Урок 14. Створення настільної лампи

У цьому уроці розглянемо просту сцену з включеною настільною лампою. На нескладному прикладі ви навчитеся встановлювати освітлення в сцені.

Спочатку закріпимо навики моделювання і створимо модель настільної лампи уручну. Для цього будуть використані стандартні примітиви, а також елементи моделювання сплайна.

Лампа складатиметься з п'яти частин: лампочки, плафона, ніжки, основи і вмикача.

Підстава лампи

Для моделювання підстави лампи використовуємо стандартний об'єкт Champher Cylinder (Циліндр з фаськой). Створіть у вікні проекції об'єкт Chamfer Cylinder (Циліндр з фаськой). Перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і встановите для нього наступні параметри: Radius (Радіус) — 55 Height (Висота) — 11 Fillet (Закруглення) — 1,5 Height Segs (Кількість сегментів по висоті) — 4 Filletsegs (Кількість сегментів на фаське) — 5 Cap Segs (Кількість сегментів в підставі) — 7 Sides (Кількість сторін) — 50. Щоб об'єкт набув згладженої форми, встановите прапорець Smooth (Згладжування) (мал. 6.14).

Мал. 6.14. Налаштування об'єкту Chamfer Cylinder (Циліндр з фаськой)

Мал. 6.15. Основа лампи з обідком

Щоб підстава лампи виглядала реалістично, можна зробити в нижній її частині обідок. Для цього клонуйте об'єкт Chamfer Cylinder (Циліндр з фаськой)перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і встановите для отриманого об'єкту більший радіус - 57. Зміните також інші параметри: Height (Висота) - 3 Fillet (Закруглення) - 0,4 Height Segs (Кількість сегментів по висоті) - 3 Fillet Segs (Кількість сегментів на фаське) - 4 Cap Segs (Кількість сегментів в підставі) - 1 Sides (Кількість сторін) — 50.

Щоб об'єкт набув згладженої форми, встановите прапорець Smooth (Згладжування) (мал. 6.15).

Вмикач

Вмикач лампи складається з двох елементів, кожен з яких також можна створити за допомогою стандартного примітиву Chamfer Cylinder (Циліндр з фаськой).

Створіть у вікні проекції об'єкт Chamfer Cylinder (Циліндр з фаськой). Перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і встановите для нього наступні параметри: Radius (Радіус) - 12 Height (Висота) - 4 Fillet (Закруглення) -0,6, Height Segs (Кількість сегментів по висоті) — 4 Fillet Segs (Кількість сегментів на фаське) - 5 Cap Segs (Кількість сегментів в підставі) — 4 Sides (Кількість сторін) — 40.

Щоб об'єкт набув згладженої форми, встановите прапорець Smooth (Згладжування).

Вирівняйте створений об'єкт щодо основи настільної лампи.

Для цього у вікні Align Selection (Вирівнювання виділених об'єктів) встановите наступні параметри:

•  прапорець Z Position (Z-позиция);
•  перемикач Current Object (Об'єкт, який вирівнюється) у положення Center (По центру);
•  перемикач Target Object (Об'єкт, щодо якого вирівнюється) у положення Maximum (По максимальних координатах вибраних осей).

Натисніть кнопку Apply (Застосувати) або ОК.

Положення вимикача на основі лампи в плоскості XY підберіть уручну. Після вирівнювання об'єктів по осі Z зробити це буде нескладно (мал. 6.16).

Тепер клонуйте перший елемент вмикача. Перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і встановите для створеного об'єкту наступні параметри: Radius (Радіус) - 11 Height (Висота) - 9 Fillet (Закруглення) - 0,6 Height Segs (Кількість сегментів по висоті) - 4 Fillet Segs (Кількість сегментів на фаське) - 5 Cap Segments (Кількість сегментів в підставі) — 4 Sides (Кількість сторін) — 40.

Щоб об'єкт набув згладженої форми, встановите прапорець Smooth (Згладжування). Вмикач готовий (мал. 6.17).

