Глава 2
Построение деталей ландшафта
Дороги
К основным деталям ландшафта среди прочих можно отнести дороги. Любые архитектурные творения строятся на специальных площадках и опутаны густой сетью транспортных коммуникаций. Давайте рассмотрим один из способов создания дорог, но в двух его разновидностях. Это проецирование формы на объект-ландшафт.
DVD
Далее мы будем рассматривать сцены, которые можно найти на прилагаемом к книге диске, – это файлы Ландшафт для дороги.max, Ландшафт для дороги-1.max и Готовый ландшафт с дорогой.max из директории Examples\Сцены\Глава 2.
Откройте сцену Ландшафт для дороги.max. Это небольшая модель пересеченной местности (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Ландшафт для проецирования дороги
Сделайте активным окно просмотра Top (Вид сверху) и нарисуйте сплайновую форму будущего дорожного полотна. Перейдите на уровень редактируемых сплайнов и удвойте линию командой Outline (Контур) из свитка Geometry (Геометрия) (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Создание сплайновой формы дорожного полотна
Расположите форму над поверхностью ландшафта и выберите в списке разновидностей объектов раздел Compound Objects (Составные объекты). Это набор инструментов, которые позволяют получить трехмерную форму при взаимодействии между собой нескольких объектов, например при вырезании (ProBooleans (Улучшенные булевские объекты)), размножении объектов по поверхности (Scatter (Распределение)) или проецировании на поверхность другого объекта (Shape Merge (Слияние формы)). Последнюю операцию мы и используем. Выделите объект-ландшафт и активизируйте инструмент Shape Merge (Слияние формы). Нажмите кнопку Pick Shape (Указать форму) и укажите на сплайновую форму дороги (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Проецирование формы дорожного полотна
Как видите, форма дороги точно спроецировалась на ландшафт и объединилась с ним.
Воспользуемся этим. Конвертируйте полученную форму ландшафта в редактируемые полигоны. И сразу же перейдите на уровень полигонов. Форма дорожного полотна уже выделена. Дорога никогда не повторяет мелких деталей рельефа, строители всегда стараются сделать ее максимально прямой, врезаясь в возвышенности или насыпая насыпи. Давайте мы тоже не будем отходить от традиций. Сделайте активным окно Top (Вид сверху) и, не снимая выделения, нажмите кнопку View Align (Выровнять по виду) из набора инструментов полигонального моделирования. Как видите (рис. 2.4), дорога сама выровнялась по прямой, кое-где врезавшись в ландшафт, а кое-где насыпав насыпи.
Рис. 2.4. Выпрямление дорожного полотна
Безусловно, не обойтись без ручной доработки полученного результата, но основная работа сделана буквально за несколько щелчков кнопкой мыши. При необходимости полотно дороги корректируется вручную методом полигонального моделирования.
Кстати, у нас остался исходный сплайн дороги. Давайте и ему найдем применение. Выделите его и перейдите на уровень редактируемых сплайнов. Удвойте линию инструментом Outline (Контур) и примените модификатор Extrude (Выдавливание). Получится бордюр. Совместите его с ландшафтом и настройте (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Создание бордюра
Если ландшафт не сильно пересеченный и нет необходимости строить насыпи, да и вообще, если модель дороги нужно создать отдельным объектом, независимым от модели ландшафта, то можно воспользоваться инструментом Glue. Этот инструмент не входит в комплект 3ds Max, а является дополнительным подключаемым модулем.
DVD
Модуль Glue вы можете загрузить из прилагаемого к книге диска. Он находится в папке Plug-Ins каталога Programs.
Откройте из диска сцену Ландшафт для дороги-1.max. Сцена состоит из слегка холмистого ландшафта и небольшой транспортной развязки (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Сцена, готовая к проецированию
Выделите сплайновую форму, обозначающую дорогу, и перейдите на вкладку Utilites (Утилиты) командной панели. Нажмите кнопку More (Больше) и выберите в списке появившегося окна строку Glue (рис. 2.7). (Инсталляция подключаемого модуля подробно описана в идущей с ним документации.) Нажмите кнопку OK.
Рис. 2.7. Выбор инструмента Glue
В свитке Glue нажмите кнопку Pick (Указать) и выберите модель ландшафта. Его имя должно появиться в поле Base Object (Базовый объект). Активизируйте инструмент Glue Selected (Связать выделенное) – сплайн спроецируется на ландшафт (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Проецирование сплайна на объект
Примените к сплайновой форме модификатор Extrude (Выдавливание), чтобы форма немного приподнялась над ландшафтом. По описанной выше технологии используйте оставшуюся сплайновую форму для создания бордюра. В итоге у вас должна получиться сцена (рис. 2.9), аналогичная сцене Готовый ландшафт с дорогой. тах на диске. Теперь ландшафт, дорога и бордюр – самостоятельные объекты, что в дальнейшем облегчит их возможное модифицирование, а также текстурирование.
