Если вы увлекаетесь 3D-графикой и хотите освоить новейшую версию пакета 3ds max — не пропустите эту книгу! В ней автор не только знакомит с интерфейсом и инструментами пакета, но и раскрывает секреты композиции трехмерных сцен, выявляет дополнительные возможности традиционных инструментов, показывает, как простейшими средствами добиться максимальной выразительности света и материалов, приобрести полный контроль над движением объектов при анимации. Книга будет полезна всем, кто только начинает осваивать премудрости компьютерной 3D-графики и анимации, а также тем, кто хотел бы в полной мере ощутить превосходство 3ds max 5 над предыдущими версиями программы. На прилагаемом к книге компакт-диске собраны не только цветные иллюстрации и файлы к упражнениям, но и дополнительные программы для 3ds max 5.
Содержание
Об авторе
Благодарности
Введение
Для кого предназначена эта книга
Основы
Упражнения
Компакт-диск
Новые функции
Обзор глав
Источник материала
От издательства
Урок 1. Графика и общее представление о 3ds max 5
На этом уроке
Основные представления о графике
Раскадровка
Цвет и освещение
Движение и перемещение
Основные техники 3ds max 5
Стандарты именования объектов
Составные формы
Дублирование объектов
Применение модификаторов
Стек модификаторов
Редактирование подобъектов
Материалы и карты текстур
Материалы
Карты текстур
Проекционные координаты
Освещение
Ключевые кадры анимации
Точность вычислений
Подведем итоги
Урок 2. Моделирование средневековой уличной сценки
На этом уроке
Подготовка к созданию сценки
Моделирование здания на основе редактируемой полисетки
Предварительная модель дома на основе редактируемой полисетки
Моделирование деревянных каркасов стен
Моделирование окон
Превращение окна в дверь
Создание подпорок для второго этажа
Создание пейзажа для средневековой уличной сценки
Создание мостовой
Изменение формы сечения дороги путем редактирования исходной кривой
Оптимизация лофтинговых объектов
Создание окружающей среды
Подведем итоги
Урок 3. Назначение материалов и карт текстур
На этом уроке
Редактор материалов
Материалы и карты текстур
Создание материалов для дома
Материал для оконного переплета
Материалы для боковых сторон дома
Проекционные координаты
Карты текстуры в необычных местах
Смешивание материалов: новые возможности
Прозрачность материалов
Создание многокомпонентного материала
Назначение материалов и проекционные координаты
Материалы и лофтинговые объекты
Материал для небесного свода
Подведем итоги
Урок 4. Стандартные и улучшенные методы освещения сцены
На этом уроке
Основные представления об освещении
Система Sunlight
Добавляем систему Sunlight
Имитация диффузного рассеяния в сцене со стандартными осветителями
Система Daylight
Создание системы Daylight
Настройка параметров сетки
Уточнение результата расчета освещенности
Подведем итоги
Урок 5. Новые возможности анимации
На этом уроке
Вспомогательный объект-пустышка
Создание и связывание объектов-пустышек
Анимация по методу ключевых кадров
Анимация положения объекта в режиме Set Key
Анимация ориентации объекта в режиме Set Key
Окна диалога Dope Sheet и Function Curve
Объекты Character
Подведем итоги
Урок 6. Эффективное моделирование с учетом переноса излучения
На этом уроке
Сравнение эффекта переноса излучения для уличных и интерьерных сцен
Первичное сравнение
Настройки системы Daylight для интерьерной сцены
Модели объектов и перенос излучения
Подготовка модели к переносу излучения
Инструмент Align на уровне редактирования подобъектов
Слои в 3ds max 5
Моделирование окон
Преимущества метода лофтинга при работе с материалами
Подведем итоги
Урок 7. Дополнительные сведения о материалах и картах текстур
На этом уроке
Точность назначения карт текстур
Редактирование карт текстур с помощью модификатора UVW Map
Деревянная обшивка и проекционные координаты лофтингового объекта
Создание отражений
Отражения на основе карты Flat Mirror
Отражения на основе карты Reflect/Refract
Карта текстуры Raytrace, новый уровень отражений
Материал Advanced Lighting Override
Управление отражательной способностью
Изменение цвета отраженного света
Подведем итоги
Урок 8. Освещение сцен в интерьере фотометрическими осветителями
