Андрей Прахов - Самоучитель Blender 2. Андрей ПраховBlender 7ВысокополигональноемоделированиеРабота с материалами

96
Гпава 2
Рис. 2.65. Модель с прикрепленными к ней вспомогательными объектами
Рис. 2.66. Результат рендера

Г Л А В А 3
Кривые, поверхности
N U R B S
Работа над моделью начинается с примитива, и от того, какой тип был выбран, зависит качество и скорость исполнения. Blender предлагает большой набор объектов Mesh, но в некоторых случаях использование их выглядит нерациональным. Допустим, нужно сделать модель изящной вазы. Путем наложения различных модификаторов, использо­
вания соответствующих инструментов можно добиться хороших результатов. Правда, время на создание модели будет неоправданно большим. А ведь в мире имеется немало объектов с обтекаемыми, плавными формами: лодки, музыкальные инструменты, игрушки, кухонная утварь. Для таких моделей стоит использовать совершенно иной тип примитивов, а именно — кривые.
В этой главе вы узнаете, что такое кривые, мы поговорим о создании объектов с их по­
мощью, познакомимся с поверхностями NURBS.
3.1. Основные понятия
Кривые или, как их еще называют, сплайны — это примитивы, создаваемые програм­
мой на основе определенных математических функций.
M esh-объект имеет жесткую структуру, состоящую из вершин, ребер и плоскостей, данные о которых хранятся в полном и неизменном состоянии. В свою очередь, для создания сплайна программа выполняет определенные вычисления траекторий между контрольными точками. В итоге получается, что для хранения кривых тратится суще­
ственно меньше памяти, нежели для Mesh. Но это не главное свойство сплайнов.
Кривые и примитивы, созданные на их основе, обладают одним неоспоримым плюсом, а именно— гибким и эффективным редактированием. В принципе, с помощью этих примитивов можно создавать объекты любой формы. Некоторые даже используют только их, игнорируя Mesh. Но важно уметь работать с разными подходами, чтобы впоследствии правильно определиться с выбором начального «кирпичика».
Blender предлагает две группы примитивов, основанных на использовании математиче­
ских функций: Curve (Кривая) и Surface (Поверхность). Если первые представляют собой простые двумерные объекты, то вторые — это полноценные, замкнутые фигуры.
Кроме того, они различаются по типу расчетной функции: Bezier (Безье) и NURBS
(Неоднородный рациональный В-сплайн). Не будем касаться подробностей способов

98
Гпава 3
их вычислений, важно знать, что редактирование примитивов на их основе несколько различается.
Работая с Mesh, мы оперировали такими терминами, как вершины, ребра и грани. А вот редактирование сплайнов осуществляется только с помощью вершин или, как их еще называют, контрольных точек.
Контрольные точки — это узлы кривой или поверхности, с помощью которых изменя­
ется форма примитива. Эти вершины подчиняются общим правилам манипулирования.
Их можно перемещать, вращать и масштабировать. В свою очередь, контрольные точки кривых Безье имеют рычаги (рис. 3.1).
Рычаги — это элементы, позволяющие управлять изгибом кривой между контрольны­
ми точками. Каждая вершина снабжается двумя рычагами, которые ответственны за свой сегмент.
Таким образом, процесс редактирования сплайнов Безье заключается в размещении ключевых вершин в нужных местах и регулировании переходов между ними с по­
мощью рычагов.
Blender предлагает несколько типов рычагов для разных нужд.
♦ Autom atic (Автоматический)— используется по умолчанию. В этом режиме оба рычага взаимосвязаны, и при изменении положения одного равноценно меняются координаты второго.
♦ Vector (Векторный)— рычаг всегда смотрит в сторону следующей контрольной точки. Соответствующим образом изменяется и кривая. Этим способом можно до­
биться у сплайна острых углов.

