Клонирование объектов

Существует несколько способов создавать копии объектов в Мах. Наиболее используемым является выделение копируемого объекта или группы объектов и применение одной из команд трансформации - Move (Переместить), Rotate (Повернуть) или Scale (Масштабировать) с нажатой клавишей <Shift>. После завершения выполнения команды происходит вызов диалогового окна Clone Options (Режимы Клонирования) (рис. 4.09), где необходимо указать тип создаваемого объекта или группы объектов. Их существует три типа:

Manipulators (Задание Параметров)

В Мах имеется возможность редактирования параметров выбранного объекта непосредственно в видовом окне. Этот режим включается соответствующей модальной кнопкой в Main Toolbar (Основной Панели). В результате доступные для редактирования параметры объекта отрисовываются как дополнительные контейнеры. При наведении указателя мыши всплывающая подсказка отображает их название и текущую величину (рис. 4.19).

Объединение объектов в группы

Для облегчения управления наборами объектами и с целью упрощения насыщенных объектами сцен применяют команду Group (Сгруппировать). Ее вызов осуществляется через одноименный пункт падающего меню Group (Группировка) и применяется к выбранным объектам. Возникает окно ввода имени создаваемой группы (рис. 4.12). После подтверждения имени группы возникает новый объект сцены.

Основные команды и операции

Основные команды и операции

Основные команды и операции над объектами в среде Мах можно определить по следующим группам:

Выделение объектов;
Выделение объектов с выполнением команды;
Выделение подобъектов;
Управление видимостью объектов; Клонирование объектов;
Объединение объектов в группы.
Трансформации объектов
Рассмотрим каждую из них детальнее.

Point Center (Центр Трансформаций)

Базовая точка объекта для выполнения трансформаций поворота и масштабирования может быть выбрана из списка кнопок в Main Toolbar (Основной Панели). Каждый из способов ее расположения применим по-своему:

Pivot Point Center (Собственный Центр Объектов) - преобразования над всеми выбранными объектами выполняется применительно к собственной опорной точке каждого из них.
Selection Center (Центр Выделения) - трансформации производятся, исходя из геометрического центра совокупности выбранных объектов.
Transform Coordinate Center (Центр Текущей Координатной Системы) - преобразования происходят относительно центра текущей координатной системы Мах.

Рассмотрим новое понятие, необходимое для понимания трансформаций объектов - Pivot Point (Опорная Точка) объекта.

При создании нового объекта или группировки существующих командой Group (Сгруппировать), происходит фиксация опорной точки объекта. Чаще всего она помещается в геометрический центр габаритного контейнера объекта или группы, хотя и может быть переопределена в соответствии с необходимостью.

Инструменты для управления Pivot Point (Опорными Точками) выбираются из свитка Adjust Pivot (Настройка Опорных Точек) в панели Hierarchy (рис. 4.17).

Reference Coordinate System (Координатная Система)

Из множества возможных координатных систем остановимся на наиболее используемых. Из раскрывающегося списка чаще всего выбираются:

View (Видовая) - координатные оси X и Y объекта ориентированы параллельно плоскости экрана в любом из ортогональных видов (Top, Bottom, Left, Right, Front и Back), а ось Z - перпендикулярна ей и направлена на наблюдателя.
Screen (Экранная) - координатные оси X и Y объекта поворачиваются параллельно любому активному видовому окну, включая и неортогональные (User, Perspective, Camera, Light), соответственно меняя ориентацию во всех неактивных окнах.
World (Мировая) - координатные оси располагаются в соответствии с
Мировой Системой Координат, принятой в Мах. В ней ось X характеризует ширину сцены, ось Y - ее глубину, а ось Z - высоту. При переключении между видовыми окнами переориентация тройки векторов контейнера трансформаций не происходит.
Local (Локальная) - система координат, аналогичная Мировой, но относящаяся к объектному пространству. Незаменима при выполнении преобразований с произвольно-ориентированными объектами сцены.

Остальные координатные системы применяются реже, и останавливаться на их особенностях мы не будем.

