Наложение текстуры на грани объектов в 3D Studio Max

В данной обучающей статье рассматривается техника проецирования растровых изображений на отдельные элементы объектов, в частности, на грани (faces) и многоугольники (polygons).

Освоив технику, описываемую в данной статье, Вы научитесь накладывать текстуру на свои собственные объекты, исходя из потребностей ваших сцен. Также, здесь будут рассмотрены некоторые тонкости, которые впоследствии помогут Вам сохранить кучу времени и нервов при использовании в ваших материалах растровых изображений.

Эта обучающая статья будет полезна не только для тех, кто изучает MAX, но и для тех, кто начинает овладевать основами Photoshop'а, поскольку здесь также будет сделан некоторый обзор базовых инструкций 5-ой версии этой программы.

Итак, всё, что Вам понадобится для освоения материала данной статьи, это 3D Studio Max (я пользуюсь 3-ей версией, но подойдёт любая; делайте соответствующие поправки) и Photoshop 5.0 или выше.

Вообще, наложение изображений на грани объектов является вопросом преобразования объекта к типу editable mesh (редактируемая решётка), выбора требуемых граней (или многоугольников) и применения к ним материалов.

Создание изображений

Для создания изображения, приведённого здесь в качестве примера, я использовал скриншоты таких двух фундаментальных инструментов из арсенала мультимедиа средств, как 3D Studio Max и Adobe Photoshop.

Внимание: Скриншот (или screenshot) - это захват текущего изображения экрана. При нажатии кнопки "PrintScreen" на клавиатуре вся информация, находящаяся в этот момент на экране, помещается в буфер (Clipboard) в виде растрового изображения. Впоследствии Вы можете открыть какой-либо графический редактор и вставить это изображение из буфера в существующий или вновь созданный файл. Если при нажатии клавиши "PrintScreen" также нажать клавишу "Alt", то в буфер будет помещено лишь изображение активного окна.

В своём примере я захватывал изображения окон программ 3D Studio Max и Adobe Photoshop. Вы же можете попробовать захватить изображения любых других приложений - выбор всегда за Вами! Итак,

Разверните окно выбранной программы во весь экран.
Скопируйте её содержимое в буфер, нажав клавишу "PrintScreen".
Запустите Photoshop.
Выберите в меню File > New.
Новый файл PhotoShop'а автоматически примет размеры изображения, которое предварительно было скопировано в буфер.
Выберите в меню Edit > Paste.
Выберите в меню Layer > Flatten Image, чтобы слить все слои в один.

Для использования ваших работ в качестве web-графики получившееся изображение будет слишком велико, даже если Вы используете разрешение экрана меньшее, чем 1024х768 пикселей. Поэтому уменьшите размер изображения, скажем, до 320х240 пикселей. (Для нашего урока необходимо соблюсти данные пропорции!)

Выберите в меню Image > Image Size.
Убедитесь, что в этом диалоге включена опция Constrain Proportions, чтобы пропорции изображения остались прежними.
В качестве новой ширины изображения введите 320, при этом высота автоматически будет установлена в 240.

При уменьшении изображений часть их графического содержания неизбежно будет утеряна. Вы могли только что сами убедиться в этом, поскольку при уменьшении ваше изображение стало менее резким. Отчасти решить эту проблему поможет фильтр Unsharp Mask.

Внимание: Данный фильтр исправляет размытие, получаемое в результате изменения разрешения изображения. Края или тонкие детали, которые были утеряны во время уменьшения размеров изображения, зачастую могут быть восстановлены. Усиление фильтра иногда приводит к увеличению видимой яркости цвета в изображении. Данный эффект является результатом увеличения контраста в пикселях внутри определенного для фильтра радиуса.

Хотя это вовсе не обязательно, но если желаете, можете применить этот фильтр: в меню Filter > Sharpen filters > Unsharp Mask.

Возможно, Вы решите дополнительно заняться ретушированием после окончательной визуализации. Тогда не следует на данном этапе делать изображение слишком резким.

Итак, нам осталось сохранить наше изображение.

Выберите в меню File > Save As.
Используйте в качестве типа файла какой-нибудь 24-битный формат, который сохраняет изображения без потерь (например, TIFF или TGA).
Выполните те же шаги для создания второго изображения.

