WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

«1 СОДЕРЖАНИЕ Предисловие.......................................................... ...»

-- [ Страница 3 ] --

Волосы это, возможно, самая сложная часть ци фрового человека. Причина это го заключается в том, что все мы знаем, как волосы выглядят (так как мы видим их каждый день) но не представляет их сложности как единого целого. Тысячи волося ных фолликул растут на нашей голове и образуют множество комбинаций текстуры и стилей. Воло сы могут выглядеть аккуратными или неопрятны ми, или образовывать смешанную комбинацию этих двух состояний. Они реагируют на ветер и свет. Все эти факторы приводят к тому, что задача их моделирования в трехмерной графике стано вится пугающей.

Перед тем как вы подготовите себя к тому, что придется моделировать каждое волосяное волок но, вам нужно подумать о том, как ваша модель бу дет выглядеть и использоваться. Определив это, можно сильно облегчить себе задачу по созданию волос. Помните, что при создании ваших моделей полезно знать, каким будет выходной результат, и что вы хотите получить.

Простые волосы Мы начнем с одного из самых простых методов создания волос. Он включает в себя моделирова ние общей формы волос с помощью геометрии, а остальная работа будет осуществляться текстур ными картами. Эта методика наиболее эффектив Рисунок 9.1. Выберете геометрию для волос, используя для на для создания коротких волос. Из этого метода ориентира изображение реальной вы можете извлечь много полезного.

модели Когда вы будете моделировать волосы этим спо собом, важно осматривать и воспроизводить весь объем волос, а не пытаться захватывать небольшие группы или формы. Изучите стиль волос вашей мо дели или посмотрите на вспомогательные фотогра фии, обратив внимание на основные контуры. Так вы определите, какой объем вам нужно смоделиро вать.

В рамках этого метода вы можете моделировать геометрию волос либо непосредственно из геомет рии головы, либо можете создать отдельный кусок геометрии и "посадить" его на голову. Преимуще ство моделирования геометрии волос из геометрии головы это позволит вам объединить геометрию и текстуры в одну модель. Еще одно преимущество этого метода состоит в том, что его результат быст ро тонируется. Тем не менее, метод моделирования геометрии волос как части головы может оказаться трудоемким для получения сложных стилей волос.

С другой стороны, преимущество моделирова ния волос как отдельной модели, которая затем бу дет помещена на голову, заключается в том, что вы легко можете изменить или исправить модель во лос независимо от головы. Вы даже можете исполь зовать одну и ту же модель волос с другими моделя ми с некоторыми изменениями. Вдобавок к этому, разрешение геометрии волос может отличаться от разрешения модели головы.

Рассмотрим пример "выращивания" волос из су Рисунок 9.2. Выдавите форму волос ществующей геометрии головы нашей модели Фрэнка. Загрузите вашу модель головы Фрэнка в ВОЛОСЫ ваш пакет для моделирования: в нем должны при сутствовать фронтальный вид реальной модели и ее вид сбоку. Мы используем их для того, чтобы выбрать геометрию там, где будут находиться во лосы. Присвойте этим граням групповое имя "Hair", для того, чтобы можно было легко выбирать их позднее в случае необходимости. Посмотрите на рисунок 9.1.

Теперь мы выдавим все эти грани для того, чтобы выделить их из головы. Это основная геометрия, на которой мы сконцентрируем внимание при созда нии волос, Посмотрите на рисунок 9.2.

Придайте форму этой геометрии для того, чтобы захватить основные формы реальных во лос. Устраните резкие края в таких областях, как, например, боковая поверхность головы, где волосы постепенно укорачиваются. Если только модель не будет иметь свешивающихся челок, то не должно быть слишком много резких краев на переходе от волос к коже на голове. Посмотрите на рисунок 9.3.

Теперь мы готовы добавить текстуры. Этот пример основывается на текстурах, которые мы создали в главе 8, когда текстурировали лысину головы.

Возможно, вам нужно будет немного изменить UV карту, так как только что выдавленные грани волос были созданы Рисунок 9.3. Придайте форму геометрии волос для того, чтобы непосредственно на геометрии головы. Немного привести в соответствие форму и сделать плавный переход к вытяните эти точки в окне UV карты для того, голове чтобы создать некоторое пространство для текстуры. Постарайтесь не изменять UV схему лица. Посмотрите на рисунок 9.4.

Экспортируйте эту схему UV карты в виде шаблона для рисования и загрузите его в пакет для рисования. Загрузите цветную карту для головы, которую мы создали в главе 8, и снова вставьте в нее UV шаблон, который будет использоваться в качестве ориентира. Теперь загрузите фронтальное и боковое изображения реальной модели. Сначала скопируйте и вставьте боковой вид в изображение цветной карты в новом слое;

затем преобразуйте его так, чтобы он приблизительно соответствовал той области, где у модели будут волосы. Сохраните изображение под другим именем, например "Chair". Посмотрите на рисунок 9.5.

Рисунок 9.4. Измените UV карты для границы волос Рисунок 9.5. Выровняйте боковое изображение головы на новом слое ВОЛОСЫ Сотрите большую часть бокового изображения головы так, чтобы проще было приладить его к текстуре. Посмотрите на рисунок 9.6.

Теперь клонирование для того, чтобы заполнить те области, которые не имеют волос. Посмотрите на рисунок 9.7.

Для самой передней части головы мы используем фронтальное изображение Фрэнка.

Создание волос здесь это то же самое, что и их создание на боковой поверхности, за исключением того, что в этом случае мы намного меньше будем использовать исходное изображение. Посмотрите на рисунок 9.8.

Воспроизведите другой бок, создав дубликат слоя волос, отразив его горизонтально, и затем переместим на нужное место. Если это Рисунок 9.6. Сотрите Рисунок 9.7. Используйте необходимо, проделайте клонирование различных большую часть бокового клонирование (clone) для областей для того, чтобы избавиться от возможной изображения головы того, чтобы заполнить симметрии. Посмотрите на рисунок 9.9.

области, которые Вы можете воспроизвести эти шаги для того, не имеют волос чтобы создать новую рельефную карту или карту отражения. Вам не нужно копировать и растягивать исходное изображение реальной модели на остальных картах;

просто скопируйте слой волос и вставьте его в новый слой со следующей картой.

Например, рисунок 9.10 показывает инвертированное изображение волос с некоторым изменением контраста, помещенное в новый слой на рельефную карту.

Рисунок 9.11 показывает, как этот же метод был применен к карте отражения. В этом случае мы Рисунок 9.9. Зеркально Рисунок 9.8. Используйте сильно уменьшили яркость слоя волос.

отразите другой бок переднюю часть текстуры волос головы из фронтального снимка реальной модели Рисунок 9.10. Изображение головы, помещенное на рельефную карту Рисунок 9.11. Карты отражения для волос ВОЛОСЫ При наложении на модель эти дополнительные карты производят подходяще впечатление о волосах, и вы можете использовать их во многих ситуация (например, в игровых моделях, когда нет времени на создание более сложных моде лей волос). Посмотрите на рисунок 9.12.

Рисунок 9.13 показывает еще один пример волос, "выращенных" из геометрии головы.

Вы можете творчески и еще более тщательно поработать над геометрией волос. Рисунок 9. показывает, персонаж с хвостиком. Мы создали его, просто выдавив выбранные грани и затем придав им форму и удлинив их. Текстура волос была нарисована от руки, а не взята из вспомогательной фотографии.

Рисунок 9.15 иллюстрирует то, как вы можете создать женский стиль волос просто собрав волосы в пучок. Мы получили такую нарисованную от руки текстуру используя высококонтрастную Рисунок 9.12. Карты головы, наложенные на модель цветовую схему для того, чтобы придать ощущение глубины.

Хорошая визуальная библиотека типов волос всегда может вам пригодиться, если вы не используете вспомогательную библиотеку, то она пригодится для текстурных карт. Всякий раз, когда есть возможность, просите ваших друзей и коллег сфотографировать их головы. Если они скажут, что у них сегодня плохие волосы, ответьте: "Это то, что Рисунок 9.13. Волосы, "выращенные" из геометрии головы мне нужно". Во многих журналах о моде также есть хорошие фотографии разных стилей волос.

Как и при создании остальных деталей и частей цифрового человека, важно всегда оставаться наблюдательным. Посмотрите на рисунок 9.16.

Рисунок 9.14. Персонаж с Рисунок 9.15. Простой хвостиком, женский стиль волос смоделированным из геометрии головы Рисунок 9.16. Визуальная библиотека разных типов волос ВОЛОСЫ Многослойная геометрия Иллюзия волос с простой геометрией легко раз бивается, когда вы смотрите на края модели. Имен но здесь выявляют себя резкие и острые края поли гонов. Даже на самых ухоженных волосах есть рас пущенные концы и неровности, которые придают дополнительный объем. Итак, мы еще не закончи ли с геометрией наших волос;

у нас в запасе есть еще несколько приемов.

Этот метод наслаивания геометрии включает в себя создание одной и более частей волосяного по крова, которые располагаются на голове. На эти части мы будем накладывать карты прозрачности, так чтобы можно было создать промежутки или дыры между волосами. В свою очередь, это при даст некоторую глубину и смягчит края волосяного покрова. Для того, чтобы создать часть волосяного покрова, выберете всю геометрию, которая состав ляет волосяной отдел головы модели (если вы рань ше присвоили название этой геометрии, это будет легко), скопируйте ее и создайте из нее новый объ Рисунок 9.17. Создайте новый объект из геометрии волос ект. Если ваше программное обеспечение поддер живай слои, поместите ее на новый слой. Теперь измените размер этой геометрии на очень неболь шую величину, примерно на 1 мм. Так мы создадим маленькое пространство между ней и геометрией головы. Посмотрите на рисунок 9.17.

Так как мы будем использовать прозрачность этого объекта, сделайте грани двухсторонними.

Лучше всего будет использовать UV координа ты, отличные от тех, которые мы использовали на голове. Так как мы собираемся нарисовать не сколько мелких линий на этих картах, нам нужно избежать потенциального растяжения на полюсах, которое происходит с цилиндрическими картами.

Так как это довольно простая форма, несколько планарных карт хорошо для нее подойдут. Когда вы разобьете карты, то у вас получатся боковая, верхняя, нижняя и фронтальная карты. Сначала выберете геометрию, которая приблизительно со ставляет боковую поверхность головы, и наложите планарную UV карту по оси X. Планарная карта по оси Z образует заднюю и фронтальную части воло сяного покрова. Наконец, одна пла нарная карта по оси Y образует верхнюю поверхность. В вашем UV редакторе расставьте эти отдельные части так, Рисунок 9.18. UV схема частей волосяного покрова чтобы они не перекрывались, аналогично тому, как это показано на рисунке 9.18. Назовите эту карту "HairUV".

Присвойте этой геометрии имя "HairLayerl". Те перь скопируйте и вставьте эту геометрию еще в один слой и снова измените ее размер. Назовите ее "HairLayer2" Теперь у нас есть две дополнительные части геометрии для работы над волосами, Сохра ните шаблон для рисования UV карты волос и за грузите этот шаблон в ваш программу для рисова ния.

ВОЛОСЫ Здесь мы нарисуем черно белые карты для прозрачности. Мы будем рисовать линии, которые представляют волосы. Не забудьте оставить некоторые промежутки между этими линиями так, чтобы между ними были видны слои, располагающиеся ниже. Вы можете использовать кисть меньшего диаметра, но вы можете проделать все это быстрее, если создадите собственную кисть с несколькими точками на конце для того, чтобы рисовать более одного волоса за раз.

Нарисуйте две отдельные карты: по одной для каждой части волосяного покрова. Рисуйте каждую карту от руки, а не просто копируйте одну карту в другую. Нарисовав от руки, вы можете Рисунок 9.19. Две карты прозрачности для волос быть уверены в том, что карты будут разными, так как вы не сможете нарисовать каждую линию одинаково. Рисунок 9.19 показывает две карты прозрачности для волос, причем один UV шаблон для рисования виден под другим.

