Сплайн в 3д макс

3.1 Использование технологии выдавливания сплайнов

При моделировании с помощью сплайнов основу конструкции трехмерных объектов составляют отрезки прямых и кривых линий, называемых сплайнами. Сплайн в 3D Studio Max — это прямая или кривая линия, форма которой определяется типом вершин или узловых точек, через которые проходит эта линия. Объект-сплайн состоит из вершин (среди которых одна помечается белым квадратиком и считается первой) и сегментов (каждый из них независимо от его кривизны состоит из более мелких прямолинейных отрезков – шагов). Сплайн, не имеющий разрывов по периметру, называется замкнутой формой.

Каждая вершина сплайна имеет касательные векторы, снабженные на концах маркерами, которые управляют кривизной сегментов сплайна при входе в вершину и выходе из нее. В зависимости от свойств касательных векторов различают типы вершин: сглаженная, с изломом, Безье, Безье с изломом. Специальный тип сплайнов — неоднородные рациональные В-сплайны (НРВС), которые могут быть созданы на основе контрольных точек (кривая проходит через них) или на основе управляющих вершин (играющих роль узлов решетки деформации). Все команды создания сплайнов находятся на командной панели Create, кнопка Shapes, строка Splines. Здесь появляется свиток Object Туре с кнопками всех команд создания сплайнов (Line, Circle, Arc, NGon, Text, Rectangle, Ellipse и др.), свитками их параметров и элементами управления для выбранного типа сплайна.

3D Studio Max поддерживает целый набор команд создания сплайнов различных типов, самой простой из которых является команда Line (Линия). Эта команда позволяет создавать линии практически любой требуемой формы и является наиболее гибкой из всех команд создания типовых сплайнов. К другим типам относятся окружности, дуги, символы текста и еще ряд объектов. Создавая один или несколько сплайнов и комбинируя их между собой, можно построить множество различных форм, необходимых для моделирования сцены. Используя кнопку Start New Shape свитка Object Type, можно объединять в одной форме несколько сплайнов.

Построение объектов на основе сплайнов

• выдавливание, или экструзия, форм прямая (extrusion);
• выдавливание со скосом боковых граней (beveling);
• вращение форм (lathing).

Выдавливание сплайнов

Выдавленный сплайн – это сплайн, которому придана толщина в определенном направлении. Во многих случаях этот метод оказывается проще, чем применение трехмерных примитивов для получения того же результата. Можно представлять себе процесс выдавливания и как создание копии сплайна, помещаемой точно над оригиналом и на некотором расстоянии от него, в результате чего образуются верхнее и нижнее основания объекта с последующим построением боковой поверхности по периметру оснований.�

Применение метода выдавливания при моделировании оказывается очень удобным: можно выдавить строку текста, чтобы получить объемный текст; разнообразные плоские формы могут служить заготовками для формирования методом выдавливания таких объектов, как стены, компакт диски, формы для печенья и т. д.
Метод выдавливания особенно хорош для объектов, имеющих один характерный профиль во всех сечениях по высоте. Операция выдавливания осуществляется за счет применения к выделенной форме модификатора Extrude (выдавливание) для получения объекта приданием сплайну высоты, или Bevel (скос) для выдавливания со скосом боковых граней; после чего на командной панели Modify можно изменить высоту объекта или ось, вдоль которой выполняется выдавливание (по умолчанию это ось Z).�

При выдавливании со скосом в дополнение к высоте тела экструзии задается масштаб сплайна-сечения на каждом из трех уровней по координате выдавливания. Для формирования тел экструзии с криволинейными боковыми поверхностями применяется модификатор Bevel Profile, задающий дополнительный сплайн в качестве траектории скоса.

Splines в 3ds Max и работа с ними

Для успешного 3D моделирования не всегда обязательно использовать только трехмерные объекты. Множество интересных и сложных объектов проще создавать с помощью сплайнов (Splines). Сплайны — это линии, которые обычно объединяются в плоские геометрические фигуры. Сплайны очень просты в управлении и позволяют легко создавать плоские объекты с множеством искривлений. Причем, плоские объекты легко можно превращать в трехмерные.

