Как сделать вышивку на бейсболке или кепке собственноручно

Создание полигональных примитивов

Вы можете создать предопределенные 3D геометрические формы, называемые в Maya примитивами. Примитивы могут использоваться как есть или служить отправной точкой для 3D моделирования.

Например, Вы можете создать сферический примитив и изменить его масштаб с тем, чтобы сделать его эллипсоидом. Можно отрезать половину сферы, чтобы сделать купол. Можно использовать также Булевские операции (Boolean), чтобы получить новые формы с помощью пересечения примитивов.

Есть три пути создания полигональных примитивов:

• Создание полигональных примитивов с использованием меню Create
• Создание полигональных примитивов с использованием полки (Shelf)
• Интерактивное создание примитивов

Приемы моделирования объектов

Конструирование с помощью вершин

Основу сетки составляют прямоугольные ячейки, каждая имеет свои вершины, с их помощью происходит редактирование. Что бы создать другой объект, необходимо произвести манипуляции с точками вершин.

В качестве наглядного примера, используется куб, затем, активировав F9, не снимая выделения, переходят в режим редактирования вершин. Задействовав инструмент Move Tool, верхние точки перемещаются, так, что бы примитив принял другую форму. При необходимости сохранить симметрию, удобней всего воспользоваться инструментом Scale Tool.  Воспользовавшись различными инструментами можно добиться совершенно уникальных результатов, например, при вращении, вершинах приобретут спиралевидную форму.

Кроме всего прочего, для вершин существует уникальный метод стёсывания, позволяющий создавать множество граней из одной.

Использование рёбер в проектировании

Этот метод схож с предыдущим, редактирование рёбер осуществляется по тому же принципу, что и с вершинами. На практике это работает следующим образом: в качестве базового элемента создаётся куб, при нажатии клавиш F10 активизируется редактор рёбер. Далее, в качестве примера вытягивается одна и противоположных граней ребра. После чего, появится дополнительная плоскость, такую же операцию можно повторить и с соседними рёбрами.

Проектирование моделей с помощью полигонов

Сразу стоит отметить, это наиболее распространённый метод создания сложных объёмных конструкций. В этом случае работа проводится с полигонами, производя различные манипуляции можно менять форму, размер, создавать более сложные объекты. Как и в предыдущих примерах, редактирование происходит по аналогичному сценарию. Активизировав клавишу F11, запускается редактирование полигонов, предварительно выделив один из примитивов, можно работать с гранями, меняя их положение.

Дополнительно доступно множество приёмов по преобразованию граней.

При разбивании грани на две части, создаётся ещё одно ребро. После активации команды правка, курсор мыши изменится, после этого стоит выделить вершины нового ребра и выйти из режима правки, кликнув на пустом поле. После этого можно совершать любые действия относительно новых рёбер.

Интерактивное создание полигонов

Используя мышь, Вы можете создавать, позиционировать и масштабировать примитивы без использования манипулятора трансформации. В меню Create выберите пункт Polygon Primitives и далее Interactive Creation. Эта возможность доступна по умолчанию, но может быть отключена. Если Вы хотите интерактивно создать множество примитивов, снимите флажок в меню Create, пункт Polygon Primitives и далее Exit on Completion.

Кроме того, Вы можете создать примитив за один щелчок мыши.

Можно создать примитив одним щелчком или с помощью перемещения мыши, заранее задав его параметры. Для этого используется окно настроек Polygon Tool (Меню Create, пункт Polygon Primitives и далее значок настройки () нужного типа примитива).

Чтобы интерактивно создать полигональный примитив с помощью мыши

1. В меню Create выберите пункт Polygon Primitives и установите флажок Interactive Creation если он отключен.

2. В меню Create > Polygon Primitives выберите нужный тип примитива или нажмите соответствующую кнопку на полке.

Если Вы хотите изменить настройки создания примитива, такие как Divisions или Texture Mapping, в меню Create выберите пункт Polygon Primitive и далее значок настройки () нужного типа примитива.

