Цифровая модель автомобиля
(адаптация урока, написанного для книги "3ds max. Трюки и эффекты")
Часть первая
Вместо предисловия.
Данный урок был задуман в качестве ключевого материала к книге "3ds Max. Трюки и эффекты" над которой я сейчас работаю. По моему замыслу в этом уроке будет рассказано о моделировании автомобиля Ford Cougar с использованием техники "boxmodelling", раскрыты основы текстурирования и анимации. "Изюминкой" этого материала должны стать видео уроки, дающие визуальное представление всего процесса моделирования. К сожалению по причине огромного их размера (планируется около 400 Мб качественного видео с подробным пояснением выполняемых действий голосом) они окажутся доступными только для покупателей книги на прилагаемом компакт-диске. Возможно в будущем, если сайт перейдет на платный хостинг и не будет дисковой квоты, я смогу выложить часть или все видео уроки для свободного скачивания.
Итак, давайте с головой окунемся в мир трехмерной графики!
Рано или поздно тот, кто начинает заниматься трехмерным моделированием приходит к мысли о необходимости выполнить работу, которая могла бы стать экзаменом приобретенным знаниям. Наиболее популярным в последнее время стало моделирование интерьеров и автомобилей. Выполнение этих задач может служить тем рубежом, перешагнув который вы будете готовы к профессиональной деятельности.
Моделирование автомобиля является одной из самых интересных задач, которые могут стоять перед пользователем программы 3ds max. В то же время эта задача достаточно сложна для неискушенных в моделировании людей, поэтому к изучению этого урока рекомендуется приступать, предварительно освоив моделирование более простых объектов. Создание автомобиля потребует от вас не только знание программы, методов моделирования и анимации, но так же чувство объема и пространства. Ему можно научиться, лишь выполняя реальные работы.
Этот урок построен таким образом, что в результате его последовательного выполнения вы сможете создать модель автомобиля Ford Cougar .
С чего все начинается
Любой сложный, с точки зрения геометрической формы, объект требует предварительной подготовки перед его моделированием. Автомобиль в этом случае не является исключением. Прежде всего необходимо определиться с моделью и получить максимальное количество визуальной и технической информации о выбранном автомобиле. В последние годы, при наличии доступа в Интернет, эта задача сводится к поиску и фильтрации огромного количества тематических ссылок. Еще одним источником информации может служить техническая или рекламная литература, например рекламный буклет или технический паспорт автомобиля. Если выбранный вами автомобиль не является эксклюзивным или раритетным и встречается на улицах вашего города, можно вооружиться фотоаппаратом и сделать достаточное количество снимков с различных ракурсов. В любом случае, как бы вы не поступили, прежде чем начинать моделирование, вы должны иметь полное представление об объекте моделирования.
В настоящем упражнении мы будем рассматривать моделирование автомобиля Ford Cougar и все необходимые материалы можно будет найти на странице с чертежами или воспользовавшись прямой ссылкой http://www.easyrender.nm.ru/Blueprint/ford.zip. Если же вы решите моделировать свой собственный автомобиль, в этом случае вам придется позаботиться о необходимых материалах самостоятельно. В этом случае могу рекомендовать выбор автомобилей с ярко выраженными линиями форм кузова и наличием чертежей, особенно в том случае, если у вас нет достаточного опыта моделирования.
Позаботившись о материалах, можно приступать к созданию виртуальной студии. Без преувеличения можно сказать, что с виртуальной студии начинаются многие глобальные проекты, а уж о моделировании техники и персонажей говорить не приходится.
Расположенная позади создаваемого объекта, виртуальная студия является шаблоном по которому происходит моделирование. Для этого виртуальная студия может использовать фотографии, чертежи или рисунки. Именно с подготовки изображений и создания виртуальной студии мы начнем нашу работу над построением автомобиля. Для моделирования автомобиля вам понадобится как минимум три вида: сбоку, спереди и сзади. Конечно, желательно также иметь вид сверху, но, в крайнем случае, можно обойтись и без него.
Для редактирования сканированных изображений нам понадобится любая программа для работы с растровыми изображениями, например Adobe Photoshop. На рисунке 1 представлено изображение автомобиля марки Ford Cougar , с которым мы будем работать.
рис. 1 Существуют различные способы подготовки изображений для работы с виртуальной студией, я же хочу остановиться на том, который максимально использует возможности 3 ds max . В нашем случае изображение, отсканированное мной из технического паспорта автомобиля, требует лишь минимального редактирования в программе растровой графики — необходимо сделать фон изображения светло-серым. Это нужно для того, чтобы при последующей работе в 3ds max с моделью на уровне подобъектов, которые по умолчанию представлены белым цветом, они не сливались с фоном изображения.
