Разработка планировки помещения в AutoCAD и его реализация в 3d Studio Max
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное
бюджетное образовательное
высшего профессионального образования
«Кубанский государственный университет»
Институт профессиональной переподготовки и повышения
квалификации специалистов (ИППК) Инновационно - образовательный центр информационных систем и дистанционного обучения
Выпускная аттестационная работа
Разработка планировки помещения в AutoCAD и его реализация в 3d Studio Max.
Программа: «Планировка и дизайн помещения с помощью инструментов AutoCAD и 3D Studio MAX»
Автор работы:
слушатель ИППК
(договор № 450-ППС)
Научный руководитель:
Канд. пед. наук, доцент _______________ С.П. Седых
Рецензент:
преподаватель
Краснодар 2011
Оглавление
Введение 3
1. Основные инструменты 3d Studio Max 4
1.1. Интерфейс 4
1.2. Примитивы 5
1.3. Свойства и модификаторы 7
1.4. Сетки и сплайны 7
1.5. Составные объекты 11
1.6. Текстурирование,
наложение текстур, рендеринг 1
1.7. Обзор возможностей AutoCAD 16
2. Моделирование дома, и дизайн помещения 21
2.1. Конструктивная
реализация проекта в AutoCAD 2
2.2. Дизайн
и моделирование объектов
Заключение 31
Приложение 32
Список литературы 38
Введение
Почему именно 3D Studio MAX? Во-первых, он стандартный. Во-вторых, его возможности практически безграничны. В-третьих, он экономит время: создать несложную сцену можно буквально за несколько минут. В-четвертых, он удобен: интерфейс полностью настраиваемый. В-пятых, он всегда идет в ногу со временем: новые технологии практически моментально занимают в нем свое законное место. Большинство компаний по разработке игр, мультфильмов, фильмов используют именно 3d max. 3d max обладает большим количеством преимуществ перед другими программами, а в некоторый аспектах просто в не конкуренции.
Некоторые из них:
1. Универсальность - есть все от моделирования любыми способами до анимации (присуща 3ds max, maya, xsi vs. rhino, bryce, vue и т.д., которые "заточены" подо что-то одно)
2. Естественная реализация
точного моделирования (
3. Связь с CAD (AutoCAD, Revit) - здесь 3ds max вне конкуренции, за исключением cinema4d - но этот пакет завязан на продукцию Nemechek
4. Windows-like интерфейс (в отличие от других пакетов, многие из которых являются портами с других ОС)
5. Ориентация на начинающих
пользователей с возможностью
дальнейшего прогресса вплоть
до программирования (в отличие
от maya и xsi, где нужно 'втыкаться"
в суть процесса сразу, макс
позволяет "дуриком"
Цель работы:
- разобрать основные аспекты работы с 3d max и AutoCAD
- Применить их на практике (моделирование дома и дизайна помещения)
1. Основные инструменты 3d Studio Max
1.1. Интерфейс
До работы необходимо разобраться с интерфейсом MAX'а. Основную площадь на экране занимают четыре окна проекций, на которых отображается сцена с разных сторон. Наверху, под главным меню, находится панель инструментов, на нее вынесены самые употребительные команды. Справа по вертикали расположена панель команд. Снизу находятся панель анимации, строка состояния и окна макросов, а правее них - кнопки, управляющие видом в окнах проекции.
Окна проекций можно настроить на свой вкус, вплоть до размещения в них, например, браузера MAX'а. Однако опыт показывает, что предлагаемый в начале расклад удобнее всего. Если нет особой необходимости, то лучше оставить в окнах вид сверху, спереди, слева и отображение перспективы. Если потребуется что-то изменить, вызывай меню настройки, кликнув по надписи справа, которая находится в левом верхнем углу любого из окон. В появившемся меню для начала стоит обратить внимание на верхние два пункта Smooth + Highlights и Wireframe. Они определяют, в каком виде будет отображаться сцена: со сглаживанием и освещением или в виде каркаса. А в выпадающем подменю Views можно задать тип отображения.
