Лабораторная работа №2

Тема: Создание и сохранение простейшей трехмерной сцены. Работа с окнами проекций. Определение качества визуализации объектов. Настройка и смена шага сеток и масштаба, объектных привязок. Выделение, дублирование и преобразование объектов.
Цели работы: Получить базовые навыки по подготовке и созданию трехмерной сцены, со-держащей простейшие графические примитивы; уметь настроить параметры сцены; более детальное изучение окон проекций; вариантов визуализации; настройка масштаба и системы координат, привязок; использование внешних ссылок на объекты и сцены; грамотная работа с объектами.
Порядок работы:
1. Включить ПЭВМ и осуществить запуск программы.
2. Построить простейшую сцену, состоящую из сферы (Create?Sphere) в центре окна (Top). Установить значение радиуса (Radius) на 70, количество сегментов (Segments) на 32. Присвоить объекту имя и назначить красный цвет. Сохранить по именем — Сфера1. По-строить на виде (Top) объект Teapot с базовой точкой, заданной координатами (-100,0,0). Задать радиус корпуса равный 15.
3. Сохранить сцену под именем Сцена_1.
4. Работа с окнами проекций.
А) варианты расположения.
Возможна смена и настройка окон проекций (до 14 способов). Для этого применяют следующие схемы: Customize?Viewport Configuration?Layout?выбрать необходимую схему?ОК) или (вызов контекстного меню на имени окна?Configure? Viewport Con-figuration). Провести смену вида окон и оценить.
Б) смена типа проекции в окне.
Применяется схема (вызов контекстного меню на имени окна?Views?выбор типа). Попробовать поменять вид проекции в любом из окон.
В) изменение масштаба изображения объектов окна проекций.
Для этого используют кнопки управления окнами проекций. Выбрав Zooм и динамически перемещая курсор меняем масштаб одного окна. Zoom All меняет масштаб всех окон.
Примечание! Для масштабирования отдельных объектов в окне примяют Region Zoom.
Нарисовать произвольные объекты и изменить масштаб изображения.
Г) изменение угла поля зрения.
Используется в перспективной проекции, для чего: установить курсор на проекции Perspective?кнопка Field of View?динамически изменить угол обзора.
Рассмотреть созданные ранее объекты под разным углом обзора.
Д) подгонка изображения под размеры окна проекций.
Используется Zoom Extents (для активного окна проекций) или Zoom Extents All (для всех окон) для всей сцены. При необходимости подогнать некоторые объекты сцены, их предварительно выделяют а затем применяют Zoom Extents или Zoom Extents Selected.
Подогнать созданные ранее объекты под размеры окон проекций.
Е) разворачивание окна проекции во весь экран: Min/Max Toggle. Применить для перспективной проекции и вернуть первоначальный вид.
5. Задание качества отображения объектов.
А) Общие режимы.
Возможно 7 вариантов: Bounding box, Wireframe, Lit Wireframe, Facets, Facets+Highlits, Smooth, Smooth. Для выбора варианта визуализации объектов сцены используется контекстное меню. Провести оценку.
Примечание! Иногда для визуализации объектов (типа — чаша) необходимо показать наличие внутренней полости. Для этого выполняют последовательность: Viewport Con-figuration?Configure?Rendering Method?Rendering Options?Force 2-Sides.
По умолчанию количество источников света –1 (сзади наблюдателя). Для добавления еще одного источника переключатель устанавливают в 2 Lights. И применяют Apply To?All Viewports – для всех окон.
Б) Визуализация отдельных объектов.
Для выполнения таких операций надо: выделить объект (ы)?Properties?настроить режимы Object Properties соответсвенно требуемым задачам. Для скрытия отдельных объектов используется свитки Hide и Hide by Category. Выбрать объекты и проверить.
6. Установка или отключение значка глобальных координат.
Цепь шагов: Customize?Preferences?Viewports?Display World Axis.
7. Изучить выбор и настройку единиц измерения (см. Customize?Units Setup).
8. Настройка параметров координатной сетки (разобраться с терминами: home grid, major and minor lines). Изучить способы смены и установки шага (Grid Spacing), периодичность
(Major Lines every Nth) главных линий.
9. Изучить меню объектных привязок и их функции.
10. Порядок работы с файлами, предусматривает варианты:
А) создание нового файла (сцены). Действия: File?New?выбрать нужную опцию?ОК.
Настройки, в этом случае, не изменяются.
При необходимости перезагрузки 3DStudioMAX:File?Reset?Yes.
Б) присоединение новых объектов к сцене: File?Merge?выбрать?Open?выбрать объекты?OK.
В) включение в сцену внешних ссылок (Xrefs).
Возможны ссылки: — на объекты (Xref Objects); — на файлы сцен (Xref Scenes). Разобрать самостоятельно.
Г) открытие имеющих файлов сцен и импорт файлов других форматов.
Возможно задействовать файлы (.мах) ранних версий, с помощью Open и преобразо-вания в формат действующей версии. Совет – лучше сохранять под новыми именами.
При использовании файлов типа (.prj, .shp, .dwg) применяют функцию Import.
