Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 2009 (Д. В. Рябцев, 2010)

В этой книге рассказывается о разработке проектов интерьера в редакторе трехмерной графики 3ds Max 2009, начиная с моделирования предметов интерьера и мебели и заканчивая визуализацией качественных эскизов и созданием небольшого презентационного ролика будущего помещения. Книга будет полезна начинающим энтузиастам трехмерной графики, желающим освоить проектирование и визуализацию интерьеров. Также она станет прекрасным подспорьем для практикующих дизайнеров, которые хотели бы перейти на новый уровень представления своих работ.

Оглавление

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 2009 (Д. В. Рябцев, 2010) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

Глава 1

Трехмерная графика – виртуальное представление реального мира

Пространственное видение и другие особенности создания трехмерного пространства

В настоящее время, наверное, каждый человек согласится с тем, что компьютер прочно вошел в нашу жизнь наряду с другими цифровыми системами, призванными улучшить условия существования и добавить комфорта в повседневную обыденность. Но в отличие от бытовой электроники, которая служит для какой-то определенной цели и с помощью которой сложно что-либо создать, компьютер может выступать в качестве инструмента производственных и творческих процессов. В частности, большое развитие на сегодняшний момент получила компьютерная графика.

Впервые для создания графических образов компьютерная техника была применена в 50-х годах прошлого века. Хотя в то время она использовалась лишь для работы в системах автоматизированного проектирования и ни о каком художественном применении речь пока не шла. Однако с развитием компьютерных систем появилась возможность использовать компьютеры в кино– и видеоиндустрии. Наряду с плоскостной 2D-графикой (2D — двумерный) развивалась трехмерная, которая давала возможность проектировать виртуальное пространство в трех измерениях. На сегодняшний день существует множество художественных работ, созданных с применением трехмерной графики, которые позволяют отбросить всяческие сомнения относительно того, что трехмерная графика относится к определенному виду цифрового искусства. Инструментом создания его, безусловно, является компьютер. И как следствие, одна из основных задач трехмерной графики – как можно реалистичнее передать виртуальную действительность. Даже если зритель наблюдает совершенно фантастическую неподвижную или анимационную сцену, необходимо заставить его поверить в то, что такой мир может существовать. Это предполагает использование формы, движений, цветовых сочетаний и схем освещенности сцены, максимально приближенных к реалистичным, что зачастую требует солидных вычислительных ресурсов. Надо сказать, что современные компьютеры (как профессиональные графические системы, так и мощные персональные мультимедийные станции) успешно справляются с этой задачей в отличие от домашних компьютеров предыдущих лет, на которых достаточно сложно было создавать трехмерную графику в том виде, который на данный момент представлен в различных сферах цифрового искусства.

Сфера использования

В наши дни расширилась и область применения трехмерной графики – от анимационных фильмов и рекламы до компьютерных игр и научно-исследовательских разработок. Сейчас практически любой пользователь может увидеть великолепную трехмерную графику в реальном времени на своем компьютере. Полнометражные анимационные фильмы и сцены со спецэффектами в художественных лентах, множество игр с визуализацией по ходу действия (и это далеко не полный перечень) могут быть созданы с использованием компьютерной 3D-графики (от англ. 3 Dimensional — трехмерный). В связи с этим все больше людей стремятся овладеть навыками трехмерного моделирования и анимации. Широкое применение трехмерная графика нашла на телевидении. С ее помощью можно оформить студию и создать декорации, не прибегая к бутафории. Достаточно снять сцену на нейтральном фоне, с помощью компьютера наложить на этот фон виртуальные декорации и менять элементы сцен в режиме реального времени. Таким способом можно сотворить совершенно фантастическую атмосферу, повысив зрелищность телепрограмм. Данная технология называется совмещением компьютерной графики с рирпроекционным фоном. Термин рирпроекционный фон означает как сцены реальной видеосъемки с объектами внешней среды, так и фон нейтрального цвета. Одним из примеров использования таких технологий является увеличение количества объектов с помощью компьютера в художественных фильмах. Небольшое количество объектов снимают реальной камерой на нейтральном зеленом или синем фоне, а затем с помощью компьютера и специального программного обеспечения производят замену фона и увеличивают количество объектов до нужного числа. Точно таким же способом можно работать с группами людей, увеличивая их до нужного количества и придавая каждой группе свои отличительные свойства, хотя в работе с двигающимися персонажами существуют свои сложности и особенности.

Рекламные ролики, созданные с применением трехмерной графики, поражают разнообразием спецэффектов и дают понять, насколько неограниченные возможности способна предоставить компьютерная графика в создании виртуальной окружающей среды. С ее помощью можно создать персонаж, вымышленный или реально существующий, наделить особыми свойствами объекты, сымитировать космические бои. Часто при создании анимационных роликов используется такая интересная возможность виртуальной трехмерной среды, как морфинг (morfing). Одна из его разновидностей – технология растяжения и сжатия трехмерных объектов. Именно она позволяет осуществить визуальное изменение формы и размера объекта анимационной сцены так, что при всей «утрированности» оно будет казаться естественным. Преобразование одного объекта в другой также относится к одному из видов морфинга. Достаточно программы для работы с трехмерной графикой и морфинг-редактора.

В современных системах автоматизированного проектирования давно и повсеместно используются трехмерные объекты, смоделированные в программах управления виртуальным пространством. Например, для изготовления скульптуры сложной формы применяется технология создания виртуального трехмерного объекта с последующим разбиением компьютерной модели на части, а затем изготовление отдельных частей промышленным способом и сборка из этих частей скульптуры. Еще одна технология создания сложных промышленных объектов, в которой используются возможности 3D-графики, – стереолитография. В программе трехмерного моделирования создается нужная модель, которая затем посредством пакета автоматизированного проектирования преобразуется в специальный файл. В нем содержатся координаты объекта и команды управления агрегатом, состоящим из прямоугольного контейнера с жидким пластиком и двух лазерных установок, направленных на него с разных сторон под углом 90° (рис. 1.1). Учитывая данные файла с координатами объекта, лазерные установки передвигаются по вертикали и горизонтали, и на пересечении их лучей пластик застывает. Таким образом можно получить полую форму или монолитный объект из пластика, соответствующий трехмерной модели, созданной ранее.

Рис. 1.1. Создание модели стереолитографическим способом


Нелишним будет отметить еще одну возможность трехмерной графики – совмещение объектов, созданных в средах объемного моделирования, с фоном (его роль может играть, к примеру, фотография) и приведение одного в соответствие другому. Она широко используется в одной из разновидностей архитектурных визуализаций. Такое совмещение дает возможность увидеть спроектированное здание в предполагаемом месте задолго до того, как это здание начнут строить.

Трехмерная графика в настоящее время облегчает взаимодействие человека с компьютером путем применения специальных интерфейсов.

Наряду с приемами построения статичных изображений существуют технологии визуализации (rendering) и обработки виртуальных сцен в движении. Одной из них является визуализация в реальном времени. Данные технологии применяются в 3D-играх, а также для создания тренажеров и симуляторов, используемых космонавтами, пилотами и военными для имитации различных ситуаций, которые могут возникнуть при управлении техникой в реальной жизни. В режиме реального времени строятся модели погодных условий и катаклизмов. При условии определения изменений корректной математической моделью можно предсказывать развитие событий и предупреждать стихийные бедствия.

Нельзя не отметить, что трехмерная графика нашла свое применение и в Интернете. С появлением редакторов объемной графики и специальной технологии VRML (Virtual Reality Modeling Language – язык моделирования виртуальной реальности) стало возможным создание виртуальных пространств и трехмерных миров в глобальной Сети, которые затем можно просматривать с помощью браузеров, поддерживающих данную технологию. Примеры подобных технологий можно найти на сайте www.viewpoint.com. На данный момент технология VRML считается устаревшей, однако развитие получили некоторые другие системы создания виртуальной реальности на ее основе. Так как обеспечение онлайнового взаимодействия нескольких пользователей между собой в виртуальных пространствах является перспективным направлением и продолжает развиваться, новым стандартом для создания трехмерных миров стал X3D (Extensible 3D). На сегодняшний день вышеописанный язык взаимодействия, визуализации и размещения виртуальных миров в Сети заменил технологию VRML.

Очень интересное свойство трехмерной графики открыли не так давно американские ученые. Оказывается, смоделированная реальность позволяет лечить людей от заболеваний психологического характера и разного рода фобий. Чтобы избавиться, к примеру, от страха высоты или боязни летать, достаточно нескольких сеансов виртуальной терапии. Специальный шлем погружает человека в мир трехмерной графики, моделирующей ситуацию реального полета или хождения по высотным конструкциям. Компьютер генерирует соответствующие звуки, а с помощью специальных перчаток можно управлять виртуальным миром. Кроме того, во время этих сеансов ученые отмечали снижение болевого порога у пациентов. Возможно, в недалеком будущем анестезия будет производиться немедикаментозным способом с помощью приборов, создающих виртуальную реальность. Исследования в этой области идут полным ходом.

Широкое применение трехмерная графика нашла также в области дизайна интерьера и архитектурных визуализаций. Ведь для заказчика важно увидеть помещение, в котором ему, возможно, придется жить или работать, в представлении, максимально приближенном к реальности. В идеале наиболее приемлемо фотографическое сходство эскиза с будущим помещением. Если открыть любой иллюстрированный журнал, посвященный декорированию комнат, практически в каждом номере можно увидеть проекты, сделанные в той или иной программе трехмерного моделирования. Конечно, нужно отдать дань авторским проектам, выполненным по классическим канонам в акварели (рис. 1.2), но это более трудоемкий процесс, и в случае большого количества заказов создание вариантов декора с помощью красок, мелков и карандаша займет много времени. К тому же моделирование помещений в специализированных программах позволяет достичь почти фотографического сходства с реальными объектами. Кроме того, компьютерный проект, в отличие от художественного, позволяет легко внести изменения в соответствии с желанием заказчика. Все изображения в цифровом виде остаются в студии или у дизайнера как «портфолио» (от итал. portfolio — «папка с документами») выполненных проектов. Сегодня многие дизайн-студии имеют в штате специалиста по трехмерной графике или обучают своих сотрудников работать с программами компьютерного моделирования. С помощью данной книги вам предлагается самостоятельно освоить такую программу и научиться созданию проектов интерьера.

Рис. 1.2. Проект интерьера кабинета, выполненный в акварели


Читатели, получившие художественное образование, могут пропустить данную главу и перейти непосредственно к изучению 3ds Max 2009 и созданию в этой программе виртуального интерьера. Ведь для них все, что здесь будет изложено, является прописными истинами. Хотя вспомнить основы иногда бывает полезно даже тем, кто считает себя профессионалом.

Ориентация в трехмерном пространстве. Объекты

Мир, окружающий нас, является трехмерным, иначе говоря, форму объектов, с которыми человек взаимодействует каждый день, можно описать посредством трех измерений – длины, ширины и высоты. Для создания каждого из этих объектов используются свои способы, о которых люди не задумываются, пока сами не примут участие в создании какого-либо объекта. Точно так же с помощью компьютера и специального программного обеспечения в виртуальном трехмерном пространстве можно создать практически любой объект, вымышленный или встречающийся в повседневной жизни, несколькими способами. Все, что относится к созданию трехмерных объектов и управлению ими в виртуальном пространстве, называется трехмерной графикой. Иначе говоря, трехмерную графику можно определить как виртуальное представление объемной среды. То есть на плоском мониторе компьютера посредством программного обеспечения строится 3D-пространство, которое затем может быть визуализировано с помощью программных средств управления и, в конце концов, в виде неподвижного изображения или анимационного ролика представлено зрителю.

Для начального знакомства и понимания общих принципов работы в виртуальном пространстве достаточно знания геометрии на уровне школьного курса (вот когда пригодятся эти скучные теоремы и биссектрисы!). Для ориентации на плоскости и в пространстве в редакторах трехмерной графики применяется декартова система координат[1] (рис. 1.3). Она представляет собой три воображаемые плоскости, пересекающиеся в пространстве под углом 90°. Обычно оси X и Y определяют координаты плоских двумерных объектов и описывают размеры объекта по длине и ширине, а ось Z направлена вверх и определяет высоту объекта. Началом координат называется точка с координатами (0, 0, 0), от которой ведется отсчет положения объектов в пространстве. Каждая ось координатной системы условно делится на определенное количество одинаковых отрезков, которые представляют собой какие-либо единицы измерения. Причем по одну сторону от точки начала координат будет располагаться положительная область значений, а по другую – отрицательная. Данная система применяется практически во всех программах трехмерной графики, различаясь только ориентацией осей, и, как правило, изменить направление осей в любом 3D-редакторе не составляет труда.

Рис. 1.3. Оси декартовой системы координат в трехмерном пространстве


Только после того как вы разберетесь с системой координат, принятой в трехмерной графике, и познакомитесь с интерфейсом 3ds Max 2009, имеет смысл переходить к изучению процесса создания объектов на основе примитивов или сплайнов, а затем и к более сложному объемному построению. Кроме трех измерений (длина, ширина, высота) любой объект 3ds Max определяется формой. Под формой подразумевается внешний вид, визуальные очертания предмета. Для работы с программой компьютерного моделирования (впрочем, это касается и любого вида изобразительного искусства) необходимо развивать в себе чувство формы и объема. «Трехмерное видение» приходит с опытом и не является исключительной особенностью определенного круга людей.

