Как сделать шахматную фигуру в 3ds max

Обновлено: 07.07.2024

Текстура типа Checker (Шахматная доска) – это двумерные процедурные текстурные карты, построенные по принципу шахматной доски.

Откройте обозреватель материалов и текстурных карт, щелкните на Maps в разделе Show, затем на 2D Maps на переключателе ниже.
Перетащите карту Checker в имеющуюся ячейку образца.
В свитке Checker Parameters (Параметры текстуры шахматной доски) выберите цвета для каждой ячейки (см. рис. 14.18) или щелкните по одной из кнопок карт возле индикаторов цвета, чтобы заменить цвета текстурами.

Рис. 14.18. Свиток параметров карты шахматной доски

повышение значений Tile (укладки) по U и V увеличивает число клеток;
чтобы сместить или повернуть клетки, измените значения параметров Offset (Сместить) и Rotate (Повернуть).

Рис. 14.19. Настройка параметров шума в свитке Noise

Рис. 14.20. Слева повернутая и размноженная карта шахматной доски. Справа та же карта после добавления шума

Совет
Все двумерные текстурные карты обладают свитком Noise (Шум). Параметры настройки шума встроены также и во многие другие типы текстурных карт.
Расположение кирпичей и скрепляющего раствора в текстурной карте Brick (Кирпичи) основано на традиционных способах кладки.
Текстурные карты Swirl (Вихрь) отображают двухцветные вихри, которые могут быть перекрученными, размытыми или четко очерченными, с гладкими или неровными краями. Кроме того, на цвета вихря можно накладывать другие карты.
Текстуры типа Gradient (Градиент) создают градиентные цветные изображения, содержащие до трех цветов. Кроме того, на каждый из цветов может быть наложена своя текстура.
Текстуры типа Gradient Ramp (Градиентный спад) создают настраиваемый спектр цветов. Эти текстуры используют богатый набор шаблонов и обладают многочисленными настройками.
Текстуры типа Combustion создаются при совместной работе с другим приложением от discreet, которое называется combustion. Эти карты обновляются автоматически как в редакторе материалов, так и в окнах проекций.

Главная » Моделирование шахматной пешки

Моделирование шахматной пешки

В этом уроке мы будем моделировать пешку для набора шахматных фигур. В обычной разработке набора деревянных шахмат, пешки делают на токарном станке. Мы будем использовать 3dsMax чтобы сделать что-то подобное: нарисуем внешний контур пешки, а затем воспользуемся модификатором Lathe чтобы заполнить контур объемом. Модификатор Lathe вращает внешний контур вокруг центральной точки чтобы создать форму, мало чем отличаясь от способа создания вытачиванием на токарном станке.

Особенности и техники, описанные в этом уроке:

Уровень навыка: Новичок

Всего времени: 15 минут

Установка урока:

Запустите 3ds Max или выберите File > Reset , если программа уже запущена. Никакого начального файла не надо для этого урока.

Установка заднего фона для вьюпорта:

Чтобы создать контур пешки (и другие части для шахмат), вам нужно загрузить изображение во вьюпорт так, чтобы вы смогли моделировать фигуры на его основе.

Теперь все готово, чтобы начать моделирование.

Начнем с очертаний пешки:

Будем рисовать очертание пешки начиная с верхней части.

Увеличьте масштаб изображения пешки в окне Front вьюпорта.
На панели Create, выберите Shapes, затем нажмите на Line.
В свитке Creation Method, установите два параметра: Type и Drag Type на Corner. Это обеспечит все сегменты линии линейностью.
Во вьюпорте Front , кликните на кончик рядом с верхним центром. Зажмите клавишу Shift , чтобы вынудить линию к вертикальной оси и затем щелкните на второй кончик нижней части пешки.
При помощи все еще зажатой клавиши Shift щелкните на кончик нижнего правого края основания пешки.
Из этого места щелкните на несколько оснований правого контура рисунка чтобы создать приблизительные очертания, направляясь по свей стороне изображения. Вам не обязательно быть точным в этот раз, поскольку вы сможете отредактировать контур позже. Чтобы замкнуть сплайн и закончить команду щелкните на первую точку.
Нажмите Yes при оповещении диалогом.

Редактирование очертания пешки:

Применение модификатора Lathe для контура

На этой стадии вы можете продолжить с файлом, который создали на предыдущих этапах.

