15327

Клонирование объектов и использование массивов

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Тема 3: Клонирование объектов и использование массивов 1. Клонирование объектов и использование массивов Клонирование объектов Существует два способа клонирования объектов: первый использование команды Edit–Clone Правка–Клон

Русский

2013-06-11

938.5 KB

2 чел.

Тема 3: Клонирование объектов и использование массивов

1. Клонирование объектов и использование массивов

Клонирование объектов

Существует два способа клонирования объектов:

первый — использование команды Edit–Clone (Правка–Клонирование)

второй — трансформация объекта при нажатой клавише Shift

Создаваемый объект-клон размещается непосредственно поверх оригинала, что зачастую весьма усложняет их различение. Чтобы убедиться в создании клона, щелкните на кнопке Select By Name основной панели инструментов (или нажмите клавишу <Н>) Затем, в списке появившегося диалогового окна Select Objects найдите клонированный объект (он имеет такое же название, как и оригинал, с увеличенным на единицу порядковым номером). Если же вы хотите увидеть оба объекта, щелкните на кнопке Select and Move основной панели инструмент о и "перетащите" один объект от другого.

Упражнение 1: создание клонов объекта

Итак, что поближе познакомиться с процедурой клонирования, выполните ряд действий.

1. В каталоге dop_material/03 откройте файл Rolly Cow.max.

2. Выделите модель коровы, щелкнув на ней в одном из окон проекции.

3. Не снимая выделения с коровы, выберите команду Edit–Clone. Появится диалоговое окно Clone Options.

4. Присвойте клону имя Rolly01, установите переключатель Сору и щелкните на кнопке ОК.

5. Щелкните на кнопке Select and Move (на которой изображено черное перекрестие со стрелками) основной панели инструментов. Затем в окне проекции Left щелкните на модели коровы и перетащите ее вправо.

По мере перетаскивания вы увидите, как из-за объекта-клона покажется объект-оригинал.

6. Последовательно выделяя модели, проследите за изменением их имени в поле Name разворачивающейся панели Name and Color (вкладка Create). Обратите внимание на одинаковый цвет объекта-клона и оригинала.

7. При все еще активизированной кнопке Select and Move нажмите клавишу Shift, щелкните на клонированной модели коровы в окне проекции Left и снова переместите ее вправо. В появившемся диалоговом окне Clone Options установите число копий (Number of Copies) равным 3 и щелкните на кнопке ОК.

Щелкните на кнопке Zoom Extents All, расположенной в правом нижнем углу окна программы, чтобы увидеть все модели коров: появились три новые, расположенные на равном расстоянии друг от друга модели. Именно на такое расстояние вы перетащили второй клон прежде, чем отпустили кнопку мыши. Конечный результат эксперимента с клонированием показан на рисунке.

Клонирование нескольких объектов проще выполнить. с помощью клавиши Shift

Применение копий, экземпляров и ссылок

Работая в 3ds max, вы можете сделать созданный клон копией, экземпляром или ссылкой. И эта возможность применима не только к объектам, но и к материалам, модификаторам и контроллерам.

Работа с копиями, экземплярами и ссылками

Процесс клонирования объекта сопровождается появлением диалогового окна Clone Options. Именно это окно позволяет создать копию, экземпляр или ссылку исходного объекта. Каждый такой тип уникален и характеризуется определенными особенностями.

Копия (переключатель Сору), в соответствии с названием, представляет собой точный аналог исходного объекта. Причем новая копия никоим образом не связана с оригиналом и является уникальным объектом с собственными правами. Внесение изменений в копию никак не отражается на объекте-оригинале и наоборот.

Экземпляры (переключатель Instance) отличаются от копий, поскольку тесно связаны с исходным объектом. При этом все экземпляры оригинала также связаны, поэтому изменение одного из них ведет к незамедлительному изменению всех остальных. Так, например, если вы создадите несколько экземпляров сферы и поменяете затем радиус одного из них, новый радиус будет применен ко всем существующим экземплярам.

Ссылки представляют собой новые объекты, которые полностью зависят от изменений оригинала, однако изменение ссылок никак не отражается на оригинале. В любой момент можно разорвать связь между объектами, щелкнув на кнопке Make unique  разворачивающейся панели Modifier Stack.