Примечание

Примитивами в программах компьютерного моделирования называют простые объемные фигуры, такие как куб, сфера, плоскость, пирамида и т. п. Эти фигуры служат основой для создания более сложных трехмерных моделей. Примитивы являются параметрическими объектами. Это означает, что они строятся путем ввода определенных параметров.

После того как все объекты созданы и расположены на предназначенных для них местах, можно назначать им текстуры и работать над освещением сцены. Для отображения сцены применяются камеры различных типов (рис. 1.4). Виртуальная камера транслирует сцену в соответствии с указанными пользователем параметрами. Можно управлять, например, такой характеристикой, как глубина резкости (см. главу 3), когда в фокус камеры попадает определенная область или объект, а остальная часть сцены размыта. В итоге сцена становится похожа на фотографию, сделанную реальной камерой. Ключевым моментом возможностей трехмерных редакторов является анимация, или оживление неподвижного изображения. С ее помощью создаются спецэффекты для кино, рекламы и, конечно, полнометражные фильмы.

Рис. 1.4. Инструмент Камера в программе трехмерного моделирования

Отображение и составные части объектов

Из чего же состоят объекты в среде трехмерного моделирования? Здесь необходимо вспомнить правило, известное еще со школьной скамьи: соединив линиями три любые точки в пространстве, вы получите плоскость. Объекты в трехмерной графике состоят из наборов небольших плоскостей, которые называются полигонами. Полигоны, в свою очередь, состоят из вершин, ребер и граней (рис. 1.5, а). Этими составными частями они соединяются между собой. В составе полигона может быть произвольное количество ребер (рис. 1.5, б). Напрашивается вывод: если трехмерные объекты состоят из двумерных полигонов, значит, их можно воспроизвести в редакторах двумерной графики. Это действительно так, но если в приложении для работы с трехмерной графикой есть возможность вносить изменения в вид объекта, то в двумерном редакторе придется каждый раз перерисовывать его заново. Это неудобно и не способствует повышению производительности. Впрочем, такие редакторы могут сильно помочь в процессе создания моделей и обработки полученных изображений, о чем будет сказано далее.

Рис. 1.5. Полигоны, используемые в трехмерной графике: а – составные части полигона; б – полигоны, составленные из различного числа граней


Существуют различные режимы отображения трехмерных объектов (рис. 1.6):

Рис. 1.6. Режимы отображения объектов


Габаритный контейнер объекта (bounding box) – объекты изображаются в виде описанных вокруг них параллелепипедов со сторонами, параллельными плоскостям глобальной системы координат.

Каркас (wireframe) – объекты изображаются в виде проволочных каркасов, образованных видимыми ребрами между соседними гранями, не лежащими в одной плоскости.

Освещенные каркасы (lit wireframes) – объекты изображаются в виде каркасов, тонированных в соответствии с направлением световых лучей.

Однородная заливка ( flat) – проекции объектов изображаются в виде областей с заливкой однородным цветом без полутонов.

Грани ( facets) – объекты изображаются в виде совокупности тонированных плоских граней.

Сглаживание (smooth) – объекты изображаются в тонированном виде со сглаживанием переходов между плоскими гранями.

Грани и блики ( facets + highlights) – объекты изображаются в виде совокупности тонированных плоских граней с добавлением бликов.

Сглаживание и блики (smooth + highlights) – объекты изображаются в тонированном виде со сглаживанием переходов между плоскими гранями и добавлением бликов.

Контуры граней (edged faces) – демонстрация каркаса объекта одновременно с его тонированной оболочкой.

Говоря об отображении объектов в программах трехмерного моделирования, нельзя не упомянуть о нормалях. Нормалью называется воображаемый отрезок, направленный из центра грани объекта перпендикулярно к ее поверхности. Если нормаль направлена в сторону наблюдателя, грань считается видимой. И наоборот, если нормаль направлена в сторону, противоположную взгляду, грань будет не видна. Соответственно, для изменения видимости грани достаточно поменять направление ее нормали.

Аксонометрия и перспектива

Еще с уроков черчения многие помнят рисование ваз и розеток в трех проекциях и аксонометрии. В качестве проекций обычно фигурировали: вид спереди, вид сверху и вид слева или справа. В редакторах компьютерной графики используется аналогичное представление объектов. Правда, чаще всего аксонометрия здесь заменяется видом перспективы. Аксонометрией называется отображение объемных объектов в пространстве, при котором в сцене отсутствуют перспективные искажения. Если предположить, что точка наблюдения находится так далеко от предмета, что все лучи зрения можно считать параллельными, параллельные линии будут выглядеть таковыми и на рисунке (рис. 1.7, а). Перспектива, в свою очередь, отображает объемные объекты с учетом расстояния от точки наблюдения, увеличивая передний и уменьшая задний план, так как взгляд наблюдателя в действительности направлен из одной точки (рис. 1.7, б), у созерцаемого объекта параллельными в таком случае будут только фронтальные прямые. Если при аксонометрическом отображении трехмерный объект проецируется на ортогональную плоскость, то при перспективном – проецирование происходит на конвергентную плоскость.

Рис. 1.7. Изображение объектов: а – в аксонометрии; б – в перспективе


Например, удаленные фигуры в перспективе кажутся меньше, чем расположенные близко к наблюдателю. Если смотреть таким способом на цилиндрический объект, его верхняя плоскость будет иметь эллиптическую форму, в то время как верхняя плоскость куба в перспективе будет выглядеть трапециевидной, а ее прямые углы будут казаться поднимающимися, если они находятся ниже уровня взгляда. В противном случае углы будут казаться опускающимися (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Объекты в перспективной проекции

Виды моделирования

Создание трехмерного проекта, как правило, начинается с идеи, эскизных набросков будущих сцен. Данная стадия проекта является одной из важнейших, так как вырабатывается общая концепция всего проекта. Определяются предполагаемая форма объектов, составляющих наполнение сцены, их текстуры, цветовая гамма и освещение будущей сцены. Все это в дальнейшем поможет существенно ускорить реализацию трехмерного проекта.

Любая сцена в виртуальном пространстве начинается с моделирования объектов. Этот процесс подразделяется на несколько категорий. Начнем с полигонального моделирования. Трехмерная модель создается из сетки полигонов, которую можно затем подвергать редактированию, меняя размер и форму структурных единиц. Если говорить простым языком, из обыкновенного куба с нужным количеством сегментов путем разбиения и наращивания полигонов можно получить качественную трехмерную модель (рис. 1.9). Одна из разновидностей полигонального моделирования – низкополигональное – используется в 3D-играх и для визуализации в реальном времени. В этом случае очень важны производительность процессора и видеокарты, так как при непрерывном отображении меняющейся трехмерной среды не обойтись без сложных расчетов. Кроме того, требуется место в памяти видеоподсистемы компьютера для хранения текстур. Поэтому желательно обходиться как можно меньшим количеством полигонов и жертвовать детализацией, экономя ресурсы вычислительной системы.

Рис. 1.9. Объект создан путем полигонального моделирования


Следующая разновидность – создание моделей на основе параметрических примитивов. Обычно в программах для трехмерного моделирования имеется набор простых объектов, таких как сфера, куб, цилиндр и т. п. Примитивы могут иметь и более сложную форму, например срезанный куб, узел, октаэдр и т. п. Это так называемые улучшенные примитивы (extendedprimitives) (рис. 1.10). Форму этих объектов можно отредактировать, к примеру, с помощью модификаторов.

Рис. 1.10. Примеры улучшенных примитивов


Моделирование может осуществляться также на основе сплайнов. Сплайнами (splines) называются кривые линии, определяемые на плоскости и в пространстве контрольными точками. Пример объекта, основой которого являются сплайны, показан на рис. 1.11. Здесь был создан сплайновый каркас, который затем с применением специального модификатора покрывался поверхностью. Кроме того, с помощью сплайнов можно задать форму-основу для создания трехмерных объектов путем выдавливания этой формы по сложной траектории c возможностью последующей деформации. Данная техника называется лофтингом (lofting).

Рис. 1.11. Объект, построенный на основе сплайнов


Следует также упомянуть о таком методе, как NURBS-моделирование (NURBS – Non-Uniform Rational B-Splines – неоднородные рациональные сплайны Безье). NURBS-поверхности также, по сути, сформированы на основе сплайнов, но они дают дополнительные возможности, о которых будет рассказано позже. Это один из самых сложных и в то же время мощных видов моделирования. Он применяется в основном для создания сглаженных поверхностей корпусов автомобилей, самолетов и т. п. Примеры объектов, в основу которых легли NURBS-поверхности, показаны на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Основой скатерти и штор послужили NURBS-поверхности


И наконец, моделирование на основе кусков ( patch modelling) является еще одним распространенным способом создания объектов. Последние в этом случае формируются из кусков поверхностей, представляющих собой фрагменты обычной сетки, заключенные в составленную из сплайнов Безье треугольную или четырехугольную рамку. Построение модели осуществляется путем манипуляции вершинами, расположенными по углам куска, и исходящими из этих вершин касательными векторами. Можно сшивать куски между собой и отделять вершины и элементы (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Создание объекта путем сшивки кусков


Преобразование объектов с помощью логических операций также относится к определенному виду моделирования. Логические операции предназначены для сложения, вычитания, пересечения и объединения объектов, в результате чего получаются новые модели из нескольких заготовок (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Результат булевого вычитания двух примитивов


Для моделирования различных природных явлений (огонь, дождь, снег), сложных поверхностей и динамических объектов (текучие поверхности, взаимодействия твердых тел), как правило, используются системы частиц и динамические симуляции (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Для реализации данного эффекта использовались инструменты из набора Space Warps (Объемные деформации) и системы Particle Flow (Поток частиц)

Цветовые схемы и форматы выходных файлов

Конечно, для профессиональной работы с трехмерной графикой и декорирования помещений одного знания соответствующего программного обеспечения недостаточно. Нужно хорошо разбираться в различных цветовых схемах и знать принципы композиции. За рубежом предпочитают брать на работу в студии 3D-анимации художников, а не пользователей графических редакторов. Считается, что проще научить художника работать с программой, чем человека, в совершенстве знающего компьютер, заставить понять принципы изобразительного искусства. Поэтому стоит остановиться на некоторых моментах подробнее.

Для начала необходимо понять, чем отличаются изображения на мониторе компьютера и на бумаге и почему иной раз возникают трудности с правильным отображением цветов после распечатки. При воспроизведении цветов на экране компьютера или телевизора используется аддитивная цветовая модель. Она оперирует тремя основными цветами (RGB, от англ. red, green, blue — красный, зеленый, синий), при сложении которых получаются новые цвета и оттенки. Результатом смешивания основных компонентов в равных долях является белый цвет. Данная схема была получена на основе спектрального анализа света. Черный цвет в этой модели образуется при отсутствии света или полном его поглощении.

При печати иллюстраций в полиграфии и изобразительном искусстве применяется субтрактивная цветовая модель. Она описывает синтез печатных красок. Основными цветами в данной схеме являются голубой, пурпурный, желтый и черный. Цвета же, полученные в результате их смешивания, называют дополнительными. Например, смешивание желтого и голубого цветов в данной цветовой модели дает зеленый, а смешивание красного и желтого – оранжевый цвет. Каждый цвет, полученный из двух основных, является производной от их яркости и насыщенности. В реальной жизни данную модель можно представить следующим образом: если осветить какой-либо предмет, часть спектра белого света будет поглощена. Длина, а значит, и цвет отраженной волны зависят от того, в какой части спектра произошло поглощение. Таким образом, цвет образуется вычитанием из белого света определенных участков спектра.

Человек, занимающийся компьютерной графикой, должен учитывать различные цветовые модели при создании сцен и при выводе изображений. Впрочем, на сегодняшний день многие графические редакторы позволяют использовать в работе обе цветовые модели и без особых трудностей конвертируют изображения, созданные с помощью одной цветовой модели, в другую.

После визуализации трехмерной сцены получившиеся двумерное изображение или анимационную последовательность нужно сохранить в одном из графических форматов. Многие трехмерные редакторы позволяют сохранять изображения в наиболее распространенных графических форматах. На свойствах некоторых из них остановимся подробнее:

• BMP (BitMap) – дословно переводится как «битовая карта». Является стандартным форматом растровых файлов. Был разработан компанией Microsoft и используется в среде Windows. Данный формат использует 8-разрядную глубину на каждый цветовой канал RGB.

• TIFF (Tag Image File Format) – применяется с 8– и 16-битным разрешением на каждый канал. Позволяет наиболее качественно воспроизвести цветовые полутона и детально отобразить оттенки серой шкалы. Из-за этого данный формат широко используется в полиграфии. Графические файлы в этом формате имеют довольно большой размер, который, впрочем, при архивировании сжимается в несколько раз.