Выберите пешку и кликните на список модификаторов, расположенный выше окна стека модификаторов.
Из списка выберите модификатор Lathe.

В уроках, знакомящих с материалами и мэппингом, мы обеспечим шахматные фигуры более правдоподобным цветом, текстурой и создадим блестящую, отражающую деревянную шахматную доску.

Подведение итогов

В этом уроке вы изучили создание сплайнов и их редактирование. Вы также изучили создание трехмерных геометрических объектов, используя модификатор Lathe.

Актуальность : В данной работе речь пойдет о новой технологии создания объектов и предметов — 3D принтере. Указываются основные принципы и технологии работы устройства. 3D-печать становится все более и более доступной и открывает множество возможностей. Я исследую возможности использования 3D-печати на примере создания и печати шахматных фигур. В повседневную жизнь 3D пришло к нам в начале нового тысячелетия. Мы, естественно, связываем это определение с киноискусством или мультипликацией. Но данная технология охватывает гораздо больше спектров нашей жизни. Итак, что же такое 3D принтер, и, что представляет собой печать на таком устройстве?

Цель исследовательской работы: Узнать, как работает 3D-принтер, создать реальные модели и их напечатать, получить оптимальные настройки для дольнейшей работы с принтером.

Задачи:

1. Найти информацию о работе 3D-принтера установленного в школьной лаборатории 3D-моделирования. 2. Изучить принцип работы этого устройства. 3. Выбрать программу для моделирования и на ее основе создать модели шахматных фигур. 4. Напечатать созданные модели на принтере. 5. Проанализировать получившиеся результаты.

Гипотеза: Возможности 3D-принтера очень велики на данный момент, поэтому в будущем, вероятно, он будет очень востребован в разных областях. На первый взгляд технология кажется очень сложной, но мне кажется освоить ее может любой школьник.

Методы исследования : Изучение 3D моделирования в процессе создание модели шахматных фигур в программе Blender и печати на школьном 3D принтере, наблюдение, сравнение.

Объект исследования : 3D-принтер, среда печати Cura , моделирования в программе Blender .

Предмет исследования: Возможности 3D –принтера.

Актуальность исследования в том, что 3D моделирование играет важную роль в жизни современного общества. Сегодня оно широко используется в сфере маркетинга, архитектурного дизайна, медицины и кинематографии, не говоря уже о промышленности. 3Д-моделирование позволяет создать прототип будущего сооружения, коммерческого продукта в объемном формате. Важную роль 3D моделирование играет при проведении презентации и демонстрации какого-либо продукта или услуги.

Практическая значимость: В с овременном мире 3 D технологии позволяют печатать реальные дома, человеческие органы, продукты питания и стальные детали .

Глава 1. Исследование 3д технологий

1.1. Принцип работы 3д принтера

3D принтер Arduino mega 2560 представляет из себя не сложную конструкцию (Рисунок1): моторы двигающие оси x, y и z, нагреваемый стол, блок питания, экструдер и контролер. Т

Рисунок 1 схема принтера Arduino mega 2560

Технология печати на 3d принтере Arduino mega 2560 предполагает, что на основе виртуальной модели создается объект, путем послойного нанесения термопластика. Экструдер, то есть печатающая головка 3d принтера Arduino mega 2560, разогревает материал до необходимой температуры и распределяет его в необходимых пропорциях по заданным в виртуальной модели точкам координат. Происходит это путем выдавливания экструдером термопластика (Рисунок 2).

Рисунок 2. Принцип работы экструдера

1.2. Выбор программы для 3д моделирование

3D моделирование — очень популярное, развивающееся и многозадачное направление в компьютерной индустрии на сегодняшний день. Создание виртуальных моделей чего-либо стало неотъемлемой частью современного производства. Выпуск медиа-продукции, кажется, уже не возможен без использования компьютерной графики и анимации. Конечно же, под разнообразные задачи в этой отрасли предусмотрены и специфические программы.

Выбирая среду для трехмерного моделирования, в первую очередь, следует определить круг задач, для решения которых она подходит.