Чтобы рассмотреть моделируемую сцену, потребуется регулярно вращать, двигать и приближать проекции в окнах. В этом помогут инструменты Arc Rotate, Pan и Zoom соответственно. Их иконки расположены в правом нижнем углу MAX'а. Гораздо удобнее проделывать все это трехкнопочной мышкой со скройлером: зажав третью кнопку - двигать, а колесиком - приближать или удалять. Чтобы рассмотреть какое-то окно поближе, его можно временно сделать полноэкранным щелкнув по кнопке Min/Max Toggle.
Все объекты в MAX независимо от их природы можно двигать и вращать. Для этого созданы инструменты Select and Move и Select and Rotate. Если же кликнуть правой клавишей по любой из этих кнопок, то легко можно задать отступ или поворот объекта в числовых значениях. Также можно просто выделить объект, не совершая над ним никаких действий, при помощи Select Object или выделить объект по его названию - Select by Name. Все эти инструменты находятся на панели инструментов.
1.2. Примитивы
Первое, что необходимо научиться создавать в MAX - это примитивы (стандартные стереометрические фигуры): на панели команд выбираешь закладку Create, далее Geometry, а в выпадающем меню Standard Primitives или Extended Primitives. Всего в MAX'е 10 стандартных и 13 расширенных примитивов. Человеку, который в школе не прогуливал стереометрию слишком злостно, разобраться в них будет довольно просто. Каждый примитив определяется своим набором свойств, но основные параметры у всех одинаковы (длина, ширина, высота, сглаживание…). Увы, в статье не поместится и десятая часть описаний возможностей MAX'а, поэтому оставлю такие простые вещи, как создание примитивов, на самостоятельное изучение. Разобраться в этом можно банальным ”методом тыка”: если при изменении параметра сразу же видны изменения объекта, то все ОК. Если же никаких событий не наблюдается, то лучше пока оставить этот параметр со значением, которое было присвоено по умолчанию. К тому же назначение большинства параметров можно понять по их названиям. Каждый примитив содержит параметры типа Segments или Sides, которые определяют количество сторон или сегментов, составляющих этот объект. С одной стороны, с увеличением этих счетчиков объект становится менее угловатым, а с другой - количество полигонов растет и такой объект становится значительно сложнее редактировать, да и про тормоза не стоит забывать. Придется искать золотую середину.
Вернувшись к интерфейсу нужно отметить. Для масштабирования объекта используется инструмент Select and Uniform Scale, который позволяет сжимать и растягивать модель в разных плоскостях. Для этого на панели инструментов нужно зажать ту же кнопку, и через секунду из нее вывалится меню с тремя иконками, каждая из которых обозначает различный инструмент масштабирования. Если твоя сцена состоит из огромного количества объектов, то ты рискуешь заблудиться в них. Для облегчения нелегкой жизни художника в MAX предусмотрены группы. Группируем объекты так: выделяем их и щелкаем в главном меню Group - Group. Теперь с этой группой можно управляться как с одним объектом. Для обратной операции - Group - Ungroup. Если при создании сцены уровень точности “на глазок” и “плюс-минус трамвайная остановка” недостаточен, то придется звать на помощь инструмент Align, который находится на панели инструментов. Объекты можно выравнивать друг относительно друга вдоль осей X, Y и Z, а также относительно центров, минимумов и максимумов самих объектов.
Если нужна точная копия объекта, то просто щелкаешь в главном меню по пункту Edit - Clone, конечно же выбрав заранее клонируемый объект. Существует три варианта клонирования: Copy, Instance и Reference. Первый - это просто копирование, остальные определяют наследуемость свойств, то есть после изменения основного объекта та же судьба будет постигать и клонов. Более изощренный вариант клонирования - создание массива объектов. По непонятным мне причинам в шестом MAX'е разработчики убрали кнопку Array из стандартного набора. Исправим это недоразумение. Кликни правой кнопкой по панели инструментов и выбери Customize…. Далее ставь Group - Main UI, Category - All Commands, в появившемся списке найди Array и перетащи эту кнопку на панель инструментов. Готово. Массив объектов может пригодиться для создания множества копий одного объекта, расположенных на определенном состоянии друг от друга. Например, таким путем из одной доски за несколько кликов можно сколотить замечательный забор. Итак, во-первых, нужно выделить интересующий тебя объект и нажать по новой кнопке. Появится окно с множеством полей, в котором пока актуальны только три верхние левые колонки и счетчик Count - 1D. В колонках указываешь то, насколько каждый следующий объект будет сдвинут (повернут/увеличен) относительно предыдущего, а счетчик определяет будущее количество копий.