• JPEG (Joint Photographic Expert Group) – разработан Объединенной группой экспертов по обработке фотографических изображений. Является одним из самых популярных форматов графических файлов с глубиной цвета 8 бит на канал. Использует очень эффективную систему сжатия изображений, которая позволяет получить растровый файл небольшого размера, правда, с некоторой потерей качества.

• TGA (TARGA) – как и вышеперечисленные форматы, использует глубину 8 бит на каждый цветовой канал. Считается удобным форматом для переноса цифровых данных графических файлов в видеосистему.

• GIF (Graphic Interchange Format) – формат графического обмена, применяется в основном в сети Интернет. Использует технологию сжатия без потерь, а также позволяет создавать небольшие анимированные файлы невысокого разрешения.

• QuickTime – применяется для создания анимационных последовательностей, состоящих как из графических, так и звуковых данных. Является межплатформенным форматом. Использует несколько видов сжатия с разным качеством и скоростью компрессии. Поддерживает потоковое видео и совместим со звуковым цифровым интерфейсом музыкальных инструментов MIDI.

• AVI (Audio Video Interleaved) – как и BMP, был внедрен компанией Microsoft в качестве формата воспроизведения видеофайлов. При сохранении файлов в этом формате необходимо выбрать тип компрессии данных в зависимости от вида дальнейшего использования анимационного файла.

Каждый из вышеописанных форматов был разработан для определенных задач и является наиболее приемлемым для своей цели. Кроме того, существует возможность при помощи растрового графического редактора преобразовать графические файлы из одного формата в другой.

Принципы композиции

Нелишним будет напомнить, что любой, кто хочет заниматься 3D-дизайном, равно как и другими видами компьютерной графики, должен иметь понятие об основах композиционного построения (кстати, у многих, кто занимался фотографией, обычно есть соответствующие практические навыки и опыт). Композицию можно определить как взаимосвязь художественных впечатлений, предопределяемых сочетанием элементов сцены, где все элементы находятся во взаимном и гармоническом единстве. Важнейшими средствами композиции являются объемно-пространственная структура, симметрия и асимметрия, контраст, ритм.

Объемно-пространственная структура характеризуется внутренним строением предмета и его связью с внешней средой. Ритм обусловлен строением формы, являющимся следствием чередования элементов или равномерного движения.

Существуют правила и принципы компоновки элементов сцены. Начинать следует с поиска нужного фона. Фон должен подчеркивать выразительность предметов. В расположении и окраске объектов следует избегать пестроты, если она не оправдана художественным замыслом. Загромождать сцену лишними предметами также не стоит. В сцене имеет смысл использовать не более четырех основных цветов.

Перечислим принципы композиции.

1. Важно выбрать композиционный центр сцены и правильно акцентировать внимание зрителя на ее основных элементах.

2. Объединяйте характерные элементы по однородным признакам – форме, цвету, текстуре; включайте предметы, создающие в сцене контрасты, например керамику и хрусталь.

3. Используйте ограничения по материалу, цвету, форме.

4. Основа динамической композиции – неравносторонний треугольник, а статичной – симметрия.

5. Группируйте элементы по два-три предмета (например, диван и два кресла).

6. Достаточное количество свободного пространства в сцене позволяет облегчить композицию.

7. Важные элементы помещают на самое видное место.

8. Не следует забывать о взаимосвязи между группами предметов, линиями и пластикой, а также связи со зрителем.

9. Следуйте законам перспективы и подчеркивайте объемность предметов.

10. Соблюдайте зрительное равновесие сцены, правильно выбирая положение тяжелых предметов относительно легких.

11. Расположение и форма предметов должны быть естественными.

12. Импровизируйте! Иногда эксперимент со стандартными формами позволяет получить собственное композиционное решение.

Еще на этапе подготовки эскизов (сделать карандашом несколько набросков, безусловно, необходимо – это улучшает художественное видение и позволяет заранее проработать возможные варианты) нужно выбрать форму и положение сцены. Для увеличения глубины пространства потребуется панорамное изображение. Если на переднем плане расположены высокие объекты, сосредоточить внимание имеет смысл именно на них. Положение сцены должно быть таким, чтобы все ее объекты попадали в поле зрения наблюдателя.

Вначале необходимо дать несколько определений. За более подробными сведениями можно обратиться к справочной литературе. Согласно книге Л. Н. Макаровой «Перспектива» (М.: «Просвещение», 1989), прежде всего нужно правильно определить основные элементы сцены: главную точку, фокусное расстояние и линию горизонта. Условная линия горизонта может располагаться вверху, внизу и посередине сцены (рис. 1.16). Высокий горизонт обращает внимание зрителя на передний план. При изображениях интерьера высокий горизонт подчеркивает поверхность пола и стоящих на нем невысоких предметов. Низкий горизонт используют для показа заднего плана сцены. В интерьере это демонстрация стен, потолков и придание массивности объектам. Таким образом, правильно выбрав условную линию горизонта, можно произвести на зрителя определенное впечатление. При построении открытой сцены с четко выраженной линией горизонта определить ее не составляет труда, однако если создается модель закрытого от внешнего мира пространства, корректно определить ее положение бывает непросто. В программе трехмерного моделирования эта операция осуществляется с помощью координатной сетки и правильного нацеливания камеры. Кроме того, 3ds Max позволяет включать отображение виртуальной линии горизонта установкой соответствующего переключателя в настройках программной камеры.

Рис. 1.16. Среднее, высокое и низкое положение горизонта в сцене


Следующим важным элементом построения сцены является выбор главной точки. В трехмерной графике этой точкой будет служить цель виртуальной камеры в сцене или точка ее фокусировки на каком-либо объекте. Она, как правило, располагается на середине линии горизонта или в ее средней трети. Иногда бывает оправдано смещение главной точки в сторону. К примеру, чтобы акцентировать внимание на правой стене комнаты, главную точку смещают вправо. При определении этой точки важно, чтобы все объекты сцены были хорошо видны, а их форма не искажалась. Лучше всего будет поместить главную точку условно на уровне глаз человека среднего роста (около 1,55 м, в зависимости от того, какая система единиц используется в программе трехмерной графики).

Классически правильным решением будет составление композиции сцены по принципу «золотого сечения». Прежде всего, камера устанавливается таким образом, чтобы основные элементы сцены образовывали геометрические фигуры (квадрат, прямоугольник, треугольник) (рис. 1.17, а). По правилу третей финальное изображение мысленно делится на 9 равных прямоугольников, а положение камеры и объектов выбирается таким образом, чтобы в точках пересечения воображаемых линий находились наиболее важные элементы сцены (рис. 1.17, б ). В крайнем случае они могут располагаться на вертикальных или горизонтальных линиях, делящих изображение. Существует и другая схема деления финального изображения – в соответствии с принципом «золотого сечения». Необходимо провести воображаемую диагональ, а затем из угла, расположенного напротив этой диагонали, опустить перпендикуляр (рис. 1.17, в). В результате изображение будет разделено на три прямоугольных треугольника. Именно в них должны располагаться основные элементы сцены.

Рис. 1.17. Схемы композиционного построения


При создании сцены и установке камер, через которые она транслируется, нужно стремиться к получению перспективного изображения, соответствующего зрительному восприятию человека. Исследования физиологов и психологов показали, что четкое восприятие предметов глазом человека возможно при угле обзора 28–37° (рис. 1.18). При угле обзора 28° фокусное расстояние составит примерно два диаметра поля ясного зрения. При настройке виртуальных камер нужно учитывать тот факт, что угол обзора обратно пропорционален фокусному расстоянию. В противном случае у зрителя может сложиться впечатление нереальности сцены из-за неточно построенной перспективы. Неправильный выбор фокусного расстояния может придать изображению комнаты слишком сильную глубину (рис. 1.19, а, б) или сделать его слишком плоским (рис. 1.19, д, е), несмотря на корректность перспективных построений. Чтобы зритель, смотрящий на сцену, становился как бы ее участником (рис. 1.19, в, г), фокусное расстояние камеры должно примерно в полтора раза превышать размер основания конуса, определяемого углом обзора камеры. Некорректный выбор любого из двух вышеупомянутых параметров выводит очертания сцены за пределы поля ясного зрения человека, что не позволит зрителю получить точное представление об объектах сцены.

Рис. 1.18. Уменьшение угла обзора с увеличением фокусного расстояния камеры


Рис. 1.19. Сцена, снятая при различных фокусных расстояниях камеры: а – 10 мм; б – 20 мм; в – 23 мм; г – 28 мм; д – 35 мм; е – 45 мм


Таким образом, чтобы избежать перспективных искажений, необходимо вовремя вносить соответствующие корректировки. Впрочем, иногда избежать явных перспективных искажений в изображении интерьера не удается. Обычно такая ситуация возникает при необходимости охватить все пространство сцены при моделировании помещения небольших размеров. В некоторых случаях подобные искажения придают сцене некоторую экспрессию.

Одна из особенностей компьютерного построения заключается в необходимости самостоятельно придумывать, как же должны выглядеть элементы сцены. Поэтому процедуре моделирования и сборки сцены должны предшествовать следующие действия.

• Определение общей характеристики моделей будущей сцены.

• Определение основных пропорций объектов и пространства в целом.

• Анализ конструкции моделей, связей и зависимостей между их частями.

• Определение положения моделей в пространстве.

• Выбор методов, позволяющих упростить процедуру построения объектов.

• Характеристика поверхностей объектов: фактура покрытия, цвет, освещенность.

Управление цветом

Отдельного внимания заслуживает информация о цвете. Основы цветоведения должен изучить как начинающий дизайнер интерьера, так и любой человек, имеющий отношение к графике, дизайну, изобразительному искусству. Мелани и Джон Эвис пишут в своей книге «Интерьер: выбираем цветовой дизайн» (агентство «Ниола-Пресс», 1997): «Цвет – наиболее важный элемент вашего интерьера. Он сразу же бросается в глаза и прочнее всего запоминается. А самое главное – цвет выражает вашу индивидуальность». Цвет создает атмосферу, дает информацию о назначении каждого помещения. В том, что у человека возникает определенное эмоциональное настроение, когда он находится в том или ином интерьере, тоже большая заслуга цветовых сочетаний, используемых в нем.

В реальной жизни цвет приписывают окружающим объектам и рассматривают как свойство материала: снег – белый, уголь – черный, помидор – красный. Конечно, цвет становится видимым только при освещении рассматриваемого предмета естественным или искусственным светом. Если говорить научным языком, цветом называется свойство тела вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения. Поэтому привычный цвет предметов – это не более чем реакция человеческого глаза на отраженный поверхностью свет.

Видимость предметов обусловлена освещением. Именно свет выявляет форму объектов. Распространяясь по поверхности предмета в зависимости от его рельефа, свет меняет оттенки – от самого светлого до самого темного. В зависимости от формы граница между светом и тенью на поверхности может быть как резкой, так и плавной. Сказанное выше касается однородно окрашенных предметов. Для цветных предметов существует такое понятие, как тон. Тон зависит от окружающей среды, степени удаленности предмета от зрителя и, конечно, от интенсивности света и его окрашенности.

Человеческий глаз различает несколько десятков тысяч цветов, поэтому для ясности требуется сначала понять, чем цвета отличаются друг от друга. Первым отличительным признаком является цветовой тон. Он определяет оттенок цвета. Именно цветовой тон описывается словами «красный», «желтый», «синий» и т. п. Два цвета, одинаковые по цветовому тону, могут различаться насыщенностью и светлотой.

Цвета, у которых присутствует цветовой тон, называются хроматическими. Отдельное место занимают ахроматические, или «бесцветные», цвета. К ним относятся белый, черный и оттенки серого. Существует набор цветов с неярко выраженным цветовым тоном, которые являются переходными от хроматических к ахроматическим. Все прочие цвета называют насыщенными.

По такой характеристике, как насыщенность, судят о доле чистой хроматической составляющей в общем цвете предмета. Она определяет чистоту цвета, которая выражается в процентном отношении к чистому спектральному. Цвета одинакового тона и насыщенности могут отличаться друг от друга светлотой (или яркостью).

Предметы по-разному отражают свет. Белые поверхности отражают световые лучи полностью и окрашиваются в цвет этих лучей. Чем темнее предмет, тем больше падающих на него лучей он поглощает. Предельным случаем, как несложно догадаться, являются тела черного цвета, поглощающие весь падающий на них свет.

Описанные выше явления нашли свое применение в дизайне, изобразительном искусстве, кино.

Замечено, что при искусственном освещении объекты белого, серого и зеленого цветов приобретают желтоватый оттенок, а синие и фиолетовые объекты становятся более темными. Предметы начинают отбрасывать резкие тени, а вид предметов, оказавшихся в тени, плохо различим.

Цвет объектов зависит также от расстояния, с которого наблюдается сцена. Ведь воздух имеет определенную плотность, кроме того, не стоит забывать о взвешенных в нем частицах различного происхождения. Издалека практически все предметы кажутся голубоватыми. Исключением являются ярко освещенные объекты, которые приобретают оттенок падающего на них света. Темные предметы светлеют и кажутся мягче, а светлые, наоборот, темнеют.

Выбор цветового решения имеет большое значение во всех областях изобразительного искусства и дизайна, так как давно доказано психологическое влияние цвета на человека. Определенными цветовыми сочетаниями можно создать возбуждающую или умиротворяющую атмосферу в интерьере, так как в большинстве своем те или иные цвета вызывают у людей схожие ассоциации.