Экземплярам и ссылкам можно назначать различные цвета и материалы.

Упражнение 2: создание копий, экземпляров и ссылок модели плюшевого мишки

1. Откройте файл Teddy  Bear.max из каталога dop_material/03.

2. Щелкните на модели медведя, чтобы се выделить. Обратите внимание, что модель состоит из нескольких сгруппированных объектов.

3. Не снимая выделения с модели, щелкните на кнопке Select and Move. Удерживая нажатой клавишу Shift, в окне проекции Left переместите медвежонка чуть вправо. В появившемся диалоговом окне Clone Options  установите переключатель Сору, в поле Number of Copies введите число копий, равное 1, присвойте новой модели имя Teddy's Copy и щелкните на кнопке ОК. Затем для расширения вида — на кнопке Zoom Extents All.

4. Выделите еще раз мишку-оригинал и повторите п. 3, однако установив теперь в диалоговом окне Clone Options переключатель Instance и присвоив новой модели имя Teddy's Instance.

5. Выделите еще раз мишку-оригинал и повторите п. 3, но на этот раз установите в диалоговом окне Clone Options переключатель Reference и присвойте новой модели имя Teddy's Reference. Теперь вы должны увидеть четырех медвежат.

Тщательно проверяйте каждый раз: выделять необходимо именно исходную модель, чтобы случайно не клонировать ссылку или экземпляр.

6. Выделите модель-оригинал.

Если у вас возникают трудности с поиском исходной модели, щелкните на кнопке Select By Name  основной панели инструментов для открытия диалогового окна Select Objects, выберите элемент Teddy Bear в списке имен объектов и щелкните на кнопке Select,

7. Из главного меню выберите Modifiers–Parametric Deformers–Squeeze (Модификаторы–Параметрические деформаторы–Сдавливание). В поле Amount (Степень) разворачивающейся панели Parameters (панель Command) введите значение 1,0 и нажмите клавишу Enter.

Обратите внимание, как изменились объект-экземпляр и объект-ссылка в соответствии с изменением объекта-оригинала (рис.).

Изменение оригинала приводит к изменению объектов-ссылок и объектов-экземпляров

Геометрия объектов изменяется посредством модификаторов.

Если применить какой-либо другой модификатор к объекту-ссылке, изменится только ссылка, но не оригинал. Знание принципов функционирования различных типов копий позволит быстро создавать дубликаты объектов и изменять их все сразу, не тратя времени на каждый объект в отдельности.

Создание массивов объектов

Исследуем команду Array (Массив), с помощью которой можно сразу создать большое количество одинаковых объектов.

Чтобы открыть диалоговое окно Array (Массив), выделите объект и выберите команду Tools–Array (Сервис–Массив).

Внешний вид диалогового окна Array показан на рисунке. В верхней части этого окна указывается система координат и центральная точка, относительно которой трансформируется объект.

Диалоговое окно Аrray позволяет определить число элементов массива и их смещение

Параметры, выбранные в диалоговом окне Array, сохраняются до следующего изменения Для быстрого сброса всех значений щелкните на кнопке Reset All Parameters (Сбросить все параметры).

Линейные массивы

Линейными называются массивы, объекты которых расположены вдоль прямой линии. С помощью диалогового окна Array можно определить смещение по осям X, Y и Z, а также указать, будет это смещение постоянно увеличиваться либо останется фиксированным. Для переключения между увеличивающимися и общими значениями используются кнопки со стрелками, расположенные справа и слева от подписей Move, Rotate и Scale. Так, например, в массиве из 10 элементов при увеличивающемся значении 5 каждый отдельный объект располагается на расстоянии 5 единиц от предыдущего. В массиве из 5 элементов при общем значении 100 каждый отдельный объект разместится на расстоянии 20 единиц от предыдущего.

В полях строки Move (Перемещение) вводят значения в стандартных единицах измерения, определенных в диалоговом окне Units Setup (Настройка единиц измерения). В полях строки Rotate (Вращение) указывают угол поворота в градусах, а в полях строки Scale— масштаб элементов массива (в процентах), но отношению к выделенному объекту. Все значения, введенные в полях этих трех строк, могут быть как положительными, так и отрицательными.

