Автор:Сергей Лозовой

В этом руководстве я объясню технику Mesh моделей в своем понимании. Я начну с самых основ, так что это может быть полезно даже новичку. В то же время, этих сведений вполне достаточно для создания действительно продвинутых моделей. Для успешного Mesh моделирования требуется глубокое понимание основ, поэтому даже если вы решили, что вполне поняли подход, прочтите этот текст внимательно, - может быть вы все-таки сможете найти что- то нужное.

Первая часть служит азбукой и справочником по использованию Mesh объектов и модификатора Meshsmooth в пакете 3D Studio Max.
Вторая часть - это пошаговое руководство, использующее теорию, описанную в первой части. Я не стану подробно останавливаться на каждой из возможностей, но опишу только те, которые часто использую при моделировании.

Mesh моделирование

Mesh моделирование вместе с Meshsmooth- это, если вы спросите меня, - быстрейший и наиболее простой метод создания моделей органических тел. Я говорю это, перепробовав для создания персонажей технику патчей, surface инструменты и nurbs. Разумеется, эти методы имеют преимущества в определенных ситуациях, но давайте сосредоточимся на Mesh моделировании. Этот подход обладает следующими преимуществами:

1. Вы сразу же получаете результат, начиная с грубой модели, и легко подбираете нужные пропорции.
2. По мере продвижения работы, вы можете легко добавлять новые детали - нет необходимости планировать все заранее.
3. У вас есть возможность использовать сеть с разными разрешениями для ускорения анимации во вью-портах.
4. Вы сразу имеете гладкую поверхность- нет нужды в лишних Tri-patches.
5. Ни одна форма не будет слишком сложной для моделирования- это я вам обещаю.

Что такое Mesh (сеть)?

Сеть состоит из следующих основных компонентов:

  Vertex (вершина)- точка в трехмерном пространстве.

  Face (грань)- поверхность, создаваемая между тремя вершинами. Грань видима лишь с одной стороны, - с какой именно- зависит от направления нормалей (Normals).

  Edge (Ребро) - само по себе оно не является компонентом, а скорее элементом грани. Фактически говорят так: ребра грани. У каждой грани есть 3 ребра. Ребра могут быть видимыми (visible) или невидимыми (invisible). Невидимые ребра не показываются в проволочном каркасе, однако, они все-таки показываются пунктирными линиями и их можно выбрать.

Редактируемая сеть (Editable mesh)

Редактируемую сеть можно создать двумя способами:

1. Сожмите стек: в панели Modify нажмите Edit stack, и, если у вас нет никаких модификаторов, выберите Convert to: Editable Mesh. Если же у вас есть модификаторы, надо их предварительно сжать (collapse), а затем, если модель при этом сама по себе не превратилась в редактируемую сеть, нажмите Convert to: Editable Mesh.
2. Примените модификатор Edit Mesh. В R3 у Editable Mesh и Edit Mesh одинаковые функции (за исключением анимации вершин). Кстати, если в стеки у вас присутствуют модификаторы Edit Mesh, то они существенно увеличивают размер файла, поскольку модификатор удваивает геометрию.

Editable Mesh в 3D Studio Max имеет следующие режимы подобъекта (sub-object):

 Vertex- выбор и редактирование вершин
Edge- выбор и редактирование рёбер
 Face- выбор и редактирование граней
 Polygon- выбор граней, лежащих в одной плоскости согласно величине Planar Thresh. Представьте себе воду, льющуюся на поверхность: она остановится только на острых углах и, если не выбрана опция Ignore Visible Edges (по умолчанию), то на видимых ребрах.

Кстати, при подсчете числа многоугольников в сцене или в игре, имеется в виду число граней.

 Element - выбор всех прилегающих друг к другу граней в сети. Если две грани имеют общее ребро, то обе они будут выбраны.


Выбор (selecting)

Первое, что может вам потребоваться при редактировании- это выбор того, что вы хотите изменить. В сложных моделях это может оказаться далеко не тривиальным. Здесь я опишу определенные приемы, упрощающие процесс выбора.

Вы можете использовать Select или Region Select с инструментами Select, Move, Rotate и Scale.

1. На основной панели инструментов существует три разновидности выбора области (Region Select):

 Прямоугольная (Rectangular)
Круговая (Circular)
Ломаная линия (Fence)

Также имеются следующие опции:

 Выбор внутри и на границе области
Выбор только внутри области

2. Чтобы добавлять к выборке объекты, держите нажатой клавишу ctrl, а чтобы удалять из выборки объекты, нажимайте alt.

