- •Е. А. Снижко использование 3d-моделирования для решения инженерных задач Лабораторный практикум
- •Предисловие
- •Лабораторная работа № 1. Знакомство с интерфейсом программы 3ds max. Моделирование на основе стандартных трехмерных тел. Цель работы.
- •Необходимые теоретические сведения.
- •Примитивы
- •Задание 1. Познакомьтесь с основными способами создания стандартных трехмерных объектов, используемых для моделирования, и инструментарием главной панели инструментов. Порядок выполнения задания.
- •Задание 2.Создайте трехмерную композицию «Башня со шпилем». Порядок выполнения задания.
- •Лабораторная работа № 2. Сложные компонованные объекты. Объемные деформации. Модификаторы.
- •Редактирование сеток
- •Подобъекты сеточных объектов
- •Задание 1.Создайте трехмерную композицию «Дом на скалистом острове среди моря». Порядок выполнения задания.
- •Лабораторная работа № 3. Сплайны, тела вращения, лофтинг. Свет и камера. Визуализация. Цель работы.
- •Необходимые теоретические сведения. Сплайновые формы
- •Вращение сплайна модификатором Lathe
- •Лофтинговые объекты
- •Визуализация
- •Лабораторная работа № 4. Сложные компонованные объекты. Элементарные приемы анимации. Цель работы.
- •Необходимые теоретические сведения. Анимация
- •Создание распределенного объекта
- •Системы частиц
- •Задание. Создайте анимированную сцену, в которой тележка будет двигаться по дороге среди луга. В сцене должна присутствовать имитация осадков в виде дождя. Порядок выполнения задания.
- •Лабораторная работа № 5. Имитация внешней среды. Объемное освещение. Цель работы.
- •Источники света
- •Лабораторная работа № 6. Связанные объекты. Анимация связанных объектов. Цель работы.
- •Задание 2 «Скелетная анимация». Создайте цепочку на основе стандартного инструмента Bones и анимируйте ее.
- •Библиографический список.
- •Оглавление.
Редактирование сеток
Использование модификаторов не всегда позволяет получить требуемую форму сложного объекта. Более точный способ моделирования – редактирование сеточных объектов на уровне подобъектов. Этот способ позволяет изменять форму не только целого объекта, но определенной его части, не затрагивая остальных частей. За счет редактирования сетки можно изменить форму любого объекта до неузнаваемости. Главным условием для получения корректного результата является наличие достаточного количество узлов сетки. Редактирование сетки осуществляется с помощью модификатора EditMesh. Он позволяет производить практически любые манипуляции с вершинами, ребрами, гранями и полигонами.
Подобъекты сеточных объектов
Все сеточные объекты состоят из подобъектов. Доступ к подобъектам можно получить, открыв панельModifyи выбрав один из уровней выделения подобъектов. Если включен режим выделения подобъектов, выделение объектов в окне проекции становится недоступным.
Для начала сеточного редактирования в 3dsmaxдоступны следующие типы подобъектов:
Vertex(Вершина) – подобъект, представляющий собой элементарную точку с определенными координатами; как правило, она является вершиной грани или полигона, но может быть и самостоятельным объектом;
Edge(Ребро) - соединяет две соседние вершины; ребро может быть элементарным компонентом граней и полигонов, а также компонентом объектовShape(Форма);
Face(Грань) - плоский треугольный объект, который является составной частью для других плоских объектов;
Polygon(Полигон) - лежащий в одной плоскости многоугольный объект, состоящий из треугольных гранейFace;
Element(Элемент) - подобъект, который может быть полноценным объектом, состоящим из большого числа граней и полигонов; сеточный объект чаще всего состоит из одного элемента.
Каждый из подобъектов может являться объектом моделирования. К нему могут быть применены простые трансформации (перемещение, поворот, масштабирование) и некоторые модификаторы.[6]
Волновые деформации.
К волновым относятся деформации типа Wave(волна) иRipple(рябь). Они используются для создания волнообразного эффекта на поверхности деформируемого объекта. Различие этих деформаций – в форме волны. При использовании деформацииWaveволна имеет параболическую форму и распределяется в направлении осиXлокальной системы координат. При использовании деформацииRippleсинусоидальная волна распространяется в направлении осиYлокальной системы координат. Характеризуются волновые деформации следующими параметрами: амплитуда, длина волны, фаза, затухание, число кругов (при распространении волны из точки в виде концентрических окружностей) и др.
Задание 1.Создайте трехмерную композицию «Дом на скалистом острове среди моря». Порядок выполнения задания.
Нарисуйте плоскость (море) и назначьте ей цвет и имя.
