Компьютерная графика

Санкт-Петербургский Государственный  Политехнический Университет

Факультет при ЦНИИ РТК

Кафедра «Телематика»

 

 

 

 

 

 

Компьютерная графика

Лабораторная работа №1

 

 

 

Выполнила:

Студентка группы 4172/10

Наумова К.Р.             

 

Преподаватель:

Курочкин М.А.

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013

 

Содержание

Задание………………………………………………………………………………………...……3

1. Моделирование телефона Samsung SGH-E570………………………………………..…..…..4

2. Моделирование USB-флеш-накопителя……………………………………………………….8

3. Моделирование лака для ногтей……………………………………….………………………10

Вывод……………………………………………………………………………………………….13

      

 

Задание

Autodesk 3ds Max — полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации, разработанная компанией Autodesk.

3ds Max располагает  обширными средствами для создания  разнообразных по форме и сложности  трёхмерных компьютерных моделей,  реальных или фантастических  объектов окружающего мира, с использованием разнообразных техник и механизмов, таких, как полигональное моделирование, в которое входят Editable Mesh (редактируемая поверхность) и Editable Poly (редактируемый полигон) — это самый распространённый метод моделирования, используется для создания сложных моделей и низкополигональных моделей для игр; моделирование на основе неоднородных рациональных B-сплайнов (NURBS); моделирование на основе т. н. «сеток кусков» или поверхностей Безье (Editable Patch) — подходит для моделирования тел вращения; моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов; моделирование на основе сплайнов (Spline) с последующим применением модификатора Surface - аналог NURBS, удобный для создания объектов со сложными перетекающими формами, которые затруднительно создать методами полигонального моделирования.

Целью выполнения данной работы является освоение базовых  навыков работы в программе 3ds Max, посредством моделирования 3-х произвольно выбранных объектов.

В качестве объектов для  моделирования были выбраны:

1. Мобильный телефон Samsung SGH-E570
2. USB-флеш-накопитель
3. Лак для ногтей

 

1. Моделирование телефона Samsung SGH-E570

Для начала ознакомимся с телефоном. Обратим внимание, что он состоит  из нескольких частей, каждая из которых имеет ярко выраженную границу.

Любые измерения  следует начинать с установки  единиц измерения.

В меню Customize выбираем Units Setup и вызываем диалоговое окно System Unit Setup. Выбираем единицу измерения – Millimeters – нажимаем Ок и в форме Display Unit Scale выбираем Metric и также выбираем Millimeters. Жмем Ок.

Для удобства построения создадим студию. Студия представляет собой 6 плоскостей с изображениями  строящегося предмета. Важно, чтобы  эти изображения совпадали по масштабу, а плоскости имели размеры самого объекта.

В окне вида сверху (Top) создадим объект Plane. Зададим ей размеры, соответствующие габаритам телефона:  44.7мм в длину, 86мм в ширину. Количество сегментов по длине и ширине устанавливаем равным единице. Выбираем инструмент перемещения Select and Move и помещаем объект в точку с координатами (0,0,0).

На построенную  плоскость наносим изображения  верхней части телефона. Для этого  открываем Material Editor и настраиваем материал в 1 слоте. Для того чтобы изображение не затенялось устанавливаем Self-Illumination в 100.Нажмем на пустую кнопку рядом с параметром Diffuse. Далее в канал Bitmap поместим изображение верхней крышки телефона. Для того чтобы изображение отображалось в рабочих окнах необходимо включить Show Shaded Material in Viewport. Вернемся к настройкам материала с помощью кнопки Go To Parent и присвоим материал объекту, нажав Assign Material To Selection. Окно редактора материалов закрываем. Как видно изображение в плоскости объекта расположено неверно. Повернем его с помощью редактора UVW Map. Перейдем на 2 вкладку Modify и в окне Modify List выберем UVW Map.

В стеке  модификатора щелкнем на черный плюс рядом с его названием и  выберем подобъект Gizmo. Включим инструмент вращения Select and Rotate и для выполнения вращения на заданный угол включим угловую привязку Angle Snap Toggle. Повернем Gizmo на 90 градусов относительно оси Z. Приведем габариты Gizmo в соответствие с габаритами объектов кнопкой Fit. Первая плоскость студии построена. Остальные плоскости построим копированием предыдущей. Зажмем Shift и повернем плоскость на 180 градусов. Назначим полученной плоскости соответствующий материал, настроенный по образу и подобию только что настроенного. Повторим процедуру еще 4 раза.

