Теоретические аспекты


Геометрические пространственные деформации — это особые типы объектов, используемые для деформации формы других объектов и широко применяемые как в моделировании, так и в анимации. Преимуществом их использования является возможность быстро изменить геометрию объекта без перемещения вручную его вершин.
Создание геометрических пространственных деформаций обеспечивает тип объектов Geometric/Deformable (Деформируемая геометрия) из категории SpaceWarps (Объемные деформации) — рис. 1, при выборе которого становятся доступными следующие варианты деформаций:

• FFD (Box) (FFD-контейнер (прямоугольный)) и FFD (Cyl) (FFD-контейнер (цилиндрический)) — позволяет деформировать объект посредством редактирования создаваемой вокруг него кубической либо цилиндрической пространственной решетки, что дает возможность легко менять общую форму любого объекта независимо от плотности размещения его вершин;
  
• Wave (Волна) — деформирует объект за счет синусоидальных возмущений его поверхности с формированием линейных волн на привязываемом объекте, может использоваться для создания ряби и волн на водной поверхности и т.д.;
  
• Ripple (Рябь) — деформирует объект за счет синусоидальных возмущений его поверхности с формированием концентрических волн на привязываемом объекте и может применяться, например, для создания концентрических кругов на водной поверхности и т.п.;
  
• Displace (Перемещение) — обеспечивает выдавливание на поверхности объектов некоторых изображений (своеобразных отпечатков), что позволяет, например, имитировать следы на поверхности, создавать разнообразные природные ландшафты и т.д.;
  
• Conform (Соответствие) — деформирует объект в соответствии с кривизной базовой поверхности и может использоваться для получения своего рода проекций объекта на данную поверхность; таким образом можно моделировать дороги, железнодорожные пути, русла рек и т.д.;
  
• Bomb (Бомба) — создает импульсную взрывную волну, обеспечивающую разброс фрагментов объекта под воздействием взрыва; как правило, используется в совокупности с атмосферным эффектом Fire Effect для имитации разного рода взрывов.
  

С деформациями Wave и Ripple мы уже неоднократно сталкивались, так как в 3 D Studio MAX имеются модификаторы с одноименным названием и сходным воздействием, поэтому останавливаться на них мы не будем. Правда, стоит отметить, что модификаторы Wave и Ripple и пространственные деформации Wave и Ripple — все же не одно и то же. Во-первых, назначаются объектам они совершенно по-разному. Во-вторых, деформаторы существуют как объекты (они видимы в окнах проекций), а модификаторы — нет (они лишь отображаются на панели Modify). И самое главное — модификаторы и пространственные деформаторы различаются по своему воздействию, так как первые влияют на объекты локально, а вторые — глобально. Если объекту назначен модификатор (рис. 2), то при изменении положения объекта в пространстве воздействие модификатора на него не меняется. Иное дело — назначение деформатора, воздействие которого определяется не только параметрами настройки, но и его положением по отношению к объекту. А это значит, что при перемещении деформатора (либо объекта) воздействие его на объект будет меняться (рис. 3 и 4). Точно так же будет изменяться результат влияния пространственной деформации и при вращении иконки деформатора либо ее масштабировании.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

FFD (Box) и FFD (Cyl)


Пространственные деформации FFD (Box) и FFD (Cyl) создают вокруг объекта пространственную решетку (рис. 5), имеющую свои управляющие вершины и контролирующую вид его геометрии: перемещение вершин решетки приводит к перемещению вершин самого объекта, что автоматически ведет к изменению его формы (рис. 6). При этом большее число управляющих вершин решетки обеспечивает более точный контроль геометрии объекта, но вместе с тем и усложняет его модификацию. Помимо перемещения, вершины решетки можно масштабировать и вращать, а на саму решетку налагать различные деформации, что также будет приводить к деформированию объекта. Данный тип деформации применим к поверхностям любого типа, при этом одна и та же решетка может управлять геометрией сразу нескольких объектов одновременно. Более того, перемещая объект сквозь решетку или, наоборот, двигая решетку вдоль поверхности объекта, можно получить анимированную деформацию.