Кривые, поверхности NURBS
99
♦ Aligned (Выровненный)— в этом режиме рычаг устанавливается параллельно по отношению к соседнему рычагу.
♦ Free (Свободный)— в отличие от остальных типов, здесь рычаги полностью неза­
висимы друг от друга.
Заметьте, что применение типа возможно как для одного рычага в отдельности, так и к выделенной группе контрольных точек. Это позволяет по-разному конструировать форму кривой. К примеру, если с одной стороны от вершины нужен прямой сегмент, а с другой — извилистый, то типы Vector и Free применяются к соответствующим ры­
чагам.
Выбор типа рычага осуществляется в меню Curve | Control Points | Set Handle Type
(Кривая | Контрольные точки | Установить тип рычага) или с помощью контекстного меню, вызываемого горячей клавишей .
Добавить кривую или поверхность можно стандартным способом из меню Add. Blender предлагает пять примитивов для сплайнов и шесть — для NURBS.
Примитивы Curve:
♦ Bezier — простая кривая с двумя контрольными точками;
♦ Circle — замкнутая окружность с четырьмя управляющими вершинами;
♦ Nurbs Curve — простая кривая NURBS с четырьмя вершинами;
♦ Nurbs Cicle — замкнутая окружность с восемью контрольными точками;
♦ Path — вспомогательная кривая для создания траектории движения другого объекта.
Примитивы Surface:
♦ NURBS Curve (Кривая);
♦ NURBS Circle (Окружность);
♦ NURBS Surface (Поверхность);
♦ NURBS Cylinder (Цилиндр);
♦ NURBS Sphere (Сфера);
♦ NURBS Torus (Top).
3.2. Простейшие операции со сплайнами
Если добавить в сцену кривую и попробовать ее обработать, то в итоге вы получите пустой экран. Дело в том, что сплайны Безье часто используются как вспомогательные объекты в анимации или при деформации Mesh. Для использования их в качестве зри­
тельных объектов необходимо добавить глубину (Depth). Этот и иные параметры дос­
тупны на панели Object Data окна Properties (рис. 3.2).
Так как сплайн является объектом двумерным, а мы, все же, работаем в 3D-npo- странстве, то разработчики Blender озаботились возможностью переключения его из режима 2D в 3D. Переключение относится только к возможностям манипуляции.
К примеру, если работа идет над созданием плоского логотипа, то удобнее включить режим 2D. В этом случае не будет возможности перемещать вершины кривой по коор­
динате Z, что исключит случайное искажение формы. Причем, это касается только ре-

100
Глава 3
azi «Curve *
0 BerierCurveQDI
Ж Я BezierCurve.001
и
---------------------- ---------------—
» Shape
т яят иш т яш ш ш ат ш ш т ш т ш яш
-------------------------------------------------—
3D
Resolution.
Preview U:
12
Fill-
—
Render U.
TViisting:
_— _
■аШ Ш Ш НВН
Smooth
0.00
Path / Curve Deform
a
О Stretch
Bounds Clamp
► Texture Space
▼ Geometry
Modification
Bevel
Г Offset:
0.000
(
Extrude.
0.000
УГ
J C
Depth.
0.000
I I
Resolution
Taper Object
W_
Bevel Object.
Bevel Factor
Рис. 3.2. Настройки кривой дактирования. Перемещать по сцене кривую можно как заблагорассудится. Выбор режима осуществляется в настройках сплайна кнопками 2D и 3D.
Э
то
в а ж н о
!
Если при редактировании кривой вершины объекта располагаются на разной высоте по оси Z, то переключение в режим
2D выстроит все контрольные точки на одной плоскости.
Простейшая модель, которую можно сделать из кривой (конкретно имеется в виду примитив B ezier),— это волос, провод, труба и все остальное в таком роде. Blender предлагает два варианта создания объема у сплайнов: E xtrude (Выдавливание)
(рис. 3.3) и Depth (Глубина) (рис. 3.4). Обе опции находятся в закладке Geom etry (Гео­
метрия) окна Properties (см. рис. 3.2).
Если функция Extrude выдавливает объем по координате Z, то Depth производит это с «гранями» кривой. Слово «грани» не зря взято в кавычки, ведь по умолчанию у сплайнов их просто нет. Но если представить кривую как набор близкостоящих сфер, то можно понять, как Depth изменяет примитив.

Кривые, поверхности NURBS
101
Рис. 3.4. Результат изменения Depth

102
Гпава 3
Странный вид кривой после изменения Depth объясняется текущими атрибутами за­
ливки. Возможные варианты находятся в группе Fill (см. рис. 3.2):
♦ H alf (Половина);
♦ Front (Спереди);
♦ Back (Сзади);
♦ Full (Полностью);
♦ Fill Deformed (Заливка после деформации)— используется для корректировки по­
сле применения некоторых модификаторов или при анимации.
Для получения желаемого вида провода нужно выбрать в меню Fill пункт Full
(рис. 3.5).
Рис. 3.5. Кривая после установки параметра Fill
Квадратность модели объясняется низким разрешением у кривой, которое стоит по умолчанию. Для изменения этого свойства в группе Geom etry имеется поле Resolution
(Разрешение). Увеличение его приведет к нужному результату (рис. 3.6).
По сравнению с Mesh функции редактирования у сплайнов весьма небогатые, но их достаточно для воплощения любой задумки. Возьмем опять за образец примитив
Bezier. По умолчанию он имеет всего две контрольные вершины. В некоторых случаях этого явно недостаточно. Самый простой способ добавления новой точки — это вы­
полнить хорошо знакомую функцию Subdivide. В отличие от Mesh, желательно разби­
вать сегмент между двумя вершинами, а не по всему объекту. Делается это просто: выделяются две смежные контрольные точки, между которыми нужна еще одна, нажи-

