Основы и принципы моделирования в Rhinoceros
Вступление.
О чем этот урок?
Когда я только начал работать в Рино она мне показалась довольно удобной, но когда я начал переходить от простых моделей к более сложным, меня начало раздражать капризность Nurbs поверхностей и еще более инструментов для работы с ними. И у меня сложилось мнение что лучше полигонов еще ничего не придумали. Но дело то не в капризности этих поверхностей, а в культуре их создания, если сказать проще то в правильности. Я конечно не претендую на звание первооткрывателя, но мне кажется что по крайней мере один принцип построения поверхностей я понял. Дело в том что эта программа для промышленного моделирования, и согласитесь что данные объекты часто имеют общий центр(ось симметрии) или каждая деталь имеет какую-то закономерность в соединении. Вот это меня и натолкнуло на то, что все построения поверхностей которые в дальнейшем будут присоединяться, скругляться, обрезаться и т.д. должны быть строго подчинены общей симметрии или закономерностям. Как раз для этих целей существует пожалуй самая удобная в своем роде панель с различными привязками.(которая мне попадалась)О этой панели чуть позже. По этому я хочу предостеречь начинающих от недооцениванния этой панели. Если сказать об уроке в целом то он должен показать что модель получается качественная в том случаи когда процесс моделирования происходит осмысленный, а все действия не спонтанны а строго выверенные.
Если вдруг получиться так что этот урок поможет кому-то в освоение этой замечательной программы или изменит у кого-то мнение о ней в положительную сторону я буду считать что не зря писал этот урок.
Ну что же, пожалуй уже много сказано пора приступать к действиям. Но так как урок рассчитан для начинающих ниже приведена иллюстрация и пояснение от куда же взять тот или иной инструмент который будет встречаться нам в уроке.
Стрелка 1- собственно панель с различными привязками.
Стрелка 2- на этой панели можно выбрать различные виду линий, поверхностей, так же там присутствуют инструменты масштабирования, обрезания и создания поверхностей на основе линий или их еще можно называть сплайнами, кривыми, курвсами. Но дальше буду использовать только терминологию линии. Если на любом из значков этой панели нажать левой кнопкой мыши и немного удержать её то рядом с ней появиться скрытое меню, где можно будет выбрать разновидность данного инструмента.
Стрелка 3- командная строка. В ней пишутся различные команды или например там можно изменить настройки выбранного вами инструмента. Еще там появляются подсказки к последующим действиям. Так что туда полезно заглядывать)
Стрелка 4- назовем эту панель основной. Она включает в себя стрелку 2)) Там же присутствуют много полезных инструментов. Вообще она чем то похожа на стандартную панель Windows.
Стрелка 5- На этой панели находятся инструменты для работы с отображениями в окнах проекции. Там можно выбрать инструмент для скрытия каких либо объектов или выбрать инструменты для перемещения в окнах проекции и еще много чего.
Стрелка 6- Окна проекции.
Еще очень полезное сочетание клавиш Ctrl+Z делает откат на одно действие назад.
И в данном уроке очень часто используемая клавиша Shift. С ней мы будем делать почти все перемещения объектов. Она ограничивает движение в строго горизонтальном или вертикальном направлении. Еще кнопка F7 которая включает и выключает сетку в окнах проекции. Еще небольшая подсказка. Не начинайте что либо делать пока не убедитесь в том что прочли и осмыслили будущие действия. Советую всем тем кто не ознакомлен с интерфейсом программы, перед выполнением урока хорошенько поковыряться в нем.
Ну а теперь за дело.
Моделировать мы будем колонку, а точнее пластиковую панель от неё. А так как любое моделирование реальных объектов начинается с размещения чертежей, разумеется если вы не моделируете из головы, с этого и начнем.
В окне Front нажмите правой кнопкой мыши на его названии(Front) и в появившимся меню выберите Backgraundbitmap>Place. Откроется окно в котором вы сможете выбрать нужное вам изображение. В данном случаи это эти две фото колонки вид спереди и сбоку.