Мал. 6.16. Розташування об'єктів після вирівнювання по осі Z і в плоскості XY

Мал. 6.17. Основа лампи з вмикачем

Ніжка

Для моделювання ніжки лампи можна використовувати сплайн Line (Лінія) необхідної форми. Щоб створити об'єкт Line (Лінія)необхідно перейти на вкладку Create (Створення) командній панелі, в категорію Shapes (Форми) і натиснути відповідну кнопку. Перемкнетеся у вікно проекції Front (Спереду) і за допомогою інструменту Line (Лінія) створіть криву, показану на мал. 6.18. Звернете увагу, що нижня частина кривої повинна заходити в середину підстави лампи. Результат, який ви при цьому отримаєте, буде далекий від ідеального. Причина цього криється в тому, що необхідна форма кривої має різні типи зламу в точках вигину, в даному випадку злам має бути плавним. Щоб виправити ситуацію, необхідно уручну встановити тип зламу в кожній крапці. Для цього виділите об'єкт у вікні проекції Тори (Зверху), перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі, розкрійте рядок Line (Лінія) у стеку модифікаторів, клацнувши на плюсике. Перемкнетеся в режим редагування Vertex (Вершина) (мал. 6.19). Виділите одну або декілька вершин, в яких вам необхідно змінити характер зламу. Для зміни характеру зламу виділених вершин клацніть правою кнопкою миші у вікні проекції і в контекстному меню виберіть необхідний тип зламу — в даному випадку Bezier (Безье) (мал. 6.20).

Мал. 6.18. Крива, на основі якої буде створена ніжка настільної лампи

Для виділення декількох вершин натисніть і утримуйте клавішу Ctrl.

Мал. 6.19. Перемикання в режим редагування Vertex (Вершини) в стеку модифікаторів

Мал. 6.20. Вибір характеру зламу в контекстному меню

Мал. 6.21. Вид сплайна після зміни

УВАГА

Щоб поліпшити форму сплайна, для деяких вершин потрібно буде не тільки змінити характер зламу, але і перемістити їх.

Тепер тривимірна крива виглядатиме, як показано на мал. 6 21 Вийдіть з режиму редагування Vertex (Вершина) і в свиті Rendering (Візуалізація) налаштувань об'єкту Line (Лінія) встановите прапорці Renderable (Що візуалізується і Display Render Mesh (Відображати оболонку об'єкту)а також задайте значення параметра Thickness (Товщина) рівним 12, а параметра Sides (Кількість сторін) - 13 (мал. 0.22). Завдяки цьому сплайн придбає вид зігнутого циліндра.

Мал. 6.22. Налаштування об'єкту Line (Лінія)

Перейдіть у вікно проекції Тор (Зверху) і уручну підберіть оптимальне положення для поєднання ніжки з основою (мал. 6.23).

Мал. 6.23. Основа лампи з ніжкою

Щоб додати моделі правдоподібніший вигляд, створимо ще одну невелику деталь — втулку, що сполучає основу з ніжкою. Для цього клонуйте один з об'єктів Chamfer Cylinder (Циліндр з фаськой)які складають вимикач. Перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і встановите для нього наступні параметри: Radius (Радіус) — 9 Height (Висота) — 15 Fillet (Закруглення) — 3 Height Segs (Кількість сегментів по висоті) — 4 Fillet Segs (Кількість сегментів на фаське) — 5 Cap Segs (Кількість сегментів в підставі) — 1 Sides (Кількість сторін) — 40. Щоб об'єкт набув згладженої форми, встановите прапорець Smooth (Згладжування). Підберіть уручну положення втулки на підставі лампи в плоскості XY. Оскільки цей елемент вже вирівняний щодо підстави по осі Z, зробити це буде нескладно (мал. 6.24).

РАДА

Моделюючи тривимірну сцену, ви не повинні забувати про те, що всі об'єкти, включаючи ті, які змодельовані за допомогою стандартних примітивів (дитячі кубики, металеві труби, книги), не можуть мати ідеально рівних країв, тому що в реальному житті рідко можна зустріти об'єкти з різкими контурами. Ідеально рівні краї відразу «видають» тривимірну підробку. З цієї причини для створення даного елементу лампи ми вибрали примітив Chamfer Cylinder {Циліндр з фаськой), яким дозволяє отримати об'єкт із закругленими краями.