Restriction (Ограничения)

Выбор ограничивающей оси X, Y, Z или ограничивающей плоскости XY, YZ, ZX позволяет выполнять преобразования с объектами только в пределах необходимой оси или плоскости и запрещает их в противоположных. Кроме возможности выбора ограничений кнопками из Main Toolbar (Основной Панели), можно устанавливать их, используя Transformation Gizmo (Контейнер Трансформаций), который возникает в центре выбранного объекта или группы объектов в виде специальной пиктограммы (рис. 4.16).

Пункты выбора объектов

Рис. 4.01. Пункты выбора объектов

Select By Color (Выбрать По Цвету) - создать выделение по указанному цвету объекта
Select By Name (Выбрать По Имени) - выбрать один или несколько объектов по имени из общего списка через диалоговое окно Select Objects (Выберите Объекты) (рис. 4.02).

Выбор объектов по имени из списка

Рис. 4.02. Выбор объектов по имени из списка

Region (Область Выделения) - имеет два переключателя, задающие режим выбора объектов:
Window (Охват) - в набор попадают объекты, полностью помещающиеся в область выделения;
Crossing (Секущая Рамка) - объекты выбираются, даже если они лишь соприкасаются с областью выделения.

Также выполнение операции выбора объектов можно выполнить с помощью группы кнопок в Main Toolbar (Основной Панели) (рис. 4.03):

Группа кнопок выбора...

Рис. 4.03. Группа кнопок выбора объектов в Основной Панели Инструментов

Select Object (Выбрать Объект) - модальная кнопка, включающая режим выбора объектов левым щелчком мыши. По каждому левому щелчку предыдущий выбор сбрасывается и выбранным оказывается лишь один, последний из объектов. Для добавления нового объекта в набор без сброса - левый щелчок выполняется с нажатой клавишей <Ctrl>, для исключения выбранного объекта из набора - щелчок совместно с клавишей <Alt>.
Selection Region (Форма Области Выделения) - список кнопок для изменения формы области выделения объектов. Может быть задана как Rectangular (Прямоугольная), Circular (Круглая) или Fence (Ломаная).

Для выбора нужной формы нажмите на эту кнопку (до появления всего списка) и, удерживая левую кнопку мыши, перемещайте курсор по списку, отпустив ее на соответствующей кнопке.

Select By Name (Выбрать По Имени) - кнопка, вызывающая упоминавшееся ранее диалоговое окно Select Objects (Выберите Объекты) (рис. 4.02). Остановимся на его параметрах.

Основное информационное поле содержит список объектов сцены, причем порядок сортировки и способ показа зависит от групп настроек Sort (Сортировка) и List Types (Список Типов).

Первая из них позволяет задавать способ сортировки имен объектов сцены по Alphabetical (Алфавиту), By Type (Типу), Color (Цвету) и Size (Размеру).

Флажки группы List Types управляют правилом, какие из категорий объектов Мах будут показаны в общем списке, а какие - скрыты. Кнопки Аll (Все), None (Ничего) и Invert (Инвертировать) необходимы для быстрого управления всем набором флажков группы.

Дополнительный список флажков в левой нижней части окна управляет следующими параметрами:

Display Subtree (Отобразить Иерархию) - включение отображения объектов, имеющих иерархические связи или открытых групп (группы будут рассмотрены далее).
Select Subtree (Выделять Иерархию) - включение выбора таких объектов.
Case Sensitive (Регистрозависимость) - влияние регистра в наборе имени в верхнем текстовом поле.
Select Dependents (Выбор Зависимых Объектов) - выбор объекта вызовет одновременный выбор всех его Instances (Экземпляров) и References (Ссылок).

Кнопки АИ (Все), None (Ничего) и Invert (Инвертировать) над этим списком позволяют быстрое управление выделением имен объектов. И, наконец, список Selection Set (Именованные Наборы) позволяет осуществить выбор одного из нескольких предварительно созданных и названных наборов объектов. Далее в этой главе мы подробно остановимся на создании таких наборов.