1) Самым популярным представителем 3Д-моделлеров остается Autodesk 3ds Max (Рисунок 3) — самое мощное, функциональное и универсальное приложение для трехмерной графики. 3Д Макс — это стандарт, под который выпущено множество дополнительных плагинов, разработано готовых 3Д-моделей, отснято гигабайты авторских курсов и видеоуроков. С этой программы лучше всего начинать учиться компьютерной графике.

Рисунок 3. среда моделирования Autodesk 3ds Max

Эта система может использоваться во всех отраслях, начиная от архитектуры и дизайна интерьеров и заканчивая созданием мультфильмов и анимированных видеороликов. Autodesk 3ds Max идеален для статичной графики. С помощью него быстро и технологично создаются реалистичные картинки интерьеров, экстерьеров, отдельных предметов. Большинство разрабатываемых 3Д-моделей создаются именно в формате 3ds Max, что подтверждает эталонность продукта и является самым большим его плюсом.

Некоторым минусом программы является, то что она защищена авторским правом и является платной, а так же очень сложна в изучении и управлении.

2) Для целей строительного, инженерного и промышленного проектирования применяется самый популярный чертежный пакет — AutoCAD (Рисунок 4) от компании Autodesk. Эта программа обладает мощнейшим функционалом для двухмерного черчения, а также проектирования трехмерных деталей разной сложности и назначения.

Научившись работать в AutoCAD, пользователь сможет проектировать сложные поверхности, конструкции и прочие изделия материального мира и оформлять к ним рабочие чертежи. На стороне пользователя — русскоязычное меню, справка и система подсказок по всем операциям.

Рисунок 4. среда моделирования AutoCAD

Эту отсутствие поддержки большого числа форматов 3Д-моделей, Blender может похвастать перед тем же 3ds Max более продвинутым инструментарием создания анимаций.программу не стоит применять для красивых визуализаций. Стихия Автокада — рабочие чертежи и подробная разработка модели.

3) Бесплатная программа Blender (Рисунок 5) является очень мощным и многофункциональным инструментом для работы с трехмерной графикой. Количеством своих функций он практически не уступает большим и дорогим 3ds Max и Cinema 4D. Эта система вполне подойдет как для создания 3Д-моделей, так и для разработки видеороликов и мультфильмов. Несмотря на некоторую нестабильность работы и

Рисунок 5. среда моделирования Blender

Blender может оказаться сложным в изучении, так как имеет сложный интерфейс, непривычную логику работы и нерусифицированное меню. Зато благодаря открытой лицензии он может быт успешно использован в быту и коммерческих целях.

На программе Blender остановим свой выбор и будем использовать в работе.

1.3. Выбор среды печати модели, слайсеры

Что такое слайсеры и зачем нужны?

Слайсер – изначально это утилита, которая умеет из поверхностного массива сделать нарезку параллельными плоскостями и перевести полученную информацию в G-код. Ведь головки экструдера работают именно таким образом, строя объект последовательным наращиванием «срезов» поверхностей в параллельных плоскостях. Сегодня все мощные программы моделирования имеют встроенные возможности по компилированию своих моделей в файл формата *.stl.

Программы, используемые для работы с 3d принтером в основном бесплатные. Только некоторые из них имеют платные версии или расширения. Все бесплатные программы, предоставляемые для 3d принтера разработчиками, пока поддерживаются и обновляются тоже на свободной основе. Многие из них имеют открытый код.

Cura - одно из самых удобных и интуитивно понятных приложений от производителя 3D принтеров Ultimaker. Получила самое большое распространение – это самый популярный слайсер для 3D принтера. Кроме инструментов редактирования, настроек материала, опций печати, включён ряд удобных функций по расчёту количества материала и его стоимости, веса изделия. Имеет открытый код. Полностью бесплатная, обновляемая утилита, ее я и буду использовать

1.4. Выбор пластика для печати моделей

Технология послойного наплавления имеет массу преимуществ, среди которых относительная простота конструкции принтеров и ценовая доступность как устройств, так и расходных материалов. Как правило, для печати используются термопластики, но есть и исключения – композитные материалы, содержащие различные добавки, но основанные, опять-таки, на термопластиках.

В современной промышленности используется большое количество разнообразных термопластиков, каждый из которых производится для определенных целей, соответственно все они имеют разные физико-математические характеристики. Некоторые виды пластика твердые и прочные, другие мягкие и выдерживают только слабое воздействие; есть нетоксичный пластик для создания пищевой упаковки; пластик различается по цвету; по воздействию на него внешних и других факторов.