Мал. 6.24. До моделі додана втулка, що сполучає основу з ніжкою

Плафон

Для створення плафона лампи перемкнетеся у вікно проекції Тор (Зверху) і за допомогою інструменту Line (Лінія) створіть криву, показану на мал. 6.25.

Мал. 6.25. Створення кривої, на основі якої буде створений плафон настільної лампи

При необхідності зміните характер зламу вершин так, як це описано вищим. Виділите створений сплайн і перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі. Розкрійте список Modifier List (Список модифікаторів) і виберіть в нім модифікатор Lathe (Обертання навколо осі). Даний модифікатор дозволяє отримати поверхню обертання із заданим профілем сплайна. У свиті Parameters (Параметри) налаштувань модифікатора Lathe (Обертання навколо осі) натисніть кнопку Y в області Direction (Напрям)таким чином ви виберіть вісь, навколо якої відбуватиметься обертання сплайна (мал. 6.26). Після цього у вікні проекції сплайн перетвориться на фігуру обертання навколо вибраної осі.

Мал. 6.26. Налаштування модифікатора Lathe (Обертання навколо осі)

Отримана модель не зовсім схожа на об'єкт, який нам необхідно створити, удосконалимо його. Визначимо положення осі обертання. Для цього в області Align (Вирівнювання) налаштувань модифікатора натисніть кнопку Мах (Максимальний). Вибрана раніше вісь обертання буде автоматично вирівняна по краю моделі.

Залишилося вибрати тип редагованої поверхні, з якою надалі належить працювати. За допомогою перемикача Output (Результат) у налаштуваннях модифікатора можна вибрати один з трьох типів поверхні: Patch (Полігональна поверхня) Mesh (Поверхня) і NURBS (NURBS-поверхность). Виберіть тип Mesh (Поверхня).

Перейдіть у вікно проекції Тор (Зверху) і уручну підберіть оптимальне положення для поєднання плафона з ніжкою (мал. 6.27).

Мал. 6.27. Тепер у лампи є плафон

Лампочка

Останній етап моделювання — моделювання лампочки. Створимо її за допомогою стандартного примітиву Sphere (Сфера). Перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і встановите для об'єкту наступні параметри: Radius (Радіус) — 18 Segments (Кількість сегментів) — 24 Hemisphere (Півсфера) — 0,55. Щоб об'єкт набув згладженої форми, встановите прапорець Smooth (Згладжування). В результаті ви отримаєте об'єкт, як на мал. 6.28. Як бачите, створений об'єкт зовсім не схожий на лампочку. Проте в нашому випадку півсфери буде цілком досить, щоб імітувати тривимірну поверхню лампочки.

Мал. 6.28. Півсфера, яка гратиме роль лампочки

РАДА

Мир тривимірної графіки — це віртуальна реальність, де все нагадує театральні декорації. Якщо задня частина об'єкту не буде видна — не моделюйте її. Якщо у вас є болт з накрученою гайкою, не варто моделювати різьблення під гайкою, якщо в сцені буде видний фасад будинку, не потрібно створювати інтер'єр. У нашому випадку немає ніякого сенсу створювати лампочку цілком, а також патрон в середині плафона, оскільки він не буде видний.

Тепер вирівняємо лампочку щодо плафона. Для цього у вікні Align Selection (Вирівнювання виділених об'єктів) встановите наступні параметри:

•  прапорці Y Position (Y-позиция) і X Position (Х-позиция);
•  перемикач Current Object (Об'єкт, який вирівнюється) у положення Center (По центру);
•  перемикач Target Object (Об'єкт, щодо якого вирівнюється) у положення Center (По центру).

Натисніть кнопку Apply (Застосувати) або ОК.

Вирівняти об'єкт по осі Z не складе труднощів уручну. Готова модель виглядатиме, як показано на мал. 6.29.

Мал. 6.29. Готова модель лампи

Створення інтер'єру

Щоб були видні відкидані лампою тіні, що горіла, необхідно створити в сцені деякі елементи інтер'єру. ходімо створити

Мал. 6.30. Сцена з інтер'єром

Це буде поверхня столу і стіни. Ці об'єкти можна створити за допомогою стандартних примітивів Plane (Плоскість) і Box (Паралелепіпед). Ми детально не зупинятимемося на цьому етапі, оскільки вважаємо його за дуже простого. Сподіваємося, що ви без зусиль справитеся із створенням цих об'єктів і вирівнюванням їх щодо створеної раніше моделі лампи (мал. 6.30).