Для выбора категории объектов, с которыми производится выделение необходимо использовать Selection Filter (Фильтр Выбора). Этот список позволяет выбрать одну или несколько категорий объектов для работы с ними и исключить остальные.

Значение списка Аll (Все Объекты) применяется ко всем объектам сцены и снимает все ограничения.

Список Именованных Наборов

Рис. 4.04. Список Именованных Наборов

Редактирование Именованных...

Рис. 4.05. Редактирование Именованных Наборов

Кнопки, расположенные в верхней части этого окна позволяют:

создавать новые наборы;
удалять выбранный в диалоговом окне объект из набора или удалять весь набор;
добавлять выбранный в окне программы объект к набору;
удалять выбранный в окне программы объект из набора;
выделять в окне программы объекты, которые входят в выбранный в диалоговом окне набор;
выбирать объекты по их имени с помощью диалогового окна Select Objects.
подсвечивать выбранные в диалоговом окне объекты.

Выбор Подобъектного Уровня

Рис. 4.06. Выбор Подобъектного Уровня

Для удобства перехода в режим Sub-Object и обратно в контекстном меню выбранного объекта, вызываемого правым щелчком, содержится одноименный пункт (рис. 4.07).

Подобъектный Уровень в Контекстном Меню

Рис. 4.07. Подобъектный Уровень в Контекстном Меню

Находясь в режиме Sub-Object можно также создавать Named Selection Set (Именованные Наборы) для подобъектов, но доступны они будут только в этом режиме.

Выбор Режимов Клонирования

Рис. 4.09. Выбор Режимов Клонирования

Сору (Копия) - новый объект наследует все свойства оригинала (геометрию, материалы, режимы отображения на видовых экранах и т.д.).

Любые изменения, производимые с копией или с оригиналом, являются уникальными и применяются только к модифицируемому объекту.

Instance (Экземпляр) - новый объект является полной копией исходного, и между ними создается следующая двусторонняя логическая связь: любые изменения оригинала сразу же отображаются во всех его экземплярах и наоборот.
Reference (Ссылка) - вариант экземпляра, но с односторонней связью. Только изменения оригинала влекут за собой такие же изменения во всех ссылках. Любое изменение ссылок объектов применяется только к конкретному модифицируемому объекту-ссылке.

Остается добавить, что окно Clone Options (Режимы Клонирования) позволяет задавать имя для создаваемых объектов в текстовом поле Name (Имя) и выбирать число новых копий счетчиком Number of copies (Число Копий).

Существует вариант клонирования объектов с использованием пункта Clone (Клонировать) в падающем меню Edit (Редактирование). Его использование вызывает такое же окно Clone Options (Режимы Клонирования), но без возможности изменить число создаваемых копий равное 1. Этот вариант создания копий объектов удобен, если копии должны иметь те же координаты, что и оригинал.

Еще один вариант клонирования состоит в использовании команд Mirror (Зеркало) и Array (Массив).

Первая из них вызывается кнопкой Mirror Selected Objects (Создать Зеркальное Отражение Объектов) из Main Toolbar (Основной Панели). Дополнительное диалоговое окно Mirror : Screen Coordinates (Зеркало : Экранные Координаты) (рис. 4.10) позволяет выбрать ось копирования - X, Y, Z или плоскость копирования - XY, YZ, ZX.

Создание Зеркальных копий объектов

h2>Рис. 4.11. Создание Массивов

Набор имени группы

Рис. 4.12. Набор имени группы

С объектами, объединенными по определенным критериям в группу (составные элементы сложного объекта, часто повторяющиеся наборы однотипных объектов и т. п..), очень удобно производить такие операции как выбор, клонирование, присвоение материалов, трансформации и многое другое. Группы могут иметь многоуровневую вложенную структуру. Рассмотрим возможности работы с группами объектов в среде Мах. Все команды управления сосредоточены в упоминавшемся ранее падающем меню Group (Группировка):

Group (Сгруппировать) - объединяет выбранные объекты в группу с новым именем, набираемым в одноименном диалоговом окне (рис. 4.12). Имя группы отображается жирным шрифтом в поле Name (Имя) или в квадратных скобках в диалоговом окне Select Objects (Выбор Объектов) (рис. 4.13).

Отображение групп в списках объектов

Рис. 4.13. Отображение групп в списках объектов

Open (Открыть) - частично снимает группировку, давая возможность выбирать, модифицировать и трансформировать любой объект, входящий в открываемую группу. В этом случае возникает дополнительный объект, представляющий собой габаритный контейнер, в который вписываются все объекты группы и имеющий имя, заданное при ее создании. Этот контейнер отрисовывается на экране алым цветом.

Close (Закрыть) - возвращает группу в стандартное состояние, скрывая объект с именем группы и возвращая полную группировку всем объектам группы.

Ungroup (Разгруппировать) - удаляет группировку объектов, входящих в выбранную группу, позволяя раздельную работу над каждым из них.
Explode (Полная Разгруппировка) - удаляет группировку объектов, составляющих многоуровневую, вложенную группу.
Detach (Отсоединить) - выделяет выбранный объект (или объекты) из состава группы. Для выполнения этой команды необходимо сначала открыть группу командой Open (Открыть).
Attach (Присоединить) - добавляет выбранные объекты в группу, указываемую левым щелчком мыши.

Точный Ввод Параметров

h2>Рис. 4.15. Группа кнопок Ограничений Остановимся на каждом из них подробнее.

Контейнер Трансформаций

Рис. 4.16. Контейнер Трансформаций

Эта пиктограмма отображает тройку осей объекта и маркера углов координатных плоскостей цветными векторами и рисками соответственно, причем активные оси или плоскость отрисовываются желтым цветом.

Для выполнения, например, трансформации перемещения вдоль оси X, необходимо подвести курсор к вектору с маркером «X» и, как только он изменит цвет на желтый, нажать левую кнопку мыши и перемещать мышь в нужном направлении, а затем кнопку отпустить, завершая операцию. Аналогично выбирается плоскость преобразований, с той разницей, что курсор наводится на угловой маркер, а не вектор оси.

Управление Опорными Точками

Рис. 4.17. Управление Опорными Точками

Включение видимости опорной точки объекта производится рельефной кнопкой Affect Pivot Only (Работать Только с Опорной Точкой), после чего в видовом окне появится тройка утолщенных разноцветных векторов осей локальной системы координат объекта (рис. 4.18).

Отображение Опорных Точек

Рис. 4.18. Отображение Опорных Точек

Трансформации перемещения и поворота, производимые с объектом в этом режиме, будут влиять только на опорную точку, не затрагивая сам объект.

Кнопки группы Alignment (Ориентация) дают возможность опорную точку Center to Object (Выровнять по Центру), а также Align to Object (Ориентировать по Объекту) и Align to World (Ориентировать по Мировым Осям). Сброс опорной точки в исходное (зафиксированное при создании) положение осуществляется кнопкой «Reset» (Сброс).

Для изменения требуемого параметра

Рис. 4.19

Для изменения требуемого параметра необходимо произвести щелчок левой кнопкой мыши на соответствующем контейнере, и перемещать мышь, не отпуская левую кнопку. Отображение редактируемого значения происходит динамически.

Трансформации объектов

Управление видимостью объектов

h2>Рис. 4.08. Плавающая Панель Показа

Виды Трансформаций

В среде Мах с любым объектом, набором нескольких объектов или группой можно производить три базовые операции преобразований - Move, Rotate и Scale (Перемещение, Поворот и Масштабирование), которые объединены одним общим термином - Transforms (Трансформации). Все трансформации назначены соответствующим кнопкам в Main Toolbar (Основной Панели), а Scale (Масштабирование) - списку кнопок. Преобразование перемещения позволяет изменять положение объекта в трехмерном пространстве, поворота -его ориентацию и масштабирования - линейные размеры объекта. Причем последнее преобразование может быть трех видов:

Uniform (Однородное) - равномерное масштабирование по трем координатным осям X,Y, Z;
Non-Uniform (Неоднородное) - выполняется по одной из осей или плоскостей объекта;
Squash (Сплющивание) - взаимно противоположное одновременное масштабирование по одной из осей и плоскости двух других, или наоборот.

Все команды трансформаций продублированы в контекстном меню объекта и могут быть вызваны правым щелчком на выбранном объекте.

Обычно выполнение преобразований с объектами сцены выполняется с приблизительной точностью («на глаз») в соответствии с визуальным восприятием положения, ориентации или масштаба. Однако, существуют случаи, когда необходим точный ввод параметров, для осуществления которого и служит способ Type-In (Точный Ввод). Соответствующее диалоговое окно может быть вызвано через пункт Transform Type-In (Точный Ввод Параметров Трансформаций) падающего меню Tools. В зависимости от типа выбранной трансформации, вызывается окно Move, Rotate или Scale Transform Type-In (Перемещение, Поворот или Масштабирование), которое содержит две группы счетчиков - Absolute : World (Абсолютные : Мировые Координаты) и Offset : Screen (Приращения : Экранные Координаты) (рис. 4.14).

Выделение объектов

Существует несколько дублирующих друг друга приемов для выполнения и управления операциями выделения объектов. Кроме самого традиционного из них - левого щелчка мыши на выбираемом объекте, эту процедуру можно произвести через группу пунктов Select (Выбор) из падающего меню Edit (Редактирование) (рис. 4.01).

Ниже приводится список этих пунктов с кратким описанием их функций:

Select All (Выбрать Все) - позволяет выделить все нескрытые и «размороженные» объекты (смысл этих терминов будет описан далее).
Select None (Сбросить Выделение) - снимает выделение со всех объектов сцены.
Select Invert (Выбрать Все Невыделенные) - выделяет инверсно все невыбранные объекты.

Выделение объектов с выполнением команды

Остальные кнопки в описывемой группе в Main Toolbar (Основной Панели) все являются модальными и дают возможность, произведя выбор, перейти к выполнению соответствующей команды:

Select and Link (Выбрать и Связать) - выполняет операцию иерархической связи подчиненных объектов сцены по типу Parent-Child (Родитель-Потомок).
Select and Move (Выбрать и Переместить) - позволяет начать перемещение объекта или объектов сразу после завершения выделения.
Select and Rotate (Выбрать и Повернуть) - то же для операции поворота над выбранными объектами.
Select and Scale (Выбрать и Масштабировать) - в зависимости от текущего состояния списка кнопок Scale это может быть операция Uniform (Однородного), Non-Uniform (Неоднородного) масштабирования и Squash (Сплющивания) сразу по окончании выбора.

Для создания Named Selection Set (Именованного Набора) необходимо выполнить выделение нужных объектов и ввести уникальное имя в текстовом поле списка имен в Main Toolbar (Основной Панели) (рис. 4.04).

Каждое новое имя добавляется в список имен и сохраняется в файле проекта Мах. Для настроек и изменений именованных наборов служит диалоговое окно Named Selection Set (рис. 4.05), которое вызывается командой Named Selection Sets (Именованные Наборы) в меню Edit, или одноименной кнопкой на основной панели инструментов.

Выделение подобъектов

Возможность работать с Sub-Objects (Подобъектами) возникает в том случае, если выбранный объект имеет многоуровневую структуру. Подобъектами в среде Мах являются уровни Vertex (Вершина), Segment (Сегмент) и Spline (Кривая) в объектах типа Shape (Форма); Vertex (Вершина), Edge (Ребро), Face (Грань), Polygon (Плоскость) и Element (Элемент) в объектах типа Mesh (Каркас) и т.д. Любой из модификаторов - особых инструментов изменения внутренней структуры объектов - может иметь уровень Sub-Object (Подобъек-та), что отображается в окне Modifier Stack (Стеке Модификаторов). Если знак «+» возле названия модификатора отсутствует, то модификатор не допускает работу с подобъектным уровнем, и наоборот (рис. 4.06).