Короткі теоретичні відомості. Программа 3ds Max дает возможность анимировать трансформации и модификации объектов, а также изменения свойств материала и состояния внешней среды

Программа 3ds Max дает возможность анимировать трансформации и модификации объектов, а также изменения свойств материала и состояния внешней среды. Достаточно активизировать кнопку Auto Key (Автоключ), и программа запишет все изменения, выполняемые в сцене, как ключевые кадры анимации. Каждый такой ключ хранит значение, предназначенное для использования модифицированным параметром в заданное время.

Для редактирования анимации в программе используется Track View (Редактор треков). Он показывает иерархический список всех анимируемых элементов на сцене — объектов, модификаторов объектов, источников света, камер, эффектов среды и материалов. Для каждого из этих элементов приведены параметры анимации и ассоциированные ключи, которые можно изменять даже в процессе анимации.

Для создания анимации в 3ds Max достаточно указать значения параметров в ключевых точках. Программа просчитает изменение параметров от одного ключевого кадра к другому и автоматически визуализирует кадры, не являющиеся ключевыми.

Режим создания ключевых кадров включается при помощи кнопки Auto Key (Автоключ), расположенной под шкалой анимации. Любое изменение параметра сцены в текущем кадре запоминается, и на шкале анимации появляется метка-маркер ключевого кадра. Для перемещения между ключевыми кадрами анимации используется кнопка Key Mode Toggle (Переключение между ключевыми кадрами). Ключевыми кадрами можно управлять — изменять их положение, удалять, назначать группам объектов, корректировать параметры и т. д.

Окно Time Configuration (Конфигурация времени)

По умолчанию продолжительность создаваемой в 3ds Max анимации равна 101 кадру при формате создаваемого видео NTSC (29,97 кадра в секунду). При таких настройках можно создать анимацию продолжительностью около трех секунд. В процессе работы может понадобиться изменить эти и другие настройки анимации.

Чтобы установить параметры отображения анимации в окне проекции, используйте диалоговое окно Time Configuration (Конфигурация времени), которое вызывается при помощи одноименной кнопки, расположенной под кнопками управления анимацией

В окне Time Configuration (Конфигурация времени) можно задать следующие параметры: формат видео (Pal/NTSC), количество кадров в секунду (fps), способ отображения информации о времени на ползунке анимации, время начала и конца анимации, продолжительность анимации и др.

Контроллеры анимации

Каждый ключевой кадр характеризуется двумя кривыми, которые определяют функциональные зависимости анимированного параметра в промежутке между текущим ключевым кадром и предыдущим, а также настоящим ключевым кадром и следующим.

С помощью контроллеров анимации разработчик трехмерной графики может гибко управлять изменением анимированного параметра объектов. Контроллеры анимации представляют собой заготовки зависимостей, согласно которым могут изменяться параметры. Задать характер протекания анимации можно тремя способами. Первый — при помощи окна Track View (Редактор треков), которое можно открыть командой Graph Editors • New Track View (Графические редакторы • Новый редактор треков). Второй способ — в свитке Key Info (Basic) (Основные параметры ключевого кадра) вкладки Motion (Движение) командной панели. Наконец, самый быстрый способ выбора одной из заготовок зависимостей — при помощи кнопок на панели управления анимацией.

Семь основных заготовок изменяют значение анимированного параметра следующим образом:

-Auto (Автоматическая) — автоматически изменяет значение анимированного параметра, сглаживая кривую в точке излома;

-Custom (Пользовательская) — позволяет установить форму кривой зависимости вручную;

-Fast (Быстрая) — с ускорением;

-Slow (Медленная) — с замедлением;

-Step (Ступенчатая) — по ступенчатому графику;

-Linear (Линейная) — линейно;

-Smooth (Сглаженная) — плавно, данный тип функции выбран по умолчанию.

Анимация частиц

Система частиц (Particle System) представляет собой совокупность малоразмерных частиц, используя которые можно создать множество анимационных эффектов. Подобно твердым телам, частицы имитируют физические процессы. При этом они не являются частью анимации в привычном смысле этого слова, следовательно, ими нельзя манипулировать непосредственно, как объектами. Управление ими происходит

за счет изменения параметров или посредством добавления внешних сил. С помощью частиц можно имитировать различные предметы и явления природы, например дождь, снег, стаю птиц и многое другое.

