Академия компьютерной графики, №3

 | 12.08

Мой Компьютер, №17, 21.04.2008

Мех и волосы относятся к тем объектам, которые привычными способами моделировать неудобно. Создание волос и шерсти в 3ds Max возможно благодаря включенному в его состав модулю Hair and Fur. Это модуль, который создал Джозеф Альтер (http://www.joealter.com), также хорошо известен под именем Shave And A Haircut. В настоящее время он встроен в 3D-редактор Softimage|XSI, а также выпускается как дополнение для программы Maya.

Как вы уже поняли, освоив средства модуля Hair and Fur, вы сможете делать с его помощью прически и шерстный покров для трехмерных персонажей. Но не только…

Инструменты этого модуля использовали во время создания фильмов «Кинг-Конг» (King Kong), «Паутина Шарлоты» (Charlotte’s Web), «На запад» (Into the West), «Ультрафиолет» (Ultraviolet), «Другой мир II: Эволюция» (Underworld: Evolution). Модуль также широко применяется для производства рекламных роликов.

Все инструменты для создания волос собраны в настройках модификатора Hair and Fur (WSM) (Волосы и шерсть). Обратите внимание, что этот модификатор относится к группе WORLD-SPACE MODIFIERS, то есть расположен вверху списка модификаторов. При помощи настроек данного модификатора можно определить внешний вид волос, их текстуру, область покрытия ими модели, а также динамику их поведения по время анимации.

Поскольку волосяной покров содержит миллионы волос, визуализация геометрии каждого из них отдельно могла бы занять слишком много времени. Именно поэтому модуль Hair and Fur просчитывает волосы как эффект постобработки. Вы наверняка заметите это сами, если попробуете визуализировать сцену, в которую добавлен модификатор Hair and Fur (WSM) — сначала будет просчитана геометрия модели, а после этого в окне буфера кадра появятся волосы.

Эффект Hair and Fur появляется в сцене автоматически, сразу после применения к объекту одноименного модификатора, поэтому вы можете не задумываться о необходимости добавления его в сцену. Как правило, настройки этого эффекта можно оставлять без изменений.

После добавления в сцену модификатора модель покрывается схематическими кривыми, обозначающими волосы. Если нужно, чтобы волосы росли не на всей поверхности модели, а только на определенном участке (как, например, при создании прически), перейдите в режим редактирования Face и выделите область произрастания волос. Чтобы модификатор Hair and Fur (WSM) был применен только к выделению, нажмите кнопку Update Selection в свитке Selection. Волосы сосредоточатся только на выделенной области.

Модификатор Hair and Fur (WSM) дает возможность определить внешний вид волос двумя способами: подбирая числовые значения разнообразных параметров, таких как степень завивки волос у корней и на кончиках, толщина, плотность и пр., а также моделируя форму прически при помощи инструментов свитка Styling. Обычно во время работы с модулем Hair and Fur применяются и числовые параметры, и инструменты свитка Styling.

Чтобы начать формировать прическу с использованием инструментов свитка Styling, нажмите кнопку Style Hair. При этом произойдет автоматическое переключение на уровень подобъектов Guides (Направляющие). Инструменты свитка Styling также становятся активными при переходе на этот уровень подобъектов. Когда формирование прически будет завершено, нажмите кнопку Finish Styling.

При переключении на уровень подобъектов Guides вы увидите направляющие, каждая из которых состоит из 15 сегментов и 14 вершин (кроме того, есть дополнительная вершина возле корня, которую нельзя выделить). Чтобы начать создавать прическу, нужно выбрать один из режимов выделения в области Selection, после чего использовать стандартные инструменты 3ds Max для выделения вершин.

По умолчанию включен режим работы с расческой, поэтому вам не удастся выделить вершины, пока вы его не отключите, нажав кнопку Hair Brush или Select в области Styling. Выделенные направляющие отображаются оранжевым цветом, а невыделенные — желтым. Вершины показаны в виде параллелепипедов, однако, используя раскрывающийся список в области Selection, можно установить отображение в виде крестиков, точек или плюсиков.