Назначьте материалы плоскости:
Выберите раздел меню Rendering/Material Editor (Редактирование материалов);
В окне редактора материалов щелкните на кнопке Standart;
На панели Material/Map Browserв разделеBrowse fromустановите переключательMtl Libraryи в списке материалов выберитеGround_Water, затем дважды щелкните левой клавишей мыши - в результате в окне редактора материалов левый верхний шарик окажется покрытым выбранным материалом;
Щелкните на кнопке Assign to Selectionна панелиMaterial Editor- выбранный материал будет присвоен плоскости;
Закройте панели Material Editor и Material/Map Browser.
Примените к плоскости объемную деформацию Ripple (рябь):
Выберите в меню раздел Modifiers/Parametric Deformers/Ripple;
Установите параметры ряби, например (можете установить параметры по своему выбору): Amplitude1,2 - 0,05FL(амплитуда);Wave Length- 0,048FL(длина волны);Phase- 1 (фаза).
Создайте ландшафт (ландшафт создается на основе карты высот - изолиний):
выберите команду Createглавного меню;
в разделе Shapes(формы) выберите формуCircle (окружность);
нарисуйте три концентрические окружности в окне проекций Top;
в окне проекций Left(илиFront) разместите окружности на различной высоте, задавая тем самым их уровни высоты;
выделите внутреннюю окружность;
в меню Createв разделеCompounds(компонованные объекты) выберите инструмент для создания ландшафтаTerrain Compound Object;
на панели команд щелкните на кнопке Pick Operandи выберите в окнеTopвторую окружность;
щелкните на кнопке Pick Operandи выберите в окнеTopвнешнюю окружность;
в свитке Simplification задайте параметры Horizontal - Interpolated Points*4, Vertical - No Simplification. В результате получается новый объектTerrainв виде ландшафта.
Назначьте цвет и имя объекту Terrain.
Измените контуры ландшафта с помощью модификаторов.
Выберите в меню Modifiers/Mesh Editing/Edit Mesh (проверьте, что объект «ландшафт» выделен);
На панели команд в свитке Selectionщелкните на кнопкеVertex(модификация на уровне вершин);
В свитке Soft Selectionустановите флажокUse Soft Selectionи установите значение счетчикаBubble(вздутие), например - 0,5;
Деформируйте ландшафт, растягивая его за выделенные вершины в любом окне проекций (для этого должна быть включена кнопка Select and Moveна главной панели инструментов).
Нарисуйте домик.
Создайте параллелепипед, задав число сегментов, например, L:5,W:7,H:5.
Сделайте окно на левой грани домика, используя модификатор Extrude(вдавливание):
выберите раздел меню Modifiers/Mesh Editing/Edit Mesh;
в свитке Selectionвыберите кнопкуPolygon(модификация на уровне многоугольников);
в свитке Edit Geometryвыберите модификаторExtrude;
в окне Leftуказывайте мышью сегменты (находящиеся на месте окна), которые должны быть вдавлены, и вдавливайте их, перемещая мышь при нажатой левой клавише.
Сделайте трубу домика, используя тот же модификатор:
выберите в окне Topсегмент, который будет трубой;
примените к этому сегменту модификатор Extrude.
Сделайте второе окно домика на передней грани в левой ее части (так, чтобы осталась часть стены для вырезки двери) с помощью логических операций:
нарисуйте параллелепипед, соответствующий размерам окна, и переместите его так, чтобы он врезался в стену домика в месте расположения окна;
выделите домик;
в меню Create/Compoundsвыберите опциюBoolean CompoundObject (логический компонованный объект);
в свитке Parameters панели команд убедитесь, что в разделеOperands(операнды) в качестве операндаAуказан сам домик;
в разделе Operationвыберите тип операции -Subtraction A-B(вычитаниеBизA);
в свитке Pick Booleanщелкните на кнопкеPick Operand Bи выберите в любом окне проекций параллелепипед-окно в качестве 2-го операнда. Таким образом Вы получили 2-е окно домика с помощью логической операции вычитания.
Сделайте дверь домика на передней грани в правой ее части также с помощью логических операций:
аналогично предыдущему заданию создайте параллелепипед-дверь и разместите его в нужном месте;
выделите домик;
используйте опцию Boolean Compound Object;
в свитке Parametersвыберите операциюCut (отсечение) с режимомRemove Inside;
щелкните на кнопке Pick Operand Bв свиткеPick Boolean, затем на объекте - дверь. Таким образом Вы получили дверь с помощью логической операцией отсечения. Сравните результаты.
Создайте крышу домика с помощью примитива Pyramid(пирамида) из менюCreate.
Назначьте домику материал Stones_Limestone (см. п.2 этого задания).
Сгруппируйте домик и крышу, используя команду Group(группировка) в разделе менюEdit (редактирование).
Переместите домик на вершину горы, получившейся при создании ландшафта, измените его размер, если это необходимо.
Сохраните изображение в файле под именем ЛР2.maxв своей папке.