Одной из задач декоратора является соблюдение гармонии в сочетании цветов, используемых в интерьере. То есть яркие контрастные цвета должны уравновешиваться приглушенными мягкими оттенками. Таким образом создается определенное настроение, которое можно менять путем смещения цветовых тонов в сторону контрастных либо приглушенных.

При выборе цветов для оформления помещения нужно учитывать специфику его использования. Если это квартира, то стоит узнать любимые цвета хозяев, при создании проекта офиса нужно быть осведомленным, есть ли у занимающей его фирмы свои цвета. Например, цветами шведской компании Oriflame являются белый и темно-синий. Соответственно, при взгляде на подобное сочетание у человека могут возникнуть определенные ассоциации. При оформлении витрины магазина имеет смысл узнать ассортимент продаваемых товаров и сочетать цветовое решение витрины с продаваемым продуктом. Цвет должен подчеркивать лучшие качества предмета, обеспечивать престижность, как, например, красное дерево, золотистые светильники, зеленое сукно придают помещению торжественность и монументальность.

Говоря о цветоведении, нельзя обойти вниманием технику сочетания цветов. Для этого используется цветовой круг Гете (рис. 1.20). Естественные цвета в нем сочетаются с субтрактивной цветовой схемой, о которой было сказано выше. В круг вписаны два треугольника, первый из которых соответствует первичным, а второй – вторичным цветам. Промежуточные цвета являются смешанными цветами второго порядка. Подобное расположение позволяет выделить определенные сочетания, хотя мода на них менялась с течением времени.

Рис. 1.20. Круг естественных цветов Гете


1. Контрастные сочетания. Цвета расположены друг напротив друга (например, С и О). В теории цвета считаются взаимно дополняющими друг друга. Вспомните, как красив затухающий оранжевый закат на фоне темнеющего синего неба. Однако в интерьере подобные контрастные сочетания следует применять очень осторожно, так как в некоторых случаях они недопустимы.

2. Сочетания цветов, расположенных по углам основного и перевернутого треугольников, также являются контрастными и считаются допустимыми, а в некоторых случаях даже более приемлемыми, чем первые.

3. Для подбора сочетаний в два или три цвета имеет смысл выбирать цвета, расположенные под углом 90° (например, КФ и О или СФ и К).

Все цвета с точки зрения восприятия их человеком делятся на холодные (синий, фиолетовый и их оттенки) и теплые (красный, оранжевый, желтый). Хроматические теплые цветовые тона лучше всего сочетаются с ахроматическим черным, а холодные – с белым. В оформлении, как правило, главную роль играют теплые и светлые тона, а холодные и темные – подчиненную. Хотя иногда, если это оправдано авторским замыслом, все может быть наоборот.

В комбинации красок становится видно, что одни цвета производят приятное впечатление, а другие являются несовместимыми. Для поиска наиболее удачных сочетаний был придуман цветовой круг Освальда (рис. 1.21). Он позволяет подбирать цвета близко расположенных предметов с целью улучшения цветовой композиции.

Рис. 1.21. Цветовой круг Освальда


Наиболее распространенными следует считать следующие типы цветовых композиций: однотонная двухцветная, контрастная двухцветная, однотонная трехцветная, контрастная трехцветная и в редких случаях – четырехцветная. Композиции, содержащие более четырех цветов, следует применять в исключительных ситуациях – только при соответствии общему замыслу оформления пространства. В других случаях излишняя пестрота нарушает целостность восприятия среды.

И конечно, необходимо помнить о влиянии цвета на восприятие человеком той или иной сцены. Правильно выбранный фон позволяет улучшить как композицию в целом, так и ее отдельные объекты. Белый, черный и серый цвета фона считаются нейтральными и открывают возможности для полета фантазии дизайнера. Но не следует забывать, что светлые предметы на белом фоне выглядят плоскими. На сером фоне недостаточно ярко смотрятся оттенки желтого. Маленькие помещения не стоит оформлять в темных или интенсивных тонах, так как это зрительно уменьшает их объем. Исключение составляют прихожие и холлы – здесь темные тона создают ощущение строгости и служат фоном для восприятия дальнейшей цветовой гаммы. Холодные голубые тона оптически раздвигают стены и потолки, создают ощущение простора. Сцена, основой которой являются теплые бежевые оттенки, освещенная ровным мягким светом, создаст у человека ощущение спокойствия, уюта и тепла. Интерьер детской комнаты с потолком и стенами цвета неба, обоями с имитацией джунглей и изображением героев известного мультфильма, декором в виде бабочек будет создавать атмосферу веселой непринужденности и сказочного мира (рис. 1.22). Напротив, сцена, объекты которой окрашены в локальные цвета холодных оттенков и неравномерно освещены (имеется в виду резкое разделение на темные и светлые области), вызовет у человека чувство беспокойства и неприятные ощущения. Данное свойство человеческой психики используют создатели современных компьютерных игр. Возьмем в качестве примера недавно вышедшую игру жанра экшен – «INFERNAL». Неповторимый антураж, созданный ее разработчиками, игра светотени вкупе со спецэффектами заставят провести несколько незабываемых часов за монитором компьютера.

Рис. 1.22. Детская, главная тема оформления которой – «джунгли»

Фотореалистичная 3D-графика, некоторые приемы

Данного выше материала для начала вполне достаточно. Настало время поближе познакомиться с таким понятием, как «фотореалистичная 3D-графика», а затем перейти к изучению программы, с которой вам предстоит работать. Создание по-настоящему фотореалистичной трехмерной графики, разумеется, не ограничивается только моделированием. Для придания поверхностям моделей сходства с поверхностями реальных объектов требуются материалы, основой которых являются различные карты текстур. Кроме того, пространство, пусть даже виртуальное, требуется осветить. В анимационных студиях и фирмах по созданию компьютерных игр работают целые команды профессионалов: художники, рисующие текстуры, создатели трехмерных моделей, аниматоры. Каждый из них занимается своей работой, но при необходимости может заменить коллегу в силу универсальности подготовки. Именно к этому нужно стремиться! Вам придется много работать, но в данном случае цель оправдывает средства.

Свойства текстурных карт

Итак, что же такое текстура? Если обратиться к словарю, то по определению текстура — это особенности строения твердого вещества, обусловленные расположением составляющих его частиц. Текстура имеет цвет и рельеф, а также обладает определенными физическими свойствами, с помощью которых можно определить на вид: мягкий предмет или твердый, как он отражает свет и какова структура материала, из которого этот предмет состоит.

Перечислим свойства материалов, имитируемые картами текстур.

Цвет диффузного рассеяния (Diffuse color). Замещает заданный по умолчанию цвет материала текстурой, что равноценно нанесению на поверхность рисунка (рис. 1.23, а).

Рис. 1.23. Свойства материалов, имитируемые картами текстур


Цвет подсветки (Ambient Color). Замещает рисунком текстуры цвет подсветки материала рассеянным светом. Обычно это свойство материала блокируется с цветом диффузного рассеяния (рис. 1.23, б ).

Цвет зеркального блика (Specular color). Зеркальные блики возникают на участках поверхности, где угол падения лучей света относительно нормали к поверхности равен углу отражения в направлении глаз наблюдателя (рис. 1.23, в). Назначение карты текстуры этому каналу позволяет придать области блика неоднородность.

Сила блеска (Specular Level). Карта текстуры применяется для управления интенсивностью блеска зеркальных бликов (рис. 1.23, г). Интенсивность отражения в области блика принимается равной яркости отсчета текстурной карты. Черным отсчетам соответствует минимальная интенсивность блеска, а белым – максимальная.

Глянцевитость (Glossines). Чем более глянцевой является поверхность, тем меньше по размеру область блика и тем более блестящим и гладким выглядит материал (рис. 1.23, д). После назначения данному каналу текстурной карты степень глянцевитости начинает зависеть от яркости пикселов. Белые отсчеты обеспечивают максимальную степень глянцевитости, черные – полное отсутствие глянца.

Самосвечение (Self-illumination). Текстура с таким свойством видна вне зависимости от наличия в сцене источников света, так как сама обладает свойством светимости. Применяется для имитации светящихся окон, стекол, прикрывающих лампы, неоновых подсветок (рис. 1.23, е). Интенсивность самосвечения пропорциональна яркости отсчета пикселов текстурной карты.

Непрозрачность (Opacity). Позволяет применить к материалу карту текстуры, указывающую, какие участки поверхности обладают прозрачностью, а какие – нет. Таким способом можно имитировать оконные стекла и витражи (рис. 1.23, ж).

Цвет фильтра (Filter Color). Карта текстуры влияет на цвет объектов, расположенных позади прозрачного материала (рис. 1.23, з).

• Рельефность (Bump). Карта текстуры может применяться для придания поверхности объекта видимости трехмерных неровностей за счет модификации направления нормалей. Внешние контуры трехмерного объекта при этом остаются без изменений (рис. 1.23, и). Кажущаяся рельефность управляется яркостью отсчетов текстурной карты, при этом белые участки выглядят выступающими над поверхностью, а черные – вдавленными в нее.

Зеркальное отражение (Reflection). Карта текстуры может применяться для имитации отражения окружающей среды поверхностью объекта (рис. 1.23, к).

Преломление (Refraction). Карта текстуры позволяет имитировать преломление световых лучей прозрачным объектом (рис. 1.23, л).

Смещение (Displacement). Данная карта текстуры обеспечивает фактическое изменение геометрии поверхности пропорционально яркости отсчетов (рис. 1.23, м). Белые участки карты смещают точки поверхности наружу вдоль нормали, а черные – внутрь.

Описанные выше свойства используются в редакторах трехмерной графики для придания поверхности объектов определенного вида. С их помощью можно сымитировать любые визуальные эффекты, наблюдаемые в реальном мире.

Отражающая способность поверхностей

Существенным атрибутом любого материала являются зеркальные блики. Именно они дают понять, какой именно материал находится перед вами. На вид бликов влияет молекулярная структура материала и форма поверхности. Скажем, молекулы металлов «упакованы» очень плотно, соответственно, металлические поверхности отражают много света. В результате формируются яркие блики с резко очерченными краями. Молекулы такого материала, как, например, резина, наоборот, расположены на значительном расстоянии друг от друга. В результате материал поглощает световые лучи, а затем рассеивает их во всех направлениях. Это приводит к формированию неярких расплывчатых бликов. Примеры материалов с различной отражающей способностью показаны на рис. 1.24.

Рис. 1.24. Примеры зеркальных бликов на различных поверхностях


Материал типа Standard (Стандартный), который является в 3ds Max базовым и представляет собой основу для создания более сложных материалов, по умолчанию формирует матовую поверхность. Оглядевшись вокруг себя, вы обнаружите множество материалов с подобным свойством. С точки зрения дизайна такие материалы смягчают цвета и зрительно увеличивают объем помещения. Кроме того, на них не так заметны царапины и прочие дефекты, как на блестящих полированных поверхностях.

При имитации объектов с отражающими поверхностями нельзя забывать, что отражение формируется на основе окружающей среды. При отсутствии предметов вокруг такого объекта для создания материала необходимо воспользоваться внешним изображением («картой окружения»), в противном случае вы получите объект темно-серого цвета.

Совет

Иногда возникает необходимость убрать или скрыть одну из стен, расположив на ее месте камеру. Но как быть с отражающими поверхностями, попавшими в поле зрения камеры? Ведь вместо стены они отразят пустое пространство. Одним из способов решения данной проблемы является создание камеры на месте отражающего объекта. Через эту камеру визуализируется стена, полученное изображение сохраняется и назначается объекту в качестве «карты окружения».

Прозрачность и преломление

Прозрачность материала напрямую связана с преломлением проходящих сквозь него лучей света. Следствием этого является искажение вида предметов, находящихся за прозрачным объектом. Преломление света в прозрачных средах характеризуется показателем преломления. При показателе преломления, равном единице, свет проходит сквозь объект, не преломляясь. Значения выше единицы указывают на выпуклый прозрачный объект, увеличивающий расположенные за ним предметы. Преломление происходит на границе двух сред (например, воздух и стекло) при переходе световых лучей из одной среды в другую. Для создания реалистичных прозрачных материалов в программах трехмерного моделирования есть возможность менять показатель преломления (IOR – Index Of Refraction) в свойствах материала (табл. 1.1). Впрочем, данные из справочника далеко не во всех случаях позволяют получить качественную имитацию нужного материала. Иногда приходится действовать методом подбора. Также не следует забывать, что преломление световых лучей зависит от формы прозрачного объекта (рис. 1.25).

Рис. 1.25. Разные по форме предметы по-разному преломляют свет


Таблица 1.1. Показатели преломления (IOR) некоторых прозрачных материалов

Библиотеки материалов

Для имитации поверхности вовсе не обязательно создавать материал своими руками. Можно воспользоваться уже готовым изображением из библиотеки материалов. Хотя, разумеется, намного больше ценятся авторские материалы и текстуры, нарисованные в графическом редакторе или полученные из снимка реального объекта.