- Для редактирования растрового изображения сделайте следующее.
- Откройте программу редактирования растровой графики (в моем случае это Photoshop , но может быть любая другая).
- Выполните команду Images>Adjustments>Brightness/Contrast (Изображение>Корректировка>Яркость/Контрастность), в результате чего откроется окно диалога Brightness/Contrast (Яркость/Контрастность).
- Параметру Brightness (Яркость) задайте значение –50 (риc. 2).
рис. 2 - Сохраните сделанные изменения и выйдите из программы.
СОВЕТ
Если вы работаете с изображением, подобным тому, о котором шла речь выше, сохранять его лучше в формате PNG или GIF , так как эти форматы обеспечивают максимальное качество при минимальном размере для изображений с малым количеством цветов (например, чертежи). Если для работы используются фотографии — больше подойдет формат файла JPG .
На этом работу с программой редактирования растровой графики можно считать законченной. Переходим к 3ds max .
Для построения виртуальной студии создайте примитив Box (Параллелепипед), длина, ширина и высота которого будут соответствовать размерам выбранного автомобиля.
- Выполните команду Create>Standard Primitives>Box (Создание>Простые примитивы>Параллелепипед), в результате чего в правой части окна программы откроется вкладка Create (Создание) с активной панелью создания параллелепипеда.
- В свитке Keyboard Entry (Ввод с клавиатуры) задайте параметрам следующие значения: Length (Длина) — 4700, Width (Ширина) — 1770, Height (Высота) — 1320.
- Щелкните на кнопке Create (Создание), для завершения построения параллелепипеда.
- Добавьте в стек модификатор Normal (Нормаль), для чего выполните команду Modifiers>Mesh Editing>Normal Modifer (Модификаторы>Редактирование поверхности>Нормаль) и установите флажок на Flip Normals (Обратить нормали), в результате чего будет построена геометрия студии (Рис. 3).
рис. 3 ПРИМЕЧАНИЕ
Если у вас параллелепипед в окнах проекций представлен в виде сетки, для отображения его поверхности в активном окне необходимо воспользоваться командой меню Smooth + Highlight (Сглаживание + Подсветка) или клавишей быстрого доступа F3 .
Теперь можно переходить к наложению текстур на стороны параллелепипеда. Для этого сделайте следующее:
- Откройте окно Material Editor (Редактор материалов), выполнив команду Rendering>Material Editor (Визуализация>Редактор материалов) или нажав клавишу быстрого доступа M .
- В открывшемся окне Material Editor (Редактор материалов) выберите любую свободную ячейку образца.
- Щелкните на кнопке Standard (Стандартный).
- В открывшемся окне диалога Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка Multi/Sub-Object (Многокомпонентный). Щелкните на кнопке OK для подтверждения выбора.
- В свитке Multi / Sub - Object Basic Parameters (Основные параметры многокомпонентного материала) щелкните на кнопке Set Number (Установить количество) и задайте количество материалов равным количеству плоскостей параллелепипеда, то есть шести.
- Перейдите к настройкам параметров первого подматериала, для чего щелкните на кнопке с его именем.
- В свитке Blinn Basic Parameters (Базовые параметры раскраски по Блинну) установите значение счетчика Self - Illumination (Самосвечение) равным 100. Это позволит вне зависимости от освещенности сцены отображать текстуру так, как она представлена в оригинале.
- В этом же свитке щелкните на кнопке, расположенной справа от образца цвета Diffuse (Диффузный), в результате чего откроется окно диалога Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт).
- В открывшемся окне диалога Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка Bitmap (Растровое изображение) и далее укажите путь к текстуре с изображениями видов автомобиля.
- Вернитесь на верхний уровень редактирования к настройкам многокомпонентного материала, для чего дважды щелкните на кнопке Go to Parent (Перейти к предку)
, расположенной на панели инструментов редактора материалов. - Создайте копии первого подматериала вместо оставшихся пяти, для чего щелкните на нем кнопкой мыши и перетащите на кнопку с именем второго подматериала, а в качестве метода копирования укажите Copy (Копия). Выполните аналогичные действия для остальных подматериалов (рис. 4).
- Для присвоения материала параллелепипеду, перетащите образец материала из редактора материалов на объект в окне проекции.