На этом уроке
Принципы действия фотометрических источников света и переноса излучения
Перенос излучения фотометрическими источниками света
Размещение и основные настройки фотометрических источников света
Точечный источник света и распределение силы излучения
Источник света типа Linear
Источники света типа Area
Новые типы теней в 3ds max 5
Усовершенствованные трассированные тени
Площадные тени
Подведем итоги
Урок 9. Контроллеры анимации
На этом уроке
Назначение контроллеров и ограничителей анимации
Командная панель Motion
Ограничители анимации
Моделирование отклонений от траектории с помощью контроллера Noise
Контроллер List
Назначение контроллера LookAt Constraint преобразованию Rotation
Подведем итоги
Урок 10. Введение в моделирование произвольных форм
На этом уроке
Техника моделирования поверхности
Создание половины платформы на основе сеток кусков Безье
Модификатор Symmetry
Модификатор Bevel Profile
Создание втулки для колеса с помощью модификатора Bevel Profile
И снова лофтинг
Отражение объектов
Улучшенные примитивы
Подведем итоги
Урок 11. Комбинация материалов и освещения
На этом уроке
От реального мира до мультфильма
Зеркальные блики
Настройка зеркальных бликов
Маскирование материалов и карт текстур
Карта текстуры Mask
Стилизация под мультфильм
Новые представления об освещении
Стандартные осветители
Прожектор
Всенаправленный источник света
Алгоритм Light Tracer
Создание специальных эффектов
Подведем итоги
Урок 12. Анимация объемных деформаций
На этом уроке
Объемные деформации
Создание объемных деформаций и связывание их с объектом
Модификаторы глобального пространства
Модификатор PathDeform
Модификатор PatchDeform
Моделирование с помощью объемных деформаций
и модификаторов глобального пространства
Моделирование на основе объемных деформаций
Моделирование на основе систем частиц
Подведем итоги
Урок 13. Эффекты. Реакция на реактор
На этом уроке
Работа с модулем reactor
Ловим бочонок сетью
Подготовка объектов к столкновениям
Назначение свойств объектов
Действие модуля reactor
Работа с коллекцией нитей
Движение тележки сквозь дверной проем
Подведем итоги
Урок 14. Видеомонтаж
На этом уроке
Начало работы с модулем Video Post
Эффекты в модуле Video Post
Добавление новых событий и переходов
Подведем итоги
Приложение. Содержимое компакт-диска
Системные требования
Загрузка файлов с компакт-диска
Упражнения
Программное обеспечение
Авторские права
Алфавитный указатель
ОТРЫВОК
Урок 1
Графика и общее представление о 3ds max 5
На этом уроке
В словосочетании «компьютерная графика» слово «графика» не несет уже своего первоначального значения. В первую очередь это искусство создания ощущения объема у зрителя, смотрящего на плоский экран монитора.
Проблеме создания трехмерного изображения на плоскости посвящена масса литературы, в которой рассматривается как примитивная наскальная живопись, так и картины, фотография и кино, вплоть до компьютерной графики.
Трехмерная сцена существует только в воображении своего создателя, конечным же результатом процесса рисования является статичное или движущееся изображение на плоскости. Знакомство с классическими принципами живописи и новейшими веяниями в этой области поможет вам при разработке трехмерных сцен.
Настоящее искусство часто возникает путем смешения установившихся подходов. Вашей первейшей задачей является получение эмоционального отклика от зрителя. На первом уроке мы поговорим о следующих принципах и понятиях:
Раскадровка.
Цвет и освещение в традиционных видах искусства и в 3ds max 5.
Анимация и движение.
Стандарты именования объектов.
Составные формы.
Дублирование объектов.
Назначение и редактирование модификаторов.
Материалы и карты текстур.
Анимация по методу ключевых кадров.
Точность вычислений.
При работе с 3ds max 5 будут полезны навыки, полученные при занятиях живописью и графикой, кино- и видеосъемкой. В процессе изучения этой программы пользователи (особенно это касается новичков) часто увлекаются именно технической стороной дела. Но не забывайте: сколько бы технических средств ни использовалось при создании трехмерной сцены, конечный результат все равно должен относиться к области искусства.