Для окна Frontвыберите вид сбоку, а для окна Leftвыберите вид спереди. После выбора изображения надо в нужном окне просто растянуть изображение до нужных размеров. Если у вас стоит окно Right, то поменять его на Left можно нажав на его названии правой кнопкой мыши и в появившемся окне выбрать SetView>Left. Поскольку нам не нужно абсолютного совпадения чертежей можно разместить их ориентируясь только на сетку в окнах проекции. Главное что бы в одном окне центр колонки не оказался в другом нижней частью))
Теперь приступаем к моделированию. Самое важное в моделировании умение разбить сложный объект на простые части. И это не только в моделировании. Например в рисунке или в живописи сначала намечают общий вид и пропорции а потом уже ведут детальную проработку. Или можно просто сказать ведут работу от общего к частному. Начнем строить центральную часть. Обведем для начала колонку рамкой (используя для этого инструмент Rectangle(стрелка 2) в окне Left. И полученную рамку разместите в окне Front так что бы она совпадала с краем пластиковой панели который примыкает к деревянному корпусу колонки. Затем используя привязку Midpoint проводим вертикальную линию как на рисунке.(Для линии используем инструмент Polyline(стрелка2)
При включенной привязки Midpoint указатель будет сам прилипать к центру отрезка.
Теперь можно начинать создавать непосредственно саму поверхность.
Выбираем инструмент Circle:Centre, Radius и включаем привязку Near. Не забывайте перед каждым действием поглядывать на панель с привязками, желательно отключать не нужные вам в данный момент привязки. После этого наводим указатель мыши на центральную линию или ось симметрии в окне Left и строим окружность таким образом что бы она приблизительно совпадала с внешним радиусом динамика.
После этого следует ряд простых действий. Надо придать нашей окружности материальность. Для этого скопируем её нажав на значке Copy(стрелка 2) и при нажатой клавиши Shift в окне Front переместим копию так что бы она совпадала с краем. Смотрите рисунок ниже.
Поверхность будем строить с помощью инструмента Sweep 2 Rail. Для того что бы это осуществить нужно между двумя окружностями провести линию соединяющую их. Но перед этим немного поупражняемся в использовании привязок. Умение ими пользоваться очень облегчат выполнение урока, да и вообще моделирования в целом. Скройте все объекты сцены (для этого выделите нужные объекты и нажмите левой кнопкой мыши на значке с изображением лампочки(стрелка 5) оставив видимым только ближнюю к нам окружность. Затем с помощью привязки Center строим вертикальную линию идущую от центра окружности к краю и присоединяем эту линию к окружности с помощью привязки Near и клавиши Shift. Все это делаем в окне Right. Вот что должно получиться. Полученная линия должна быть строго вертикальной.
Теперь оставьте видимыми только две окружности и только что созданную линию. Для того что бы сделать видимыми скрытые объекты нажмите на лампочку правой кнопкой мыши. Выделите вертикальную линию и нажмите F10. Появятся точки на концах этой линии. Включаем привязку Point и с помощью Polyline соединяем эти две окружности. Делаем это в окне Top с нажатой клавишей Shift и включенной привязкой Near. Сначала нужно начать строить линию от точки а потом включить привязку Near провести ее к противоположной поверхности. Напомню что клавиша Shift ориентирует движение курсора в трех направлениях XYZ.Вот что получилось.
Теперь все просто, нажимаем Surfce>Sweep 2 rails(Стрелка 4) и выделяем по очереди сначала две окружности а потом перегородку между ними. Этот инструмент работает по принципу двух рельс по которым выстраивается поверхность. В данном случае в роли рельсов выступают две окружности и в роли того что будет двигаться по этим рельсам выступает перегородка. Когда все выделено нажимаем Enter. В появившемся окне ничего не меняем. Смотрите рисунок.
Дальше все предельно просто.
Выделяем окружность, внимание не полученную поверхность! И уменьшаем её с помощью инструмента 2DScale(Стрелка 2). Для этого выберите этот инструмент, включаем привязку Center, выделяем нужную окружность и нажимаем Enter. Убедитесь что в центре окружности появилась точка, если нет то наведите курсор на окружность и он должен перескочить в центр этой окружности. Нажимаем левую клавишу мыши и перемещаем курсор немного вверх и еще раз нажимает левую клавишу мыши. После этого у вас появиться возможность масштабировать окружность. Уменьшите её до такого размера как на рисунке. Все эти действия нужно делать в окне Left.