Установка флажка Re-Orient (Изменить направление) приведет к тому, что направление системы координат будет меняться после каждого вращения. При снятии этого флажка правильно повернуть объекты массива невозможно. Установленный флажок Uniform (Унифицировать), в правой части диалогового окна, отключит значения полей Y и Z строки Scale, что приведет к однородному масштабированию объектов массива. Для неоднородного масштабирования просто снимите этот флажок.

Раздел Type of Object (Тип объекта) позволяет определить, будут новые объекты копиями, экземплярами или ссылками. Если планируется сделать все объекты одинаковыми, выберите переключатель Instance.

В разделе Array Dimensions (Размер массива) можно установить число копируемых объектов в одном из трех вариантов измерений. Для объектов в каждом измерении можно определить дифференциальные значения смешений.

С помощью диалогового окна Array создают большое количество объектов. Если  их окажется слишком много, система может отказать.

Упражнение 3: построение одномерного массива

Давайте начнем с простою примера и построим белый деревянный забор. Поскольку он состоит из одинаковых планок, достаточно создать всею лишь одну, а затем с помощью команды Array последовательно ее размножить.

Итак, для построения белого деревянного забора выполните описанные ниже действия.

1. В каталоге dop_material/03 откройте файл White Picket Fence.max.

2. Выделите планку забора, в главном меню программы выберите команду Tools–Array, чтобы открыть диалоговое окно Array.

3. В диалоговом окне Array щелкните на кнопке Reset All Parameters (Сбросить все параметры). Введите значение 50 в поле столбца X строки Move раздела Incremental. (Таким образом определяется изменяемое значение для размещения каждой последующей планки.) Затем в разделе Array Dimensions, в поле Count, который находится справа от переключателя 1D введите 20 (число объектов массива). Щелкните на кнопке ОК для создания объектов.

4.  Щелкните на кнопке Zoom Extents All в нижнем правом углу рабочего окна, чтобы просмотреть в окне проекции всю ограду.

Конечный результат описанных действий показан на рисунке

Деревянный забор, построенный с помощью команды Аггaу

Упражнение 4: создание двухмерного массива

Теперь проведем более сложный эксперимент с командой Array: подготовимся к мировым катаклизмам, разместив на полке склада как можно больше банок с консервами. Чтобы создать двухмерный линейный массив объектов, выполните ряд действий.

1. В каталоге dop_material/03 найдите и откройте файл Soup.max. В файле находится примитив — цилиндр с обернутой вокруг него консервной этикеткой, т.е. консервная банка.

2. Выделите консервную банку и щелкните на вкладке Modify панели Command. Обратите внимание на то, что в поле Radius разворачивающейся панели Parameters введено значение 20. Именно оно подсказывает, каким сделать увеличивающееся значение, чтобы не допустить наложения соседних объектов будущего массива. Выделив консервную банку, откройте диалоговое окно Array командой Tools–Array или щелчком на кнопке Array основной панели инструментов.

3. В диалоговом окне Array введите значение 42 в поле столбца X строки Move раздела Incremental. Это значение в два раза превышает радиус цилиндра, поэтому соседние консервные банки не будут перекрываться.

4. В разделе Array Dimensions установите переключатель 2D и в поле Count, справа от этого переключателя, введите значение 10. В поле Count, справа от переключателя 1D, введите значение 5. Обратите внимание на то, что в поле Total in Array автоматически подсчитано общее количество объектов массива — 50.

Таким образом, на данном этапе определены параметры двухмерного массива, состоящего из 50-ти банок.

Не стоит слишком переживать, если вы с первого раза не угадали со значениями. Введенные последними значения сохраняются в диалоговом окне Array  вплоть до завершения работы с 3ds max.

5. В группе элементов Incremental Row Offset (справа от переключателя 2D) в поле столбца Y введите значение, в два раза превышающее радиус (примерно 42). Щелкните на кнопке ОК для применения команды Array.

Двухмерный массив объектов, созданный с помощью команды Array

Круговые массивы

Диалоговое окно Array может использоваться для создания не только линейных массивов. В последнем случае, например, все преобразования выполнялись относительно центральной опорной точки. Чтобы убедиться в этом, обратите внимание на верхнюю часть диалогового окна Array  — World Coordinates (Use Pivot Point Center) (Глобальные координаты (Использовать центральную опорную точку). В следующем примере вы увидите, как изменение центра трансформации позволяет создать круговой массив.