3. В видовом окне выполните одно из следующих действий:

• Переместите мышь с нажатой левой кнопкой (для примитивов Sphere (сфера), Plane (Плоскость), Torus (Тор), Pyramid (Пирамида), Soccer Ball (Футбольный мяч), Platonic Solids (Правильный многогранник)).
• Переместите мышь с нажатой левой кнопкой, создав 2D основу примитива. Затем таким же движением создайте сам примитив (Cube (Куб), Cylinder (Цилиндр), Cone (Конус), Prism (Призма), Pipe (Труба), Helix (Спираль))

Совет

Чтобы задать ось для Вашего примитива при интерактивном создании, используйте ортогональные видовые окна. В зависимости от того, в каком окне создается примитив — top (сверху), front (спереди) или side (сбоку), задается ось примитива (y, z или x).

Удерживая клавиши Shift и Ctrl во время создания примитива, можно получить следующие эффекты:

Нажатая клавиша	Эффект
Ничего	Плоскость и куб строятся с угла. Все прочие примитивы строятся с центра.
Ctrl	Все примитивы строятся с центра.
Shift	Все трехмерные объекты имеют одинаковые размеры по всем осям. Примитив строится с основания.
Ctrl + Shift	Все трехмерные объекты имеют одинаковые размеры по всем осям. Примитив строится с центра.

Чтобы создать примитив одним щелчком, используя заданные свойства

1. В меню Create выберите пункт Polygon Primitives и включите флажок Interactive Creation, если он не включен.

Если Вы хотите изменить свойства создаваемого примитива, такие как Divisions или Texture Mapping, в меню Create выберите пункт Polygon Primitive и далее значок настройки () нужного типа примитива.

2. Нажмите левую клавишу мышки в видовом окне.

В меню Create выберите пункт Polygon Primitives и включите флажок Exit on Completion.

Группировка объектов, работа с группой

Достаточно простая операция, которая объединяет объекты в группу, с которой во многих случаях можно работать как с единым целым. Чтобы создать группу, надо выбрать в меню Group/Group. В появившемся меню вам будет предложено дать группе имя. После группировки, все сгруппированные объекты перестанут отображаться в списке , но вместо них появится название группы в квадратных скобках. Группы объектов так же можно группировать между собой.

Разгруппировать объекты можно так же через меню: Group/Ungroup. Если вы хотите разгруппировать группу и все входящие в неё подгруппы, надо выбрать Group/Explode (разбить).

Для того, чтобы получить доступ к объектам, находящимся внутри группы, не обязательно разгруппировывать или разбивать эту группу. Её можно открыть при помощи Group/Open. Тогда параллелепипед, окружающий объекты группы станет розовым, а каждый объект можно будет выбрать по отдельности и произвести с ним какие-либо операции. Так же объекты появятся в списке , но в этом же списке останется и имя группы, заключённое в квадратные скобки. Группу по-прежнему можно выделить, для этого надо либо выбрать розовый параллелепипед, иллюстрирующий группу, либо выбрать название группы в списке. Чтобы сгруппированные объекты не мешали нам, группу снова можно закрыть в меню Group/Сlose.

Так же, в группу можно добавлять новый объект, или исключать объект из группы. Для этого группу надо открыть. Когда открытая группа выделена, для добавления объекта надо выбрать Group/Attach, а затем кликнуть по нужному объекту, либо выбрать объект по имени при помощи списка . Чтобы исключить объект из группы, надо выбрать Group/Detach, а далее точно так же либо кликнуть по объекту (входящему в группу), либо выбрать этот объект в списке.

Рекомендации начинающим по работе с полигонами

Перед началом моделирования советуем учесть несколько нюансов:

• 1. Переходя к полигональному моделированию, освойте работу с примитивами. Научитесь создавать
  примитивы box, менять их параметры, конвертировать в редактируемый полигон.
• 2. Удобнее работать с четырехугольными полигонами, т.к. они легче деформируются. С треугольниками
  придется производить больше манипуляций, что не подходит новичку 3Ds Max. Если нужно, четырехугольники
  потом преобразуете в треугольники.
• 3. Если у вас мало опыта, не беритесь за объекты со сложной геометрией. Найдите правильную топологию
  для каждой новой модели. Мысленно (или на рисунке) разбейте модель на составные части в виде четырехугольников.
• 4. Для облегчения работы используйте референсные изображения.

