Принципы построения объектов в 3D пространстве.


Перед тем как приступить к работе в 3D пространстве, нужно понять что это такое. Допустим у нас есть некоторое пространство (пусть это будет ваша комната). И мы в этом пространстве поставили точку. И назовем ее началом отсчета. Теперь проведем из данной точки оси и назовем их X, Y, Z. Мы получили глобальную систему координат относительно которой, впоследствии, будем создавать объекты (Рис 1)

 

Рис. 1 (точка отсчета)

 

Теперь положение любого другого объекта будет задаваться 3-мя координатами (X, Y, Z). Возьмем объект в пространстве (Рис. 2)

Рис 2 (созданный объект в пространстве)

 

У полученного объекта тоже будет система кординатных осей, и расположить ее можно будет как угодно и где угодно. В любом случае определение положения объекта в пространстве будет зависеть не от положения объекта, а от положения его системы координат.

 

Строение объектов и некоторые их свойства.


2 точки в пространстве задают прямую, 3 точки плоскость которую условно называют Face(Рис 3 и 4).

 

  

Рис. 3 (маежду 3-мя точками в пространстве можно провести плоскость)

Рис. 4 (данная плоскость будет условно называться

Face)

 

Если же в пространстве появляется 4-я точка и она лежит в данной плоскости, полученная фигура будет называться Polygon.

 

 

 

Любой трёхмерный объект состоит из следующих элементов:

  1. Точка (Vertex). Точки – это узлы «проволочной сетки» объекта.
  2. Рёбро (Edge). Ребро – это отрезок между двумя точками, каркас нашего объекта.
  3. Face – плоскость, заданная тремя точками, «лоскуток» обшивки нашей фигуры.
  4. Polygon – поверхность, образованная двумя поверхностями Face. Полигоны – это грани объектов (как показано на рисунке).

 

 

Вот из этих поверхностей (Face и Polygon) и соcтоит объект в 3D пространстве (Рис 5)

 

Рис 5 (строение объектов в 3D пространстве)

 

 

 

Интерфейс 3D Studio MAX


     Для запуска программы щелкните левой кнопкой мыши на кнопке Пуск системы Windows. Найдите ярлык 3dmax в указанной вами при установке папке. Щелкните на нем левой кнопкой мыши.



      Либо отыщите ярлык 3dsmax  на вашем Рабочем столе. Щелкните на нем левой кнопкой мыши.


Рис. 6 (Ярлык для запуска 3D МАХ)


Программа запущена. После ее загрузки на экране появится интерфейс 3D МАХ (рис. 7)

 

Рис. 7 (интерфейс 3D Studio Max)

Рабочее поле программы разделено на окна проекций. По умолчанию на экране располагаются четыре окна проекции — Тор (Вид сверху), Front (Вид спереди), Left (Вид слева) и окно центральной проекции Perspecntive (Перспектива). В этих видовых окнах и отбражается сцена. Единовременно только одно из окон проекции является активным, т. е. выделенным для построений. Активное окно отмечено рамкой желтого цвета и выбирается щелчком мыши.

 

Справа находится панель управления, состоящая из шести вкладок, которые содержат почти все инструменты  для моделирования и анимации. Она содержит следующие вкладки (Рис 8).


Рис. 8 (Панель Command)


Create (Создание объектов).

Modify (Модификация объектов).

Hierarchy (Иерархия).

Motion (Управление движением).

Display (Отображение объектов).

Utilities (Утилиты).

 

Сверху находится панель инструментов (Рис. 9)
Если панель не умещается по длине экрана, то для доступа к невидимым кнопкам необходимо выполнять прокрутку перетаскиванием мыши. Для входа в этот режим необходимо разместить курсор на панели в месте, свободном от кнопок и, после изменения формы курсора со «стрелки» на «руку» и нажатия левой кнопки мыши, просто перемещать мышь, не отпуская нажатой кнопки.

 

Рис. 9 (Main Tool Bar)

 

Панель управления и панель инструментов по умолчанию находятся справа и сверху. Но пользователь может перемещать панель и располагать в любом удобном месте экрана. Для этого необходимо подвести курсор к границе панели и, после изменения формы курсора (Рис. 10) и нажатия левой кнопки мыши, переместить мышь, не отпуская нажатой кнопки.

