3D Studio MAX Изнутри

ГЛАВА 6

Использование координатных сеток и вспомогательных объектов

Первым шагом при создании точных моделей является установка опорных сеток и системы фиксации. При работе над сценой можно выбирать из одну из трех фиксированных сеток, любое количество заказных сеток и одну из двух различных систем фиксации. Кроме того, имеется ряд вспомогательных объектов, которые можно создавать для нахождения точек в пространстве и измерения расстояний.

Использование сеток является важным инструментом моделирования и при корректном применении может значительно увеличить производительность процесса проектирования. О сетках необходимо помнить следующее:

• Активная сетка определяет, где в пространстве создаются новые объекты. На активную сетку также ссылаются как на плоскость конструкции, поскольку все, что конструируется, помещается на активную сетку и выравнивается с ней.

• Сетки определяют интервал фиксации по умолчанию.

• Сетки и вспомогательные объекты определяют системы координат для трансформации объектов.

• Сетки и вспомогательные объекты обеспечивают визуальную ссылку для определения пространства и измерения расстояния.

Установка основной сетки

3DS МАХ отображает три постоянных сетки, которые называются основными сетками и используются для конструирования и визуальной ссылки. Эти три сетки выровнены с мировой системой координат и пересекаются в ее начале. Три основных сетки и их соотношение в мировой системе координат идентифицируются следующим образом:

• Сетка Top/Bottom (верхняя/нижняя) выровнена с мировыми осями координат Х и Y. Поэтому она горизонтальна и часто на сцене определяет пол; на нее ссылаются как на Ground Plane (плоскость грунта).

• Сетка Left/Right (левая/правая) выровнена с мировыми осями координат Y, Z.

• Сетка Front/Back (передняя/задняя) выровнена с мировыми осями координат X, Z.

Отображение основных сеток в видовых окнах

В любом видовом окне видна только одна из трех основных сеток; вы наблюдаете только ту сетку, которая определяется типом видового окна. Видимая сетка также определяет плоскость конструкции для этого вида. Три видимых основных сетки описываются ниже:

• Плоскость грунта. Плоскость конструкции для видов Top, Bottom, User, Perspective, Camera и Spotlight.

• Левая/правая сетка. Плоскость конструкции для видов слева и справа.

• Передняя/задняя сетка. Плоскость конструкции для видов спереди и сзади.

Отображением основной сетки в активном видовом окне можно управлять одним из следующих трех методов:

• Выбор Show Grid (показать сетку) из всплывающего меню видового окна.

• Выбор Grids -> Show Home Grid (показать основную сетку) из меню Views.

• Нажатие на Shift+G.

Установка интервала в основной сетке

Интервал для основных сеток устанавливается через панель Home Grid диалога Grid and Snap Settings (см. рис. 6.18). Этот диалог отображается путем выполнения Grid and Snap Settings из меню Views.

Опция Grid Spacing (интервал сетки) устанавливает первоначальное расстояние между линиями сетки и значение фиксации сетки. При выборе интервала сетки следует помнить, что нельзя выбирать фиксацию с инкрементами, меньшими интервала сетки. Действующий интервал сетки изменяется для каждого видового окна по мере увеличения или уменьшения масштаба отображения. Чтобы увидеть текущий интервал сетки для активного видового окна посмотрите на строку состояния слева от кнопки Animate.

Опция Major Lines every Nth определяет, какие строки сетки выделяются для визуальной ссьыки. Например, если Major Lines every Nth установлен в 10, выделяется каждая десятая строка сетки (рис. 6.19). Эту установку следует выбирать очень тщательно, поскольку она также служит множителем для отображения адаптивной сетки, используемой в 3DS МАХ.

Отображение адаптивной сетки регулирует интервал сетки на лету, поэтому видовые окна всегда отображают удобную для использования сетку независимо от увеличения/уменьшения. Когда вы увеличиваете или уменьшаете вид, сетка сохраняет свой интервал постоянным до тех пор, пока основные линии не отделяются друг от друга на несколько пикселов экрана, после чего сетка изменяет размер. Момент, при котором сетка изменяет свой размер, зависит от разрешающей способности экрана; при разрешающей способности 1024 х 768 сетка изменяет свой размер, когда основные линии отстоят друг от друга примерно на 50 пикселов. Для управления изменениями интервалов сетки используются следующие правила:

• Интервал сетки умножается на значение Major Lines каждый раз при изменении размера сетки во время уменьшения.

• Интервал сетки делится на значение Major Lines каждый раз при изменении размера сетки во время увеличения.