Если данные должны быть направлены в файл другого формата (не .мах) используют ко-манду Export.
11. Настроить параметры редактора для работы над новой сценой (единицы измерения, ко-ординаты, сетки, привязки). Шаг — 1 см. Периодичность главных линий – 10. Источников света – 2. Привязка – 2D. Название сцены – МАХ-кафе. Выполнить самостоятельно.
12. Работа над объектами.
А) выделение объектов.
Выделенные объекты (по умолчанию) отличаются белым цветом. Возможны 6 спосо-бов выделения объектов: Select object, Select and Link, Bind to SpaceWarp, Select and Move, Select and Rotate, Select and Uniform Scale. Разобрать самостоятельно назначение и режимы.
Примечание! Для добавления новых к уже выделенным объектам удерживают клавишу Ctrl, отмены выделения Alt. Для выделения пересекающихся объектов последовательно нажать левую клавишу мыши (не перемещая ее).
Для выделения объектов предусмотрены варианты:
— определения категории объектов (Selection Filter); если их несколько, то используется аббревиатура первых букв;
— рамка окна выделения (Crossing\Window). Форму рамки можно выбрать из предло-женного списка (Rectangular, Circular or Fence).
Практику процесса освоить самостоятельно.
— имени объекта (Edit?Select By?Name); удобны шаблоны (*, ?, All, None, Invert). Опции изучить самостоятельно.
Б) выделение подобъектов.
• Подобъекты (subobjects) – составные части объекта сцены (вершины, сегменты, ребра, грани, опорные точки и пр.). Способы выделения подобны рассмотренным выше, при ус-ловии, что включен режим выделения подобъектов соответствующего уровня. Порядок шагов следующий: командная панель Modify?Sub-Object?нажатие правой кнопки на объекте?выбрать вариант преобразования?Sub-Object?Selection Level?Select Object?провести выбор разрешенных подобъектов?провести необходимые преобразо-вания;
В) использование выделенных наборов объектов (selection sets).
• Набор – совокупность связанных объектов. Для объединения в набор служат кнопки меню, рамка выбора и немного ума. Наборам удобно присваивать уникальные имена. Для этого: выделить объекты?Named Selection Sets?имя набора. Для правки набора используется команда меню Edit. Опции разобрать самому (самой).
Г) фиксация и освобождение объектов от случайных преобразований.
Цвета фиксированных объектов: Gray – для геометрических объектов, Blue – для ис-точников объемных деформаций. Местонахождение команд – Display и Display Floater (в меню Tools). Опции разобрать самостоятельно.
Д) группирование объектов (меню Group).
Это средство для работы с наборами выделенных объектов. Если объекты в группе, то их самостоятельность теряется. Режимы работы по группированию (фиксация, доступ к элементам группы, отделение и присоединение объектов к группе, разгруппирование и разрушение групп) – самостоятельно.
Е) дублирование объектов (Clone).
Различают 3 типа дубликатов:Copy (точный и независимый от оригинала дубликат), Instance (дубликат, сохраняющий полную зависимость от оригинала), Reference (дубликат, с относительно независимыми друг от друга элементами, сохраняющий полную зависимость от оригинала). Используется команда меню Edit.
Ж) преобразования объектов (transforms). Эти средства — Move, Rotate and Scale, используемые визуально или точно через меню Tools. Опции – самостоятельно.
Примечание! Масштабирование бывает трех видов: Uniform Scale, Non-uniform Scale, Squash. Выбранный режим устанавливается динамически с помощью мыши.
Преобразования можно выполнять с использоваем контекстного меню, вызываемого правой клавишей мыши.
Возможно совмещение операций преобразования к дублированным объектам. Для этого удерживают клавишу Shift, после того, как объекты выделены обычным способом. В появившемся контекстном меню устанавливают соответствующие режимы и вводят необходимые параметры.
Для точного выполнения преобразований применяют цепь действий: Tools?Transform Type-In?ввод необходимых значений. Значения могут быть:
Absolute:World или Offset:Screen.
З) ограничение преобразований связано:
— с выбором системы координат, а их может быть 7 (View, Screen, World, Parent, Local, Grid, Pick). Включение и отключение изображения осей: Views?Show Transform Gizmo.
— с фиксацией оси (осей). При ограничении осей, цвет блокированных – красный. Ана-лиз выполнить самостоятельно.
— с выбором центра преобразования, роль которой обычно выполняет опорная точка. Для визуализации последней: Hierarchy?Effect Pivot Only. Тройка осей становится толще и приобретает разноцветность: Х – red, Y – green, Z – blue. Роль и действие кнопок преобразования проверить самостоятельно.

Практическое задание:

1. Создать файл, используя настройки созданные рабочего стола (фамилия_группа.cui) 3DStudioMAX, созданные в предыдущей работе.
— Построить модель чайника, сделать 3 дубликата и выполнить над ними все операции данной работы, проверив и уяснив действие опций (режимов, настроек).