Посмотрим на результат:

Саму студию мы больше изменять не будем. Поэтому нам будет удобно заморозить студию. Для этого выделим все 6 плоскостей студии. И перейдем в панели команд на предпоследнюю закладку – Display. Для того чтобы замороженные объекты не  утратили текстуры выключим им режим Show Frozen in Gray. После этого можно раскрыть список Freeze и заморозим выделенные объекты кнопкой Freeze Selected.

Теперь  перейдем к построению модели. Так  как корпус является симметричным, построим только его половину. В  окне вида сверху Top построим объект Plane. Во вкладке Modify установим количество сегментов по длине и ширине равным один. Переместим объект в точку с координатами (0,0,0) и преобразуем ее в Editable Poly. Во вкладке Display включим параметр See Through, чтобы плоскость была прозрачна и нам была видна студия. Теперь переместим плоскость и расположим вершины по линиям телефона, отслеживая их положение во всех 4 рабочих окнах. Пример представлен на рисунке.

Перейдем на уровень ребер –  Edges и скопируем одно ребро с нажатой клавишей Shift, установим его вершины по линии телефона.

Продолжаем копировать ребра и  располагать их по контуру. Контуры  ребер должны совпадать с главными элементами телефона. Продолжайте до тех пор, пока все модель не будет  заполнена. Теперь обратим внимание, что между некоторыми деталями телефона есть щели, где-то они больше, где-то меньше. Выделим необходимые ребра и вызовем параметры инструмента Extrude. Установим высоту выдавливания 0,5, а ширину щели 0,1. Как видно, щель выходит слишком сглаженной. Для преодоления этого выделим ребра на краях щели. Создадим на этих элементах фаску, с помощью команды Chamfer. Повторим это действие для всех разъемов модели.

Вот что у нас получилось:

На этом построение симметричных объектов закончено, да и студия нам больше не нужна.

Отключим студию. Для этого во вкладке Display отметим пункт Hide Frozen Objects.  Далее во вкладке Modify подключим опцию Symmetry. После подключим опцию Mesh Smooth.

Посмотрим на результат:

Нам осталось настроить текстуры объектов.

Выделяем полигоны, которые требуется окрасить в один и тот же цвет. Затем открываем Material Editor, в котором, подобрав нужный оттенок, выбираем Assign Material To Selection. Повторяем это действие для всех элементов телефона, обладающих одинаковой текстурой.

Думаю, что настройка текстур  самого телефона не составит труда. Отдельно хотелось бы остановиться на текстуре дисплея телефона.

Стекло обладает свойствами отражения  и преломления света. Поэтому  при просчете сцены необходимо рассчитывать прохождение лучей света через объект. Получается, для стекла больше всего подходит тип материала Raytrace.

Теперь займемся прозрачностью. Нажмите кнопку Background справа, чтобы при настройке прозрачности видеть, как она будет выглядеть.

В Transparency устанавливаем необходимый цвет стекла.

Далее под стеклом создаем плоскость и присваиваем ей изображение поверхности дисплея. Как присвоить изображение плоскости, мы уже знаем.

Модель готова.

Посмотрим на результат:

 

 

2. Моделирование USB-флеш-накопителя

Для начала ознакомимся с флешкой.

Любые измерения следует начинать с установки единиц измерения.

В меню Customize выбираем Units Setup и вызываем диалоговое окно System Unit Setup. Выбираем единицу измерения – Centimeters – нажимаем Ок и в форме Display Unit Scale выбираем Metric и также выбираем Centimeters. Жмем Ок.

Теперь перейдем к построению модели. Так как корпус является симметричным, построим только его половину. В  окне вида сверху Top построим объект Plane. Во вкладке Modify установим количество сегментов по длине – 2  и ширине - 4. Зададим размеры плоскости равными размерам флешки, а именно размерам корпуса флешки.