1. Примитивы

Для создания сплайнов нужно перейти в Create – Shapes – Splines и выбрать один из существующих примитивов. Примитивы – это готовые геометрические фигуры, состоящие из прямых или кривых. Создавать сплайны рекомендуется из ортогональных проекций (Top, Front, Right и т.д.)

• Line – основной примитив, который не имеет четкой формы. Он позволяет вручную создать фигуру любой формы. Причем фигура может быть как замкнутой, так и открытой. Line бывает трех видов: Corner (угловатая), Smooth (сглаженная) и Bezier (Безье).

Линия создается с помощью нажатия ЛКМ в рабочей области. Если нажатие было быстрое, то линия построится в зависимости от настройки Initial Type. Если ЛКМ была зажата на какое-то время, то часть линии построится в соответствии с разделом Drag Type. Линия будет строиться до тех пор, пока не окажется замкнута или пока не будет нажата ПКМ.

Все остальные примитивы замкнуты и имеют четкие параметры для настройки формы.

• Rectangle – прямоугольник.
• Circle – окружность.
• Ellipse – эллипс. Внешне напоминает окружность, но настраивается иначе.
• Arc – дуга.
• Donut – двойная окружность (пончик, труба).
• NGon– многоугольник с изменяемым количеством углов.
• Star – звезда с изменяемым количеством исходящих «лучей».
• Text – текст, состоящий из контуров различных знаков.
• Helix – спираль. Уникальна тем, что среди перечисленных примитивов только она создается одновременно в 3х осях.
• Egg – фигура, похожая на Donut, но имеющая форму яйца.

• Section – плоскость, которая создает сплайны по форме других объектов. Новые сплайны создаются по форме объекта в зависимости от места пересечения с плоскостью.

2. Изменение объекта

Все сплайны состоят из подобъектов: Vertex (точки) и Segment (сегменты). Для взаимодействия с этими подобъектами необходимо конвертировать примитивы в Editable Spline или использовать модификатор Edit Spline. Для Line это делать не обязательно.

Все точки и сегменты можно перемещать, вращать и масштабировать. Для этого нужно перейти в раздел Selection и выбрать тип подобъектов. Перемещать можно любые подобъекты и в любом количестве. Вращать точки можно только если выбрать две и более. К сегментам это не относится. У масштабирования такие же условия, как у вращения. Вращение и масштабирование могут не работать, если выбрана неверная настройка Use Selection Center. Все данные преобразования можно производить во всех осях.

Interpolation – отвечает за плотность полигонов между точками. Это особенно важно для линий типа Smooth, чтобы при создании объема функцией Rendering, были более гладкими. Изменять плотность можно параметром Steps.

Geometry – раздел с большим набором функций, которой позволяет гибко редактировать один или несколько сплайнов. Значительная часть функций повторяет инструменты полигонального моделирования.

3. Превращение 2D в 3D

Все сплайны можно перевести в трехмерные объекты. Для этого можно воспользоваться модификаторами или задать размеры в разделе Rendering.

1) Модификаторы

Для использования модификаторов объект обязательно должен быть замкнутым. Если он будет открытым, то перестанет отображаться в рабочей области. Если объект состоит из двух непересекающихся закрытых сплайнов (Donut, Egg), то модификаторы будут действовать между линиями.

Edit Poly – превращает пространство внутри сплайнов в полигон. Не зависимо от формы объекта, количества углов и наличия внутренней формы, создастся один полигон. После этого объект можно редактировать методом обычного полигонального моделирования. Таким же образом работает и конвертация в Editable Poly.

Shell – создает из двумерной фигуры объемны объект. В отличие от Edit Poly, сразу создаются боковые и нижние полигоны.

Lathe – превращает незамкнутый сплайн в круговой объект. Иногда для работы функции необходимо сдвинуть ось вращения. Для этого нужно открыть свиток модификатора, выделить Axis и переместить с помощью Select and Move.

После применения модификаторов сплайн превращается в полноценный полигональный объект. А про основы полигонального моделирования вы можете узнать в статье «Введение в полигональное моделирование 3ds Max».

2) Rendering

С помощью этого метода можно создать объем вдоль сплайна. Он может быть круговым (Radial) и прямоугольным (Rectangular). Для этого нужно включить флажки Enable In Renderer (объем виден при рендеринге) и Enable In Viewport (объем виден в рабочей области).