ABS производится на основе термопластичной смолы путем сополимерезации акрила, нитрила и бутадиенстирола. Свойства ABS пластика могут
немного различаться в зависимости от соотношения пропорций веществ в его составе. ABS – ударопрочный термопластик. Очень популярный благодаря своим физико-механическим свойствам. Он прекрасно обрабатывается - шкурится, сверлится, пилится. Хорошо подходит для печати функциональных моделей. Но к сожалению очень капризен к условиям окружающей среды во время печати, при сквозняке может случится расслоение модели, может давать сильную усадку при остывании.

PLA - это алиатический полиэфир, состоящий из органических веществ, вроде картофельного крахмала или целлюлозы.
PLA обладает низкой усадкой, то есть потерей объема при охлаждении, что способствует предотвращению деформаций будущих моделей, не капризен и прост в использовании.
Стоимость PLA относительно невелика, что добавляет популярности этому материалу.

Глава 2. Создание 3д моделей на примере шахмат

2.1. Моделирование фигуры пешки с помощью экструдирования окружности

Для создание модели я решил воспользоваться программой Blender. Одной из основных фигур шахматной доски является пешка, с нее я решил начать моделирование.

1) В рабочем окне программы я добавил полисетку окружность на 32 грани. (Рисунок 6)

Рисунок 6. Полисетка окружность

2) С помощью инструментов вытягивания, экструдирования, и сужения/растягивания диаметра моей полисетк, и я преобразовал окружность в основу для пешки.( Рисунок 7 )

Рисунок 7. Экструдирование окружности.

3 ) Для создания головной части пешки я воспользовался добавлением полигональной икосферой, поместив ее на получившееся ранее основание.(Рисунок 8)

Рисунок 8. Добавление полигональной икосферы.

2.2. Моделирование фигуры слона с помощью точечного выдавливания граней по осям координат

Создание фигуры слон очень похоже на создание пешки, за тем отличаем, что навершие слона мы моделируем сами в отличие от пешки. Использовал я точечное выдавливание граней и смещение их по осям координат. (Рисунок 9)

Рисунок 9. Точечное выдавливание граней

2.3. Моделирование фигуры коня по фоновому изображению

1) Для моделирования фигурки Коня, я воспользовался фоновым изображением, которое поместил на ось координат. (Рисунок 10)

Рисунок 10. Фоновый рисунок.

2) В процессе создания фигуры коня я пользовался экструдированием вверх, сдвигом и смещением по осям координат. Для прорисовки ушей выдавил и наклонил две грани.( Рисунок 11 )

Рисунок 11. Процесс экструдирования коня по фоновому изображению

3) Для придания коню красивых отпекаемых форм я воспользовался модификатором сглаживания - сурфейс. (Рисунок 12)

Рисунок 12. Модификатор сурфейс

Глава 3. Печать моделей на 3д принтере

3.1. Экспорт созданных моделей в пригодную для 3д печати форму

Для того что- бы программа слайсер распознала созданную мной модель и подготовила ее для печати необходимо экспортировать созданные модели в формате *. stl . Для этого я воспользовался встроенным в Blender аддоном для 3 d печати. (Рисунок 12)

Рисунок 12. Модуль для 3d печати

3.2. Сравнительное исследование качества получаемых моделей при различных настройках среды печати cura

Для печати получившихся моделей шахматных фигурок я открыл все три модели в программе Cura (Рисунок 13)

Рисунок 13. Отбражение моделей в среде программы Cura

Я настроил среду Cura в соответствии с теми настройками, которые рекомендовал производитель принтера. Диаметр нити 1,75мм, диаметр сопла 0,4, температура печати от 180-250, высота слоя 0,1мм, использовался пластик PLA.

При первом запуске модель не прилипла к столу, я подключил нагрев стола 70 градусов.

При повторном запуске с рекомендованными настройками при не высокой скорости модель напечаталась довольно качественно: видны полигонали шляпки но выпирает лишний пластик на ножке, это связано с отсутствием охлаждения в процессе печати.(Рисунок 14)

Рисунок 14. Результат печати на рекомендованных настройках без обдува.