ТЕРМИНЫ
Дублирование (Cloning) — создание копий объектов в 3ds max 5.
Составные формы (Compound shapes) — двумерные формы, состоящие из двух и более сплайнов.
Анимация по методу ключевых кадров (Keyframe animation) — метод анимации, при котором пользователь задает параметры объекта в ключевых кадрах, а вид объекта в промежуточных кадрах рассчитывается программой.
Материалы (Materials) — набор характеристик, присваиваемых поверхности модели для придания ей сходства с поверхностью реального объекта.
Стек модификаторов (Modifier stack) — иерархический список модификаторов, показывающий историю деформации объекта.
Формы (Shapes) — двумерные невизуализируемые объекты, созданные на основе одного или нескольких сплайнов.
Основные представления о графике
Я не ставлю своей целью научить вас принципам хорошего дизайна, а всего лишь пытаюсь привлечь ваше внимание к темам, изучение которых будет нелишним для любого изучающего искусство создания трехмерной анимации. Прочитайте текст, поэкспериментируйте с примерами, почитайте книги данной тематики. Затем постарайтесь выработать у себя привычку отмечать в журналах, на телевидении и в кино вещи, с первого взгляда привлекающие внимание своей уместностью или, наоборот, нелепостью.
Некоторые из затронутых на этом уроке тем относятся к теории живописи, другие повествуют о более современных видах искусства, например, о кино. Однако принципы работы в обоих случаях остаются неизменными.
Также в этот урок был включен обзор программы 3ds max 5 и основных техник моделирования. Никогда не следует слепо копировать чужие методы. Используйте фундаментальные принципы для создания своего собственного стиля. Именно тогда созданные вами сцены будут произведениями искусства.
Раскадровка
Раскадровка — это не более чем эскиз, обычно выполненный в графической форме, который дает представление о содержании проекта и расположении объектов в сцене. Это могут быть как несколько быстрых набросков на листе бумаги, так и целая история в виде комикса. Раскадровка нужна, чтобы привести в порядок ваши собственные мысли и дать представление о плане работы заказчику и коллегам.
Часто раскадровка показывает ключевые кадры будущей анимации. В некоторых случаях в нее входит информация о композиции и цветовом решении сцены.
Несмотря на то, что раскадровка в основном важна при создании анимации, наброски желательно делать и перед тем как приступить к работе над статическим изображением, чтобы показать цветовое решение, освещенность, место расположения камер и т. п. На рис. 1.1 показан образец черновой раскадровки.
Цвет и освещение
Цвет и освещение являются двумя мощными средствами, позволяющими усилить впечатление от сцены, возникающее за счет композиции и подбора ракурсов съемки объектов и персонажей. Снова упомяну, что все обсуждения данного урока будут базироваться на опыте традиционных форм искусства.
Первое место при создании картины можно заслуженно отдать свету. Когда вы видите какой-нибудь объект, то на самом деле видите лучи света, отраженные от его поверхности вам в глаза. При рассеянии света объектом происходит изменение состава частотного спектра этого света, связанное со свойствами объекта. Именно это изменение спектрального состава света мы называем цветом.
Эффекты освещения
Термин освещение (lighting) относится не только к свету, исходящему от его источников, например, солнца или электрической лампочки, но и к соотношению между светлыми и темными областями сцены.
Художники проводят массу времени, изучая это соотношение. Известный французский импрессионист Клод Моне (Claude Monet) многократно рисовал стога сена и Руанский собор, чтобы запечатлеть трансформацию предметов, обусловленную их освещением. Основатель школы пуантилизма Жорж Сёра (Georges Seurat) использовал различные методы нанесения цветовых точек для показа световых эффектов в уличных сценках. В его картинах игра света была создана при помощи игры цветовых оттенков.
Довольно давно была подмечена закономерность: светлые места сцены кажутся расположенными ближе, в то время как темные как бы отступают на задний план. Именно ее использовал Рембрандт, чтобы привлечь внимание к центральным элементам своих картин. Этот принцип работает и в компьютерной графике.
