Моделирование тела персонажа. Часть 2

Цельные модели

Сегментирование - удобный способ конструирования, но иногда требуется, чтобы персонаж имел цельную поверхность. При создании реалистичных моделей живых существ, например игуаны, шов между головой и туловищем не всегда удается скрыть. Единственный выход - повязать ящерице галстук. Многие персонажи-супермены носят одежду в обтяжку, и поэтому их модели также должны быть цельными.

Бесшовную модель создать, конечно, труднее, чем сегментированную. Однако большинство пакетов трехмерной графики позволяет решить и эту задачу. Чтобы получить цельную фигуру, можно воспользоваться полигональными каркасами, патчами и геометрическими объектами других типов.

В процессе анимации бесшовная модель деформируется. Обычно это делается с помощью скелета. Если в процессе конструирования были допущены ошибки, при деформировании могут возникнуть проблемы. Как правило, они связаны с наиболее подвижными фрагментами модели. Посмотрите на скелет, и вы поймете, что к проблемным участкам относятся, прежде всего, места расположения шаровых шарнирных соединений - плечи и бедра. Если каркас был сконструирован неверно, поверхность в процессе движения будет выглядеть неестественно, чрезмерно растягиваться или собираться в складки.

Как мы уже говорили, для правильного построения каркаса необходимо хорошо знать анатомическое строение тела. Например, если конструкция плеч не соответствует их реальному строению, они двигаются неправильно. Плечи располагаются выше подмышек. Если расстояние от плеч до подмышек слишком мало или велико, персонаж будет не только нелепо выглядеть, но и неестественно двигаться при анимации. Следует уделять максимум внимания размещению деталей каркаса и учитывать при этом направление сил, возникающих в процессе работы мышц.

Создание бесшовной модели тела при помощи полигонального каркаса

При помощи многоугольников создают великолепные бесшовные модели персонажей. Многоугольниками можно достаточно свободно манипулировать в трехмерном пространстве, поэтому на основе полигонального каркаса удается построить цельную фигуру, включая кисти рук и голову. При конструировании рук рекомендуется работать с каркасом, имеющим низкое разрешение, а затем добавлять недостающие детали посредством операции дробления многоугольников.

В упражнении показано, как создать мужскую фигуру без кистей и головы (приемы конструирования этих элементов рассматриваются в следующих главах). Моделирование происходит в два этапа. Вначале конструируется основа фигуры, затем добавляются детали, позволяющие придать ей узнаваемые очертания. По ходу работы в модель можно вносить изменения и придавать ей желаемую форму и размер.

Упражнение 2. Первый этап - конструирование основы фигуры

1. Начните с элементарного параллелепипеда, разделенного на три части по-высоте. Его ширина должна быть равна толщине, а высота - в три раза больше ширины.

2. Выполните однократно операцию дробления многоугольников. При этом возникнут дополнительные элементы каркаса, небольшие сужения на верхушке и основании, и изменится конфигурация боковых граней.

3. Выделите вершины, определяющие два верхних ряда ребер. Примените к выделенной области операцию равномерного масштабирования с уменьшением размера, чтобы сформировать шею.

4. Выделите указанные стрелками вершины на внешней поверхности модели. Передвиньте их вертикально вверх, чтобы плечи располагались приблизительно на уровне шеи.

5. Выделите вершины, расположенные на поясе, и выполните операцию масштабирования, чтобы переместить их внутрь. (Но если вы конструируете модель толстяка, возможно, придется выдвинуть эти вершины наружу.)

6. Выделите грани в основании плеч и экструдируйте их наружу, чтобы сформировать основу для рук.

7. Создайте продолжение рук путем дальнейшего экструдирова-ния граней. Увеличивайте или уменьшайте отдельные грани, чтобы получить объект нужной формы. При желании можете экструдировать кисти из концевых граней рук.

8. Теперь переходите к конструированию ног. Выделите крайние грани на нижней стороне модели и экструдируйте их вниз, чтобы сформировать основание ног.

9. Выделите вершины на нижней грани основания левой ноги. Выполните операцию масштабирования по вертикали, чтобы грань стала горизонтальной. Проделайте аналогичную операцию с основанием правой ноги.

10. Теперь, когда нижние грани расположены горизонтально, выделите их заново. Экструдируйте грани по вертикали вниз и создайте ноги. Как и при моделировании рук, добавляйте детали, необходимые для того, чтобы придать этим частям тела желаемые очертания.

11. Если необходима только основа фигуры, на данном шаге можно выполнить операцию сглаживания и использовать полученную конструкцию (разумеется, добавив кисти рук и голову). Если же ваша цель -построить более качественную модель, выполните предлагаемые ниже упражнения. (Конструирование кистей рук рассматривается в главе 4.)

Упражнение 3. Второй этап - добавление деталей

1. Прежде чем приступить к усовершенствовании модели, необходимо добавить кое-какие детали. Создайте замкнутый контур из ребер, делящий переднюю часть модели на две равные части, и другой, проходящий вдоль боковых сторон.