Например, пусть интервал сетки установлен в 1.0 мм, а значение Major Lines - в 10 (линии выделяются через каждый сантиметр). По мере уменьшения сетка сначала изменяет свой размер и интервал сетки умножается на 10, чтобы сохранить расстояние 1.0 см между основными линиями на каждом дециметре.

Отображение адаптивной сетки всегда обеспечивает в окнах видимую основную сетку, но для контроля текущего значения интервала сетки необходимо посмотреть на строку состояния.

Отображение адаптивной сетки работает исключительно хорошо для метрических единиц измерения, но становится проблематичным при измерениях в стандартных единицах США. Представьте, что работаете с интервалом сетки в 1.0 дюйм и значение Major Lines составляет 12 (1.0 фут). При уменьшении интервал сетки изменяется в 12 раз (по одному футу), a Major Lines следуют через каждые 12 футов - это необычно для масштабирования. Следует хорошо подумать над проектом, после чего вероятно будут выбраны такие значения Grid Spacing и Major Lines, которые хорошо работают со стандартными единицами США.

Например, неплохим выбором в случае использования стандартных единиц измерения США является архитектурное моделирование с интервалом сетки в 1" и значением Major Lines, равным 4. При уменьшении интервал сетки устанавливается из 1" в 4" и до 16", которые являются стандартными единицами измерения в строительстве. При уменьшении интервал изменяется от одного дюйма до 1/4", 1/16", что также входит в стандартные единицы измерения.

Следующей опцией панели Home Grid в диалоге Grid and Snap Settings является флажок Inhibit Crid Subdivision Below Grid Spacing (подавить подразделение сетки ниже интервала сетки). При выборе Inhibit Crid отображению адаптивной сетки запрещается делить сетку далее, чем до значения интервала сетки. Это означает, что если интервал сетки установлен в 1.0", линии сетки никогда не подойдут друг к другу ближе, чем на 1.0". Адаптивное изображение сетки по-прежнему работает нормально при уменьшении, независимо от изменения установки Inhibit Crid.

Оставшиеся опции управляют тем, можно ли наблюдать за корректировкой сетки при перетаскивании счетчика интервала сетки.

В заключение следует отметить, что имеется характеристика, управляющая отображением адаптивной сетки для перспективных видов. Отображение адаптивной сетки практически невозможно рассчитать для некоторых перспективных углов обзора. Когда 3DS МАХ обнаруживает такой угол обзора (например, поворот камеры на 90°), она переключается к неадаптивной сетке, состоящей из 1000 квадратных единиц и расположенной по центру взгляда. При использовании неадаптивной сетки вы заметите, что сетка не изменяет своего размера при увеличении/уменьшении, а иногда можно видеть углы сетки. Если по какой-то причине вы решили, что в перспективном виде всегда сможете использовать неадаптивную сетку, нажмите Ctri+Shift+A для переключения к отображению неадаптивной сетки. Эта опция определена только для видов с перспективой.

Установка цветов сетки и фона

Цвет фона видового окна и интенсивность сетки можно установить при помощи панели Viewports в диалоге Preference Settings (см. рис. 6.20). Для изменения установок Viewport Background, выберите Preferences из меню File, щелкните на закладке Viewports и затем измените установки в области Viewport Background.

Установки по умолчанию создают фон серого цвета с более темной сеткой. Такие установки обеспечивают среднюю контрастность для большинства имеющихся цветов каркаса. В зависимости от вашего стиля работы и требований проекта могут потребоваться изменения следующих установок фона:

• Цвет фона. Щелкните на цветовой отметке для отображения стандартного селектора цвета. Выберите любой цвет необходимый для фона видового окна. Другим методом установки цвета фона видового окна является выбор преобладающего цвета фона сцены. В этом случае затененные видовые окна будут отображать более точную аппроксимацию окончательной сцены визуализации.

  ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

  Не устанавливайте цвет фона в чисто белый. Выбранные объекты каркаса всегда отображаются белым цветом и теряются на белом фоне.

• Интенсивность сетки. Линии сетки всегда рисуются в градациях серого. Значение поля Grid Intensity (интенсивность сетки) устанавливает оттенок серого для стандартных линий сетки. Диапазон имеет значения от 0 (черный) до 255 (белый). Major Lines рисуются более темной градацией серого - серединой между значением Grid Intensity и черным цветом. Мировые оси координат рисуются черным цветом.

• Инвертировать интенсивность. При выборе этой опции значение Grid Intensity вычитается из 255 для указания градаций серого цвета. Высокие значения теперь создают темные линии сетки, а низкие значения - светлые линии. Major Lines рисуются с помощью более светлых градаций серого - между значением Grid Intensity и белым цветом. Мировые оси координат теперь воспроизводятся белым цветом.