3. Вы можете сохранить выборки! Это очень полезно в случае сложных выборок. Сделайте выборку и присвойте ей имя в поле поименованной выборки (Named Selections) на основной панели инструментов. Когда вам снова потребуется выбрать эти объекты, просто возьмите эту выборку из списка. Эти поименованные выборки являются локальными по отношению к текущему режиму sub-object. Они также исчезнут, если вы сожмете стек.

4. Ignore Backfacing в свитке Mesh Selection. Если эта опция помечена, то вы можете выбирать только те грани, нормали которых в текущем вью-порте смотрят наружу. Испытайте действие этой опции на сфере в окне перспективы.

5. Спрячьте то, что вам сейчас не нужно видеть. Вы не сможете работать эффективно с загроможденным экраном. Исключение элементов, закрывающих вид, также облегчит создание сложных выборок. Просто выберите ребра или грани, которые хотите скрыть и нажмите кнопку hide на панели Edit Mesh Selection.

6. Мягкая выборка (soft selection) на панеле Mesh Soft Selection. Эта новая возможность в R3 прямо-таки потрясает. Она позволяет в определенной мере влиять на подобъекты, не входящие в текущую выборку. Вероятно, наиболее полезен режим Vertex Sub-Object. Здесь поле, на которое оказывается влияние, показано цветом, благодаря чему легко понять, что именно будет задействовано. Назначение параметров этогй панели понятно из их названий. Для изменения объема, на который будет оказано влияние, используйте параметр falloff.


Моделирование

Итак, как можно редактировать объект? Прежде всего, можно трансформировать все его части- то есть, их можно перемещать, вращать и масштабировать. При трансформации можно держать нажатой клавишу shift, и, таким образом, клонировать выбранный подобъект(ы). Благодаря новому трансформационному "гизмо" в R3 стало возможным масштабирование в окне перспективы. Однако иногда это "гизмо" лишь вводит в заблуждение. Тогда вы можете его отключить/вкл. нажатием клавиши x.

Если вы много работаете с вью-портом c тенями (shaded), будет разумно включить отображение edged faces. Это можно сделать нажатием клавиши F4. При этом, если можно так выразиться, проволочный каркас отрисовывается поверх затененного объекта.

Теперь перейдем к подобъектам.

Вершина (vertex)

Больше всего корпеть приходится именно над трансформацией вершин. В этом режиме можно также сваривать или сплавлять вершины (weld). Это означает объединение двух или более вершин в одну, прикрепляя грани и их ребра к одной общей вершине. Просто выберите вершины, которые хотите сплавить, и нажмите selected в группе weld, расположенной в панели edit geometry. При этом все выбранные вершины, расположенные на расстоянии друг от друга не более порогового (threshold), будут сплавлены.

  

Гораздо реже вам может потребоваться создать (create) или разбить (break) вершину (также на панели edit geometry). Процедура создания вершины вполне очевидна, а действие команды break противоположно команде weld, то есть выбранная вершина рассекается на количество копий, равное количеству прилежащих к ней граней.

Ребро (edge)

Одним из фундаментальных приемов при mesh моделировании является техника штамповки (extrusion). Это можно с равным успехом проделать в режимах edge или face sub-object. Штамповку ребер можно произвести несколькими способами. Я обычно просто пользуюсь кнопкой Extrude или перемещаю ребра с нажатой клавишей shift. Последняя возможность обычно используется для клонирования, но в этом режиме дает тот же результат, что и extrude.

Можно, разумеется, воспользоваться и штамповкой с масштабированием. Это удобно для создания более густой сетки, например, вокруг глаз некого существа.

Ведя разговор о создании более частой сетки, стоит обратиться к функции cut. Это то же самое, что и cut в режиме face sub-object. Нажмите cut кнопку на свитке edit geometry и выберите ребро. Теперь вы можете провести линию через те грани, которые хотите разрезать. Вам не придется указывать каждое ребро, которое вы хотите рассечь. Если хотите, можете рассечь линией весь объект. Нажмите правую кнопку мыши, чтобы закончить или прервать операцию.

Cовет: Проверьте опцию Ignore Backfacing, чтобы не выбирать невидимые ребра.

Попытайтесь выбрать все ребра, чтобы увидеть даже невидимые (точечные линии). Обратите внимание, если вы закончили надрез посередине грани, то дополнительные грани будут созданы автоматически.