Додавання джерел світла в сцену

Щоб додати в сцену джерело світла, перейдіть на вкладку Create (Створення) командній панелі, в категорії Lights (Джерела світла) виберіть рядок Standard (Стандартні) і натисніть кнопку Omni (Всенаправлений). Створіть джерело світла в будь-якій вільній точці простору.

УВАГА

При створенні джерела світла 3ds max вимкнуть свою систему освітлення, яка використовується за умовчанням.

Натисніть кнопку F9, щоб візуалізувати сцену (мал. 6.31). Ви побачите, що сцена освітлена, проте в ній відсутні тіні, що відкидаються об'єктом, які обов'язково були б присутні в реальності.

Мал. 6.31. Після першої візуалізації на зображенні відсутні тіні

РАДА

Якщо на отриманій картинці ви не бачите підлоги, значить, ви створили джерело світла під ним. Підніміть його вище уздовж осі Z і спробуйте візуалізувати сцену ще раз.

Для додавання тіней виділите джерело світла Omni (Всенаправлений)перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і в свиті налаштувань General Parameters (Загальні параметри) встановите прапорець Shadows On (Включити тіні). Виберіть тип прорахунку тіней Shadow Map (Карта тіней) (мал. 6.32). Натисніть клавішу F9, щоб ще раз візуалізувати сцену. На отриманому зображенні тіні повинні з'явитися (мал. 6.33).

Мал. 6.32. Сувій General Parameters (Загальні параметри) налаштувань джерела світла Omni (Всенаправлений)

Мал. 6.33. Після другої візуалізації на зображенні присутні тіні

Тепер необхідно вирівняти джерело світла щодо плафона по всіх трьом осям. Для цього у вікні Align Selection (Вирівнювання виділених об'єктів) встановите наступні параметри:

•  прапорці Y Position (Y-позиция), Х Position (Х-позиция) і Z Position (Z-позиция);
•  перемикач Current Object (Об'єкт, який вирівнюється) у положення Center (По центру);
•  перемикач Target Object (Об'єкт, щодо якого вирівнюється) у положення Center (По центру).

Натисніть кнопку Apply (Застосувати) або ОК.

Оскільки плафон лампи був створений за допомогою модифікатора Lathe (Обертання навколо осі)одна із сторін освіченої поверхні буде прозорою, в чому можна легко переконатися, повернувши плафон і заглянувши «всередину». Щоб позбавитися від цього недоліку, необхідно у властивостях матеріалу плафона задати відображення обох сторін тривимірного об'єкту.

Мал. 6.34. Вікно Material Editor (Редактор матеріалів)

Відкрийте вікно Material Editor (Редактор матеріалів)виконавши команду Rendering > Material Editor (Візуалізація > Редактор матеріалів)і в порожньому осередку створіть новий матеріал на основі Standard (Стандартний). У свиті налаштувань Shader Basic Parameters (Основні параметри затінювання) встановите прапорець 2-sided (Двосторонній) для використання двостороннього матеріалу (мал. 6.34).

Натисніть кнопку F9, щоб ще раз візуалізувати сцену (мал. 6.35). Як видно на отриманому зображенні, світло падає від лампи, проте велика частина картинки дуже темна. До того ж видно тінь від об'єкту, який імітує лампочку.

Мал. 6.35. Після третьої візуалізації видно, що світло падає від лампи

Спочатку усунемо другу проблему. Щоб об'єкт Sphere (Сфера) не відкидав тінь, його необхідно виключити із списку об'єктів, з якими працює джерело світла. Для цього виділите джерело світла Omni (Всенаправлений)перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і в свиті налаштувань General Parameters (Загальні параметри) натисніть кнопку Exclude (Виключити).