На рисунке 6.21 показано несколько примеров альтернативных установок фона.

Использование объектов сетки

Использование Home Crid хорошо подходит для большинства операций, но что будет, если необходимо построить что-то сверху стола или на наклонной стороне крыши? Это тот случай, когда нужно использовать объекты сетки. Сетки являются вспомогательными объектами, которые могут занять место Home Grid для команд конструирования и трансформации.

Используйте сетки для следующего:

• Как альтернативную плоскость конструкции. Можно выровнять объект сетки по поверхности другого объекта и затем создать новые объекты, расположенные на сетке.

• Как альтернативную систему преобразования координат. Для трансформации можно поместить объект сетки в любом месте пространства, например, на наклоне и затем для трансформации других объектов использовать локальную (Local) систему координат сетки.

• Как пространственную ссылку. Объекты сетки можно использовать для определения плоскостей и объемов в пространстве. Поскольку объекты сетки не визуализируются, они очень удобны для определения опорных плоскостей на сцене.

Создайте объект сетки путем щелчка на кнопке категории Helpers на панели Create и затем на Grid в свитке типа объекта (см. рис. 6.22). Перетаскивание в любом видовом окне определяет длину и ширину объекта сетки.

Оставшийся базовый параметр определяет интервал сетки. Может вызвать удивление, что при изменении значения интервала сетки ничего не изменяется.

Объекты сетки отображают только свои локальные оси координат Х и Y до тех пор, пока не сделает их активными. Интервал сетки можно увидеть только после того, как сделаете сетку активной.

Объекты сетки можно использовать вместо Home Grid, но они следуют несколько другим правилам:

• Когда объект сетки активен, все, что создается, помещается на активную сетку независимо от того, какой вид является активным. Помните, что Home Grid переключается между Top/Bottom, Left/Right и Front/Back на основе активного вида для того, чтобы всегда представлять удобную для использования сетку. Если объект сетки активен, могут существовать несколько видов, практически перпендикулярных сетке, что показано на рисунке 6.23. Эти виды неудобно использовать с объектом сетки; не стоит пытаться создавать в них объекты.

• Объекты сетки не используют отображения адаптивной сетки. Интервал и размер сетки фиксируются. Размер сетки управляет только видимыми границами сетки. Сама по себе сетка бесконечна и вы можете создавать объекты вне ребер сетки.

• Объекты сетки не используют установки интенсивности сетки в диалоге Preference Settings. Линии сеток всегда умеренно серые с черными осями координат Х и Y. Помните об этом, если хотите использовать объект сетки с настроенным цветом фона.

Работа с сетками

После создания объекта сетки для ее использования необходимо произвести еще два шага:

1. Расположите сетку с помощью Move, Rotate и Align.

2. Активизируйте сетку.

Для расположения сетки на сцене можно использовать любую команду трансформации. Можно даже выполнить анимацию сетки, хотя в случае анимированных сеток часто оказывается трудно работать со многими полезными задачами.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Очень удобным методом для позиционирования объектов сетки является команда Align. После расположения объекта сетки его необходимо активизировать:

1. Выберите сетку.

2. Выполните Viewsci>Gridsc^>Activate Grid Object.

Является ли объект сетки активным, можно определить сразу, поскольку линии сетки появляются на объекте сетки и исчезают из Home Grid (см. рис.6.24).

Если сетка активна, все, что создается, помещается на нее и выравнивается с ее локальной системой Координат.

Использование вспомогательных объектов

Другие типы вспомогательных объектов так же полезны, как объекты сетки. Они используются для измерения и определения точек в пространстве, а также для установки альтернативных систем координат для трансформаций.

Тремя оставшимися вспомогательными объектами являются Таре Measures (рулетки), Points (точки) и Dummies (фиктивные объекты).

Использование рулеток

Измерение рулеткой - удобный графический метод измерения расстояний. Для создания рулетки щелкните на Таре в панели Create и выполните ее перетаскивание в любое видовое окно. Треугольная головка рулетки помещается там, где начинается перетаскивание, а цель рулетки - там, где перетаскивание заканчивается. После создания можно перемещать либо головку, либо цель рулетки для помещения ее между точками, где требуется измерить расстояние. Длина рулетки отображается в поле длины основных параметров рулетки, как показано на рисунке 6.25.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Помните, что отображаемая длина рулетки является трехмерным расстоянием, что может привести к неточным результатам при размещении рулетки только в одном видовом окне. На рисунке 6.26 показан пример неправильного измерения ширины объекта. Если ограничиться только видовым окном Front, можно подумать, что вы правильно измеряете ширину объекта, не понимая того, что рулетка втягивается назад вдоль длины объекта, что очевидно в окне Perspective. В этом случае измеряется не ширина объекта, а скорее его диагональ. Для правильного измерения расстояния всегда необходимо контролировать положение рулетки, по крайней мере, в двух видовых окнах.