2. Добавьте еще три замкнутых контура. Один делит пополам руки, проходит через грудь и спину. Второй и третий разделяют на две части ноги, идут вверх и охватывают плечи.

3. Выделите на ногах вершины, созданные в результате добавления этих контуров, и выдвиньте их наружу при помощи операции масштабирования, чтобы придать ногам цилиндрическую форму. Откорректируйте модели ног. Повторите процедуру для рук.

4. Придайте реалистичные очертания плечам и грудной клетке. Выделите вершины, соответствующие верхней части плеч. Передвиньте их вертикально вверх, чтобы сформировать дельтовидные мышцы. Сформируйте на передней части модели грудные мышцы.

5. Выделите грани в центре верхней части тела. Экструдируйте их и создайте основу для шеи. Голову можно сконструировать как отдельную деталь или построить ее, экструдировав грани шеи (более подробно процесс моделирования головы рассматривается в главе 5).

6. Для формирования ступни экст-рудируйте нижние грани ног и выполните операцию масштабирования с увеличением; в результате получатся пятки. Выделите передние грани и экструди-руйте их вперед, чтобы построить остальную часть ступни. Кисти рук формируются аналогично; более подробно процесс их создания рассматривается в главе 4.

7.После завершения работы над моделью с низким разрешением выполните дробление многоугольников и наложите на нее текстуру. Если предполагается деформировать фигуру при помощи скелета, возможно, дробление стоит производить после всех преобразований.

Конструирование бесшовных моделей тела при помощи NURBS

Большинство наиболее качественных реализаций технологии NURBS позволяет создавать плавные переходы между поверхностями. В следующем упражнении эта возможность используется для создания бесшовной модели женской фигуры. Естественно, те же приемы можно применять при конструировании любых персонажей, будь то фигура мужчины, инопланетянина, животного или кого-либо еще.

Упражнение 4. Моделирование тела при помощи NURBS

1. Торс создается на основе контурной линии. Во-первых, постройте профиль передней части тела. Если у вас имеются эскизы или модели, полученные при помощи оцифровки, воспользуйтесь ими.

2. Дублируйте эту кривую и поверните на 90°. Выделите вершины и измените форму кривой, чтобы она соответствовала контуру левой стороны модели. На данном этапе вам также пригодятся имеющиеся образцы. Для формирования правой стороны торса выполните зеркальное отражение.

3. Дублируйте исходную кривую и поверните ее на 180°. Измените форму кривой — она должна соответствовать очертаниям спины. Теперь у вас есть четыре кривые, представляющие переднюю сторону, спину и бока модели.

4. Выделите контурную кривую передней стороны торса. Дублируйте ее и поверните примерно на 30° вправо. Создайте второй такой дубликат для левой стороны.

5. Повторите эту процедуру для трех оставшихся базовых кривых. Теперь у вас стало 12 кривых.

6. С помощью инструментов Loft или Skin создайте замкнутую поверхность. Если контурные линии были построены аккуратно, торс будет очень похож на настоящий.

7. Добавьте еще несколько кривых (они показаны на рисунке более темными линиями) и завершите формирование торса.

8. Отложите полученную модель на время и сконструируйте руки. Постройте кривую, имеющую форму крючка, и при помощи операции Revolve превратите ее в заготовку для руки. (Если вам необходим объект с незамкнутой поверхностью, например рукав рубашки, «разогните» крючок: тем самым вы получите цилиндр, открытый с обоих концов.)

9. Придайте заготовке форму руки. Выделите область, прилегающую к плечу, и растяните ее, чтобы вышло подобие воронки. Для получения второй руки выполните зеркальное отражение.

10. Придвиньте руку к торсу. На модели руки выделите кривую, ограничивающую край плеча. Спроецируйте ее на торс.

11. Удалите часть поверхности торса внутри проекции кривой с помощью операции Trim.

12. Создайте плавное сопряжение между границей выреза и краем руки. Подберите параметры сопряжения таким образом, чтобы стык был незаметен. Повторите операцию для другой руки.

13. Создайте модель ноги подобно тому, как была создана рука. Постройте поверхность при помощи вращения контурной кривой вокруг оси и, передвигая вершины, придайте полученной конструкции очертания ноги. Выполните зеркальное отражение, чтобы получить модель другой ноги.

14. Соедините ноги с торсом при помощи инструмента Blend. По смыслу эта операция идентична той, которая была проделана для руки. Кривая, очерчивающая край модели ноги, проецируется на торс. Затем участок поверхности внутри кривой вырезается, и отверстие закрывается за счет формирования плавного сопряжения.

15. Модель готова для анимации. Кисти рук и ступни можно создать как отдельные объекты либо воспользоваться операцией Blend. Поскольку на месте шеи имеется отверстие, модель головы может быть бесшовно состыкована с фигурой или как отдельный объект, или при помощи сопряжения поверхностей.

Заключение

Конечно, модели, которые вы сейчас построили, - наипростейшие. Относитесь к этим фигуркам, как к строительным блокам. Они являются лишь исходными для более сложных, реалистичных или стилизованных конструкций. Любая модель может быть перестроена и переработана в соответствии с вашими желаниями и требованиями проекта.