Проблему охлаждения я попробовал решить печатая модель с обдувом (охлаждением) пластика реализованным за счет подключения кулера в программе Cura. Для Сокращения времени печати я попробовал напечатать три пешки одновременно. Принтер неплохо справился с задачей. И качество получаемых моделек в итоге не плохое за счет поэтапного охлаждения слоев при переходе принтера от модели к модели. (Рисунок 15)

Рисунок 15. Печать с охлаждением.

Подняв скорость с 50 до 100, в целях экономии времени печати я получил модель с расслоившимися слоями, принтер не успевал качественно зафиксировать нить пластика.(Рисунок 16)

Рисунок 16. Печать принтера на высокой скорости.

В целях экономии пластика я попробовал изменить параметры плотности заполнения и толщины стенок. При плотности заполнения 25% в узких местах готовой модели появляется лишний пластик. При заполнении 20 процентов этой проблемы не возникает. (Рисунок 17.). Так же я попробовал уменьшить толщину стенок с 0,8мм-0,4мм, в итоге при меньшей толщине модель получилась не достаточно прочной и легко деформировалась при надавливании.

Рисунок 17. Печать при заполнении 20% и 25% и разной толщине стенок.

3.3. Выбор оптимальных настроек среды и принтера для максимально быстрой и корректной печати

Для удобного сравнения результатов печати я объединил полученные результаты в таблицу. (Таблица 1)

Таблица 1. Сводная таблица показателей печати.

Для печать в высоком качестве необходимо запастись временем. Скорость печати необходимо опустить до минимальной иначе маленькие детали шахмат перегреваются и появляется лишние хвосты пластика, теряется форма полигоналей у пешки. Очень важен работающий обдув, без него качественной верхушки не получилось.
Печать в нормальном качестве, с меньшими затратами на время, очень не плохо получилась при одновременной печати трех моделей. Из-за поочередной печати слоев на нескольких моделях пластик успевает остыть и следующий слой ложится ровнее.

Заполнение самое оптимальное оказалось 20%, при большем заполнении лишний пластик скапливается и лезет наружу. (Рисунок 18)

Толщина слоя оптимальная 0,8 миллиметра, при меньшей, модель получалась мягкой и не очень прочной. Быстрый режим печати давал низкое качество и плохую укладку слоев. Низкое качество пойдет для "чернового" макетирования.

В процессе создания проекта мы продолжим изучение инструментов для работы со сплайновыми формами. На примере создания шахматного коня вы познакомитесь с методикой моделирования произвольных форм при помощи сплайнов. Мы также начнем изучение основных способов работы с материалами в 3DStudioMAX.

Новые инструменты, рассмотренные в примере:

- присоединение сплайнов к форме (команда Attach);

- установка вершин в точку пересечения сплайнов (команда CrossInsert);

- сближение и сварка вершин (команды FuseиWeld);

- использование составных объектов типа Boolean;

- работа с каркасами в режиме Editable Poly;

- использование мягкого выделения при работе с каркасами;

-создание линии внутри формы (команда CreateLine);

- выдавливание полигонов при работе с каркасами Editable Poly(командаExtrude);

На рисунке 1 представлен вариант сцены с шахматами.

Рис. 1. Сцена с шахматами

1. Создание пешки

Пешку, как и большинство шахматных фигур можно представить как поверхность вращения (рис. 2). Следовательно, построение пешки начнем с построения формы ее контура.

Рис. 2. Модель пешки

Перейдите на вид спереди и постройте четыре формы как показано на рисунке 3а. Как видим, это четыре отдельные формы (окружность и три линии). Также, на рисунке 3а видно, что эти формы пересекаются друг с другом. Это сделано специально для более удобного последующего слияния форм.

Рис. 3. а – контур фигуры проще начинать создавать из нескольких отдельных форм; б – затем все формы сливаются в одну при помощи команды Attach

Присоединение сплайнов к форме.Следующее, что нам необходимо сделать – это соединить все четыре формы в одну. Выделите самую нижнюю линию и в ее параметрах найдите командуAttach(присоединить). Выбрав эту команду, поочередно щелкните левой кнопкой мыши на оставшиеся две линии и окружность. При этом они присоединятся к первой линии. Таким образом, вы получили единую форму, состоящую из четырех отдельных сплайнов (рис. 3б).