Создание объекта BOX

Для получения итогового изображения нам потребуется создать объект BOX и наложить на его стороны в качестве текстурных карт только что созданные изображения. Для этого:

Откройте вашу версию программы 3D Studio Max.
На командной панели выберите вкладку Create - , щёлкните по кнопке Geometry - , и из разворачивающегося списка выберите Standart Primitives.
Обычно потребности в данных действиях нет, и после запуска Вам сразу доступна панель для создания стандартных примитивов, среди которых находится и требующийся нам объект BOX.
Щёлкните на кнопке BOX.
Создайте объект BOX в окне Perspective любого удобного размера.

Хитрость, чтобы эффект проецирования текстурных карт можно было использовать без лишних хлопот, заключается в обеспечении одинакового соотношения геометрических размеров как у используемых для этого граней, так и у самих проецируемых изображений. Соотношение геометрических размеров у созданных нами изображений равно 4х3. (Вам, вероятно, не раз встречалось английское выражение "Aspect Ratio" и десятичная дробь 1,333.)

Чтобы геометрические размеры сторон нашего объекта BOX также имели соотношение 4х3, необходимо соответственно изменить длину (Length), ширину (Width) и высоту (Height) нашего объекта BOX.

Введите новые значения в свиток Parameters в соответствии с рисунком.

Всякий раз, когда Вы создаёте новый объект, возьмите себе за правило генерировать для него координаты для текстурных карт. При создании новых объектов внизу свитка Parameters будет находиться опция Generate Mapping Coords. - включите её.

Чтобы получить требуемый эффект, наш объект необходимо сделать больше и повернуть.

Щёлкните на панели инструментов по кнопке Select and Uniform Scale - выбрать и однородно масштабировать.
Увеличьте размер объекта BOX.
Поскольку масштабирование однородное, то соотношение геометрических размеров ключевых граней будет сохранено, тогда как размер объекта будет увеличен.
С помощью инструмента Move переместите объект на передний план (передвигайте его в плоскости XY), чтобы он заполнил бОльшую часть окна проекции Perspective.
Поворачивайте объект Box вокруг оси Z, пока одно из его рёбер не окажется прямо по середине окна.
Теперь поворачивайте объект вокруг оси X, пока его нижняя сторона не станет достаточно видимой.

Чтобы добиться требуемого результата, могут понадобиться дополнительные перемещения вверх или вниз, а также масштабирование. Визуализируйте несколько пробных видов окна Perspective и постарайтесь расположить объект тем же самым способом, что и на данном рисунке.

Создание Материалов

Для нашего примера нам потребуется создать три материала, поэтому выполните следующие шаги:

Откройте Редактор Материалов (Material Editor) и выберите свободный слот (Slot).
Заприте цвета Diffuse и Ambient, и затем, установите их в абсолютно чёрный цвет.
Установите параметры Specular Level и Glossiness в 0.
Оставьте непрозрачность (Opacity) на уровне 100 %.
В свитке Maps отметьте параметр Reflection и щёлкните на соседней кнопке с надписью "None".
В окне появившегося диалога дважды щёлкните на Bitmap.
Это сообщит Max'у, что Вы хотите назначить растровое изображение в качестве текстурной карты параметра Reflection со 100 процентной непрозрачностью.
Выберите одно из созданных изображений в качестве источника для растровой карты.
Если Вы пользуетесь более ранней версией Max'а, то Вам придётся искать эту функцию в свитке Bitmap Parameters (щёлкните на длинной кнопке, что напротив надписи "Bitmap:").
В свитке Coordinates выберите Texture, а из разворачивающегося списка Mapping - Explicit Map Channel.

Итак, наш первый материал готов!

Повторите этот процесс с другим свободным слотом, но при выборе текстурной карты, назначьте второе изображение из тех, что были созданы нами ранее.

Второй материал тоже готов!

Теперь нам осталось создать последний материал. Этот материал нам необходим, чтобы сделать невидимой третью сторону нашего куба.

Выберите свободный слот.
Повторите процесс создания первого материала вплоть до того момента, где речь заходит о параметре Reflection (т.е. первые четыре шага).

Цвета Diffuse и Ambient в наших материалах устанавливаются в чёрный цвет для того, чтобы соответствовать цвету фона (по умолчанию это как раз чёрный цвет). Если для ваших работ потребуется какой-либо другой цвет фона, то приведите цвета Diffuse и Ambient ваших материалов в соответствие с новым цветом фона.