Кривые, поверхности NURBS
103
Рис. 3.6. Провод из сплайна
Рис. 3.7. Объект слева в 3D, справа — 2D

104
Гпава 3
мается клавиша и выбирается пункт Subdivide (кнопка с таким же названием при­
сутствует и в Tool Shelf). Удаление ненужной вершины выполняется с помощью стан­
дартной команды Delete (<Х>).
Можно также использовать команду Extrude. Применять ее следует к крайним верши­
нам. В этом случае будет создан новый сегмент с добавлением контрольной точки.
Иногда бывает нужно сделать кривую замкнутой. Такая функция в Blender имеется и называется Toggle Cyclic (Переключение зацикливания). Выполнить ее можно только в режиме редактирования. Смысл работы заключается в том, что между крайними вер­
шинами прокладывается еще один сегмент, и таким образом фигура замыкается. При­
чем интересно, что для выполнения зацикливания необходимо выделение хотя бы одной контрольной точки, неважно какой. Вторичный вызов Toggle Cyclic вернет кри­
вую в первоначальное состояние. Запомните еще одну особенность — результат работы этой команды различен для режимов 3D и 2D. В первом случае вы получите замкнутую кривую с заливкой, во втором — просто контур (рис. 3.7).
3.3. Деформация объектов с помощью кривой
Кривую часто используют как вспомогательный примитив для деформации иного объ­
екта. Причем в качестве второго могут служить как сплайны, так и Mesh. С помощью этого способа можно с легкостью добиться поразительных успехов. Начнем сначала с деформации сплайнов.
Допустим, нужно деформировать примитив Bezier Circle. Как правило, в качестве вспомогательного объекта берут простую кривую Bezier, но ничто не мешает исполь­
зовать любой сплайновый примитив.
На панели настроек Bezier Circle в группе Geometry есть два поля: T aper O bject и
Bevel O bject (см. рис. 3.2). Именно там выбирается вспомогательный объект в сцене.
Как вы уже знаете, группа Bevel управляет созданием кромки. Если просто изменить параметр Depth, то окружность получит вид, как на рис. 3.8.
Теперь, если создать в сцене примитив Bezier и выбрать его в поле Bevel Object, окружность изменится в соответствии с формой вспомогательной кривой (рис. 3.9).
Эт
о
в а ж н о
!
Если поле Depth у объекта имеет значение, отличное от нулевого, то выбор вспомогатель­
ной кривой в Bevel O bject сбросит параметр Depth.
Управление деформацией объекта осуществляется путем манипулирования формой кривой в режиме редактирования. Кроме того, на конечный результат влияет и масштаб вспомогательного примитива.
Путем несложных манипуляций с вершинами кривой можно быстро получить прием­
лемый результат. Так, на рис. 3.10 изображена тарелка, созданная с помощью описан­
ного способа. Причем основной объект Bezier Circle не подвергался здесь никакому редактированию.
Слово «Taper» с английского можно перевести как «сужать». В принципе, это и проис­
ходит при активации опции T aper Object. Главное условие ее использования— это наличие объема у исходного примитива. Возьмем, к примеру, две кривые Безье, где

Кривые
,
поверхности NURBS
105
Рис. 3.8. Результат изменения Depth у примитива Bezier Circle
Рис. 3.9. Bezier Circle приняла форму кривой одна будет вспомогательной, а другая — основной. Установим для второго объекта параметр Depth равным 1, a E x tru d e — равным 0. Выравним обе кривые с помощью режима рычагов Vector и добавим в поле T aper Object вспомогательный примитив.
В итоге получится ламповый абажур (рис. 3.11).
Ко всему сказанному нужно добавить, что кривые можно использовать и для деформа­
ции объектов Mesh. Вот только для них существует специальный модификатор Curve

106
Гпава 3
Рис. 3.10. Слева вспомогательная кривая, а справа деформированный примитив Circle
Рис. 3.11. Абажур из кривой Безье с помощью T ap er O bject