Все преобразования выполняются относительно центральной точки. Для ее изменения можно воспользоваться кнопкой Use Center (расположенной справа от списка Reference Coordinate System)  основной панели инструментов. На ваш выбор предлагается три варианта этой кнопки:

Use Pivot Point Center (Использовать опорную точку объекта) ,

Use Selection Center (Использовать центр выделения) ,

Use Transform Coordinate Center (Использовать центр координат преобразования) .

Упражнение 5: построение "чертового колеса"

"Чертово колесо" (или колесо обозрения) — довольно известный аттракцион, устанавливаемый на всякого рода ярмарках и в парках отдыха. Это большое вращающееся вокруг своей оси колесо, на краях которого смонтированы сидения для людей. Подобные объекты, вращающиеся вокруг центральной точки, можно создать и с помощью диалогового окна Array. В примере, приведенном в данном разделе, создается круговой массив с помощью трансформации Rotate и параметра Use Transform Coordinate Center.

Итак, проследуем таким путем.

1. В каталоге dop_material/03 найдите и откройте файл Ferris Wheel .max.

В файле находится увеличенное окно проекции Front с профилем "чертового колеса".

2. Щелкните на кнопке Use Selection Center  основной панели инструментов и, не отпуская кнопку мыши, переместите указатель к последней пиктограмме, Use Transform Coordinate Center .

Выбранная таким образом кнопка станет активной. Она отвечает за все трансформации, которые будут происходить относительно координатных осей в центре экрана.

3. Выделите голубое кресло, затем с помощью команды Tools–Array и откройте одноименное диалоговое окно. Прежде, чем вводить значения в этом диалоговом окне, щелкните на кнопке Reset All Parameters.

4. Между разделами Incremental и Totals находятся надписи Move (Перемещение), Rotate (Вращение) и Scale (Масштабирование). Щелкните на кнопке со стрелкой, расположенной справа от надписи Rotate. Введите в поле столбца Z значение 360 градусов и убедитесь в отсутствии флажка Re-Orient.

Значение 360 определяет один полный круг, а деактивизация параметра Re-Orient позволяет исключить вращение объекта кресла.

5. Установите в поле Count, расположенном справа от переключателя 1D, значение 8 и щелкните на кнопке ОК для создания массива.

6. Выделите зеленую опору колеса и снова откройте диалоговое окно Array с помощью команды Tools–Array. Установите флажок Re-Orient, а остальные параметры оставьте прежними. Щелкните на кнопке ОК, чтобы создать круговой массив.

На рисунке показано получившееся "чертово колесо". Если щелкнуть на переключателе Min/Max Toggle в нижнем правом углу окна программы, можно снова увидеть все четыре окна проекции.

Круговой массив, созданный вращением объектов вокруг центра координат преобразования

Спиральные массивы

Спиральные массивы создаются с помощью одновременного перемещения и вращения объектов вокруг одной оси. Различные комбинации параметров диалогового окна Array позволяют получить весьма интересные варианты моделей.

Упражнение 6: построение винтовой лестницы

Для построения винтовой лестницы сначала необходимо создать простой прямоугольный объект, который будет использоваться в качестве ступеньки. Поскольку винтовая лестница закручивается вокруг центральной оси, необходимо разместить центр преобразования в конце объекта ступеньки.

Чтобы построить спиральную лестницу, выполните ряд действий.

1. В каталоге dop_material/03 найдите и откройте файл Spiral Staircase.max. В файле увеличено окно проекции Тор, поскольку именно в этом ракурсе создавать винтовую лестницу будет проще всего.

2. Активизируйте режим Use Transform Coordinate Center  кнопки Use Center панели инструментов, что позволит выполнить преобразование выделенного объекта вокруг центра активного окна проекции. Обратите внимание на размещение осей посередине окна проекции.

3. Выделите объект ступеньки и откройте диалоговое окно Array, выбрав команду Tools–Array. Прежде, чем вводить какие-либо значения, щелкните на кнопке Reset All Parameters.

4. В разделе Incremental введите значение 50 в столбце Z строки Move и значение 45 в столбце Z строки Rotate.