Рис. 2.9. Готовая модель дороги
Совет
Иногда лучше к сплайну-дороге не применять модификатор Extrude (Выдавливание), а конвертировать ее в полигоны и выдавливать уже на уровне полигонов. Поверхность сетки получается более гладкая.
Если необходимо добавить в модель другие элементы дорожного строительства, например подпорные стенки, то можно воспользоваться уже имеющимися в сцене элементами, вместо того чтобы строить их заново. Давайте попробуем это сделать.
Создайте копию сплайна-бордюра и удалите лишние участки на уровне сегментов. Примените к оставшимся участкам инструмент Outline (Контур) – так же, как вы поступали при изготовлении бордюра. Конвертируйте полученный объект в полигоны и инструментом Extrude (Выдавливание) поднимите на нужную высоту. Доработайте вручную до нужного внешнего вида (рис. 2.10).
Рис. 2.10. Создание подпорных стен
Чаще используйте уже созданные и подогнанные формы для копирования и создания новых элементов – это сэкономит время создания проекта. Выжимайте максимум из того, что уже имеете.
Мис ван дер Роэ как-то сказал: «Бог – в деталях». Применительно к основам минимализма это отказ от всего лишнего. В случае же с ландшафтным моделированием – с точностью до наоборот. Именно достаточное количество деталей сделают картинку «живой» и привлекательной для заказчика. Но обилие деталей влечет за собой уже чисто техническую проблему, обусловленную ограниченными ресурсами компьютера. При чрезмерной увлеченности детализацией можно столкнуться с ситуацией, когда сроки поджимают, проект горит – а мощности компьютера уже исчерпаны. Приходится возвращаться к проекту уже с доработкой и оптимизацией, а это кропотливый и занимающий время лишний труд. Лучше сразу научиться строить сцену оптимально по количеству полигонов и разрешению применяемых текстур, а сэкономленные ресурсы оставить на более качественную визуализацию.
Каким же образом это можно сделать?
Возьмем для примера такую часто встречающуюся деталь, как балясина. Постройте достаточно простую форму, отдаленно напоминающую балясину, самым распространенным методом – методом вращения сплайна модификатором Lathe (Вращение) с параметрами по умолчанию. Нажмите на клавиатуре клавишу 7 – выведется информация о количестве полигонов и вершин созданной модели. В нашем случае это 2944 полигона (рис. 2.11).
Рис. 2.11. Количество полигонов созданной формы
И это только на одну несложную форму. А когда этих форм сотни? Хорошо, если небольшая их часть расположена на ближнем плане и доступна для детального рассмотрения. А если на среднем или дальнем?
Давайте сделаем независимую копию объекта операцией Clone (Клонирование) и зададим в параметрах модификатора Lathe (Вращение) всего 4 сегмента (рис. 2.12).
Рис. 2.12. Изменение параметров модификатора Lathe (Вращение)
Созданная и измененная копия имеет всего 584 полигона. Это тоже достаточно много. Да и вообще, способ создания объекта модификатором Lathe (Вращение) экономным не назовешь. Но сейчас речь о другом. Давайте отодвинем эту облегченную модель на средний и дальний план и визуализируем сцену. Как видите (рис. 2.13), модель с высокой детализацией и облегченная четырехгранная модель выглядят практически идентично.
Рис. 2.13. Высоко– и низкополигональные модели на разной дистанции при визуализации
Значит, если при создании сцены использовать две разновидности одной и той же модели – высокополигональную для ближних планов и низкополигональную для дальних, – экономия аппаратных ресурсов будет просто громадная. Этого правила следует придерживаться с самого начала построения сцены.
Пословица «Спешите медленно» как нельзя актуально подходит именно для профессии компьютерного художника. Появившиеся в свободном доступе обширные библиотеки готовых моделей и материалов искушают начинающих визуализаторов собрать сцену, как пазл, – быстро и без труда, вставляя в нее всё более-менее подходящее из коллекции. И как следствие, сталкиваются с одной и той же проблемой – недостатком аппаратных ресурсов на финальном этапе работы. Поэтому в свете нашего первого правила максимальной экономии ресурсов порекомендую хорошее правило для работы с готовыми библиотеками.