1.3. Свойства и модификаторы
Каждый объект в MAX характеризуется огромным количеством параметров. Чтобы просмотреть свойства конкретного объекта, достаточно просто выделить его и перейти на закладку Modify панели команд. Верхнее поле этой закладки - название объекта и его цвет на схеме, чуть ниже - выпадающее меню Modifier List с неимоверным количеством модификаторов (о них позже), в середине - стек модификаторов, внизу - текущие параметры. На этой закладке и осуществляется основная часть манипуляций объектами.
Модификаторы - это инструменты,
которые позволяют изменять структуру
объекта. Их можно условно сравнить
с фильтрами в Photoshop. После применения
к объекту нового модификатора он
автоматически падает в стек и
занимает там верхнюю позицию. Стек
модификаторов назван так с некоторой
натяжкой, так как большую часть
модификаторов можно
1.4. Сетки и сплайны
В природе практически все трехмерные объекты состоят из полигонов. Разберемся с редактированием на этом уровне. Для наглядности лучше выбрать в окне перспективы отображение Wireframe и, кликнув правой кнопкой по какому-нибудь трехмерному объекту, навести курсор на пункт Convert To: в появившемся списке выбираем Convert to Editable Mesh. Теперь объект предстал в образе редактируемой сетки. Запомни, эту операцию невозможно отменить (кроме, как через Undo)! При конвертировании объекта в сетку уничтожатся все модификаторы, которые были к нему применены раньше. Другими словами, результат действия этих модификаторов сохранится, но править их будет уже невозможно. После превращения объекта в сетку автоматически откроется закладка панели команд Modify, а в стеке модификаторов останется только Editable Mesh. Под стеком к тому времени появятся пять новых кнопок с изображениями точек, треугольников и других многоугольников, которые определяют, на каком уровне будет редактироваться сетка. Нажатая кнопка Vertex означает, что редактирование будет происходить на уровне вершин, Edge - на уровне граней, Face - на уровне треугольников, Polygon - на уровне полигонов, а Element - на уровне объектов. Все эти элементы можно двигать, вращать и масштабировать практически так же, как и отдельные объекты.
Что нужно уметь при работе с редактируемой сеткой? При моделировании аморфного объекта острые углы ни к чему, но они упорно продолжают образовываться, если просто двигать вершины или полигоны. В такой ситуации на помощь приходит опция Use Soft Selection, которая находится в свитке Soft Selection. После ее активации и перемещения одной или нескольких вершин соседние с ней тоже подтянутся. Причем вершины, которые находятся вплотную к редактируемым, сдвинутся практически на такое же расстояние, а более отдаленные - намного меньше. Похоже на изменения фигуры при лепке из пластилина. Параметр Falloff задает то, какую площадь будут охватывать изменения.
Бывает полезно “выдавить”
некоторые полигоны из объекта. Для
этого нужно перейти к
Если требуется объединить несколько вершин в одну, то выбираешь редактирование вершин и нащупываешь группу Weld на панели команд в разделе Edit Geometry, а в ней кнопку Selected. Рядом с этой кнопкой есть счетчик, значение которого определяет, на каком максимальном расстоянии друг от друга вершины могут быть объединены. После установки подходящего значения останется только нажать Selected.
Сплайы
Сплайны - двух- или трехмерные кривые и геометрические фигуры. По умолчанию их не видно при рендеринге, что можно исправить отметив галочку Renderable на закладке Modify. Всего существует 11 стандартных сплайнов, которые создаются с помощью Create - Shapes - Splines.
