Пространственное моделирование. Нестандартный подход к работе в 3D Studio MAX. Часть первая

Ознакомившись с пакетами 3D-графики, такими как 3D Studio MAX и Maya , пользователи часто пытаются создать в них игровые модели. Сделать совершенно новую модельку, а не натянуть новую шкурку на уже готовый каркас — вот основная задача. Но желание быстро пропадает, как только новичок сталкивается с множеством трудностей. Изучив каркасы готовых моделей, созданных профессионалами, прочитав в литературе, что и как надо делать, чтобы добиться такого же результата, начинающие моделлеры понимают, каким хорошим пространственным воображением надо обладать — даже для того, чтобы создать самую простенькую модель. Давайте разберем, как упростить создание модели.

Мы сделаем детализированную модель головы робота без необходимости применять “высокопрофессиональное” пространственное мышление. О трудностях Рассмотрим один из методов создания головы для любой модели гуманоида. Самый простой способ — взять где-нибудь заготовку (например, воспользоваться плагином Digimation Head Designer ) и изменить ее до неузнаваемости — в расчет не берем. Мы будем работать как профи, то есть делать все с нуля. Для моделирования сначала подбирают изображения головы в двух проекциях — в фас и в профиль. На изображении в фас наносят контуры основных деталей (глаз, носа, рта). Причем только для половины лица. Потом можно будет зеркально отобразить половинку и получить целую голову. Затем изображение помещают в 3D Max и по контурам рисунка строят сплайны (контуры в 3D Max, состоят из направляющих). Плоским сплайнам придается “глубина”, в результате чего и получается объемное изображение. Для придания объема изображению в профиль вершины сплайнов переносятся на некоторое расстояние друг от друга. На словах все несложно, но как определить, какое именно расстояние нужно? И какие именно вершины надо двигать? Пользователи, которые много лет занимаются моделированием, методом проб и ошибок набираются опыта. Он и позволяет им мысленно видеть объем, заключенный в плоском рисунке. Большинство же новичков из-за отсутствия опыта “объемно” мыслить не могут. Нельзя ли поступить проще? Чтобы этот невидимый объем стал вполне видимым и осязаемым? Оказывается, можно. Пластилиновая идея Прежде чем начать какую-либо работу, нужно иметь четкое представление о том, что вы хотите получить в результате. Сделайте несколько набросков будущей модели на бумаге. Обдумайте общие детали. Нарисуйте модель в разных проекциях. **

**
- Вот что получилось у меня после получаса лепки.
Вы должны знать, как будет выглядеть модель, еще до того, как сядете за компьютер. Одних рисунков недостаточно. Имея перед собой только плоские изображения, вам будет трудно представить, как они будут выглядеть в объеме — как бы хорошо ни был выполнен рисунок. Поэтому по эскизам нужно сделать реальный образец модели. В качестве материала лучше всего подходит обыкновенная оконная замазка, которая гордо именуется производителями " Замазка универсальная (рамная) ". Основные ее преимущества — продается в любом магазине хозтоваров в брикетах по полкило, дешева, пластична и отлично режется (что немаловажно). К тому же — в хозяйстве всегда пригодится. “На дело” надо брать 5-6 пачек. По рисункам из замазки мы будем лепить отдельные части модели. Создать “замазочную” заготовку нужно хотя бы для того, чтобы при выполнении модели в 3D Max у вас был перед глазами объемный образец. К нему всегда можно обратиться, чтобы понять, как должна выглядеть та или иная часть модели. Многие известные моделлеры именно так и поступали в начале своей карьеры. Они лепили из глины или похожего материала объемную модель и только потом приступали к проектированию модели виртуальной. Но у нас пластилиновой заготовке предназначена куда более важная роль. Она будет принимать непосредственное участие в процессе изготовления виртуального изображения. После того как модель будет слеплена, одна из ее половинок по оси симметрии нарезается слоями. По этим слоям в 3D Max будут строиться сплайны и собираться виртуальный “двойник” пластилиновой модели.