Выделив вершины, можно начинать расчесывать волосы. Для этого используется Hair Brush в сочетании с одним из инструментов, которые расположены в нижней части области Styling. Все инструменты действуют только на те направляющие, которые выделены и которые попадают в область действия расчески. Диаметр расчески можно изменять. Для этого применяется ползунок в области Styling или сочетание клавиш Ctrl+Shift. Нажмите и удерживайте эти клавиши, перемещая мышь.

Моделирование волос требуется не только в тех случаях, когда вы создаете прическу трехмерных персонажей, но и для имитации реалистичной одежды. Поверхность любого тканевого полотна содержит небольшие волоски, которые делают ее узнаваемой. На разных типах ткани они отличаются по величине, и на краях заметны более всего. Поэтому если вы хотите, чтобы ваша ткань была реалистичной, то наличие мохнатых краев, например, на рукаве, обязательно. Если же вы создаете одежду из меха, волоски играют первостепенную роль. Поскольку меховая шуба, воротник или шапка имеют большую плотность размещения волосков, объект закрывается ими полностью. В некоторых случаях это позволяет даже оставить объект нетекстурированным, ведь роль текстуры выполняет сам мех.

Рассмотрим работу с модулем Hair and Fur на практике и создадим с его помощью меховую шапку.

Для начала смоделируем шапку. Создадим основу, на которой будет располагаться мех. Шапка состоит из трех частей: тульи, основной части и помпона. Начнем с тульи. Для ее создания удобно использовать стандартный примитив Tube с примерными параметрами: Radius 1 = 56, Radius 2 = 50, Height = 25, Height Segments = 1, Cap Segments = 1, Sides = 7.

Созданный нами объект имеет острые углы и поэтому мало напоминает тулью. Однако, беспокоиться не стоит: в будущем, когда мы применим к нему модификатор TurboSmooth, объект примет нужную форму.

Примените к созданному объекту модификатор Edit Poly. Средствами полигонального моделирования мы вытянем из тульи основную часть и придадим объекту форму шапки. Переключитесь в режим редактирования Рolygon и, удерживая нажатой клавишу CTRL, выделите все внутренние полигоны объекта.

Вызовите окно настроек инструмента Extrude и установите значение параметра Extrusion Height равным 6. В области Extrusion Type установите переключатель в положение Local Normal. Объект после выполнения этой операции будет выглядеть так.

Выполнив операцию выдавливания, мы создали дополнительный внутренний ряд полигонов, которые теперь можно выдавить вверх, создавая основную часть шапки.

Снова выполните операцию выдавливания, установив параметр Extrusion Height равным 19. Масштабируйте выделенные полигоны одновременно по трем осям примерно на 15 процентов, после чего при помощи операции Rotate наклоните плоскость, в которой лежат выделенные полигоны. Это необходимо сделать, чтобы шапка выглядела слегка заваленной набок.

Описанные выше операции выдавливания-масштабирования-поворота необходимо проделать несколько раз по отношению к одним и тем же полигонам до тех пор, пока шапка не сузится на конце.

Осталось смоделировать помпон на верхней части шапки. Для этого выделите полигоны в торце модели на узком конце шапки и выполните операцию Bevel. В окне настроек этого инструмента установите для параметра Height значение 5, а для Outline Amount = 1.6. В области Bevel Type установите переключатель в положение Local Normal.

Повторно выполните операцию выдавливания со скосом с параметрами Height = 4 и Outline Amount = -1. Параметры являются ориентировочными, так как форма полученной вами модели может отличаться. Подберите их, чтобы форма помпона примерно напоминала изображенную на этом рисунке.

Теперь используем операцию Tessellate для увеличения плотности полигональной сетки на выделенном участке. В окне Tessellate Selection установите переключатель Type в положение Edge.

Не снимая выделения с полигонов, примените к ним модификатор Spherify. В настройках модификатора установите величину параметра Percent, определяющего силу действия модификатора, равной 100. В результате выделенные полигоны превратятся в шарик.

Единственный недостаток полученного помпона — слишком маленький размер. Увеличить его можно, переключившись в режим редактирования Рolygon и выполнив масштабирование выделенной области до нужного размера.

Наконец, обещанный шаг — применение модификатора TurboSmooth. Благодаря ему модель станет сглаженной. В настройках этого модификатора установите значение параметра Iterations равным 2. Модель готова.

