Лабораторная работа №2
.pdfЛабораторная работа № 2
ТРЕХМЕРНЫЙ ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР BLENDER
Цель работы: изучение приемов работы с модификаторами, текстурами и материалами.
1. Краткие теоретические сведения
Blender – это открытый и свободнораспространяемый графический редактор для создания трехмерной компьютерной графики, анимации и интерактивных приложений (сайт разработчика - http://www.blender.org/).
1
2. Модификаторы в Blender
Модификаторы в Blender – это инструменты для изменения объектов. Доступ к модификаторам осуществляется нажатием на кнопку с
изображением гаечного ключа на панели инструментов справа (Рис. 1). Любой модификатор добавляется к выделенному объекту.
Рис. 1 – Открытие окна модификаторов в Blender
С помощью команды «Добавить модификатор» открывается список доступных модификаторов. В Blender представлены три группы модификаторов (Рис. 2).
Рис. 2 – Список модификаторов
2.1 Логический модификатор
Действие логического модификатора основано на логике булевых операций. В Blender любая булева операция применяется только к двум объектам. Ее результатом является третий объект, который представляет собой результат взаимодействия двух исходный объектов.
В Blender используются следующие булевы операции взаимодействия объектов:
Пересечение. Результатом является объект, образованный пересечением двух исходных объектов. Другими словами, третий объект формируют наложенные области двух исходных.
Объединение. Результатом является объект, образованный объединением двух исходных объектов.
2
Разница. Результатом является объект, образованный вычитанием второго из первого, т.е. от первого объекта отрезается часть, которую перекрыл второй объект. Что из чего будет вычитаться, зависит от того, какой объект был выделен первым.
Пример 1.
1)Добавить на сцену объекты куб и конус.
2)Выделить куб и выбрать модификатор «Логический».
3)В выпадающем списке выбрать требуемую операцию, например, Разность, а в списке Объект указать вспомогательный объект – конус. Нажать клавишу «Применить».
Результат применения логической операции Разность к объекту куб показан на Рис. 3.
Рис. 3 – Применение операции Разность
Задание 1.
Используя логический модификатор получить объекты, показанные на рисунке.
2.2 Модификатор «Отражение»
Модификатор «Отражение» дублирует объект таким образом, что создается зеркальное его отображение. Имеет очень широкий круг применения при моделировании симметричных объектов таких как,
3
например, упаковочная тара, различного рода машины и механизмы и даже персонажи. Каждый из таких объектов имеет симметрию, которая может быть воспроизведена модификатором, а затем, если необходимо откорректирована вручную пользователем
Модификатор «отражение» можно добавить к любому выделенному объекту выбрав его из списка модификаторов. После это открывается панель модификатора (Рис. 4).
Рис. 4 – Панель модификатора
По умолчанию отражение объекта будет происходить по оси ОХ, точкой отражения является центральная точка объекта.
Для более точного позиционирования центральной точки объекта можно воспользоваться командами из меню, которое можно вызвать через комбинацию клавиш - Shift + Ctrl + Alt + C, следующего вида Рис. 5:
Рис. 5 – Позиционирование центральной точки
На Рис. 6 показано изображение гантели, полученное с помощью модификатора «отражение».
4
Рис. 6 – Изображение гантели
Задание 2.
Используя модификатор «Отражение» постройте изображение гантели.
3. Материалы и текстуры в Blender
После завершения процесса моделирования возникает необходимость наложения материалов или текстур на объект. Материалы и текстуры позволяют придать создаваемым объектам сходства с объектами реального мира.
В Blender для добавления материала и настройки его свойств используются кнопки материала на панели кнопок (Рис. 7, п.1).
1
2
Рис. 7 –Панель настройки материала
5
Вслучае отсутствия у объекта материала данная панель будет содержать всего лишь одну кнопку «Создать», которую следует нажать для добавления материала.
ВBlender есть 4 вида материалов, по умолчанию стоит Material. В этом окне можно также выбрать один из вариантов предпросмотра материала, без необходимости каждый раз выполнять рендеринг сцены (Рис. 7, п.2).
3.1 Изменение материала
По умолчанию материал имеет серый цвет. Изменить цвет можно на вкладке Диффузия (Рис. 8).
Рис. 8 – Вкладка Диффузия
Диффузия – явление, когда падающий на поверхность свет равномерно отражается во всех направлениях. Цвет диффузии – основный цвет объекта. Настроить цвет можно, либо указав мышкой на нужный оттенок, либо вводя цифровые показатели интенсивности RGB (трех основных цветов).
Справа от цветовых настроек можно видеть окно с надписью Lambert. Это название одного из встроенных в Blender диффузных шейдеров.