• Во-первых, откройте модель из библиотеки в отдельной сцене и избавьте ее от всего лишнего, что не будет явно видно на дальнем плане. Некоторые элементы вообще имеет смысл сделать заново: изготовители моделей редко заботятся о минимизации своего продукта.
• Во-вторых, непременно проверьте материалы модели на соответствие тому визуализатору, в котором вы работаете. Даже если это материалы V-Ray и вы используете именно V-Ray, не поленитесь проверить настройки материала. Дело в том, что от версии к версии настройки подвергались как незначительным, так и радикальным изменениям и при визуализации можно столкнуться с весьма неприятными сюрпризами.
Давайте проследим процесс минимизации на конкретном примере. Возьмем лампу наружного освещения из известной коллекции Archmodels 22. По умолчанию она состоит из 10 711 полигонов (рис. 2.14), хотя и смоделирована на первый взгляд тщательно и грамотно.
Рис. 2.14. Количество полигонов готовой модели
Попробуем оптимизировать модель без ущерба ее внешнему виду. Начнем с кронштейна и основания. Обратите внимание, сколько тут лишних, неформообразующих полигонов (рис. 2.15).
Рис. 2.15. Неоптимизированное основание модели
Удалите лишние полигоны и создайте более простую фаску инструментом полигонального моделирования Chamfer (Срез). Количество полигонов уменьшилось в семь раз по сравнению с исходной формой (рис. 2.16). А на том расстоянии, на котором будет рассматриваться этот светильник, просто невозможно разглядеть упрощенную фаску.
Рис. 2.16. Оптимизированное основание модели
Пойдем дальше и обратим внимание на шарики плафона. Каждый такой шарик сам по себе состоит из 960 полигонов. А что мы увидим на расстоянии? Пару пикселов неясной формы (рис. 2.17)?
Рис. 2.17. Избыточная детализация элементов
Не говоря уже о том, что часть полигонов вообще скрываются друг за другом (рис. 2.18) и при таком неаккуратном моделировании совершенно необоснованно съедают часть ресурсов.
Рис. 2.18. Неоптимальный подход в моделировании
Вроде бы мелочи, но как говорится, «жизнь – цепь, а мелочи в ней – звенья, нельзя звену не придавать значения». Из таких маленьких огрехов набегают большие ошибки, многократно умноженные при создании гиперсцен. А именно их вы и учитесь создавать быстро и бесфорсмажорно. Давайте упростим эту деталь в свете наших правил. Вернее, создадим новую: так будет проще – из цилиндра с пятью гранями и небольшого навершия с помощью инструмента Bevel (Фаска) из набора инструментов полигонального моделирования (рис. 2.19).
Рис. 2.19. Оптимизация мелких элементов
Следующий этап – цоколь. Вернее, его внутренняя часть. Ни при каких обстоятельствах эта часть не попадет в камеру при визуализации, однако полигонов она несет предостаточно (рис. 2.20).
Рис. 2.20. Излишнее количество полигонов на внутренней форме
Удалите лишние полигоны и закройте образовавшееся отверстие командой Cap (Увенчать) из набора инструментов редактируемых полигонов. Сделайте более простую фаску на образовавшихся гранях. Форма стала значительно «легче», а внешний вид нисколько не пострадал (рис. 2.21).
Рис. 2.21. Оптимизированный элемент
Разберите по такому же принципу все остальные детали. Количество полигонов модели уменьшится в 5-10 раз, а внешний вид останется практически неизменным. Теперь модель можно смело вставлять в сложную сцену без опасения ее перегрузки. А конвертировав ее в прокси-объект V-Ray, станет возможным создавать весьма обширные проекты даже на не слишком мощных компьютерах. Экономный и разумный подход к моделированию позволит сохранить немало денег на бесконечных апгрейдах аппаратных ресурсов.
Ну и напоследок немного про заборы и ограды. Ни один дом или коттедж не обходится без этих элементов. Глухую кирпичную или бутовую стену смоделировать не представляет труда. А если речь идет о хитросплетении кованых деталей или сетке-рабице? Тут метод полигонального моделирования будет слишком емкий по требуемым ресурсам. Попробуем сделать это проще – текстурой с прозрачностью. Откройте 3ds Max и в новом документе создайте простую сценку, как показано на рис. 2.22. Центральный элемент сделайте примитивом Plane (Плоскость).