Теоретически изменять геометрию объекта можно и без формирования пространственных решеток (с чем ранее мы неоднократно сталкивались), однако при редактировании сложных поверхностей с огромным числом вершин это может оказаться менее удобным и гораздо более трудоемким, ведь интересующую область придется масштабировать многократно, последовательно расширяя (или сужая) число задействованных в преобразовании вершин. При этом количество редактируемых вершин будет очень велико, и даже на их выделение может уйти немало времени. С решеткой же, у которой верно подобрано число линий, все окажется гораздо проще, ведь число вершин решетки значительно меньше и их можно быстрее выделить, а самое главное — с меньшим числом вершин проще добиться желаемого изменения контуров.
Для примера создайте примитив Capsule из группы расширенных примитивов и установите для него большое число сегментов по высоте (параметр HeightSegs в нашем варианте равен 100) — в противном случае добиться плавного изменения формы объекта не удастся. После этого в режиме Create щелкните на кнопке Space Warps, откройте категорию Geometric/Deformable и активируйте объект FFD (Box) либо примените из главного меню команду Create=>SpaceWarps=>Geometric/Deformable>FFD (Box) (Создать=>Пространственные деформации=>Деформируемая геометрия=>FFD-контейнер (прямоугольный)). В проекции Top постройте прямоугольный контейнер, размеры которого должны быть немного больше размеров объекта-капсулы. Увеличьте число его разбиений по оси Z до пяти — для этого, не снимая выделения с решетки, активируйте панель Modify, щелкните на кнопке SetNumberofPoints (Установить количество точек) и откорректируйте число контрольных точек по оси Z (рис. 7). Расположите решетку так, чтобы ее центр совпал с центром капсулы, для чего достаточно воспользоваться операцией Align (Выравнивание) — рис. 8.


Выделите решетку и свяжите ее с капсулой — активируйте инструмент BindtoSpaceWarp, нажмите левую кнопку мыши на решетке и, не отпуская ее, укажите капсулу. Перейдите на уровень редактирования контрольных точек решетки, щелкнув в стеке модификаторов на квадратике со знаком плюс, расположенном слева от имени модификатора, в раскрывшемся списке выберите строку ControlPoints (Контрольные точки) и выделите средний ряд контрольных точек (рис. 9). В окне проекции Front инструментом SelectandUniformScale равномерно масштабируйте вершины решетки так, чтобы сузить соответствующую область капсулы (рис. 10), затем аналогичную операцию проведите в проекции Left. В итоге капсула станет напоминать колбу песочных часов (рис. 11). Обратите внимание, насколько быстро удалось добиться гладкой формы деформированного объекта — это оказалось бы на порядок сложнее при масштабировании вершин самого объекта (а не вершин назначенной ему решетки). При необходимости возврата первоначальной формы объекта достаточно удалить решетку, выделив ее и нажав клавишу Del. Аналогичным образом применяется и пространственная деформация FFD (Cyl), отличие которой от рассмотренной выше деформации FFD (Box) заключается лишь в том, что формируемая пространственная решетка имеет не кубическую, а цилиндрическую форму.


С таким же успехом пространственная решетка может назначаться не одному, а нескольким объектам одновременно. Для примера создайте сцену с двумя объектами — шаром и кубом, выровненными друг относительно друга по центрам (рис. 12). Попробуем деформировать сразу оба объекта. Создайте пространственную решетку FFD (Box) с параметрами 2x2x2 (рис. 13). Выделите ее и свяжите сначала с одним объектом, а потом с другим, а затем выровняйте относительно одного из объектов — обратите внимание, что выравнивать лучше после связывания, так как иначе при связывании решетки с объектами указывать их будет неудобно. Удостоверьтесь, что связанными оказались оба объекта — об этом будет свидетельствовать появление у каждого из них решетки в свитке модификаторов (рис. 14). Активируйте решетку, переключитесь в режим редактирования вершин, выделите ее нижние вершины и немного масштабируйте их. Затем выделите верхние вершины и поверните их вокруг своей оси, а затем немного перетащите данные вершины вверх (рис. 15). Полученный в итоге объект лишь отдаленно будет напоминать лежавшие в его основе куб с шаром и скорее будет походить на заготовку для подсвечника со свечой (рис. 16).
]