Рисунок 9.20 показывает геометрию частей волосяного покрова на модели. Она выглядит избыточно, но когда при тонировании мы будем использовать прозрачность, эта геометрия станет выглядеть совсем по другому.

Когда вы закончите рисовать карты, присвойте их каналу прозрачности (transparency channel) двух частей волосяного покрова. Вы можете немного изменить цвет этих двух частей или применить к ним простую цветную карту. Это не будет иметь большого значения, так как будет видна только малая часть их геометрии. Поиграйте Рисунок 9.20. Геометрия частей волосяного покрова на модели также с настройками отражения. Различные типы волос имеют разные отражающие свойства.

Можно немного увеличить отражение, но большое увеличение будет излишне излишне, и привлекать внимание.

Единственный способ точно оценить эти карты это тонировать изображение. Рисунок 9. показывает результаты использования дополнительной геометрии волос и карт прозрачности. Обратите внимание на то, что границы волосяного покрова имеют более мягкие очертания. Вы можете добавить еще больше слоев частей волосяного покрова, но при добавлении очередной карты прозрачности время тонирования поразительно увеличивается с каждым слоем. Такова цена, которую нам приходится платить за стремление к детализации и Рисунок 9.21. Дополнительная Рисунок 9.22.

геометрия волос, затонированная реализму.

Создайте полосу для для того, чтобы показать волос Также вы можете использовать эту прозрачность многослойную методику для создания длинных волос. Чтобы проиллюстрировать это, давайте проделаем простое упражнение.

Мы будем создавать полоски волос. Это просто прямоугольные полоски геометрии, на которые будут наложены карта прозрачности, карта отражения, цвета и рельефная карты. Как и в предыдущем примере, они будут наслоены друг на друг для того, чтобы создать эффект глубины.

Для начала создайте плоский бокс размером 3x единиц, хотя, в действительности, размер не играет большого значения. Назовите его "HairLayerl". Создайте планарную UV карту для того, чтобы покрыть эту форму. Посмотрите на рисунок 9.22.

ВОЛОСЫ Создайте два дубликата этого объекта и поместите эти копии на разные слои, Теперь мы смоделируем каждую часть по разному, придавая изгибы и закругления полоскам волос. Разделите слои на небольшие промежутки так, чтобы полоски не пересекались. Посмотрите на рисунок 9.23.

Вам снова нужно сгенерировать UV шаблон для рисования. Перенесите их в программу для рисования, нарисуйте три отдельные черно белые карты волос, а затем сохраните их в виде отдельных файлов. Как видите, они будут использоваться в различных возможностях.

Нарисуйте также простую цветную карту волос, как показано на рисунке 9.25. Мы использовали один из этих примеров, но вы, если пожелаете, можете использовать больше.

В вашей программе для тонирования загрузите модели полосок волос и наложите черно белые карты на каждый из этих каналов материала (mate rial channel) соответственно: прозрачности, рельефный и отражения. Не нужно устанавливать рельефную карту и карту отражения слишком высоко, они придадут волосам едва уловимое затемнение. Наложите цветную карту на канал цвета всех трех полосок волос. Затонируйте полоски волос так, чтобы вы могли видеть волосы.

Рисунок 9.23. Смоделируйте полоски волос Посмотрите на рисунок 9.26.

Вы можете создать несколько полосок для того, чтобы покрыть ими голову, а затем смоделировать полоски разных стилей.

Рисунок 9.24. Нарисуйте три отдельных черно белых карты волос Рисунок 9.25. Нарисуйте простую Рисунок 9.26.

цветную карту волос Затонируйте полоски волос ВОЛОСЫ Генераторы волос Многослойные полосы волос хорошо создают иллюзию волос, но иногда вам может понадобить ся еще больше реализма. Большая часть программ ного обеспечения, имеющегося на сегодняшний день, поставляется с программами, которые помо гают генерировать волосы на модели (или имеют доступ к таким программам). Они, как правило, на зываются программами моделирования волос и ме ха (hair and fur simulator) и освобождают вас от большого объема ручной работы при моделирова нии волос. Эти программы для моделирования имеют много параметров для "выращивания" волос или меха непосредственно из модели и они вклю Рисунок 9.27. Пример волос, чают в себя много особенностей, которые мы со Рисунок 9.28. Измените выращенных настройки для того, чтобы здавали с помощью карт, например, цвет ил отра на поверхности модели с получить другие виды волос жение. Также в них есть возможности, позволяю помощью программы для щие "расчесывать" волосы в различных направле моделирования волос ниях. Посмотрите на рисунок 9.27.

Если вы измените настройки, то волосы будут иметь другой внешний вид, как показано на рисун ке 9.28.

С помощью программ для моделирования волос вы можете получить естественные случайные эф фекты, например растрепанные волосы. Вы также можете вырастить или поместить направляющие волоски (guide hair), которые помогут вам создать определенный стиль волос. Как правило, это раз ного рода сплайны простая геометрия, которая не тонируется. Каждый направляющий волос может представлять сотни и тысячи тонированных волос.

В результате вам не нужно помещать направляю щий волос для каждого волоса на голове. Рисунок 9.29 показывает пример длинных направляющих Рисунок 9.29. Длинные Рисунок 9.30. Результат волосков, размещенных на голове.

направляющие волоски, тонирования с Рисунок 9.30 показывает результат тонирования размещенные на голове использованием с использованием направляющих волосков. Воз направляющих можно, так Фрэнк выглядел в молодости.

волосков Вы также сможете применять движение к этим направляющим волоскам для того, чтобы они пере мещались, либо добавляя в них костяк, либо приме няя моделирование движения. Последнее делает процесс более автоматизированным, но и более сложным, требуя большей вычислительной мощ ности во время тонирования.

Программы для моделирования волос и меха да ют реалистичные результаты, которых было бы сложно или невозможно достичь другими метода ми, упомянутыми в этой главе. Однако эти про граммы дороги независимо от того, включены ли они в программное обеспечение (профессиональ ное) или поставляются отдельно в качестве допол нительных модулей (отдельных программ, которые привязываются к вашей основной программе). Вы должны понимать, что когда вы используете эти программы для моделирования, как правило, тре буется больше времени на тонирование изображе ния. Вам также нужно уделять дополнительное внимание освещению волос.

По этим причинам вы должны оценить, стоит ли использовать программу для моделирования, учи тывая то, как будет выглядеть и использоваться ваш персонаж. Часто, даже если доступна програм ма для моделирования, быстрее будет использовать более простой прием для создания волос, который описывался ранее.

ВОЛОСЫ Ресницы Последняя маленькая волосяная деталь, над ко торой мы поработаем, это ресницы. Их легко сделать, и они добавят глазам вашего персонажа более тонкую детализацию. Ресницы расположе ны у нас в верхней и нижней областях век, при чем верхние ресницы самые большие и наиболее заметные. Как правило, ресницы у нас ассоцииру ется с тушью, которую используют женщины, но их имеют все.

Первый метод создания ресниц включает в се бя очень простую геометрию. Мы добьемся иллю Рисунок 9.31. Начните создавать верхние ресницы зии настоящих ресниц, используя карты изобра жений. Для начала загрузите модель головы и уве личьте область глаза. Создайте плоский прямо угольник, разделенный на три сегмента. Теперь мы согнем его так, чтобы он повторял контур верхнего века.

Рисунок 9.32 показывает ресницу, помещенную на верхнее веко.

Так как мы будем подразделять ресницу вместе с головой, нам понадобится дополнительная геометрия для того, чтобы удержать ее форму.

Разделите грани, как показано на рисунке 9.33. Эта Рисунок 9.32. Ресница, помещенная на верхнее веко новая геометрия позволит нам придать ресницам форму завитка. Нижние ресницы вы можете создать таким же способом или сделать дубликат верхней ресницы и повернуть его. Не забудьте сделать нижнюю ресницу меньше верхней.

Поместите ресницы на веки. Посмотрите на рисунок 9.34.

Теперь нам нужно присвоить какие нибудь UV координаты ресницам, чтобы можно было текстурировать их. Здесь выбор очевиден планарное отображение. Если геометрия ресницы наклонена слишком сильно, поверните ее так, чтобы она располагалась ровнее. После того как Рисунок 9.33. Добавьте дополнительную геометрию на реснице UV карта будет присвоена, вы можете повернуть ее обратно. Создайте для ресниц планарную UV карту вдоль оси Y. Возможно, вам нужно будет переместить и повернуть геометрию ресницы в окне UV редактирования для того, чтобы ресницы не перекрывались и чтобы использовать преимущества пространства. Рисунок 9. показывает UV схему для ресниц. Экспортируйте ее как шаблон для рисования.

Рисунок 9.34. Поместите ресницы на веки Рисунок 9.35. UV схема ресниц ВОЛОСЫ Загрузите этот шаблон в вашу программу для ри сования. Мы снова будем рисовать карту прозрач ности, поэтому нам нужна цветовая схема только в оттенках серого. Аккуратно нарисуйте ресницы, делая их тоньше на кончиках. Самый лучший спо соб сделать это использовать планшет для рисова ния, который имеет возможность изменения цвета и толщины в зависимости от силы нажатия. Посмо трите на настоящие ресницы и обратите внимание на их различия. Не делайте их все одинаковыми.

Нарисуйте некоторые ресницы близко друг к дру гу. Посмотрите на рисунок 9.36.

Рисунок 9.36. Нарисуйте Рисунок 9.37. Геометрия Сохраните этот шаблон, присвоив ему соответст ресницы на шаблоне ресниц, отображенная с вующее название. В вашей программе для тониро помощью прозрачности вания загрузите модель головы с ресницами и при свойте карту изображения ресницы каналу про зрачности. Когда ресницы будут тонироваться, большая часть геометрии исчезнет из за прозрач ности, и останется иллюзия ресниц. Для получения едва уловимого объема присвойте изображение ресницы рельефному каналу. Изменяйте изобра жение ресницы, пока вы не будете довольны ре зультатом. Посмотрите на рисунок 9.37.

Этот метод подойдет для большинства случаев, но иногда вам, возможно, нужно будет оказаться Рисунок 9.38. При создании Рисунок 9.39. Сузьте ресницу отдельной ресницы начните с по направлению к кончику действительно близко к лицу, и вам потребуется создания сегментированного более совершенная модель ресниц. В этом случае прямоугольника мы создадим их отдельно из геометрии и смодели руем только одну ресницу, а затем компьютер про делает большую часть работы, создав дубликаты этой ресницы.

Ресница имеет простую форму. Начните с созда ния сегментированного прямоугольника, как пока зано на рисунке 9.38, Теперь сузьте его по направлению к кончику, как показано на рисунке 9.39.

Рисунок 9.40. Придайте всей форме изгиб Наконец, придайте всей форме изгиб, как пока зано на рисунке 9.40.

Теперь у вас есть ресница. Есть различные спо собы создать копии этой ресницы вдоль век. Вы можете создать новые копии и разместить их вруч ную. Когда вы сделаете несколько копий, скопи руйте эту группу и переместите ее для того, чтобы дублировать за раз несколько ресниц, а не одну.

Если ваше программное обеспечение позволяет, вы можете клонировать копии ресницы вдоль гео метрии век. Также вы можете клонировать копии вдоль кривой траектории, которая огибает веки.

Какой бы метод вы ни выбрали, помните, что важ Рисунок 9.41. Дублируйте геометрию ресницы вдоль век но добавлять разнообразие и случайность вашим ресницам. Посмотрите на рисунок 9.41.

Рисунок 9.42 показывает тонирование геометрии для создания ресниц.

Геометрия, использованная здесь для создания ресниц, имеет то преимущество, что она настоящая и вы можете затушевать ее. Однако дополнительная геометрия повышает сложность модели. Большая сложность может потребовать больше времени для тонирования и больше памяти для отображения.