Фотосъемка реальных текстур должна проводиться при определенных условиях. Вам нужно поймать сочетание цветовых оттенков поверхности без постороннего света и теней. Поэтому фотографировать имеет смысл предметы, не освещенные прямым светом. Кроме того, на нем должны отсутствовать тени от окружающих объектов. Нужна чистая фактура материала, так как добавить тени, зеркальные блики, глянцевитость и прочие параметры можно уже в редакторе трехмерной графики. Сделайте крупный план, чтобы стали видны все детали рельефа поверхности. Чем выше разрешение полученного изображения, тем большую свободу действий в его редактировании получает пользователь.

В трехмерной графике назначение материалов имеет решающее значение. Ведь качество созданной сцены, ее реалистичность зритель оценивает по тому, насколько карты текстур, которыми покрыты трехмерные объекты, совпадают по свойствам с материалами, встречающимися в реальной жизни. Зритель может подсознательно почувствовать, что текстура недостаточно реалистична, потому что он каждый день видит примеры подобных объектов на улице. Например, фрагмент каменной стены дома около самой земли, воспроизведенный на компьютере (рис. 1.26, а), будет смотреться не совсем натурально, если к нему не добавить карту рельефности, а также текстуру, имитирующую грязь (рис. 1.26, б). Занятия фотографией помогают лучше понять структуру различных материалов. Да и само наличие цифрового или обычного фотоаппарата и сканера значительно расширит возможности создания реалистичных текстур. Иногда найти нужное изображение текстуры просто невозможно, и тогда можно выйти из ситуации путем сканирования реального предмета (например, парика для текстуры волос или лоскута ткани для шерстяного покрытия). Затем отсканированный фрагмент достаточно обработать в графическом редакторе, и текстура будет готова.

Рис. 1.26. Результат придания исходной текстуре (а) более натурального вида (б)


Как новичку, так и человеку, профессионально работающему с трехмерной графикой, пригодится наличие библиотеки материалов и текстур, созданной одним из описанных выше способов. Имеет смысл сформировать отдельную коллекцию чистых (без признаков воздействия внешней среды) основных материалов. К основным материалам можно отнести камень различной фактуры, металл, отражающий и матовый, ткани разных видов, дерево, пластик, стекло, бумагу, кожу, резину. Как правило, изображение основного материала накладывается на трехмерную модель в качестве карты цвета диффузного рассеивания либо служит первым слоем при создании сложной многослойной текстуры в программе редактирования двумерных изображений. Намного проще отредактировать чистые образцовые материалы в соответствии с требованиями проекта, чем преобразовывать текстуры, измененные окружающей средой. Пополнить библиотеки материалов можно через Интернет. На сайтах, посвященных компьютерной графике, всегда можно найти отдельные изображения, а иногда и целые коллекции карт текстур.

Реалистичные текстуры

Особое значение в проекте должно придаваться созданию реалистичных текстур. Достаточно посмотреть на работу профессионала, чтобы увидеть, сколь пристальное внимание уделяется этому аспекту. Для получения качественного материала текстуры назначаются различным каналам – рельефности, глянцевитости, отражения, преломления и т. п. Создавая текстуры для своего проекта, нужно помнить, что ваша главная задача – показать, чем поверхность одного предмета отличается от другого.

У человека, рассматривающего сцену, должно возникнуть впечатление, что перед ним реальные объекты. Тот, кто хоть раз терял несколько часов на поиски нужного эффекта, создаваемого материалом, знает, как непросто этого добиться. Впрочем, те, кто работал с кистями и красками, также помнят, как сложно иной раз воссоздать вид реального объекта. Поэтому для более эффективной работы с различными видами изображений читателю стоит сформировать у себя навыки художественного видения. Они приходят с опытом и позволяют замечать в реальной жизни качества предметов, скрытые от глаз обычных людей. Одна из особенностей художественного видения заключается в умении на глаз определять свойства материалов. В природе, как правило, не существует чистых материалов или цветов. Цвета имеют множество оттенков, а материал может нести на себе признаки старения, воздействия окружающей среды и следы деятельности людей. Вам важно научиться замечать оттенки цветов и свойства материалов. Существуют упражнения для тренировки художественного видения. Одно из них заключается в определении на глаз причины появления на предметах следов воздействия окружающей среды. Например, увидев ржавчину на железной двери дома, надо понять, что вызвало коррозию материала: старость металла, частое воздействие капель дождя или конденсат, постоянно образующийся по причине разницы температур внутри и вне дома (рис. 1.27).

Рис. 1.27. Металлическая дверь с признаками влияния окружающей среды


Одной из проблем, которые встают на пути подготовки реалистичных карт покрытия, является создание бесшовных текстур. При наложении на объект между мозаичными элементами текстуры не должно быть швов, иначе рисунок карты покрытия начинает повторяться (рис. 1.28) и смотрится не только неестественно, но еще и непрофессионально. Для создания бесшовных текстур существует несколько методов. Один из них – использование проекционных координат на трехмерной модели. Текстура может накладываться в соответствии с выбранным типом проецирования ее на модель (плоское, цилиндрическое, сферическое и др.). В случае если применение проекционных координат не помогает избавиться от мозаичности (например, слишком маленький размер карты), обычно используют программы двумерной растровой и векторной графики типа Photo-Paint, CorelDraw фирмы Corel или специализированные – CorelTexture. В них имеется множество инструментов, таких как программные имитаторы кистей и перьев, различные виды заливок, позволяющие манипулировать двумерным изображением, предназначенным для создания текстуры, в том числе и избавляться от швов на покрытии материала.

Рис. 1.28. На текстурном покрытии стены и декоративных панелей отчетливо видны швы


Альтернативой карте текстуры типа Bitmap (Растровая), представляющей собой цифровое изображение реального материала, являются процедурные карты текстур. Они формируются программным алгоритмом на основе указанных пользователем параметров и имеют свои преимущества и недостатки. Материалы на основе таких карт текстуры занимают мало памяти, так как хранить требуется только коэффициенты математических уравнений, а не множество отсчетов растровой картинки. С другой стороны, визуализация сцены, объектам которой назначены процедурные карты текстуры, требует больше времени в связи с необходимостью выполнения расчетов для генерации изображения. При увеличении размеров объекта, которому была назначена процедурная карта текстуры, не наблюдается искажений рисунка. Нужно лишь правильно подобрать параметры карты (рис. 1.29). Кроме того, нужно добавить, что процедурные карты текстур являются трехмерными. То есть при изменении формы текстурируемого объекта они, не искажаясь, ложатся на модель, принимая соответствующую форму.

Рис. 1.29. Процедурные карты текстур, имитирующие мрамор и покрытие в виде шахматной доски на моделях


В иных случаях для покрытия трехмерных объектов в программе используют специальные так называемые «запеченные» текстуры. Они часто применяются для экономии системных ресурсов или как один из слоев многослойных материалов, поскольку могут содержать в одном изображении карту диффузного рассеяния, отражение окружающей сцены, глянец, появившийся в результате освещения. Для создания данных изображений в трехмерных редакторах, в частности 3ds Max, есть режим визуализации в текстуры (Render to Texture). Вначале выстраивается сцена с объектом, для которого нужно получить вышеописанную текстуру. Сцена текстурируется, освещается и визуализируется в текстуру. Таким образом получается «запеченная» текстура, а точнее, изображение-развертка, которое содержит отображение результата освещенности объекта. После этого полученное изображение может быть подвергнуто обработке, а затем наложено обратно на объект (рис. 1.30).

Рис. 1.30. «Запеченная» текстура и ее размещение на модели


Для покрытия объектов трехмерной сцены материалами или дополнительными картами текстур существуют также инструменты постобработки, называемые программами трехмерной раскраски. Среди них можно отметить Painter 3D (компании Corel), Deep Paint 3D (компании Right Hemisphere). Они представляют собой редакторы, в которые загружаются трехмерные объекты и сцены. Затем в программе можно производить раскраску непосредственно трехмерных моделей либо окончательную доводку объемного изображения путем дорисовки вручную текстур, эффектов поверхности и освещения. Кроме того, в программе трехмерной раскраски создаются образцовые текстуры, которые могут служить в качестве фона на объектах для дальнейшего покрытия их материалами в программе трехмерного моделирования и визуализации.

Роль освещения

Для создания по-настоящему красивых трехмерных сцен и, в частности, сцен в интерьере важно не только корректно подобрать материалы, но и правильно осветить объекты, создав тем самым определенное настроение у зрителя. Правильно подобранное освещение не оставляет сомнений в реалистичности сцены, а прозрачные тени нужного оттенка добавляют сцене глубину и придают мягкость и реалистичность.

Свет создает определенную атмосферу, выделяя особенности, присущие объектам. Благодаря освещению определяются взаимоотношения между предметами. Контуры объекта могут мягко сливаться с окружающим пространством или, наоборот, резко выделяться на фоне остальных объектов. Появляется свое особенное ощущение пространства, создается пространственная конфигурация, присущая именно этому помещению. Свет позволяет скрыть недостатки и выгодно подчеркнуть достоинства интерьера. Световыми акцентами можно определить направление взгляда зрителя. Поэтому равномерное освещение смотрится скучно, оставляя пространство без экспрессии.

Говоря научным языком, свет представляет собой излучение оптической области спектра, вызывающее зрительные реакции. Он определяет понятие световой среды, то есть совокупности излучений, генерируемых источниками естественного и искусственного освещения.

Видимость предметов обусловлена проецированием оптического изображения на светочувствительный слой сетчатки глаза. Это означает, что она зависит от яркости освещенной поверхности, направленной к наблюдателю, и от ее контрастного соотношения с фоном.

Одним из приемов, широко используемых архитекторами и дизайнерами для решения архитектурно-художественных задач, является световая адаптация зрения. Этот термин означает изменение светочувствительности глаза в процессе приспособления его к резкому изменению яркости освещения. Из истории архитектуры очевидно, что приемы световой адаптации наиболее полно использовались архитекторами стиля барокко. Сочетая контрасты ярких поверхностей алтарей с сумраком боковых нефов, зодчие барокко создавали впечатление движения и беспредельности пространства (рис. 1.31). Свойство человеческого глаза реагировать на яркий свет и сопутствующие ему контрасты удачно используется и в современном интерьере. Организация яркостного ритма увеличивает глубину и архитектурную выразительность пространства. При удачно выбранном соотношении света и тени освещенная тесная комната при переходе в нее из темного помещения может показаться неожиданно большой.

Рис. 1.31. Отделка собора выполнена с учетом световой адаптации зрения человека


Направление световых лучей в природе вызывает у человека естественные ассоциации: открытое пространство обычно светлее узкого; большая комната светлее маленькой; свет обычно льется сверху. Если следовать этим принципам, большие пространства нужно делать светлее малых, а низкие – темнее высоких. Подобное распределение яркостей в помещениях вызывает ощущение естественности, в то время как обратное распределение дает театральный эффект, который удачно сочетается с обстановкой, к примеру, ночного клуба.

При создании интерьера дизайнер пользуется различными видами световых потоков. Во-первых, это точечные осветители. Лучи такого осветителя расходятся из обособленной локализованной точки, которая располагается на потолке либо на стене. Световой поток в данном случае может быть как направленным, так и свободным (кстати, торшеры, бра и настольные лампы тоже относятся к точечным источникам). Вторым типом светового потока является рассеянный свет люминесцентных ламп или ламп накаливания. Нельзя не учитывать и рассеянное освещение, возникающее за счет отражения прямых световых лучей предметами окружающей обстановки. Яркий направленный свет при этом приобретает мягкость и естественную окраску. Поэтому в конструкцию некоторых осветительных приборов входят отражатели, которые адаптируют световые потоки, делая их более приятными для зрения человека.

Освещение трехмерных сцен

При освещении трехмерных сцен нужно выполнить две задачи. Во-первых, не допустить оптических обманов, искажающих пропорции, масштабы и целостность восприятия пространства; во-вторых, правильно использовать оптические иллюзии для уменьшения или увеличения глубины пространства, придания особого настроения сцене и изменения пластики объектов.

Редакторы трехмерной графики обычно предлагают несколько видов осветителей. Как правило, это всенаправленные источники света, прожекторы и нацеленные осветители. Их свойства зависят от конкретных видов программного обеспечения. Источники освещения, содержащиеся в 3ds Max 2009, будут обсуждаться в главе 5. Освещение проектируемой сцены зависит от фантазии ее создателя. Хотя, разумеется, существуют и некоторые общие рекомендации. Во-первых, стоит понаблюдать за реальными источниками света и попробовать воспроизвести их действие в программе трехмерного моделирования. Для этого вы должны узнать свойства реального осветителя. Например, для имитации лампы накаливания без абажура или с ним, скорее всего, потребуется всенаправленный источник света с площадными тенями, интенсивность которого затухает обратно пропорционально квадрату расстояния (рис. 1.32).

Рис. 1.32. Модель настольной лампы на базе всенаправленного источника света (автор модели Менаджиев Андрей aka A-men, материалы и визуализация автора книги)

Способы освещения пространства

В трехмерной графике не существует универсального способа расположения источников света. Освещение зависит исключительно от задач, которые ставит перед собой создатель сцены, и его фантазии. Но есть определенные общие правила, взятые из фотографии, которых желательно придерживаться для получения корректных результатов. Освещение практически любой сцены состоит из нескольких составляющих, а точнее комбинации их соотношения.