В школе живописи, называемой люминизмом, внимание сфокусировано на ярких цветах и их влиянии на настроение сцены. Постарайтесь найти образцы работ представителей этой школы, чтобы посмотреть, как именно они создавали иллюзию яркого света. Один из образцов представлен на рис. 1.2. Цветную версию рисунка вы можете найти в файле 01MSF02.jpg, который расположен в папке Images\Ch01 прилагаемого к книге компакт-диска.
Принципы использования цвета в традиционном искусстве
Как легко заметить по недостатку цвета на черно-белых рисунках данной книги, цвет является важным элементом любого изображения. В то же время, например, фотограф Ансель Адамс (Ansel Adams) и кинорежиссер Альфред Хичкок (Alfred Hitchcock) создавали весьма эффектные произведения в градациях серого цвета только за счет удачного подбора композиции, форм и ракурсов съемки.
Важным фактором в теории цветов является понятие дополнительных цветов (complementary colors). Оно напрямую связано с основными и производными цветами. В компьютерной графике основными цветами являются красный, зеленый и синий.
Характеристики освещения
Освещение как форма искусства больше относится к фотографии и кино, чем к живописи. Оно характеризуется двумя основными параметрами:
цветовая температура;
расположение источников света.
Именно о них мы поговорим в следующих разделах.
Цветовая температура
Цветовая температура — это физическая характеристика источника света, мера его цвета и яркости, измеряемая в кельвинах (К). Данное понятие не имеет отношения ни к цвету объектов, ни к использованию окрашенных фильтров для получения цветной картинки. Существует два основных стандарта цветовых температур: 3200 К — для осветительных ламп, используемых в студиях, и 5400 К — для среднего дневного света.
В фотографии теплым называется освещение с температурой ниже 4000 К. Это область оттенков света от красного до желтого. Такие цвета привносят в сцену ощущение спокойствия и равновесия. Вот примеры теплых цветов освещения и соответствующих им цветовых температур:
Свет свечи (Candlelight) — очень теплый свет красно-оранжевого оттенка с температурой около 1900 К.
Свет лампы накаливания (Incandescent light) — желтовато-красный свет с температурой около 2800 К. Создает ощущение интимности и теплоты.
Свет прожекторов (Floodlight) — более холодный, чем вышеперечисленные два цвета. Его температура от 3200 К и выше. Этот тип освещения особенно хорошо подходит для съемок ночных сцен, когда требуется сделать объекты и персонажи доступными для наблюдения и в то же время создать у зрителя ощущение дискомфорта.
ПРИМЕЧАНИЕ. Термины «теплый» и «холодный» определяют качество света и не имеют ничего общего с физическим понятием температуры. Поэтому не удивляйтесь, что свет, создающий теплые цвета, имеет меньшую температуру, чем свет, создающий холодные цвета.
Чем выше цветовая температура, тем более резкое и драматичное впечатление начинает производить сцена. У зрителя пропадает чувство спокойствия и комфорта.
Вот примеры холодного освещения:
Дневной свет (Daylight) — примерно при 5200 К солнечный свет все еще остается слегка желтым. Не вызывая резкого дискомфорта, он дает ощущение открытости и простора.
Свет импульсных ламп (Strobe light) — этот свет сдвинут в область холодных и более агрессивных цветовых температур. Такие лампы обычно излучают в области 6000 К. Их свет можно использовать для усиления чувства напряжения в сцене.
Свет неба (Skylight) — свет безоблачного северного неба, очень холодный, с температурой около 11 000 К, крайне яркий и резкий.
Используйте эффекты цветовой температуры для управления настроением зрителя при создании компьютерных визуализаций. Изменение данного параметра традиционно применяется в кино, поэтому внимательно изучайте фильмы, чтобы понять, как при помощи цветовой температуры можно создавать сцены с определенным настроением.
Размещение источников света
Если не делать различия между освещением переднего и заднего планов, можно легко испортить качество фильма или компьютерной визуализации. Размещением источников света можно изменить реакцию зрителя на картину или сцену. Впрочем, главную роль тут играет не положение индивидуальных источников света в сцене, а непосредственное соседство светлых и темных участков.
Освещение переднего плана (Foreground lighting). Если передний план освещен ярче заднего, глубина сцены визуально уменьшается. Таким способом можно как бы ввести зрителя в сцену. Этот прием эффективен и без резких переходов от света к темноте.
