Моделирование на основе сплайнов очень часто используется разработчиками трехмерной графики в сложных проектах.

Поскольку в основе каждой трехмерной поверхности лежит сетчатая оболочка, моделирование при помощи трехмерных кривых позволяет имитировать любую форму объекта. Вместе с этим сплайновые объекты могут выступать в роли вспомогательных инструментов для описания геометрии тела. Рассмотрим простой пример использования техники сплайнового моделирования для создания модели консервного ножа (рис. 3.68). Конечная модель должна состоять из четырех элементов, каждый из которых создадим при помощи сплайнов.

Рис. 3.68. Модель консервного ножа, созданная при помощи трехмерных кривых

Создание первого элемента

Для создания первого элемента переключитесь в окно проекции Тор (Сверху) и с помощью инструмента Line (Линия) несколькими щелчками мыши создайте кривую, показанную на рис. 3.69. Обратите внимание, что нужно создать замкнутый сплайн, то есть последняя вершина кривой должна совпасть с начальной. Для этого необходимо сделать последний щелчок мыши на первой вершине и в окне Spline (Сплайн) (рис. 3.70) утвердительно ответить на вопрос, нажав Да.

Рис. 3.69. Элемент консервного ножа, созданный при помощи инструмента Line (Линия)

Рис. 3.70. Окно Spline (Сплайн)

ПРИМЕЧАНИЕ

Напомним, что для создания объекта Line (Линия) необходимо перейти в категорию Shapes (Формы) на вкладку Create (Создание) командной панели и нажать соответствующую кнопку.

Результат, который вы при этом получите, будет далек от идеального.

В отличие от полученной, искомая кривая должна иметь различные типы излома в точках изгиба: на предполагаемых остриях излом должен быть линейным, а во всех других точках — плавным.

Чтобы исправить ситуацию, необходимо вручную установить тип излома в каждой точке.

Для этого выделите объект в окне проекции Тор (Сверху), после чего перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели.

Раскройте строку Line (Линия) в стеке модификаторов, щелкнув по значке плюса. Переключитесь в режим редактирования Vertex (Вершина) (рис. 3.71).

Рис. 3.71. Режим редактирования Vertex (Вершина) объекта line (Линия)

В окне проекции выделите одну или несколько вершин объекта, в которых вам необходимо изменить характер излома.

СОВЕТ

Для выделения нескольких вершин нажмите и удерживайте клавишу Ctrl.

Для изменения характера излома выделенных вершин щелкните правой кнопкой мыши в окне проекции и в контекстном меню выберите требуемый тип излома, например, Smooth (Сглаженный) (рис. 3.72).

Рис. 3.72. Выбор характера излома в контекстном меню

Тип излома Corner (Угол) должны иметь только те вершины, которые расположены на торцах консервного ножа, остальным вершинам нужно присвоить Smooth (Сглаженный) или Bezier Corner (Угол Безье) (рис. 3.73).

Рис. 3.73. Вид сплайна после изменения характера излома вершин

Теперь необходимо выполнить операцию Extrude (Выдавливание). После использования одноименного модификатора будет создана трехмерная поверхность с сечением созданного сплайна.

Выделите объект в окне проекции, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели, раскройте список Modifier List (Список модификаторов) и выберите в нем модификатор Extrude (Выдавливание).

В настройках модификатора укажите следующие значения параметров: Amount (Величина) — 4,5, Segments (Количество сегментов) — 3. Установите переключатель Output (Результат) в положение Mesh (Поверхность).

Чтобы объект стал сплошным, в области Capping (Настройки замкнутой поверхности) установите флажки Cap Start (Замкнутая поверхность в начале) и Cap End (Замкнутая поверхность в конце). После этого объект примет вид, показанный на рис. 3.74.