Сплайны, как и сетки, можно редактировать. Превратить сплайн в редактируемый просто: правый клик, Convert To: - Convert to Editable Spline. Если выбрать редактирование на уровне вершин и щелкнуть правой кнопкой мыши по любой из них, то каждая вершина обнаружит свою явную принадлежность к одной из следующих групп: Corner - угловая, Smooth - сглаженная, Bezier - регулируемо сглаженная, Bezier Corner - регулируемо угловая. Редактируя тип вершины, можно изменить сплайн до неузнаваемости. Если в нем недостаточное количество вершин, то можно добавить их кнопками Refine или Insert на закладке Modify. Если нужно присоединить к одному сплайну другой, выдели любой из них, и, нажав Attach, щелкни по второму.
Есть несколько десятков приемов редактирования сплайнов, а я опишу лишь один из них (по-моему, самый полезный). Если в сплайне присутствуют самопересечения, например, после объединения двух сплайнов, то может возникнуть необходимость избавиться от лишних сегментов (классический пример - создание деки скрипки). Берем эллипс, повторяющий очертания деки, и выставляем две окружности по бокам в тех местах, где требуется сделать углубления. Объединяем эти сплайны в один, выбираем редактирование на уровне сплайнов и жмем кнопку Trim на закладке Modify. После щелчка по лишним сегментам они самоликвидируются. Последний штрих: переходим к редактированию на уровне вершин и с помощью Weld объединяем двойные вершины в местах бывших пересечений.
Для чего же нужны сплайны? Для начала их можно выдавить из плоскости, другими словами, добавить сплайну высоту. К примеру, звездочку или шестеренку проще всего слепить из сплайна, а потом просто добавить ей объема, для чего придется воспользоваться модификатором Extrude. Параметр Amount определяет высоту, а Cap Start и Cap End решает, закрывать ли начало и конец получившейся фигуры. Похожий эффект обеспечивает модификатор Bevel, делающий многослойное выдавливание, причем такие слои, возможно, будут отличаться друг от друга масштабом. Итого, мы получили такой же выдавленный сплайн, только с выпуклыми или вогнутыми краями. Параметры Level 1 - Level 3 задают нужное количество слоев, Height - высота слоя, Outline - масштабирование, а Smooth Across Levels - сглаживание вдоль уровней.
Другой способ “оттрехмерить” сплайн - создать объект вращения. Разные бокалы, бутылки, банки и стаканы производятся именно таким образом. Сплайны создают половину поперечного сечения объекта, а дальше дело за модификатором Lathe. Параметр Direction задает то, вокруг какой оси будет происходить вращение (X, Y или Z), а параметр Align - вокруг какой оси сплайна (вокруг центральной или крайних). Если в центре получившегося объекта проявятся какие-то артефакты, то придется отметить галочку Weld Core. Также в MAX'е существуют NURBS-кривые, во многом похожие на сплайны, к которым можно применять те же самые модификаторы, поэтому останавливаться на них я не буду.
1.5. Составные объекты
Важно разобраться с созданием
в Boolean составных объектов, что обеспечит
объединение и пересечение
К сожалению, при создании Boolean-объектов в MAX'е (особенно в старых версиях) нередко появляются необъяснимые глюки: то полигоны пропадут, то вообще всю модель разворотит :(. Поэтому после каждой операции в Boolean стоит исследовать модель на предмет видимых повреждений, чтобы не упустить тот момент, когда это злодеяние случилось и успеть нажать Undo.
Еще один вид составных объектов - Loft. Это метод позволяет сделать из нескольких кривых (сплайнов или NURBS) один трехмерный объект. В этом случае одна кривая станет “путем”, а другие “сечениями”, расставленными вдоль него. Самый простой пример Loft-объекта - провод или шланг, где “путь” представлен идущей вдоль него кривой, а “сечение” - окружностью. Итак, нам понадобятся как минимум две кривые. Сначала нужно выделить первую (определиться с тем, “путь” это или “сечение”, лучше сразу) и нажать Create - Geometry - Compound Objects - Loft. Далее, в зависимости от того, чего не хватает, “пути” или “сечения”, выбрать Get Patch или Get Shape и указать на вторую кривую. Если одного “сечения” оказалось мало, то можно добавить еще несколько: в свойствах Loft в свитке Patch Parameters есть счетчик Patch, при изменении значения которого по “пути” будет бегать крестик, обозначающий место присоединения нового “сечения”. Теперь можно снова нажать Get Shape и выбрать второе “сечение” - в месте стыка одно сечение плавно перетечет в другое.