- Простейший резак. Чтобы сделать такой, понадобится около часа.
Суета работы Не знаю, что задумаете смоделировать вы, но, надеюсь, не Колобка. Я, в качестве примера, буду делать человекообразного робота. Именно от робота проще всего перейти к созданию модели человека. Описывать процесс лепки — занятие бессмысленное. Все лепили в детстве фигурки из пластилина, так что минимальный опыт имеется у каждого. Вовсе не обязательно повторять то, что лепил я. Это просто описание процесса — на основе прочитанного вы можете воплощать свои собственные идеи. Не стоит увлекаться деталями. Должна получиться общая форма достаточно крупного размера. Мелкие детали лучше доработать в 3D Max. __ Итак, голова готова. Пора осваивать технику “расчленения”. Наша задача — продольно нарезать половину заготовки на достаточно тонкие ломтики. При резке слои не должны сильно деформироваться. Угол плоскости разреза надо выдержать равным 90 градусам относительно плоскости основания модели. Без дополнительных приспособлений не обойтись, если только вы не работаете поваром в китайском ресторане. Имеет смысл сделать небольшой станок, который обеспечит постоянство угла плоскости разреза.

- Усовершенствованный резак, к которому подведен электрический провод для нагрева струны.
Основной режущей частью прибора является простая гитарная струна (лучше всего подходит струна №1, купить можно в любом музыкальном магазине за 10-15 рублей). Конструкция резака известна всем, кто хоть раз в жизни видел ножовку по металлу или лобзик. Это высокая дуга из прочного материала, на противоположных краях которой предусмотрены крепления для струны, причем одно из них представляет собой натягивающее устройство. Если бы было можно получить хорошие формы с мелких заготовок, то мы бы просто воспользовались ножовкой, натянув вместо полотна струну. Но мелкие модели точно не нарежешь, пластилин будет мяться. Поэтому смастерим увеличенный аналог ножовки. Отпилив часть ручки с необходимым изгибом от старой тележки для багажа, я получил дугу (ширина — 35 см, высота краев — 22 см). Один край просверлил тонким сверлом (1-2 мм), а в другом проделал отверстие в 6 мм. Нашел длинный (около 5 см) болт диаметром в 5 мм, отпилил у него шляпку и расплющил этот край болта так, чтобы его ширина была примерно 1 см. Затем по центру расплющенной области (ближе к краю) просверлил отверстие, диаметром 3,2 мм. Вот и все — устройство для натяжения струны готово. Осталось вставить его в широкое отверстие, просверленное ранее в одном из краев дуги, и наживить с внешней стороны гайку (лучше типа “барашек” — с двумя большими выступами, чтобы удобно было наворачивать ее руками). Теперь берем струну и просовываем ее в тонкое отверстие на противоположном краю дуги, пока ограничитель, установленный на другом конце струны, не упрется в дугу. В отверстие на расплющенном конце натяжителя вставляем винтик диаметром 3 мм, надеваем на него две шайбы, наживляем гаечку и, несколько раз обернув струну между шайбами, затягиваем ее.