Рис. 3.74. Вид объекта после выполнения операции выдавливания

Создание второго элемента

Для создания второго элемента перейдите в окно проекции Left (Слева) и создайте еще один объект Line (Линия) формы, показанной на рис. 3.75. При необходимости измените характер излома вершин так, как описано выше. При моделировании объектов посредством трехмерных кривых часто возникает необходимость выровнять какую-нибудь точку сплайна. Делается это аналогично выравниванию трехмерных объектов. В нашем случае необходимо выровнять крайние вершины кривой по одной координате Y.

Рис. 3.75. Заготовка второго элемента консервного ножа

Для этого сделайте следующее.

1. Перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели.

2. Раскройте список Line (Линия) в стеке модификаторов, щелкнув на значке «плюс».

3. Переключитесь в режим редактирования Vertex (Вершина).

4. В окне проекции выделите крайнюю вершину объекта.

5. Выполните команду Tools > Align (Инструменты > Выравнивание) или воспользуйтесь сочетанием клавиш Alt+A. При этом курсор изменит форму.

6. Щелкните в любом месте кривой.

7. На экране появится окно Align Selection (Выравнивание выделенных объектов), в котором необходимо указать, по какому принципу будет происходить выравнивание. Обратите внимание, что переключатель Current Object (Объект, который выравнивается) будет неактивен (рис. 3.76). Такую ситуацию можно объяснить тем, что вершина, которая в данном случае является выравниваемым объектом, — это условный объект, не имеющий геометрических размеров. Именно поэтому нельзя указать его параметры.

8. Установите флажок Y Position (Y-позиция).

9. Установите переключатель Target Object (Объект, относительно которого выравнивается) в положение Minimum (По минимальным координатам выбранных осей).

Рис. 3.76. Окно Align Sub-Object Selection (Выравнивание выделенных подобъектов)

Нажмите кнопку ОК.

Теперь необходимо создать зеркальную копию созданного сплайна и совместить трехмерную кривую с ее копией. Для этого перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели. Раскройте строку Line (Линия) в стеке модификаторов, щелкнув на значке плюса. Переключитесь в режим редактирования Spline (Сплайн) (рис. 3.77).

Рис. 3.77. Режим редактирования Spline (Сплайн) объекта Line (Линия)

В свитке настроек Geometry (Геометрия) установите флажки Automatic Welding (Автоматически соединить) и Сору (Копировать). Выберите вариант Mirror Vertically (Отобразить вертикально) и нажмите кнопку Mirror (Зеркало) (рис. 3.78).

Рис. 3.78. Вид объекта после создания зеркальной копии

Вы получите зеркальную копию сплайна, которую нужно переместить таким образом, чтобы вершины двух объектов совпали (рис. 3.79). Из-за того, что установлен флажок Automatic Welding (Автоматически соединить), вершины автоматически объединятся.

Рис. 3.79. Совмещение зеркальной копии и оригинала

После выполнения этих действий получилась замкнутая кривая. Выйдите из режима редактирования Spline (Сплайн) и выделите весь объект. Выполните команду Edit > Clone (Правка > Клонировать).

В появившемся окне Clone Options (Параметры клонирования) выберите вариант клонирования Сору (Независимая копия объекта).

При этом клонированный объект будет обладать теми же параметрами, что и исходный.

Щелкните правой кнопкой мыши в окне проекции, выберите в контекстном меню команду Scale (Масштабирование) и увеличьте клонированный объект в плоскости XY (рис. 3.80).

Рис. 3.80. Вид объектов после выполнения операции Scale (Масштабирование)

Выровняйте полученный объект относительно исходного. Для этого в окне Align Selection (Выравнивание выделенных объектов) выберите следующие параметры.

1. Установите флажок Y Position (Y-позицня).

2. Установите переключатель Current Object (Объект, который выравнивается) в положение Center (По центру).

3. Установите переключатель Target Object (Объект, относительно которого выравнивается) в положение Center (По центру).

4. Нажмите кнопку Apply (Применить).

5. Установите переключатель Current Object (Объект, который выравнивается) в положение Pivot Point (Опорная точка).