После создания системы частиц все, что вы можете увидеть в окне проекции, — это габаритный контейнер, который называется Emitter Icon (Значок источника). Он является объектом, который порождает частицы. Созданные системы частиц существуют в сцене в динамике, меняясь во времени. Их поведение зависит исключительно от значения параметров и внешних сил (если они применяются). Лучший способ научиться

работать с частицами — экспериментировать с различными значениями их параметров.

Программа содержит семь различных типов систем частиц.

-Particle Flow Source (Источник потока частиц) — частицы, которые можно определить с помощью окна Particle View (Окно системы частиц) – контролируемые при помощи действий (Actions) и событий (Events).

-Spray (Брызги) — система частиц, имитирующая капли воды, брызги и т. д. Эти капли можно представить в виде Drops (Капли), Dots (Точки) или Ticks (Черточки). Частицы движутся по прямой линии от излучателя сразу же после создания

-Snow (Снег) — создает эффект падающего снега или конфетти. Эта система частиц подобна Spray (Брызги), но имеет дополнительные параметры для настройки поведения снежинок при падении. Кроме представления в виде точек и черточек частицы системы Snow (Снег) можно визуализировать в виде снежинок (Flakes (Снежинки)).

-Blizzard (Метель) — усовершенствованная модель частиц Snow (Снег), которая имеет дополнительные параметры и может использовать при визуализации форму различных объектов (треугольников, сфер и т. д.).

-РАггау (Массив частиц) — дает возможность использовать два типа поведения частиц:

1. применение объектов сцены в качестве источников для излучаемых частиц;

2. создание усовершенствованных эффектов имитации взрыва.

-PCloud (Облако частиц) — создает облако частиц, заключенных в габаритный контейнер, в качестве которого могут выступать другие объекты сцены. Данную систему частиц можно использовать для имитации стаи птиц, косяков рыб, звездных полей, группы животных и т. д,

-Super Spray (Супербрызги) — усовершенствованный вариант частиц Spray (Брызги), имеющий множество дополнительных параметров.

В 3ds Max системы частиц можно создавать тремя способами:

-с помощью подменю команды главного меню Create • Particles (Создание • Частицы);

-используя группу Particle Systems (Системы частиц) категории Geometry (Геометрия) вкладки Create (Создание) командной панели (рис. 6.4);

-при помощи окна Particle View (Окно системы частиц), которое вызывается командой главного меню Graph Editors • Particle View (Графические редакторы • Окно системы частиц).

При создании системы частиц, не использующих габаритный контейнер (таких как Spray (Брызги), Snow (Снег), Blizzard (Метель)), прежде всего необходимо определить положение в пространстве точки генерации частиц, называемой эмиттером, и направление, в котором они будут испускаться. Эмиттер представляет собой плоскость с перпендикулярным вектором, расположенным в середине этой плоскости. Именно направление вектора указывает сторону, в которую будут испускаться частицы.

Поскольку системы частиц основаны на анимации во времени, то после построения эмиттера в нулевом кадре вы можете не увидеть сгенерированных частиц, так как по умолчанию их излучение начинается именно в нулевом кадре. Чаще всего достаточно передвинуть ползунок таймера анимации вправо, чтобы увидеть поток излучаемых частиц.

Аналогичным образом в окнах проекций представлены частицы Particle Flow Source:(Источник потока частиц), Super Spray (Супербрызги). Разница лишь в том, что эмиттеры этих объектов имеют форму, отличную от прямоугольника, но, как и рассмотренные выше, имеют вектор, указывающий направление излучения частиц.

Несколько иначе отображаются в окнах проекций частицы PArray (Массив частиц) и PCloud (Облако частиц). Их эмиттер представлен в виде габаритного контейнера.

Для частиц PArray (Массив частиц) это куб, с возможностью выбора объектов сцены в качестве эмиттера. Для PCloud (Облако частиц), кроме объектов сцены можно использовать параллелепипед, сферу или цилиндр.