Шейдеры в Blender это специальные программы, предназначенные для обработки света и теней. В зависимости от того, поверхность какого типа требуется получить, нужно использовать тот или иной шейдер:
Ламберт больше всего подходит для создания пластиковых и других гладких поверхностей. Единственная его настройка Интенсивность позволяет изменять интенсивность отражающих свойств поверхности.
Миннарт подходит для создания тканей и других бархатистых поверхностей. Параметр Темнота отвечает за осветление или потемнение краев поверхности.
Френель используется для гладких блестящих поверхностей, например, таких как металл. При применении этого шейдера сторона объекта направленная на источник света будет выглядеть
6
ярче остальных. Шейдер имеет две настройки – Френель (сила эффекта Френеля) и Множитель. Эффект Френеля – понижение или повышение отражающей способности объекта, в зависимости от угла зрения.
Toon – шейдер для создания эффектов мультяшности. Его настройки – Size (размер области света) и Smooth (мягкость перехода между тенью и светом).
Оурен-Наяр – самый физически корректный шейдер в Blender. Имеет настройку неровностей (шероховатости) поверхности –
Roughness.
Пример применения цвета к измененному объекту куб и шейдера Оурен-Наяр показан Рис. 9.
Рис. 9 – Результат добавления цвета и применения шейдера
Материал — это не только цвет объекта. Существуют множество других его свойств, например, блик, прозрачность и отражающая способность, которые будут рассмотрены ниже.
Следующая вкладка Блик позволяет настроить зеркальный цвет объекта.
Зеркальный цвет зависит от точки просмотра. Для добавления зеркального цвета в Blender предусмотрены свои собственные шейдеры:
Шейдеры Кук-Торренс и Фонг используются обычно вместе с шейдером Ламберт. Их настройки – интенсивность отражения (общий показатель для всех зеркальных шейдеров) и жесткость (размер блика).
Blinn обычно используется с Оурен-Наяр и имеет более физически точный подход к освещению. Параметр Показатель – индекс преломления материала (IOR). Плотные материалы имеют высокий «IOR». Воздух имеет «IOR» приблизительно 1 (полный вакуум), вода имеет IOR около 1.3, стекло имеет IOR около 1,5.
Зеркальные шейдеры Toon и Вардизо используются с аналогичными диффузными шейдерами и имеют похожие настройки.
7
Следующая вкладка Затенение предназначена для настройки эффектов свечения, исходящего от самих объектов и затенения.
Вкладка Прозрачность позволяет настраивать прозрачность объектов. Для имитации прозрачности в Blender можно использовать несколько методов:
более простой и менее ресурсоемкий метод – метод Z-прозрачность (Z-Transparency). Основная настройка метода – показатель Alpha. Уменьшение данного показателя влечет за собой повышение уровня прозрачности. Показатель равный 1- обозначает полностью не прозрачный объект, 0 – полностью прозрачный.
более реалистичный метод создания зеркальных и отражающих поверхностей – метод Трассировка лучей. Но использование этого метода серьезным образом увеличивает время рендера.
Следующая вкладка Отражение предназначена для настройки зеркальных свойств материала и обладает следующими параметрами:
первый параметр Зеркальность отвечает за степень отражения. Максимальное его значение соответствует полностью отражающей поверхности и дает эффект идеального зеркала.
параметр Френель контролирует эффект затуманивания отраженных объектов.
Задание 3.
Изучить приемы работы с материалами. Создать изображение, показанное на рисунке.
8
3.2 Изменение текстуры
Текстуру можно определить как изображение, «накладываемое» на поверхность 3D-модели для создания эффекта определенных свойств материала (мрамора, дерева, металла и др.).
Добавление текстуры осуществляется кнопкой на панели справа (Рис.
10).
Рис. 10 – Панель текстуры
В выпадающем списке Тип можно выбрать тип текстуры. Обычно, просто добавить текстуру недостаточно, ее необходимо настроить. Часть настроек находится здесь же, а другая в настройках материала (вкладка Материал).
Пример применения текстуры дерево показан на Рис. 11.
Рис. 11 – Применение текстуры «дерево» к объекту
9
Задание 4.
Добавьте на сцену несколько объектов. Примените к ним различные текстуры. Изучите настройки, влияющие на вид текстур.
Задание 5.
Создать сцену «Морской пейзаж».
4.Задания на лабораторную работу
1)Изучить описанные в работе приемы применения модификаторов, добавления и изменения материала и текстур.
2)Выполнить задания 1-5.
5.Оформление отчета по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен содержать титульный лист, название и цель работы, формулировку заданий и описание выполнения заданий, в конце отчета привести ответы на контрольные вопросы.
6.Контрольные вопросы
1)Для чего используются модификаторы?
2)Как работает логический модификатор?
3)Как работает модификатор «Отражение»?
10