Рулетку можно использовать также для маркировки предварительно установленного расстояния путем отметки Specify Length (указать длину) в свитке рулетки Parameters. При выборе Specify Length поле Length переходит в состояние по умолчанию, равное 100 единиц. Установите необходимую длину и рулетка вытянется или сократится до заданного расстояния. Может вызвать недоумение, что цель рулетки не перемещается вместе с концом рулетки, но просто подумайте о цели как о направляющей ручке - вы перемещаете цель, чтобы рулетка располагалась в направлении, в котором требуется выполнить измерение.

Использование рулетки для маркировки предварительного установленного расстояния особенно полезно, когда нужно расположить объекты на известном расстоянии от конкретной базовой точки. Поместите головку рулетки в базовую точку, отметьте Specify Length и расположите рулетку в направлении, в котором необ-ходимо выполнить измерение. После установки длины рулетки для размещения объектов в ее конце можно использовать возможности фиксации 3DS МАХ.

Объекты рулетки часто применяются для установки альтернативной системы координат для трансформации. Локальная ось Z головки рулетки выравнивается по длине рулетки. Объект рулетки можно создать между любыми двумя точками и затем смещать объект вдоль длины рулетки путем выбора головки рулетки в качестве системы координат трансформации и ограничения перемещения только по оси Z. Подробные сведения о выборе системы координат для трансформации приводятся позже в этой главе.

Использование точек

Вспомогательные объекты точек используются для определения положения и ориентации оси координат. Точка создается путем щелчка на Point панели Create и последующего щелчка на любом видовом окне. Объект точки появляется в виде желтого Х вместе с локальной треногой координат (см. рис. 6.27). Для управления отображением и длиной треноги координат используйте базовые параметры точки. Оси выравниваются с осями активной сетки в видовом окне, в котором создана точка.

Одним очень полезным приложением для объектов точки являются ручки фиксации объекта. Система фиксации 3DS МАХ предназначена для фиксации вершин, ребер и пересечений. Система фиксации не работает с геометрическими свойствами объекта, подобными центру сферы или середине грани кубика. Если геометрические свойства объекта необходимо часто фиксировать, в это место можно поместить объект точки и затем объединить объект и точку в группу. Точка определяет вершину, которую 3DS МАХ может зафиксировать, а группа сохраняет точку и заблокированный объект.

В приведенном ниже примере показан способ установки объекта точки в качестве постоянной ссылки на центр сферы. Для помещения точки в центр сферы в этом примере используется команда Align. (Команда Align рассматривается позже в этой главе.)

1. Выберите объект точки.

2. Щелкните на Align в линейке инструментов.

3. Щелкните на сфере.

4. В диалоге Align Selection выберите следующие опции (см. рис. 6.28):

   • Выберите Pivot Point (точка вращения) под Current Object (текущий объект) (точка).

   • Выберите Center под Target Object (объект цели) (сфера).

   • Отметьте флажки положения X, Y и Z.

   • Отметьте флажки ориентации осей X, Y и Z.

   • Щелкните на ОК.

Теперь точка находится в центре внутри сферы и выровнена с локальными осями сферы. Чтобы убедиться в том, что точка и сфера остаются вместе, можно поместить их в группу. Просто выберите точку и сферу и затем выполните Group из меню Group.

Использование фиктивных объектов

Во многих случаях фиктивные объекты можно применять там, где используются объекты точек. Традиционно фиктивные объекты выступают в качестве невидимых объектов связи при построении связанных иерархий. Дополнительная информация о связывании приведена в главе 18, "Создание иерархий".

Фиктивный объект создается после щелчка на Dummy (фиктивный) в панели Create и последующего перетаскивания радиуса фиктивного куба в любое видовое окно.

Основные отличия между объектами точек и фиктивными объектами заключаются в следующем:

• Объекты точек отображаются как Х с одной вершиной, которую можно зафиксировать.

• Фиктивные объекты отображаются в виде куба с точкой вращения в его центре. Фиктивный объект не имеет вершину фиксации в точке вращения.

• Объекты точек можно установить так, чтобы показать ориентацию путем отображения локальной треноги осей.

• Фиктивные объекты не показывают ориентации, просто куб легче видеть, чем Х точки, и по сравнению с треногой точки он создает меньше беспорядка.

Используйте либо фиктивный объект, либо объект точки - все зависит от личного предпочтения.