Выдвинем полученную окружность вперёд в окне Front с нажатой клавишей Shift. Если не догадались на сколько выдвигать анализируйте изображение ниже)
Поскольку размеры урока не безграничны, я детально разберу с вами построение следующей поверхности, а потом буду в сокращенииописывать действия. Но не пугайтесь, те места которые будут составлять трудности я буду описывать подробно.
Опять соединим полученную окружность с той которую мы только что масштабировали. Но её нет! Ничего, зато у нас есть инструмент DuplicateEdge(стрелка 2). Выбираем его и жмём на том месте где была окружность и нажимаем Enter. Теперь используя вертикальную линию найдем центр на малой окружности. Выделяем эту линию, нажимаем F10, выделяем две точки на концах этой линии и используя инструмент Copy с включенной привязкой Near в окне Frontпереносим её за верхнюю точку на малую окружность. Результат смотрите на рисунке выше. Всегда все перемещения надо контролировать во всех окнах проекции сразу. Бывает что в одном окне вроде все в порядке, а как посмотришь в другое так там одни глюки.
Теперь выбираем инструмент InterpolatePoints(curvs)(стрелка 2), включаем привязку Point(обратите внимание что у тех линий которые мы только что копировали должны бать включены отображение точек) И соединяем две окружности. Потом надо выделить только что построенную соединяющею линию и нажать F10 что бы появилась возможность управлять точками. В окне Front придайте небольшое округление ей.
И уже известный вам Sweep 2 rails. И вот что получается.
Я могу предположить, что создание остальных деталей динамика не должно у вас вызвать затруднений, поэтому в сокращениеопишу действия.
Выделяем ближнюю к нам окружность и в окне Front с помощью инструмента Copy делаем её копию и сдвигаем с нажатой клавишей Shift немного внутрь. Затем выбираем команду Surface>Loft(стрелка 4) и по очереди выделяем эти две окружности. Нажимаем два раза Enterи в появившемся окне ничего не меняя жмем ОК. Дальше уменьшаем последнюю окружность примерно на столько же на сколько мы её выдвигали(В окне Left) Не забывайте все масштабирования делать симметрично тем объектам которые вы масштабировали. И опять используя инструмент Loft создаем поверхность. Вот что должно у вас получиться на данный момент.
Обратите внимание на то как располагаются ребра на двух поверхностях созданных при помощи инструмента Loft. В отличии от тех что были созданы нами с помощью команды Sweep 2 rails находятся под углом а центральные отклонены от оси симметрии. В данном случае это не имеет для нас значения потому что внутренняя поверхность не будет участвовать в соединении с другими поверхностями. Если у вас возникли трудности на данном этапе урока, вы можете скачать готовую модель тут. И проанализировать форму.
Дальше я ненадолго пускаю вас в свободное плавание.
Используя те же инструменты и приемы достройте внутреннюю часть самостоятельно, опираясь на рисунки и фото. Смотрите ниже. Единственное чего вы пока можете не знать это как получить сферу в центре динамика. Сейчас объясню как её получить. Когда у вас будут выстроены все поверхности в центре останется дырка на место которой должна встать сфера. Вот тогда то вы выбираете Solid>Sphere>Centre, Radius (Стрелка 4) и строите в окне Left ровно по центру этого отверстия сферу немного большего диаметра чем отверстие. Затем в окне Frontрасполагаете её так что бы она выходила наружу динамика и пересекалась с краями отверстия. Затем выбираете инструмент Split, нажимаете сначала на сферу, жмете Enter и потом нажимаете на ту поверхность которая пересекается со сферой и еще раз Enter. Вот сфера и готова. Не забудьте удалить не нужную часть сферы.
Я не спроста решил дать вам самостоятельно доделать эту деталь. Об этом я говорил в вступлении. Но дела тут не только в том что если вы самостоятельно доделаете эту деталь вы хорошо усвоите те инструменты которыми вам приходилось пользоваться. Еще тут присутствует психологический момент. Выполнив для начинающего довольно непростую деталь, вы почувствуете уверенность в себе и в своих силах. И я настоятельно рекомендую путем проб и ошибок добиться нужного результата. Добросовестное выполнение этого этапа облегчит вам последующее выполнение урока.
Часть 2
Теперь нужно построить довольно простой объект, который будет присоединяться к нашей окружности с низу.
