Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 2009 - Дмитрий Рябцев

Рис. 1.10. Примеры улучшенных примитивов

Моделирование может осуществляться также на основе сплайнов. Сплайнами (splines) называются кривые линии, определяемые на плоскости и в пространстве контрольными точками. Пример объекта, основой которого являются сплайны, показан на рис. 1.11. Здесь был создан сплайновый каркас, который затем с применением специального модификатора покрывался поверхностью. Кроме того, с помощью сплайнов можно задать форму-основу для создания трехмерных объектов путем выдавливания этой формы по сложной траектории c возможностью последующей деформации. Данная техника называется лофтингом (lofting).

Рис. 1.11. Объект, построенный на основе сплайнов

Следует также упомянуть о таком методе, как NURBS-моделирование (NURBS – Non-Uniform Rational B-Splines – неоднородные рациональные сплайны Безье). NURBS-поверхности также, по сути, сформированы на основе сплайнов, но они дают дополнительные возможности, о которых будет рассказано позже. Это один из самых сложных и в то же время мощных видов моделирования. Он применяется в основном для создания сглаженных поверхностей корпусов автомобилей, самолетов и т. п. Примеры объектов, в основу которых легли NURBS-поверхности, показаны на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Основой скатерти и штор послужили NURBS-поверхности

И наконец, моделирование на основе кусков ( patch modelling) является еще одним распространенным способом создания объектов. Последние в этом случае формируются из кусков поверхностей, представляющих собой фрагменты обычной сетки, заключенные в составленную из сплайнов Безье треугольную или четырехугольную рамку. Построение модели осуществляется путем манипуляции вершинами, расположенными по углам куска, и исходящими из этих вершин касательными векторами. Можно сшивать куски между собой и отделять вершины и элементы (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Создание объекта путем сшивки кусков

Преобразование объектов с помощью логических операций также относится к определенному виду моделирования. Логические операции предназначены для сложения, вычитания, пересечения и объединения объектов, в результате чего получаются новые модели из нескольких заготовок (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Результат булевого вычитания двух примитивов

Для моделирования различных природных явлений (огонь, дождь, снег), сложных поверхностей и динамических объектов (текучие поверхности, взаимодействия твердых тел), как правило, используются системы частиц и динамические симуляции (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Для реализации данного эффекта использовались инструменты из набора Space Warps (Объемные деформации) и системы Particle Flow (Поток частиц)

Цветовые схемы и форматы выходных файлов

Конечно, для профессиональной работы с трехмерной графикой и декорирования помещений одного знания соответствующего программного обеспечения недостаточно. Нужно хорошо разбираться в различных цветовых схемах и знать принципы композиции. За рубежом предпочитают брать на работу в студии 3D-анимации художников, а не пользователей графических редакторов. Считается, что проще научить художника работать с программой, чем человека, в совершенстве знающего компьютер, заставить понять принципы изобразительного искусства. Поэтому стоит остановиться на некоторых моментах подробнее.

Для начала необходимо понять, чем отличаются изображения на мониторе компьютера и на бумаге и почему иной раз возникают трудности с правильным отображением цветов после распечатки. При воспроизведении цветов на экране компьютера или телевизора используется аддитивная цветовая модель. Она оперирует тремя основными цветами (RGB, от англ. red, green, blue — красный, зеленый, синий), при сложении которых получаются новые цвета и оттенки. Результатом смешивания основных компонентов в равных долях является белый цвет. Данная схема была получена на основе спектрального анализа света. Черный цвет в этой модели образуется при отсутствии света или полном его поглощении.