Рисунок 9.42. Геометрия для создания ресниц ВОЛОСЫ Резюме На этом мы закончили создание волос на нашем цифровом человеке. Это, без сомнения, одна из сложнейших деталей модели. Теперь у нас в запасе есть ряд методик для создания вполне реалистичных волос почти в любом программном обеспечении. Мы изучили, как использовать простую геометрию волос, а также возможности программного моделирования волос в более профессиональном программном обеспечении. Как и в большинстве задач этого процесса, наиболее ценными инструментами здесь являются наблюдательность, внимание к деталям и терпение. Далее вы узнаете как можно вдохнуть жизнь в нашего человека.

ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Глава ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Расположение модели для до бавления костей Вероятно, что вы захотите, чтобы цифровой че ловек имел еще какие то признаки жизни кроме тех, которые мы смоделировали. Очевидный вы бор для создания иллюзии жизни это анимиро вать ваш персонаж, но даже если ваш окончатель ный результат это неподвижное изображение, персонаж, как правило, будет находиться в позе Рисунок 10.1. Кости для анимации движения или делать естественный жест.

Если вы хотите расположить ваш персонаж в не подвижной позе, очевидный метод, с помощью ко торого это можно сделать, выбрать грани или вер шины суставов или частей тела, а затем согнуть или повернуть их. Вы можете проделать эту мето дику даже в простейших программах для трехмер ного моделирования. Ее идею легко понять, но, в действительности, она включает в себя немного ра боты по окончательному редактированию или пе ремоделированию для того, чтобы анатомия снова стала выглядеть нормально. Каждая новая поза требует создания отдельной фигуры.

К счастью, большинство программ для работы с трехмерной графикой имеют функции под назва нием "Bones" (кости). Они работают почти так же, как кости в нашем теле;

они позволяют определять позу любой модели, внутрь которой они помеще ны. Кости, как правило, представляются во всех программах одинаковой тетраэдральной формой и не отображаются при окончательном тонирова нии. Посмотрите на рисунок 10.1.

Даже если вы захотите создать неподвижные изображения персонажа, вставка костей это хо рошая идея, так как она позволит вам легко созда вать различные позы.

Оснащение персонажа для его анимирования само по себе искусство. Этот процесс может ока заться довольно сложным, и полное исследование этого серьезного предмета выходит за рамки на шей книги. Данная глава предлагает обзор основ ных методик, с помощью которых можно вдохнуть жизнь в модель человека и которые можно приме нять в большинстве пакетов для трехмерного моде лирования.

Нейтральная поза Рисунок 10.2. Типичная нейтральная поза для моделирования, текстурирования и установки костей Сейчас наш цифровой человек смоделирован в форме буквы Т. Она также называется позой Да Винчи или Христа. Это типичная нейтральная по за, так как руки расположены в промежуточном положении между положениями "вытянуты полно стью вверх" и "полностью опущены" ("по швам"). В таком положении модели ее легко моделировать и текстурировать, так как геометрия расположена на прямых плоскостях. Такая поза модели кажется ло гичной для вставки в нее костей, Посмотрите на рисунок 10.2.

ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Однако вы можете получить нежелательные де формации, если начнете создавать модель в этом нейтральном положении. В частности, будут иметь место проблемы вокруг областей рук, плеч и груд ной клетки. Это очевидно, как сильно смещается анатомия, когда мы делаем такие простые движе ния, как, например, поднимаем руки. Мышцы из меняют форму в нескольких местах. Простая уста новка костей в пакете для трехмерного моделиро вания не принимает во внимание то, что будет про исходить с мышцами плеч, когда мы опустим руки.

Как правило, вы можете сделать так, чтобы выгля дела нормально только область плеч, даже исполь зуя несколько сложных приемов. Очевидные про блемные области плечи, область под руками и грудная клетка. Наши грудные мышцы расширя ются, когда мы вытягиваем наши руки, и уменьша ются, когда мы их опускаем. Так как грудные мыш Рисунок 10.3. На грудной клетке и плечах появляются цы расширяются, начиная от ребер и до верхней проблемные области, когда вы опускаете руку части руки, очень сложно проконтролировать все положения этих мышц с помощью костей.

Что нам делать с этой проблемой? Поза в форме буквы Т, возможно, хорошо подходит для модели рования, но она представляет не самое естествен ное положение, в котором может находиться чело век. Большую часть времени наши руки опущены.

Однако моделирование и текстурирование модели, когда ее руки находятся в таком положении, ус ложняет работу в области между руками и телом.

Также это вызывает проблемы, когда мы будем поднимать руки с помощью костей.

Хорошей нейтральной позой для добавления ко стей может быть поза, когда угол между руками и туловищем составляет от 30 до 40 или 30 до 45 гра дусов, и они немного вытянуты вперед. Такое поло жение создает минимальное искажение, когда мо дель будет опускать руки. Использование такой по зиции может вызвать проблемы, если модель будет поднимать руки вперед, но вам следует прикинуть, как часто ваша модель будет это делать. Позднее в этой главе мы рассмотрим несколько приемов, ко торые помогут решить эту проблему. Еще один способ справиться с ней это создать отдельную модель для тех сцен, в которых ее руки принимают такое положение.

Для этого примера мы создадим новую нейт ральную позу: руки частично опущены вниз и вы тянуты вперед. Таким образом, нам придется не сколько перемоделировать нашего цифрового че ловека. Почему бы нам просто не моделировать его сразу в таком положении? Как мы упомянули, бу дет проще моделировать и текстурировать модель, если руки будут расположены на одном уровне.

Несмотря на это, не беспокойтесь;

мы проделали работу не зря, и она не будет утрачена.

Убедитесь в том, что вы сохранили новую позу как отдельную модель так чтобы, вы могли вер Рисунок 10.4. Переплетение лучевой и локтевой костей нуться к исходной модели, если пожелаете.

Сначала мы сконцентрируем внимание на обла сти плеча и предплечья. Предплечье это сложный участок анатомии: нем есть две кости локтевая и лучевая, которые взаимодействуют уникальным образом лучевая кость поворачивается относи тельно (переплетается) локтевой, когда поворачи вается рука. Посмотрите на рисунок 10.4.

ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Это в свою очередь приводит к сложному переплетению мышц предплечья. Сложно представить себе, как смоделировать предплечье в повернутом положении, поэтому нам нужно создать нашу модель с костями и мышцами, находящимися в более прямолинейном положении.

Однако повернутое положение достаточно стандартное для руки. Вместо того чтобы пытаться добиться его с помощью костей, мы изменим нейтральное положение нашей модели.

Начните с выбора вершин или граней руки и запястья и немного поверните их. Мы не станем поворачивать все предплечье одним движением;

вместо этого сделаем несколько поворотов, и каждый раз мы будем выбирать немного больше геометрии. Посмотрите на рисунок 10.5.

Увеличьте выборку на одну или две полоски граней вверх по предплечью и снова поверните их.

Посмотрите на рисунок 10.6.

Рисунок 10.5. Начните поворачивать предплечье Проделайте это еще несколько раз и остановитесь перед локтем. Когда вы закончите, ладонь кисти должна быть повернута вниз.

Возможно, вам нужно будет проделать дополнительное редактирование для того, чтобы рука выглядела естественно. Не забудьте использовать вспомогательные изображения для того, чтобы получить правильную форму.

Посмотрите на рисунок 10.7.

Рисунок 10.6. Продолжайте поворачивать Рисунок 10.7. Завершенный поворот предплечья ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Когда вы закончите с этим, придайте всей ниж ней части руки (предплечье и кисть) небольшой из гиб в локте, как показано на рисунке 10.8.

Теперь мы повернем все руку вниз и вперед. Из за этого произойдет некоторое перемоделирова ние плеча и грудной клетки, но проделывайте это медленно, и они будут двигаться вместе. Напри мер, выберете все вершины руки там, где она вы ходит из плеча, и немного опустите их вниз. Затем выберете поменьше вершин и сделайте еще один поворот, а затем еще один. Мы используем тот же самый метод, который мы использовали, когда вра щали предплечье. Вы наверняка захотите попробо вать сразу повернуть сильно. Если вы это сделаете, вам просто придется больше исправлять. Рисунок Рисунок 10.8. Придайте всей нижней части руки небольшой 10.9 показывает поворот всей руки.

изгиб в локте.

Нам надо кое что исправить. На рисунке 10. видно, что нужно немного поработать над некото рыми областями, например под руками и на груд ной клетке. Такие инструменты, как smooth или average vertices, упростят вам визуальную работу с этими местами. Посмотрите на рисунок 10.10.

Также нужно уделить особое внимание области плеч. Вероятнее всего плечи будут немного неестественно выпячиваться при повороте. Такой выступ выглядел бы нормально, когда руки были бы подняты, но он не отражает ту форму, которую приняли бы мышцы, когда руки опущены. Вам нужно немного опустить плечи, так как реальная модель будет часто поднимать или изгибать плечи, поднимая руки кверху. Инструменты magnet или Рисунок 10.9. Начните поворачивать руку.

selection помогут вам привести в порядок плечи, не влияя на их форму. Посмотрите на рисунок 10.11.

Теперь рассмотрим работу грудных мышц и то, как они прикрепляются к руке. Немного опустите эту геометрию так, как показано на рисунке 10.12.

Мы это делаем для создания нашей новой нейтральной позы. Ваш результат должен выглядеть так, как показано на рисунке 10.13. Эта небольшая работа, которую мы только что проделали, нам в дальнейшем, когда мы будем Рисунок 10.10. Рисунок 10.12.

Рисунок 10.11. создавать позу для модели с помощью костей.

Сглаживание Измените Уменьшите вершин под руками геометрию выпуклость плеч с и на грудной клетке грудной клетки помощью инструментов mag net или selection Рисунок 10.13. Завершенная новая нейтральная поза ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Создание скелета человека для анимации Когда мы говорим о создании анимационного скелета человека, мы говорим не о костях в нашем материальном теле, а о костях в нашем цифровом теле. Конечно, желательно изучить наш настоящий скелет, но мы не будем точно воспроизводить ске лет в трехмерной графике. Вместо этого мы созда дим трехмерную версию, которая будет функцио нировать так же, но не будет выглядеть так же со всех сторон.

Большинство пакетов для работы с трехмерной графикой позволяют легко создавать суставы про сто непосредственным их рисованием на экране.

Когда вы рисуете суставы один за другим, новый сустав становится дочерним суставом предыдуще го. Таким образом, образуется иерархия: дочерние суставы наследуют повороты и вращения роди тельских. Вам нужно убедиться в том, что роди тельскими для рук являются кости спины, чтобы когда тело нагибалось, руки двигались за ним.

Сначала мы рассмотрим основные части скелета и то, как мы можем усовершенствовать его для на ших целей. Большинство программ, которые под Рисунок 10.14. Основной скелет держивают работу с костями, позволяют рисовать суставы на экране с помощью мыши. Вот как был создан этот скелет. Посмотрите на рисунок 10.14.

Мы будем делать нашу работу сверху вниз и об судим несколько простых изменений, которые по могут нам создать анимацию. Наша первая оста новка это область верхней части руки/плечо. Тог да как большая часть наших движений рукой осу ществляется костями руки, одна или две кости от спины до верхней части руки помогут нам воспро извести более естественные движения. Наличие плечевого сустава позволит плечу двигаться, что также повлияет на область верхней части тулови ща. Посмотрите на рисунок 10.15.

Теперь вы можете разделить предплечье двумя Рисунок 10.16. Разделите Рисунок 10.15. Добавьте или даже тремя суставами. Это может выглядеть кость предплечья так, чтобы плечевой сустав излишне, но позволит нам смоделировать перепле оно могло изгибаться тение локтевой и лучевой костей. Может оказаться неоправданно сложно пытаться устанавливать две кости, которые будут переплетаться друг с другом, как их реальные прототипы. Посмотрите на рису нок 10.16.

Хотя в спине человека 24 позвонка, возможно, будет избыточно включать столько много позвон ков в анимационный скелет. Фактически, в зависи мости от персонажа вам может понадобиться толь ко малая их часть около пяти. Так как область грудной клетки с реберным каркасом несильно изогнута, мы можем поместить здесь меньше сус тавов в нашем цифровом человеке. Кроме этого, нам также нужно соединить или "породнить" со спиной сустав верхней части ноги. Посмотрите на рисунок 10.17.

Теперь перейдите к ступне. Здесь сустав лодыж ки расположен не в нужном месте. Вам нужно пе реместить его выше, туда, где фактически сустав изгибается. Это может выглядеть странно, но это будет более точно. Сейчас мы можем разбить кости ступни двумя суставами;

это позволит персонажу стоять на шаре на его ступнях. Мы можем также добавить суставы пальцев в Рисунок 10.17. Уменьшите Рисунок 10.18. Измените зависимости от анимационных нужд, но для этого количество спинных суставов расположение сустава примера в этом нет необходимости. Посмотрите на лодыжки, и разбейте ступню рисунок 10.18.

двумя суставами ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Типы суставов Когда мы создали скелет, важно изучить различ ные типы суставов и механизм их сгибания. Когда кости созданы с самого начала, они будут двигать ся свободно во всех направлениях.

В колене и локте вы обнаружите шарнирный су став. Такие суставы функционируют только в од ном направлении, почти как крышка почтового ящика или одноосный штифт. Ограничение этих областей таким типом движения предотвратит об разование неестественных и неприятных для глаза положений. Посмотрите на рисунок 10. Сустав типа "шаровой шарнир" находится в об ластях плеча и бедра. Он допускает большой диапа Рисунок 10.20. Сустав типа Рисунок 10.19.

зон движений, так как сустав может свободно по "шаровой шарнир" Шарнирный штифт ворачиваться в чашечке почти во всех направлени ях. Посмотрите на рисунок 10.20.

Суставы с ограниченным движением находятся в спине. Этот тип суставов допускает повороты во всех направлениях, но в меньшей степени, чем су став типа "шаровой шарнир". Спина изгибается больше как одно целое, чем по отдельным суста вам. Упругий хрящ внутри позвоночника делает это возможным. Посмотрите на рисунок 10.21.

Такие участки, как взаимосвязи между локтевой и лучевой костями, представляют осевые (pivot type) суставы. Эта цилиндрическая фигура враща ется вокруг оси. Посмотрите на рисунок 10.22.

Определение правильных типов суставов пер вый шаг при создании хорошего скелета. Следую щий шаг это установка пределов поворота суста Рисунок 10.22. Осевой Рисунок 10.21. Суставы с вов, чтобы сустав не отклонялся больше чем на оп сустав ограниченным движением ределенное количество градусов. Рисунок 10.23 по находятся в спине казывает ограниченный сустав. Он пригодится для таких областей, как колени, которые должны сги баться назад. Большинство программ позволяют отключать каналы осей (axis channel), по которым вам не нужны повороты, а также устанавливать числовые значения величины поворота для нужно го канала.

Управление вершинами Когда вы создали скелет, самое время прикре пить к нему сетку. Как обычно, вы можете сделать это с помощью одного или двух нажатий кнопки.

Однако, когда скелет будет прикреплен к сетке, су ществует несколько способов определить то, как кости будут влиять на эту сетку. Вам нужно будет, чтобы определенным костям были присвоены со ответствующие вершины сетки. Обычно это назы вается "воздействие" (influence), или "оболочка" (envelope).

Самый простой метод, предлагаемый некоторы ми программами, требует только того, чтобы вы просто прикрепили скелет к сетке, а затем алго Рисунок 10.24. Часть грудной клетки, Рисунок 10.23.

ритм для работы с костями присвоит соответству на которую оказала влияние кость Ограничьте ющие вершины. Но необходимо помнить, что ког верхней части руки движение сустава да мы отдаемся воле случая, то можем не получить того, чего ожидаем. Часто нежелательные верши ны могут быть прикреплены к неправильным кос тям. Рисунок 10.24 показывает часть грудной клет ки, на которую оказала влияние кость верхней час ти руки.

ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Вы можете избежать этого, вставив сдерживающие кости (hold bone). Эти кости (например, кости конечностей) не будут анимироваться;

вместо этого они помещаются для того, чтобы ограждать определенную геометрию от воздействий других костей. Рисунок 10. показывает сдерживающие кости, помещенные в грудную клетку для того, чтобы удержать ее форму, когда рука будет подниматься.

Сдерживающие кости, как правило, хорошо выполняют свои функции;

однако они добавляют больше элементов в сцену и увеличивают сложность модели. Альтернативный способ, с помощью которого вы сможете сдержать кости, заключается в использовании других функций, например функции, которая делает так, чтобы человек дышал. Вы можете увеличивать и изменять размер костей грудной клетки, таким образом растягивая сетку и создавая иллюзию дыхания.

Рисунок 10.25. Поместите сдерживающие кости в грудную Еще один метод регулирования костей включает клетку для того, чтобы удержать ее на месте в себя создание силового поля в форме капсулы, или "сферы влияния" (range of influence), вокруг кости. На все вершины внутри этой области будет оказывать влияние только эта конкретная кость.

Это поле легко сделать, но в некоторых областях бывает сложно захватить правиные вершины. Эти "сферы влияния" могут иметь максимальное или минимальное значение, делая возможным создание эффекта мягкой границы. Также вы можете использовать дополнительные кости для сдерживания определенных областей. Посмотрите на рисунок 10.26.

Более точный метод присваивания конкретных вершин костям это использование веса точек (point weighting). Здесь вы можете иметь наибольший контроль над каждой вершиной модели. Как правило, большинство программ позволяют рисовать весовое воздействие на сетке.

Потом вы можете присвоить кость или кости этой весовой карте (weight map), которую вы можете назвать так, чтобы позднее вам было легко ее идентифицировать. Весовые значения могут Рисунок 10.26. Кости могут иметь "сферу влияния" для того, варьироваться в различных областях, придавая чтобы воздействовать на геометрию более естественные деформации телу, когда кости двигаются. Посмотрите на рисунок 10.27.

Так как с помощью этого метода можно очень точно присваивать вершины, вам не нужно использовать сдерживающие кости. В результате скелет может быть более рациональным. Но с увеличением контроля приходится тратить и больше времени на установку и отслеживать больше аспектов. По этой причине использование веса для костей может оказаться избыточным для простых моделей или проектов. Самый лучший способ определить, какой метод вам подходит, это попробовать сначала самый простой подход и посмотреть, мешают ли его ограничения проекту.

Если да, то повысьте уровень контроля с помощью дополнительных костей или перейдите к весовому методу, если ваше программное обеспечение его поддерживает.

Рисунок 10.27. Присвойте весовые значения влияния на кость на сетке ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Мышцы Когда вы установили ваш скелет на место, и он двигается правильно, вам нужно правильно наст роить деформации сетки. В случае с человеком нам нужно будет смоделировать движение мышц.

Когда вы в первый раз согнете суставы сетки, некоторые ее области, возможно, станут выглядеть не очень красиво. Например, рука может перело миться почти как садовый шланг. Посмотрите на рисунок 10.28.

Таким образом, нам нужно использовать какие то приемы для того, чтобы эмитировать мышцы.

Ваши возможности будут зависеть от программы, которую вы используете. Решения могут быть как Рисунок 10.28. Кости могут переломить руку так, что она будет простыми, так и весьма сложными.

выглядеть как садовый шланг Самое простое решение это деформаторы ко жи (skin deformer). Это настройки или управляю щие решетки (control lattice), которые будут воз действовать на конкретные суставы скелета и ок ружающие вершины сетки. Посмотрите на рису нок 10.29. Вы можете достичь необходимого кон троля над тем, как будет деформироваться сетка, и в большинстве случаев этого может быть вполне достаточно.

Дополнительные кости могут помочь вам со здать выступы мышц и другие естественные де формации. "Мышечные кости" создаются специ ально для того, чтобы деформировать область сет ки так, чтобы вы могли смоделировать сокращение и ослабление напряжения мышц. Эти специальные кости могут образовывать "ключевые кадры" (key framed) (с помощью таких костей вы записываете маркер для местоположения, поворота и отметки на временной шкале во время анимации) в соответ ствующие моменты во время анимации.

Вы можете автоматизировать этот процесс, уста новив возможность expression (выражение) или set driven key. Expression это математические форму лы, которые изменяют значения элемента на осно Рисунок 10.29. Решетка поможет вам деформировать руку ве нескольких параметров остальных элементов.

Например, выражение может изменить размер мышечной кости на основе поворота кости пред плечья. Ваше программное обеспечение может предварительно устанавливать выражения для многих общих формул, так что вам не придется знать математику для их использования. Рисунок 10.30 показывает, как функция set driven key была использована в мышечной кости бицепса для того, чтобы смоделировать сокращение и увеличение этой мышцы на основе поворота кости предплечья.

Следующий уровень управления мышцами это фактически смоделировать измененную форму мышцы в виде морфированного целевого объекта или смещения формы. Эти смещения, как правило, связываются с формами выражений лица, но могут быть на любом месте модели. В данном случае, по ворот кости инициирует смещение.

Рисунок 10.30. Используйте функцию set driven key для того, чтобы смоделировать сокращение и увеличение мышц на основе поворота кости предплечья ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Некоторые программы (но не все) позволяют моделировать морфированную форму на сетке во время ее деформирования костями. Если ваша программа не позволяет вам делать это, тогда про сто сделайте все, что можете придумать, и проведи те тесты.

Рисунок 10.31 показывает форму сокращения мышц, созданную посредством смоделированной смещенной формы, сработавшей, когда рука была повернута.

Моделирование формы мышц позволяет вам контролировать над вид окончательной деформа ции, так как вы сами вытягиваете или вдавливаете каждую вершину до нужного места. Таким обра зом, ничего не произойдет случайно. Вы можете сформировать мышцы в точности так, как вам нужно. Обратная сторона это то, что вам нужно будет создать много таких форм смещений для Рисунок 10.31. Форма сокращения бицепсов, созданная с всей фигуры. Чтобы избежать ненужных усилий, помощью смоделированного смещения определите, куда лучше поместить эти морфиро ван ные формы, основываясь на ваших нуждах, раскадровке и тестах. Может оказаться, что эта ра бота понадобится только для нескольких мест.

Текущая тенденция большинства профессио нальных продуктов, которые используют компью терную графику для анимации персонажей, это моделирование мышц персонажа. Оно включает в себя фактически создание геометрии мышц и кос тей, которые будут реалистично сгибаться и дви гаться. Они в свою очередь деформируют внеш нюю "кожу". Результаты потрясающе реалистич ны, так как действительно присутствует ощущение движения анатомии под кожей.

Как вы понимаете, такое моделирование увели чивает сложность модели. Вам нужно создать не только геометрию костей и мышц, но и то, как они будут взаимодействовать с помощью скелета для анимации. Вам необходимо иметь глубокие знания анатомии для того, чтобы определить, где и к каким костям прикрепляются мышцы. Эти мышцы нуж но установить так, чтобы они выдавались, тряслись и растягивались соответствующим образом, а это может потребовать дополнительных костей и мо делирования. Наконец, все это должно правильно взаимодействовать с кожей.

Если ваше программное обеспечение предлагает какого либо рода обнаружение столкновений (col Рисунок 10.32. Моделирование мышц руки lision detection) с твердыми или мягкими телами, например симулятор ткани, то вы можете исполь зовать его для моделирования мышц.

Если вы используете этот подход, вам не нужно будет создавать каждую мышцу и кости в теле. Для простоты мышцы могут быть сгруппированы. Ри сунок 10.32 показывает простое моделирование мышц руки. Когда анимационный скелет изменя ется, различные мышцы также изменяются, таким образом изменяя внешнюю кожу.

ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Выражения лица Выражения лица это, конечно же, важная часть "оживления" цифрового человека. Лицо будет вы глядеть действительно живым, если вы создадите несколько хорошо проработанных выражений.

Люди способны делать бессчетное количество вы ражений лица, которые отражают различные эмо ции, и все они происходят в очень ограниченной области.

Речь тоже создает выражения лица. Когда вы анимируете диалог вашего персонажа, рот прини мает различные формы в зависимости от того, ка кие фонемы он произносит. Вам не нужно форми ровать произношение каждой буквы алфавита;

ро товые формы могут быть разбиты на несколько ос новных форм. Ниже приведены минимальный список фонемных форм;

их можно комбинировать для того, чтобы образовывать другие формы:

1. О, как в слове toad 2. А, как в слове cake 3. F, V 4. W 5. Т, D (рот открыт и виден язык) 6. Е, как в слове beat 7. Р, В 8. М Рисунок 10.33. Лицевые мышцы 9. Оо, как в слове smooth 10. Th (язык между зубами) Самый лучший инструмент для того, чтобы по смотреть на выражения лица, это зеркало. По практикуйтесь, делая выражения для различных фонем перед зеркалом, и вы поймете, как смодели ровать эти формы.

Выражения делятся на шесть основных универ сальных категорий, которые часто смешиваются и имеют много разновидностей: гнев, грусть, ра дость, страх, досада и удивление. Важно изучить личные свойства и особенности характера вашего персонажа и его мотивации при определении вы ражений лица. Улыбка зловещего главнокоманду ющего будет производить иное впечатление, неже ли улыбка доброго лесного эльфа.

Если вы хотите точно смоделировать выражения лица, важно изучить соответствующую анатомию лица и мышцы, которые помогают формировать наши выражения. Посмотрите на рисунок 10.33.

Ниже дан список лицевых мышц с их основны ми функциями.

Frontalis. Приподнимает брови (формирует удивление).

Corrugator. Опускает брови (формирует хмурый взгляд).

Orbicularis oculi. Сокращение этой мышцы вызывает эффект прищуривания и появление небольших морщин в уголках глаз при улыбке, прищуривании и т. д.

Levator labii. Приподнимает верхнюю губу (формирует насмешку).

Zigomaticus major. Растягивает уголки рта в улыбку.

Risorius. Опускает мышцы рта и отводит их в сторону (крик, плач).

Orbicularis oris. Изгибает и сужает губы.

Depressor labii. Опускает нижнюю губу, (например, когда вы говорите).

Mentalis. Сморщивает подбородок и приподнимает нижнюю губу (недовольная гримаса, когда человек "дуется").

ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Когда вы готовы изменить форму лица модели, нужно добавить в лицо кости. Рисунок 10. показывает голову и выражение лица, созданное с помощью нескольких маленьких костей, помещенных в различные места. Кольцо из костей установлено вокруг рта для того, чтобы смоделировать мышцу Orbicularis oris, большую мышцу, которая окружает рот. Две кости были помещены над бровями. В области щек были расположены две наклонные кости там, где располагается мышца Zigo maticus major. Вы можете также использовать весовые карты для управления тем, как кости будут воздействовать на различные отделы лица. В качестве альтернативы вы можете поместить сдерживающие кости в тех областях лица (например, в носу), где нет необходимости в движении.

Когда вы помещаете кости для того, чтобы создать выражение лица, вы можете захватить кости и перемещать их до тех пор, пока не получите нужную форму. Это выглядит почти так же, как если бы вы управляли цифровой марионеткой, поэтому такой метод может быть немного неуклюжим при попытке смоделировать речь.

Более популярный метод создания выражений лица это моделировать их по отдельности в виде морфированных целевых объектов или форм Рисунок 10.34. Выражение лица, созданное смещений. Этот метод включает в себя посредством помещения нескольких маленьких костей в вытягивание и вдавливание вершин до тех пор, модель головы.

пока вы не получите выражение и последующий возврат к этому состоянию, когда оно понадобится во время анимации. Для того чтобы смоделировать лицо, вы можете использовать любые инструменты для деформирования, которые предлагает ваше программное обеспечение, включая вышеупомянутые метод с установкой костей или решетчатые деформаторы. Когда вы придали лицу форму с каким либо выражением, вы можете сохранить этот файл.

Вы можете создать смоделированные выражения лица двумя способами. Первый смоделировать все лицо в необходимой форме.

Второй способ моделировать отделы лица, а затем смешивать их во время анимации. Например, вы можете смоделировать выражения отдельно для рта, бровей и глаз. Это позволит вам использовать метод смешения и подгонки при создании нужного выражения. Большая часть программного обеспечения предлагает панель смешивания (mix ing panel) с ползунками для усиления, ослабления и смешивания различных смоделированных форм.

Посмотрите на рисунок 10.35.

Рисунок 10.35. Большинство программ предлагают панель смешивания с ползунками, которая позволяет смешивать различные смоделированные формы.

ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Создание выражения: улыбка Следующее упражнение покажет вам, как создавать улыбку. Улыбка это обманчиво простое изображение для ее создания на трехмерной модели, так как она требует баланса большого числа факторов для того, чтобы результат выглядел корректно.

Когда кто то улыбается, большая часть действий происходит в нижней половине лица. Также едва заметные изменения будут иметь место вокруг глаз.

Все мы знаем, как нарисовать улыбку.

Посмотрите на рисунок 10.36. Простая изогнутая Рисунок 10.37. Улыбка Рисунок 10.36. Нарисованная линия это все, что требуется для ее изображения.

выглядит странно, когда вы улыбка Однако, если мы попытаемся воспроизвести ее только изгибаете рот так на трехмерной модели, она будет выглядеть странно. Посмотрите на рисунок 10.37.

Действия, вызывающие улыбку, происходят не в одной плоскости лица. Основная действующая сила при улыбке это мышца Zigomaticus major (иначе, мышца улыбки). Она прикрепляется к голове по бокам и к уголкам рта. Когда она сокращается, то она приподнимает и оттягивает уголки рта. Посмотрите на рисунок 10.38.

Таким образом, при создании выражения нам нужно вытягивать вершины в таком направлении.

Также это мышечное действие оказывает влияние на другие части лица, а не только на уголки рта.

Рисунок 10.39. Когда вы Рисунок 10.38. Линия Когда уголки отдергиваются, они воздействуют на улыбаетесь носогубная сокращения мышцы плоть вокруг них. В данном случае усиливается складка усиливается.

Zigomaticus major при улыбке наша носогубная складка. Посмотрите на рисунок 10.39.

Также приподнимаются и выдаются вперед, щеки. Посмотрите на рисунок 10.40.

Также будут подвержены воздействию глаза.

Нижнее веко, несомненно, приподнимется, и ею граница с глазом будет выглядеть более прямой.

Посмотрите на рисунок 10.41.

В зависимости от силы улыбки верхнее веко может закрыться, прищурив глаз.

Мы еще не закончили. Вернитесь обратно к губам. По мере того как улыбка становится шире, объем губ уменьшается: они становятся тоньше.

Если губы сдвинуты, то создается ощущение, что Рисунок 10.41. Нижнее веко Рисунок 10.40. Щеки человек сдерживает улыбку, до тех пор пока в приподнимется, и его граница приподнимаются и выдаются некоторый момент губы не размыкаются и не с глазом будет выглядеть вперед, когда вы улыбаетесь открывают зубы. Когда вы моделируете это, более прямой важно, чтобы у вас имелась геометрия зубов.

Убедитесь в том, что губы не переходят за зубы.

Посмотрите на рисунок 10.42.

С точки зрения полигонов важно, чтобы грани оставались примерно того же размера, какой они имели при нейтральном лице.

Это означает, что когда вы моделируете изменения форм лица, вам нужно стараться сохранять размерные соотношения полигонов: не растягивайте и не сжимайте их слишком сильно.

Если вы не будете сдерживать их размер, результат отразится в основном на текстурных картах, так как некоторые области будут заметно растянуты или сжаты. Время анимации вы можете Рисунок 10.43. Когда вы Рисунок 10.42. По мере того, обнаружить неестественные движения лица.

создаете форму лица, важно, как улыбка становится шире, Посмотрите на рисунок 10.43.

чтобы грани оставались губы становятся тоньше и примерно того же размера, размыкаются что и в нейтральном состоянии ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ Резюме Задача "оживления" цифрового человека предъявляет большие требования к художнику от технических до эстетических. Если вы никогда раньше не пробовали сделать что либо подобное, начните с простого и постепенно усложняйте методику. Определите ваши нужды и создавайте то, что будет им соответствовать. Вы можете обнаружить, что структура основного скелета работает нормально. Но перед тем как ваш персонаж сможет произнести слова Гамлета, постарайтесь создать несколько действующих форм лица и понять, что происходит под поверхностью кожи.

Справочный материал Gary Faigin "Полное руководство художника по выражениям лица" ISBN 0 8230 1628 Эта книга тщательно изучает человеческие выражения лица, и вы найдете в ней дополнительную информацию по темам, рассмотренным в этой главе.

СОЗДАНИЕ НОВЫХ ПЕРСОНАЖЕЙ Глава СОЗДАНИЕ НОВЫХ ПЕРСОНАЖЕЙ Создание новых персонажей из модели человека Задача создания нашего цифрового человека оказалась насыщенной и требовательной. Одной из наград за потраченное на создание качествен ной модели время является то, что вы можете ис пользовать и переделывать ее во множество других персонажей.

В этой главе мы собираемся "пошалить" показав ряд фантастических персонажей, которые мы мо жем создать из его сетки модели Френка.

Инструменты для трехмерного редактирования В главе 2 мы вкратце затронули некоторые инст рументы для полигонального моделирования.

Здесь мы выберем несколько инструментов, кото рые будем использовать. У нас уже есть сетка, с ко торой мы можем работать, поэтому мы больше не будем создавать дополнительные полигоны;

вместо Рисунок 11.1. Захватите и переместите группу вершин этого мы будем их перемещать.

Один из способов изменить группу граней это выбрать вершины и просто переместить их. По смотрите на рисунок 11.1.

Результат выгладит неплохо, но в этом процессе вы довольно сильно растягиваете некоторые грани. Это отразится на текстуре, когда изображение будет тонироваться. Если хотите, вы можете вручную изменить вершины, но это может оказаться слишком утомительным.

Лучше всего использовать вместо этого какого либо рода инструменты для мягкой деформации.

Такой инструмент позволяет изменять геометрию с помощью ослабления воздействия инструмента, то есть определяется область вокруг центра инструмента. Чем дальше от центра инструмента, тем меньше он воздействует на геометрию.

Инструменты мягкой деформации могут иметь такие названия, как soft selection, proportional, magnet, cage или lattice. Теперь мы покажем несколько примеров использования этих инструментов мягкой деформации.

Рисунок 11.2 показывает операцию Magnet, которую мы используем для изменения нижней половины лица. Центр кольца будет оказывать Рисунок 11.2. Операция Magnet с ослаблением воздействия в самое большое воздействие, и это воздействие применении к нашей модели будет постепенно ослабляться по направлению к границе. Обратите внимание на то, что грани сохраняют свои пропорции,в отличие от того, что изображено на рисунке 11.1 при грубом перемещении.

СОЗДАНИЕ НОВЫХ ПЕРСОНАЖЕЙ Как правило, в большинстве программ вы може те контролировать тип алгоритма ослабления. Этот алгоритм влияет на форму ослабления и на то, как во время этой операции будут перемещаться гра ни. Рисунок 11.3 показывает несколько различных форм ослабления.

Деформаторы типа решетки или каркаса (lattice, cage) это еще один способ проделать большие плавные изменения. Для этого нужно создать про стой каркас в форме бокса вокруг объекта. Когда вершины каркаса перемещаются, вся модель, ко торую он окружает, будет плавно деформировать ся. Чем сильнее подразделен каркас, тем больше Рисунок 11.3. Различные формы ослабления контролируете вы изменяемые области. Рисунок 11.4.

Другие программы предлагают еще больше ин струментов. Один из них позволяет деформиро вать модель, используя кривую или сплайн. Как правило, создается кривая, и модель будет приспо сабливаться к ее форме различными способами. С помощью нее также можно быстро проделать большие изменения. Рисунок 11.5 показывает, как инструмент spline guide пакета lightwave деформи рует бедного Фрэнка.

Рисунок 11.4. Деформаторы типа решетки или каркаса в применении к объекту Рисунок 11.5. Используйте инструмент spline guide для деформирования модели СОЗДАНИЕ НОВЫХ ПЕРСОНАЖЕЙ Еще один инструмент для трехмерного редакти рования, который работает весьма естественным способом, это кисть (brush), которую вы медленно передвигаете по модели, чтобы проделать плавные изменения. Это очень похоже на двухмерное рисо вание, но в данном случае вы изменяете геомет рию, вместо того чтобы рисовать красками по по лотну. Вы можете изменять диаметр кисти или сферу воздействия, а также тип ослабления и не прозрачность. Вы можете вытягивать или вдавли вать геометрию вдоль ортогональных осей (или вдоль любой заданной оси), а также сглаживать ее.

Проделывание таких изменений, также как и рабо та на чувствительном к нажатию планшете для ри сования, это наглядный и простой способ модели рования. Пакет Alias/Wavefront Maya имеет инст румент sculpt polygon, который позволяет работать таким способом. Рисунок 11.6 показывает инстру мент sculpt polygon пакета Maya.

Программы Zbrush компании Pixologic и Amorphium компании Electric Image это самостоя тельное программное обеспечение, которое специ ализируется на естественном трехмерном редак тировании. Обе эти программы позволяют импор тировать модели, но Zbrush имеет преимущество в том, что сохраняет любые UV координаты, кото рые вы могли установить ранее. Это позволяет вам легко переходить из одной программы в другую и Рисунок 11.6. Инструмент Sculpt Polygon пакета Maya переделывать модель, не беспокоясь о повторном присваивании UV координат. Рисунок 11.7 пока зывает геометрию головы Фрэнка, подготовлен ную для трехмерного редактирования, в данном случае в программе Zbrush. Включена симметрия относительно осиX и установлен размер кисти.

Когда вы начинаете моделировать, используйте более крупные кисти для того, чтобы придать моде ли основную форму;

затем постепенно переходите к более тонким деталям. Посмотрите на рисунок 11.8.

С той свободой, которую нам предлагают инст рументы для трехмерного редактирования, появля ется желание использовать их, не обращая внима ния на схему исходной карты. Вы можете так рабо тать, но позднее вам придется проделать много ра Рисунок 11.7. Модель головы, Рисунок 11.8. Начинаем боты по окончательному редактированию. Нам все импортированная в Zbrush изменять модель с помощью еще нужно обращать внимание на плавность поли используем возможности "мазков" трехмерной кисти инструментов для гонов, на достижение которой мы потратили столь трехмерного редактирования ко сил. Если нам придется приводить модель в по рядок, то мы легко можем отредактировать сетку, вернувшись к модели. Убедитесь в том, что вы ра ботаете в неподраз деленном режиме, для того что бы видеть грани и избежать искривления и нераз бирихи в полигонах. Посмотрите на рисунок 11.10.

Рисунок 11.9. Результаты Рисунок 11.10. Сохраните изменений трехмерного качество основной сетки во редактирования время трехмерного редактирования СОЗДАНИЕ НОВЫХ ПЕРСОНАЖЕЙ Есть еще несколько инструментов для работы подобным способом. Наши карты изображений и сейчас должны хорошо лечь на сетку соответствен но новой форме модели благодаря тому, что сетка все еще имеет UV координаты, которые мы уста новили ранее. Посмотрите на рисунок 11.11.

Еще один интересный момент это то, что лю бые морфовые формы лица можно переносить на новую голову. Это будет возможным, если ваше программное обеспечение сохраняет морфы (morph) в том же объектном файле, в котором они были созданы. Также для этого требуется, чтобы вы не изменяли число точек различных моделей, то есть не добавляли и не удаляли геометрию. В этом примере исходная голова Фрэнка была морфиро Рисунок 11.11. Текстурные Рисунок 11.12. Вы можете вана в голову тролля. Голова тролля сохранила ли карты будут соответствовать перенести морфы лица на цевые морфы, которые мы создали для головы измененной голове новую модель Фрэнка. В зависимости от того, какие изменения геометрии вы проделали (в новом персонаже), не которым морфам могут понадобиться дополни тельные изменения, но вполне можно начать с ос новных форм морфов. Посмотрите на рисунок 11.12.

За короткое время вы можете создать несколько разнообразных персонажей, используя различные деформационные инструменты при редактирова нии. Благодаря естественному ощущению и скоро сти, которыми обладают эти инструменты, вы мо жете создавать трехмерные эскизы. Рисунок 11. показывает персонажи, созданные из исходной го ловы Фрэнка.

Аналогично, используя различные изменения цветов и тона, например, изменяя параметры цвет/насыщенность (hue/saturation) и яр кость/контраст (brightness/contrast), для исходных карт изображений, можно создать карты, соответ ствующие персонажу. Посмотрите на рисунок 11.14.

Рисунок 11.13. Вы можете получить несколько различных персонажей, используя различные деформационные инструменты при редактировании Рисунок 11.14. Измените цвет и тон, когда вы создаете новый персонаж СОЗДАНИЕ НОВЫХ ПЕРСОНАЖЕЙ Конечно же, вы можете и дальше изменять эти новые цветные карты так, как вам захочется. Они могут послужить хорошей отправной точкой для создания новых текстурных карт.

При создании объектов и текстур для новых персонажей не забывайте сохранять их под имена ми, отличными от имен объектов текстур исход ной модели.

Так же легко с помощью деформационных инст рументов редактирования вы мо жете изменить тело. Посмотрите на пару примеров, на рисунке 11.15.

Резюме Теперь вы должны почувствовать, какую выгоду вы можете получить от модели человека, используя инструменты трехмерного редактирования и де формирования. Существует предел того, насколь ко сильно вы можете изменять базовую фигуру Рисунок 11.15. Деформационные инструменты редактирования человека в что либо еще, до которого модель еще позволяют легко изменять тело будет вам скорее нравиться, чем не нравиться. Но кто знает, где он лежит? Вам решать, как далеко вы можете зайти.

Изменения, которые мы можем проделать с ба зовой сеткой мужчины, на этом не заканчиваются.

До настоящего момента мы не обращали внимание на форму женской модели. В следующей главе мы приступим к и преобразованию мужской модели Фрэнка в женщину.

ЖЕНЩИНА Глава ЖЕНЩИНА Преобразование мужской модели в женскую.

Может показаться, что преобразование муж ской модели в женскую это всего лишь несколько очевидных изменений, но между ними существует множество едва уловимых отличий.

Несмотря на то, что здесь мы не будем использо вать какие либо справочные изображения реаль ной модели, вам, необходимо иметь их под рукой, когда вы будете моделировать женский персонаж.

Книги по анатомии и даже журналы моды будут Рисунок 12.1. Сделайте тоньше шею и челюсть полезны для иллюстрации различных женских лиц и форм. В этом упражнении мы создадим голову и тело молодой женщины с общими чертами и фор мами. Очевидно, существует множество типов и форм тел. Вы можете проделать любые дополни тельные изменения, необходимые для ваших нужд.

Обратите внимание на то, что большинство этих изменений это обобщения, так как молодые жен щины могут иметь много схожих структурных ка честв с мужчинами, особенно на лице.

Вы еще раз убедитесь, как вам может пригодить ся хорошая базовая модель человека.

Рисунок 12.2. Сделайте нос тоньше и прямее Голова Возможно, Фрэнк и красивый парень, но встает вопрос, получится ли из него правильная модель женщины, если мы изменим его тело. Таким обра зом, мы начнем с изменения головы. Этот процесс будет включать в себя создание более мягких черт и изменение некоторых пропорций.

Начнем с загрузки законченной модели мужчи ны, или модели Фрэнка, которую вы создали. Этот пример использует версию с опущенными руками, созданную в главе 10, но эта деталь несущественна.

Основные инструменты, которые мы будем ис пользовать при преобразовании, это операция Magnet, общее перемещение вершин, сглажива ние и слияние. На протяжении процесса моделиро вания мы будем работать, начиная с больших изме нений и заканчивая более тонкими деталями.

Первые изменения, которые мы сделаем в обла сти головы это утоньшение шеи, а также мы сдела ем менее широкой линию челюсти. Фрэнк имеет сильную толстую шею, но она будет выглядеть странно для обычной женщины. Используйте mag net или эквивалентный инструмент для того, чтобы сузить шею, как показано на рисунке 12.1.

Теперь мы можем поработать над некоторыми чертами лица. Наша первая остановка нос. Мы сделаем его меньше и изменим профиль. Выберете геометрию носа и немного уменьшите ее размер.

Теперь используйте инструмент Magnet для того, чтобы сделать профиль более прямым. Также сде лайте нос тоньше, сузив ноздри. Эти операции мо гут потребовать дополнительного редактирования впоследствии либо вручную, либо с помощью опе рации Smooth. Посмотрите на рисунок 12.2.

ЖЕНЩИНА Следующая черта лица, которую нужно изменить, это губы, конечно же, основной привлекающий внимание и определяющий аспект классического женского лица. Вы можете сделать губы полнее, изменив вершины по краям. Границу верхней губы нужно приподнять, причем высшая точка должна быть в центре, а границу нижней губы опустить. Также смягчается выемка под губой. Рисунок 12.3 показывает эти изменения на модели в подразделенном режиме.

Давайте смягчим носогубные складки для того, чтобы модель выглядела моложе. Вы можете сделать это, выбрав грани и проделав над ними операции Smooth или Average. Посмотрите на рисунок 12.4.

Вы можете сделать так, чтобы щеки выглядели моложе и полнее, немного приподняв их Рисунок 12.3. Изменения, проделанные с губами геометрию и сгладив эту область. Посмотрите на рисунок 12.5.

Для того чтобы глаза выглядели более женственными, немного приподнимите внешние уголки. Не перестарайтесь с этим, иначе глаза будут выглядеть слишком художественными.

Рисунок 12.4. Смягчите носогубную складку Рисунок 12.5. Сделайте щеки полнее Рисунок 12.6. Приподнимите внешние уголки глаз ЖЕНЩИНА При удалении с лица признаков мужественности вам нужно сделать так, чтобы глаза были посажены менее глубоко. Вместо того чтобы выталкивать глаза вперед, мы можем вдавить лоб. Посмотрите на рисунок 12.7.

Наконец, мы сделаем меньше уши. Это простая операция по изменению размера. Посмотрите на рисунок 12.8.

Тело Когда мы отойдем на шаг назад и посмотрим на голову на теле, мы обнаружим их несоответствие друг другу. Посмотрите на рисунок 12.9.

Пришло время проделать основные изменения в теле. Во первых, нам нужно изменить плечи и общий объем туловища. Рисунок 12.10 показывает Рисунок 12.7. Сделайте так, чтобы глаза сидели менее глубоко, урезанные плечи и верхнюю часть туловища а, вид вдавив лоб в профиль показывает, как мы придали грудной клетке менее бочкообразную форму с помощью инструмента magnet.

Рисунок 12.8. Сделайте меньше уши Рисунок 12.9. Измененная голова не соответствует исходному телу Рисунок 12.10. Измените плечи и общий объем туловища ЖЕНЩИНА Уменьшите объем плеч и рук, используя инстру менты smooth и scale, сделайте эти области более тонкими и худыми. Посмотрите на рисунок 12.11.

Изменение одной детали оказывает воздействие на другую. Теперь руки более большие и мужест венные, чем нам надо. Уменьшите их так, чтобы они лучше соответствовали пропорциям женских рук. Посмотрите на рисунок 12.12.

Теперь фигура выглядит более женственной.

Однако реберный каркас все еще слишком широ кий. Сделайте его немного уже, а также более тон ким в талии с помощью инструмента magnet. По смотрите на рисунок 12.13.

Далее уменьшим выпуклость живота и сделаем его более плоским. Сделайте бедра шире, а их верхнюю границу (подвздошный гребень) Рисунок 12.11. Сделайте плечи и руки более топкими и худыми выдвиньте вперед и опустите. Форма бедер у мужчин и женщин значительно отличается.

Посмотрите на рисунок 12.14.

Рисунок 12.12. Уменьшите руки Рисунок 12.13. Сделайте уже реберный каркас и талию Рисунок 12.14. Измените живот и бедра ЖЕНЩИНА Вас наверное, удивляет почему мы еще не созда ли груди, безусловно, самую заметную черту при определении женского тела. Несмотря на то, что груди, конечно же, важны, вам все еще нужно уде лять внимание телу целиком и убедиться в том, что оно выглядит женственным даже без грудей. Если фигура выглядит как женщина и без них, то вы на правильном пути. Другие причины, по которым по ка не стоит создавать груди, это то, что вам еще, возможно, понадобится проделать изменения в фигуре для того, чтобы получить правильные про порции. Чем больше геометрии вы создадите, тем более сложно будет осуществлять изменения и тем с меньшим желанием вы будете это делать.

Двигаясь дальше, мы изменим тазобедренную область сзади. Женщины, как правило, имеют больше жировых отложений в этой области и в верхней части бедер, чем мужчины. Вы можете смягчить вид ягодиц, понизив их центр тяжести и сделав их шире в нижней границе. Работа, проде ланная ранее с бедрами, должна помочь нам опре делить эту область сейчас. Посмотрите на рисунок 12.15.

Последнее изменение, которое мы проделаем с нижней частью тела, изменим ноги. Их можно смягчить с помощью операции Smooth. Уменьшите размер икр и ступней. Посмотрите на рисунок 12.16.

Рисунок 12.15. Измените тазобедренную область сзади Рисунок 12.16. Измените ноги ЖЕНЩИНА Теперь мы готовы добавить груди. Существует два различных подхода, которыми мы можем вос пользоваться, но для этого примера мы создадим груди в виде отдельной геометрии, а затем прикре пим их к телу. Другой вариант выдавить их из су ществующей геометрии грудной клетки, но после этого останутся конфигурации граней, которым будет сложно придать форму, так как при выдавли вании появятся конфигурации четырехугольни ков. Потребуется передвигать и приводить в поря док довольно много вершин для того, чтобы груди выглядели реалистично. Посмотрите на рисунок 12.17.

Таким образом, для того чтобы создать грудь, мы начнем с создания сферы. Создайте эллиптичес кую сферу с 14 сторонами (в профиль) и 12 сегмен Рисунок 12.17. Грудям, выдавленным из существующей тами, как показано на рисунке 12.18.

геометрии грудной клетки, будет сложно придать форму Число сегментов или подразделений (сколько полигонов в высоту и ширину) для сферы это при близительное предположение в том смысле, что оно определяется тем, что понадобится для того, чтобы позднее прикрепить ее к геометрии грудной клетки.

Разрежьте сферу пополам, как показано на ри сунке 12.19.

Придайте грудям ощущение тяжести, создав скат в верхней части так, чтобы большая часть граней была смещена вниз. Полюс сферы будет там, где со временем будет создан сосок.

Посмотрите на рисунок 12.20.

Рисунок 12.18. Начните создание груди с создания сферы Рисунок 12.19. Разрежьте сферу пополам Рисунок 12.20. Создайте скат в верхней части груди, и так, чтобы большая часть граней была смещена вниз ЖЕНЩИНА Теперь настало время установить грудь. Ее нужно немного развернуть от центра так, чтобы сосок был направлен немного в бок. Груди расположены на грудной клетке непрямо. Лучше всего устанавливать груди в виде сверху и так, чтобы было видно обе груди;

это позволит вам лучше определить, в каком направлении они указывают. Также убедитесь в том, что переход в основании груди к грудной клетке в верхней части плавный. Посмотрите на рисунок 12.21.

Теперь нужно проделать немного работы по разрезанию и слиянию. Звучит сложно, но на Рисунок 12.21. Установите и поверните грудь на грудной клетке самом деле это просто. Сначала нам нужно удалить некоторую геометрию на грудной клетке для того, чтобы прикрепить груди. Рисунок 12. показывает, какие грани были удалены на грудной клетке. Геометрия грудей была использована для того, чтобы определить, какие грани удалить. Это не точная операция. Если вы случайно удалите слишком много граней, вы всегда можете восстановить их.

Расположите геометрию груди над дырой в грудной клетке. Вы можете прикрепить ее, объединив грани и создав новые, в зависимости от области. Рисунок 12.23 показывает две точки сверху, соединенные с грудью.

Рисунок 12.24 иллюстрирует, как были созданы пять новых граней для того, чтобы заделать щель между геометрией грудной клетки и груди.

Рисунок 12.22. Удалите грани на грудной клетке при подготовке к прикреплению груди Рисунок 12.23. Расположите Рисунок 12.24. Создайте пять геометрию груди над дырой новых граней для того, в грудной клетке и начните чтобы заделать щель между соединять точки геометрией грудной клетки и грудью ЖЕНЩИНА Теперь создайте еще одну грань вдоль нижней стороны и соедините две вершины вдоль нее. По смотрите на рисунок 12.25.

Некоторые области геометрии не будут аккурат но выровнены вокруг груди. Вместо того чтобы пе ремещать грани в неудобные места для их соедине ния, мы можем создать дополнительные грани на груди, с помощью которых сможем сделать соеди нение более аккуратным. Рисунок 12.26 показыва ет, как мы использовали инструмент split для того, чтобы добавить новую полоску граней.

Теперь мы можем создать грань, для того чтобы заделать дыру, а также сделать два соединения. По смотрите на рисунок 12.27.

Рисунок 12.26. Создайте Рисунок 12.25. Продолжайте дополнительные грани на прикреплять геометрию Мы дошли до самой неудобной области около груди для того, чтобы создать груди, соединяя грани и подмышки. Здесь грани не соответствуют друг дру более аккуратное соединение создавая новые гу, поэтому нам нужно создать (с помощью разре зов) новые грани в геометрии груди, как показано на рисунке 12.28.

Создайте треугольную грань на краю геометрии груди, рисунок 12.29.

Последний шаг в присоединении геометрии это присоединение одной точки и создание одной гра ни, как показано на рисунке 12.30.

Грудь прикреплена. Проверьте геометрию на на личие областей, которые можно улучшить и испра вить. Мы можем привести в порядок верхнюю гра ницу груди с грудной клеткой, создав (с помощью разреза) новый набор граней поперек треугольной грани, а затем объединив два созданных треуголь Рисунок 12.28. Добавьте Рисунок 12.27. Добавьте ника в четырехугольник. Посмотрите на рисунок грани на груди грань и соедините точки, для 12.31.

того чтобы заделать дыры Теперь мы поработаем над соском. Объедините все грани, которые образовались на полюсе сферы груди, в один полигон. Посмотрите на рисунок 12.32.

Рисунок 12.29. Создайте Рисунок 12.30. Присоедините треугольную грань на краю одну точку и создайте новую груди грань Рисунок 12.31. Создайте Рисунок 12.32. Объедините новый набор граней поперек все грани, которые треугольной грани образовались на полюсе ЖЕНЩИНА Мы выдавим сосок, но эта операция пройдет бо лее ровно и легко, когда мы будем работать с одной гранью, а не с несколькими.

Немного выдавите эту грань вперед, как показа но на рисунке 12.34.

Проделайте еще пару выдавливаний для того, чтобы завершить создание соска, как показано на рисунке 12.35.

Необходимо проделать еще немного редактиро вания для того, чтобы преобразовать последнюю выдавленную грань в четырехугольники. Это не существенно, но мы сделаем это для того, чтобы по лучить более равное подразделение. Кроме того, некоторые программы, например, LightWave, не Рисунок 12.33. Немного Рисунок 12.34. Выдавите и могут подразделять грани с более чем четырьмя выдавите эту грань вперед измените размер этой грани сторонами. Посмотрите на рисунок 12.36.

Самое время посмотреть на вашу работу над грудной клеткой в подразделенном режиме, если вы еще этого не сделали" Зеркально отразите оставшуюся половину модели, если вы работали только с половиной. Выглядят ли груди так, словно они естественно происходят из тела, или они выглядят торчащими? Важно, чтобы исходная геометрия и форма груди не была искажена. Груди располагаются поверх мышц и ребер;

они не должны врезаться в грудную клетку. Посмотрите на рисунок 12.37.

Наконец, отойдите на шаг назад и посмотрите на фигуру целиком. Посмотрите на рисунок 12.38.

Рисунок 12.36. Преобразуйте Рисунок 12.35. Проделайте последнюю выдавленную еще пару выдавливаний для грань в четырехугольники того, чтобы завершить создание соска Рисунок 12.37. Завершенные груди Рисунок 12.38. Завершенная фигура женщины ЖЕНЩИНА Теперь вы можете текстурировать фигуру женщины и создать для нее волосы уже изученным ранее способом либо поэкспериментируйте с другими персонажами. Посмотрите на рисунок 12.39.

Резюме В этой главе мы создали женщину из мужчины не из одного ребра, а из множества полигонов. Все отличия, и большие, и незначительные, использованы для того, чтобы получить убедительную женскую фигуру. Все, что для этого нужно, немного работы, хорошая наблюдательность и частый осмотр модели.

В 13 главе мы завершим работу над цифровым человеком и покажем, как сделать так, чтобы цифровому человеку не пришлось выходить на улицу обнаженным.

Рисунок 12.39. Альтернативная форма женской фигуры ОДЕЖДА Глава ОДЕЖДА Создание одежды Возможно вы захотите одеть на вашего цифро вого человека какие нибудь предметы одежды пе ред тем, как выставлять его или ее перед камерой.

Одежда может помочь определить характер персо нажа или период истории (или будущего), в кото ром существовал персонаж.

В этой главе мы рассмотрим некоторые различ ных методы создания одежды. Вы можете спро сить, а нужно ли вам тогда моделировать детали на теле, если персонаж будет одет. С технической точки зрения нет. Но желательно иметь точное представление формы человека под одеждой.

Рисунок 13.1. Для того, чтобы создать эластичные шорты, скопируйте и вставьте геометрию талии и верхней части бедра Одежда может скрывать довольно большую часть в новый слой тела его формы и анатомию. Если вы попытаетесь смоделировать одетый персонаж, не имея доста точного представления тела под одеждой, велика вероятность, что вы потеряете правильные про порции. Когда вы закончили создание одетого пер сонажа, вы можете удалить невидимую геомет рию. Благодаря этому вы сэкономите память и со кратите время тонирования.

Как и при создании фигуры, здесь важно иметь под рукой справочный материал. Если у вас лично нет в руках той одежды, которую вы хотите смоде лировать, вам нужно посмотреть на фотографии.

Приятная особенность при создании одежды это то, что она остается на месте долгое время и не нужно делать перерывов на обед.

Простая одежда При создании простой одежды используется су ществующая геометрия модели. Простая одежда, например брюки стрейч или колготки, могут до вольно плотно прилегать к коже.

Давайте создадим какую нибудь простую одеж Рисунок 13.2. Создайте прямые края шорт с помощью ду для женской модели которую мы создали в гла инструмента split ве 12. Мы оденем ее в такую одежду, в которой она сможет делать упражнения, эластичные шорты и топ. Для начала загрузите женский персонаж в программу для моделирования и перейдите в об ласть верхней и средней части бедер. Выберете ге ометрию бедра от верхней границы до середины.

Скопируйте и вставьте эту геометрию в новый слой или создайте новый объект из этой выборки, если ваша программа не поддерживает слои. По смотрите на рисунок 13.1.

Измените для этой новой геометрии цвет и при свойте ей имя, например "Tights" (трико), или "Pants" (штанишки). Теперь нам нужно создать бо лее аккуратную границу с талией и бедром. Ис Рисунок 13.3. Удалите геометрию, пользуйте инструмент split для того, чтобы нарисо отделенную разрезами.

вать более аккуратные края в этих областях. По смотрите на рисунок 13.2.

Вы можете удалить геометрию над и под новыми линиями для того, чтобы привести края в порядок, как показано на рисунке 13.3.

ОДЕЖДА Точно так же, как мы проделали с телом персонажа, подразделим и затонируем одежду модели. Таким образом, нам нужно сделать так, чтобы определенные области, например края одежды, сохраняли свою форму. Добавьте еще одну полоску граней с помощью инструмента split, которая поможет удержать границу во время подразделения. Посмотрите на рисунок 13.4.

Одежда тонкая, но не настолько тонкая, как полигон. Нам нужно сделать шорты очень тонкими, например, толщиной 10 мм, используя команду Extrusion. Посмотрите на рисунок 13.5.

Не забудьте проверить, как одежда сидит на фигуре, и если геометрия персонажа мешает, вы можете увеличить одежду, вытянуть мешающие области или удалить геометрию фигуры, которая не видна. Рисунок 13.6 показывает шорты на Рисунок 13.4. Добавьте Рисунок 13.5. Сделайте женском персонаже.

дополнительную геометрию шорты толщиной 10 мм около границ, которая поможет Для создания топа мы используем ту же самую им удержать свою форму во методику с одним дополнительным контрольным время подразделения шагом. Этот шаг включает в себя использование инструмента boolean. Операция boolean вычисляет пересечение двух объектов. Большинство программ для моделирования поддерживают инструменты типа boolean.

Мы используем этот инструмент для создания объекта, который будет представлять края топа.

Операция Boolean будет проделана с этим объектом на женском теле, а остальная часть процесса создания одежды пройдет почти так же, как и создание шорт.

Для того чтобы начать создавать топ, создайте двухмерную форму, которая будет представлять форму этого предмета одежды. Ее можно сделать из сплайнов или полигональной формы. Она не должна быть детальной, но лучше всего создавать ее, имея эталон фигуры под рукой. Здесь Рисунок 13.7. Создайте пригодится функция Layer вашей программы.

Рисунок 13.6.

двухмерную форму при Завершенные шорты на Убедитесь в том, что границы этого предмета подготовке к выполнению персонаже одежды выходят за очертания фигуры, как операции boolean показано на рисунке 13.7.

Выполните операцию Boolean для того, чтобы совместить предмет одежды с геометрией фигуры.

Всегда лучше сделать дополнительную копию всей геометрии перед тем, как проделывать какие то серьезные операции. В зависимости от возможностей вашего программного обеспечения вы можете сделать так, чтобы новая геометрия наследовала особенности поверхности исходной геометрии. Это позволит вам легко и анатомически точно выделывать поверхность одежды. Не забудьте обратиться к руководству вашего программного обеспечения для того, чтобы узнать, какие опции доступны для функции Boolean.

Посмотрите на рисунок 13.8.

Рисунок 13.8. Используйте операцию boolean для того, чтобы подогнать геометрию одежды на фигуру ОДЕЖДА Отделите геометрию нового предмета одежды для дальнейшего моделирования. Скорее всего, нам нужно будет привести в порядок некоторые грани. Эти грани могут быть N сторонними полигонами или маленькими группами неудобных для работы граней. Наверняка, они будут иметь место по краям, поэтому пройдитесь по ним и соединяйте или удаляйте точки, пока края не станут ровными и четкими. Посмотрите на рисунок 13.9.

Теперь у нас есть необходимая форма для топа, но она слишком явная. Нам нужно смягчить некоторые исходные анатомические детали, Рисунок 13.9. Приведите в порядок грани краев после которые сильно выделяются. Например, нужно выполнения операции Boolean уменьшить или совсем удалить соски. Для этого либо используйте функцию Smooth, либо удалите, скомбинируйте или переделайте эту область так, чтобы она была более гладкой. Посмотрите на рисунок 13.10.

Еще одни области, которые нужно смягчить, расположены под и между грудями. Так как ткань натягивается между грудей, здесь определение не будет слишком сильным. Используйте инструмент smooth или вытяните немного геометрию для того, чтобы смягчить эти места. Посмотрите на рисунок 13.11.

Как и с шортами, придайте топу толщину с помощью выдавливания. Посмотрите на рисунок 13.12.

Рисунок 13.10. Сгладьте геометрию сосков Посмотрите, как одежда сидит на фигуре.

Посмотрите на рисунок 13.13.

Рисунок 13.12. Используйте Рисунок 13.11. Смягчите команду Extrusion для того, области вокруг грудей, так как чтобы придать топу в них ткань будет натянута толщину.

Рисунок 13.13. Одежда на фигуре ОДЕЖДА Сложная одежда Пример одежды для женщины создать просто, и он может послужить для различных ситуаций. Но иногда нам будет нужна одежда, которая не будет так плотно прилегать к телу. Для таких случаев нам нужно изучить более сложные методы создания одежды.

В отличие от того моделирования, которым мы занимались до настоящего момента, создание сложной одежды это благодатная почва для сплайнового моделирования. Сплайн это кривая, которая определяется одной или двумя точками в трехмерном пространстве. Она не имеет объема и, следовательно, не тонируется. Рисунок 13. показывает четыре сплайна в трехмерном пространстве. Они соединены на концах.

Несколько сплайнов могут быть объединены для того, чтобы сформировать поверхность (иногда называемую "лоскут" patch), которая будет тонироваться. Рисунок 13.15 показывает Рисунок 13.14. Четыре сплайна в трехмерном пространстве полигональную поверхность, которая была сгенерирована из этих четырех сплайнов.

Все программы отличаются в области работы со сплайнами и с порожденными с их помощью поверхностями, но основные принципы одни и те же: три или четыре сплайна соединяются для того, чтобы сформировать лоскут или поверхность.

Резиновые сплайны в виде тесьмы это простой способ создать контуры одежды. Вы можете изменять их так, чтобы они соответствовали фигуре, а затем сгенерировать ваши поверхности.

Если поверхность вас не устраивает, вы можете изменить сплайны для того, чтобы заново сгенерировать новую поверхность.

Далее показан пример создания одежды для Фрэнка: сначала создаются брюки, или джинсы.

Рисунок 13.15. Полигональная поверхность, сгенерированная Используя сплайны, мы создаем контуры одной из сплайнов половины джинсов. Посмотрите на рисунок 13.16.

Рисунок 13.16. Сплайны для создания контуров одной половины пары джинсов.

ОДЕЖДА Следующий шаг создание поверхности из сплайнов. Не делайте ее слишком плотной, так как сгенерированные полигоны позднее будут подразделяться, как и в случае с телом. В этом примере используется приблизительно от шести до восьми перпендикулярных и параллельных сегментов на лоскут. Рисунок 13.17 показывает поверхность для одной половины джинсов, сгенерированную из сплайнов.

Теперь мы добавим детали. Добавьте два вертикальных разреза, расположенных близко друг к другу, на боковой поверхности джинсов для того, чтобы создать шов. Посмотрите на рисунок 13.18.

Обычно на джинсах есть карманы. Для того чтобы создать карманы по бокам, используйте инструмент split для того, чтобы определить границу кармана, как показано на рисунке 13.19.

Если имеют место N сторонние полигоны, избавьтесь от них, соединяя вершины или используя инструмент split, как показано на рисунке 13.20.

Рисунок 13.17. Поверхность для Рисунок 13.18. Карманы будут бесполезными без углублений, в джинсов, Добавьте шов на которые можно будет класть разные вещи.

сгенерированная из сплайнов боковой поверхности Выберете грани и вдавите их внутрь и немного джинсов вниз. Обычно нет необходимости делать карманы глубже или сложнее, чем сделали мы, для того чтобы создать иллюзию глубины. Посмотрите на рисунок 13.21.

Рисунок 13.19. Определите границу бокового кармана с помощью инструмента split Рисунок 13.20. Избавьтесь от N сторонних полигонов в области кармана Рисунок 13.21. Вдавите грани внутрь для того, чтобы создать карман.

ОДЕЖДА Для того чтобы удержать тонкий край кармана, создайте с помощью разрезов дополнительную геометрию для карманного шва, как показано на рисунке 13.22.

Также нужно укрепить для подразделения полигоны на границе с талией. На рисунке 13. показано, как на поясе созданы две дополнительные полоски граней.

Дополнительные детали, например петли пояса, можно смоделировать отдельно из простого сегментированного бокса, как показано на Рисунок 13.22. Создайте дополнительную геометрию для рисунке 13.24.

карманного шва.

Затем можно создать дубликаты этой петли пояса и разместить их вокруг пояса, как показано на рисунке 13.25.

Используя существующую геометрию либо создав (с помощью разрезов) новые грани, добавьте складки и вмятины. Посмотрите на рисунок 13.26.

Рисунок 13.23. Добавьте две дополнительные полоски граней на пояс, которые помогут сдержать границу во время подразделения Рисунок 13.24. Рисунок 13.25. Создайте Смоделируйте петли дубликаты петли пояса и пояса из разместите их вокруг талии сегментированного бокса.

Рисунок 13.26. Добавление складок и вмятин на джинсах ОДЕЖДА Теперь, когда брюки созданы, давайте создадим для Фрэнка одежду для туловища. Мы создадим майку почти таким же способом, как и брюки. Сна чала сделайте сплайны, используя в качестве эта лона человеческую фигуру. Посмотрите на рису нок 13.27.

Сгенерируйте поверхность из сплайнов. Посмо трите на рисунок 13.28 Добавьте воротничок и сде лайте поверхность толще, как мы это делали с брю ками.

Один момент, который важно помнить, особен но при создании одежды: две половины модели не должны быть совершенно симметричными. То, что одежда изгибается, образует складки и постоянно изменяет форму, означает, что ни одна вмятинка Рисунок 13.27. Сплайны для майки не будет повторяться на обеих сторонах. Посмот рите на рисунок 13.29.

Наконец, убедитесь в том, что одежда подходит вашему человеку. Посмотрите на рисунок 13.30.

Когда у вас есть основные предметы одежды, вы можете деформировать их для анимации и разных поз так же как вы это делали с обнаженной фигу рой. Кости и смещения могут изменять форму одежды так же, как и форму кожи. Вы можете до бавить специальные морфированные формы одежды для того, чтобы создать индивидуальные складки и выпуклости, когда фигура будет сгибать Рисунок 13.28. Генекрация поверхностей из сплайнов ся и поворачиваться (см. главу 10).

Некоторые профессиональные многофункцио нальные пакеты, например XSI, Maya, LightWave, имеют программы для моделирования одежды.

Они позволяют создавать одежду с реалистичными свойствами (например, типом ткани) и динамикой (например, реагированием на столкновения, ветер и вес) для дополнительной реалистичности.

Резюме Создание цифровой одежды по своему интерес но. Органичная, хотя и не из плоти, одежда это ис Рисунок 13.29. Придайте майке толщину и асимметрию кусственные изделия с постоянно меняющейся по верхностью. Они показывают, кто мы во времени и пространстве. Такие инструменты моделирования, как сплайны и поверхности, генерируемые с их по мощью, это хорошая отправная точка для создания форм, которые прикрывают наши тела.

Заключение Если вы прочли через эту книгу и создали ваше го собственного цифрового человека мои позд равления! Теперь у вас есть модель, которую вы можете использовать снова и снова, совершенст вовать и изменять. Вы можете ее нигде не исполь зовать, а просто любоваться ею. Посмотрите на ри сунок 13.31.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.