Легче всего сначала полностью выстроить её с помощью линий, а потом просто по ним создать поверхность.
Скроем все объекты сцены оставив только ось симметрии. Выбираем инструмент Controlpointcurve и в окне Frontстроим вот такие две линии. Первая маленькая линия должна быть присоединена к оси симметрии с помощью привязки Near.
Затем перетаскиваем их в окне Left в право так что бы они приблизительно совпадали с краем этой поверхности. И в окне Topсдвигаем ближнюю к нам точку к центру колонки. (смотрите выше).
Создаем вот такую штуку.
Для тех кто не совсем понял как её получить привожу ниже краткое описание действий.
Выделяем эти две линии и в окне Front опускаем их копию на нужное нам расстояние с нажатой клавишей Shift. Затем выравниваем эту копию в ровную горизонтальную линию. И соединяем все точки линиями. Теперь нужно провести две линии к центру колонки. Тут ничего трудного смотрите рисунок.
Теперь как вы могли заметить эта деталь немного сужается к низу. Выделите все линии этой детали и нажмите F10. Затем сместите все точки которые относятся к нижней части детали к центу кроме той точки которая находится в центре. В принципе можно было бы сей час сделать поверхность на основе этих линий, но дело в том что нам надо в будущем соединить эту деталь с динамиком и добиться такого соединения что бы создавалось ощущение что они слиты друг с другом. Для этого мы сей час еще немного поработаем с этими кривыми используя инструмент FilletCurves. Надо скруглить два угла. Вот как это делается. Выбираем этот инструмент, в командной строке жмём на слове Radius и там же пишем значение 0.2. Затем по очереди надо нажать на те линии которые образуют угол. На рисунке видно о каком угле идет речь и что должно получиться.
А теперь для корректного образования поверхности нужно соединить двумя линиями два получившихся отрезка образовавшихся при округление углов. Теперь можно выделить четыре линии две только что построенных и две маленьких и применить к ним инструмент SurfacefromNetworkofcurves(стрелка 2). Смотрите рисунок.
Теперь дело за малым. Выделите все линии этой детали и поверхность. Нажмите Transform>Mirror (стрелка 4). Включите привязку End и при нажатой клавиши Shift сделайте зеркальную копию. Объедините 4 линии две верхних и две нижних (Edit>Join) и удалите центральные точки у этих линий.
Создайте по этим линиям поверхности. Объедините все полученные поверхности командой Join.
Надо еще немного подкорректировать эту деталь. Используя инструмент Solid>FilletEdge округлите острый край поверхности. Выберите этот инструмент и нажмите на остром ребре, нажмите Enter и используя управляющие точки уменьшите величину округления до 0.10 и еще раз Enter. Проделайте тоже самое с другой стороны. Смотрите рисунок.
Если поверхности разъединились, соедините их опять.
Ну вот вторая деталь готова. Теперь надо её соединить с первой.
Сделайте видимыми все объекты. Если требуется подкорректируйте положение нижней детали относительно верхней. Стремиться точно воссоздать колонку которая на фотографии в нашем случае не имеет смысла, мы пока учимся работать с самой программой. Хотя стремиться к этому всегда нужно.
Убедитесь что эти две детали пересекают друг друга.
Выберите инструмент Split. Выделите сначала большой круг который пересекается с нижней деталью нажмите Enter и выделите нижнюю деталь и опять Enter. Проделайте тоже самое только наоборот, сначала выделите нижнюю деталь, а потом круг.
Удалите ненужные детали. На рисунке они выделены желтым цветом.
Объедините получившиеся детали командой Join.
Если включить тонированный режим (значок шарика на стрелке 5) и внимательно рассмотреть соединение этих двух деталей то можно заметить какую-то ненатуральность.
Что бы это исправить применим к этому шву инструмент FilletEdge. Выделите все отрезки относящиеся к этому шву. Нажмите Enter. Вот рисунок, на нем видно что надо выделять, какой размер округления поставить и какие настройки округления применить.
Размер округления -0.05
RailType-DistBetween Rails
Когда все настройки поставите нажимайте еще раз Enter.
На рисунке приведенном ниже не трудно заметить разницу до и после применения к шву инструмента Fillet Edge.
Если вдруг после использования этого инструмента получился какой-то непонятный результат, то попробуйте поэкспериментировать с размером округления и настройками этого инструмента.
В случае если и это не помогло значит вы допустили какие-то ошибки на предыдущих стадиях. Скорее всего это отклонение от общей оси симметрии.
Тех у кого все получилось могу поздравить! Осталось последнее трудное, но в тоже время интересное задание – моделирование верхней детали. А те у кого не получилось с первого раза не расстраивайтесь в себе, дело в том что если вы не имеете опыта в этом деле вам трудно уследить за всем что вы делаете, и конечно накопленные ошибки дают о себе знать. Это тоже самое как в музыке, начинающий музыкант с трудом слышит звуки в отдельности а с накоплением опыта начинает слышать аккорды а потом и связь между этими аккордами и всё произведение в целом.
Часть 3
Прежде чем приступить к делу надо хорошенько подумать и разобраться с формой этой детали. Логичней всего имхо смоделировать её ровной без выступа по центру, а потом отдельно смоделировать центральную деталь и соединить с основной. Что же приступим.
Сейчас мы создадим поверхность весьма странным способом.
Скройте все объекты и оставьте только ось симметрии. Теперь нам нужно сделать вот эту поверхность.
Если внимательно присмотреться то можно заметить что она не имеет ровной плоскости а чуть искривлена как лопасть у вертолета(винтелятора). И кажется что ничего трудного здесь нет, но эта поверхность имеет 6 углов, а сделать её надо единой без составных кусков. Вот что я придумал. Эту поверхность конечно можно сделать и более простым способом, но я хотел показать что одно и тоже можно сделать по разному. Самое главное что бы результат был хороший.
С помощью 4 линий обведите это место и настройте положение точек приблизительно как на рисунке.
Теперь нужно обвести линиями эту поверхность. Смотрите ниже.
Выделите первые 4 линии которыми мы обводили эту поверхность с запасом и примените к ним инструмент SurfacefromNetworkofCurves, а затем выделите все остальные 6 линий и объедините их командой Join. Теперь в окне Frontвырезаем из большой поверхности форму нашими линиями. Для этого выберите инструмент Split, выделите поверхность, нажмите Enter и выберите линии и еще раз Enter. Все выделения нужно проводить в окне Front. Затем удалите все ненужные куски и вот что должно получиться.
Если полученная поверхность не полностью сходится с очертаниями фотографии , то можно вернуться назад до того момента как мы вырезали эту форму и подкорректировать расположение линий. Идем дальше.
Все очень просто. Включаем привязку End и от всех углов этой поверхности строим по фото вот такие линии.
Главное что бы все линии были ориентированны на ось симметрии.
Дам маленькую подсказку что бы вы не сильно утомлялись выравниванием этих линий относительно центра. Проводите все линии с запасом за центр, а потом когда все линии будут готовы создайте плоскость (RectangularPlane) которая будет располагаться ровно по центру колонки(как это сделать вы уже знаете) и потом с помощью инструмента Split обрежьте лишние концы.
Небольшую трудность вызывает создание вот этой поверхности.
И все потому что на ней расположено 5 углов, а она должна быть ровной без стыков. Если попробовать выстроить эти линии в ручную то после создания поверхности будет заметно излом на ней. Но если пораскинуть мозгами то вот что можно придумать.
В окне Top с помощью инструмента RectangularPlane обведите это место с запасом. Затем разместите полученную плоскость так как показано на рисунке. Для ее поворота используйте инструмент Rotate 3D(Стрелка 2).
Главное что бы эта плоскость пересекала все линии в этом месте. Затем используя инструмент Split обрежьте этой плоскостью всё то что она пересекает. Удалите эту плоскость и все маленькие кусочки которые она нарезала. Включите привязку End и соедините все разъединенные части. Затем используя инструмент DuplicateEdge получите линию из поверхности и объедините её с соседней горизонтальной линией. С помощью инструмента Sweep 2 Rails создайте поверхность. Сравните результат.
Теперь просто выделите все детали относящиеся к этому объекту и создайте зеркальную копию. Удалите вертикальные линии в центре и объедините горизонтальные линии. Затем удалите образовавшиеся точки в центре детали.
Ну и создайте поверхности по этим линиям. Не создавайте только верхнюю поверхность. Позже поймете почему. Если создали, удалите её. Объедините все поверхности командой Join. Выберите инструмент Solid>FilletEdge и выделите все ребра как на рисунке.
Поставьте те же значения.
Величина округления-0.10
RailType-DistBetweenRails
Если просмотреть все швы после применения к ним инструмента FilletEdge то в нижней части где располагается 5 сторонний полигон образовалась щель в углу.
Сейчас чуть по химичим и все исправим))
Выделите все детали и используя команду Edit>Explode разъедините поверхности. Используя инструмент DuplicateEdge извлеките вот эти линии из поверхности.
Затем удалите поверхность которая находиться внутри этих линий. Объедините верхнюю горизонтальную линию с примыкающей к ней маленьким отрезком. (с левой стороны) Используя инструмент Sweep 2 Railsпостройте новую поверхность на основе этих линий. Проделайте тоже самое с другой стороны. И опять объедините все поверхности. Результат смотрите на предыдущем рисунке. Если вдруг у вас например не один угол оказался не закрытым а два, то проделайте аналогичную операцию и для него.
Используя плоскость сравняйте верхнюю часть нашей детали инструментом Split. Там образовались небольшие искривления в местах где были образованы швы.
Используя инструмент DuplicateEdge извлеките линии из ребер которые находятся в верхней части. На основании этих линий постройте поверхность, обратите внимание на то что эта поверхность полностью совпадает с нашей деталью( что в принципе не удивительно))
Теперь надо уменьшить её с помощью инструмента Scale 1D сначала по одной оси, потом по другой в окне Top. Главное что бы со всех сторон было одинаковое расстояние. И поднимите её в окне Front примерно на такое же расстояние на какое вы уменьшили эту поверхность. Теперь по краям с двух сторон надо соединить поверхности инструментом Curve: InterpolatePoints. Чуть округлите полученные линии.
И построить шов с помощью инструмента Sweep 2 Rails.
Теперь давайте присоединим верхнюю деталь к примыкающей к ней. В этом случае для создания шва мы будем использовать инструмент BlendSurface. Но сначала надо обрезать лишние куски. Это делается точно таким же способом как в случае с обрезанием ненужных частей в нижней части колонки. Вот как все должно выглядеть после обрезки лишних поверхностей.
Теперь выделите верхнюю деталь и в окне Front поднимите её в верх на небольшое расстояние, которое будет равняться размеру шва. И там же в окне Front сдвиньте эту деталь в право на такое же расстояние.
Теперь надо заднюю часть привести опять к одной плоскости. Для этого создаем плоскость которая ориентированна на ось симметрии и обрезаем торчащую поверхность инструментом Split. Смотрите рисунок выше.
Теперь выбираем инструмент BlendSurface и выделяем по очереди сначала все ребра верхней детали а потом нижней.
Жмем Enterи в появившемся окне ничего не меняя жмём ОК. Смотрите выше.
Если получилось так что место аккуратного шва получилось неизвестно что, проследите что бы все ребра выделялись друг за другом. А начинать выделять нижние ребра нужно с того же угла, из которого вы выделяли верхние.
Те кто дошел до этой части урока могут гордиться собой, потому что в принципе это не такая уж и простая деталь для начинающих. И разумеется автор этого урока, то есть я, хочет еще раз пустить вас в свободное плавание и предложить вам доделать простенькую детальку самим. Её создание и присоединение ни чем не отличается от предыдущих. Смотрите рисунки ниже. Удачи не утонуть!
Единственное что можно не делать так это шов. В данном случае будет достаточно просто присоединить эту деталь с помощью команды Join.
И вот что должно в конце концов получиться.
Ну и теперь немного о экспорте в 3DMax.
Объедините все поверхности и желательно удалите все линии. Убедитесь что у вас выделена вся деталь. Нажмите File>ExportSelected. В появившемся окне в низу выберите тип файла из раскрывающегося списка>3dstudio(*.3ds)
Дайте этому файлу имя и нажмите сохранить. В появившемся окне которое видите на рисунке поставьте те же значения. Хотя у меня эти значения стоят по умолчанию.
Если все было сделано правильно и аккуратно то после экспорта не должно вылезти никаких глюков. Готовую модель можно скачать тут.
По интересующим вас вопросам можно писать сюда royalty@mail15.com