При печати иллюстраций в полиграфии и изобразительном искусстве применяется субтрактивная цветовая модель. Она описывает синтез печатных красок. Основными цветами в данной схеме являются голубой, пурпурный, желтый и черный. Цвета же, полученные в результате их смешивания, называют дополнительными. Например, смешивание желтого и голубого цветов в данной цветовой модели дает зеленый, а смешивание красного и желтого – оранжевый цвет. Каждый цвет, полученный из двух основных, является производной от их яркости и насыщенности. В реальной жизни данную модель можно представить следующим образом: если осветить какой-либо предмет, часть спектра белого света будет поглощена. Длина, а значит, и цвет отраженной волны зависят от того, в какой части спектра произошло поглощение. Таким образом, цвет образуется вычитанием из белого света определенных участков спектра.

Человек, занимающийся компьютерной графикой, должен учитывать различные цветовые модели при создании сцен и при выводе изображений. Впрочем, на сегодняшний день многие графические редакторы позволяют использовать в работе обе цветовые модели и без особых трудностей конвертируют изображения, созданные с помощью одной цветовой модели, в другую.

После визуализации трехмерной сцены получившиеся двумерное изображение или анимационную последовательность нужно сохранить в одном из графических форматов. Многие трехмерные редакторы позволяют сохранять изображения в наиболее распространенных графических форматах. На свойствах некоторых из них остановимся подробнее:

• BMP (BitMap) – дословно переводится как «битовая карта». Является стандартным форматом растровых файлов. Был разработан компанией Microsoft и используется в среде Windows. Данный формат использует 8-разрядную глубину на каждый цветовой канал RGB.

• TIFF (Tag Image File Format) – применяется с 8– и 16-битным разрешением на каждый канал. Позволяет наиболее качественно воспроизвести цветовые полутона и детально отобразить оттенки серой шкалы. Из-за этого данный формат широко используется в полиграфии. Графические файлы в этом формате имеют довольно большой размер, который, впрочем, при архивировании сжимается в несколько раз.

• JPEG (Joint Photographic Expert Group) – разработан Объединенной группой экспертов по обработке фотографических изображений. Является одним из самых популярных форматов графических файлов с глубиной цвета 8 бит на канал. Использует очень эффективную систему сжатия изображений, которая позволяет получить растровый файл небольшого размера, правда, с некоторой потерей качества.

• TGA (TARGA) – как и вышеперечисленные форматы, использует глубину 8 бит на каждый цветовой канал. Считается удобным форматом для переноса цифровых данных графических файлов в видеосистему.

• GIF (Graphic Interchange Format) – формат графического обмена, применяется в основном в сети Интернет. Использует технологию сжатия без потерь, а также позволяет создавать небольшие анимированные файлы невысокого разрешения.

• QuickTime – применяется для создания анимационных последовательностей, состоящих как из графических, так и звуковых данных. Является межплатформенным форматом. Использует несколько видов сжатия с разным качеством и скоростью компрессии. Поддерживает потоковое видео и совместим со звуковым цифровым интерфейсом музыкальных инструментов MIDI.

• AVI (Audio Video Interleaved) – как и BMP, был внедрен компанией Microsoft в качестве формата воспроизведения видеофайлов. При сохранении файлов в этом формате необходимо выбрать тип компрессии данных в зависимости от вида дальнейшего использования анимационного файла.

Каждый из вышеописанных форматов был разработан для определенных задач и является наиболее приемлемым для своей цели. Кроме того, существует возможность при помощи растрового графического редактора преобразовать графические файлы из одного формата в другой.

Принципы композиции

Нелишним будет напомнить, что любой, кто хочет заниматься 3D-дизайном, равно как и другими видами компьютерной графики, должен иметь понятие об основах композиционного построения (кстати, у многих, кто занимался фотографией, обычно есть соответствующие практические навыки и опыт). Композицию можно определить как взаимосвязь художественных впечатлений, предопределяемых сочетанием элементов сцены, где все элементы находятся во взаимном и гармоническом единстве. Важнейшими средствами композиции являются объемно-пространственная структура, симметрия и асимметрия, контраст, ритм.

Объемно-пространственная структура характеризуется внутренним строением предмета и его связью с внешней средой. Ритм обусловлен строением формы, являющимся следствием чередования элементов или равномерного движения.