Лабораторная работа № 4. Сложные компонованные объекты. Элементарные приемы анимации. Цель работы.

Знакомство с приемами создания сложных компонованных объектов, использование инструмента «системы частиц» при создании реалистичных изображений. Получение первоначальных навыков создания анимированных сцен.

Необходимые теоретические сведения. Анимация

В рамках данной лабораторной работы необходимо создать так называемую анимацию движения. Идея этого вида анимации заключается в изменении положения объектов во времени. Анимация движения чаше всего первоначально задаются при помо­щиключевых кадров. Они определяют положение и форму объекта в конкретные моменты времени. Затем ключевые кадры настраиваются и перемеща­ются посредством специальных инструментов.

В среде 3dsmaxсуществует возможность создавать анимацию движения объекта по заданной траектории. При этом с помощью сплайна (или других линейных форм) задается траектория движения объекта, и с помощью специальных инструментов происходит связывание объекта с траекторией. При этом ключевые кадры создаются автоматически.

Создание распределенного объекта

Распределенные объекты предназначены для заполнения поверхности заданным количеством однотипных объектов. Для этой цели служит операция Scatter(Распределить). Этот инструмент может использоваться для имитации травы листьев на деревьях, шерсти, чешуи и пр. Однако следует иметь в виду, что использование этого инструмента повышает сложность геометрии сцены и увеличивает время визуализации.

Системы частиц

При моделировании реалистичных анимированных сцен зачастую бывает необходимо моделировать различные природные эффекты и явления – атмосферные осадки, струя фонтана, разлетание осколков при взрыве и т.п. В 3dsmaxэто достигается с помощью моделирования систем частиц. В лабораторной работе мы познакомимся с системой частицSpray.

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.

Создание луга с помощью компонованного объекта Scatter (Распределение).

1. Создайте горизонтальную плоскость с большим числом сегментов по ширине и длине.

2. Создайте замкнутый сплайн, изображающий дорогу через луг:

• Нарисуйте дорогу с помощью отрезков прямых (инструмент Line) или сегментов кривых (инструментNURBS) таким образом, чтобы получился замкнутый контур;

• Отредактируйте сплайн (команда меню Modifiers/Patch|Spline Editing/Edit Spline) на уровне вершин (тип выделенной вершины можно изменить при помощи контекстного меню).

3. Вырежьте дорогу, используя инструмент для создания компонованных объектов Shape Merge(Внедренная форма). Для этого:

• Выделите плоскость;

• В разделе CompoundsменюCreateвыберите инструментShape Merge;

• На панели команд в свитке Parameters, в разделеOperation выберите режимCookie Cutter (удаляется часть поверхности внутри проекции сплайна на нее);

• В свитке Pick Operandнажмите кнопкуPick Shape и щелкните мышью по контуру дороги.

• Создайте еще одну плоскость и расположите ее под первой. Повторите действия задания 3, но в разделе Operation установите флажокInvert (инвертировать) - в результате будет получена дорога.

4. Поместите дорогу на место вырезанного фрагмента первой плоскости.

5. Создайте с помощью объекта Boxтравинку на плоскости луга.

6. Выделите травинку и на вкладке Createпанели команд выберите тип объектов -Compound Objects. Запустите инструментScatter(Распределение).

7. В открывшемся свитке нажмите кнопку Pick Distribution Object(выбрать объект, по поверхности которого будут распределяться копии выделенного объекта) и выберите объект-плоскость.

8. Настройте параметры распределения в свитке Sourse Object Parametersследующим образом: укажите число дубликатов в полеDuplicates (например, 250); масштаб в полеBase Scale(например, 100); в полеVertex Chaosзадайте степень хаотичности распределения (например, 5).

9. Настройте способ распределения объекта в свитке Distributuon Object Parameters: снимите флажок в полеPerpendicular (перпендикулярно плоскости распределения); в полеDistribute Usingвыберите способ распределения по случайным граням -Random Faces.

10. В свитке Transforms (Трансформации) можно установить вращение объектов по различным осям.