Методики построения полигональных моделей

В 3D Max полигональное моделирование – применяется при проектировании трёхмерных изображений. Способ позволяет создавать реалистичные модели с высокой степенью детализации, что даёт преимущество перед другими редакторами.

Создать полигональную модель можно разными способами:

• Путём соединения примитивов, когда за основу берётся простое геометрическое тело: шар, куб тор, т.п. При необходимости, можно изменить количество граней, таким образом можно задавать любые размеры примитива.
• Когда другие методы не подходят, объекты создаются путём прорисовывания, ручным способом.
• Объекты можно создавать путём вытягивания новых граней из исходного полигона.

Полигональное моделирование так же предусматривает и другие способы построения объектов.

• Производя манипуляции с вершинами, перемещая, удаляя, вращая в разные стороны, можно менять геометрию поверхности.
• Что бы придать изделию нужную форму, можно работать с рёбрами, изменяя или перемещая их.
• Иногда, необходимо изменить геометрию модели, сгладить поверхность или наоборот, сделать шероховатой, в этом случае, моделирование осуществляется с помощью полигонов.

Редактирование полигональных моделей осуществляется в окне одного меню Polygons Edit, с помощью этих окон, можно осуществлять другие команды. Они составляют основу любого 3D редактора. Кроме базовых окон, существуют дополнительные панели, без которых получить качественную модель невозможно, к ним относятся:

• Инструмент Edit Polygons – предназначен перемещать рёбра, грани или вершины, таким образом, меняется форма изделия.
• Extrude Face – обеспечивает выдавливание граней или вершин;
• Split Polygon Tool – разбивает грани, путём создания дополнительных рёбер;

Для достижения удачного процесса моделирования следует помнить основное правило построения:

• Лишние подобъекты не нужные для создания формы, желательно удалить, так как это замедляет процесс обработки. К примеру, некоторые вершины могут оказаться лишними от них избавляются, переключив режим редактирования, что бы удалить не нужные;
• Симметричные модели желательно создавать из одной половины, после генерируется зеркальная копия. Далее объекты сливаются в одно целое, получившееся изделие сглаживается.
• Чтобы добиться гладкой поверхности, используют инструмент (Smooth), однако метод заключается в увеличении числа полигонов, по этому, злоупотреблять этим не желательно. В противном случае на обработку детали уйдёт много времени, что затруднит процесс проектирования.

Методики построения полигональных моделей

В 3D Max полигональное моделирование – применяется во время проектирования трёхмерных изображений. Способ дает прекрасную возможность создавать реальные модели с большой степенью детализации, что даёт преимущество перед остальными редакторами.

Создать полигональную модель можно по разному:

• Путём соединения примитивов, когда за основу берётся обычное геометрическое тело: шар, куб тор, т.п. Если понадобится, можно скорректировать кол-во граней, аналогичным образом можно задавать любые размеры примитива.
• Когда прочие методы не подойдут, объекты делаются путём прорисовывания, ручным способом.
• Объекты можно создавать путём вытягивания новых граней из начального полигона.

Полигональное моделирование также учитывает и иные варианты построения объектов.

• Производя действия с вершинами, перемещая, удаляя, вращая по сторонам, разрешается менять геометрию поверхности.
• Что бы дать изделию необходимую форму, можно работать с рёбрами, меняя или перемещая их.
• Порой, нужно скорректировать геометрию модели, сгладить поверхность либо наоборот, сделать шероховатой, в данном случае, моделирование выполняется при помощи полигонов.