Теперь необходимо покрыть нашу шапку мехом. Работа с модулем Hair and Fur начинается с того, что исходному объекту назначается модификатор. Выделите модель шапки и примените к ней модификатор Hair and Fur (WSM).

После того, как вы это сделаете, модель в окне проекции покроется схематически отображенными волосами, разбросанными случайным образом.

В нашем случае мех должен покрывать всю поверхность модели, поэтому сразу перейдем к работе со свитком Styling. В нем есть все необходимые инструменты, с помощью которых можно формировать длину и направление роста шерсти.

Нажмите кнопку Style Hair. Вы увидите направляющие, при помощи которых можно управлять направлением шерсти. По умолчанию они торчат в разные стороны.

Нажмите кнопку Attenuate (Уменьшить длину волос) в области Utilities. После применения этой команды в тех участках, где размер элементов полигональной сетки максимальный, длина направляющих тоже становится максимальной. На более мелких полигонах длина направляющих уменьшается пропорционально размеру, поэтому, например, на помпоне мех короткий.

После нажатия кнопки Attenuate вы увидите, что модель преобразилась.

Чтобы создать правильное расположение волос на шапке, необходимо выполнить три основные операции — уменьшить длину меха на средней части, обрезать мех внизу тульи и зачесать мех на тулье в одну сторону (по часовой или против часовой стрелки).

Начнем с удаления волос, которые торчат в нижней части шапки. Измените размер кисти так, чтобы вам удобно было работать с моделью. Для этого используйте ползунок в области Styling или же сочетание клавиш Ctrl+Shift.

Используйте инструмент Hair Cut. Наведите кисть на волосы, которые нужно обрезать, и щелкните мышью. Все волосы, которые попали в область действия кисти, будут удалены. Повторите операцию для всех ненужных волос.

Теперь укоротим волосы в середине модели. Это можно сделать как при помощи инструмента Hair Cut, так и используя инструмент Scale. Переключитесь в режим Hair Brush и активируйте инструмент Scale.

Наведите кисть на нужную область и, удерживая кнопку мыши, передвиньте курсор влево. Это уменьшит длину волос. Передвижение курсора вправо удлинит волосы.

Поскольку волосы на тулье шапки должны располагаться параллельно поверхности, их необходимо зачесать. Для этого используйте инструмент Translate (Перемещение). Зачешите волосы на тулье в выбранном направлении.

Перед тем, как завершить работу по укладыванию меха, заглянем внутрь шапки. Естественно, изнутри она тоже покрыта мехом. Поскольку шапка обычно надевается на голову, то, что находится внутри, видно не будет. А раз так, то на просчет этих волос будет затрачиваться лишнее время. Поэтому снова выберите инструмент Hair Cut и отрежьте волосы изнутри. Обязательно установите флажок Ignore Backfacing, чтобы волосы с наружной стороны не исчезли.

На этом работа по укладыванию меха завершена. Нажмите кнопку Finish Styling, чтобы выйти из режима Guides.

Выполним настройку модификатора Hair and Fur (WSM). Сначала обратим внимание на настройки свитка General Parameters. Параметр Hair Count (Количество волос) отвечает за общее количество волос. Чем больше его значение, тем более пушистой будет шапка. Мы установили значение 995000. Лучше начинать с меньшего значения, смотреть на результат и увеличивать, насколько хватит мощности компьютера.

Параметр Hair Segments (Количество сегментов на волосе) нужно увеличить примерно до 7, чтобы волосы не выглядели ломаными. При увеличении параметра Hair Passes (Количество проходов визуализации) мех становится более мягким и светлым. Достаточно установить значение 2.

Теперь подберем цвет материала. В свитке Material Parameters (Параметры материала) для параметра Tip Color (Цвет кончиков волос) установите белый цвет, а для Root Color — голубой.

Визуализируйте сцену и отредактируйте настройки, если вы не останетесь довольны результатом. Чтобы сделать конечное изображение более реалистичным, можно расположить на заднем плане фотографию с пейзажем.

(Продолжение следует)

Сергей и Марина Бондаренко

Robo User
Web-droid editor

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *