oldi

Мастер-класс по цифровой анимации. Часть II. Строим героев*

Весь мир — это сцена, а все люди в нем… построены при помощи 3D Studio MAX и малой толики ноу-хау в области цифровой анимации. Вы согласны?

 

Части тела

Фамильное сходство

Приведите их в чувство

Неизбежные последствия…

  Сеточный персонаж

  Программное обеспечение

  NURBS-персонаж

  Метаболический персонаж

 

Вы обратили внимание на прошлый номер нашего журнала? Если да, то вам уже известно, что мы запустили в производство грандиозный и амбициозный анимационный проект, цель которого — пятиминутный рекламный клип к фильму «Буря» (сценарий Уильяма Шекспира).

В данной серии статей (предполагается, что всего их будет четыре) мы собираемся рассмотреть различные аспекты построения трехмерных моделей, анимации и последующей обработки короткометражного фильма. В первой части мы построили декорации и обсудили, как с помощью материалов, моделирования и освещения создать в сцене нужную атмосферу. Теперь пришло время построить героев и населить ими наш виртуальный мир.

Создание выразительных и правдоподобных героев — наверное, самая трудная задача 3D-анимации. Человеческое лицо — настолько знакомая нам вещь, что мы можем отличить одного человека от другого практически мгновенно, даже если их черты разнятся лишь незначительно.

В связи с этим у 3D-дизайнера возникает две проблемы. Во-первых, ему нужно очень тщательно выстроить модель гуманоида (особенно его лицо). Малейшие отступления от реалистичных пропорций здесь очень заметны.

Вторая проблема заключается в следующем: если вы (как в данном случае) «лепите» именно гуманоидов, а не людей, различие между отдельными персонажами должно быть более явным и резко выраженным. Это необходимо, потому что наш глаз привык только к человеческим лицам. Черты «лица» у золотых рыбок, к примеру, так же различны, как и у людей, однако вы должны очень хорошо знать эту рыбку, чтобы отличить ее от собратьев.

Вывод напрашивается следующий. Нам необходимо удержаться на тонкой грани: сделать героя как можно более похожим на нас, но при этом постараться, чтобы зритель смог отличить двух персонажей друг от друга и распознать выражения их лиц.

Части тела

В большинстве случаев тела органических существ слишком сложны, чтобы их можно было построить из простых геометрических примитивов (большинство наших героев состоит примерно из 40-45 000 многоугольников). Однако это возможно. Некоторые дизайнеры на спор строят человечков, начиная с простого куба: разбивают грани на части; из отдельных граней вытягивают ручки, ножки и, таким образом, путем выборочного сглаживания сетки добиваются нужного результата. Другие мастера пользуются так называемым методом кусочного моделирования, когда грани и вершины модели строятся по одной, и, таким образом, модель обретает свою форму.

Однако большинство дизайнеров считают, что проще отдельно строить ноги, руки, головы, торсы и т.п. как совершенно самостоятельные модели, а масштабировать, позиционировать и скреплять их друг с другом только потом, когда вся мелкая работа будет уже выполнена.

Если для моделирования фигур используются метаболы (каплевидные структуры), то скрепление отдельных деталей получается вполне плавным и естественным. Однако в этом случае (как и в любом другом) следует по возможности избегать заметных стыков между частями тела. В таких местах часто помогают операции оптимизации и сглаживания, однако иногда стыки могут стать такой головной болью, что останется только один вариант — скрыть их под какой-нибудь одеждой или ювелирными украшениями.

Чтобы облегчить первые шаги в проектировании лиц героев, мы воспользовались реальными фотографиями, загрузив их в качестве фона в окно программы MAX. Определенную пользу здесь также окажут книги по анатомии: в них можно найти иллюстрации, демонстрирующие, каким образом под кожей у людей располагаются лицевые мышцы. Помимо этого для некоторых героев мы воспользовались изображениями животных. К примеру, лица моряков (очень приблизительно) скопированы с дельфинов. Нам хотелось, чтобы они выглядели дружелюбными и немного комичными, и поэтому сделали им большие глаза, улыбающиеся рты и синеватую кожу.

В начало

В начало

Фамильное сходство

Основные персонажи мы построили при помощи дополнительного (plug-in) модуля MetaReyes. Все эти герои принадлежат к правящему классу. Вообще, в пьесе повествуется главным образом о двух семейных кланах. Нам хотелось подчеркнуть родственное сходство между отдельными персонажами, хотя у каждого из них должны быть и свои собственные отличительные черты. Поэтому каждое лицо (и тело) мы моделировали, исходя из одной и той же базовой модели MetaReyes, чуть-чуть видоизменив ее для каждого случая. Посредством небольших смещений лицевых мышц и изменения форм тела мы построили целую когорту самых разных персонажей, которые, однако, все сохранили в своем внешнем облике нечто общее, какие-то фамильные черты, отличающие их от других персонажей.