1.6. Текстурирование, наложение текстур, рендеринг
Текстурирование
Какой бы навороченной ни была 3D-модель, без текстуры она смотрится довольно убого. Сейчас мы это исправим. За создание материалов в MAX'е отвечает “Редактор материалов”, возможности которого практически не ограничены (в отличие от нашего журнала, поэтому полного описания ну никак не получится).
Для открытия редактора на панели инструментов есть кнопка Material Editor. В верхней части редактора расположены 24 шарика (если ты ненавидишь шарики, то можешь выбрать кубики или цилиндры), каждый их которых представляет в виде символа одну текстуру. Чтобы сделать образец активным, достаточно кликнуть по нему один раз. Внизу будет семь свитков с параметрами, из которых самые важные - первые два. В первом (Shader Basic Parameters) определяется тип материала из восьми предложенных. Для начала вполне хватит типа Blinn. Там же есть еще два полезных свойства: Wire и 2-Sided. Если отметить Wire и наложить материал на объект, то при рендеринге модель будет представлять собой то же самое, что и в окне Perspective при отображении Wireframe. Двухсторонний материал стоит выбирать при наложении на незамкнутые объекты, например, плоскости. Теперь второй свиток - Blinn Basic Parameters. Счетчик Opacity определяет степень прозрачности объекта. Возле надписи Diffuse в цветном окошке задается однотонный цвет материала. Я думаю, одного цвета явно мало, поэтому сразу наложим полноценную текстуру из какого-нибудь файла типа *.jpeg. Правее от надписи Diffuse и окошка с цветом находится маленькая кнопка без надписи. Нам сюда. Откроется Material/Map Browser, в котором нужно выбрать Browse From: - New и два раза кликнуть по словечку Bitmap. На этот раз появится стандартное win-окошко выбора файла, в котором остается только найти свою текстуру и кликнуть Open. Текстура уже готова. Для того чтобы вернуться к начальным настройкам материала, выбирай Go to Paren из ряда кнопок под образцами.
Если нет желания напрягать
мозги созданием новых
Наложение текстур
Если текстура не однотонная, то свои ее можно наложить на объект сотней способов. MAX не обладает искусственным интеллектом, поэтому эту процедуру в автоматическом режиме он проделывает постоянно одним и тем же способом (в прошлых версиях он вообще отказывался это делать). Если не устраивает результат наложения шкурки, стоит попробовать другой способ проекции текстуры, для чего существует модификатор UVW Map. На выбор предлагается семь вариантов проекции. Если форма объекта хоть чем-то напоминает плоскость, цилиндр, сферу или куб, то оптимальным будет способ проекции с аналогичным названием (Planar, Cylindrical, Spherical & Box). Вариант Shrink Wrap почти одинаков со Spherical, вариант Face проецирует текстуру в центр каждой грани, а XYZ to UVW растягивает текстуру при растягивании объекта. Опять не нравится результат? Тогда читай дальше.
Ты когда-нибудь видел, как
выглядят текстуры для моделей в
играх? Примерно так: модель, как будто
сделанную из бумаги, разрезали на
кусочки, каждую часть развернули на
плоскости, а потом все сгруппировали
на одной картинке. Если такую текстуру
просто наложить на модель, то какой
способ проекции ни используй, все равно
получится ерунда. Как это ни странно,
во многих руководствах по MAX развертку
вообще не рассматривают или описывают
неприлично бегло. А она необходима
практически всегда при наложении
текстур, основанных на Bitmap. Для того
чтобы развернуть карту текстуры
на модель, существует модификатор Unwrap
UVW. Применять его лучше с
Итак, после применения модификатора
Unwrap UVW пора приступать непосредственно
к редактированию развертки, для
чего открываешь редактор Edit UVWs и нажимаешь
кнопку Edit в свойствах модификатора.