5. В поле 1D Count установите значение 20 (оно определяет число ступенек, поэтому, если желаете, можете его изменить) и щелкните на кнопке ОК, для того чтобы создать массив.

Готовая винтовая лестница показана на рисунке

Немного фантазии в процессе использования средства Array — и вот такая винтовая лестница готова

Зеркальное отражение объектов

Зеркальное отражение объектов позволяет ограничиться моделированием лишь одной части объекта. Отличным примером таких объектов может служить человеческое лицо. Создав в 3ds max только одну половину объекта, вы можете зеркально ее отобразить с помощью команды Mirror (Зеркальное отражение).

Упражнение 7: зеркальное отражение фигуры мультипликационного героя

Для зеркального отображения модели муравья проделайте следующее.

1. В  каталоге dop_material/03 найдите и откройте файл Half an Ant.max. В этом файле окно проекции Perspective увеличено.

2. Выделите половину фигуры, выберите команду Tools–Mirror или  щелкните на кнопке Mirror  основной панели инструментов, чтобы открыть диалоговое окно Mirror: Screen Coordinates.

3. В диалоговом окне Mirror: Screen Coordinates установите переключатель X в разделе Mirror Axis (Ось отражения) и Instance - в разделе Clone Selection. В поле Offset введите значение -20.0. Любые изменения параметров в диалоговом окне тут же отобразятся в окнах проекции.

4. Кнопкой ОК закройте диалоговое окно.

Полностью симметричная фигура, созданная с помощью инструмента Mirror

Применение команды Mirror

Команда Mirror копирует выделенный объект относительно текущей системы координат. Эту команду можно применять и для построения неклонированного объекта, установив переключатель No Clone.

Чтобы открыть показанное на рисунке диалоговое окно Mirror, выберите команду Tools–Mirror (Сервис–3еркальное отражение) или щелкните на кнопке Mirror . При этом доступ к данному окну можно получить, только предварительно выделив объект.

В диалоговом окне Mirror можно определить ось или плоскость, относительно которой необходимо зеркально отобразить объект. Здесь же можно указать значение смещения. Как и в предыдущих командах клонирования, можно сделать новый объект копией, экземпляром или ссылкой. С помощью параметра No Clone можно просто перевернуть объект вокруг определенной оси. В нижней части окна расположен параметр Mirror IK Limits, его активизация уменьшает число параметров обратной кинематики, которые необходимо устанавливать.

Диалоговое окно Mirror используется для построения инвертированной копии объекта

Размещение клонированных объектов

Хотя диалоговое окно Array включает множество различных параметров, позволяющих разместить клонированные объекты на определенном расстоянии друг от друга, существуют другие способы их позиционирования. Инструмент Spacing Tool, например, позволяет расположить клоны на фиксированном расстоянии друг от друга вдоль определенного маршрута, а Ring Array System предоставляет возможность размещения клонированных объектов по круговому изогнутому маршруту.

Упражнение 8: построение модели аттракциона "Американские горки"

Для создания модели аттракциона '"Американские горки" потребуется маршрут и тележка. Используя инструмент Spacing Tool, можно разместить клонируемые объекты вдоль определенного маршрута.

Чтобы построить модель американских горок, выполните ряд действий.

1. В каталоге dop_material/03 найдите и откройте файл Roller Coaster .max. В этом файле окно проекции Perspective увеличено. В файле содержится маршрут и тележка для американских горок.

2. Выделите тележку и откройте диалоговое окно Spacing Tool командой Tools– Spacing Tool

3.  В диалоговом окне Spacing Tool щелкните на кнопке Pick Path и выделите волнистый маршрут. Теперь на кнопке отобразится название маршрута.

4. Из раскрывающегося списка раздела Parameters выберите элемент Start Offset, Divide Evenly. Введите значение 10 в поле Count и значение 100 — в поле Start Offset.

5. Активизируйте переключатели Edges в разделе Context и установите флажок Follow. Затем в разделе Type of Objects выберите переключатель Instance. Щелкните на кнопке Apply и, если результат такой, как вы и ожидали, закройте диалоговое окно Spacing Tool.

На рисунке представлен результат проделанных действий.