Этот прием великолепно срабатывал до тех пор, пока дело не дошло до Миранды — дочери Просперо, главной героини пьесы. Подразумевается, что это молодая, привлекательная девушка, но нам необходимо сохранить семейное сходство, поэтому мы моделировали ее на базе того же самого мускульного каркаса, что и ее отца.

Всем известна разница между пожилым мужчиной и молодой женщиной. Однако, когда вы начнете анализировать эти различия с количественной точки зрения и попробуете воспроизвести их на экране, все окажется значительно труднее. Отбросим поверхностные детали — цвет кожи, волосы, морщинки, ресницы и формы тела (все это добавляется позже) — и с чем мы останемся? Мельчайшие различия в гладкости мышц, форме скул и размере глаз, которые коренным образом могут изменить внешность, с трудом поддаются количественному определению.

В конце концов мы решили увеличить ей глаза и приподнять надбровные дуги, разгладить в целом все лицо и сделать нос чуть-чуть меньше. Затем мы надули ей губки и приподняли лоб. Кроме того, мы делаем черты лица немного тоньше.

В начало

В начало

Приведите их в чувство

Итак, мы смоделировали внешние формы и покровы. Что дальше? Теперь пришло время нанести на них тонкие оттенки, телесные тона и текстуры, способные вдохнуть жизнь в наших героев.

При создании текстур можно обойтись без программ 3D-рисования и воспользоваться чем-нибудь вроде программы Adobe Photoshop: при помощи ее инструментов позиционировать текстуры на битовой карте и сгладить стыки между ними. В этом случае проще всего воспользоваться планарным наложением текстурной карты (плоским проецированием). Перед началом полезно просчитать модель в обесцвеченном виде под тем же углом зрения, под каким вы будете готовить свою битовую карту. Это изображение впоследствии послужит вам ориентиром — когда вы попытаетесь выстраивать свою разметку и текстуры.

Этот метод, конечно же, не идеален, и в сложных проектах вам обязательно потребуется что-нибудь дорисовать в трехмерном пространстве. Для этого мы пользовались программой Painter 3D, где предлагается огромный выбор различных изобразительных техник, по виду очень близких к естественным. Помимо этого программа позволяет рисовать как текстурные карты, так и карты рельефа непосредственно на 3D-модели. Здесь гораздо легче подбирать различные варианты телесных оттенков и наносить на одежду различные дефекты окраски и формы. Лишь слегка подрумянив щечки, подкрасив глаза или губы, можно вносить в лица тонкие различия, которые придадут им определенную живость.

В начало

В начало

Неизбежные последствия…

Следующая проблема — одежда. Вы, может быть, думаете, что проектировать сначала тело героя и лишь потом его одежду — занятие бессмысленное, ведь в конце концов большие фрагменты тела придется удалить, потому что их не будет видно? Однако это не так. В качестве отправной точки для элементов одежды мы воспользовались именно копией сетки, обозначающей тело. К примеру, если взять торс и руки героя, то из них можно легко построить рубашку с помощью «резака» (см. предыдущий выпуск) и «прорезать» дырки для рук и головы, а затем применить определенные модификаторы.

Другой пример — королевский камзол. Он тоже строится на базе телесных очертаний, но с некоторыми коррективами и дополнительной отделкой. В данном случае, чтобы прорезать дырку для горла и приоткрыть переднюю часть камзола, мы воспользовались булевой операцией вычитания объекта клиновидной формы. Затем мы применили модификатор Relax и сгладили четкие очертания мускулов, чтобы сохранилось ощущение, что камзол надет на человеческое тело, но при этом не копирует его полностью. После этого необходимо внести в сетку последние коррективы и пририсовать отделку. Это будут видимые сплайны, которые нужно вручную прорисовать вдоль края камзола.

Однако конструирование одежды — это одно, а ее анимация — совсем другое. Далее в нашей серии мы воспользуемся специальным модулем ClothReyes и с его помощью выстроим реалистичные движения одежды. Правда, поскольку ClothReyes требует дополнительных расчетов по слоям, мы ограничимся только одним героем. Остальные будут одеты в менее эластичные костюмы, которые будут двигаться тем же самым образом, что и «спрятанные» под ними тела. Возможно, это выглядит слишком искусственно, но, если выбрать правильный угол зрения и сделать сетку более мелкой, чтобы одежда лучше изгибалась, никто ничего не заметит.

В следующем номере мы поподробнее рассмотрим ClothReyes и примемся за анимацию: поработаем над движениями и выражениями лиц.

 

В статье использованы материалы и опыт Кристиана Даркина.

КомпьютерПресс 11'1999