Освещение заднего плана (Background lighting). Если осветить задний план ярче, чем передний, зритель как бы отделяется от действия, и напряжение нарастает.
Мягкий и жесткий свет (Soft and hard light). Мягкость и жесткость света и теней может вызвать у зрителя ощущение как расслабленности, так и, наоборот, напряжения. Данный эффект уменьшается или увеличивается путем контраста между тусклым и ярким светом.
Подсветка сзади (Backlighting). Данный способ освещения повсеместно используется в кино и на телевидении, но в компьютерной графике применяется довольно редко. Сильная подсветка персонажей или объектов на сцене отделяет их от фона и фиксирует на них внимание зрителей.
Смотря фильмы и телепередачи, помните о перечисленных моментах. Мы настолько привыкли к эффектам освещения, что не обращаем на них внимания. Если же вы приглядитесь к освещению переднего плана или подсветке, вы будете изумлены, сколько лет считали это само собой разумеющимся. Вы не сможете включить эти эффекты в свою работу, пока не будете знать наверняка, какое настроение вызывает то или иное освещение.
Движение и перемещение
Чтобы добиться от зрителей нужной эмоциональной реакции на вашу анимацию и усилить впечатление, производимое цветом и средствами композиции, вы можете и даже обязаны обращаться как к проверенным временем, так и к новейшим разработкам из традиционных форм искусств. К таковым относятся, в частности, закономерности движения объектов съемки и камер.
В этом разделе будут рассмотрены следующие приемы, с помощью которых можно полнее выразить идею, вкладываемую в анимацию:
движение объектов;
движение камеры;
монтаж результатов съемки.
Более полную информацию по данным темам можно найти в Интернете или на курсах по фото- и видеосъемке.
Движение объектов
Движение объектов в сцене желательно свести к минимуму. Не стоит перемещать объекты только потому, что это можно делать. Движение должно быть неотъемлемой частью сценария, который вы пытаетесь воплотить. Лишние движения, особенно в ключевые моменты действия, могут отвлечь внимание зрителя от вещей, которые вы пытаетесь подчеркнуть.
Движение объектов должно подчиняться законам физики. Необходимо строить его таким образом, чтобы было заметно, что объекты имеют вес.
Существует прием гротескного преувеличения движения неодушевленных объектов. Например, если резиновый шарик катится по направлению к зрителю, небольшой наклон в направлении движения и отскок назад усилят впечатление наличия у него веса. Подобный метод часто используется в мультфильмах.
Движение камеры
Пользоваться таким приемом, как движение камеры, нужно очень аккуратно. Если вы хотите показать зрителю, что движение имело место, не нужно делать этого слишком резко — за исключением случаев, когда требуется подчеркнуть напряженность атмосферы (например, в эпизоде с гонками).
Основные типы движения камеры, используемые в кино для подавляющего большинства сцен:
Масштабирование (Zoom) — совершается путем изменения фокусного расстояния линз или, что то же самое, ширины поля зрения объектива камеры. В реальной жизни это соответствует переходу от широкоугольного объектива, используемого для панорамной съемки, к длиннофокусному объективу с узким полем зрения, приближающему удаленный объект съемки. Масштабированием достигается эффект равномерного движения, сопровождаемого изменением степени перспективных искажений. То есть акцентируется факт, что вы приближаетесь или удаляетесь от объекта съемки.
Наезд (Dolly) — движение камеры без изменения ширины поля зрения объектива. Данный прием хорошо использовать для акцентирования внимания зрителя на движениях главного персонажа. Существует также способ движения камеры, называемый «головокружение» (Vertigo), когда камера надвигается на объект, но при этом фокусное расстояние линз уменьшается, расширяя ее поле зрения. Этот термин взят из одноименного фильма Альфреда Хичкока, в котором впервые был применен данный прием. Выполнить этот трюк достаточно сложно, но получаемый эффект того стоит.
Панорамирование (Pan) — поворот камеры в горизонтальной плоскости слева направо или наоборот. Желательно осуществлять его достаточно медленно, чтобы не вызвать у зрителя неприятных ощущений.
