режиме (Mode) Tool вы найдете следующие параметры (рис. 4.59):

Рис. 4.59 Параметры инструмента Knife

  • поле Constrain Angle (Ограничить угол) - предназначено для задания параметра угловой привязки. Если, применяя инструмент Knife, вы будете удерживать нажатой кнопку Shift, то направление линии разреза будет привязано к значению угла в этом поле;
  • флажок Restrict to Selection (Ограничит выделением) - при его установке инструмент Knife будет применяться только для выделенных элементов.

Инструмент Extrude

Инструмент Extrude (Выдавить) позволяет вытянуть по нормали один или несколько полигонов (рис. 4.60).

Рис. 4.60 Инструмент Extrude позволяет вытянуть по нормали один или несколько полигонов

При этом создаются новые полигоны, соединяющие выдавленный полигон с его первоначальным положением.

Для работы с инструментом Extrude вы должны использовать полигональный объект или примитив, конвертированный в полигональный, и находиться в режиме редактирования полигонов, то есть при нажатой кнопке Use Polygon Tool (Использовать инструмент полигонов), или в режиме редактирования ребер Use Edge Tool (Использовать инструмент ребер) для вытягивания ребер.

Выделив нужные полигоны, вызовите команду Structure > Extrude (Структура > Выдавить), рис. 4.61, или воспользуйтесь контекстным меню, щелкнув в окне проекции правой кнопкой мыши.

Рис. 4.61 Вызов инструмента Extrude

После этого, ухватившись мышью за полигон, вытяните его на нужное расстояние.

Для более точной настройки параметров выдавливания используйте вкладку Attribute в режиме (Mode) Tool, содержащую следующие элементы настройки (рис. 4.62):

Рис. 4.62 Настройка инструмента Extrude

  • поле Maximum Angle (Максимальный угол) - доступно при установленном флажке Preserve Group (Сохранять группы) и определяет наибольший угол между нормалями полигонов, при котором соседние полигоны будут выдавливаться вместе; при превышении этого утла выдавленные элементы объекта будут разделены;
  • поле Offset (Сдвиг) - позволяет задать вручную величину выдавливания;
  • поле Variance (Вариация) - доступно при установленном флажке Preserve Group и позволяет задать вариации в величине выдавливания для каждого полигона. В поле указывается диапазон вариаций в процентах от величины выдавливания, указанной в поле Offset;
  • поле Edge Bevel (Скос ребра) - доступно при выделении ребра полигонального объекта. Поле содержит величину, на которую будет скошено ребро при выдавливании;
  • поле Edge Angle (Угол ребра) - доступно при выделении ребра полигонального объекта. Определяет угол выдавливания ребра;
  • флажок Snap Angle (Привязка к сетке) - активирует поле, в котором вы можете задать значение угловой привязки;
  • флажок Preserve Group (Сохранять группы) - при его установке выдавливаемые соседние полигоны будут объединены вместе.

Моделирование автомобиля

Для создания модели автомобиля нам потребуются инструменты создания NURBS-объектов, такие как Loft, Extrude и Sweep, для которых необходимо предварительно создать сплайны, соответствующие обводам кузова. После получения с помощью этих инструментов основных поверхностей некоторые из них будут преобразованы в полигональные объекты для более точной правки. Кроме того, мы применим булевы (логические операции) для вырезания определенных частей автомобиля. Мы смоделируем только половину автомобиля, после чего отразим ее относительно оси симметрии.

Первой создаваемой поверхностью будет передняя часть кузова. Для ее образования удобно использовать инструмент Loft. Однако перед созданием сплайнов, на которые будет натянут лофтинговый объект, следует обвести сплайном контур детали, который облегчит эту работу:

  1. Выберите инструмент Draw Akima Spline (Начертить сплайн Акима) и, щелкая кнопкой мыши в окне вида сверху по контуру детали, укажите вершины, через которые пройдет сплайн (рис. 4.63).
  2. Рис. 4.63 Обведите контур поверхности сплайном Акима

  3. Выделите точки, лежащие на оси симметрии, щелкните в окне правой кнопкой мыши и в контекстном меню выберите Hard Interpolation (Жесткая интерполяция). В окне Coordinates укажите координаты этих точек по оси Z, равные нулю. В результате сегменты, соединяющие вершины, станут прямыми, а сплайн преобразуется в сплайн Безье. Все это позволит избежать дефектов поверхности при последующем ее отражении (рис. 4.64).
  4. Рис. 4.64 Выравнивание точек, лежащих на оси симметрии, важно для получения качественно отраженной детали

  5. Перейдите в окно вида спереди и перетащите сплайн на уровень, где расположена деталь.
  6. Поочередно выделяя точки сплайна, установите их положение по вертикали, руководствуясь рисунком на заднем фоне (рис. 4.65).
  7. Рис. 4.65 В окне вида спереди можно легко установить высоты всех вершин сплайна