У списку Scene Objects (Об'єкти сцени) вікна, що з'явилося Exclude/Include (Ісьключить/включить) виділите об'єкт Sphered і натисніть кнопку у вигляді подвійної стрілки. Об'єкт буде перенесений в список правої частини вікна (мал. 6.36). Натисніть клавішу F9, щоб ще раз візуалізувати сцену. Як видно на отриманому зображенні (мал. 6.37), тінь від об'єкту Sphere (Сфера) більше не падає, завдяки чому видно основа лампи. Тепер спробуємо вирішити проблему затемненності більшої частини сцени. Для цього необхідно встановити допоміжне освітлення.

Інтенсивність допоміжних джерел світла, яка задається за допомогою параметра Multiplier (Яскравість)обов'язково має бути значно менше, ніж основного.

Мал. 6.36. Діалогове вікно Exclude/include (Ісьключить/включить)

Мал. 6.37. Після четвертої візуалізації видно, що тінь від лампочки не відкидається

Як допоміжні джерела світла часто використовуються джерела типу Spot (Направлені). Щоб додати в сцену направлене джерело світла, перейдіть на вкладку Create (Створення) командній панелі, в категорії Lights (Джерела світла) виберіть рядок Standard (Стандартні) і натисніть кнопку Target Spot (Направлений з мішенню). Створіть джерело світла таким чином щоб світло падало на сцену зверху, а мішень знаходилася в кутку, за лампою (рис 6.38)!

Мал. 6.38. Розташування джерела світла Target Spot (Направлений з мішенню) в сцені

Мал. 6.39. Після п'ятої візуалізації сцена дуже сильно освітлена

Натисніть клавішу F9, щоб ще раз візуалізувати сцену.

Як видно на отриманому зображенні (мал. 6.39), тепер сцена освітлена, проте інтенсивність допоміжного джерела світла дуже велика.

Щоб зменшити інтенсивність допоміжного джерела світла, виділите об'єкт Spot (Всенаправлений)перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і свиті налаштувань Intensity/color/attenuation (Інтенсивность/цвет/ Загасання) задайте значення параметра Multiplier (Яскравість) рівним 0,5 (мал. 6.40).

Мал. 6.40. Налаштування джерела світла Target Spot (Направлений з мішенню) Натисніть клавішу F9, щоб ще раз візуалізувати сцену.

Як видно на отриманому зображенні (мал. 6.41), світло виходить від лампи, але при цьому немає дуже затемнених ділянок.

В цілому освітлення вибране правильно.

Мал. 6.41. Після шостої візуалізації сцена освітлена практично правильно

У отриманій сцені можна підкоригувати кількість сегментів в моделі плафона, утвореній за допомогою модифікатора Lathe (Обертання навколо осі).

Якщо ви уважно подивитеся на мал. 6.41, то побачите, що тінь від плафона не кругла, а має контури багатокутника.

Оскільки передбачається, що плафон має бути круглим, в реальності такої тіні бути не може.

Щоб виправити цей недолік, виділите плафон, перейдіть на вкладку Modify (Зміна) командній панелі і в стеку модифікаторів клацніть на назві модифікатора Lathe (Обертання навколо осі).

У свиті Parameters (Параметри) налаштувань модифікатора збільште значення параметра Segments (Кількість сегментів).

Виберіть, наприклад, значення 60 (мал. 6.42).

Натисніть клавішу F9, щоб ще раз візуалізувати сцену.

Як видно на отриманому зображенні (мал. 6.43), тінь від плафона стала рівною.

Мал. 6.42. Налаштування модифікатора Lathe (Обертання навколо осі)

Підведемо підсумки уроку — виконавши його, ви навчилися:

•  додавати в сцену джерела світла;
•  підбирати положення джерел світла в сцені;
•  використовувати допоміжні джерела світла;
•  підбирати яскравість освітлення;
•  настроювати відображення тіней;
•  виключати окремі об'єкти з освітлення.

Мал. 6.43. Фінальна візуалізація - сцена освітлена правильно

Ви також закріпили свої навики, які торкаються:

•  моделювання об'єктів на основі сплайнів;
•  використання інструменту Line (Лінія);
• редагування тривимірних кривих в режимі редагування Vertex(Вершини);
•  зміни характеру зламу кривої у вибраних крапках;
•  використання модифікатора Lathe (Обертання навколо осі);
• створення двостороннього матеріалу;
• призначення матеріалу об'єкту.