Интерфейс редактора выполнен в
стиле MAX и рассматривать его отдельно
не имеет смысла. Основную площадь
редактора занимает плоскость (в
шестом MAX'е эта плоскость
Рендеринг
Сцена готова и все текстуры
наложены. Остался последний шаг
– рендеринг, перед которым стоит
заглянуть в главное меню - Rendering
- Environment, где задаются различные
эффекты окружения. В группе Background
можно установить цвет фона или назначить
текстуру для заднего плана. В
этом же окне на закладке Effects можно
настроить некоторые пост-
1.7. Обзор возможностей AutoCAD
В проектных организациях
для выполнения чертежных работ
часто используется пакет AutoCAD. Этот
пакет позволяет создавать
Действия над чертежом выполняются при помощи команд. Команды могут быть введены одним из следующих способов:
- выбором элемента меню;
- выбором пиктограммы на панели инструментов;
- вводом команды в командной строке.
Для обеспечения удобства создания чертежей AutoCAD позволяет настраивать параметры:
- Единицы чертежа (units) определяют, в каких единицах измерения создается чертеж (футы и дюймы, миллиметры, мили и т. д.).
- Масштаб (scale) определяет размер одной единицы чертежа при выводе на бумагу.
- Сетка (grid) представляет собой массив точек для визуализации единиц чертежа.
- Границы (limits) определяют область черчения.
- Привязка (snap) позволяет позиционировать точки непосредственно на сетке или на других примитивах чертежа.
AutoCAD имеет множество инструментов
для ввода данных. Один из наболее
часто используемых методов –
указание координат. Все
AutoCAD имеет фиксированную
систему координат, называемую
мировой (World Coordinate System WCS), и подвижную
систему координат, называемую
пользовательской (User Coordinate System UCS). При
непосредственном вводе
- тип линии (linetype). Он определяет, какой стиль линий будет использоваться при прорисовке примитива. Имеется множество различных стилей линий, таках, как сплошная, пунктирная, штрихпунктирная;
- цвет (color). AutoCAD может поддерживать до 256 цветов;
- слой (layer). Слой в AutroCAD является эквивалентом прозрачных перекрывающихся пленок с нанесенными на них элементами рисунка. Использование слоев обеспечивает эффективный способ организации чертежа в виде логических групп. Каждый слой имеет уникальное имя и ассоциирован с цветом и типом линии, что позволяет создавать чертежи в едином стиле, принятом в проектной организации. Послойная структура чертежа обеспечивает контроль над видом рисунка. Слой или группа слоев могут быть выключены для того, чтобы скрыть не нужные в данный момент детали, а потом включены для окончательного вывода чертежа на бумагу.

- Разработка платья детского
- Разработка ПМК по дисциплине «Учебная практика»
- Разработка подсистемы автоматизации учета услуг спортивного клуба "Т-Фитнес"
- Разработка подсистемы анализа привлекательности кандидатов в рамках Федерального портала управленческих кадров
- Разработка подсистемы планирования и бюджетирования для компании «БИК-Проджект» на базе SAP BW-IP и SAP BEx
- Разработка подсистемы сканирования корпоративной сети на наличие запрещенных к использованию программ
- Разработка подсистемы учета ГСМ и путевых листов для конфигурации "Управление торговлей"
- Разработка плана маркетинговой деятельности предприятия
- Разработка плана мероприятий по совершенствованию системы управления персоналом на предприятии
- Разработка плана мероприятий по совершенствованию системы управления персоналом на предприятии на примере ОАО «Промтрактор»
- Разработка плана по труду в торговой организации
- Разработка плана по увеличению объемов сбыта продукции ООО «Инструмент-Сервис»
- Разработка плана производства и реализации продукции Филиала «Волковысский хлебозавод»
- Разработка плана финансового оздоровления ООО магазин «Мария Ра»