6. Установите переключатель Target Object (Объект, относительно которого выравнивается) в положение Center (По центру).

Нажмите кнопку ОК (рис. 3.81).

Рис. 3.81. Вид объектов после выравнивания

Выделите клонированный объект, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели. В свитке Geometry (Геометрия) настроек выделенного объекта (рис. 3.82) нажмите кнопку Attach (Присоединить), чтобы присоединить к объекту исходный сплайн. Подведите указатель мыши к сплайну — указатель изменит свою форму (рис. 3.83).

Рис. 3.82. Кнопка Attach (Присоединить) в свитке Geometry (Геометрия) настроек выделенного сплайна

Рис. 3.83. Объединение сплайнов

Теперь необходимо выполнить операцию Extrude (Выдавливание). После использования одноименного модификатора будет создана трехмерная поверхность с сечением созданного сплайна. Выделите объект в окне проекции, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели, раскройте список Modifier List (Список модификаторов) и выберите в нем модификатор Extrude (Выдавливание).

В настройках модификатора укажите следующие значения: Amount (Величина) — 26, Segments (Количество сегментов) — 3.

В области Output (Результат) настроек модификатора для итогового объекта выберите тип Mesh (Поверхность).

Чтобы объект стал сплошным, в области Capping (Настройки замкнутой поверхности) установите флажки Cap Start (Замкнутая поверхность в начале) и Cap End (Замкнутая поверхность в конце). После этого объект примет вид, показанный на рис. 3.84.

Рис. 3.84. Вид объекта после выполнения операции Extrude (Выдавливание)

Создание третьего элемента

Третий элемент консервного ножа самый простой. Он соединяет ручку и металлическую основу, которую мы уже создали.

Для создания этого элемента переключитесь в окно проекции Тор (Сверху) и с помощью инструмента Line (Линия) создайте кривую, показанную на рис. 3.85, таким образом, чтобы она начиналась с середины второго элемента консервного ножа и слегка выступала за его край с другой стороны. При необходимости измените характер излома вершин так, как описано выше.

Рис. 3.85. Создание третьего элемента консервного ножа

Выделите созданный сплайн и перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели. Раскройте список Modifier List (Список модификаторов) и выберите в нем модификатор Lathe (Вращение вокруг оси).

Данный модификатор позволяет получить поверхность вращения с заданным сплайновым профилем.

В свитке Parameters (Параметры) настроек модификатора Lathe (Вращение вокруг оси) (рис. 3.86) выберите ось, вокруг которой будет происходить вращение сплайна, нажав кнопку Y в области Direction (Направление). После этого в окне проекции сплайн превратится в фигуру вращения вокруг выбранной оси.

Рис. 3.86. Настройки модификатора Lathe (Вращение вокруг оси)

Полученная модель не совсем похожа на объект, который нам необходимо создать, усовершенствуем его.

Определим положение для оси вращения. Для этого в области Align (Выравнивание) настроек модификатора нажмите кнопку Min (Минимальный).

Выбранная ранее ось вращения будет автоматически выровнена по краю модели.

Осталось выбрать тип редактируемой поверхности, с которой в дальнейшем предстоит работать.

При помощи переключателя Output (Результат) в настройках модификатора можно выбрать один из трех типов поверхности: Patch (Полигональная поверхность), Mesh (Поверхность) и NURBS (NURBS-поверхность).

Поскольку при создании предыдущих элементов модели мы использовали тип Mesh (Поверхность), выберите его и для этого элемента.

ПРИМЕЧАНИЕ

В зависимости от того, в каком направлении вы строили сплайн, может получиться, что созданная вами поверхность вращения примет вывернутую форму (рис. 3.87). В этом случае в настройках модификатора установите флажок Flip Normals (Обратить нормали). Полученный объект будет выглядеть, как показано на рис. 3.88.