Прямой направленный свет – как правило, создается самым мощным источником и освещает непосредственно объект, на котором должно быть сосредоточено внимание зрителя, рассматривающего сцену. Этот свет создает самые четкие тени. Им, например, может быть солнечный свет, проникающий в помещение из окна, или прямой свет настольной лампы с закрытым абажуром.

Рассеянный свет – название говорит само за себя, источник равномерно заполняет сцену светом и формирует мягкие прозрачные тени или вообще не приводит к их появлению. Такой свет создают растровые прямоугольные осветители, светильники с полупрозрачным абажуром и лампы дневного света.

• Контражурная или задняя подсветка – свет, подчеркивающий задний план и пространство за объектом. В некоторых случаях можно вообще обойтись без нее. Но не следует забывать о том, что именно такой тип освещения позволяет придать сцене дополнительную глубину и выделить передний план. Отражаемый окружающими предметами свет от прямых источников (так называемый рефлекс), передающийся от объекта к объекту, может служить в качестве задней подсветки, впрочем, его также можно отнести и к одному из видов рассеянного света.

Существуют и другие виды освещения, но они применяются по мере необходимости и используются в основном для специальных эффектов и создания у зрителя определенного настроения. К примеру, подсветка снизу популярна у создателей фильмов ужасов.

При освещении трехмерного пространства важно соблюсти правильное соотношение направленного, рассеянного и контрового света, так как именно оно определяет основное впечатление от созданной сцены. Контрастность освещения, как и цвет, оказывает психологическое воздействие на человека. Чем больше направленного света в сцене, тем резче отбрасываемые тени и тем отчетливее контуры предметов. Если же превалирует рассеянное освещение, то тени будут видны слабо, а формы предметов могут стать трудноразличимыми (рис. 1.33). Высокая контрастность действует возбуждающе, раздражает, а пониженная успокаивает, но утомляет.

Рис. 1.33. Сцены, освещенные преимущественно: а – рассеянным и б – направленным светом


В качестве примера рассмотрим универсальную схему расположения источников света, позволяющую получить наиболее полное представление об объекте. Это так называемая трехточечная схема освещения (иногда ее еще называют голливудской) (рис. 1.34). Вам потребуется ключевой источник света, который нужно расположить слева от камеры под углом 30–60°. Для этой цели хорошо подходят осветители типа Directional (Направленный). Заполняющий источник света располагается справа от камеры под углом 10–20°. Обычно его роль играет осветитель типа Omni (Всенаправленный), но можно использовать и прожектор. Источник контровой подсветки, если в нем есть необходимость, располагается позади сцены. Освещенная таким способом сцена обычно выглядит более-менее реалистично (см. рис. 1.26) даже без учета переноса излучения и расчетов глобальной освещенности.

Рис. 1.34. Трехточечная схема освещения


Приведенная выше схема является универсальной, потому что приближает светотеневой контраст виртуальной сцены к контрасту, характерному для естественного освещения. Направленный свет подобен солнцу, заливающему объекты ярким светом, а рассеянный свет выполняет функции света неба, смягчающего контраст светотени. Существуют другие универсальные схемы освещения виртуального пространства. Например, если нужно быстро осветить сцену из нескольких отдельных объектов либо несложную уличную сцену в программе трехмерной графики, то создается сфера из всенаправленных источников света, которая окружает объект или группу объектов (рис. 1.35). В этом случае речь идет уже об имитации глобального освещения и в зависимости от сложности или количества освещаемых объектов визуализация может занимать продолжительное время.

Рис. 1.35. Универсальная схема освещения сцены из нескольких объектов


Вышеприведенная схема наиболее подходит для освещения отдельных объектов или уличных сцен, если же необходимо сымитировать глобальное освещение в интерьере, существует другая универсальная схема освещения несложной сцены в программе трехмерного моделирования и визуализации (рис. 1.36). Один источник с параллельными лучами имитирует солнечный свет, направленный в окно. Всенаправленные осветители равномерно распределяются по объему смоделированного помещения в виде параллелепипеда. Нужно заметить, что при этом яркость источников должна быть очень малой и у всех источников, имитирующих глобальное освещение, необходимо включить тени типа Shadows Map (Карта теней). Про виды теней, генерируемых источниками света в программе 3ds Max 2009, будет сказано далее в главе 5.

Рис. 1.36. Схема и визуализация имитации рассеивания света из окна в помещении


При создании сцены нельзя не учитывать время суток, в которое происходит действие. Это влияет как на вид материалов, так и на вид теней. В пасмурный день резкие тени от предметов в комнате будут выглядеть, по меньшей мере, странно.

При освещении сцен в интерьере следует учитывать, что искусственные источники света меняют цветовой тон окружающих предметов. Красный цвет становится более ярким, светлеет, оранжевый – приобретает красноватый оттенок, желтый – бледнеет, синий – теряет яркость и темнеет, зеленый – желтеет, фиолетовый становится пурпурного оттенка и темнеет, а голубой – зеленеет.

Одной из задач дизайнера или декоратора при проектировании освещения является правильная расстановка световых акцентов. Освещением выделяются наиболее удачные места композиции интерьера. Это позволяет обратить на них внимание зрителя и оттенить области, не представляющие собой оригинальных решений. Нельзя освещать сцену ровным светом – она станет плоской, предметы потеряют форму и объем, визуализированное изображение получится безликим. Свет и тень выявляют форму и структуру предметов, дают ощущение богатства и изменчивости обстановки.

При освещении сцен в интерьере необходимо учитывать как свет от источников, так и рассеянное освещение, возникающее за счет отражения световых лучей поверхностями объектов. Хотя правильная настройка глобальной освещенности представляет собой непростую задачу, но именно она определяет своеобразность и индивидуальность светового решения сцены. В последних версиях 3ds Max появились алгоритмы, позволяющие учитывать перенос излучения, но их правильная настройка по-прежнему зависит от профессионализма пользователя. Более подробную информацию о природе света и техниках освещения сцен вы найдете в книгах известных в этой области специалистов: Билла Флеминга, Оуэна Демерса, Джереми Берна, а также в статьях и уроках на сайтах www.Render.ru,www.3DCenter.ru и www.Eol3d.com.

Совет

Учитывая все вышесказанное, при работе над проектом стоит разделить время, отведенное для его создания, следующим образом: 50 % затрачивается на моделирование объектов сцены, а оставшиеся 50 % распределяются примерно поровну между наложением текстур и освещением. В данном распределении времени работы не учтена анимация сцены, так как при создании трехмерных проектов интерьера анимация готовой сцены требуется нечасто в силу задействования значительных аппаратных ресурсов и, как следствие, удорожания проекта и увеличения срока исполнения. Однако если все-таки анимация интерьерной сцены заложена в проектную часть, то она, как правило, несложная и ее настройка может занять меньше времени, чем ее визуализация.

Общие принципы фотореалистичности

Обобщая информацию, которая была дана выше, можно попробовать описать основные принципы создания фотореалистичных изображений с помощью редактора трехмерной графики. Во время работы над фотореалистичным изображением должны учитываться следующие факторы.

1. С моделирования начинается создание любой трехмерной сцены, поэтому чем качественнее будет модель, тем более естественно будет смотреться она в трехмерной сцене. При создании сцены любая модель должна быть достаточно детализирована. Прежде чем сделать с помощью 3D-графики какой-либо объект, неплохо было бы увидеть его несколько раз в реальности, проанализировать его форму и выбрать способы создания в трехмерном редакторе. Нужно заметить, что практически ни один объект в реальности не имеет острых прямоугольных граней. Все грани в той или иной степени скошены. При создании модели это обязательно нужно учитывать, однако не стоит забывать, что создание фаски на прямоугольных гранях приводит к усложнению трехмерной модели и увеличению числа полигонов, из-за чего просчет изображения может протекать медленнее. Далее, всегда стоит помнить о промышленном происхождении проектируемого объекта. На модели по возможности нужно сделать складки, швы, имитирующие промышленное происхождение объекта, также неплохо было бы учесть крепление деталей объекта между собой и элементы перехода от одной части модели к другой (рис. 1.37). Правда, детали, которые будут скрыты от глаз зрителя, моделировать совсем не обязательно. Если планируется создать трехмерный объект, который в реальной жизни может двигаться или изменять свою форму, то необходимо показать устройства, с помощью которых будет происходить трансформация объекта. Например, при моделировании двигателя фантастического космического корабля нового поколения все-таки не стоит делать бессмысленное нагромождение трубок и проводов, а желательно смоделировать механизм, посредством которого данный двигатель должен работать. При моделировании штор, которые будут располагаться в интерьере, желательно показать крепление к карнизу и простейшие устройства перемещения (крючки, кольца) их по нему. И еще, надо бы добавить, что хорошо детализировать модель нужно лишь в том случае, если она будет находиться достаточно близко к виртуальной камере, когда возможно рассмотреть эти детали, в противном случае вся работа по детализации трехмерного объекта будет проделана впустую, так как деталей все равно видно не будет.

Рис. 1.37. Модель крепления абажура к стене повысит реализм трехмерной сцены


2. Следующее условие создания фотореалистичной трехмерной графики заключается в создании качественных материалов и правильном наложении текстур на объекты виртуальной сцены. Прежде всего нужно учесть, что в имитации поверхности какого-либо объекта участвуют практически все свойства материала (отражение, глянцевость, цвет диффузного рассеяния, вид затенения и т. д.). Обратите внимание в реальной жизни на различные предметы, и станет ясно, что все объекты в той или иной степени отражают свет, причем отражение может быть зеркальным или размытым. При отражении света от металлических предметов можно наблюдать явление анизотропии, когда в зависимости от формы и вида обработки поверхности происходит искажение отражения, или изменение формы блика (рис. 1.38). При наложении текстурных карт следует избегать швов и мозаичного повторения текстур, если только это не было задумано создателем трехмерной сцены. В случае наличия нежелательных швов или мозаичности текстуру следует исправить так, чтобы на объект она была наложена с некоторой неравномерностью. Кроме того, следует использовать процедурные текстуры, так как они равномерно ложатся на объект любой формы и не искажаются. Фотореалистичности сцене, несомненно, добавляет наличие на моделях следов использования их человеком, а также грязь, царапины, пыль и другие признаки воздействия внешней среды. Добавить подобные детали на трехмерные модели можно, применяя специальные карты и маски к соответствующим свойствам материала. Правда, если конечно вы моделируете интерьер будущей квартиры, заказчик не оценит стремления к фотореалистичности, если добавить пыли по углам и царапин на мебели.

Рис. 1.38. Материалы с разной степенью отражения и разным уровнем анизотропии на одной модели


3. Чтобы заставить зрителя поверить в реалистичность трехмерной сцены, необходимо правильно разместить объекты в сцене и выбрать расположение камеры, чтобы композиция визуализируемой сцены напоминала фотографию из жизни. Все объекты должны находиться на своих местах, определяющих их назначение. Например, рядом с домашним кинотеатром вполне могут лежать несколько дисков или их коробок, а вот местонахождение их на кухне рядом с варочной поверхностью может вызвать недоумение у зрителя. Помимо этого для придания характера, живости можно расположить объекты немного хаотично (рис. 1.39). Располагая камеру для визуализации в сцене, надо стараться избегать сильных перспективных искажений. При визуализации интерьера для показа всего помещения бывает нужно установить камеру так, что на финальном изображении будут присутствовать заметные перспективные искажения, тем не менее оправданные замыслом автора сцены.

Рис. 1.39. Совмещение симметричного расположения объектов сцены с асимметричным придает сцене живости


4. Освещение сцены также играет немаловажную роль для фотореалистичной подачи изображения трехмерного виртуального пространства. Освещение практически любого пространства, как в реальности, так и в виртуальной трехмерной среде, состоит из направленного (световые акценты) и окружающего (рассеянного) света. Одной из задач создателя трехмерных компьютерных сцен является подбор наиболее удачного соотношения этих двух составляющих в зависимости от вида сцены (помещение, экстерьер или отдельно расположенный объект). Например, при освещении сцены солнечным светом в качестве направленного служит прямой свет солнца, интенсивность которого может меняться в зависимости от времени суток, имитируемого в сцене, а в качестве рассеянного – свет неба (рис. 1.40). В помещении с искусственным освещением прямой свет будет сымитирован направленными точечными источниками, создающими световые акценты, а окружающим будет свет от источников рассеянного излучения (лампы дневного света, абажуры) и отраженный предметами свет. Далее, для фотореалистичной визуализации нужно помнить, что все источники имеют свой цвет испускаемого света, или, точнее, свою цветовую температуру, и обязательно это нужно иметь в виду при моделировании освещения трехмерной сцены. Исходя из этого, нужно учитывать, что при освещении сцены источником определенного цвета все объекты этой сцены окажутся подкрашены цветом источника, и как следствие, несколько изменят свой первоначальный цвет. Кроме того, освещаемые объекты, как правило, имеют неодинаковую форму и различающиеся свойства поверхности. Если с формой все понятно, то с материалом объекта все не так однозначно. Освещая сцену, необходимо учитывать реакцию поверхности объектов на свет, и хотя это больше относится к созданию материалов трехмерных моделей, на этапе установки освещения в сцену, как правило, приходится немного корректировать свойства материалов поверхности объектов. Так как свет с расстоянием затухает, и в жизни мы наблюдаем подобное явление постоянно, имитация неравномерности распространения света в трехмерной сцене также помогает улучшить фотореалистичность конечного изображения. Помимо этого промышленное изготовление источников освещения, их конструкция подразумевают форму распространения света от этого источника, отличную от идеального конуса или прямоугольника. Тени, полученные с помощью различных источников света, отличаются резкостью краев, а также могут быть подкрашены как цветом источника (синее небо – синеватые тени на открытом воздухе), так и цветом предметов, которые их отбрасывают. Это называется переносом цвета. Особенно перенос цвета заметен при искусственном освещении без участия солнечного света.