Использование инструмента Spacing Tool

Доступ к инструменту Spacing Tool обеспечивается командой Tools– Spacing Tool. Открывается диалоговое окно Spacing Tool, которое содержит кнопки Pick Path (Выбрать маршрут) и Pick Points (Выбрать точки). а также  позволяет определить  число объектов (поле Count),  расстояние  (поле  Spacing) и смещения (поля Start Offset и End Offset). В раскрывающемся списке раздела Parameters доступны элементы Divide Evently. Centered, End Offset и др.

Расстояние между объектами можно определить двумя способами; между краями и между центрами. Первый вариант представлен переключателем Edges, второй — Centers. При активизации переключателя Edges расстояние высчитывается от края до края двух расположенных рядом объектов. Если установлен флажок Follow (Следовать), объекты выравниваются по выбранному маршруту. Как и ранее, каждый клонируемый объект может быть копией, экземпляром или ссылкой исходного объекта.

Диалоговое окно Spacing Tool позволяет разместить клонируемые объекты вдоль определенного маршрута

Контрольные вопросы:

Назовите два способа клонирования объектов в программе 3ds max.

Охарактеризуйте копию объекта, экземпляр объекта, ссылку объекта. В чем разница между ними?

Какие типы массивов можно создавать в программе 3ds max?

Создайте трехмерный массив из банок в файле Soup.max.

Объясните принцип создания одномерных, двухмерных и трехмерных линейных массивов.

Объясните принцип создания кругового массива.

Объясните принцип размещения нескольких объектов по заданной кривой.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18993. Температурная зависимость плотности энергии равновесного (черного) излучения 246 KB
  Лекция VI 1. Температурная зависимость плотности энергии равновесного черного излучения. Если для какойлибо системы удается найти связь между давлением объемом и энергией т.е. аналог уравнения состояния то можно вычислить все ее термодинамические величины. Для излу...
18994. О черных дырах 228 KB
  Лекция VII 1. О черных дырах. Научное представление о черных дырах возникло к концу 18 века. В 1799 г. Лаплас на основании ньютоновской теории тяготения и предположения о конечной скорости света показал что достаточно компактное массивное тело будет невидимым для внешнего ...
18995. Большое каноническое распределение Гиббса 309 KB
  Лекция VIII 1. Большое каноническое распределение Гиббса. Рассмотрим малую часть микроканонического ансамбля см. III.1.1 которая может обмениваться с термостатом не только энергией тепловой контакт но и частицами. Энергия этой квазизамкнутой подсистемы зависит от объ...
18996. Идеальные газы 249.5 KB
  Лекция IX 1. Идеальные газы. Большую статистическую сумму удается рассчитать для идеальных газов. Это системы в которых можно пренебречь взаимодействием частиц. Такое пренебрежение возможно когда взаимодействие мало черное излучение асимптотическая свобода или газ...
18997. Термодинамические величины больцмановского идеального газа 222.5 KB
  Лекция Х 1. Термодинамические величины больцмановского идеального газа. Учитывая формулы IX.5.5 и IX.5.6 находим термодинамический потенциал X.1.1 С другой стороны поэтому ...
18998. Сильно вырожденный ферми - газ 249.5 KB
  Лекция ХI 1. Сильно вырожденный ферми газ. Будем рассматривать фермионы со спином равным половине электроны протоны нейтроны когда . Посмотрим как ведет себя распределение ФермиДирака IX.2.2 XI.1.1 ка...
18999. Вырожденный бозе-газ 309 KB
  Лекция XII 1. Вырожденный бозегаз. Химический потенциал бозегаза определяется из уравнения X.2.5 XII.1.1 При заданной концентрации будем понижать температуру газа. Поскольку по условию левая часть уравнения XII.1.1 не м
19000. Черное излучение 238.5 KB
  Лекция XIII 1. Черное излучение. Черным излучением называется электромагнитное излучение находящееся в равновесии с веществом. Поскольку электромагнитное излучение состоит из фотонов то черное излучение – это равновесный идеальный бозегаз: фотоны практически не взаи...
19001. Химическое равновесие 281 KB
  Лекция XIV 1. Химическое равновесие. Уравнение химической реакции общего вида можно представить в форме XIV.1.1 где химические символы реагирующих веществ целые числа отвечающие данной реакции. Например в случае превращения гремучего газа в воду имеем XIV.1.2...