11. Переместите созданный объект так, чтобы "травинки" находились на поверхности "луга", а не по обе стороны от нее.

12. Для того чтобы не отображалась плоскость созданного объекта распределения, на вкладке Displayустановите флажокHide Distribution Object.

Простейшие приемы анимации: движение тележки по заданной траектории.

1. Смоделируйте тележку, пользуясь стандартными примитивами BoxиTorus, а затем сгруппируйте все объекты под одним именем "тележка" (используйте командуGroupв менюEdit).

2. Создайте сплайновую кривую - траекторию движения тележки (соответствующую изгибам дороги).

3. Выделите тележку.

4. На командной панели выберите вкладку Motion (Движение).

5. В свитке Assign Controller(Назначить контроллер) выделите строкуPosition(Положение) и щелкните левой клавишей мыши по кнопкеAssign Controllerнад списком.

6. В открывшемся окне контроллеров выберите значение Path Constraint(Движение по траектории) и щелкните по кнопкеOK.

7. В свитке Path Parameters(Параметры траектории) щелкните на кнопкеAdd Path(Добавить траекторию), а затем выделите в окне проекцииTopтраекторию, по которой будет происходить движение объекта. Созданный объект переместится в начало траектории.

8. Выделите тележку. В счетчике % Along Path(Положение на траектории - %) группыPath Options(Варианты движения по траектории) установите начальное положение объекта в процентном отношении. (Значение, соответствующее началу траектории, равно 0, а концу пути - 100).

9. Для того чтобы тележка поворачивалась при изменении направления траектории, отметьте флажок Follow(Отслеживать траекторию).

10. Установите флажок Bank(Крениться). Задайте величину крена в счетчикеBankAmount(Величина крена) и степень сглаженности в счетчикеSmoothness(Плавность крена).

11. Установите флажок Constant Velocity(Постоянная скорость).

12. Воспроизведите анимацию, нажав кнопку Play Animation(Воспроизведение анимации).

13. Визуализируйте движение тележки:

• Вызовите команду меню Rendering/Renderили нажмите клавишу <F10>;

• В окне Render Scene (Визуализация сцены) в свиткеCommon Parameters (общие параметры) в разделеTime Outputвключите режимActive Time Segment: 0to100;

• Выберите в раскрывающемся списке Viewport: Perspective (выбор видового окна Перспектива);

• Нажмите кнопку Render.

14. Сохраните анимированный ролик в форматах jpgиavi.

Имитация дождя с помощью систем частиц.

1. На вкладке Createкомандной панели в раскрывающемся списке разновидностей объектов выберитеParticle Systems(Системы частиц). В свиткеObject Type(Класс объектов) выберите Spray(эффект водяных брызг, дождя и др.).

2. В окне проекций нарисуйте источник частиц (эмиттер) и расположите его так, чтобы плоскость эмиттера была выше плоскости «лужайки» (дождь должен идти сверху).

3. Передвиньте ползунок анимации (Вы увидите, что частицы начнут перемещаться).

4. Настройте параметры частиц:

• Раскройте свиток Parameters;

• Укажите значения счетчиков в группе Particles (частицы):Viewport Count(Количество частиц в рабочем окне) – 100;Render Count(Количество частиц при визуализации сцены) – 100;Drop Size (Размер капель) – 2. Выберите форму частиц:Drops(капли),Dots(точки) илиTicks(штрихи).

• В группе Render(Визуализация сцены) выберите способ визуализацииTetrahedron(Тетраэдрические) илиFacing(Лицевые грани);

• В группе Timing(параметры времени) определите время начала испускания частиц -Start(например - 0) и время их жизни -Life(например - 30), которое отсчитывается относительно временной шкалы анимации; установите флажокConstant(постоянно).

• В группе Emitterможно определить размеры эмиттера. Установите флажокHide(скрыть), чтобы эмиттер не отображался при визуализации сцены.

5. Визуализируйте полученную сцену.

6. Сохраните результат работы в виде анимированного ролика.