Рис. 2.22. Создание сцены ограды
Теперь назначьте центральному объекту материал. Нам понадобятся две текстуры: первая отвечает за изображение сетки (слот Diffuse Color (Основной цвет)), вторая – за прозрачность (слот Opacity (Прозрачность)) (рис. 2.23).
Рис. 2.23. Применение текстур к модели
DVD
Обе карты можно найти на прилагаемом к книге диске – файлы zaun_tex.jpg и zaun_a.jpg в директории Examples\Сцены\Глава 2.
Визуализируйте сцену. На объекте появилась вполне симпатичная сетка, хотя сама плоскость состоит всего из одного полигона (рис. 2.24).
Рис. 2.24. Готовая модель сетки
Весьма существенная экономия ресурсов. Меняя рисунок ограды и создаваемый по нему альфа-канал (черно-белую карту прозрачности), можно легко моделировать весьма сложные ограды.
Правда, для ближнего плана они смотрятся не очень выигрышно, но для средних и дальних вполне приемлемы. Ограды и заборы для ближнего плана лучше все же моделировать полигонами или визуализируемыми сплайнами.
Вода и фонтаны
В трехмерной сцене (особенно содержащей анимацию) очень привлекательно выглядят естественные и искусственные водоемы и их декоративная разновидность – фонтаны. Каким же свойством обладает вода, заполнившая значительный объем пространства с достаточной глубиной? Это свойство переменной прозрачности. Вы наблюдали такой эффект, купаясь в реке или море. У самой кромки вода исключительно прозрачная и видно даже мельчайшие песчинки. Но по мере удаления от берега она становится все более насыщенной и менее прозрачной, приобретая характерную окраску в зависимости от материала дна и количества взвешенных частиц.
Постройте небольшую сцену с бассейном, одна часть которого покато спускается на дно (рис. 2.25).
Рис. 2.25. Модель бассейна
Материал воды VRayMtl (Материал V-Ray) применен к объекту-прямоугольнику (не к плоскости), который обязательно должен немного пересекаться с объектом-бассейном. Измените цвет материала на светло-голубой с помощью цветового поля Diffuse (Основной цвет материала) в одноименной области, а в поле Refract (Преломлять) из области Refraction (Преломление) задайте светло-серый цвет (рис. 2.26).
Рис. 2.26. Настройка материала воды
Измените коэффициент преломления (поле IOR) с 1,6 до 1 – будет не совсем корректно по отношению к реальной воде, но более симпатично для картинки. Визуализируйте сцену. Пока вода совсем не похожа на воду (рис. 2.27).
Рис. 2.27. Визуализация материала воды
Измените параметры материала, как показано на рис. 2.28. Особое внимание уделите значениям Fog color (Цвет тумана) и Fog multiplier (Яркость тумана). Эти два параметра отвечают за эффект аберрации – изменение прозрачности в зависимости от толщины материала.
Рис. 2.28. Изменение параметров материала
Визуализируйте сцену. Теперь вода приобрела некоторую характерность и бассейн получил ощущение наполненности и глубины (рис. 2.29).
Рис. 2.29. Визуализация измененного материала
Безусловно, пока не хватает массы других формообразующих компонентов материала воды: ряби от ветерка на поверхности, неизбежной игры света от поверхности воды на стенках и дне бассейна (каустики), отражения окружающей среды и так далее. Давайте восполним этот пробел.
Для начала сымитируем каустику, чтобы не зашумленная рябью поверхность воды не мешала наблюдать за результатом. Разумеется, каустику (световой узор, полученный в результате отражения и преломления светового луча через прозрачную поверхность) можно создать «честным способом»: для этого в визуализаторе V-Ray существует специальный раздел Caustica. Но формирование такой каустики – процесс трудоемкий как по времени просчета, так и по времени настроек с тестовыми визуализациями. Попробуем решить задачу более простым способом – с помощью программы Caustics Generator.
DVD
Дистрибутив Caustics Generator находится на прилагаемом к книге диске в папке Programs\Plug-Ins.
Эта программа генерирует характерный световой узор и сохраняет его в виде растровой карты. В ней есть также возможность использовать стандартные источники света в качестве проекторов, то есть проецировать свет, как в кинопроекторе, сквозь примененную карту-маску.
Запустите программу Caustics Generator. Интерфейс полностью интуитивно понятен и в особом детальном изучении не нуждается. Обратите внимание только на разрешение сохраняемого изображения (поля Width (Ширина) и Height (Высота), значения указываются в пикселах) и степень сглаживания (поле Supersampling (Степень сглаживания)) (рис. 2.30).
Конец ознакомительного фрагмента.