Рис. 1.40. Сочетание прямого и рассеянного света, имитирующее солнечный свет, падающий из окна


5. Для придания еще большей фотореалистичности используют различные эффекты постобработки. К ним могут относиться имитация линзовых эффектов фото– и видеокамер (рис. 1.41), создание эффекта воздушной перспективы и объемного света (наличие частиц пыли и дыма в воздухе). Имитация глубины резкости фотокамеры при визуализации как отдельного объекта, так и сцены, насыщенной объектами, позволяет увеличить правдоподобность финального изображения, кроме того, используя глубину резкости, можно несколько облегчить сцену, поставив на заднем плане простенькие модели с небольшим количеством полигонов.

Рис. 1.41. Имитация линзовых эффектов


Завершая раздел о принципах фотореалистичности, хотелось бы добавить, что улучшать, доводя до совершенства визуализированное изображение, можно до бесконечности. Но существует такой фактор, как время, отведенное на создание любого проекта, а также ограниченная мощность компьютера, на котором производится работа в редакторе трехмерной графики. Поэтому одной из главных задач дизайнера трехмерной графики является нахождение баланса качества проектируемой сцены и разумных временных затрат на ее создание. Например, если смоделировать люстру из нескольких миллионов полигонов (встречаются и такие) для фотореалистичной визуализации ее как отдельного объекта, то помещение такой модели в сцену интерьера грозит трудностями дальнейшего редактирования данной сцены и весьма продолжительным временем ее просчета.

Интерьерное проектирование и визуализация

Перед тем как перейти к описанию процесса проектирования дизайна интерьера в редакторах трехмерной графики, необходимо рассказать об особенностях оформления помещений и дать несколько определений.

Этапы создания виртуального интерьера

Интерьером называется вид помещения изнутри. Одним из важных моментов изображения интерьера, как, впрочем, и других сцен, является правильный выбор точки обзора и композиции. Поэтому, как уже упоминалось, имеет смысл начать с эскизных набросков будущей сцены (рис. 1.42).

Рис. 1.42. Цифровой эскиз гостиной


Следующей основной задачей при создании виртуального проекта интерьера является корректный выбор перспективной проекции. От этого зависит выразительность окончательного изображения. При фронтальном показе одной из стен главная точка сцены (см. выше раздел «Принципы композиции») окажется примерно посередине, и композиция получится, скорее всего, симметричной, что достаточно формально и плоско, хотя может быть оправдано, если необходимо показать помещение в целом (рис. 1.43). Данная проекция используется в основном для проверки сочетаемости материалов покрытия. Поэтому необходимо искать такое отображение интерьера, чтобы потолок, стены и пол имели гармоничные пропорциональные соотношения.

Рис. 1.43. Фронтальный перспективный вид смотрится достаточно просто, хотя и позволяет увидеть все помещение сразу


Если сравнить три композиции интерьера одного и того же помещения (рис. 1.44, а), соответствующего плану, то можно сделать вывод, что наиболее выигрышно в смысле выразительности выглядит верхняя композиция (рис. 1.44, б), остальные две либо не дают всей полноты представления о помещении, либо смотрятся неинтересно (рис. 1.44, в, г). После визуализации данные изображения могут быть использованы в качестве дополнительных эскизов.

Рис. 1.44. Композиционные решения отображения интерьера: а – планировка помещения; б – наиболее удачный ракурс изображения; в, г – менее удачное расположение камеры


После создания набросков и выбора композиции можно переходить собственно к моделированию. Сначала формируется основная сцена, в которую потом следует поместить все остальные объекты. Затем моделируют предметы будущего интерьера. Удобнее моделировать каждый интерьерный объект в отдельном файле, а впоследствии совмещать его с основной сценой, присоединив объект из файла. В дальнейшем можно будет использовать эти модели для других сцен. Если же начать моделировать все в одной сцене, то через некоторое время работа может замедлиться из-за постепенного увеличения количества полигонов в сцене и, как следствие, нагрузки на видеоподсистему и центральный процессор компьютера.

Одной из сложностей создания интерьеров в программах трехмерной графики является правильное (реалистичное) освещение сцен. Если для освещения сцены с одним объектом достаточно трехточечной схемы освещения (см. раздел «Способы освещения пространства»), то в интерьере обычно присутствует несколько источников освещения: окна, источники искусственного света, отраженный от предметов свет. Они дают сложное и мягкое освещение, в результате чего приходится устанавливать разноцветные дополнительные источники отраженного света для подсветки теней и других областей или использовать алгоритмы расчета освещения методом переноса излучения (Radiosity), о которых будет рассказано далее.

В интерьере обычно располагаются мебель и предметы обихода, разные по локальному цвету и фактуре, что усложняет работу по моделированию реалистичного освещения, и поэтому, хотя подходов к расстановке источников света при создании трехмерных сцен есть множество, зачастую используют один из двух вариантов настройки освещения.

• Сначала в сцене расставляются световые акценты с помощью второстепенных источников, например осветителей типа Spot (Прожекторный), а затем постепенно добавляется окружающее освещение. Подобный подход позволяет контролировать степень смешивания рассеянного освещения с направленными источниками при сохранении световых акцентов.

• Второй способ заключается в установке в сцену одного рассеянного осветителя. После этого постепенно по мере надобности вводят в сцену новые источники рассеянного света и управляют тенями. Затем после настройки окружающего освещения расставляют световые акценты направленными источниками.

Особенностью создания реалистичных сцен интерьера является учет некоторых законов воздушной перспективы, когда под воздействием воздушной среды и окружающего пространства наблюдается изменение определенных признаков (цвета, степени освещенности, формы) по мере удаления объектов от зрителя. Еще один эффект, усиливающий реалистичность трехмерных сцен, – глубина резкости (depth of field ). Данная особенность, как уже было сказано ранее, учитывает расстояние от точки обзора воображаемого наблюдателя до самой дальней точки сцены. То есть ближе расположенные предметы будут видны резче, чем расположенные дальше, и задний план станет более размытым, нежели передний. Данного эффекта в трехмерных редакторах можно добиться, используя настройки глубины резкости программных камер. В результате задние предметы будут очерчены мягкими контурами и полутонами, а передние будут выглядеть конкретнее и резче. Посредством этого и некоторых других эффектов (например, объемное освещение), которые предоставляют программы трехмерного моделирования и анимации, можно добиться убедительной глубины помещения.

Исходя из этой информации сформируем правила, которыми должен руководствоваться начинающий визуализатор интерьеров.

• Интерьер следует компоновать так, чтобы его элементы смотрелись наиболее наглядно и выигрышно.

• Начинать нужно с эскизов и выбора точки обзора.

• Подчеркивайте разницу между передним и задним планами, чтобы придать сцене глубину.

• Не следует перегружать интерьер мелочами и случайными предметами как по соображениям целостности восприятия, так и в целях рационального использования ресурсов вычислительной системы.

Совет

Личное общение с заказчиком дизайна интерьера может принести дополнительные результаты. Например, изучив некоторые особенности его характера и стиля жизни, что немаловажно, можно в проекте одной из комнат его дома расположить на столе коробку любимых сигар или на стене поместить картину художника, который ему нравится. Он на это, несомненно, обратит внимание, ведь знакомые вещи сразу бросаются в глаза, что в дальнейшем будет способствовать более доверительным отношениям, а также приобретению репутации внимательного дизайнера.

Стилевые направления в интерьере

Для создания проектов интерьера необходимо ознакомиться со стилями, определяющими единообразие и гармоничное сочетание элементов декора помещений. Стилем называется объединение художественных приемов и средств, представляющих собой определенное направление в творчестве. К данному понятию относятся устоявшиеся формы и приемы изобразительного и прикладного искусства, характеризующие собой какой-либо исторический период.

Стилевое направление обосновано научным и техническим развитием своего времени, образом жизни и традициями, существовавшими во время его расцвета. Каждой эпохе присуще свое видение мира, представление о красоте и гармонии. Стили постепенно сменяют друг друга, поэтому определить принадлежность к той или иной эпохе как таковой в чистом виде сложно. Скорее, имеет место симбиоз элементов старого и нового стилевых направлений. Если рассмотреть любой из существующих ныне стилей, в совокупности его форм можно увидеть черты старых стилей, отголосками входящих в новые. Все вышесказанное относится к истории эпохальных стилей, так как существует еще и другой, более узкий смысл данного слова (фирменный стиль, стиль жизни). В этом случае предполагается также рассмотрение совокупности определенных, присущих явлению черт, но без претензий на историческую ценность.

По данным журнала «Salon», уже много лет существует общепринятая классификация, которая показывает хронологию развития стилей.

1. Египетский стиль берет начало в эпохе развития Египта и считается первым в мировой истории искусств. Он постепенно приобретал свои черты в разных областях: живописи, архитектуре, декоративно-прикладном искусстве. Со временем сложилась единая каноническая система, черты которой сегодня узнаваемы во всем мире. Основные сюжеты египетских росписей представляют собой героические и мифологические сцены, а также сцены из реальной жизни. Особенности данного стиля: функциональность и комфортабельность жилых помещений, декоративность и графичность узоров, стремление к заполнению пространства рисунком (рис. 1.45).

Рис. 1.45. Роспись гробницы Сеннеджема в Фивах. XIII в. до н. э.


2. Эллинский (античный) стиль формировался приблизительно с начала VIII в. до н. э. Его основу заложила культура острова Крит и нескольких городов Греции того времени. Составляющие этого стиля – уравновешенность и соразмерность. Цифровые каноны, обоснованные Пифагором, проявились в скульптуре, зодчестве и декоративно-прикладном искусстве (рис. 1.46). При этом сохранилась естественность и свобода творчества. Прослеживается интересная хронология от примитивных деревянных идолов до статуй Аполлона Бельведерского. С приближением к эпохе романского периода возрастает тяга к роскоши благодаря налаживанию связей между Востоком и Грецией. Оказывает свое влияние также знакомство с другими декоративными традициями.

Рис. 1.46. Фрагмент интерьера в античном стиле


3. Первые упоминания о романском стиле датируются X в. н. э. Его формирование длилось долго и в разных странах протекало по-разному (то же можно сказать и о готическом стиле). Сам термин «романский» возник позднее как обозначение искусства раннего Средневековья Западной Европы. Этот стиль характеризуется сочетанием элементов римско-греческой античной культуры, восточных, языческих и христианских форм и мотивов. В романский период одним из главных видов искусства стала архитектура. Все прочее было подчинено ее канонам. Зодчие того времени удачно сочетали римские и византийские постройки с европейскими сооружениями (рис. 1.47).

Рис. 1.47. Церковь Св. Марии, 1093–1200 гг., Германия, Лаах (из материалов портала «Планета Small Bay»)


4. Готический стиль XII–XV вв. внес в мировую архитектуру такие элементы, как ажурная узорчатость, стрельчатые своды, растительные орнаменты и острые шпили (рис. 1.48). В декоративной отделке особое значение придавалось изображениям растений, животных и скульптурным ансамблям. Примечательно, что сам термин «готический» появился позднее для уничижительного обозначения доренессансных и неитальянских стилей. Готический стиль завершил эпоху средневековой культуры, однако все последующие европейские стили неоднократно обращались к формам и образцам того периода.

Рис. 1.48. Сиенский кафедральный собор, зодчий Пизано, Италия, Сиена


5. Ренессанс – Великое Возрождение XV–XVI вв. представляет собой возврат к античным римским формам и искусству Древней Греции, идеалы которого, как считали художники, зодчие, мастера прикладного искусства того времени, были утеряны «варварским Средневековьем». При создании таких интерьеров больше всего ценились гармония и пропорциональность. Постройки эпохи Возрождения были совокупностью античных и средневековых элементов, сочетанием конструктивного и художественного, утилитарного и эстетического (рис. 1.49).

Рис. 1.49. Фонтан Карла V, Николо да Корте, 1543 г., Испания, Альгамбра


6. Барокко как исторический художественный стиль начал складываться в конце XVI в. Он характеризуется пышным убранством, сияющим хрусталем и золотом. В разных странах этот стиль проявлялся по-разному. Например, в Италии он получил значительное развитие, тогда как в Англии подобные стилевые особенности проявились гораздо слабее. Главные особенности барокко – театральность, замысловатые комбинации форм и декора, а также преобладание нелинейных элементов в произведениях искусства (рис. 1.50). Парадные интерьеры подчеркивались скульптурой, обильно декорировались лепниной, различными орнаментами.