Съемка с рук (Handheld) — относительно новый способ перемещения камеры, имитирующий проход по сцене с камерой, оснащенной прожектором. Применять его нужно умеренно, чтобы не вызвать отрицательных ощущений у зрителей.
Вращение камеры вокруг своей оси практически никогда не применяется, потому что кадры, полученные поворотом камеры хотя бы на несколько градусов, вызывают у зрителя ощущение дискомфорта. Поэтому старайтесь избегать подобных эффектов.
Монтаж отснятого материала
Последним и самым главным этапом любого фильма является монтаж отснятых материалов. Короткие сценки связываются между собой в последовательность с плавными переходами, благодаря которым создается ощущение непрерывности фильма.
Методы монтажа, которые вам требуется знать:
Прямая склейка (Cut) — этим методом осуществляется быстрый переход от одной сцены к другой. Прямую склейку используют в случаях непрерывного во времени действия. Важно сделать время перерыва действия при смене кадров как можно меньше.
Наплыв (Fade или Dissolve) — переход, при котором четкость изображения предыдущей сцены уменьшается, а четкость изображения последующей постепенно увеличивается. Это требуется сделать быстро, чтобы не получилось наложения одной сцены на другую. Таким способом обычно выполняется стыковка двух сцен, имеющих сдвиг по времени или по расстоянию. Например, переход от натурных съемок к съемкам в интерьере.
Шторка (Wipe) — в отличие от наплыва данный переход имеет четкое разграничение между предыдущей и последующей сценами. Технически это реализуется, например, появлением первого кадра нового фрагмента в виде разрастающегося кругового сектора поверх предыдущего. Или можно сделать так, чтобы последний кадр предыдущего фрагмента переворачивался как страница. Подобные переходы обычно обозначают еще более длительный перерыв действия во времени.
Перебивка (Cutway) — характерная деталь сцены, которая может быть снята в качестве отдельного кадра или как начальная фаза следующего кадра. Например, для перевода камеры при разговоре двух персонажей с одного на другого можно использовать крупный план некоего объекта, имеющего отношение к теме разговора. Камера оставляет первый персонаж, дает панораму объекта-перебивки, затем возвращается ко второму персонажу.
Основные техники 3ds max 5
Вы уже познакомились со способами представления информации в традиционных формах искусства, позволяющими получить определенный эмоциональный отклик от зрителя. Теперь пришло время рассмотреть методы работы, применяемые в 3ds max 5, чтобы помочь вам быстрее освоиться с интерфейсом программы. Разумеется, запомнив, какую кнопку в каких случаях следует нажимать, вы не станете профессиональным аниматором. Необходимо чувствовать наиболее подходящие к конкретным случаям инструменты и понимать принципы их работы. В этом случае вы сможете комбинировать различ
ные инструменты и методы, что сделает вашу работу в 3ds max 5 по-настоящему эффективной.
Внимательно прочитайте данный раздел и попытайтесь запомнить как можно больше информации. Поместите закладки на страницы с описанием незнакомых понятий, и возвращайтесь к ним, столкнувшись с этими понятиями позднее при выполнении упражнений.
Стандарты именования объектов
В начале работы с 3ds max 5 присвоение объектам имен кажется не слишком важной задачей. Но привычка с самого начала присваивать объектам значимые имена сделает вашу работу более продуктивной.
Вновь созданному объекту автоматически присваивается стандартное имя, состоящее из названия типа объекта и порядкового номера объекта данного типа в сцене, например, Box01, Line01, Torus433 и т. п.
Однако всего нескольких модификаций достаточно, чтобы вид объекта перестал соотноситься с типом его имени. При просмотре списка системных имен объектов вряд ли можно догадаться, какому именно объекту соответствует, например, имя Box01. Предположим, вы открыли файл, содержащий пейзаж с деревьями, растущими вокруг пруда. Вряд ли вы сможете быстро найти и выделить нужные объекты, просматривая список имен с Plane01 по Plane236 и с Cylinder01 по Cylinder1021. Присвоение объектам логичных имен в момент их создания помогает экономить время при дальнейшем редактировании файла.
3ds max 5 . Учебный курс (+CD). / Т. Бордман - СПб: Питер, 2003. - 448 с.
|