Помимо одиночных, можно создавать сложные системы частиц с использованием операторов и тестирования событий по различным признакам. Для создания сложных систем следует использовать окно Particle View (Окно системы частиц).

Окно Particle View (Окно системы частиц) имеет следующие элементы управления.

Меню предоставляет доступ к командам редактирования, выделения, настройкам отображения и анализа системы частиц.

Окно событий отображает диаграмму событий с узлами и функциями, изменяя которую можно редактировать систему частиц. Узлы содержат отдельные события, которые можно связать друг с другом для управления потоком частиц.

Панель параметров содержит свитки параметров любых выделенных объектов.

Список операторов содержит все возможные события, которые могут применяться с системой частиц. Содержимое этого списка можно разделить на три категории:

-операторы — основные элементы системы частиц, позволяющие организовывать события (Events), которые описывают поведение частиц в определенный период времени. В окне Particle View (Окно системы частиц) они представлены значками прямоугольной формы с пиктограммами на синем фоне. В эту же категорию попадают два зеленых значка круглой формы, соответствующие времени жизни частиц;

-тестировщики — функции, тестирующие систему частиц на соответствие какомулибо заданному условию и позволяющие при выполнении этого условия направить ход выполнения операторов к другому событию. В окне диалога эти элементы представлены значками ромбовидной формы с пиктограммами на желтом фоне;

-потоки частиц — категория, содержащая два оператора, предназначенных для создания начального события системы частиц. Этими операторами являются Empty Flow (Пустой поток) и Standard Flow (Типовой поток), имеющие значки в виде двух связанных между собой прямоугольников белого цвета

Панель описания — содержит краткую информацию о событии, выделенном в окне списка операторов.

Инструменты отображения — предназначены для навигации в окне Particle View (Окно системы частиц).

Программа 3ds Max способна автоматически создавать анимацию, базируясь на физических расчетах положения и поворота объектов в пространстве, их взаимодействии, силе тяжести и трения. В 3ds Max динамика представлена тремя направлениями.

Объемные деформации (Space Warps) — это один из способов использования различных сил для воздействия на объекты сцены. Объемные деформации не визуализируются, а лишь создают силовые поля, которые влияют на объекты, которые к ним привязаны. Одиночные деформации могут быть привязаны к большому количеству объектов, равно как и один объект может быть привязан к нескольким объемным деформациям. Воздействие объемных деформаций во многом напоминает работу модификаторов, с той лишь разницей, что объемные деформации оказывают влияние не в пространстве объекта, а в пределах глобального пространства. В большинстве случаев использование объемных деформаций пространства — это простой и быстрый способо получения анимационных эффектов, таких как волны, рябь, взрыв, ветер и т. д.

Объекты динамики (Dynamics Objects) — в их число входят два объекта деформации: Damper (Амортизатор) и Spring (Пружина). Они во многом похожи на другие полигональные объекты сцены, но, кроме того, могут имитировать действие сил давления или упругости на те объекты, которые к ним привязаны. Оба объекта

имеют настраиваемые параметры для быстрого построения геометрии и привязки объектов, с которыми они будут взаимодействовать (например, для Spring (Пружина) это диаметр, количество витков, форма сечения и т. д.).

Модуль reactor — это модуль, разработанный фирмой Havok. Он предназначен для расчета и моделирования физических взаимодействий. В отличие от традиционной анимации, при которой необходимо вручную создавать состояния объектов в ключевых кадрах, модуль reactor определяет движения объектов, базируясь на их свойствах. Это позволяет освободить пользователя 3ds Max от монотонной работы по созданию множества ключевых кадров. Используя физические взаимодействия и свойства (например, массу, эластичность, трение и т. д.), объекты сцены могут взаимодействовать с внешними силами (гравитацией, ветром и т. д.) и (или) ограничителями (такими как сила пружины). Модуль reactor использует всю эту информацию и рассчитывает

последовательность состояний объекта. Результат расчета может быть показан в виде анимации в реальном времени (если позволяют возможности аппаратного обеспечения) либо преобразован в ключевые кадры для воспроизведения в сцене.