Рис. 3.87. Объекте неправильным расположением нормали

Рис. 3.88. Третий элемент консервного ножа готов

Создание ручки

Перейдем к созданию последнего элемента модели — ручки. Поскольку этот элемент имеет осевую симметрию, создавать его будем как трехмерный объект, образованный вращением онлайнового профиля вокруг оси. Как вы помните, для этого используется модификатор Lathe (Вращение вокруг оси).

Для создания ручки консервного ножа переключитесь в окно проекции Тор (Сверху) и с помощью инструмента Line (Линия) создайте кривую, показанную на рис. 3.89.

Рис. 3.89. Создание формы ручки консервного ножа

При необходимости измените характер излома вершин так, как описано выше.

Выделите созданный сплайн и перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели. Раскройте список Modifier List (Список модификаторов) и выберите в нем модификатор Lathe (Вращение вокруг оси). Объект при этом приобретет вид, изображенный на рис. 3.90.

Рис. 3.90. Объект после применения модификатора Lathe (Вращение вокруг оси)

Как видите, это не совсем то, что нам нужно, поэтому установим некоторые параметры модификатора.

В свитке Parameters (Параметры) настроек модификатора Lathe (Вращение вокруг оси) выберите ось, вокруг которой будет происходить вращение сплайна, нажав кнопку Y в области Direction (Направление). После этого в окне проекции сплайн преобразуется в фигуру вращения вокруг выбранной оси.

Теперь определим положение оси вращения. Для этого в области Align (Выравнивание) настроек модификатора нажмите кнопку Min (Минимальный).

Выбранная ранее ось вращения, будет автоматически выровнена по краю модели.

Осталось выбрать тип редактируемой поверхности, с которой в дальнейшем предстоит работать.

При помощи переключателя Output (Результат) в настройках .модификатора можно выбрать один из трех типов поверхности: Patch (Полигональная поверхность), Mesh (Поверхность) и NURBS (NURBS-поверхность).

Поскольку при создании предыдущих элементов модели мы использовали тип Mesh (Поверхность), выберите его и для этого элемента (рис. 3.91).

Рис. 3.91. Объект после применения модификатора Lathe (Вращение вокруг оси) и задания соответствующих настроек

ПРИМЕЧАНИЕ

В зависимости от того, в каком направлении вы строили сплайн, может получиться, что созданная вами поверхность вращения примет вывернутую форму. В этом случае в настройках модификатора установите флажок Flip Normals (Обратить нормали).

Если теперь посмотреть на модель в окне проекции, можно заметить, что координаты опорной точки не совпадают с координатами центра объекта. Это очень распространенная проблема, возникающая в процессе моделирования объектов. Чтобы управлять положением центра локальной системы координат, необходимо выделить объект, перейти на вкладку Hierarchy (Иерархия) командной панели, нажать кнопку Reset Pivot (Задать опорную точку) в области Move/Rotate/Scale (Перемещение/Вращение/Масштабирование) свитка настроек Adjust Pivot (Установить опорную точку), нажать кнопку Affect Pivot Only (Влиять только на опорную точку). При этом оси координат изменят свой вид (рис. 3.92). Теперь нужно задать параметры выравнивания в области Alignment (Выравнивание) (рис. 3.93).

Рис. 3.92. Вид координатных осей после нажатия кнопки Affect Pivot Only (Влиять только на опорную точку)

Рис. 3.93. Вкладка Hierarchy (Иерархия) командной панели

Ручка консервного ножа готова.

Осталось совместить этот элемент модели с другими при помощи уже известной вам операции выравнивания.

Нож готов (рис. 3.94).

Рис. 3.94. Модель консервного ножа

СОВЕТ

Часто при создании трехмерных моделей едва ли не главную роль играют небольшие детали, которые делают объект более реалистичным. Для консервного ножа такими деталями являются заклепки, расположенные на его металлической части. Попробуйте создать их самостоятельно при помощи стандартного примитива Sphere (Сфера) (рис. 3.95).

Рис. 3.95. Консервный нож с заклепками