При выборе Radial можно изменять толщину (Thickness), количество граней (Size), угол поворота (Angle).

При выборе Rectangular можно изменять длину (Length), ширину (Width), угол поворота (Angle) и отношение длины к ширине (Aspect).

Сплайны применяются во многих инструментах моделирования. Чтобы получше познакомиться с этим типом объектов, рекомендую к прочтению:

Сплайны – великолепный инструмент для моделирования сильно искривленных объектов. Благодаря им можно моделировать провода, веревки, плинтусы. Некоторые инструмент используют сплайны как вспомогательные объекты для выполнения своих задач. Одним словом, сплайны используются в моделировании повсеместно. Поэтому каждый опытный пользователь 3ds Max просто обязан уметь ими пользоваться.

Освойте профессию визуализатора

Научитесь создавать крутые рендеры, панорамы 360, виртуальные туры и анимационные ролики.

Урок 3. Сплайны.

В этом уроке вы узнаете что такое сплайны, для чего они нужны и как с ними работать.

Вообще сплайн — это линия (кривая, ломанная) какая угодно. Сами по себе сплайны не отображаются при рендере, а служат вспомогательными средствами. Создать сплайн вы можете перейдя во вкладку Create — Shapes — Splines.

Вот основные формы сплайнов, которыми я обычно пользуюсь:

Когда вы создаете любой тип сплайнов, то после изменения параметров, для дальнейшего редактирования, вам необходимо нажать на него правой кнопкой и выбрать Convert To — Convert To Editiable Spline, или применить модификатор Edit Spline из списка модификаторов.

Все сплайны состоят из точек (vertex) и сегментов (segment):

Точки бывают четырех типов:

1. Corner — точка образует ломаную.
2. Smooth — автоматически сглаживает линию, образуя кривую.
3. Bezier — так же образует сглаженую линию, но формой изгиба можно манипулировать с помощью специальных маркеров.
4. Bezier corner — в отличии от bezier маркеры несимметричны.

Чтобы изменить тип точки нужно выделить одну или несколько точек и нажать правую кнопку мыши. В контекстном меню выбрать нужный тип.
В разеделе Modify сплайны имеют несколько вкладок: Rendering, Interpolation, Selection, Soft Selection и Geometry.

Вкладка Rendering:

Enable in rendering — включает отображение сплайна при рендере.

Enable in Viewport — включает отображение сплайна в окнах вьюпорта.

Radial — сплайн будет иметь форму веревки (то есть круг в сечении).

Thickness — толщина или диаметр круга в сечении.

Sides — количество сторон круга (если выбрать 3, то в сечении будет треугольник).

Angle — Угол поворота сечения.

Rectangular — сплайн будет иметь форму доски (то есть прямоугольник в сечении).

Length — длинна прямоугольника в сечении.

Width — ширина прямоугольника в сечении.

Aspect — соотношение длинны и ширины друг к другу.

Auto Smooth — включает автоматическое сглаживание.

Вкладка Interpolation:

Steps — количество сегментов между каждыми двумя точками сплайна (для сглаженных форм требуется большее количество, для ломаной линии достаточно нуля ).

Optimize — автоматически убирает сегменты, которые не влияют на форму сплайна.

Adaptive — автоматически подбирает количества сегментов, для получения идеально гладкой формы.

Вкладка Geometry:

New vertex type — Выбор тип вновь созданных точек.

Create line — Создать дополнительную линию с сплайне.

Attach — Присоеденить линию к сплайну.

Refine — Вставить точку в любое место сплайна.

Weld — Слить соседние точки в одну (справа указано минимальное расстояние между точками, при котором они будут слиты)

Connect — Соеденить две точки линией.

Insert — Продолжить линию (нажимаете Insert затем на крайнюю точку и продолжаете создание сплайна)

Fillet — Скругление углов (выделяете точку и задаете радиус скругления)

Chamfer — Создание фаски (выделяете точку и задаете размер фаски)

Divide — Разделяет выбранный сегмент на указанное количество точек.

Использование модификатора Shell, на примере создания объемного текста.

