Splines en spline modifiers in Update 2

11 juni 2018

Autodesk heeft het afgelopen jaar voor de 3ds Max 2018-gebruiker maar liefst vier updates uitgebracht die niet alleen bugfixes, maar ook nieuwe mogelijkheden bevatten waar subscribers direct mee kunnen werken. De allereerste update bevatte 3ds Max Interactive voor het opzetten van een VR- en AR-omgeving, zoals beschreven in de vorige uitgave van CAD-Magazine. De tweede update van 3ds Max 2018 had alles te maken met de introductie van 3ds Max Batch en een compleet nieuwe collectie van splines en bijbehorende spline modifiers.

Door Jean-Pierre van Gastel

Splines vormen in 3ds Max vaak de basis voor een 3D-model, maar worden vooral gebruikt voor animatie. Een nieuwe type spline in 3ds Max 2018 Update 2 is de zogenaamde Freehand spline. Hiermee kan de ontwerper uit vrije hand in de viewport een spline tekenen. De optie Constrain maakt het tevens mogelijk om de spline de contouren van een al bestaand 3D-object te laten volgen, zie afbeelding 1.
De Freehand spline heeft tal van mogelijkheden voor het weergeven van zogenaamde Knots, wat eigenlijk niets anders dan 3ds Max vertices zijn. Een Freehand spline kan naast curves ook rechte lijnstukken bevatten en kan automatisch gesloten worden met de optie Closed. De nauwkeurigheid van de Freehand spline wordt bepaald door de Sampling en kan te allen tijde parametrisch worden aangepast in het 3ds Max modify panel. Een uit de hand getekende Freehand spline zal uiteraard nooit perfect zijn. Imperfecties zijn eenvoudig weg te werken door de nieuwe Spline Relax Modifier te gebruiken. Deze past de positie van de bestaande Knot-posities aan waardoor er een perfect vloeiende spline ontstaat. Op basis van het aantal Iterations bepaalt de ontwerper hoe vaak de relaxfunctie wordt toegepast. Wanneer een spline te veel of te weinig Knots bevat, is dit aan te passen met de nieuwe Optimize Spline Modifier. Op basis van een percentage of het aantal Knots wordt een bestaande spline geoptimaliseerd. Daarbij worden bestaande Knots beter verdeeld, verwijderd en worden ook de zogenaamde bijbehorende handles aangepast waardoor er een veel betere curvature ontstaat.

Update 2

Afbeelding 1: Met Constrain is het mogelijk om de spline de contouren van een al bestaand 3D-object te laten volgen.

Spline Overlap Modifier

Een van de interessantere nieuwe spline modifers is de Spline Overlap Modifier. Deze is perfect voor het tekenen van een net, gaas of kabels en leidingen die over elkaar heen liggen, zie afbeelding 2. Door een bestaande spline te selecteren waar al overlappende stukken inzitten en de Spline Overlap Modifier toe te kennen, zal de spline automatisch worden opgetild op de plaatsen waar deze overlapt met de andere spline. De drape-instelling bepaalt hierbij de hoek van de overlapping en de bijbehorende thickness de totale verplaatsing. Voor het optimaal werken is het aan te raden om zoveel mogelijk symmetrisch te tekenen. Met de nieuwe Spline Mirror Modifier is eenvoudig elke spline te spiegelen over een te definiëren as, waarbij de overlappende Knots automatisch worden samengesteld (weld). Vanzelfsprekend worden aanpassingen aan één kant van de spiegel-as direct doorgevoerd aan de andere kant van de as.

Voor animatie en splines bevat 3ds Max 2018 Update 2 een Spline Morph Modifier. Deze maakt het mogelijk om de vorm van een spline te animeren in een andere vorm van een spline. Op basis van een Morph target en een bijbehorend percentage is het animeren met splines erg eenvoudig. Wel is het van groot belang dat, net als bij het gebruik van Morph targets in 3D, het aantal Knots van de splines waarop de Spline Morph Modifier wordt toegepast exact gelijk is. Een andere interessante animatietechniek op het gebied van splines is de Spline Influence Modifier. Deze modifier maakt een zogenaamde soft selection op basis van aanwezige Knots. Op basis van een kleurverloop (gradient) wordt aangegeven of een Knot volledig beïnvloed wordt (rood) of totaal niet (blauw). Om de selectie van Knots te kunnen maken, dient de ontwerper vervolgens een zogenaamd control object te definiëren. Dit kan elk willekeurig object zijn in de 3ds Max viewport. De positie van dit control object bepaalt vervolgens of de Knots wel of niet binnen de selectiecriteria vallen en dus wel of niet worden geselecteerd. Deze (geanimeerde) positie van het control object en een modifier zorgen voor zeer interessante effecten.

Een alternatief is het gebruik van de nieuwe Influence Helper. Deze maakt deel uit van de categorie helpers en zal dus als object zelf niet gerenderd worden. De Influence Helper bestaat uit een bolvormig object met een Near- en Far-parameter die bepalen binnen welke afstand er opnieuw een soft selection wordt uitgevoerd op aanwezige Knots. Door het gebruik van een Influence Helper in plaats van een control-object is eenvoudig de illusie te wekken dat bijvoorbeeld een geanimeerd object over een rails voor vervorming zorgt in de rails – iets wat feitelijk wordt veroorzaakt door de Influence Helper.

Update 2

Afbeelding 2: Spline Overlap Modifier is perfect voor het tekenen van een net, gaas of kabels en leidingen die over elkaar heen liggen.

Normalize Spline Modifier

Op het vlak van aangepaste spline gebaseerde modifiers biedt de 3ds Max 2018 Update 2 twee vernieuwde modifiers. De eerste is de Normalize Spline Modifier. Deze modifier bestond al geruime tijd in 3ds Max maar biedt nu veel meer opties op het vlak van verfijnen van bestaande splines. Bij de Normalize Spline Modifier wordt nu ook gesproken over Knots en deze zijn eenvoudig weer te geven.
De Normalize Spline Modifier blijft een van de belangrijkste spline modifiers in 3ds Max aangezien de ontwerper met deze modifier een bestaande spline in een gelijk aantal stukken kan verdelen. Dit kan zowel door de de lengte van het aantal segmenten vast te leggen, maar ook door het aantal Knots te bepalen.

Update 2

Afbeelding 3: Een compleet gereviseerde Spline Modifier is de Path Deform Modifier.

Path Deform Modifier

De tweede compleet gereviseerde Spline Modifier is de Path Deform Modifier. Dit is met name voor het animeren van rupsbanden, transportbanden et cetera de meest welkome nieuwe modifier in 3ds Max 2018 Update 2, zie afbeelding 3. De Path Deform Modifier is niet nieuw, aangezien deze al bestond als World Space Modifier en als Object Space Modifier. Bij het gebruik van de Object Space Modifier werd het aangegeven pad voor de animatie verplaatst naar het object dat de ontwerper over een pad wilde animeren, in plaats van andersom – wat logisch zou lijken. Het alternatief was de World Space Path Deform Modifier waarmee het te animeren object wel naar het pad verplaatst werd, maar omdat het een World Space Modifier was, waren hier geen andere modifiers meer boven op te plaatsen. Al deze problemen zijn opgelost met de vernieuwde Path Deform Object Space Modifier. Naast het te verwachten gedrag, biedt de modifier extra mogelijkheden zoals het automatisch overnemen van een Material ID gebaseerd op het segment van het pad waarover het 3D-object wordt geanimeerd. De optie om een offset te doen, voordat de rotatie wordt gestart, is zeer handig bij het modelleren van staalkabels of glasvezel, zie afbeelding 4. Omdat het mogelijk is om meerdere Path Deform Modifiers achter elkaar te gebruiken, is het animeren van mechanische objecten een stuk eenvoudiger en sneller geworden.

Update 2

Afbeelding 4: De optie om een offset te doen, voordat de rotatie wordt gestart, is zeer handig bij het modelleren van staalkabels of glasvezel.

De laatste belangrijke verbetering in 3ds Max 2018 Update 2 is de performanceverbetering van de ATF-importer. Deze maakt het mogelijk om mechanical CAD-bestanden in te lezen in formaten als STEP, Iges, Inventor, SolidWorks en Alias. Concreet wordt er een snelheidsverbetering van dertig procent behaald na het installeren van Update 2.

Jean-Pierre van Gastel jeanpierre.vangastel@tddatech.nl is freelance redacteur voor CAD-Magazine. Voor meer informatie over dit onderwerp, zie ook de Autodesk-website.

 

Comments are closed.