Другой полезной функцией является создание фаски (Chamfer). Выберите ребра, для которых вы хотите создать фаску, и нажмите кнопку Chamfer на панели Edit Geometry. Проследите, чтобы случайно не получились пересекающиеся грани.

Внизу панели Edit Geometry есть очень полезные кнопки. Первая- это Select Open Edges. Нажав ее вы можете проверить, нет ли в вашем mesh'е случайных разрывов. В этом случае, чтобы исправить это положение, вам придется сплавить несколько вершин. Эта возможность также может быть полезна для выбора всех ребер вокруг глаза или в месте крепления ноги.

Вторая кнопка- это Create Shape from Edges. Она может вам понадобиться, например, при моделировании окна машины, или при использовании сплайнов для точной подгонки, или для конвертирования в сплайны объекта в целом.

Mesh � Spline - Mesh  Войдите в режим edge sub-object, выберите Edit - Select all и нажмите Create Shape from Edges. В появившемся диалоговом окне выберите опции Linear и Ignore Hidden Edges. Выйдите из режима edge sub-object и удалите mesh объект. Выберите сплайновый объект и примените к нему модификатор Surface. Выберите опцию Remove Interior Patches и сбросьте в 0 параметр Steps. Примените модификатор Edit Mesh и сожмите стек. Теперь мы в исходной точке!

В панели Surface Properties у нас есть две кнопки для определения видимости ребра. Я надеюсь, вы понимаете, как их использовать.


Грани (Face)

Мы уже говорили о штамповке. Одно из отличий от режима edge sub-object, состоит в том, что грань нельзя отштамповать, передвигая с нажатой клавишей shift.Из-за этого выбранные грани просто продублируются без привязки к исходному элементу. Чтобы произвести штамповку вам придется выбрать грани, а затем нажать кнопку extrude. Другое отличие состоит в том, что при штамповке исходная грань перемещается, а не дублируется.

Cut работает также, как и в режиме edge sub-object mode. Смотри выше.

В некоторых случаях вам может понадобиться создать новые грани. Это совершается нажатием клавиши create и выбором последовательности из трех вершин. Направление нормали к создаваемой грани зависит от направления обхода точек, - по или против часовой стрелки. Если вы создали грань и не видите изменений на экране, значит, нормаль направлена в противоположную от вас сторону. Перерисуйте грань в другом направлении.

Раз уж мы заговорили о нормалях, остановимся на группе Nornals в панели Surface Properties, где расположена кнопка flip. Она позволяет перевернуть нормали выбранных граней.


Полигоны и элементы

Полигоны и элементы - лишь альтернативные способы выбора граней. Стало быть, редактирование производится так же, как и для граней. Смотри выше.


Сглаживание (Meshsmooth)

Сглаживание- это необходимый элемент mesh моделирования. Без него mesh моделирование не стало бы приемлемым выбором для моделирования объектов с высоким разрешением.

Meshsmooth- это модификатор, который обычно применяется последним в стеке. Он не нарушает координат мэппинга или идентификаторов материала соответствующей сетки.

Единственный параметр, который я обычно меняю в этом модификаторе - это Subdivision Iterations. Этот параметр определяет, насколько густой и гладкой должна быть сеть. При этом во вью-портах и при рендеринге можно иметь разные величины. Просто выберите опцию Render Values Iterations и введите соответствующую величину. Обычно для вью-портов достаточно одной итерации, а при рендеринге эту величину можно увеличить до 2.

Когда Meshsmooth применяется к полигонам (эта опция бывает выбрана по умолчанию, и, как правило, это именно то, что нужно), большое значение имеет видимость ребер. Невидимые ребра попросту игнорируются. (Как в режиме Polygon Sub-Object модификатора Edit Mesh с параметром Planar Thresh равным 180).

Есть еще одна возможность: я редко ею пользуюсь, но все-таки опишу ее. При сглаживании существует два режима подобъекта: Vertex и Edge. Edge я пока не стану затрагивать, и отмечу лишь, что в режиме Vertex Sub-Object можно подбирать вес каждой из вершин, определяющий ее вклад при образовании сглаженной поверхности. Так, геометрия стягивается к вершине, обладающей большим весом.

Может оказаться полезным (хотя я обычно этого не делаю) применив Meshsmooth, вернуться в Editable Mesh и включить опцию Show end result. Это позволит вам увидеть сглаженный объект и проволочный каркас исходного объекта, полностью доступный для редактирования.

В следующей части мы будем по шагам создавать весьма странное существо.

Автор:Сергей Лозовой