рис. 4 Рассмотрим то, что было сделано выше. Создание многокомпонентного материала позволит вам сгруппировать все материалы, относящиеся к одному объекту что удобно при больших сценах, а в данном случае избавляет от дополнительной работы по выбору каждой грани и присвоении ей собственного материала. Установка значения счетчика Self - Illumination (Самосвечение) равным 100 позволяет вне зависимости от освещенности сцены отображать текстуру так, как она представлена в оригинале.
Не лишним будет после построения параллелепипеда и назначения созданного материала заблокировать его от случайного смещения. Для этого выполните следующее:
- В одном из окон проекций выделите построенный параллелепипед.
- Щелкните на выделении правой кнопкой мыши. Появится контекстное меню, в котором щелкните на пункте Properties (Свойства).
- В области Interactivity (Интерактивность) открывшегося окна Object Properties (Свойства объекта) установите флажок Freeze (Фиксировать), а в области Display Properties (Свойства отображения) — снимите флажок Show Frozen in Gray (Показывать зафиксированное серым) для того чтобы зафиксированный объект продолжал отображаться в окнах проекций в цвете и с присвоенными текстурами.
- Щелкните на кнопке OK для подтверждения сделанных изменений.
Сейчас, когда выполнены все предварительные действия, можно переходить к окончательной настройке отображения текстуры на параллелепипеде. Для этого необходимо снова вернуться к настройкам первого подматериала, щелкнув на кнопке с его именем. Далее перейдите к настройкам отображения текстуры, для чего в свитке Blinn Basic Parameters (Базовые параметры раскраски по Блинну) щелкните на кнопке с присвоенной ранее текстурой, расположенной справа от образца цвета Diffuse (Диффузный). Следующим шагом включите отображение текстуры в окнах проекций, для чего щелкните на кнопке Show Map in Viewport (Отобразить карту в окне проекций) 
, расположенной на панели инструментов редактора материалов. После этого внимательно посмотрите расположение текстуры на параллелепипеде — скорее всего присвоенная текстура отобразится на верхней грани, которая в окне может оказаться не видна. Выполните вращение окна Perspective (Перспектива) и найдите то положение, при котором будет видна редактируемая текстура. Далее для настройки отображения текстуры выполните следующие действия:
- В группе Cropping / Placement (Обрезка/Размещение) свитка Bitmap Parameters (Параметры растровых карт) установите флажок на Apply (Применить) и щелкните на кнопке View Image (Просмотр растрового изображения), в результате чего откроется окно диалога Specify Cropping / Placement (Настройка обрезки/Размещения).
- В открывшемся окне диалога, используя маркеры выделения, выполните позиционирование области обрезки относительно изображения, размещаемого на грани параллелепипеда, соответствующего первому подматериалу. В моем случае это вид автомобиля сверху (рис. 5).
рис. 5 - Скорее всего, при отображении, текстура окажется развернутой перпендикулярно грани параллелепипеда, что довольно легко исправить, установив для координат по оси W в группе Angle (Угол) свитка Coordinates (Координаты) значение, равное 90 (рис. 6).
рис. 6 Снова вернитесь на верхний уровень редактирования многокомпонентного материала, для чего дважды щелкните на кнопке Go to Parent (Перейти к предку) , расположенной на панели инструментов редактора материалов и выберите для редактирования второй подматериал, щелкнув на кнопке с его именем. Для оставшихся пяти сторон параллелепипеда выполните вышеописанные действия по настройке материала, начиная с отображения его в окне проекции и заканчивая обрезкой и размещением текстурной карты на грани параллелепипеда. В процессе моделирования вы в любое время сможете вернуться к настройке параметров материала или уточнить положение текстуры, сейчас же главное правильно разместить чертежи на сторонах параллелепипеда, обращая внимание на их взаимное расположение и ориентацию в пространстве (рис. 7).
рис. 7 И наконец, последняя деталь в создании студии, но далеко не последняя по значимости. Чтобы текстурные карты в окнах проекций выглядели с максимальным качеством, нужно изменить настройки отображения в окнах проекций. Для этого сделайте следующее.
- Выполните команду Customize>Preferences (Настройка>Параметры).
- В открывшемся окне диалога Preferences Settings (Параметры установок) перейдите на вкладку Viewports (Окна проекции), щелкните на кнопке Configure Driver (Настроить драйвер) (в моем случае это OpenGL) , после чего откроется окно диалога Configure (Конфигурировать).
- Установите флажки Match Bitmap as Close as Possible (По изображению насколько возможно точно) (рис. 8).
рис. 8 На этом создание виртуальной студии можно считать законченным и переходить непосредственно к моделированию автомобиля.