Создаем сплайн Text:

В поле Text меняем текст на нужный, изменяем размер (Size). Выбираем и стека модификаторов Shell. Затем задаем нужную степень выдавливания (Inner Amount или Outer Amount)

Модификатор Shell можно применять только к закрытым сплайнам (не имеющим разрывов). Вот пример использование модификатора Shell на сплайны Text, Line, NGon и Star:

Модификатор Sweep.

Сперва создаим любую линию. Я создал Line с прямыми углами (создается с нажатой клавишей Shift)

Далее из списка модификаторов выбираем Sweep и получаем следующий результат:

Я думаю Вам не составит труда разобраться в настройках модификатора. Самое основное — это выбор формы сечения и параметров этой формы (радиуса или длинны, ширины, толщины)

Модификатор Lathe.

Поздравляю! Вы дошли до самой интересной части урока.
Модификатор Lathe используется для создания объектов имеющих симметрию вращения (это могуть быть кувшины, бокалы, бутылки, колонны, стаканы и много другое).
Все что вам потребуется это нарисовать вертикальную линию в проекции Font и выбирать из списка модификаторов Lathe:

Нам сразу же нужно переместить ось симметрии, для этого нажимаем на плюсик справа от названия модификатора и выбираем Axis. Перемещаем Axis по оси Х :

Далее возможны два случая:
1. Поверхность отображается нормально (в том цвете, который у вас выбран) — тогда все хорошо.
2. Поверхность черная — значит нужно вывернуть её наизнанку поставив галочку на Flip Normals.

Теперь проверьте включена ли у вас кнопка Show end result on/off toggle, которая находится под списком модификаторов. Включить её нужно для того, что бы видеть эффект всех модификаторов назначенных объекту:

Далее переходим к редактированию вершин (нажимаем на плюс слева от Line и выбираем Vertex), добиваемся желаемого результата. Можете добавлять\удалять точки, менять их тип и т.д.

Модификатор Lathe имеет несколько параметров, вот основные из них:

Degrees — показывает на сколько градусов проворачивается сплайн вокруг оси симметрии (по умолчанию 360 градусов, полный оборот).

Flip Normals — выворачивает поверхность наизнанку.

Segments — количество сегментов ( сглаженность фигуры).

На этом третий урок окончен. В этот раз видеоурок состоит из двух частей:

Выбрать другой урок Перейти к следующему

Уроки компьютерной графики 3D MAX и V-ray

Сплайновое моделирование в 3ds max

Сплайны — это простые линии, с помощью которых можно создавать контуры объектов. Они не имеют объема и, при стандартных настройках, не отображаются на рендере. Однако, польза от них неоценима: ведь именно они чаще всего служат основой для создания 3d моделей. Как с ними работать: объединять, сглаживать, замыкать, расскажем в нашем новом уроке.

Что такое сплайны

Итак, чтобы лучше понять, что такое сплайны, откроем меню Create и найдем иконку Shapes. В выпадающем меню выберем Spline.

Именно с этого меню начинается любая работа со сплайнами (spline) в 3ds max. Здесь у нас находится целых 12 его вариаций.

Каждая из форм имеет ряд своих настроек: например, прямоугольнику можно задать длину сторон, звезде — количество и глубину лучей. Но именно Line является самым гибким инструментом, так как с помощью него можно построить абсолютно любой контур, на основе которого затем можно выдавить объемную фигуру. Давайте на его примере и разбираться с темой.

Основы сплайнового моделирования

Для начала выберем инструмент линия на панели. Жмем Create/Shapes/Line.

Создадим с помощью него произвольную форму — у меня это будет яблоко. Переходим на плоскость Top. Щелкая левой кнопкой мыши и ставя точки, я не слишком забочусь о правильности контура, так как в дальнейшем я буду его редактировать. Когда последняя точка поставлена, жмем ПКМ, чтобы закончить. Обратите внимание, что контур я замыкать не стала, причем сделала так умышленно. Вот так получилось у меня:

Выделяем сплайн и, для начала, разбираем вкладку Modify, чтобы понять с чем нам работать дальше.

На заметку: чтобы убрать последнюю созданную точку, созданную при моделировании, нажмите Backspace на клавиатуре.

Режимы редактирования

Как и при работе с полигонами, работа со сплайнами имеет несколько режимов редактирования подобъектов. Их можно увидеть в свитке Selection или нажав на плюсик около надписи Line.