  8. Создайте сплайны, на которые будет натянута оболочка с помощью инструмента Loft. Для этого сначала выберите инструмент Move Tool, откройте вкладку Snap Settings (Настройки привязки), расположенное в окне Attributes, и установите флажки Enable Snapping (Включить привязку) и Spline (Сплайн), чтобы включить привязку объектов к сплайнам (рис. 4.66).
  9. Рис. 4.66 Установите привязку к сплайнам

  10. Выделите инструмент рисования сплайнов Draw Bezier Spline и начертите несколько поперечных сплайнов (рис. 4.67).
  11. Рис. 4.67 Начертите сплайны, на которые будет натянута поверхность

  12. Щелкните по кнопке Add Loft NURBS Object , чтобы создать лофтинговый объект.
  13. Перетащите сплайны в менеджере объектов так, чтобы они стали подобъектами объекта Loft NURBS (рис. 4.68).
  14. Рис. 4.68 Перетащите сплайны в менеджере объектов так, чтобы они стали подобъектами объекта Loft NURBS

  15. Выделите по очереди сплайны объекта Loft NURBS и настройте их положение и кривизну, наблюдая за результатом в окне проекции (рис. 4.69).
  16. Рис. 4.69 Произведите окончательную настройку объекта Loft NURBS

  17. Бампер создадим с помощью инструмента Sweep. Для этого необходимо создать два сплайна - направляющий и образующий (рис. 4.70).
  18. Рис. 4.70 Для создания бампера инструментом Sweep используйте два сплайна - направляющий и образующий

  19. Создайте объект Sweep NURBS, щелкнув по кнопке Add Sweep NURBS Object , и настройте его форму (рис. 4.71).
  20. Рис. 4.71 Бампер, созданный методом Sweep

  21. Чтобы вырезать в кузове отверстия для фары, воспользуемся инструментом Extrude. Сначала начертите контур фары, обведя рисунок в виде спереди (рис. 4.72), а затем создайте объект Extrude NURBS, щелкнув по кнопке Add Extrude NURBS Object (рис. 4.73).
  22. Рис. 4.72 Обведите контур фары сплайном

    Рис. 4.73 Выдавите объект инструментом Extrude NURBS

  23. Создайте булев объект и поместите в него переднюю часть кузова и вытянутый контур фары, после чего выберите в меню Boolean Type (Тип логической операции) опцию A without В (А без В) - рис. 4.74.
  24. Рис. 4.74 Размещение объектов в булевом объекте

  25. Создайте боковую часть кузова, используя инструмент Loft, как описано выше.
  26. Рис. 4.75 Вырезанное отверстие под фару

    Рис. 4.76 Сплайны для создания кузова

  27. С помощью логического вырезания булевым объектом создайте в кузове и бампере отверстия для колес (рис. 4.77). Для этого необходимо сгруппировать эти объекты и поместить группу в качестве подобъекта вместе с вырезающим цилиндром.
  28. Рис. 4.77 Создайте отверстия для колес

  29. Создайте задний бампер, используя, как и для переднего, инструмент Sweep.
  30. Верхняя часть машины будет состоять из одного лофтингового объекта, которого будут вырезаны отверстия для переднего и заднего стекол. Для натягивания оболочки создайте сплайны примените инструмент Loft .
  31. Обведите в виде сверху отверстия окон и вытяните их с помощью инструмента Extrude (рис. 4.78).
  32. Рис. 4.78 Обведите в виде сверху отверстия окон и вытяните их с помощью инструмента Extrude

  33. Примените булев объект, вырезав отверстия (рис. 4.79).
  34. Рис. 4.79 Вырезанные отверстия для окон

  35. Скопируйте булев объект и измените в его настройках тип операции Boolean Type на A intersect В (Пересечение А и В). При этом будут созданы объекты, соответствующие стеклам. В главе, посвященной материалам, мы присвоим им прозрачную текстуру (рис. 4.80).
  36. Рис. 4.80 Сплайны для боковых стекол

  37. Боковые стекла создаются с помощью инструмента Loft (рис. 4.81).
  38. Рис. 4.81 Боковые стекла создаются с помощью инструмента Loft

  39. Создайте передние фары с помощью обычных цилиндров, а также плоскости, закрывающие отверстия в бампере (рис. 4.82).
  40. Рис. 4.82 Окончательная доводка автомобиля

  41. Отразите построенные поверхности и примитивы, созданные в предыдущих главах, применив объект Symmetry (рис. 4.83). Моделирование автомобиля завершено (рис. 4.84).
  42. Рис. 4.83 Вид автомобиля спереди

    Рис. 4.84 Готовая модель автомобиля