Рис. 1.50. Кафедра св. Петра, Бернини, Ватикан, 1658–1666 гг.


7. Рококо появился в XVIII в. наряду с барокко и в дальнейшем послужил завершением этого стиля. Название происходит от французского слова rococo — «вычурный, причудливый». Внешне здания того времени украшались просто, зато внутри поражали своей роскошью и изысканностью. Обстановка интерьеров становится более изящной, камерной, комфортабельной, в цветовой гамме преобладают мягкие, нежные цвета. Во времена расцвета этого стиля модно было скруглять углы, что привело к появлению в домах овальных комнат и залов.

8. Классицизм, появившийся в XVII–XVIII вв., представляет собой обновленный античный стиль, более строгий по сравнению с предшественниками – барокко и рококо. Для него характерны симметрия, пропорции античной архитектуры и более утонченная цветовая гамма.

9. Ампир возник в конце XVIII в. как «имперский» стиль (рис. 1.51). В отличие от классицизма, мастера которого черпали вдохновение, обращаясь в основном к античной греческой культуре, ампир во главу угла поставил Рим. В интерьерах того времени культивируется слава и роскошь быта римских цезарей. Живописные орнаментальные панно на стенах приобретают строгие геометрические очертания. Строгость оформления стен дополняется пилястрами и полуколоннами в римском стиле. В орнаментах того времени преобладает символика Древнеримской и Наполеоновской империй.

Рис. 1.51. Триумфальная арка, Ж. Ф. Т. Шальгрен, 1806–1836 гг., Франция, Париж (из материалов портала «Планета Small Bay»)


10. Модерн ведет отсчет своего существования от последней четверти XIX в. В каждой из европейских стран этот стиль носил свое название (во Франции и Бельгии – ар нуво, в Германии – югендстиль, в Италии – либерти). Отличительной особенностью его последователей было пристрастие к естественным цветам. Интерьеру того времени были присущи рационалистические формы и функциональность, свойственные каютам корабля. В элементах этого стиля всегда присутствовал принцип динамического равновесия. В рамках модерна архитектура неотъемлемо связана с дизайном помещений, что придает зданиям цельность и эстетическую законченность. Многие архитекторы и художники модерна, находясь в творческом поиске, черпали свои идеи, соотнося их с природными формами (флореальное направление). В размещении живописных и скульптурных элементов присутствует принцип атектоники, создающий иллюзию «вырастания» объекта из поверхности стены, что, однако, не нарушает ее цельности (рис. 1.52).

Рис. 1.52. Павильоны в парке Гуэль, А. Гауди, 1884-1887 гг., Барселона, Испания


11. Стиль ар-деко господствовал в декоративно-прикладном искусстве и архитектуре в период между двумя войнами в 20-30-е годы XX столетия. Однако само название появилось только в 60-х годах. Зародился этот стиль во Франции, а затем распространился по Европе и СШA. Он представляет собой совокупность элементов различных предшествующих стилей: модерн, кубизм, абстракция, европейская классика, кроме того, заимствует африканские мотивы, веяния древнего Египта, традиционного искусства Японии и Востока (рис. 1.53). Интерьеры в этом стиле полны спокойного достоинства и респектабельности. Теплые цвета деревянной мебели, приглушенная гамма ворсовых ковров, обивок и драпировок открывают возможность управления тонкими цветовыми контрастами. Классическая симметрия, сочетание природных материалов создают пластичную среду, податливую желаниям человека.

Рис. 1.53. Ванная в Чейнин-билдинг, Жак Деламар, 1929 г., Нью-Йорк


12. Функционализм начал складываться с 1910-х годов. Как считали основоположники этого стиля, любое изделие человеческих рук должно быть максимально удобным и приспособленным для нужд человека. Его основными отличиями являются отказ от декора, ориентация на новейшие технологии, стремление к компактности и общедоступности изделий.

13. Постмодернистский стиль начал свое существование в 50-х годах XX столетия. Определенным направлением постмодернизм назвать нельзя. Это скорее попытка объединить современное видение мира с культурным наследием прошлого. Для постмодернизма характерно смешение стилей (эклектика), творческое переосмысление прошлого и исторических традиций. Во внимание принимаются такие факторы, как урбанистическое или природное окружение, традиции. Каждый раз требуется новое решение исходя из существующей ситуации, что гарантирует его уникальность.

14. Хай-тек берет свое начало из постмодернистского смешения стилей. В архитектуре для этого стиля характерны конструкции, изгибающиеся по сложной кривой, монолитные корпуса из отражающего стекла (рис. 1.54). Одно из самых знаменитых сооружений в стиле хай-тек – Центр Помпиду в Париже. Коммуникации – электрические кабели, вентиляционные и водопроводные трубы – вынесены на внешнюю сторону здания, а их разноцветная раскраска придает строению сходство с анатомическим атласом. Для интерьеров в стиле хай-тек характерны открытые балки перекрытий, внешние осветительные приборы, винтовые металлические лестницы, шкафы, имитирующие сейфы или раздевалки на заводе. Мебель содержит перфорированные панели и металлические решетки, похожие на ограждения. Объекты в стиле хай-тек обычно имеют дополнительные свойства: оптические эффекты (зрительные вибрации, явление интерференции), мерцание при падении на них лучей света.

Рис. 1.54. Дом в стиле хай-тек, 1960-е гг., Лос-Анджелес


Это далеко не полное описание исторических стилей и направлений, существующих в искусстве. Мы не будем углубляться в изучение ответвлений и дочерних стилей, так как эта тема представляет собой материал для отдельной книги.

Характерные особенности современных интерьеров

В настоящее время мало кто из декораторов придерживается определенных стилевых направлений. Смесь функциональности, совокупности цветовых решений и элементов декора разных эпох – это то, что отличает современные интерьеры. Одной из главных задач дизайнеров в наши дни является умелое композиционное сочетание цвета и предметов интерьера, создающее настроение и неповторимый облик помещения с определенной функциональной направленностью.

Впечатление от интерьера тем лучше, чем больше оно соответствует эмоциональному восприятию заказчика в той или иной обстановке. Поэтому дизайнер вначале должен определить ощущение, возникающее при виде предметов интерьера, и на основании полученной информации разработать свою концепцию работы с заказчиком в привязке к конкретному интерьеру.

Декор квартиры, например, должен подчеркивать функциональность помещения, уют, создаваемый обстановкой, совмещать в себе красоту и комфорт. Для этого хорошо подходят мягкие неконтрастные цветовые сочетания (см. рис. 1.40). Интерьер магазина, наоборот, должен выглядеть достаточно изысканно и вместе с тем не слишком броско, дабы не отвлекать внимание покупателей от продаваемой продукции (рис. 1.55).

Рис. 1.55. Торговый зал магазина одежды


Применение определенных приемов отделки и сочетание материалов зависят от назначения и архитектурно-композиционных особенностей помещений. Нужное впечатление глубины, высоты и ширины пространства определяется совокупностью фактурных свойств отделочного материала, цветовой гаммы и приемов освещения.

Иллюзия высокого помещения создается отсутствием границы между стенами и потолком. Подчеркнуть подобное ощущение можно контрастным цветом пола (рис. 1.56, а, б ). Этого можно достигнуть как дополнительным освещением полов, так и применением крупного контрастного рисунка или полировки. Зрительное увеличение высоты помещения достигается также путем размещения на потолке точечных источников света.

Рис. 1.56. Изменение пропорций пространства с помощью зрительных иллюзий


При оформлении помещений существует возможность скрыть неудачные пропорции пространства. Например, узкое и длинное помещение можно «расширить» узором из поперечных полос на потолке (рис. 1.56, в), зеркалами на противоположных стенах и скрытым освещением стен верхним светом. Сделать же помещение визуально глубже поможет продольный рисунок в орнаменте потолка и пола (рис. 1.56, г).

Цвета, так же как и узор, позволяют менять пространственные соотношения. Темные краски уменьшают объем комнат, делая их меньше и ниже, светлые тона, наоборот, оптически увеличивают помещение. Холодные оттенки зрительно раздвигают размеры пространства. Теплые цвета визуально сжимают помещения, а присутствие красного цвета может выглядеть агрессивно и угрожающе.

Основной задачей в цветовом решении интерьера должен стать подбор сочетания цвета стен, потолка и пола. Неудачно подобранный цвет стен нарушит единообразие и цветовосприятие композиции, и последующие попытки исправить положение и привести в соответствие сочетание красок, скорее всего, не дадут должного результата. Особенно внимательным должен быть декоратор при подборе цвета стен.

Практическое применение

Все вышеперечисленные теоретические основы можно и нужно применять как при непосредственном оформлении помещений, так и при создании проектов дизайна интерьера в программах трехмерного моделирования.

В данной книге вниманию читателей будет представлен проект дизайна интерьера нескольких помещений квартиры, созданный в 3ds Max 2009, и показаны этапы его создания. Если в двух моих выпущенных ранее книгах рассказывалось о создании проектов интерьера небольшого кафе, то в этой книге будет описан проект интерьера реально существующей квартиры с созданием предметов мебели и декора в 3ds Max 2009 и визуализацией двух помещений (кабинета и спальни). При оформлении интерьера будут использованы предметы мебели и элементы декора в стиле ар-деко (рис. 1.57).

Рис. 1.57. В конструкции люстры явно прослеживаются мотивы ар-деко


Хотя в нынешнее время интерьер квартиры, как правило, представляет собой более или менее удачное совмещение разных стилей, включение в него ярких акцентов определенных стилевых направлений накладывает некоторые обязательства на человека, занимающегося оформлением интерьера. Дизайнер, прежде всего, должен отлично представлять себе, какие цвета можно использовать в данном интерьере, а также как можно искуснее подобрать остальные предметы мебели и декоративные элементы. Этот этап представляет собой работу непосредственно с заказчиком, так как следует учесть его пожелания и возможности.

Мебель в квартире должна быть как можно более удобной. Цветовая гамма квартир может быть решена в спокойных тонах, хотя яркие цветовые и контрастные акценты не только могут быть оправданы, но и необходимы. Удачное сочетание этих факторов создает уютную и комфортную обстановку при внешней красоте и функциональности, что зачастую является основным пожеланием заказчика.

Эргономичное распределение пространства, правильное зонирование площади помещений, разделение приватных зон и мест совместного времяпрепровождения членов семьи, зон работы и отдыха создают комфортные условия для проживания и способствуют хорошему настроению жильцов. Выделение обособленных зон в то же время должно образовывать единое интерьерное пространство.

Окраска стен и потолков зависит от размеров и местоположения помещений, а также от их функционального назначения. Если помещение маленькое, то голубая и светло-зеленая краски как бы расширяют комнату, делают ее свободнее и создают ощущение большего пространства. В то же время коричневый и терракотовый цвета зрительно уменьшают помещение, и с их помощью тоже можно управлять зрительными объемами.

Вместе с тем у любой квартиры должен быть свой неповторимый образ. В данном случае как элементы декора подойдут сувениры, фотографии и другие памятные предметы членов семьи. В жилом помещении это вполне допустимо, в отличие, например, от описываемого в моей первой книге проекта кафе (рис. 1.58), который сочетал в себе отдельные элементы декора в стиле ар-нуво со строгой функциональностью, был выдержан в нейтральной цветовой гамме, и дополнительные элементы создали бы ощущение загруженности помещения. Контрастность цветовых сочетаний, яркость освещения создают ощущение смены обстановки, отвлекают от повседневных забот. Контрастность верхней и нижней части зала зрительно несколько уменьшила помещение, но отражающий натяжной потолок, узкие зеркальные полотна по всей высоте помещения и встроенные точечные светильники позволили компенсировать этот эффект. Для насыщения пространства декором в небольших углублениях между зеркалами были расположены элементы декора с подсветками. Для кафе была выбрана композиция с выделенным центром (большой круглый стол в центре зала), вокруг которого сгруппированы основные функциональные зоны.

Рис. 1.58. В основе проекта кафе композиция с выделенным центром


Вариант кафе, описанный во второй книге, представлял собой современное европейское кафе с ненавязчивым декором, одним из основных акцентов которого послужил фонтан в центре помещения (рис. 1.59). В данном проекте особое внимание уделялось освещению пространства, и был смоделирован дневной свет из окон и вечерний искусственный свет в сочетании с мягким светом свечей.

Рис. 1.59. Вариант интерьера кафе с искусственным освещением


В заключение еще раз повторим основную мысль данной главы. Для создания профессиональных проектов дизайна интерьера в программе трехмерного моделирования нужно изучить как саму программу, так и теоретические основы перспективного построения, композиции и цветоведения. Нужно развивать у себя навыки художественного видения, отмечать, как искусственный и естественный свет влияет на вид поверхностей объектов. Это поможет добиться реалистичности при создании виртуальных сцен. И конечно, высоких результатов позволит достичь постоянная практика и изучение работ мастеров художественного и декоративно-прикладного искусства.

Оглавление

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 2009 (Д. В. Рябцев, 2010) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я