Переместим объект в точку с  координатами (0,0,0) и преобразуем  ее в Editable Poly. Перейдем на уровень вершин и верхнюю и нижнюю сторону флешки немного деформируем - имитируя изгиб корпуса.

Теперь выделим внешний контур полученного многоугольника и, зажав Shift, выдвинем его вниз.

Заметим, что у корпуса флеш-карты  есть выступающий контур. Смоделируем  его. Для этого выделим поперечные ребра крайних полигонов верхней части корпуса – для этого достаточно выделить всего 2 ребра и нажать Ring. И с помощью инструмента Connect разобьем полигон на необходимое нам количество, а именно на 2. На уровне ребер выдвинем необходимые нам ребра вниз и часть ребер вперед. Результат:

Теперь обратим внимание, что  края у корпуса и у выступа  имеют округлую форму. Этого мы добьемся, используя элемент Chamfer, выделив перед его использованием необходимые ребра.

И теперь смоделируем выступ с противоположной стороны флешки. Процедура аналогична моделированию выступа. С использованием Shift на уровне ребер выдвигаем необходимые ребра.

Результат:

Корпус флешки готов. На этом построение симметричных объектов закончено.

Во вкладке Modify подключим опцию Symmetry. Теперь перейдем непосредственно к созданию модели самого флеш-накопителя. Построим объект Rectangle. Его размеры должны совпадать с размерами отверстия в корпусе флешки. Преобразуем его в Edit Poly. C помощью инструмента Chamfer закруглим края. Удалим по 2 полигона с верхней и нижней стороны данного элемента.

Создадим объект Box. Его размеры должны соответствовать размерам только что построенной детали.

На завершающем этапе наносим  текстуры.

Модель готова:

3. Моделирование лака  для ногтей 

Для начала ознакомимся с флаконом лака. Обратим внимание, что он состоит из нескольких частей: флакона, колпачка и наполнителя.

Любые измерения следует начинать с установки единиц измерения.

В меню Customize выбираем Units Setup и вызываем диалоговое окно System Unit Setup. Выбираем единицу измерения – Centimeters – нажимаем Ок и в форме Display Unit Scale выбираем Metric и также выбираем Centimeters. Жмем Ок.

Теперь перейдем к построению модели. Так как корпус является симметричным, построим только его четверть.

Начнем с построения флакона. Создадим объект Box. Во вкладке Modify установим количество сегментов по длине – 5  и ширине - 10. Зададим размеры плоскости равными размерам флакона лака.

Переместим объект в точку с  координатами (0,0,0) и преобразуем  его в Editable Poly. Перейдем на уровень вершин и боковые стороны флакона немного деформируем - имитируя изгиб корпуса. Боковая грань имеет округлую форму. Этого мы добьемся, используя элемент Chamfer, выделив перед его использованием необходимые ребра.

Флакон лака готов. На этом построение симметричных объектов для данной части лака закончено.

Во вкладке Modify подключим опцию Symmetry.

C помощью инструмента Target Welds объединим вершины верхней части флакона для того чтобы можно было вырезать отверстие.

Вырежем по контуру отверстие (удалим полигоны). И выдвинем контур вверх.

Теперь перейдем к созданию колпачка.

Создадим объект Box. Преобразуем его в Editable Poly. На уровне вершин с помощью инструмента Target Weld объединим крайние вершины на виде сверху. И выдвинем на виде сбоку верхние вершины вверх. Закруглим края с помощью инструмента Chamfer.

 

Выдвинем несколько полигонов  на нижней части крышки вниз, имитируя кисточку.

Наполнитель сделаем из объекта  Box. Трансформировав его вершины произвольным образом.

Совместим все объекты вместе. Настроим текстурирование. Как имитировать стекло, мы уже обсуждали в пункте 1.

Модель готова. Результат:

 

Вывод

В ходе работы были изучены основные способы создания трехмерных моделей  реально существующих объектов и наложения текстур в программном пакете 3Ds Max. Также были построены три трехмерные модели: телефона, флешки и лака. На примере создания этих моделей были изучены такие возможности 3D Max, как: моделирование с помощью примитивов и сплайнов, работа с редактором материалов, создание составных объектов, работа с текстурами, изменение созданных объектов различными способами и использование модификаторов.