Итак, все наши материалы созданы. Надеюсь, Вы позаботились о том, чтобы каждый из них имел своё уникальное имя.

Назначение материалов

Наконец-то вся чёрная работа выполнена, и мы можем заняться действительно делом.

Для того, чтобы можно было редактировать каждую отдельную грань объекта и назначать этим граням различные материалы, мы должны преобразовать примитивный объект BOX в объект типа Editable Mesh. Делается это следующим образом:

Выделите объект Box.
Щёлкните на вкладке Modify командной панели - .
Щёлкните на кнопке Edit Stack в свитке Modifier Stack, как изображено на рисунке.
В появившемся меню Convert To выберите Editable Mesh.

Теперь ваш примитив BOX стал объектом типа Editable Mesh, что позволит Вам выбирать его отдельные грани и проецировать на них любые растровые изображения.

Внимание: Для удобства и более эффективной работы Вам часто будет требоваться простой способ переключения между различными режимами отображения объектов в окнах проекций. Клавиша "F3" переключает активное окно одной из проекций из режима Smooth+Highlights в режим Wireframe, и обратно. Используя данную возможность, Вы сохраните кучу времени!

Сделайте активным окно проекции Perspective.
Нажмите клавишу "F3".

Начиная с этого момента, Вы можете войти в режим редактирования подобъектов, выбрать тип подобъекта, который Вы хотите редактировать, и уже с этими элементами целого объекта иметь дело. Для нашего случая требуется войти в режим редактирования граней. Однако давайте пойдем немного дальше и войдем в режим редактирования многоугольников. Этот режим сделает процесс выделения требуемых элементов нашего объекта максимально простым.

Щёлкните на кнопке Sub-Object, находящейся под заголовком Selection Level.
Затем из раскрывающегося списка выберите Polygon. А можно просто нажать на кнопку Polygon в свитке Selection.

В итоге, у вас должно получиться то же, что на рисунке.

Теперь выделите соответствующий многоугольник, просто щёлкая на нём мышкой.
Если Вы находитесь в режиме редактирования многоугольников, то один многоугольник как раз соответствует одной стороне нашего куба.

Если Вы находитесь в режиме редактирования граней, то Вам потребуется выделить все грани, составляющие одну из сторон нашего куба. Используйте для этого клавишу "Ctrl".

У вас должно получиться примерно следующее изображение:

Откройте Редактор Материалов (горячая клавиша "M").
Щёлкните на слоте, содержащем материал с изображением, которое Вы хотите наложить.
Нажмите на кнопку Assign Material To Selection - , (назначить материал выделению), это третья кнопка слева.

Изображение будет наложено только на выбранный многоугольник (или выбранные грани). Поскольку мы предварительно затратили усилия, чтобы рассчитать соответствие геометрических размеров у граней объекта и у изображений, используемых в качестве текстурных карт, то наложение этих карт достигает желанного эффекта без каких-либо дополнительных модификаций.

Аналогичным образом назначьте другой материал, содержащий растровое изображение, второй стороне нашего куба.

Поскольку на третью сторону мы никакого изображения не накладываем, то необходимо завуалировать её отображение в нашей сцене.

Назначьте третий материал нижней стороне нашего куба.
Это просто сольёт отображение данной стороны с фоном при окончательной визуализации.

Окончание

После визуализации в файл, может понадобиться лишь лёгкое дополнительное ретуширование в PhotoShop'е. В примере, приведённом в начале статьи, был применён фильтр Sharpen Edges. Также к сопутствующему тексту были применены различные эффекты слоёв.

Внимание: Краткое предостережение на счёт объектов типа Editable Mesh. Если в стеке существует более, чем один модификатор, стек придется разрушить перед преобразованием. После преобразования в тип Editable Mesh, модификаторы и параметры оказываются более не доступными для редактирования. Сохраните этот шаг в отдельном файле. Резервные копии с исходной геометрией и с полностью сохранённым стеком ещё никогда никому не вредили.

Это полезная техника для создания интересных изображений и анимаций. Я надеюсь, что она Вам пригодится при создании ваших сцен!

Желаю удачи в освоении 3D Studio Max'а!