Редактирование полигональных моделей выполняется в окне одного меню Polygons Edit, при помощи данных окон, можно выполнять прочие команды. Они составляют основу любого 3D редактора. Помимо базовых окон, есть дополнительные панели, без которых получить хорошую модель невозможно, сюда можно отнести:

• Инструмент Edit Polygons – предназначается перемещать рёбра, грани или вершины, аналогичным образом, меняется форма изделия.
• Extrude Face – обеспечивает выдавливание граней или вершин;
• Split Polygon Tool – разбивает грани, путём создания дополнительных рёбер;

Для достижения удачного процесса моделирования необходимо не забывать важное правило построения:

• Лишние подобъекты не необходимые для создания формы, неплохо бы удалить, так как это тормозит процесс обработки. Например, некоторые вершины могут быть ненужными от них избавляются, переключив режим редактирования, что бы удалить лишние;
• Симметрические модели неплохо бы создавать из одной половины, после создается зеркальная копия. Дальше объекты сливаются в единое целое, получившееся изделие сглаживается.
• Чтобы достичь ровной поверхности, применяют инструмент (Smooth), впрочем метод состоит в увеличении числа полигонов, по этому, злоупотреблять этим не неплохо бы. В другом случае на обработку детали уйдёт большое количество времени, что осложнит процесс проектирования.

Что собой представляет эта технология?

Специфика метода заключается в построении 3D объектов, с помощью специальных плоскостей (полигонов). С его помощью в 3D Max, можно создавать ряд объектов, без которых любой интерьер был бы пустым. В 3D Max полигональное моделирование, выполняет основную функцию, без этого способа построение объектов становится не возможным.

Любые полигональные фигуры, состоят из граней плоскостей (полигонов), объединённых в один элемент с помощью вершин:

• Ребро – представляет собой линию, выступающую за границу грани;
• Грань (полигон) – плоскость, состоящая из треугольных или четырёхугольных ячеек, образующих сетку. Количество ячеек неограниченное;
• Вершина – точка, соединяющая рёбра.

Все объёмные тела имеют свой каркас, который составляет основу модели: с его помощью можно редактировать изделие, менять форму, вытягивать, передвигать и т. п.

В проектировании архитектурных сооружений, дизайне малых форм и т. п, там, где требуется передать точное сходство с прототипом, часто применяется метод полигонального моделирования.

На начальном этапе конструирования, создаются низкополигональные модели, что даёт возможность сократить время на обработку данных. При этом уровень детализации будет невысоким.

Что бы создать модель с более проработанной детализацией, необходимо увеличить число полигонов, такое изделие будет называться высокополигональным. Метод применяется, когда необходимо создать точную копию объекта.

Конструирование происходит в несколько уровней, по стандартной схеме, путём постепенного увеличения полигонов.

• Сначала, создаётся базовая форма изделия.
• После этого, добавляются фаски для уточнения формы.
• И в завершении, прорабатываются все детали, поверхность сглаживают.

Несмотря на то, что полигональное моделирование считается самым распространённым способом построения 3D объектов, но это не единственный метод, используемый в создании трёхмерных изображений. Так, например: при проектировании объектов животного мира или растений, лучше всего использовать сплайновое моделирование.

Скульптинг

Приступаем к части моделирования под названием «Скульптинг». Это первый 3D этап в создании персонаж. В нем персонаж лепится как из глины, отсюда и название. На этом этапе можно окунуться в творчество и лепить не задумываясь о полигонах. А их будет много. Не волнуйтесь, позже все это дело мы упростим. Кстати, для обучения скульптингу хорошо бы приобрести графический планшет.

И так, плавно переходим к основной теме статьи. Но я ничего же не сказал про программы. Предлагаю взять Zbrush для скульптинга и 3D Coat для ретопологии и развертки. Первым делом нужно запустить Zbrush. Мы попадаем в основной экран программы. Сначала нам нужно создать сферу.

Во вкладке Tool, которая находится в правой части экрана, выбираем пункт «Sphere3D». Вытягиваем сферу в рабочей области нажатием лкм.

Для перемещения используем горячие клавиши:

• лкм — вращение.
• лкм + alt — перемещение.
• ctrl + пкм — приближение.

Нажимаем «Load Next User Interface Layout». Появляется панель с кистями. Для редактирования сферы нажимаем «Edit».