Кривые, поверхности NURBS
107
(Кривая) (рис. 3.12). Достаточно указать в поле Object нужную кривую и выбрать ось, вдоль которой будет происходить деформация. Принцип работы простой: изменяете форму кривой — меняется сам объект (рис. 3.13).
Рис. 3.12. Настройки
Рис. 3.13. Сверху вниз показаны фазы движения сферы вдоль кривой модификатора Curve
С
овет
Используйте механизм Snap (Привязка) для совмещения центров двух объектов. Иначе вы рискуете получить непонятное поведение обрабатываемого объекта.
3.4. Создание объемных моделей
Уже понятно, что сплайны удобно использовать для создания плоских моделей или объемных фигур с помощью дополнительной кривой. И все же возникает мысль о не­
которой ущербности такого рода моделирования по сравнению с возможностями Mesh.
Так можно ли сделать с помощью сплайнов что-либо серьезное?
Оказывается, да. Сплайны — это мощнейший инструмент для создания обтекаемых, объемных моделей... все тех же Mesh. И не в качестве вспомогательных объектов, а как основа создания модели.
Во многих книгах по 3D-моделированию в различных программах рассказывается о способе создания таких моделей, как ваза, бокал, кувшин. И это вовсе не зря. Моде­

108
Гпава 3
лирование этих объектов — сложное и муторное дело, если использовать стандартные функции редактирования примитивов Mesh. То же самое относится и к Blender.
Допустим, нужно сделать трехмерный стакан. Первая мысль — воспользоваться объек­
том Circle из группы Mesh. Кажется, нет ничего сложного. Выдавливаем из него форму по координате Z, если нужно, немного расширяем путем масштабирования верхнюю часть, улучшаем внешний вид с помощью M ulteres и — вуаля, объект готов!
А если понадобится смоделировать кувшин или обычную бутылку с их неравномерной формой? Этот способ явно не годится.
Примитивы Mesh имеют замечательную функцию Spin (Вращение). Суть ее заключа­
ется в том, что она создает копии объекта в процессе вращения его на определенный угол. В итоге получается, что достаточно сделать один сегмент модели и провернуть его вокруг оси. Можно, конечно, такой образец сделать изначально в Mesh. Но сплай­
ны имеют одно неоспоримое преимущество перед Mesh-объектами — они оптимально подходят для создания плавных изгибов фигуры. Рассмотрим на практике, как можно создать ту же самую бутылку.
Для начала найдите для образца любую фотографию с бутылкой или возьмите готовую в файле Scenes\glava3\bottle.jpg из архива примеров к этой книге (см. приложение). Соз­
дайте новый проект и удалите куб из сцены.
Теперь установите картинку в качестве фона окна 3D View на панели свойств ().
Переключитесь в режим вида F ront View () в ортогональной проекции
(). Добавьте в сцену примитив Add | Curve | Bezier. По умолчанию он рас­
полагается в плоскости XY. Поэтому нужно развернуть его «лицом» к себе. Установи­
те на панели свойств в группе Rotation следующие значения:
♦ X = 90;
♦ Y = -90;
♦ Z = 0.
Увеличьте масштаб кривой так, чтобы она по вертикали совпадала с образцом
(рис. 3.14).
Настало время создать контур бутылки, причем не всей, а только одной из ее сторон, скажем, левой. По умолчанию сплайн имеет всего две контрольные точки, чего явно мало. Поэтому в режиме редактирования (<ТаЬ>) выделите все клавишей <А> и на­
жмите . В появившемся меню Specials выберите функцию Subdivide. Итак, стало уже три вершины. Теперь можно новую вершину подгонять под контур примера: выде­
ляете точку, переносите на нужное место, затем с помощью рычагов настраиваете сте­
пень кривизны. Точно так же происходит работа и для всей части бутылки (рис. 3.15).
Если сейчас непосредственно перейти к операции Spin, то у нас получится бутылка из очень тонкого стекла. Особенно это будет заметно у горлышка. Поэтому нужно стеклу добавить толщину.
Сделать это просто — достаточно продублировать кривую в режиме редактирования.
Нажмите клавишу <А> для выделения всех вершин и кнопку Duplicate Curve (Дубли­
кат кривой) на панели Tool Shelf. Передвиньте ее на нужное расстояние. Так как дуб­
ликат был создан в режиме редактирования, то он является частью нашей кривой.

Кривые, поверхности NURBS
109

перейти в каталог файлов