 

Рис. 10

 

После перемещения панель становится плавающей и может быть расположена в любом месте (Рис.11)

 

Рис. 11 (Плавающая панель инструментов)

 

 

 

Основные рабочие элементы Main Tool Bar:

 

Кнопка

Название

Описание

Undo (Отменить)

Удаляет выполненную последней команду. Число отменяемых команд устанавливается  в диалоговом окне Preferences

Redo (Повторить)

Повторно применяет команду, удаленную с помощью команды  Undo

Select and Link (Выделить и связать)

Устанавливает связи между объектами

Unlink Selection (Разъединить выделение)

Разрывает связи между объектами

Bind to Space Warp (Связать с искривлением пространства)

Выбирает объекты, изменяемые средствами искривления пространства

Select Object (Выделить объект)

Выделяет объект

Select by Name (Выделить по имени)

Открывает диалоговое окно для выделения объектов по имени

Rectangular Selection Region (Прямоугольная область выделения)

Circular Selection Region (Круглая область выделения)

Fence Selection Region (Ломанная область выделения)

 Lasso Selection Region (Область выделения лассо)

Определяет метод выделения объектов

Selection Filter

Ограничивает типы объектов, которые необходимо выделить

Window/Crossing (Область/Пересечение)

Выделение объектов, пересекаемых выделяющей областью

Выделение объектов, полностью входящих в выделяющую область

Select and Move (Выделить и переместить)

Выделяет объект для последующего перемещения

Select and Rotate (Выделить и повернуть)

Выделяет объект для последующего вращения

Select and Uniform Scale (Выделить и однородно масштабировать)

Select and Non-Uniform Scale (Выделить и неоднородно масштабировать)

Select and Squash (Выделить и сплющить)

Выделяет объект для последующего масштабирования

Reference Coordinate System (Система координат ссылок)

Определяет систему координат, используемую для преобразования

2D Snap Toggle (Привязка к сетке)

2.5D Snap Toggle (Привязка к сетке и точкам объекта сцены)

3D Snap Toggle (Привязка к любой точке трехмерного пространства)

Определяет тип привязок

Angle Snap Toggle (угловая привязка)

Устанавливает привязку при вращении объекта

Percent Snap (Процентная привязка)

Определяет величину приращений в любых операциях, связанных с изменением процентов (таких как трансформация масштабирования)

Spinner Snap Toggle (Привязка счетчиков)

Настраивает величину изменений счетчиков при их прокрутке мышью

Keyboard Shortcut Override Toggle (Переключатель комбинации клавиш для дополнений)

Позволяет использовать вместо комбинации клавиш по умолчанию комбинации, определенные в дополнениях

Named Selection Sets (Набор именованных выделении)

Создает и выделяет именованный набор элементов

Mirror Selected Objects (Зеркально отразить выделенные объекты)

Создает зеркальную копию выделенного объекта

Align (Выровнять)

Normal Align (Выровнять нормали)

Place Highlight (Разместить блеск)

Align Camera (Выровнять камеру)

Align to View (Выровнять по виду)

Открывает диалоговое окно для позиционирования объектов, позволяя выровнять их по нормалям, определить местоположение блеска, либо же выровнять объекты по камере или виду

Material Editor (Редактор материалов)

Открывает окно Material Editor

Render Scene (Визуализировать сцену)

Открывает диалоговое окно Render Scene для установки параметров визуализации

Render Type (Тип визуализации)

Выбирает область визуализации

Quick Render (Production),

Quick Render (Draft),

Quick Render (Active Shade) (Быстрая визуализация)

Выполняет быструю проверочную визуализацию без предварительного открытия диалогового окна Render Scene

 

 

 

Нижнюю часть окна занимает панель управления анимацией (Рис. 12)

 

Рис. 12 (инструменты управления анимацией)

 

кнопка

название

описание

Set Keys (Установить ключ)

Самая крупная кнопка интерфейса MAX. После щелчка на этой кнопке на временной шкале устанавливается ключ анимации

Go to Start (Перейти в начало)

Эта кнопка выполняет переход в первый кадр Active Time Segment (Активного сегмента времени)

Previous Frame (Предыдущий кадр)

Эта кнопка делает текущим предыдущий кадр анимации. Если перед ее нажатием текущим был первый кадр анимации, то происходит циклический переход в последний кадр

Play Animation / Play Selected (Воспроизвести анимацию/ Воспроизвести анимацию выделения)

Этот список кнопок предназначен для проигрывания в реальном времени анимации соответственно всей сцены или выделенного объекта (объектов). Воспроизведение происходит в активном видовом окне. Для остановки следует использовать кнопку Stop (Остановка), возникающую на месте описываемой

Next Frame (Последующий кадр)

Эта кнопка делает текущим следующий кадр анимации. Если перед ее нажатием текущим был последний кадр анимации, то происходит циклический переход в первый кадр

Go to End (Перейти в конец)

Эта кнопка выполняет переход в последний кадр Active Time Segment (Активного сегмента времени)

Key Mode Toggle (Переключатель ключевого режима)

Регистровая кнопка, переопределяющая функции кнопок перехода Previous Frame (Предыдущий кадр) / Next Frame (Последующий кадр), которые становятся соответственно Previous Key (Предыдущий ключ анимации) и Next Key (Последующий ключ анимации). Нажатие на эти кнопки приводит к переходам в ключевые кадры для выделенного объекта или объектов

Time Configuration (Конфигурация шкалы времени)

Кнопка для вызова одноименного диалогового окна, выполняющего настройки временных параметров редактируемой сцены.