Чтобы не получать такое сообщение нужно нажать «Make PolyMesh 3D » в панели Tool.

Теперь можно скульптить. Осталось только включить симметрию на клавишу «X». При нажатии на alt кисть начинает работать в обратную сторону. Если кисть выдавливала, то наоборот будет вдавливать. Для ушей, глаз, носа лучше всего создавать отдельные сферы и скульптить их отдельно. Со временем сетка будет меняться и понадобится пересчитать полигоны. Для этого во вкладке Geometry нужно нажать DynaMesh.

Если работать только с одной сферой, то вся детализация сойдет на нет при пересчете полигонов. Так что лучше делать это отдельными объектами, а под конец работы объединить.

Если нет идей для скульптинга, можно зайти на artstation.com и найти понравившуюся работу. Можно найти концепт-арты, добавить Zbrush и использовать как референс для тренировки.

В процессе работы над моделью может понадобиться инструмент «маска». Применить его можно нажав на ctrl. Маска — это область на которую не реагирует кисть. Таким образом можно лепить много чего интересного.

Под конец работы над моделью получится примерно 1 — 3 миллиона полигонов. Такую модель будет сложно открыть в другой программе, поэтому нужно сократить количество полигонов. Для этого во вкладке Zplugin выберем пункт «Decimation Master» и нажмем на Pre-process All. Zbrush запустит процесс и сократит количество полигонов.

Готовую модель можно вывести в формате obj. Его кушают практически все редакторы. Сохранить можно нажав на «Export» в панели Tool.

Что из себя представляют полигон, полигональное моделирование и полигональные модели?

Полигоном, как правило, является многоугольник, причем, с разным количеством углов. Четырехугольник, как правило, применяется при компьютерном моделировании чаще остальных фигур. Это совсем не исключает применение и трех и пятиугольников. То есть, если сказать короче, то плоская геометрическая фигура с ребрами и углами будет полигоном.

Полигональным моделированием называется создание сетки полигонов, повторяющей формы нужных объектов. Грубо говоря, если построить много полигонов, и соединить их между собой сеткой, то образуется единая форма объектов.

Полигональная модель создается при помощи сетки, и чем больше полигонов в объекте, тем более он реалистичен. Если сравнить между собой графику сегодняшних компьютерных игр и тех, которые были хотя бы двадцать лет назад, то вы увидите огромную разницу в прорисовке и четкости картинки.

В наше время полигонные модели вновь на пике популярности, только уже на мониторах компьютеров, а в реальной жизни. Стали появляться люди, которые могут изготовить объемные скульптуры из различных подходящих для этого материалов. В их качестве используют бумагу, пластик, дерево…

Подготовка модели для последующих инженерных изысканий

 В тот момент, когда дизайнер формирует техническое основание и задание для дальнейшей разработки проекта инженером, необходимо определить концептуальное направление работы над моделью объекта. Для дальнейшего производства объекта модель может быть разработана двумя основными подходами:

1. Создание параметрической модели на основе задания без исходной модели.
2. Реверс инжиниринг на основе исходной модели.

Второй подход способен ускорить процесс создания параметрической модели. То есть, если при создании эскизной полигональной модели были соблюдены общие габариты объекта либо его пропорции, то для создания параметрической модели возможно использование вершин полигонов в качестве управляющих вершин кривых, образующих поверхности параметрической модели (рис.4).

Рис.4. Слева направо: низкополигональная модель, высокополигональная модель, параметрическая модель.

Такой метод имеет недостатки при определенных требованиях качества поверхности. При сочленении нескольких сложных поверхностей, образованных таким методом, не всегда возможно выполнить требования поверхности класса «А» (рис.5).

Рис.5. 1-курватура непрерывности поверхности, образованной на основе полигональной модели, 2 — курватура поверхности, соответствующей требованиям поверхностей класса «А»

Полигональный метод моделирования является оптимальным инструментом для реализации эскизного проектирования форм. Помимо возможности визуализации концепции формы данный метод позволяет дать основание для быстрого перевода модели со стадии эскизирования на стадию инженерной разработки.