- Станок для нарезания пластилиновых заготовок.
После этого, затягивая гайку натяжителя, натягиваем струну. Не обязательно добиваться того, чтобы струна издавала мелодичные звуки, но и свободно провисать она не должна. Резак готов. __ Возможностей этой конструкции вполне хватит для поставленной цели. Я чуть-чуть усложнил конструкцию, в результате чего получилось устройство, которое вы можете видеть на картинке. __ Резак дает наилучшие результаты, если вы можете нагревать струну. Чуть подогретая струна режет пластилин или оконную замазку, как горячий нож — сливочное масло. На фотографии вы видите, что струна натягивается через изоляционную пластинку, к которой можно подключить провод. Второй провод от источника питания подается непосредственно на дугу, если она металлическая, или просто на другой конец струны. В качестве источника можно взять детский прибор для выжигания (берутся те провода, которые идут к выжигательному элементу) или сделать (можно использовать готовый) регулируемый блок питания. Подогрев струны при резке облегчает задачу, но вовсе не является обязательным. Теперь сделаем сам станок. Я взял для основания кусок толстой, прочной, ровной доски со следующими размерами: длина — 50 см, ширина — 20 см, толщина — 2 см. Основание должно быть достаточно тяжелым, чтобы не двигаться при толчках. Для формирования плоскости разреза я прикрепил с каждой стороны основания по две планки высотой в 28 см и шириной в 6 см. Их стороны, обращенные друг к другу, окантованы металлическими полосками (при резке между ними будет двигаться струна). Между полосками оставлена щель, которая позволит струне свободно перемещаться только в вертикальной плоскости. Расстояние от ближайшего края основания до плоскости разреза, образуемой ограничительными планками, — 15 см. **

**
- Нарезание головы из замазки.
Сверху, для придания жесткости всей конструкции, планки скреплены металлическими пластинами. Поверх основания в качестве “коврика” для заготовки положен прямоугольный кусок гибкой пластмассы. По ширине он чуть меньше основания, поэтому ограничивающие планки позволяют коврику перемещаться только между ними. Можно, двигая коврик, плавно перемещать заготовку, не меняя ее положения относительно плоскости разреза. Не обязательно точно выдерживать размеры. Делайте станок из того, что будет под рукой. Карта сечений Приступим к нарезанию. Ставим вылепленную заготовку на коврик, ориентируем ее “лицом” перпендикулярно площади разреза. Заводим струну резака в щель между ограничительными планками. Опускаем резак до соприкосновения с заготовкой.

-1 - карта опорных сечений, предназначенная для сканера; 2 - контуры слоев, вырезанные из кальки (для тех, кто будет работать с тенью); 3 - пластилиновые слои.
Оцениваем (на взгляд) толщину отрезаемого слоя. Проделываем иглой в заготовке два отверстия (на глубину, которая затронет ближайшие 3-4 слоя) и, держа дугу резака двумя руками за края, давим (аккуратно) вниз. Отрезанный слой должен быть по толщине таким, чтобы он хорошо держал форму (у меня получилось около 0,8 см). В процессе работы вы будете неоднократно перекладывать слои с места на место, и слишком тонкие могут деформироваться (тогда заготовку придется делать заново и повторять резку). После получения каждого нового слоя иглой углубляйте намеченные ранее отверстия. Старайтесь не смещать их. По этим дырочкам мы будем ориентировать слои относительно друг друга. __ После того как половина заготовки головы окажется у вас на столе в виде слоев, придет время делать из слоев контуры и переносить их в 3D Max. Выбор материала, на который будут наноситься контуры слоев, зависит от наличия у вас сканера. Если у вас есть сканер — выкладывайте слои на лист белой бумаги и обводите карандашом. Начинайте с первого слоя. Чтобы он не двигался по бумаге, проткните его по проделанным ранее отверстиям двумя иголками. Все последующие слои, выложенные на лист, будут фиксироваться по этим отверстиям. Если линии одного слоя сливаются с линиями другого (чем меньше деталь, тем с большей вероятностью это произойдет), проведите через два отверстия, оставленные иголками на бумаге после фиксации первого слоя, прямую линию. И на этой линии, в стороне, крепите новый слой. По отверстиям в слое вы правильно сориентируете его относительно остальных. Чтобы не запутаться, можно все слои таким образом разнести друг от друга. В результате у вас должна получиться карта сечений заготовки. *** * *** Мы с вами нарисовали набор контуров для сканирования и создания сплайнов в 3D Max. Во второй части статьи, которая будет опубликована в одном из ближайших номеров “Игромании” , мы отрисуем сплайны и соберем виртуальную модель головы. А пока лепите модельки из пластилина или оконной замазки, нарезайте их на слои и обводите контуры. До скорых встреч на страницах журнала.