Current Frame (Текущий кадр)

Это текстовое поле отображает текущий кадр в выбранных временных единицах и при наборе в нем нового значения происходит переход к соответствующему новому кадру с перерисовкой сцены в видовых окнах

Toggle AutoKey Mode (Переключатель в режим автоматического создания ключей)

Переводит программы в режим анимации с автоматическим, созданием ключей.

Toggle Set Key Mode (Переключатель в режим ручного создания ключей)

Переводит программу в режим анимации с ручным созданием ключей. В этом режиме ключи анимации создаются с помощью кнопки Set Keys

 

 

 

Также в нижней части окна располагаются инструменты для работы с видовыми окнами (Рис. 13)

 

Рис. 13 (элементы управления окнами проекций)

 

 

Кнопка

название

описание

Zoom (Масштабировать)

Имитирует приближение к объекту в активном окне проекции или удаление от него

Zoom All (Масштабировать все)

Одновременно увеличивает или уменьшает масштаб всех окон проекции

Zoom Extents (Масштабировать до заполнения)

Zoom Extents Selected (Масштабировать выделение до заполнения)

Масштабирует объекты или выделенный объект настолько, чтобы заполнить текущее окно проекции

Zoom Extents All (Масштабировать все до заполнения)

Zoom Extents All Selected (Масштабировать выделение до пределов во всех окнах)

Масштабирует объекты или выделенный объект настолько, чтобы заполнить все окна проекции

Region Zoom (Масштабировать область)

Масштабирует область, выделенную указателем мыши

Pan (Панорамировать)

Перемещает вид влево, вправо, вниз или вверх

Arc Rotate (Повернуть)

Arc Rotate Selected (Повернуть выделение)

Arc Rotate SubObject (Повернуть субобъект)

Вращает вид вокруг глобальной оси или выделенного объекта. С помощью этих кнопок вы можете повернуть основную плоскость, перетащив указатель внутри окна проекции, либо повернуть вдоль перпендикулярных плоскостей, перетащив зеленые маркеры, отображаемые внутри окна проекции

Min/Max Toggle (Переключатель минимизации/максимизации)

Увеличивает текущее окно проекции до размеров экрана. Повторный щелчок на этой кнопке приводит к возврату к четырем окнам проекции

 

 

Сохранение файлов

 

Как и в любой другой программе, файлы необходимо часто сохранять. Для сохранения работы существует несколько команд. На рисунке показан стандартный диалог Save (Рис 14), содержащий поле имени файла (File name) и список форматов файлов (Save as type).

 

Рис 14 (диалоговое окно сохранения MAX файлов)

 

В поле File name можно вводить любое действительное имя файла. Для удобства 3D Studio MAX использует текущее имя файла как имя по умолчанию. Если щелкнуть на кнопке инкремента файла (кнопка со знаком "+"), 3D Studio MAX добавляет к имени в поле File name число из двух цифр.

 

Для сохранения в файле всей сцены или ее части можно использовать следующие выборы из меню File:

 

Save.   Быстро сохраняет сцену без дополнительных подсказок или диалогов. Однако в случае сохранения нового файла в первый раз появляется диалог Save As.

 

Save As. Сохраняет сцену под новым именем и делает новую сцену текущей. Этот диалог содержит кнопку инкремента для сохранения файлов с последовательной нумерацией. При щелчке на этой кнопке к имени в поле имени File добавляется число из двух цифр.

 

 Save Selected. Сохраняет текущую выборку объектов в файле сцены. Этот диалог также содержит кнопку инкремента. Save Selected можно использовать для быстрого разделения большой сцены на серию небольших файлов с последовательной нумерацией.

 

Export. Сохраняет сцену в файл с другим форматом. Форматы экспорта, поддерживаемые 3D Studio МАХ, включают 3DS (DOS), DXF, DWG и VRML.

 

Archive. Сохраняет файл сцены и сжимает его, включая по выбору все файлы карт, используемые материалами, которые присвоены сцене