Таких режимов у нас три:

• Vertex – редактирование по точкам, вершинам. Вертексами называют узлы, на скриншоте их хорошо видно, красная точка — выделенный (активный) вертекс;

• Segment – по сегментам. Сегмент — отрезок, ограниченный двумя вертексами;

• Spline – по всему сплайну. Сплайн выделяется полностью: от первой до последней точки.

Сейчас мы будем работать только с точками — именно этот режим нам подходит лучше всего, потому выбираем режим Vertex.

Точки Vertex и их типы

Очевидный и очень явный недостаток нашей формы — угловатость. Решать проблему будем так. Выделяем точку и жмем на ней ПКМ. Открывается меню настроек. В нем есть очень полезный для нас блок, в котором обозначен тип выделенной точки.

Типы точек бывают:

1. Bezier Corner — угол с кривой. При применении у нас получится угол, который будет иметь два независимых друг от друга манипулятора;
2. Bezier — кривая с симметричными маркерами-манипуляторами, изгибающимися вместе;
3. Corner — угол, ломаная линия;
4. Smooth — автоматическое сглаживание, не имеет манипуляторов.

Давайте выделим все наши точки и выберем для них тип Smooth. В режиме Vertex рамкой выделяем все точки (или жмем Ctrl+A)/жмем ПКМ/Smooth.

Форма стала сглаженной, но это еще далеко не то, что надо.

Теперь берем каждую точку и начинаем двигать их вручную, «причесывая» фигуру. Не очень красиво у меня получилось у основания яблочка, явно просится еще по одной точке с каждой стороны.

Как добавить/убрать точку

Для того, чтобы добавить точку на сплайне, нам нужно в режиме вертексов чуть опустить свиток вниз и найти кнопку Refine. А затем просто разместить узлы в нужном нам месте на линии. Сделаем это.

И подправим результат вручную. Получилось вот так:

Если же вы ошиблись и хотите удалить вертекс, просто выделите его и нажмите Del на клавиатуре.

Как объединить узлы

Количество точек нас устраивает, и все они на своих местах. Осталось только одно — замкнуть контур. И сделать это надо обязательно. Ведь из незамкнутого контура не получиться выдавить объемную модель. Чтобы провести объединение наших узлов, делаем так: выбираем один из них, включаем привязку, перетягиваем одну точку на другую, выключаем привязку.

Кстати, в этом месте тип точки можно поставить Corner Bezier.

Как сгладить дуги сплайнов

Еще одна вещь, с которой можно столкнуться при сплайновом моделировании, — это угловатые поверхности дуг. Изначально, при создании контура они могут и не бросаться в глаза, однако, в объеме форма может выглядеть очень грубо, особенно если дуга была сильно изогнутой. Сгладить форму можно, увеличив количество Steps (шагов) в свитке Interpolation.

Как объединить сплайны

Бывает, нужно объединить сплайны между собой. Особенно это удобно в том случае, если к ним будут применяться одинаковые модификаторы — тогда не придется проделывать все действия дважды. Для того, чтобы разобрать это на примере и закрепить предыдущий результат, создадим яблочку листик. Жмем Create/Shapes/Line. Кстати, в свитке внизу можно сразу выбрать тип линии Smooth.

Ставим наши точки и замыкаем первую точку с последней. На вопрос «Close spline?» отвечаем утвердительно.

Чтобы соединить листик и яблочко, выбираем одну из фигур, жмем кнопочку Attach и выбираем то, что хотим присоединить.

Если вы смогли удачно соединить 2 сплайна в один, то при переходе в режим подобъектов хорошо видно, что узлы теперь можно редактировать и на листке, и на самом яблоке.

Как продолжить сплайны

Допустим, вы случайно бросили рисование линии, и хотите ее продолжить, а не стирать и начинать все сначала. На этот случай у нас есть еще одна полезная кнопка. Опять же, давайте на примере: нарисуем половинку контура веточки.

Переходим в режим редактирования Vertex и прокручиваем свиток вниз. Жмем кнопку Insert и продолжаем контур с точки разрыва.

Присоединим веточку с помощью Attach. Готово!

Теперь можно придать форме объем, выдавив поверхность с помощью, например, модификатора Extrude.

Автор урока: Алиса Куб