Установка вершин в точку пересечения сплайнов. Теперь нам необходимо слить все сплайны в один непрерывный контур. Для этого выделите форму, при помощи инструментаприблизьте головную часть пешки и перейдите на уровень вершин -(рис. 4а). Как видим, в этом фрагменте изображения есть две точки, где сплайны пересекают друг друга. Нам необходимо установить дополнительные вершины в точки пересечения. Для этого в параметрах форы выберите командуCrossInsert(она находится в свиткеGeometry). Эта команда вставляет дополнительные вершины в точку пересечения линий. Причем вершины вставляются на всех линиях, участвующих в пересечении. Далее подведите указатель мыши к точке пересечения и сделайте щелчок левой кнопкой. Тоже самое проделайте со второй точкой пересечения. Как видите, в обеих точках пересечения появились дополнительные вершины (рис. 4б).

Рис 4. Вставка вершин в точки пересечения сплайнов

Примечание. Справа от командыCrossInsertесть счетчик (), который фактически задает чувствительность данной команды. Его значение определяет область, внутри которой сплайны будут считаться пересекающимися. Настройка данного параметра полезна в том случае, если сплайны не пересекают, а, например, касаются друг друга или почти касаются.

Теперь нам необходимо удалить лишние части сплайнов. Для этого переходим на уровень сегментов () выделяем и удаляем лишние участки (рис. 5а).

Рис. 5. а – выделяем и удаляем лишние участки контура; б – исправляем нижнюю часть пешки

Теперь перейдите в нижнюю часть пешки. Там есть одна точка пересечения (рис. 5б). Проделайте с ней те же действия, как и с головной частью пешки. После этого при помощи перемещения вершин внесите некоторые поправки в контур, получив примерно такую линию, которая изображена на рисунке 6а. При помощи команды Refine, введите дополнительную вершину типа Безье для создания изгиба «платья» пешки (рис. 6 б).

Рис. 6. Доработка контура

Сближение и сварка вершин. На данном этапе работы наш контур все еще является разъединенным (т.е. состоит из четырех отдельных сплайнов). Это видно на рисунке 6 наличием нескольких вершин на линии контура, которые обозначены квадратными маркерами. Как вы знаете, единый сплайн имеет только одну «квадратную» вершину. Слияние вершин производим следующим образом. Перейдите в нижнюю часть пешки и выделите, вершины,растягивая окно выделениявокруг «квадратной» вершины (рис. 7 а).

Рис. 7. Слияние вершин в основании пешки

При этом выделяется не одна вершина, а две: «квадратная» вершина, принадлежащая одному сплайну и та, что находится под ней, принадлежащая другому сплайну. Теперь в параметрах сплайна выберите команду Weld(сварить). При этом две вершины, а, следовательно, и два сплайна, которым они принадлежат, соединятся в один сплайн (рис. 7 б).

Примечание.КомандаWeldсправа имеет счетчик (), который определяет максимальное расстояние между вершинами, при котором они еще будут свариваться. Взгляните на рисунок 8а. Вершины, показанные на этом рисунке, не будут свариваться, так как расстояние между ними превышает пороговое значение, установленное счетчиком. Для соединения таких вершин можно поступить тремя способами: во-первых, можно сначала сблизить вершины при помощи обычного перемещения, а затем сварить; во-вторых, можно увеличить значение порогового расстояния в счетчике командыWeld; но, по-видимому, самый удобный способ – это сближение вершин при помощи командыFuse(сближение) (рис. 8 б). Действие этой команды сближает выделенные вершины, на каком бы расстоянии друг от друга они не находились. Но вершины при этом не свариваются. Поэтому, проектировщики зачастую используют пару команд:Fuse - Weld.

Рис. 8. Сближение вершин при помощи команды Fuse

Далее сварите разъединенные вершины головной части пешки (рис. 9 а, б).

Рис. 9. Сварка вершин в головной части пешки

Последнее, что осталось сделать для контура фигуры, это при помощи уже изученной команды Fillet, сделать закругления в основании и в головной части пешки (рис. 10 а, б).

Рис. 10. Сглаживание углов контура пешки

Теперь примените к полученному сплайну модификатор Latheи настройте его самостоятельно (используйте изученную методику настройки модификатора, которая использовалась при создании вазы для цветов). Окончательный результат моделирования показан на рисунке 11.

Читайте также: