Учимся 3D моделированию с помощью POV Ray
методическая разработка (10, 11 класс)

2.Стартуем

Интерфейс программы относительно прост. Проделаем следующее. Выберем пункт меню File, а в нем - New. Вставим в окно программы следующий текст

camera { location <0,0,-5> look_at <0,0,0> }       //1

light_source { <4,4,-5> color rgb 1 shadowless}        //2

// light_source { <-4,4,-5> color rgb 1}        //3

sphere{<0,0,10> 10 pigment{color  rgb 1}}  //4

#declare R=0.9;        //5

#declare tr=0.0;        //6

#declare kf=pi/3; 

 sphere{<0,0,10> 10 pigment{color rgb 1}no_shadow} //7

 sphere{ 1.3 pigment{color rgb <0,1,0,tr>}}//8

 sphere{ 1.3 pigment{color rgb <1,0,0,tr>}}//9

 sphere{ 1.3 pigment{color rgb <1,1,0,tr>}} //10

 sphere{<0,0,-0.7> 1 pigment{color rgb<1,1,1,tr >}} //11

Теперь выберем пункт меню Run, и через небольшой промежуток времени получим изображение сцены. Любители 3Ds Max будут весьма удивлены столь быстрым результатом.

Разберем представленный пример. 

Основное окно программы - текстовый редактор, причем разработчики приложили немало усилий, чтобы работа с текстом была комфортной. Поддерживается технология drag and drop для копирования и перемещения символов. Действует режим авто подстановки ключевых слов. Наконец возможна быстрая вставка элементов сцены через пункт меню Insert.

При нажатии на кнопку Run текст просматривается парсером на наличие синтаксических ошибок. В нижней строке экрана выводится сообщения парсера, которые также помогают устранять ошибки описания сцены. Если ошибок нет, вступает в работу программа рендер.

Обратимся к синтаксису SDL.

Символы // указывают, что все последующие символы строки при анализе текстового файла будут игнорироваться . Важно помнить, что в SDL слово sphere обозначает объект сфера, а вот  на слово Sphere парсер выдаст сообщение об ошибке.

Обязательные элементы сцены - камера и источник света (camera и light_source). Через камеру мы наблюдаем сцену, а источник света делает ее видимой. Все, что относится к параметрам камеры, источника света, конкретному объекту сцены заключается в фигурные скобки. В POV-Ray имеется понятие вектора. Любое число цифр, заключенных в угловые скобки <  >, POV-Ray считает вектором и интерпретирует, как нечто неразделимое.

Камера у нас стоит в точке <0,0,-5> и смотрит в точку <0,0,0>, т.е. в начало координат. Именно так нужно интерпретировать служебные слова location и look_at.

Сцену мы освещаем точечным источником света, расположенным в точке <4,4,-5>. А вот дополнительный параметр color rgb 1 задает цвет источника света.Он - белый.

Вспомним, что существует цветовая схема RGB (Red-Green-Blue). Тогда вектор <1,1,1> указывает, что каждая цветовая составляющая имеет единичную интенсивность и, отсюда, наш источник света является белым.

А вот параметр color rgb <1,0,0> определяет красный источник света.

Сцена состоит из 5 сфер (sphere). Сфера в строке 4 используется в качестве фона сцены. Она имеет большой радиус и ее центр находится в глубине сцены на расстоянии 10 от начала координат. (По умолчанию трехмерные объекты строятся в виде невидимой бесконечно мелкой сетки.)

Параметр pigment {color rgb 1} обтягивает поверхность сферы однородным полотном белого цвета. Наконец параметр shadowless просто указывает рендеру - не отображать тень объектов.

Попробуем расположить три сферы в вершинах равностороннего треугольника, лежащего в плоскости ХУ. Резонно ввести радиус вектор R, а ХУ координаты вычислять по тригонометрическим формулам.

В POV-Ray существуют служебные слова, такие как sphere, camera, light_source и др.. Символы, неизвестные парсеру, необходимо объявлять с помощью директивы #declare.Идентификаторы pi,cos,sin, используемые при расчете ХУ координат, известны POV-Ray и не требуют объявления.

3.Использование камеры

В POV-Ray определены несколько типов камер. По умолчанию используется перспективная (perspective) камера. Можно избежать перспективных искажений, если использовать ортографическую (orthographic) камеру. Реалистичность сцены можно подчеркнуть, используя глубину резкости.

Как и в настоящей камере нужно указать плоскость фокусировки при помощи вектора focal_point. Известно, что глубина резкости зависит от относительного отверстия объектива. Эту роль выполняет параметр aperture . Наконец степенью размытости контуров управляет параметр blur_samples .

camera {perspective location <0,-1,-8>look_at <0,0,0>

aperture 2  focal_point <0,0,0>  blur_samples 20}

light_source { <0, -1, -1> color rgb <1,0,0.3> shadowless}

light_source { <0, 5, -10> color rgb <1,1,1> shadowless}     

plane { <0,0,1> 5 pigment {color rgb <0.7,0.7,0.7>}}  

sphere{<0,0,0> 1 pigment {color  rgb <1,1,1> }}

sphere{<-1.5,-1,-3> 1 pigment {color  rgb <0,1,0> }}

sphere{<1.5,-1,-3> 1 pigment {color  rgb <0,1,0> }}

sphere{<2,1,2> 1 pigment {color  rgb <0,1,1>}}

sphere{<-2,1,2> 1 pigment {color  rgb <0,1,1>}} 

torus {3,0.5 rotate<-35,0,0>pigment {color rgb <0.7,0.7,0.7>}}

torus {3,0.5 rotate<90,0,0>pigment {color rgb <1,0.7,0.3> }}

Итак на сцене 5 сфер и два тороида. В качестве фона используется бесконечная плоскость(plane) . Положение плоскости определяется вектором нормали и величиной удаления от начала координат. Плоскость фокусировки совпадает с центром первой сферы. Влияние значений параметров можно выяснить с помощью самостоятельных экспериментов.

Тороид (torus), можно получить, перемещая сферу по направляющей в виде окружности. Потому у torus два параметра, это радиус сферы и радиус окружности. По умолчанию тороид строится в плоскости XZ, его центром является начало координат.

Модификатор rotate, выполняет разворот первого тороида на угол -35 градусов вокруг оси Х, а второго - на угол 90 градусов. Для освещения сцены используются два источника света. Один расположен как бы сверху, а второй (желто-красный) расположен близко к сцене. Из-за этого серая плоскость приобретает цвет источника освещения.